Методическое пособие «Почему у цветов различная окраска?»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 22
Почему у цветов различная окраска?
Выполнили : учащиеся 5 Г класса
Ким Юлия
Тен Алина
Белокрылова Светлана
Руководитель: Разволяева Н.В.
Консультант: Петяйкина Н.Н.
учитель химии
Консультант: Федосова Н.В.
1.1 Пластиды и вакуоли – органеллы растительных клеток…………. 5
1.2 Что такое красящие пигменты
1.3 Характеристики пигментов
1.4 Почему меняется окраска лепестков венчика
2.1 Что такое кислотность
2.2 Влияние кислотности клеточного сока на окраску лепестков
3.1 Опыт №1. Изменения окраски цветков фиалки трехцветной при создании кислой среды
4.1 Выводы исследовательской работы
Актуальность темы — Как красив пестрый луг! Чего- чего только здесь не цветет! Тут и фиолетовый мышиный горошек, и желтая чина, и розовый клевер, и белые с желтой серединкой ромашки! Как удается природе разукрасить …. Почему у цветов различная окраска.
Цветок – это «чудо и краса растительного мира». Сколько поэтических строк посвящено цветам…
Вспомним слова Данте:
Я шел вперед, но всюду замедлялись
Мои шаги при взгляде на цветы…
Если лепестки венчика могут иметь разную окраску, то в них вероятно есть художественные гуашевые краски (!), т.е. созданные природой красящие вещества .
Объект исследования: красящие вещества цветков.
Предмет исследования: изменение окраски лепестков венчика .
Цель исследования: доказать присутствие пигментов в клетках лепестков венчика.
1. Выяснить в каких органоидах клетки находятся красящие вещества.
2.Составить классификацию пигментов, от которых зависит окраска цветков.
3.Выявить причину изменения окраски лепестков
венчика во время цветения у некоторых растений.
4.Разработать модель изменения окраски цветков
— изучение и использование материалов учебной и научно – популярной литературы по теме исследования
— наблюдение процесса изменения окраски
лепестков во время моделирования состава клеточного сока вакуоли клетки
— обобщение полученных данных по теме исследования
1.1 Пластиды и вакуоли — органеллы растительных клеток.
Органеллы растительных клеток
(раствор неорганических и органических веществ)
Пластидами называются особые органоиды в клетке. К ним относят бесцветные лейкопласты, зеленые хлоропласты и оранжевые хромопласты. Все виды пластид могут возникать из особых мелких бесцветных пропластид. Окраска пластид обусловлена особыми пигментами(красящими веществами): в хлоропластах –зеленым хлорофиллом, а в хромопластах –оранжевым каротином.
Хромопласты имеют окраску от желтого до красного цвета благодаря содержанию в них каротиноидам.
Хромопласты встречаются в лепестках, плодах и некоторых корнях (морковь). Могут возникать из пропластид и из хлоропластов. Плоды многих растений бывают сначала зелеными — содержат хлоропласты, затем они краснеют, так как у них разрушается хлорофилл и остается оранжевый пигмент каротин. В хлоропластах также имеется каротин, но маскируется зеленым пигментом хлорофиллом. Хромопласты часто имеют игольчатую или неправильную форму, так как каротиноиды в них кристаллизуются.
Хромопласты имеют биологическое значение, так как привлекают птиц и других животных. Поедая плоды, животные теряют часть семян, способствуя этим их распространению в природе.
Образование вакуолей . Молодые клетки сплошь заполнены цитоплазмой. Затем по мере роста клеток в их цитоплазме появляются полости-вакуоли. При дальнейшем увеличении размеров клетки вакуоли также увеличиваются и нередко сливаются вместе, образуя несколько вакуолей или одну большую вакуоль. Вакуоли заполнены клеточным соком. Клеточный сок представляет собой водный раствор различных неорганических и органических веществ. В нем содержатся сахара, соли и другие вещества.
1.2 Что такое красящие пигменты
В клеточном соке многих растений содержатся в растворенном виде различные красящие вещества – пигменты. Самым распространенным из них является особое органическое вещество антоциан . Окраска антоциана различна и зависит от реакции клеточного сока: в кислой среде она красная, в щелочной – синяя. Окраска листьев красной капусты, корня красной свеклы, лепестков многих растений (например, медуницы, незабудки и др.) обусловлена наличием антоциана.
Цветки ряда растений, например той же медуницы, за время цветения изменяют свою окраску от розовой до синей, так как реакция клеточного сока меняется от кислой до слабощелочной.
Так что же вызывает окраску цветов? Нам ведь известны цветы самой различной окраски, и даже такие, которые во время цветения меняют окраску (например, незабудка, вначале розовая, становится голубой).
Наиболее известные красители цветов – это ксантофилл и каротин: желтый и оранжевый красители, а также антоциан – красно-сине-фиолетовый.
Мы знаем много белых цветов, однако нет белого красителя, вырабатываемого растениями. Цвет этот достигается путем особого размещения пузырьков воздуха в оболочке лепестков.
Три антоциана – основные пигменты, от которых зависит окраска цветков многих покрытосеменных: пеларгоидин (красный), цианидин (фиолетовый) и дельфинидин (синий). Родственные им соединения флавонолы – желтые или кремовые, а каротиноиды – красные, желтые или оранжевые. Бетацианины (беталаины) – красные пигменты, которые встречаются в одной из групп двудольных.
1.3 Характеристики пигментов
Красные, желтые, оранжевые (пластиды-хромопласты)
Яркая осенняя окраска листьев связана с превращением больших количеств бесцветных флавонолов в антоцианы при разрушении хлорофилла. Цветок калужницы болотной выглядит целиком желтым. При этом периферическая часть лепестков, отражающая ультрафиолетовые лучи, окрашена каротиноидами, а поглощающая их центральная часть кажется нам желтой из-за присутствия флавоноида халькона. Для пчел и других насекомых цвет наружной части лепестков будет смешанным желто-ультрафиолетовым (так называемый «пчелиный пурпурный»), а неотражающей центральной – чисто желтым. Чаще всего, хотя и не всегда, способность цветков отражать ультрафиолет связана с присутствием каротиноидов, т.е. ультрафиолетовый узор более присущ желтым цветкам.
1.4 Почему меняется окраска лепестков венчика
Известные ранневесенние растения наших лесов – Медуница и Сочевичник весенний — отличаются как раз той особенностью, что молодые неопыленные цветки их имеют розовую или красноватую окраску. Эти растения являются одними из ранних медоносов. В стадии бутонов и сразу после раскрытия клеточный сок в вакуолях лепестков имеет слабокислую реакцию, что обуславливает ярко-розовую окраску цветов, по мере старения и после опыления реакция клеточного сока становится более щелочной, что влечет изменение окраски цветков с розовой на синюю. Для насекомых привлекательными оказываются лишь неопыленные – розовые и красноватые цветки, в которых есть нектар.
Флавонолы — другая группа флавоноидов, также очень часто содержатся в листьях и цветках. Многие из них вообще бесцветны, но могут придавать цветкам оттенок слоновой кости или белизны. У всех покрытосеменных растений характерная пигментация цветка зависит от смешения в разных пропорциях флавоноидов и каротиноидов, клеточного рН, а также структурных, то есть отражательных, способностей тканей.
Смешение этих разных пигментов при разных рН в клетках образует всю гамму окрасок цветка покрытосеменных. Изменение окраски является сигналом для опылителей, сообщающим о том, какие цветки раскрылись недавно, т. е. с большей вероятностью содержат пищу. Все разнообразие окрасок цветков обеспечивается очень малым набором пигментов. Однако главными пигментами цветков являются флавоноиды. В листьях они задерживают ультрафиолетовую радиацию, разрушительно действующую на нуклеиновые кислоты и белки, и обычно избирательно поглощают сине-зеленые и красные лучи, которые важны для фотосинтеза. Один из крупнейших классов флавоноидов – антоцианы – играет ведущую роль в определении окраски цветков. К ним относится большинство красных и синих растительных пигментов. Они растворимы в воде и содержатся в вакуолях. Каротиноиды, напротив, растворимы в жирах, и содержатся в пластидах.
Источник
Яркая окраска цветков способ опыления
Установите соответствие между признаками приспособленности растения к опылению и его способом.
| ПРИЗНАКИ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ | СПОСОБ ОПЫЛЕНИЯ |
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
| A | Б | В | Г | Д | Е |
У ветроопыляемых растений теряется много пыльцы, поэтому ее должно быть много, опыление идет до распускания листьев, чтобы они не мешали, а яркие цветки, нектар, запах нужны насекомоопыляемым растениям для привлечения насекомых.
В чем выражается приспособленность цветковых растений к совместному обитанию и перекрестному опылению в лесном сообществе? Укажите не менее трех признаков приспособленности. Ответ поясните.
1. ярусное расположение растений обеспечивает использование света, воды и минеральных солей из почвы;
2. ветроопыляемые растения растения цветут до распускания листвы, которая препятствует опылению (редуцирован околоцветник, тычинки крупные на длинных тычиночных нитях, сухая пыльца);
3. насекомоопыляемые растения зацветают во время появления насекомых, которые обеспечивают опыление (имеется яркий околоцветник и нектар)
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания идиоадаптаций в эволюции растений. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
(1)Некоторые эволюционные изменения приводят к появлению новых отделов и классов растений. (2)Другие же изменения не столь значительны и приводят к появлению частных приспособлений к условиям среды. (3)Так, в определённый момент эволюции наземных растений сформировалась проводящая система и появились корни. (4)Позже появилось опыление и специализированные органы размножения — цветки. (5)Различные морфологические изменения цветков позволили адаптироваться к опылению ветром или насекомыми. (6)Видоизменения плодов также способствовали более широкому распространению цветковых растений.
Идиоадаптации в эволюции растений:
(2)Другие же изменения не столь значительны и приводят к появлению частных приспособлений к условиям среды.
(5)Различные морфологические изменения цветков позволили адаптироваться к опылению ветром или насекомыми. (6)Видоизменения плодов также способствовали более широкому распространению цветковых растений.
Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности. Идиоадаптация — частное приспособление организмов к определённому образу жизни в конкретных условиях внешней среды.
Процесс образования диплоидной зиготы в результате слияния мужской и женской гаплоидных гамет называют
Опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика, конъюгация и кроссинговер идет во время мейоза.
Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется
Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется наличием в цветках нектара, яркого венчика.
Остальные признаки характерны для ветроопыляемых растений.
Процесс образования диплоидной зиготы в результате слияния мужской и женской гаплоидных гамет называют
Оплодотворение — процесс образования диплоидной зиготы в результате слияния мужской и женской гаплоидных гамет.
Опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика, конъюгация и кроссинговер идет во время мейоза.
Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется
А,Б,В – приспособления к опылению ветром.
Приспособленность растений к опылению ветром характеризуется
А,В,Г – приспособления к опылению насекомыми.
Установите последовательность этапов индивидуального развития однолетнего покрытосеменного растения из семени
1) плодоношение и созревание семян
2) рост и развитие вегетативных органов
3) цветение и опыление
4) образование и формирование зародыша
5) прорастание семени
Семена прорастают, образуются вегетативные и генеративные органы, опыление приводит к образованию зародыша, семени и плода.
Хм.. А почему же не имеет место быть первым делом образование и формирование зародыша (4), а лишь потом прорастание семени и все последущее? Или семя считается семенем только уже со сформировавшимся зародышем?
Да, «семя считается семенем только уже со сформировавшимся зародышем» — семя орган размножения высших растений, развивающийся из семяпочки; состоит из кожуры, развивающейся из покровов семяпочки и ядра, образующегося из ядра семяпочки.
если учитель в пояснении согласился ,ответ все-таки другой?
С чем учитель согласился?
Ответ в критерии указан верно!
Во 2 не упоминается развитие генеративных органов, тогда получается что и цвести нечему
Ну так поэтому 3 после 2
Цветки многих покрытосеменных растений опыляются насекомыми. Объясните, в чем проявляется взаимная польза перекрестного опыления для насекомых и растений?
1) Польза для растений: увеличивается вероятность опыления и увеличения численности,
2) приобретения потомством новых признаков, что ускоряет действие факторов эволюции.
3) Польза для насекомых: растения являются источником пищи (пыльца, нектар) и убежищем.
Каким образом потомство растений приобретает новые признаки из-за опыления насекомыми?
Дарвин экспериментальным путём показал, что «перекрестное опыление», когда пыльца берётся с другого растения того же вида, даёт более многочисленное, более сильное и, в свою очередь, более плодовитое потомство. С этой точки зрения становятся понятны всякие сложнейшие приспособления для привлечения насекомых, ибо лишённая активной подвижности пыльца должна быть перенесена кем-нибудь или чем-нибудь в другой цветок, чтобы произвести перекрестное опыление.
А перекресное опыление в свою очередь обеспечивает ГЕНЕТИЧЕСКОЕ разнообразие.
Установите последовательность этапов развития индивидуального однолетнего покрытосеменного растения из семени.
1) образование плодов и семян
2) появление вегетативных органов
3) появление цветков, опыление
4) оплодотворение и формирование зародыша
5) прорастание семени
Последовательность этапов: прорастание семени, появление вегетативных органов, появление цветков, опыление, оплодотворение и формирование зародыша, образование плодов и семян.
Установите правильную последовательность стадий развития семени цветкового растения.
1) прорастание пыльцевой трубки
3) проникновение пыльцевой трубки в семяпочку и оплодотворение
4) развитие зародыша
5) образование зиготы
Последовательность стадий: опыление → прорастание пыльцевой трубки → проникновение пыльцевой трубки в семяпочку и оплодотворение → образование зиготы → развитие зародыша.
Ответ верный. Но все равно выдал ошибку.
Значит оформили неверно.
Разве оплодотворение и образование зиготы не одно и то же?Если да,то зачем дан последний пункт?
Оплодотворение — это процесс слияния половых клеток. В результате оплодотворения образуется диплоидная клетка — зигота.
Слиянию половых клеток у покрытосеменных, в отличие от моховидных, предшествует
Для оплодотворения у мхов необходима вода (спермии переплывают к архегониям).
Опыление — процесс переноса пыльцы с пыльника на рыльце пестика (у покрытосеменных) или на семяпочку (у голосеменных).
Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из приложенного списка.
| Направление эволюции | Путь эволюции | Пример |
|---|---|---|
| А | идиоадаптация | приспособление у цветковых растений к опылению ветром |
| биологический прогресс | Б | редукция органов чувств у паразитических червей |
| биологический прогресс | ароморфоз | В |
Список терминов и понятий:
1) биологический прогресс
2) общая дегенерация
3) появление четырёхкамерного сердца у млекопитающих
5) обитание в океане рыбы латимерии
6) биологический регресс
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
| Направление эволюции | Путь эволюции | Пример |
|---|---|---|
| А — биологический прогресс | идиоадаптация | приспособление у цветковых растений к опылению ветром |
| биологический прогресс | Б — общая дегенерация | редукция органов чувств у паразитических червей |
| биологический прогресс | ароморфоз | В — появление четырёхкамерного сердца у млекопитающих |
Биологический прогресс (от лат. progressus — движение вперед) — направление эволюции, характеризующееся повышением приспособленности организмов определенной систематической группы к окружающей среде. Появление новых приспособлений обеспечивает организмам успех в борьбе за существование, сохранение и размножение в результате естественного отбора. Это приводит к вспышке численности и, как следствие, к освоению новых мест обитания и формированию многочисленных популяций.
Биологический прогресс может достигаться тремя основными путями — посредством ароморфоз (арогенеза), аллогенеза (в том числе идиоадаптация) и общая дегенерация (катагенеза). Каждый из путей характеризуется возникновением у организмов определенных приспособлений (адаптаций).
Упрощение организации у паразитических форм (дегенерация) сопровождается совершенствованием репродуктивной системы. Это приводит к их процветанию, т. е. к биологическому прогрессу.
Биологический регресс (от лат. regressus — возвращение, движение назад) — направление эволюции, характеризующееся снижением приспособленности организмов определенной систематической группы к условиям обитания. Если у организмов темпы эволюции (формирование приспособлений) отстают от изменений внешней среды и родственных форм, то они не могут конкурировать с другими группами организмов. Это значит, что они будут удаляться естественным отбором. Произойдет снижение численности особей. В результате уменьшится площадь заселенной ими территории и, как следствие, сократится число таксонов. В результате может произойти вымирание данной группы.
Таким образом, биологический регресс — постепенное вымирание систематической группы (вида, рода, семейства и др.) вследствие снижения приспособленности ее особей. Деятельность человека также может приводить к биологическому регрессу некоторых видов. Причиной может быть прямое истребление (зубр, соболь, стеллерова корова и др.). Но это может произойти и в результате сокращения ареалов при освоении новых территорий (дрофа, журавль белый, жаба камышовая и др.). Виды, находящиеся в состоянии биологического регресса, заносятся в Красную книгу и подлежат охране.
Источник
