Архив Галактики

Исследование геотропизма растений с помощью датчиков смартфона в лабораторной работе по ботанике.

rat's blog / 31.05.2013

Продолжаю серию опытов по ботанике с применением датчиков смартфона.
Известно, что стебель растений растёт вверх, а корень вниз. Но так как понятия «вверх» и «вниз» относительны, то это явление формулируют так: стебель и корень растут по направлению силы земного притяжения. Это явление известно под названием геотропизма и вызывается действием особых гормонов – ростовых веществ ауксинов.

В школьном курсе ботаники об этом явлении упоминается вскользь, а лабораторные работы не выполняются вовсе. Но ведь тема такая интересная, биофизическая! И опыты можно провести любопытные, особенно когда под рукой будут разнообразные датчики, - в том числе и датчики смартфона, например. Итак, проведём серию опытов, показывающих, что такое геотропизм и от чего он зависит. Исследовать будем проростки фасоли.

Цель: Изучить влияние силы тяжести (гравитации) на прорастающие семена фасоли. Сформулировать понятие геотропизма растений; уметь правильно ставить эксперимент и находить признаки отклонений от нормального прорастания семян в ходе эксперимента, адекватно интерпретировать результаты опытов.

Оборудование: исследуемые семена фасоли, опилки, центрифуга, смартфон с датчиками движения, вращения, ориентации, гравитации.

Ход работы:
Опыт №1 Простое поворачивание прорастающего семени фасоли.
Уже при прорастании семени в темноте, то есть без влияния света, и независимо от положения самого семени, наблюдается изгиб зародышевого корешка вниз, а стебелька - вверх. Если поворачивать прорастающее семя в одну и ту же сторону, корешок будет всё равно стремиться вниз; и в результате поворачиваний обовьётся вокруг семени фасоли.
В этом опыте можно использовать датчик ориентации смартфона.



Опыт №2 Если проросток выращивают в трубке, то его стебель изгибается вверх, а корень – вниз, как только они выйдут за ограничивающие их рост концы трубки. После устранения ограничения, проявляется геотропизм, - реакция на земное притяжение.



Опыт №3. Проращивание семян фасоли на центрифуге или вращающемся в горизонтальном положении колесе с применением датчиков смартфона.

Из истории вопроса: Английский экспериментатор Томас Найт провёл эксперимент в 1806 году. Он укреплял растения на вращающемся колесе, установленном горизонтально так, что центробежная сила противодействовала силе тяжести. Тогда корни росли наружу, а стебли внутрь – к центру вращения колеса, как если бы сила тяжести действовала в горизонтальном направлении.

Повторение усовершенствованного опыта: колесо заменить центрифугой. На центрифуге закрепить проростки и смартфон с датчиками. Наблюдать изгиб зародышевого корешка при центрифугировании во время прорастания. Направление, в котором растёт корешок, совпадает с направлением равнодействующей (Fp) силы земного притяжения (g) и центробежной силы (Fc).



При ускорении 1 g корни и стебли фасоли изгибаются при прорастании точно по направлению вектора равнодействующей гравитационной и центробежной сил. Это доказывает, что именно сила тяжести определяет направление роста. Измерить ускорение и силу тяжести поможет смартфон, укрепленный на центрифуге.

Вот такие несложные опыты по ботанике можно провести со школьниками.