Аквариум в школе

К уроку по теме «Основные климатические факторы и их влияние на организм» (общая биология, X класс) можно поставить опыт с гигрофилой. Для опыта нужно, чтобы аквариум освещался только электролампами и находился в темном помещении или зимой вдали от окна. Утром включают свет и фиксируют положение верхушечных листьев — они сложены, стоят вертикально вверх концами. Ночью возможно охлаждение воды и растение тесно смыкает листья, чем защищает легко повреждаемую точку роста. Затем фиксируют положение листьев через час после включения света: листья раскрылись, растение поглощает свет. Через 8 — 10 ч свет выключают и через час фиксируют положение листьев: они снова сомкнулись, закрывая точку роста.

Второй опыт как более сложный выполняют в качестве домашнего задания один-два ученика, у которых дома есть аквариумы. Сначала свет включают, как и в предыдущем случае, утром. Фиксируют положение листьев в момент включения и через час. Затем вновь свет включают в середине дня в один из выходных дней или на каникулах. При этом листья у растения раскрываются. Почему? У растений вырабатывается определенный ежедневный ритм жизни: если свет включают утром, вскоре начинается световой период фотосинтеза — листья раскрываются. Задержка с включением освещения не влияет на растение — оно уже давно «ждет» его.

Включение освещения проводят как и в первом случае, через час фиксируют положение листьев. А теперь вариант с выключением: оставляют лампы гореть до позднего вечера. Оказывается, что растения «закрываются» именно в то время, когда они закрывались при обычном выключении освещения.

Бесспорно, что здесь тоже проявляется природная ритмика растения. Однако наблюдается и другое: световой период фотосинтеза на сегодня завершен, растению нужна темнота, оно более не воспринимает свет, не нуждается в нем. Как доказать, что при искусственном освещении начинается темновая фаза фотосинтеза? Надо предложить учащимся разыскать людей, которые держат аквариумы при искусственном освещении 12–16 ч. Если в таких аквариумах растут гигрофилы и кабомбы, легко наблюдать за поведением этих растений в вечернее время. Независимо от яркого света растения складывают листья через 10–12 ч светового периода фотосинтеза (колебания зависят от интенсивности источников света, а продолжительность этого периода примерно равна продолжительности тропического светового дня). За пределами этого «дня», как бы ярко ни горели лампы, растение уже не нуждается в свете (наступает темновая фаза фотосинтеза), оно смыкает листья и «засыпает».

Для выявления тропизмов у растений укорененный куст гигрофилы выдергивают из грунта так, чтобы не повредить корни, и закрепляют горизонтально недалеко от поверхности воды (можно пустить плавать). Через 2–5 дней все кончики корней резко загибаются вниз — геотропизм корней.

В темном помещении, где аквариумы освещены электролампами, к водоему с гигрофилой, не достигшей поверхности воды, приставляют лампу сбоку, ниже уровня воды, а сверху аквариум затемняют (можно затемнить и с боков, чтобы не попадал свет от других аквариумов). Через 5–6 недель учащиеся будут видеть растение с верхушками стеблей, повернутыми горизонтально в сторону лампы. Это проявление фототропизма, развороты растения точкой роста к источнику света.

С явлением вытягивания частей растения при недостатке света можно познакомиться, проводя опыт с кабомбой. Один стебель растения помещают в аквариум, освещенный электролампой мощностью 25 Вт, другой — одновременно в такой же аквариум, освещенный лампой накаливания мощностью 60 Вт. Через три месяца можно сравнить расстояния между мутовками растения: у вытянувшегося стебля они значительно больше.

На примере некоторых аквариумных растений можно показать учащимся роль растений в окружающей среде. Результаты соответствующих опытов и наблюдений используют как на уроках ботаники в V классе, так и в курсе общей биологии в X классе при изучении темы «Основы экологии».

Опыт с ряской рекомендовал Б. А. Федченко[10]. Надо взять две стеклянные банки и поместить в них некоторое количество мелких животных — дафний, циклопов. В одну из банок добавить ряску. Через некоторое время все животные в банке без ряски погибнут, в другой — с ряской — будут чувствовать себя хорошо. Обе банки необходимо содержать при одинаковой температуре и освещении. На основе этого опыта учащиеся могут сделать вывод о роли ряски в обогащении воды кислородом. Результаты данного опыта и выводы из него не бесполезно использовать на уроках по курсу ботаники при изучении процесса фотосинтеза. Не секрет, что этот материал усваивается пятиклассниками с трудом и подчас формально. Ознакомление с результатами опыта поможет им глубже осмыслить понятие о значении фотосинтеза как источника кислорода.