Мир растений. Эксперименты и наблюдения в детском саду

А. И. Иванова, 2017

Настоящее пособие входит в учебно-методический комплект «Мир, в котором я живу». Оно поможет работникам ДОО в организации исследовательской деятельности детей по изучению окружающего мира. В пособии описаны многочисленные наблюдения и опыты, которые могут осуществить дошкольники, конспекты увлекательных занятий. Представлены ответы на типичные детские вопросы, а также пути организации продуктивной деятельности детей в природе. Пособие соответствует ФГОС ДО. Предназначено для педагогов общего и дополнительного дошкольного образования. В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.

Строение растений

Биологические сведения

Строение растений, относящихся к разным систематическим группам. Органами растений являются корень, стебель, лист, цветок и плод. Они имеются только у самых высокоорганизованных растений, называемых цветковыми или покрытосеменными. У самых низкоорганизованных растений — водорослей — никаких органов нет. Все части их тела устроены одинаково, тело носит название слоевище, слоевцо или талом. По причине отсутствия дифференцированных органов эти растения называются низшими. Кроме водорослей, к группе низших относятся и лишайники, которые представляют собой симбиоз водорослей и грибов, их тело тоже не расчленено на органы.

У всех остальных растений формируются отдельные органы, поэтому они называются высшими. В процессе эволюции органы появляются в такой последовательности:

— у мхов — стебли и листья;

— у плауновых, хвощевых и папоротникообразных — корень;

— у голосеменных (к которым относятся хвойные) — семена;

— у цветковых (покрытосеменных) — цветок и плод.

Характеристика органов растений. Каждый орган растений выполняет одну главную и несколько вспомогательных функций.

Корень необходим для удержания растений в почве и для получения из нее воды и минеральных веществ. В корне могут откладываться запасные питательные вещества. Кроме того, с помощью корней осуществляется размножение некоторых растений.

Лист является органом питания: в нем при участии особого зеленого вещества хлорофилла образуются органические вещества. Этот процесс идет только на свету, поэтому он получил название фотосинтеза. Исходными продуктами для фотосинтеза являются два неорганических вещества: углекислый газ, который растение берет из воздуха, и вода, поступающая из почвы. Из углекислого газа и воды образуется хорошо знакомый всем крахмал. Затем благодаря сложным биохимическим процессам крахмал превращается в сахара, жиры, белки и другие органические вещества. Помимо указанной главной функции, лист может служить местом накопления запасных питательных веществ и воды, а также продуктов распада, использоваться для размножения растения и выполнять иные вспомогательные функции.

Цветы и плоды являются органами полового размножения растений. В цветке происходит оплодотворение: яйцеклетка завязи сливается со спермием, образующимся из пыльцевых зерен. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш семени, из окружающих тканей — кожура семени и плод.

Стебель служит для прикрепления всех органов, соединения их между собой и для их определенного расположения относительно Солнца, Земли и друг друга. Стебель состоит из тончайших трубочек, которые видны только в микроскоп. Эти трубочки по строению и функциям делятся на две группы.

Первые начинаются в самых тончайших разветвлениях корней, в которых осуществляется всасывание воды и минеральных веществ. Трубочки, идущие от разных корней, соединяются в общие пучки, благодаря чему корни утолщаются. Чем ближе к стеблю находится корень, тем он толще и больше трубочек содержит. Эти трубочки проходят через стебель и затем входят в лист. Здесь они образуют черешок и жилки. Оканчиваются данные трубочки в клетках мякоти листа, причем каждая трубочка связана с определенной группой клеток мякоти, снабжая их водой и солями.

Вторые, напротив, начинаются около клеток мякоти листа. В них поступают растворы органических веществ, которые образовались здесь в процессе фотосинтеза. Затем они проходят в составе жилок и черешка, вступают в стебель и направляются к корню. По трубочкам питательные вещества, синтезированные в листе, разносятся всем остальным органам. Эти вещества идут на построение новых частей растения, а также на поддержание их жизнедеятельности. За счет них осуществляется рост корней, стеблей, листьев, цветов и плодов.

Вспомогательными функциями стебля являются запасание питательных веществ, способность в вегетативному размножению и участие в фотосинтезе: если стебель окрашен в зеленый цвет, он тоже способен вырабатывать на свету органические вещества из углекислого газа и воды. Это справедливо не только для трав, но и для молодых стволов деревьев и кустарников, имеющих зеленый цвет.

Строение дерева. У дерева можно выделить две основные части: надземную (стеблевую) и подземную (корневую). Место перехода подземной части в надземную называется корневой шейкой. Шейка по внешнему виду и по ряду других признаков отличается от обеих частей.

Ствол — это центральная (осевая) часть надземной системы дерева. Он начинается от корневой шейки и оканчивается по следним верхушечкам приростом. Толщина ствола кверху уменьшается. Часть ствола от корневой шейки до места отхождения первой крупной ветви называется штамбом (детям этот термин можно не давать; следует только обратить внимание на этот специфический отдел стебля). Высота штамба может варьировать от 50 см до 2 м.

Наиболее крупные ветви, отходящие от ствола, называются скелетными. На них размещаются тоже крупные ветви, но все же мельче, чем основные. Совокупность крупных веток называется скелетом (каркасом, остовом) кроны. На нем размещаются более мелкие ветви.

Что называют побегом, а что веткой? Побегом называют прирост текущего года, пока на нем есть листья. После опадения листьев тот же побег называют веткой. Побеги появляются из почек.

По назначению почки бывают ростовые и плодовые. Цветочные почки, как правило, бывают более крупными, куполовидными, расширенными в средней части; их верхушка закруглена. Из таких почек формируются цветы, а впоследствии и плоды. Листовые почки имеют коническую форму; их верхушка заострена.

Приспособление растений к разным условиям. Каждое растение нуждается в определенных условиях. На изменение условий оно реагирует изменением не только биохимических процессов, но и внешнего вида отдельных органов. Отсюда следует важный вывод: по внешнему виду органов растения можно примерно определить, в каких условиях оно нуждается и какое из них нарушено в данный момент, как чувствует себя растение, чего ему не хватает.

Видоизменение органов. Разная потребность в условиях жизни создала большое разнообразие растений на Земле. Оно отмечается для всех органов растения. Иногда они изменяются так, что определить их происхождение может только специалист.

Так, листья могут превращаться в иголки, колючки и чешуйки. Стебли бывают похожими на листья (опунция, декабрист), иногда запасают воду и становятся шарообразными (кактусы) или укорачиваются и становятся незаметными. Тогда кажется, что листья растут сразу от корня. Интересен стебель у капусты: это кочерыга, а листья завиваются в тугой кочан.

Подземными видоизменениями стебля являются клубни, луковицы, корнеплоды и корневища. Как доказать их стеблевое происхождение? В первую очередь необходимо установить, что эти части не являются плодами. Для этого их следует разрезать и убедиться в отсутствии семян. Затем надо проверить, не являются ли данные части растения видоизменением корня. Отличительной особенностью корня является его неспособность образовывать хлорофилл: сколько бы ни находился корень на свету, он никогда не позеленеет. Все названные органы, напротив, на свету зеленеют: клубни картофеля, наружные чешуйки лука, корневища пырея. Следовательно, они не являются корнями.

Интересны в этом отношении корнеплоды (морковь, свекла, редька, редис, брюква): у них зеленеет не весь корнеплод, а только его верхняя часть (редька зеленеет почти вся, морковь — только в своей верхней части). Отсюда следует вывод: корнеплод состоит из двух сросшихся частей — стеблевой, способной к позеленению, и корневой, не способной к выработке хлорофилла. На примере моркови хорошо видно, что эти части различаются и по вкусовым качествам: корневая бывает более нежной и вкусной.

Наконец, о стеблевом происхождении свидетельствует и наличие зачаточных побегов — почек; у картофеля это глазки, у луковицы, корневищ и корнеплодов — мелкие почки, из которых развиваются листья.

Если же быть более точным, то все эти части следовало бы назвать побегами. Собственно стеблем являются сам клубень, верхняя часть корнеплода, а также донце у луковицы, от которого вверх растут листья, а вниз корни.

Клубни стеблевого происхождения следует отличать от клубней корневого происхождения. Последние не имеют глазков и не зеленеют на свету. Такие клубни имеют георгины, а из комнатных растений — аспарагус.

Возрастная динамика формирования понятия «Строение растений»

Не перегружая память детей сложными научными терминами, педагог формирует у них правильные общие представления о строении и многообразии растений.

В группах раннего возраста и 1-й младшей группе дети учатся выделять растения из окружающей среды. В первую очередь их внимание обращается на листья и цветы. Кроме того, в этом возрасте дети должны запомнить внешний вид и вкусовые качества многих плодов, не связывая пока плоды с конкретными растениями.

Во 2-й младшей группе дети впервые узнают о существовании семян и луковиц, когда весной сеют и сажают их в групповой комнате и на участке.

В средней группе расширяются представления, полученные ранее, и начинается знакомство с корнем. В обеих группах ведется большая работа по ознакомлению со стеблем. Подчеркивается различие по этому признаку деревьев, кустарников и трав. Постепенно накапливаются запечатленные в памяти данные о разнообразии стеблей: они бывают толстыми и тонкими, прямостоячими, вьющимися, цепляющимися, лазающими, ползучими. У некоторых растений видимые стебли отсутствуют; они называются укороченными. Листья тоже бывают разными: короткими и длинными, круглыми, овальными, лентовидными, рассеченными и похожими на иголки. Аналогичная работа проводится по изучению разнообразия цветов, плодов и семян. Научная терминология детям не дается. Достаточно, чтобы у них в памяти сформировались образные представления о строении, форме и размерах всех надземных органов.

Цветы и плоды становятся предметом пристального внимания в старшей группе. Воспитатель знакомит детей со строением цветков, с их значением для растений, впервые говорит об опылении и об участии насекомых в этом процессе. На примере огурца, тыквы, кабачков, выращиваемых на участке, показывает завязь, дает детям возможность проследить, как завязь превращается в плод.

В подготовительной к школе группе начатая работа продолжается и усложняется. Каждое из названных ранее понятий расширяется и конкретизируется. Пристально рассматривая цветы, дети понимают, что главными частями цветка являются тычинки и пестики; красивые лепестки нужны для привлечения насекомых, а также для защиты главных частей от повреждений. Дети ставят некоторые опыты по опылению и видят, что без пыльцы плоды не образуются. Уже в начале года дошкольники способны понять, как растения приспособились к распространению плодов и семян. В это же время они учатся отличать плоды от других частей растений, используемых в пищу: внутри плодов обязательно есть семена, а внутри клубней, луковиц, корнеплодов семян нет. Следовательно, они не являются плодами.

Старшие дошкольники должны запомнить все основные и некоторые вспомогательные функции разных органов, научиться определять по внешнему виду растений, какие условия жизни нарушены, и знать, как выправить положение. Дети, проявившие особую склонность к ботанике, способны научиться в простейших случаях определять, к каким условиям жизни приспособлено знакомое им растение.

Продолжается интенсивная работа по ознакомлению с разнообразием растений и всех его пяти органов. Не перегружая память научными терминами, воспитатель разрешает детям придумывать свои названия, если это помогает усвоению понятий. Однако не следует закреплять их в детской памяти как неправильные или не соответствующие общепринятым, чтобы в дальнейшем не возникало трудностей по замене их на правильные.

Стебель, лист, плод

Многочисленные опыты и наблюдения, знакомящие детей со стеблями, листьями и плодами, описаны практически во всех подразделах данного пособия и повторять их здесь не имеет смысла. Поэтому только подчеркнем необходимость формирования у до школьников представлений о многообразии внешнего вида этих органов. Дети должны запечатлеть в своей памяти все типы стеблей, листьев и плодов, не запоминая их названий (например, стебли лазающие, стелющиеся и т. п.), и понять основные принципы взаимодействия органов друг с другом.

Ознакомление со строением растений в основном осуществляется методом наблюдения. Не проводя специальных занятий, воспитатель систематически незаметно и ненавязчиво на прогулках и в свободной деятельности обращает внимание детей на листья, стебли, цветы, плоды в уголке природы, на участке, цветнике, а также вне территории детского сада. Усвоению этих понятий способствует рассматривание натуралистических фотографий, взятых из книг и журналов. Воспитатель обращает внимание детей то на очень большие листья, то на очень маленькие, то на красивые цветы, то на невзрачные. Так, проходя мимо злаков, он сообщает: «Вы знаете, колосок (метелка) тоже является цветком, вернее, не цветком, а соцветием — собранием многих цветков. Давайте рассмотрим, как выглядит один цветок. Вот он: маленький-маленький. Лепестков у него совсем нет, только видны желтые тычинки. Видите, какими разными бывают цветки».

Весной дети с интересом рассматривают соцветия ивы, тополя, березы и карагача, цветы которых тоже не имеют лепестков. Летом и осенью они также запоминают внешний вид плодов — не только всем известных яблонь, груш, слив, но и тополя (пушинка), одуванчика (парашютик), лебеды, полыни, тысячелистника и многих других растений, растущих вокруг детского сада и на его территории.

На основе полученных знаний старшие дошкольники легко познакомятся с понятиями о том, как приспособились растения к распространению плодов и семян: с помощью ветра, животных, человека. Одновременно они должны усвоить, что шишки хвойных деревьев не являются ни цветами, ни плодами, хоть и содержат семена. Шишки — это особый орган, присущий только хвойным.

Наблюдая за ростом и развитием однолетних и многолетних растений, дети запомнят, как меняется их внешний вид на разных стадиях и в разные сезоны года. Начальные стадии формирования стеблей, листьев и корней хорошо наблюдать на растениях, выращиваемых в прозрачных банках и между стеклами. Для фиксации наблюдений можно использовать разные графические и практические способы^[1].

Подавляющее большинство наблюдений длится 1–5 мин. Зачастую они бывают случайными, но проводятся систематически. Только при соблюдении этих педагогических условий у детей будут накапливаться знания по данной природоведческой проблеме. Если воспитатель не знает названия каких-то растений, это не должно явиться препятствием для ознакомления детей с типами плодов, листьев, стеблей. Тем более не следует загружать память детей многочисленными названиями.

Корень

Как выглядит корень? Дети выращивают экспериментальное растение в банке или между стеклами по любой из методик, описанных ранее. Когда корень станет достаточно большим, они рассматривают его. Корень похож на толстую белую нитку. От основного (главного) корня отходят боковые корни, от которых, в свою очередь, отходят боковые корни второго, третьего и более высоких порядков. Совокупность всех корней называется корневой системой. Степень разветвления корневой системы по мере роста проростка увеличивается. Недалеко от кончиков корней имеется зона, покрытая пушистым налетом. Этот налет образуют тончайшие выросты корня — так называемые корневые волоски. Они всасывают влагу из почвы и таким образом обеспечивают водой все растение.

Одинаковы ли корни у разных растений? По методике, описанной ранее, дети одновременно проращивают семена нескольких огородных растений и побеги комнатных растений. Семена и комнатные растения можно брать любые. Рассматривая корни, дети убеждаются, что у всех растений корневые системы разные. У двудольных — тыквы, фасоли, гороха — вначале появляется один толстый главный корень, от которого потом начинают отрастать боковые корни. У однодольных — пшеницы, овса, кукурузы — с самого начала появляются три корня, примерно одинаковые по виду. Затем их количество и размеры постепенно увеличиваются. Различаются корни и по размеру корневых волосков. Самые длинные корневые волоски имеет традесканция. Длина волосков составляет 1–3 мм, причем они покрывают корень почти по всей его длине. Около стебля корневые волоски более длинные, ближе к кончику они становятся короче. У тыквы, гороха, фасоли, злаковых волоски короткие, а протяженность зоны всасывания небольшая — несколько миллиметров. В связи с этим дети не могут ее заметить без помощи педагога. В данном месте корень просто кажется чуть-чуть утолщенным.

Меняются ли корневые волоски? Тушью или тонким восковым карандашом дети отмечают верхнюю и нижнюю границы зоны всасывания. Эти метки можно нанести либо на кальке, приложив ее к стенке банки, либо непосредственно на стенке банки. Наблюдая в течение нескольких дней за ростом корней, дети убеждаются, что у одних растений, например у традесканции, зона всасывания непрерывно увеличивается; у других ее размер не меняется, но зона как бы перемещается по корню: со стороны стебля волоски отмирают, со стороны кончика образуются вновь. Сам процесс отмирания не заметен. К выводу о смене корневых волосков можно прийти путем логических рассуждений.

Как быстро растут корни? Для регистрации скорости роста корней дети наносят на стенку банки координатную сетку или отдельные метки, расположенные на равном расстоянии друг от друга. Интервал между метками равен 3–5 мм. Одновременно они готовят календарь наблюдений: на одном или на нескольких листах бумаги рисуют аналогичные метки или координатные сетки. Два раза в неделю они отмечают, до какой метки дорос корень, на каком уровне отошли от главного корня боковые корни, а от них, в свою очередь, боковые корни второго порядка. Периодическая зарисовка непрерывного процесса формирования корневой системы как бы расчленяет его на отдельные стадии, и дети лучше усваивают необходимые понятия.

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

1

См. Иванова А.И. Организация детской исследовательской деятельности: Метод. пособие. М., 2017.