рок по изучению темы «Лист» учитель начал так:
– Экскурсии и внеклассные занятия очень хороши и дают много знаний, вызывают любовь к растениям, но главное всё же – уроки, в которых мы познаём растения последовательно в системе. Из всего курса ботаники мы сейчас подошли к самому существенному вопросу: от чего зависит жизнь на Земле? На этот вопрос нам может ответить изучение листьев растений. Задумывались ли вы над тем, почему так много зелёных растений?
Вся планета и до появления человека, и в начале жизни человечества была зелёной и голубой. Суша зелёная, моря голубые. Даже там, где сейчас пустыни, росли сплошные леса. Наконец, почему у деревьев такая мощная, громадная крона листьев? Да и у каждого растения листьев много, а во время его роста их становится всё больше и больше. Если листья одного растения, например клевера, разложить на земле, то их площадь окажется в двадцать пять раз больше площади, занимаемой растением. Один гектар клевера содержит двадцать пять гектаров площади листьев. У картофеля площадь листьев в сорок раз больше, а у люцерны – в восемьдесят шесть раз.
Но многие века учёные не могли разрешить загадку: для чего нужны листья растению. И в то же время недоумевали, откуда берут питание растения для такой массы листьев и таких громадных стволов деревьев. До семнадцатого века, и значительно позднее, считали, что всё необходимое растение получает из почвы и из органических удобрений – навоза. Это и мы знаем, тем более что корни тоже занимают громадную площадь в глубине почвы.
Но один голландский учёный – я не буду называть фамилии, вы их забудете, их много – решил проверить, почвой ли питается растение. И он триста шестьдесят лет назад поставил опыт с ивой. Он посадил растеньице в горшок с почвой, взвесил. И затем обильно поливал водой. Через пять лет ива выросла и прибавилась в весе на шестьдесят пять с половиной килограммов, а почва убавилась только на шестьдесят граммов. Значит, ива питалась только водой и состоит из воды? С этого опыта начался длительный разговор с растениями. Через тридцать три года другой английский учёный повторил опыт с тыквой и получил тот же результат. Через восемьдесят семь лет французский учёный ещё поставил опыт, подтвердивший «теорию водного питания растений». Так сто двадцать лет задавали учёные вопросы растениям: «Чем вы питаетесь?» И растения давали неправильный ответ. Учёные ещё не научились разговаривать с растениями и получать правильные ответы, как это умел делать известный вам Буссенго. Спустя двадцать четыре года англичанин Пристли сделал открытие: растения исправляют воздух, испорченный дыханием мыши. Под опрокинутую в воду банку он поместил мышь. Она издохла от недостатка воздуха. Он под этот колпак поместил ветку мяты.
Через семь дней впустил туда другую мышь – она жила девять дней и бегала. Растение исправляло воздух, нужный для дыхания. «Это открытие, – говорили учёные, – убеждает нас, что не существует бесполезных растений. Начиная с величественного дуба и кончая последнею мелкой былинкой, все полезны для человека». Но однажды, при повторении опыта на большом собрании при горящих свечах, опыт не удался. Мышь задохлась, мята не помогла. Опять загадка.
Почему это случилось, удалось решить другому учёному только через восемь лет. Он доказал тоже опытом, что растения исправляют воздух только на свету. Но в чём заключается это исправление, выяснилось только через четыре года в опытах ещё одного учёного: растения, на свету поглощая испорченный воздух, то есть углекислый газ, выделяют чистый кислород, нужный для дыхания. И это одно из главных условий, от которых зависит жизнь человека и животных на земле.
Мы сейчас покажем опыт, подтверждающий открытие Пристли, но не с мышонком, а со свечой.
Пухов и Сидорова уже вносили два колпака в стеклянных плошках с водой. Под одним была горящая свеча, под другим свеча и в цилиндрике ветка фуксии.
– Пока мы продолжаем говорить, вы смотрите, где зажжённая свеча погаснет. Вы видите, что нам на уроках постоянно нужно демонстрировать опыты, поэтому их надо ставить заранее. Вы знаете, что прорастание семян заняло семь дней, а водная культура почти два месяца. Некоторые опыты требуют всего три‑пять дней. Потому в подготовке опытов к урокам должны принять участие все ученики класса, так как всем нужно научиться разговаривать с растениями. И учиться говорить о них, как это делали докладчики на ботаническом вечере. С сегодняшнего дня по два, а иногда и по четыре человека вы будете работать в уголке живой природы, ставить опыты, демонстрировать их на уроке, объясняя, как ставили и что получили. Работы обязательны, они называются внеурочными, а не внеклассными. За них я буду ставить оценки.
– Свеча одна погасла!
– Кстати. Опыт ставили мои ассистенты, они и расскажут.
– Мы повторили опыт Пристли, но вместо мышей взяли свечи. Такой опыт со свечами он тоже ставил, – начал Пухов. – Свеча погасла: выгорел весь кислород, образовался углекислый газ.
– Под другим колпаком, – продолжила Сидорова, – свеча горит и будет долго гореть, мы пробовали: там поглощают углекислый газ и выделяют кислород листья фуксии, выращенной в нашем живом уголке.
– А где вы взяли солнце? Ведь сейчас зима и в уголке темно, – раздались голоса.
– Мы солнце заменили электрическим светом.
Раздался звонок. Урок окончился, но вопрос о роли листьев растений и от чего зависит жизнь на земле разрешался ещё на дальнейших одиннадцати уроках. Николай Павлович мобилизовал все силы и свои, и учащихся, чтобы понятно и наглядно выяснить вопрос.
На следующих уроках пятый класс был удивлён новыми событиями. Катя Петрова, слабенькая, незаметная и всегда плохо, односложно отвечавшая на вопросы учителя, после изучения строения листа вызванная учителем к доске, вдруг взяла указку и, обратившись к таблице, стала тихим голосом, но на этот раз внятно, говорить:
– Когда мы смотрим разрез листа в микроскоп и здесь, изображённый на таблице, то видим прозрачную кожицу, снизу имеющую отверстия, устьица, они открываются и закрываются. За устьицами лежит рыхлая ткань с клетками, между ними пустоты, как в губке, выше – столбиками с зелёными зёрнышками – хроло… фи…
– Хлорофилла, – подсказывает Викулина.
– Хлорофилла. Интересен путь воздуха, входящего через устьица и наполняющего пустоты в губчатой ткани, а затем доходящего до столбиков ткани с хло… ро‑филлом. Здесь‑то соединяются вода и углекислый газ… и образуется крахмал. Да, ещё сверху листа сквозь прозрачную кожицу проходят лучи солнца, нужные для этого. – Катя говорила как заученное наизусть и иногда смотрела в потолок, но сказала всё правильно. Класс был поражён.
Зина Викулина почему‑то покраснела и как‑то передёрнулась. На другом уроке, когда изучали образование крахмала в листе, поразил Коля Милютин, которого теперь все звали фотографом. Он показал широкий жёлтый лист герани, на котором было, если приглядеться, синее лицо самого Милютина… Фотография на листе.
– Как это тебе удалось? – спрашивали ребята.
– Я взял горшок, – просто и обстоятельно стал рассказывать Милютин, – с геранью, или, вернее, согласно её паспорту, пеларгонией, и поставил в шкаф в темноту. На следующий день на один лист я прикрепил булавками сверху и снизу вырезанные из тонкого картона буквы «М». А под другим листом сделал как бы столик из куска картона и трёх палочек. На лист, расправленный на столике, положил негатив, прикрыв стеклом, скрепил скрепками и поставил растение под электрические лампы. Через десять часов оба листка срезал и стал фотографию проявлять. Проявление фотографии на листе заключалось в том, что листья надо обесцветить. Для этого я опустил их в кипячёную воду, а затем в горячий спирт. Спирт стал зелёным, так как растворился хлорофилл. Вот он в пробирке. Оба листа стали жёлто‑белыми. Их я положил на блюдечко, полил разведённым до цвета чая йодом. На одном листе на фиолетовом фоне оказалась белая буква «М», а на другом – моя фотография: не очень чёткая, но силуэт виден хорошо. Должен сказать, что меня проинструктировал Николай Павлович.
– А где ты это всё делал?
– В уголке живой природы и дома. Ведь сразу хорошо и простую фотографию не получишь.
Много опытов демонстрировали учащиеся по испарению воды листьями… Всходы овса покрывали стеклянной банкой: на ней оседали капельки воды. Листок пеларгонии помещали в колбочку, и там оседали капельки. Измеряли уровень воды, покрытой маслом, в пробирке с веточкой растения. Ставили разные растения в пробирки и цилиндры. Одинаковые растения помещали в разные условия влажности и сухости, тепла и холода, на свет и в темноту. Рядом ставили контроль – пробирку с водой и маслом на поверхности, но без растения. Опыты были интересные, но простые; многие учащиеся после просмотра на уроке ставили их дома. Зарисовывали и записывали результаты в тетради.
На уроке об испарении воды листьями учитель спросил:
– Какой важный процесс жизни происходит в листе кроме воздушного питания или фотосинтеза?
Сначала никто не мог ничего сказать. Тогда‑то и выступили со своими опытами «внеурочники».
– Из опытов выяснилось: листья испаряют воду.
– Это испарение вы видели на листочках и веточках. Целое же растение испаряет колоссальное количество воды, – сказал Николай Павлович. – Посмотрите на эти самодельные таблицы, нарисованные нашей классной художницей Таней Васютиной.
Подсолнечник за один день испаряет четыре стакана воды. Берёза – шесть вёдер. Одно растение кукурузы за время своего роста испаряет двести литров, или сорокавёдерную бочку воды. А гектар кукурузы за лето испаряет триста тысяч вёдер воды. Для получения килограмма зерна пшеницы требуется тысяча килограммов воды. В среднем один литр на один‑два грамма сухого вещества.
Почему такая масса воды испаряется растениями?
Водой наполнены клетки листьев и содержат её от шестидесяти до девяноста пяти процентов. Вода нужна для образования крахмала в листе и особенно для охлаждения при нагревании листьев солнцем.
Выскажете, ещё для роста. Нет, рост во влажном воздухе больше, когда, как вы знаете из опыта, испарение слабее. Вот у нашей монстеры, растущей во влажных тропических лесах, какие большие листья. Нагревание солнцем и ветер увеличивают испарение. Испарение воды происходит через устьица, которые обычно открываются при свете, закрываются при ветре и в темноте. Например, у кукурузы устьица закрываются в девятнадцать часов, а открываются в пять часов утра. Устьица маленькие, всего одна сотая миллиметра, и на одном квадратном миллиметре их умещается на нижней стороне листа берёзы от ста пятидесяти до двухсот шестидесяти, а у дуба – от трёхсот десяти до четырёхсот двадцати.
Складывание и распускание цветков в разное время дня – цветочные часы – зависят тоже от испарения при определённом освещении. У разных растений разное, большее или меньшее, испарение воды. Разницу в приспособленности растения к испарению мы можем увидеть на наших домашних растениях.
На окнах класса оказалось больше растений, чем было. Видимо, учитель принёс некоторые из уголка живой природы до урока.
– Посмотрите на известную вам монстеру. Почему у неё такие большие листья?
– Она растёт во влажном воздухе тропических лесов.
– Правильно. А фикус?
– У него плотные кожистые листья, и растёт он в сухих лесах Индии.
– А вот это растеньице с нежными листочками, с хрупким стеблем. Стебли переплетаются так, что их даже называют бабьими сплетнями (научное название растения традесканция, в честь ботаника Традесканта). Где она растёт? Не знаете? Она тоже тропическое растение и растёт на болотах и влажной почве лесов при малом освещении. От веток под листочками вздутия – узелки. От них отходят прозрачные корешки с волосками. Веточки легко отламываются и дают новые растения. Ассистенты, разнесите веточки. Рассмотрите… Традесканция может жить под водой, когда почву заливают дожди. На ярком солнце зелёные листочки становятся бледными. Под кожицей листьев образуется водная ткань, защищающая от нагревания и испарения. Традесканцию можно держать на тёмных окнах. Она иногда цветёт. Цветочки собраны в соцветия – завиток. Это очень ценное растение для многих школьных опытов. В широкогорлую бутылку из‑под молока насыпьте на дно немного земли и посадите веточку. Сквозь бутылку будут видны заросли стеблей с длинными воздушными корнями. Скоро они вылезут из горлышка бутылки и свесятся вниз. Совсем ландшафт тропического леса. Можно бутылку залить водой, и традесканция будет жить в воде.
В одной школе на верхней площадке лестницы поместили длинный ящик с традесканциями. Они, вырастая, зелёным занавесом свесились вниз до следующего этажа. Чтобы не обламывать этот живой занавес, учащиеся стали ходить по другой лестнице.
Небольшие горшочки с традесканцией можно подвешивать в красивой корзиночке над окном или под люстрой. Вы не выбрасывайте полученные сейчас веточки, а снесите домой и посадите в горшочек или даже в коробочку из‑под плавленого сыра.
Вот агава. Она растёт в пустынях Мексики. И какая у неё приспособленность к испарению?
– Толстые сочные листья с иглами по краям, твёрдая кожица листа. Стучат даже, – сказал Базыкин.
– Листья внутри заполнены сочной мякотью, очень слизистой и вязкой, что способствует удерживанию в них влаги. А через толстую кожицу вода мало испаряется. «Агава» по‑латыни означает «удивительная», имя её на древнемексиканском – «метель». От этого слова произошло название «Мексика» – «место агавы».
Рядом стоит алоэ древовидное. Поставим его на стол.
Алоэ, а также и агаву называют столетниками, хотя они зацветают значительно раньше.
Агава зацветает уже в восемь лет и после цветения засыхает.
Алоэ происходит из Африки, из пустыни Карру, что у мыса Доброй Надежды, но теперь растёт во многих мёстах и у нас на Кавказе. Видите на тонких желтовато‑коричневых, изогнутых стеблях длинные толстые листья? Они сизые. Мы их поливаем водой. Вода не смачивает их, скатывается. Почему? Но вот я беру лист и тру пальцами. Лист стал зелёным. Я стёр восковой налёт на листе.
В сутки с десяти квадратных сантиметров листа испаряется шестнадцать сотых грамма воды, а если снять кожицу, то испарится два с половиной грамма. Можно проверить по часам испарение капли сока агавы и капли воды. Сок в алоэ, как и у агавы, вязкий, удерживает воду.
Кстати сказать, алоэ – лечебное растение. Маленький кусочек листа алоэ, просунутый в ноздри, сдерживает насморк. При порезе и ожоге внутренняя часть листа помогает заживлению. Настой алоэ с мёдом принимают при туберкулёзе, так как алоэ уничтожает туберкулёзные бациллы и способствует обмену веществ.
Ещё какие у нас интересные растения на окне? Конечно, колючие, как ежи, кактусы. Их множество видов, и они красиво цветут.
Любители собирают громадные коллекции.
Но самое удивительное – приспособленность их к наименьшему испарению. Они происходят из пустынь Мексики. У них круглые или лепёшковидные стебли, а вместо листьев колючки. Внутри мякоть тоже слизистая, а кожица плотная.
Небольшой кактус можно поместить в перевёрнутую колбу с кусочком смоченной земли, приклеить к стеклу; он будет в запечатанном сосуде жить много месяцев. Кактус очень живуч и в колбе получает необходимые условия, вплоть до дождя – капелек, оседающих на стеклянном небе. Вместо колбы можно использовать бутылочку с пробкой. Возьмите каждый по такому кактусёнку. Посадите в коробочку из‑под сыра «Виола».
Когда будете в природе, осматривайте у растений листочки, в чём у них приспособленность к испарению.
На экскурсии мы наблюдали листопад. Это тоже приспособленность к меньшему испарению зимой, при охлаждении почвы и воздуха. Берёза в сорок лет высотой в четырнадцать метров сбрасывает осенью двести пятьдесят тысяч листьев весом тридцать три килограмма. Испарение воды листьями зелёных растений происходит в больших количествах в полях, лугах и особенно лесах и делает воздух более влажным, смягчает климат. Над лесными массивами образуются облака и тучи с дождём.
Растения дышат. Все его органы: и семена, и корень, и почки, и стебель, и цветы, и плоды, и листья – всё дышит, вбирая кислород и выделяя углекислый газ.
– Как же так? – спросили несколько учащихся. – Пусть другие органы дышат, а как же листья? Они же питаются углекислым газом.
– Да, но листья больше усваивают его днём, чем выделяет его всё растение. Если же листья усваивать углекислого газа будут меньше, то растение погибнет.
Вы часто делаете ошибку, думая, что листья днём питаются, а ночью дышат. Листья круглые сутки дышат наряду с питанием днём. У них дыхание меньше, чем у прорастающих семян, растущих почек и корешков. Но воздушное питание листьев на солнце покрывает весь расход кислорода на дыхание всего растения. При дыхании поглощается кислород и образуется тепло.
– Скажите, Николай Павлович, ведь листья растения создают сахар, переходящий затем в крахмал, а в плодах есть ещё и белки?
– Белки образуются при присоединении к сахару азота. Вспомните, как правильно определил ботаник Буссенго, допрашивая подсолнечник, нужен ли ему азот.
На предпоследнем уроке по теме «Лист» учащиеся с удовольствием определяли формы листьев растения. Некоторые ласково говорили:
– А, дорогие наши листочки, из леса!
Это особенное нежное чувство к листьям появилось от знания: лист не только сухой и жёлтый, но живой, процессы жизни в нём постоянны: лист очищает воздух, лист дышит, лист испаряет воду, лист создаёт органические вещества. Листья связаны с солнцем. Расположены на ветке тесно, мозаикой. А какие они разнообразные и красивые. Определяли листья, сверяясь с вывешенными таблицами, зарисовывали контуры, записывали названия растений в свои тетради. Засушенные листья наклеивали в гербарную тетрадь.
– С таким учителем, как наш Николай Павлович, не соскучишься, – сказал Базыкин.
Тема «Лист» закончилась заключительным уроком.
– Теперь вы можете сказать, от чего зависит жизнь на Земле? – спросил Николай Павлович.
– Можем. От зелёных растений, – почти хором произнёс класс.
– Давайте отвечать по одному и точнее, с доказательствами. Русский ботаник Тимирязев назвал одну из своих книг «Солнце, жизнь и хлорофилл». Что он под этим подразумевал? Кто скажет? Мохов!
– Зелёное растение содержит в листьях хлорофилл, он на солнечном свете из углекислого газа воздуха и воды образует органическое вещество, – сказал Мохов. – Это единственный способ получения питательных веществ из растительной пищи для всех животных и людей. Кроме того, листья обеспечивают дыхание животных и людей кислородом и удаляют из воздуха излишки углекислого газа. Листья испарением воды увлажняют воздух, смягчая климат.
– Сколько процессов совершается в листе?
– Три главных: фотосинтез, дыхание и испарение.
– Хорошее начало для дальнейшего разговора. Теперь желающие подготовьтесь отвечать по этим трём процессам, – сказал учитель и сам подумал: «Как вырос в знаниях Мохов. Совсем я забыл спросить его о Линнее. Надо, чтобы он рассказал о прочитанном».
Дальше шли вопросы, на которые учащиеся отвечали, а, учитель заставлял демонстрировать опыты и растения. Урок шёл серьёзно, ответы были полные – «ну, совсем как у взрослых!»
В заключение Николай Павлович сказал:
– Листья растений выполняют космическую роль на нашей планете. Всё живое, всё человечество, вся жизнь на земле используют поглощаемую растениями энергию солнца. Мы многое узнали, что совершается в листьях. Убедившись в значении растений в мире для человека, мы не можем уже оставаться к ним равнодушными. Надо увеличивать их количество, распространять повсеместно, размножать леса, посевы, и, наконец, в городах улицы с серыми домами нужно расцветить деревьями и цветами. Удивителен зелёный цвет – нет цвета веселее. Последние годы сделано много для озеленения улиц городов, создания парков. Но этого ещё мало, и вы, учащиеся, многое можете сделать. Зеленью, цветами вы можете украсить наши окна, балконы, фасады домов. Человек нуждается в украшении своей жизни. А украшают жизнь опять‑таки наши друзья – зелёные и цветущие растения. Спасибо, ребята, что порадовали меня хорошими ответами…
Выходя из класса, Николай Павлович почти наткнулся на медленно идущую, с понуро опущенной головой Викулину. Смешная девочка: курносенькая, с пучком волос на затылке.
– Зина, что взгрустнула?
– Я размышляю после вашего урока.
– О том, что многого нет в учебнике.
– Нет, наоборот. Я думаю, что учитель может из сухого учебника сделать интереснейшие уроки.
– Ого! Заговорила. А как у тебя идут уроки с Базыкиным?
– Он после доклада об ананасе стал слушаться меня во всём.
– Ты, наверное, за него написала доклад?
– Не совсем… Он ведь не умеет понятно и грамотно писать. Но я его послала в библиотеку, он сделал выписки из книг, названных вами и мной. Я всё проверила в библиотеке, и представьте – правильно.
– А как тебе самой удалось подготовить такой хороший доклад? Ведь я‑то тебе совсем не помогал.
– Достала книжку, где всё‑всё написано о домашних растениях. Жалею, что многого ещё не рассказала. Но было бы долго… А Базыкин теперь готовит уроки по ботанике сам, но по математике и русскому языку я ему помогаю. Теперь возьму под свой контроль Катю Петрову.
– Вот это ты молодец! – А сам подумал: «Ах, вот почему Катя Петрова так неожиданно хорошо рассказала на уроке о пути воздуха в тканях листа. Прекрасно!» – Зина, я хочу тебе поручить подготовить заранее, за два месяца, очень сложный опыт с получением растения из одного большого листа бегонии.
– Про это я читала. Очень интересно, но… трудно.
– Ничего, получится, если захочешь. Зайди после уроков в уголок живой природы.