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».
* См.: Федченко Б. А. Биология водных растений как предмет изучения в школе. Л.— М., 1925.
Опыт с ряской рекомендовал Б. А. Федченко*. 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.
В уголке живой природы учащиеся могут наблюдать, как отдельные виды растений, например роголистник, очищают воду. Пучок роголистника следует поместить в банку и, когда он разрастется и займет нормальное положение, в воду добавить ил (1 столовая ложка на 1 л воды); для контроля взять банку без растений с такой же порцией ила. Через сутки в банке с роголистником вода станет прозрачной. Комочки ила осядут на дне и на ветвях растений. Во второй банке вода останется белесо-мутноватой.
Аквариумисты пользуются этими свойствами роголистника для очистки воды в аквариуме. При загнивании воды в аквариум помещают большое количество тщательно промытых ветвящихся растений, взятых из природного водоема. Через сутки роголистник вынимают, хорошо промывают и снова возвращают в аквариум. Процедуру повторяют несколько раз, пока вода не станет прозрачной.
Благодаря этим свойствам роголистник принимает участие в образовании озерного мела, его стебли и листья в природных водоемах часто покрыты сероватыми известковыми корочками, которые легко отваливаются, если растение потревожить.
При изучении темы «Основы экологии» (X класс) можно использовать также данные наблюдений за взаимоотношениями элодеи с животными организмами аквариума. В результате наблюдений учащиеся могут установить, влияет ли население аквариума на рост элодеи и как влияет это растение на беспозвоночных (на моллюсков отрицательно действует сок элодеи), как себя чувствуют в присутствии элодеи мальки рыб (гуппи, меченосцы), взрослые рыбы. Для исследования использовать опытные аквариумы с элодеей и контрольные без нее.
Опыты и наблюдения в уголке живой природы с зоологическими объектами, как и с аквариумными растениями, способствуют углублению знаний учащихся по школьному курсу биологии, развитию познавательных интересов и вместе с тем расширяют их общий биологический кругозор.
Более четкой организации опытов и наблюдений способствуют специальные задания, подготовленные учителем в соответствии с темами и целями занятий, что особенно важно для V—VII классов. Эти задания определяют последовательность работы, направляют внимание учащихся на самые важные моменты в ней, конкретизируют наблюдения или опыт. Задания могут быть рассчитаны как на фронтальную, так и на индивидуальную работу учащихся. Индивидуальные задания лучше организуют и стимулируют активность учащихся и больше нравятся школьникам тем, что при выполнении этих заданий они чувствуют себя в роли настоящих исследователей. Приводим примеры таких заданий.
* Для опыта можно использовать и другие водоросли.
Выяснение условий образования крахмала в клетках спирогиры*.
1. Культуру спирогиры хорошо освещать в течение 2 — 3 дней.
2. Взять из этой культуры одну нить. Рассмотреть под микроскопом несколько клеток в слабом растворе иода. Найти в каждой клетке зерна крахмала. Установить приблизительное их количество (много, мало).
3. Культуру спирогиры поставить в темное место на 4 — 5 дней при сохранении исходной температуры. По истечении этого срока вновь рассмотреть клетки спирогиры в слабом растворе йода. Установить, есть ли теперь в клетках крахмальные зерна.
4. В дневнике сделать записи о наблюдениях, к записям приложить рисунки. Сделать выводы о питании спирогиры на свету и в темноте и об образовании запаса питательных веществ в виде крахмальных зерен.
Проявление положительной реакции на свет у эвглены зеленой (положительный фототаксис).
1. В две пробирки налить на 2/3 густонаселенную культуру эвглены зеленой.
2. Затенить нижнюю половину первой пробирки. Для этого использовать черную бумагу, плотно привязав ее к пробирке, или опустить пробирку в прорезь картонного ящичка, оклеенного черной бумагой. Поставить пробирку на яркоосвещенное место на 30 — 40 мин.
3. Затенить аналогичным способом верхнюю половинку второй пробирки и также поставить на яркоосвещенное место на 30 — 40 мин.
4. Поочередно быстро освободить пробирки от затемнения. Рассмотреть их содержимое невооруженным глазом и через лупу.
5. Записать в дневник условия и результаты наблюдений. Дать объяснения.
6. Изменить вариант наблюдения (затенить среднюю часть пробирки или всю пробирку, оставив только круглое отверстие, направленное к источнику света и т. п.). Сделать записи в дневнике наблюдений.
Отрицательная реакция инфузории-туфельки на химическое раздражение (отрицательный хемотаксис).
1. На предметное стекло нанести каплю настоя с инфузориями-туфельками. Рядом на расстоянии 0,5 — 1 см нанести другой пипеткой каплю чистой воды или сенного настоя без инфузорий. Соединить обе капли «мостиком».
2. С края капли с инфузориями положить кристаллик поваренной соли.
3. Наблюдать за реакцией инфузорий через лупу. Отметить время, за которое все инфузории переплыли из одной капли в другую.
4. Наблюдения записать в дневник, дать объяснения и сделать выводы.
Движение амебы при разных температурных условиях.
1. На предметное стекло нанести каплю культуры с амебами. Препарат покрыть покровным стеклом, на котором предварительно сделаны «ножки», не позволяющие покровному стеклу плотно прилегать к амебе, и раздавить ее.
2. Под микроскопом наблюдать движение амебы при комнатной температуре. Установить способ передвижения и время, за которое образуется одна ложноножка. В дневнике наблюдений сделать схематические рисунки амебы с образующимися ложноножками.
3. Рассмотренный препарат охладить, положив его на 5 — 10 мин на снег или лед, но таким образом, чтобы талая вода не попала под покровное стекло. Рассмотреть под микроскопом образование ложноножек и установить время, за которое образуется одна из них. В дневнике наблюдений также сделать схематические рисунки амебы с образующимися ложноножками при пониженной температуре.
4. Сравнить образование ложноножек у амеб при комнатной и пониженной температурах, сделать выводы. Наблюдения и выводы записать в дневник.
Передвижение гидры.
1. В стеклянную банку емкостью от 0,25 до 1 л отсадить гидру, которую не кормили 3 — 4 дня. Посадить гидру на стенку банки. Для этого из стеклянной трубки, с помощью которой гидру вынули из аквариума, выпустить ее на стенку наклоненной банки. Положение байки не изменять, пока гидра не прикрепится к стенке.
2. Банку поставить в хорошо освещенное место, но не под прямые световые лучи.
3. Отметить на наружной стенке банки с гидрой ее место прикрепления. Для этого можно использовать маленький кусочек пластилина.
