Какие особенности строения и жизнедеятельности папоротников позволили им далекое время заселить сушу
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
Цели урока: изучить строение, развитие, происхождение папоротников как наиболее сложноорганизованных споровых растений.
образовательные: расширить знания учащихся о высших растениях, раскрыть особенности строения папоротников как наиболее сложноорганизованных по сравнению с моховидными;
развивающие: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы учащихся; умений сравнивать; продолжить работу по развитию коммуникативных способностей ребят и навыков сотрудничества;
воспитательные: формирование экологической культуры у школьников; воспитание бережного отношения и любви к природе.
Опорные знания: псилофиты, споровые растения, ткани высших растений, вегетативные и репродуктивные органы растений, спорофит, споры, гаметофит, гаметы, антеридии, архегонии, заросток, зигота, зародыш, проросток; отдел Моховидные, отдел Плауновидные, отдел Хвощевидные.
Ведущие понятия: отдел папоротниковидные, травянистые и древовидные папоротники, заросток, микроспора, мегаспора, вайи, каменный уголь.
I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала.
На уроке работают 4 группы, которым были даны опережающие задания, это экологи, палеонтологи, географы и эксперты одного промышленного предприятия. В течение урока они выступят по своим проблемам. Задача всех остальных учащихся внимательно слушать, фиксировать в таблице нужную информацию.
1. Древние папоротникообразные (группа палеонтологи).
2. Среда обитания и жизненные формы (группа географы).
3. Особенности строения папоротников (лабораторная работа)
4. Значение папоротников в жизни человека (группа эксперты).
5. Значение папоротников в природе (группа экологи).
6. Редкие и исчезающие виды папоротников Магаданской области (группа экологи).
III. Закрепление знаний. Подведение итогов урока.
IV. Домашнее задание.
I. Организационный момент.
Сегодня мы с вами начинаем знакомство еще с одним отделом высших споровых растений – отделом Папоротникообразных. Слайд №1.
Проблемный вопрос урока: выявить черты усложнения организации папоротников по сравнению со мхами, познакомиться с ролью папоротников в природе и жизни человека. Слайд №2.
Для решения поставленных перед нами задач и ответа на проблемный вопрос мы разберем сегодня следующие вопросы: Слайд №3.
1. Древние папоротникообразные
2. Среда обитания и жизненные формы
3. Особенности строения папоротников
4. Значение папоротников в жизни человека
5. Значение папоротников в природе
6. Редкие и исчезающие виды папоротников Магаданской области.
Характерные особенности папоротникообразных
Значение в природе
Значение в жизни человека
Учитель. Папоротники – наиболее древняя группа вымерших растений. Но был на Земле период, когда папоротники занимали господствующее положение. Об этом периоде нам сейчас расскажут палеонтологи. Слайд №5.
300 млн. лет назад было время наивысшего расцвета папоротникообразных. Они безраздельно господствовали на всей планете. Климат был влажным и теплым. Туманная мгла водяных паров часто закрывала Солнце. Каждый день шли теплые проливные дожди. Это приводило к разливам рек, образованию озер и заболачиванию почвы. Все это вызывало пышный рост древовидных папоротников. Высота деревьев достигала почти 40 м. Отмершие растения падали на залитую водой почву. Слайд №6. Во время разлива реки сносили деревья и заносили их песком и илом. Под действием слоев грунта и воды деревья спрессовывались, за миллионы лет без доступа кислорода они превратились в каменный уголь.
Учитель. Итак, мы еще раз убедились, что для жизнедеятельности папоротников нужна вода.
В настоящее время на земном шаре насчитывают около 10 тыс. видов. Произошли папоротники от потомков псилофитов.
Слово предоставляется группе географов:
Встречаются папоротники в разных экологических условиях. Большинство из них растет в тропических лесах, где они представлены древовидными и травянистыми формами. Древовидные папоротники имеют ствол высотой до 25 м. На верхушке ствола находится крона из больших вечнозеленых листьев, длиной до 5 м. Слайд №7
В умеренных зонах распространены только травянистые виды (асплениум, чистоуст величавый, гроздовник); они чаще встречаются во влажных лесах, по сырым оврагам, некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах (сальвиния, марсилия ).
В лесах нашей Магаданской области встречаются орляк обыкновенный, и некоторые другие виды. Слайд №9.
? Вопросы : Каковы жизненные формы папоротников? Слайд №10.
Какова среда обитания?
Около 2/3 из 12000 видов папоротников преимущественно произрастают в тропиках, а оставшаяся треть населяет леса умеренной зоны. Практически нет папоротников в степях и пустынях. С чем связано такое распространение папоротников на планете?
(При ответах учащихся заполняется таблица)
Жизненные формы папоротников: древовидные, лиановидные, эпифитные, водные, травянистые.
Среда обитания: наземная, водная, стволы и ветви тропических деревьев.
Для роста и развития папоротников необходим влажный воздух.
Учитель. А теперь наши группы превратятся в небольшие исследовательские лаборатории. Задача групп, пользуясь раздаточным материалом, познакомиться со строением папоротника и выяснить, в чем произошло усложнение в организации папоротника по сравнению со мхами.
При выполнении лабораторной работы учитель с учениками ведут беседу. Ученики отвечают на вопросы лабораторной работы и делают необходимые рисунки с подписями. (В ходе обсуждения учитель обращает внимание учеников на развитие папоротников). Слайд №11.
Тема: Строение спороносящего папоротника.
(рабочая тетрадь к учебнику В.Б. Захарова стр. 19)
Цель: изучить внешнее строение папоротника, найти сходства и различия с мхами, доказать принадлежность папоротников к высшим споровым растениям.
Оборудование: гербарный материал папоротников, мхов, ручная лупа.
1. На живом растении рассмотрите внешнее строение папоротника (форму, окраску корневища, форму, размеры и окраску вай). Зарисуйте спороносное растение папоротника, подпишите его органы. Слайд №12.
Найдите корневище с отходящими от него корнями. Какие это корни? Какую корневую систему они образуют?
У папоротника выделяют следующие органы:
А) надземные органы – листья папоротника – называют вайями.
Б) подземные органы – корневище (корневище – видоизмененный стебель).
2. Рассмотрите лист папоротника и опишите и зарисуйте его строение.
3. На нижней стороне листа папоротника найдите бурые бугорки со спорами. Каково значение спор в жизни папоротника?
? Вопросы : Как размножается папоротник? Какое поколение преобладает в жизненном цикле папоротников? При каких условиях происходит размножение? Слайд №13.
4. Сравните папоротник со мхом. Найдите черты сходства и различия. Обоснуйте принадлежность папоротника к высшим споровым растениям.
(По ходу выполнения лабораторной работы учитель ведет обсуждение по проблемным вопросам)
Особенности строения и развития папоротникообразных.
Обычны в наших хвойных лесах папоротники семейства многоножковых (Polypodiaceae): щитовник мужской, кочедыжник женский и другие.
Спорофит папоротников представлен крупным многолетним травянистым растением до 1 м высоты. Нижняя часть побега долго сохраняется в почве, образуя корневище. Корневище мощное, косое, 30 см длины и 2-3 см ширины. От корневища отходят листья и многочисленные придаточные корни. Придаточные корни, как и стебель, имеют сосудистые пучки, Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями вода по сосудам стебля передвигается в листья.
От верхушки корневища отходит пучок зеленых длинночерешковых дважды перисто-рассеченных листьев, черешки которых густо покрыты бурыми пленками. Листья папоротников называются вайями . Растут листья папоротника медленно и своеобразно. Они развиваются в почках под землей 2 года. Только на третий год весной они появляются, а к осени отмирают. Молодые листья улиткообразно закручены. Кроме того, листья папоротников в отличие от всех прочих растений растут не основанием, а верхушкой. Вследствие длительного верхушечного роста вайи достигают крупных размеров.
Ответы на проблемный вопрос.
Жизненный цикл папоротника.
У некоторых папоротников (их называют разноспоровыми) образуются споры двух типов. Из мелких мужских спор развиваются мужские микрозаростки, которые разносятся ветром. В них развиваются спермии, которые после созревания и разрыва оболочки выходят во внешнюю среду. Из более крупных женских спор (мегаспор), развивается женский заросток с архегонием, содержащим яйцеклетку. Спермий попадает к яйцеклетке также с водой.
Спорофиты могут размножаться также вегетативным путём. На листьях, лежащих на земле, могут образовываться новые растения, укореняющиеся затем в почве.
Ученики. Слайд №15.
Вывод: Папоротники имеют стебель, листья, корни. В стебле есть сосудистые пучки. Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями из почвы вода по сосудам стебля передвигается в листья. Это результат приспособленности папоротников к наземному образу жизни.
Папоротник размножается вегетативно, бесполым и половым путем. В жизненном цикле папоротника преобладает фаза спорофита – он многолетний. Для размножения необходима вода.
Вывод: Итак, мы познакомились с многообразием и строением современных папоротников. А теперь совершим небольшую экскурсию в прошлое и выясним, что представляли собой древние папоротники.
Наш разговор о папоротниках будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос о значении папоротников в природе и жизни человека.
Слово группе экспертов. (При ответах учащихся заполняется таблица.)
Папоротники играют большую роль в жизни человека. Слайд №16.
- Многие папоротники используют в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского делают противоглистные препараты; лигодиум мелколистный используют для лечения открытых ран, схизею вильчатую, при лечении кашля и болезней горла. Лекарственным растением является папоротник орляк.
- Некоторые папоротники являются своеобразными зелеными удобрениями. Некоторые виды азоллы используются в сельском хозяйстве, они обогащают почву азотом. Вудвария вирджинская поселяется в сфагновых болотах, образуя своими корневищами сплетения и вместе с другими болотными растениями является торфообразователем.
Т.о., папоротники играют большую роль в жизни человека.
Слово экологам . Значение папоротников в природе. (При ответах учащихся заполняется таблица) Слайд №17.
Папоротники, входят в состав природных сообществ, тесно связаны с другими членами сообщества: они испытывают на себе воздействие этих организмов и сами оказывают на них влияние, как положительное, так и отрицательное.
Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе.
Папоротники являются средой обитания и пищей для беспозвоночных животных.
Но можно привести пример и отрицательного влияния папоротников на организмы природных сообществ. Так, самым вредным сорняком среди водных растений является папоротник сальвиния. У сальвинии хорошо развита способность к вегетативному размножению, вследствие чего толщина ее слоя в водоеме достигает порой 25 см, что может привести к гибели растений и животных.
В настоящее время папоротники – вымирающая группа растений. Многие виды занесены в Красную книгу:
Редкие, уязвимые виды: Слайд №18.
- Щитовник гребенчатый
- Сальвиния плавающая
- Фегоптерис связывающий
Очень редкие, исчезающие виды:
- Многорядник Брауна
- Асплений стенной
- Гроздовник многораздельный
Учитель. Всем известно, что исчезновение какого-либо растений или животных приведет к нарушению экологического равновесия в природе, чтобы этого не произошло, папоротники необходимо беречь и охранять, как и другие виды растений.
? Вопрос : Что мы можем сделать для сохранения редких видов?
III. Закрепление знаний. Подведение итогов урока.
(Если остается время, то закрепление знаний проводится в форме тестовых заданий).
IV. Домашнее задание. Слайд №19.
Учебник В.Б. Захарова, Н.И.Сонина стр. 62-65, задания в рабочей тетради стр. 18, задания №№31-33.
Учитель. Спасибо за внимание урок закончен.
1. А.Н. Беркутенко, Э.Г. Вирек "Лекарственные и пищевые растения Аляски и Дальнего Востока России". Владивосток, Изд-во ДВГУ, 1995.
Подписи к фото на титульном листе.
Слева направо: мараттиевые (карликовая мараттия, ангиоптерис Смита), ужовниковые (ужовник обыкновенный, гроздовник простой).
· Появление покровной ткани — эпидермиса с устьицами для защиты от испарения.
· Появление слаборазвитой проводящей системы для транспорта веществ.
· Появление механической ткани для выполнения опорной функции. Наличие ризоидов для закрепления в почве.
Перечислите признаки высших растений
· дифференцировка тела на органы и ткани
· чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколения
· имеются многочисленные половые органы, в которых созревают половые клетки
· приспособлены к жизни на суше
Назовите не менее 3-х особенностей наземных растений, которые позволили им первыми освоить сушу. Ответ обоснуйте.
· Появление покровной ткани — эпидермиса с устьицами для защиты от испарения.
· Появление слаборазвитой проводящей системы для транспорта веществ.
· Появление механической ткани для выполнения опорной функции. Наличие ризоидов для закрепления в почве.
Пояснение.
Каковы особенности строения и жизнедеятельности мхов
· большинство мхов листостебельные растения без корней, некоторые имеют ризоиды
· у мхов слабо развита проводящая система
· размножаются мхи как половым так и бесполым способом и с чередованием поколений: полового (гаметофит) и бесполого (спорофит), взрослое растение мха – половое поколение, а коробочка со спорами – бесполое
· размножение связано с водой
Укажите основные признаки моховидных, доказывающие, что они могут жить только во влажной среде обитания
7. Пояснение.
· Спотсутствие корней, закрепляют растение в почве ризоиды
· поглощают воду и минеральные соли всей поверхностью побега
· у торфяных мхов существуют водозапасающие клетки
· размножение связано с водой (спермии плывут от верхушек мужских побегов к женским гаметофитам, содержащим женские половые клетки
Какова роль мхов в природе?
· Обогащение воздуха кислородом (выделяется в процессе фотосинтеза).
· Заболачивание почвы (способны удерживать воду).
8. Пояснение.
В чем проявляется усложнение папоротников по сравнению с мхами? Приведите не менее 3 признаков.
· у папоротников появились корни
· у папоротников впервые сформировалась развитая проводящая ткань
· в цикле развития папоротников бесполое поколение (спорофит) преобладает над половым (гаметофитом), который представлен заростком
Какое преимущество имеют голосеменные растения по сравнению с папоротникообразными?
· Их размножение не зависит от наличия воды, зародыш внутри семян обеспечен питательными веществами семена образуются на видоизмененных побегах — шишках или шишкоягодах.
Укажите основные признаки голосеменных растений
11. Пояснение.
· жизненная форма: деревья и кустарники
· часто листья игольчатые, растения вечнозеленые
· имеют специальные органы размножения – шишки
· семязачатки открыто лежат на чешуях женских шишек
Дайте развёрнутый ответ на вопрос. Какие признаки характерны для хвойных растений?
· Многолетние деревья и кустарники.
· Листья видоизменные — иголки.
· Семена образуются в видоизмененных побегах — шишках или шишкоягодах.
· Растения однодомные: мужские и женские шишки находятся на верхушке побега.
· Оплодотворение не зависит от воды.
9.Пояснение.
10.Пояснение.
Какие признаки характерны для покрытосеменных растений?
· Покрытосеменные — цветковые растения.
· Большинство видов имеют органы: корень, стебель, лист, цветки, плоды, семена.
· Для них характерно двойное оплодотворение.
· Семя находится внутри плода.
· Выделяют два класса — однодольные и двудольные.
Почему покрытосеменные растения заняли на Земле господствующее положение?
· Появление цветка, обеспечившего генетическое разнообразие видов растений благодаря совместной эволюции с насекомыми.
· Приспособленность плодов к распространению различными способами.
· Многочисленность и защищенность семян.
· Независимость процесса оплодотворения от воды.
11.Пояснение.
Каково значение различных цветков в соцветиях растений семейства сложноцветные?
· ложноязычковые и воронковидные цветки – привлечение насекомых
· трубчатые и язычковые - образование семян
Найдите ошибки в тексте ученика, прокомментируйте их. Растения семейства бобовые имеют правильный пятичленный цветок, плод стручок и мочковатую корневую систему.
· цветок бобовых пятичленный, неправильный: непарный лепесток парус, парные лепестки – весла и сросшиеся лепестки – лодочка.
· корневая система стержневого типа
Какие особенности строения плода – костянки обеспечивают распространение семян многих представителей растений семейства розоцветные
· костянка – односемянный плод с яркоокрашенной сочной мякотью, чем привлекает животных
· костянки поедаются птицами или млекопитающими, при этом семена, покрытые одревесневшей частью околоплодника не перевариваются в пищеварительном канале животного и с пометом удаляются наружу
17. Что представляет собой плод? Каково его значение в жизни растений и животных?
· плод – генеративный орган покрытосеменных растений
· содержит семена, с помощью которых происходит размножение и расселение растений
· плоды растений – пища для животных
В чем проявляется сходство и отличие плодов растений семейства сложноцветные и семейства злаковые?
| Сложноцветные | Злаковые | |
| Сходства | Односемянные сухие невскрывающиеся плоды | |
| Отличия | Плод – семянка Семенная кожура лежит свободно | Плод - зерновка Семенная кожура срастается с околоплодником |
В чем сходство и различие плодов растений семейств злаковых и сложноцветных?
· Сходства: у них сухие односемянные невскрывающиеся плоды.
· Различия: у злаковых плод — зерновка, а у сложноцветных — семянка.
· У зерновки семенная кожура срастается с околоплодником, а у семянки семя лежит свободно, плоды могут иметь хохолки, парашютики, прицепки.
Пояснение.
В чем сходство и различие плодов растений семейства мотыльковых (бобовых) и крестоцветных (капустных)?
· Мотыльковые имеют плод боб, а крестоцветные — стручок или стручочек.
· Сходства: боб и стручок (стручочек) — сухие многосемянные вскрывающиеся плоды.
· Различия: семена внутри боба лежат на створках, а в стручке — на пленчатой перегородке.
Пояснение.
Докажите, что томаты и картофель относят к одному семейству.
· Растения имеют сходное строение цветка Ч(5)Л(5)Т5П1.
Пояснение.
Бобовые — хороший предшественник для других сельскохозяйственных культур. Объясните, почему.
· На корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии.
· Эти бактерии фиксируют азот из воздуха.
· После уборки урожая бобовых, подземная часть остается в почве, перегнивает, азот попадает в почву, обогащая ее.
Пояснение.
Укажите способы распространения плодов и семян
· распространение водой: водное растение (кубышка) и прибрежное растение (ольха)
· распространение ветром: крылатки (клен, ясень), опушение (одуванчик), побеги (перекати поле)
· распространение животными и человеком: поедание (ягоды, фрукты), цепляясь за шерсть и одежду (череда)
· саморазбрасывание (бешеный огурец)
Докажите, что корневище растения – видоизмененный побег
· корневище имеет узлы, в которых находятся рудиментарные листья и почки
· на верхушке корневища находится верхушечная почка, определяющая рост побега
· от корневища отходят придаточные корни
· внутреннее анатомическое строение корневища сходно со стеблем
Почему клубень считают видоизмененным подземным побегом? Приведите не менее 3 доказательств
· на свету в клубне образуются хлоропласты, в которых происходит фотосинтез
· на клубне располагаются почки (глазки)
· имеются узлы и междоузлия, как у побега
Почему у двулетних растений формируются видоизмененные корни? Назовите их виды и роль в жизни растений
· в первый год жизни у них развиваются вегетативные органы, которые обеспечивают растение питанием
· для переживания неблагоприятных условий зимы у них развиваются запасающие корни: корневые клубни, корнеплоды
Вам может понравиться Все решебники
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Среди высших споровых растений папоротниковидные появились раньше других. Исчезнувшие древовидные виды вместе с другими споровыми растениями (плауны и хвощи) 250-300 млн лет назад составляли влажные тропические леса.
Известно более 10 тыс. видов папоротниковидных. В тропических лесах растут лианы, использующие в качестве опоры другие растения. Древовидные папоротники и сегодня растут в Австралии и Новой Зеландии. Они достигают высоты 20 м. Имеются также папоротники, растущие в воде. Папоротники, растущие в Казахстане, являются многолетними травами. Древовидные папоротники у нас можно увидеть только в ботанических садах.
Папоротники — тоже споровые растения. Одним из наиболее распространенных их представителей является щитовник. Он растет во влажных тенистых местах, под пологом леса и по сырым оврагам. Щитовник имеет хорошо развитые корневища. Вниз от корневищ отходят придаточные корни, вверх — листья. У травянистых папоротников, растущих в Казахстане, нет надземных стеблей, но хорошо развиты корневища. Листья крупные, перисторассеченные. Их называют вайи. Отрастание листьев начинается весной. Вначале они свернуты и имеют улиткообразную форму, затем распрямляются. Растут они кончиками, достигают очень больших размеров. Листья выполняют 2 функции: 1) в процессе фотосинтеза они образуют органические вещества; 2) образуют споры и участвуют в размножении (рис.1).
Рис.1 Строение папоротника щитовника
Папоротниковидные размножаются вегетативным, бесполым и половым путями. Вегетативное размножение осуществляется корневищем. Некоторым видам свойственно также размножение почками. Такие почки располагаются по длине листа. Из почек появляются маленькие папоротники. Они пускают корни, отрываются от листа, прикрепляются к почве и превращаются в настоящие папоротники.
Бесполое размножение. В летнее время у щитовника на нижней стороне листа образуются сорусы (группы расположенных скученно спор или спорангиев). В спорангиях, как вы знаете, развиваются споры. Спорангии прикрепляются к центральной жилке листа длинными ножками. Сверху сорус покрыт защитным покрывальцем, по форме похожим па почку. При созревании спор происходит разрыв оболочки спорангия, и споры высыпаются наружу.
В благоприятных условиях из споры вырастает заросток. Он представляет собой пластину сердцевидной формы зеленого цвета диаметром до 4 мм. К земле он прикрепляется ризоидами.
Половое размножение. На нижней стороне пластины заростка образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы. В них образуются гаметы. Они сливаются. Из оплодотворенной яйцеклетки образуется зигота, а из нее — зародыш. В зародыше имеются зачатки органов будущего растения. В первое время он питается за счет заростка. Постепенно из зародыша вырастает молодое растеньице папоротника с мелкими листьями (рис.2).
Рис.2 Размножение папоротника
Значение папоротниковидных в природе и в жизни людей очень велико. Их выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Например, корневища щитовника издавна применяются против болезней, вызываемых кишечными паразитами. Из его листьев получают настойки для лечения ран, простуды и обезболивающие препараты.
Молодые листья некоторых видов и сердцевину древовидных папоротников используют в пищу.
Ископаемые древовидные папоротники вместе с другими споровыми растениями сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.
300 млн лет назад климат па Земле было влажным и теплым. Леса из папоротниковидных были заболочены или залиты водой. Погибая, высокие деревья (высота до 40 м) падали прямо в воду, покрывались илом и песком. Под давлением воды они уплотнялись. В результате за миллионы лет такое уплотнение(без доступа кислорода) превратило их в каменный уголь.
Каменный уголь — топливо, дающее много тепла. Кроме того, он является сырьем для химической промышленности. Из него вырабатывают пластмассы, асфальт, мыло, смолы и другую необходимую народному хозяйству продукцию.
Жизненный цикл папоротниковидных растений происходит в две стадии. Сначала образуются споры, из которых развиваются заростки. На нижней стороне заростков образуются женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы, в которых формируются половые клетки — гаметы. После их слияния образуются зиготы, из которых развиваются зародыши. Листья папоротников растут кончиками и достигают очень больших размеров.
Папоротники выращивают в оранжереях в качестве декоративных растений и часто используют для озеленения. Некоторые виды папоротников являются лекарственными растениями. Ископаемые древовидные папоротники сыграли огромную роль в образовании залежей каменного угля.
Одним из наиболее распространенных представителей папоротников является щитовник. Встречаются и исчезающие виды, например щитовник мынжилкенский. Он занесен в Красную книгу Казахстана.
Читайте также: