Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями (стр. 1 из 8)
Федеральное агентство по образованию РФ
ГОУ ВПО «Шадринский государственный педагогический институт»
Факультет педагогики и методики начального образования
Кафедра биологии с методикой преподавания
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями
Научный руководитель:
ст. преподаватель кафедры биологии с
методикой преподавания
Ревякина Г.А.
Шадринск 2005
Содержание
Введение
Глава 1. Основы взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями
1.1 Понятие и виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями
1.2 Симбиотические взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями
1.3 Влияние фитопатогенных микроорганизмов на жизнедеятельность высших растений
Выводы по главе I
Глава 2. Место и роль знаний о взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями в школьном курсе биологии
2.1 Использование знаний о взаимодействии микроорганизмов с высшими растениями на уроках биологии
2.2 Практическое применение знаний о взаимодействии микроорганизмов с высшими растениями во внеурочной работе
Выводы по главе II
Заключение
Библиографический список
Приложение
Введение
Развитие современной науки привело к тому, что в основе естественнонаучной картины мира лежит живой организм и его взаимодействия. Одним из центральных вопросов современной биологической науки является вопрос о взаимодействии микроорганизмов с высшими растениями, обеспечивающее регуляцию жизненных процессов. Именно взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями регулирует слаженность физиологических процессов, упорядоченность развития организмов, способность их к адаптации в меняющихся условиях.
В настоящее время биологические исследования характеризуются особым вниманием к вопросам повышения урожайности растений и уменьшения их заболеваемости при помощи микроскопически малых организмов. Это основано на изучении разнообразных видов взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями, основы которых изучаются уже в школьном курсе биологии.
Микробиологи В.П. Израильский и Н.А Красильников изучали важные микробиологические процессы в почве и их возбудителей. М.М. Кононова и Г.Л. Селибер исследовали состав микробного населения различных почв, М.П. Корсакова, Е. Н. Мишустин занимались вопросами динамики развития почвенной микрофлоры и эколого-географической изменчивости почвенных бактерий. К. И. Рудаков выделил закономерности распространения микробов в зависимости от географических и экологических факторов среды. Проблемы взаимоотношения микроорганизмов с высшими растениями раскрыты в трудах Н.И. Вавилова, А.В. Рыбалко, М.В. Фёдорова, Б.П. Токина и других ученых.
Материал о фитопатогенных микроорганизмах использовала в методике преподавания биологии Г.Г. Захарченко. Особое внимание изучению микоризы, ризосферных и эпифитных микроорганизмов на уроках биологии уделила В.М. Пакулова. Важность связи полученных знаний с их практическим применением рассматривал И.Д. Зверев.
Тема взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями методике преподавания биологии изучена недостаточно. «Обязательный минимум содержания основного общего образования по биологии» включает изучение бактерий и грибов – возбудителей заболеваний растений (1998).
Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями создает базу для развития отраслей растениеводства, обеспечивая человечество экологически чистыми продуктами питания, поэтому теоретические и практические знания и умения, формируемые при изучении курса биологии, могут применяться в практической деятельности.
В связи с актуальностью проблемы нами определена тема выпускной квалификационной работы: «Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями».
Цель исследования: изучить виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями и возможность использования этих знаний в школьном курсе биологии.
Объект исследования: влияние микроорганизмов на растения
Предмет исследования: виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями.
В соответствии с целью, объектом и предметом были определены задачи исследования:
1) Проанализировать имеющуюся по данной теме специальную, биологическую и педагогическую и методическую литературу.
2) Выявить особенности симбиотического взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями.
3) Выяснить влияние фитопатогенных микроорганизмов на жизнедеятельность высших растений.
4) Показать возможность использования этих знаний в школьном курсе биологии.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, выводов, заключения, библиографического списка, приложения. Объем работы – 55 страниц машинописного текста. Список литературы включает 45 источников.
Глава I. Основы взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями
1.1 Понятие и виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями
Растения вступают в тесные взаимоотношения с содержащейся в почве микрофлорой. Некоторые бактерии и грибы, обитающие в почве и на корнях, постепенно переходят в наземную часть развивающегося растения и расселяются на ней (15, 256). Отсюда неизбежно взаимодействие высших растений и микроорганизмов.
По мнению Н. Ф. Реймерса, микроорганизмы – это организмы, величина которых от 50 до 500 мкм (36, 102).
Учёный В. Б. Богорад относит к микроорганизмам – невидимые простым глазом растительные и животные организмы (3, 124). Иногда употребляется термин «микробы» – это общее название микроскопически малых организмов, к которым относятся бактерии, актиномицеты, дрожжи, некоторые грибы (3, 24).
Мы в своей работе будем придерживаться определения микроорганизмов, данного Н. Ф. Реймерсом.
По определению, данного В. Б. Богорадом, высшие растения - это автотрофные формы, имеющие расчленение на листья, стебли и корни (3, 47).
Высшие растения как все живые существа постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь одной из природных сред обитания микробов.
Взаимодействие– это взаимная связь, согласованность действий (24, 48).
Из выше сказанного сформулируем определение «взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями» - это взаимная связь организмов величиной от 50 до 500 мкм с автотрофными формами, имеющими расчленение на листья, стебли и корни.
Растения выделяют во внешнюю среду различные органические соединения – сахара, органические кислоты, нуклеотиды, аминокислоты, витамины, стимуляторы роста, представляющие собой легкодоступный и весьма разнообразный субстрат для питания микроорганизмов. Поэтому не случайно, что корневая система и наземные органы растений обильно населены микроорганизмами.
По мнению К.А. Лукумской (1987), влияние микробов на высшие растения может быть полезным или вредным для последних (см. Рис. 1).
Влияние микроорганизмов
 |  |
Полезное вредное
| · минерализации органических веществ, тем самым, переводя их в усвояемую для растений форму; · микроорганизмы выделяют ряд биотических веществ (витамины, гормоны); · защищают от некоторых фитопатогенных микроорганизмов; | · микробы вызывать заболевания растений; · образуют токсические вещества; · выступают как конкуренты высших растений, поглощая усвояемые питательные вещества |
Рис. 1 Влияние микроорганизмов на высшие растения.
Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями носит разносторонний характер. Имеются мирные сожители – эпифиты (обитатели поверхности организмов), ризосферные микроорганизмы и грибы-микоризообразователи, приносящие пользу обоим организмам. Наряду с безвредными микроорганизмами существуют фитопатогенные (болезнетворные) микробы, вызывающие отравления и заболевания растений. Исключительный случай взаимодействия микробов с высшими растениями представляют многочисленные примеры симбиоза. Иногда, даже трудно определить, является высший организм субстратом, и микроорганизмы размножаются на нём, либо наоборот, высшее растение паразитирует на микробах. Например, клубеньковые бактерии образуют на корнях (чаще бобовых) растений наросты, заселённые бактериями. С течением времени бактерии разрушаются в клубеньках, и растение использует вещества, запасённые микробами (паразитизм растения на бактериях) (16, 315).
Из разносторонних влияний микроорганизмов на высшие растения вытекают различные виды взаимодействия (см. Рис 2).
Виды взаимодействия
 |
 |
Симбиотические паразитические (фитопатогенные)
Рис. 2 Виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями.
Различные виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями изучались рядом биологов. Академик В.А. Шапиро выяснил, что «в течение вегетативного периода растение выделяет в почву до половины синтезированных веществ. Растение кормит микроорганизмы, а ризосферные бактерии разлагают гумус и обеспечивают растение минеральным питанием. Когда вегетативный период заканчивается, растения выделяют ингибиторы и тормозят развитие микроорганизмов» (42, 27).