Seznámit žáky s charakteristikou života rostlin v zimě.
Zapojte se do diskuse o problematických otázkách, formulujte vlastní názor a zdůvodněte jej.
Uhynou rostliny během zimy a jak přezimují?
Jak rostliny přezimují a co je chrání před mrazem?
Která zima je lepší, zasněžená nebo bez sněhu? Proč?
Proč se říká hodně sněhu, hodně chleba?
Připomeňme si, jaké obilniny se nazývají „zima“ a proč?
Jaké rostliny vysazují vaši rodiče na podzim na zimu na zahradu?
Je možné pod sněhem vidět kvetoucí rostliny?
Rostliny v zimním lese nám připadají zcela bez života. A přesto ani v zimě, v největších mrazech, život úplně neopouští stromy a keře. V této době rostliny pouze odpočívají, akumulují sílu, aby s nástupem jara mohly odhodit okovy zimy. “To, co nazýváme snem přírody,” napsal S. Pokrovsky, “je pouze zvláštní forma života, plná hlubokého významu a smyslu.” Tato forma života rostlinných organismů se nazývá stav klidu.
Ve stavu hluboké dormance je metabolismus rostliny prudce inhibován a viditelný růst se zastaví. Neznamená to však, že by se v něm všechny životní pochody úplně zastavily. Některé z nich odcházejí i během zimního klidu. Například škrob se přeměňuje na cukry a tuky, cukry se spotřebovávají při dýchání. Je pravda, že jeho intenzita v zimě je 200-400krát menší než v létě.
V této době také probíhají růstové procesy, které se však navenek neprojevují. Stav zimního klidu je obdobím zvláště intenzivní činnosti tzv. výchovného pletiva neboli meristému, ze kterého vznikají nové buňky a pletiva. U stálezelených i opadavých rostlin se v této době tvoří základy listů ve vegetativních pupenech a květní prvky se tvoří v poupatech. Bez toho by nadcházející přechod rostlinného organismu k aktivnímu životu na jaře prostě nebyl možný. Proto je u velkého množství rostlin a především u všech víceletých forem dormance předpokladem normálního růstu během vegetace.
Schopnost vstoupit do klidového stavu byla vyvinuta u rostlin během evoluce – jde o důležité přizpůsobení periodickému nástupu nepříznivých vnějších podmínek. To opět potvrzuje fakt, že rostliny občas přestanou růst nejen v zimě, ale i v létě. Některé z nich například během sucha shodí listy a úplně přestanou růst – stejně jako v pozdním podzimu. Tento druh míru se nazývá vynucený. Lesní stromy a keře jsou v nuceném klidu i na samém konci zimy – v této době je jejich stav vysvětlován pouze nepříznivými vnějšími podmínkami. Pokud v lednu až únoru uříznete v lese březovou větev, přinesete ji do místnosti a vložíte do vody, začnou brzy růst a rašit listové pupeny.
Pokud se však stejná větev uřízne nebo přinese do teplé místnosti v říjnu nebo listopadu, nebude kvést velmi dlouho. V této době je rostlina ve stavu tzv. hlubokého klidu, který nemůže narušit ani nástup nejpříznivějších podmínek pro růst. Hluboká dormance je nezbytnou fází vývoje rostliny, která nahrazuje vegetační období.
Doba vegetačního klidu se u různých stromů a keřů liší. Některé rostliny – černý bez, zimolez, řešetlák, šeřík, černý rybíz – se vyznačují krátkým obdobím vegetačního klidu; Jejich hluboká dormance v přírodních podmínkách končí v říjnu. Období vegetačního klidu břízy bradavičnaté, hlohu a topolu bílého trvá mnohem déle — až do ledna. A nejdelší období vegetačního klidu má lípa malolistá, javor tatarský, sibiřský smrk a borovice lesní. Například přezimující lipové pupeny nejsou schopny klíčit téměř šest měsíců. U dubu, buku a jasanu jsou poupata do konce dubna v klidovém stavu.
Signálem k odpočinku je pro ně zkrácení délky denního světla. Změny délky dne jsou vnímány listy rostlin a v jejich nepřítomnosti pupeny.
Teplota také ovlivňuje přechod rostlin do klidového stavu: pro některé druhy (hlavně jižního původu – jasan, jírovec, šeřík, třešeň) je hlavním signálem pro klidový režim pokles nočních teplot.
Rostliny, které jsou v zimě pokryté sněhem, nejsou pod jeho teplým kabátem tak chladné. Jak ale mrazu odolávají stromy a keře, jejichž holé větve prořezává zima? Proč jim neumírají poupata a výhonky?
Odolnost rostlin vůči nízkým teplotám vzniká především vnitřními změnami buněk, a především změnami jejich chemického složení.
Roli nemrznoucí směsi – látky snižující bod tuhnutí roztoků nacházejících se v buněčných vakuolách – hrají cukry: hromadí se v buněčné míze při přípravě rostliny na zimu. Cukry také plní důležitou ochrannou funkci v cytoplazmě: chrání její bílkoviny před koagulací (srážením) při poklesu teploty. Čím více cukrů rostliny nashromáždily ve svých buňkách, tím lépe jsou připraveny na nízké teploty. Je dobře známo, že pokud ovocné stromy, jako jsou jabloně, plodí obzvláště hojně v létě, pak v zimě jsou méně mrazuvzdorné. Živiny se v tomto případě vynakládají hlavně na tvorbu plodů a málo cukru se ukládá jako rezerva. Není divu, že takové stromy snadněji vymrznou.
Mráz špatně snášejí i ty rostliny, které na podzim intenzivně rostly například v důsledku déletrvajícího teplého počasí nebo v důsledku vydatného hnojení dusíkem. Důvod je zde stejný: rostliny jsou špatně připraveny na zimu, jejich živiny byly využity pro růst vegetativních orgánů (stonky, listy) a nebyly skladovány jako rezervní sacharidy.
Mrazuvzdornost rostlin klesá a na jaře, kdy se cukry začínají využívat v životně důležitých procesech a mění se na jiné sloučeniny. Proto jsou jarní mrazíky pro rostliny tak nebezpečné, ačkoliv teplota nedosahuje úrovně zimních mrazů, které rostliny dobře snášely.
Ale odolnost rostlin vůči mrazu se vysvětluje nejen hromaděním cukrů v jejich pletivech. Jak ukázaly studie, tvorba mrazuvzdornosti je složitý proces krok za krokem. Otužování ozimých obilnin a ovocných stromů začíná za slunečných podzimních dnů, kdy je fotosyntéza ještě poměrně intenzivní a dýchací procesy jsou již oslabeny. V tkáních se díky tomu hromadí cukry a další ochranné látky a buňky jsou chudší o vodu.
Poté je cytoplazma připravena podstoupit druhou otužovací fázi, která probíhá za pravidelně se opakujících mírných mrazů (od -2 do -5°C). V této době se mění ultrastruktura cytoplazmy, rekonstruuje se enzymový aparát buněk, v důsledku čehož získávají schopnost tolerovat výrazný pokles teploty. Nyní se rostlina nebojí chladu.
V únoru, kdy jsou ještě kruté mrazy běžné, můžete odhrabat sníh v listnatém lese a najít světle žluté výhonky se svinutými listy a někdy i pupeny prorážejícími spadané listí. Na podzim zde tyto klíčky nebyly.
Faktem je, že v listnatém lese půda v zimě nezamrzá. To se vysvětluje přítomností velkého množství humusu a hluboké sněhové pokrývky, které vytvářejí vynikající tepelnou izolaci. Díky tomu se zde teplota půdy drží po celou zimu kolem 0°C. V takové půdě zůstává rostlinám k dispozici nezmrzlá vlhkost.
Pokud jde o živiny, které jsou stejně nezbytné pro růst, k vývoji rostlin pod sněhem dochází díky hotovým, dříve uloženým zásobám. Například u plicníku a sasanky se tyto zásoby nacházejí v oddencích, v borůvkách a husí cibuli – v cibulkách, v chistyaka – v hlízách.
Intenzivní využívání těchto uložených živin při dýchání přispívá ke zvýšení teploty samotné rostliny. Často kolem ní dokonce taje sníh. Například v únoru začínají pod sněhem růst výhonky podbělu, vysazené na podzim. Pokud v tuto dobu vykopete rostlinu, uvidíte, že ve sněhové pokrývce kolem ní roztála malinká jeskyně.
Pořád třeští kruté mrazy a pod sněhem už začíná jaro.
Celé léto stromy pilně ukládají mízu do svých kmenů a větví na zimu. Stromová míza zhoustne a zhoustne a pohyb mízy se zpomalí. Zdá se, že strom usíná. Po vytvoření rezerv takové výživy je strom připraven odolat lehkým mrazům. První mrazy jej otužují, a tak je ještě odolnější: míza stromu ještě více houstne. A stromy se ukládají do skutečného zimního spánku jako gophers, chipmunks a svišti. Čím je chladněji, tím je hibernace a klid stromů hlubší. A stromy dýchají v zimě dvě stě až čtyřistakrát slaběji než v létě.
Už víte, jak můžete pomoci ptákům a lesním zvířatům, ale jak můžete pomoci stromům v zimě?
V zimě spí všechny stromy. Přestanou jíst a růst. Když „spí“, spotřebovává se méně živin a tepla, což stromům pomáhá přežít chladné a drsné zimy.
Připravují se stromy na zimu? Rozhodně!
Za prvé, v létě si všechny stromy připravily teplé „kabáty“. Co je to za kožichy? „Kožíšek“ pro strom je korková tkanina pod kůrou, která neuvolňuje teplo ze stromu a neumožňuje průchod vody a vzduchu. Právě tento „kožich“ zabraňuje zamrznutí stromu i v těch nejkrutějších mrazech.
Za druhé, na podzim stromy shazují listí. Spadané listí na zemi leželo jako teplá přikrývka a chránilo kořeny stromů před promrznutím – zahřívalo je.
Odkud pocházejí praskliny v kůře stromů?
Pravděpodobně jste všichni viděli praskliny ve stromech. Projděte si je se svým dítětem. Zajímalo by mě, odkud pocházejí?
Důvod je prostý. V zimě přijde nečekané tání a v noci náhle udeří silný mráz. A „kabáty“ stromů chladnou a zmenšují se – „scvrkávají“ se a. trhají. Tyto praskliny zůstávají na stromě po celou dobu jeho životnosti.
Může mráz zabít strom?R příběh od V. Bianchi V. Bianchi.
Může mráz zabít strom?
Pokud strom zamrzne až do samého jádra, zemře. V obzvláště tuhých zimách s malým množstvím sněhu odumře mnoho stromů, většinou mladých. Všechny stromy by zmizely, kdyby každý strom nebyl mazaný, aby si uchoval teplo v sobě a nedovolil mrazu hluboko v sobě.
Krmení, pěstování, narození potomků – to vše vyžaduje hodně úsilí, energie a hodně tepla. A tak stromy, které přes léto nabraly sílu, v zimě odmítají jíst, přestávají jíst, přestávají růst a neplýtvají energií na reprodukci. Stávají se neaktivními a upadají do hlubokého spánku.
Listí vydýchá hodně tepla, dolů s listím na zimu! Stromy je shazují, odmítají, aby si zachovaly teplo nezbytné pro život. Mimochodem, listy spadlé z větví a hnijící na zemi samy poskytují teplo a chrání jemné kořeny stromů před promrznutím.
Málo! Každý strom má skořápku, která chrání živou dužinu rostliny před mrazem. Celé léto, každý rok, stromy pokládají pod kůži svého kmene a větví porézní korkovou tkáň – mrtvou vrstvu. Korek nepropouští vodu ani vzduch. Vzduch v jeho pórech stagnuje a brání teplu vycházet z živého těla stromu. Čím je strom starší, tím silnější korkovou vrstvu obsahuje, proto staré tlusté stromy snášejí chlad lépe než mladé stromky s tenkými kmeny a větvemi.
Korková skořápka nestačí. Pokud se podaří silný mráz prorazit, narazí v živém těle rostliny na spolehlivou chemickou obranu. V zimě se v míze stromů ukládají různé soli a škrob, přeměněné na cukr. A roztok solí a cukru je velmi mrazuvzdorný.
Nejlepší ochranou proti mrazu je ale nadýchaná sněhová přikrývka. Je známo, že starostliví zahradníci záměrně ohýbají chladné mladé ovocné stromy k zemi a zasypávají je sněhem: díky tomu jsou teplejší. V zasněžených zimách sníh pokryje les jako peřina a les se pak nebojí žádného chladu.
Ne, bez ohledu na to, jak silný je mráz, nezabije náš severní les!
Náš princ Bova se postaví všem bouřím a vánicím.
Otázky po přečtení příběhu: Jak stromy „klamou“ mrazy? Jak se na ně připravují? Které stromy se více bojí mrazu – mladé hubené nebo staré a tlusté? Proč? Je velmi důležité pochopit logické vztahy příčiny a následku a vysvětlit důvod. Jaká je nejlepší ochrana před mrazem? Jak lidé pomáhají keřům a stromům přežít krutou zimu?
K tématu: metodologický vývoj, prezentace a poznámky
KOGNITIVNĚ – VÝZKUMNÝ PROJEKT „JAK ŽIJÍ ROSTLINY?“
Projekční a výzkumná činnost v předškolním vzdělávání. Projekt „Jak žijí rostliny“ je určen pro děti ve věku 5-6 let s obecným zaostalým řečovým vývojem. Během projektu, prostřednictvím školení a zkušeností.
Praktická lekce výtvarného umění na téma: „Žijí rostliny v zimě?
Lekce kreslení netradičními technikami a pomůckami (pipeta, hadička a vatové tyčinky).
Shrnutí lekce „Jak žijí rostliny v zimě“
Integrovaná herní lekce pro děti ze střední skupiny o environmentální výchově.
Abstrakt GCD o ekologii „Jak rostliny žijí v zimě“.
Aby pomohl učiteli.
Jak žijí rostliny v zimě?
Konverzace na téma: “Jak rostliny žijí v zimě.”
Konverzace „Jak žijí rostliny v zimě“
Konverzace „Jak rostliny žijí v zimě“ Účel: Zobecnit a systematizovat představy dětí o přizpůsobení rostlin sezónním jevům (v zimě je málo světla, zima, sníh, rostliny přestávají růst).
Konverzace „Jak žijí rostliny v zimě“ se staršími dětmi
Cíl: Shrnout a systematizovat představy dětí o adaptaci rostlin na sezónní jevy, představy dětí o potřebě světla, tepla, půdní vlhkosti pro růst rostlin. Cíle.
Věda pro lidi
Stromy v zimě
Rostliny se nám v zimě zdají zcela bez života. A přesto ani v zimě, v největších mrazech, život úplně neopouští stromy a keře. V této době rostliny pouze odpočívají, akumulují sílu, aby s nástupem jara mohly odhodit okovy zimy. “To, co nazýváme snem přírody,” napsal S. Pokrovsky, “je pouze zvláštní forma života, plná hlubokého smyslu a významu.” Tato forma života rostlinných organismů se nazývá stav klidu. S příchodem podzimu všechny stromy kromě jehličnanů shazují listí. Příroda to poskytla z nějakého důvodu, protože všechny živé věci musí mít svou vlastní dobu odpočinku. Shazováním listů se stromy chrání před mrazem, což je velmi důležité. Jak jste si všimli, smrky, borovice a mnoho dalších evergreenů této čeledi lahodí oku zeleným jehličím po celý rok. U těchto rostlin je proudění mízy uspořádáno trochu jinak. Jehlice pichlavé jsou stejné listy upravené formy. Právě díky této struktuře po celý rok nezamrzají. Naopak sníh nebo tenká vrstva ledu pomáhá stromu přežít silné mrazy.
Ve stavu hlubokého klidu je metabolismus stromů a keřů v zimě prudce inhibován a viditelný růst se zastaví. Neznamená to však, že by se v něm všechny životní pochody úplně zastavily. Některé z nich odcházejí i během zimního klidu. Například škrob se přeměňuje na cukry a tuky, cukry se spotřebovávají při dýchání (i když jeho intenzita v zimě je 200-400krát menší než v létě). V této době také probíhají růstové procesy, které se však navenek neprojevují.
Schopnost vstoupit do klidového stavu byla vyvinuta u rostlin během evoluce – jde o důležité přizpůsobení periodickému nástupu nepříznivých vnějších podmínek. Stromy a keře upadají do stavu hlubokého klidu velmi brzy – když jim počasí, zdá se, ještě umožňuje normální růst. Signálem k odpočinku je pro ně zkrácení délky denního světla. Změny délky dne jsou vnímány listy a v případě jejich nepřítomnosti pupeny rostliny. Jak se dny zkracují, mění se poměr fytohormonů v rostlinách, které stimulují a inhibují růstové procesy. Listy zvyšují obsah nejdůležitějšího přírodního inhibitoru růstu – kyseliny abscisové, která inhibuje syntézu hydrolytických enzymů (amylázy, proteinázy a dalších) nezbytných pro otevírání pupenů, klíčení semen a další procesy rostlinné vegetace. Z listů se kyselina abscisová transportuje do ledvin a „uspí je“. Teplota také ovlivňuje přechod rostlin do klidového stavu. V přirozeném prostředí k poklesu teploty obvykle dochází právě v době, kdy se znatelně zkracuje denní světlo.
Rostliny, které jsou v zimě pokryté sněhem, nejsou pod jeho teplým kabátem tak chladné. Jak ale v zimě odolávají mrazu stromy a keře, jejichž holé větve prořezává zima? Proč jim neumírají poupata a výhonky? Odolnost rostlin vůči nízkým teplotám vzniká především vnitřními změnami buněk, a především změnami jejich chemického složení. Roli nemrznoucí směsi, látky snižující bod tuhnutí roztoků nacházejících se v buněčných vakuolách, hrají cukry: hromadí se v buněčné míze při přípravě rostliny na zimu. Cukry také plní důležitou ochrannou funkci v cytoplazmě: chrání její bílkoviny před koagulací (srážením) při poklesu teploty. Čím více cukrů rostliny nashromáždily ve svých buňkách, tím lépe jsou připraveny na nízké teploty.
Je dobře známo, že pokud ovocné stromy, jako jsou jabloně, plodí obzvláště hojně v létě, pak v zimě jsou méně mrazuvzdorné. Živiny se v tomto případě vynakládají hlavně na tvorbu plodů a málo cukru se ukládá jako rezerva. Není divu, že takové stromy snadněji vymrznou. Ty rostliny, které na podzim intenzivně rostly například v důsledku déletrvajícího teplého počasí nebo v důsledku vydatného hnojení dusíkem, také v zimě špatně snášejí mráz. Důvod je zde stejný: rostliny jsou špatně připraveny na zimu, jejich živiny byly využity pro růst vegetativních orgánů (stonky, listy) a nebyly skladovány jako rezervní sacharidy.
Mrazuvzdornost rostlin klesá a na jaře, kdy se cukry začínají využívat v životně důležitých procesech a mění se na jiné sloučeniny. Proto jsou jarní mrazíky pro rostliny tak nebezpečné, ačkoliv teplota nedosahuje úrovně zimních mrazů, které stromy a keře dobře snášely. Ale odolnost rostlin vůči mrazu se vysvětluje nejen hromaděním cukrů v jejich pletivech. Jak ukázaly studie našeho slavného rostlinného fyziologa, člena korespondenta Akademie věd I. I. Tumanova a jeho studentů, tvorba mrazuvzdornosti je složitý proces krok za krokem. Vlastnost mrazuvzdornosti se vytváří v procesu ontogeneze rostliny pod vlivem určitých podmínek prostředí v souladu s genotypem rostliny a je spojena s prudkým poklesem rychlosti růstu a přechodem rostliny do klidového stavu. Zvyšování mrazuvzdornosti rostlin úzce souvisí s otužováním – postupnou přípravou rostlin na působení nízkých zimních teplot. Otužování je reverzibilní fyziologická odolnost vůči nepříznivým vlivům prostředí.
Nízké teploty jsou pro některé stromy a keře v době vegetačního klidu prostě nezbytné: teprve po výrazném ochlazení (alespoň na 0°C po dobu 3-4 týdnů) mohou následně normálně pokračovat v růstu. To bylo známo ve starověku; například Plinius ve své „Přírodopise“ napsal: „Včasný nástup chladného počasí velmi přispívá k posílení stromů, které se pak výborně vyvíjejí, ale jinak, pokud je pohladí rakousko (teplé jižní větry), stanou se vyčerpaná, a to zejména v době květu.“
Stav zimního klidu je obdobím zvláště intenzivní činnosti tzv. výchovného pletiva neboli meristému, ze kterého vznikají nové buňky a pletiva. Jak u stálezelených stromů a keřů v zimě, tak u listnatých stromů se ve vegetativních pupenech tvoří rudimenty listů a v poupatech květní prvky. Bez toho by nadcházející přechod rostlinného organismu k aktivnímu životu na jaře prostě nebyl možný. Proto je u velkého množství rostlin a především u všech víceletých forem dormance předpokladem normálního růstu během vegetace.
Literatura:
Kandidát biologických věd V. I. Artamonov. Chemie a život č. 2, 1979, str. 36-39.
Materiál připravený mladším výzkumníkem FSBI “Státní přírodní rezervace “Khankaisky”
botanik Mazurok N.N.
Fotografie laskavě poskytli členové klastru Birds of Spassk
Lizunova I.V., Kuzněcovová V.A..
