В трубке демонстрационной установки уровень жидкости вырос даже без листьев. Что поддерживает подъём и можно ли этим объяснить доставку воды на любую высоту?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Готовая схема и таблицы протокола; калькулятор. Предпосылки: корень, ксилема, разность величин. Растения на уроке не срезают, трубки не собирают. Это анализ учебной записи подготовленной демонстрации, а не отчёт о проведённом авторами опыте. Для формулы даны все величины, специальные приборы не нужны.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Все тексты, рисунки и данные включены. Без регистрации: распечатайте ученическую часть PDF или используйте доску. Ответы открывайте после самостоятельной попытки. Минуты включают чтение, записи и переходы. В конце соберите индивидуальную работу. 0–1 балл: разобрать пример повторно; 2–3: уточнить пропущенное звено; 4: объяснить ограничение модели. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и проверяемое предположение
В записи указано: установка А с корневой системой, побег выше соединения удалён до наблюдения; установка Б без корня, с тем же начальным уровнем и трубкой. Через 30 минут уровень вырос на 12 см и 1 см соответственно. За 2 минуты предложите объяснение; за 3 решите, зачем нужен вариант Б и почему отсутствие листьев существенно.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут · Понятия, расчёт и ограничения
Накопление растворённых веществ в корневой ксилеме может поддерживать приток воды и положительное давление. Корневое давление проявляется не одинаково у всех растений и во всех условиях. У облиственного растения перенос воды также связан с испарением и натяжением водного столба; эти механизмы нельзя смешивать.
В учебной модели прирост избыточного давления оценивают по приросту высоты столба: Δp = ρgΔh. Здесь ρ = 1000 кг/м³, g = 10 Н/кг. Пример: скорректированный подъём 8 см = 0,08 м даёт 800 Па = 0,8 кПа. Это изменение относительно начального состояния, а не полное давление внутри живого корня.
03. Практика 1: данные и доказательство
14–25 минут · Первая серия
| Время, мин | Подъём А, см | Подъём Б, см |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 10 | 5 | 1 |
| 20 | 9 | 1 |
| 30 | 12 | 1 |
Температура и начальные уровни одинаковы. Фон в этой модели приближённо аддитивен: используйте Δh = hА − hБ. За 2 минуты объясните контроль; за 4 вычислите скорректированные высоты и Δp; за 3 сравните приросты за интервалы; за 2 запишите вывод. Продукт: три строки расчёта и замечание о допущении контроля.
Разбор практики 1 и критерии
10 мин: 4 см, 400 Па; 20 мин: 8 см, 800 Па; 30 мин: 11 см, 1100 Па. Приращения скорректированной высоты: 4, 4 и 3 см за равные 10 минут. Уровень растёт, но постоянная скорость по всему интервалу не доказана. Контроль оценивает фон установки; его вычитание полезно только при сопоставимых условиях. Одна установка не показывает изменчивость между растениями.
04. Практика 2: перенос на новые условия
25–33 минуты · Самостоятельный перенос
Другая запись: после 30 минут при 22 °C А = 14 см, Б = 2 см; при 10 °C А = 7 см, Б = 1 см. За 3 минуты найдите скорректированные высоты и давление; за 3 укажите два дополнительных условия для вывода о температуре; за 2 сформулируйте аккуратный вывод. Нельзя автоматически объявлять охлаждение единственной причиной различия двух растений.
Ответ и объяснение практики 2
При 22 °C: 12 см, 1200 Па; при 10 °C: 6 см, 600 Па. В записи различие вдвое, но для причинного сравнения нужны сходные растения с повторностями, одинаковое водоснабжение и состав среды, одинаковое время. Если менялись температура и растение, эффекты смешаны. Допустимо: в этих двух записях скорректированный подъём различается.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Аргумент и обоснованный вывод
Команда утверждает: «1100 Па достаточно для подъёма воды на 20 м, поэтому листья не нужны». За 2 минуты оцените соответствующий столб по h = Δp/(ρg); за 3 объясните роль листьев в другом механизме; за 2 отделите наблюдение от чрезмерного обобщения.
Опора для обсуждения
1100/(1000 × 10) = 0,11 м, а не 20 м. Рассчитан прирост давления этой модели, не предельная высота растения. Удалённые листья исключают их текущую транспирацию в демонстрации, но не опровергают транспирационный перенос в целом растении. Корневое давление не является универсальным объяснением подъёма воды в высоких деревьях.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственное решение
В новой записи подъёмы А и Б равны 16 и 3 см. За 5 минут найдите скорректированную высоту в метрах, Δp в Па, назовите назначение контроля и одно ограничение. По 1 баллу за элемент.
Ключ и критерии индивидуальной работы
0,13 м; 1300 Па. Контроль оценивает изменение уровня без корня. Ограничение: нет независимых повторов, либо фон может не быть строго аддитивным. Нельзя считать 1300 Па полным абсолютным давлением.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Корневое давление; пути передвижения воды | Проанализировать готовую демонстрацию с контролем | Высота, давление и граница объяснения |
| Обработка экспериментальных данных | Сравнить интервалы и два режима | Вывод с указанием смешанных факторов |
Опора — раздел «Ботаника» опубликованной программы на 64 часа. Это самостоятельный урок на 45 минут. Подробный сценарий, распределение времени и учебные числовые серии — методическая разработка. Предоставленные данные не выдаются за опыт, проведённый авторами или этим классом.
Источники и права на изображения
Источники проверены 16.10.2026. Числовые наборы — учебные данные, не результаты проведённых авторами опытов. Схемы и графики подготовлены порталом «Школы России». Для микрофотографии отдельно указаны автор и лицензия. Ответы и примечания учителю в PDF выделены отдельно.