Урок по теме "Общая характеристика плаунообразных, хвощеобразных и папоротникообразных".

Тема. Общая характеристика плаунообразных, хвощеобразных и папоротникообразных.

Цель: Познакомить обучащихся с усложнением в строении папоротников, хвощей и плаунов, их общими признаками и приспособленностью к условиям жизни; расширить представления о высших споровых растениях.

Задачи урока:

• Познакомить учащихся с характерными особенностями высших споровых растений на примере папоротникообразных;

• Показать черты усложнения организации, особенности среды обитания, размножения и распространения папоротникообразных растений;

• Показать многообразие папоротникообразных и особенности их внешнего строения;

• Раскрыть их экологическую роль и хозяйственное значение, необходимость охраны.

Оборудование: мультимедийный комплекс (компьютер, проектор, экран);

слайдовая презентация, таблицы, гербарий, микроскопы, заготовки заданий.

Ход урока.

1. 1. Организационный момент.

2.Актуализация знаний

• Ответьте на вопросы:

1. Почему мхи относят к высшим растениям?

2. Каково внешнее строение мха кукушкина льна и мха сфаг­нума?

3. Нарисуйте на доске и опишите цикл разви­тия мха.

4. В чем состоит основное отличие мужских гамет покрыто­семенных растений и мужских гамет мхов?

5. Какие черты представителей отдела мохообразные сходны с чертами представителей водорослей?

6. Приведите примеры мхов, относящихся к классу печеноч­ников.

7. Приведите примеры листостебельных мхов.

8. Каково значение мхов в природе и жизни человека?

3. Мотивация.

Многие из вас, наверное, были в лесу и видели красивые перистые листья папоротника. Но никто и никогда не видел его цветков. Только старинное поверье утверждало, что папоротник цветет в глухую июньскую ночь. С древних времен наш народ хранит память о древнем языческом празднике славян – Дне Ивана Купалы. В этот день принято водить хороводы, прыгать через костер и искать волшебный цветок папоротника. По поверью в темную ночь, в канун праздника, цветет папоротник. Расцветает он будто бы ровно в полночь. Тому, кому посчастливится увидеть и завладеть цветком папоротника откроются любые клады, где бы они ни были спрятаны. На основании этой легенды Н. Гоголь написал повесть «Вечера накануне Ивана Купала». Где герой повести Петро увидел расцветание папоротника. Зажмурив глаза, дернул он за стебелек, и цветок остался в его руках». Гоголь рассказывал о старинном народном предании, по которому раз в год зацветает цветок папоротника, и кто сорвет его, тот добудет клад и разбогатеет.

Существует ли цветок на самом деле?

Ответ на этот вопрос вы дадите в конце урока.

II. Изучение нового материала

Вспомните, в чем состоит основное отличие высших расте­ний от низших. (Тело высших растений в отличие от низших имеет четко дифференцированные органы.)

Папоротникообразные — высшие растения. У них имеются все основные органы, характерные для высших растений: стебли, листья и корни. У них хорошо развиты покровные, проводящие и механические ткани, что позволяет отдельным представителям этой группы достигать достаточно больших размеров. Проводя­щие ткани представлены ксилемой и флоэмой. Появление прово­дящих тканей является огромным эволюционным достижением, открывающим перед этими растениями большие возможности для расселения и занятия новых экологических ниш. Наличие дифференцированных органов и тканей является одним из приспособлений к жизни на суше.

Размножаются па­поротникообразные при помощи спор, поэтому они, как и мохо­образные, относятся к высшим споровым растениям. Но в отличие от мохообразных папоротникообразные являются сосудисты­ми растениями. Первые сосудистые растения появились более 400 млн лет назад.

Современные папоротникообразные — представители очень древних растений. Многие из ныне живущих форм являются ре­ликтовыми, поэтому их иногда называют живыми ископаемыми.

• Подумайте, какие формы растений называют реликтовыми.(Ответы учащихся.)

Реликтовыми являются те растения, которые сохранились с прошлых геологических эпох.

Папоротникообразные — большая группа растений, насчиты­вающая более 10 000 видов. К ним относятся папоротники (отдел папоротниковидные), хвощи (отдел хвощевидные) и плауны (отдел плауновидные).

Папоротники широко распространены на земном шаре. Боль­шая их часть обитает на суше в местах с повышенной влажностью, но встречаются и такие, которые обитают в воде. Есть виды (ксерофиты), которые растут на скалах или на склонах между камнями. В тропиках много эпифитных форм. (Учитель де­монстрирует слайды, таблицы, гербарные образцы различных папоротников, комнатные папоротники (нефролепис, страусник, адиантум (венерин волос), асплениум, селягинелла и др.), а также аквари­умные виды папоротников, например, сальвинию.)

Папоротники средней полосы — многолетние травянистые растения, но во влажных тропических лесах встречаются дре­вовидные формы до 20 м в высоту с пятиметровыми листьями. Их стволы толщиной до 30 см, но как и все папорот­никообразные, они не имеют камбия. Ксилема обычно состоит из трахеид, но у орляка и марсилеи есть также настоящие сосуды. В наших лесах чаще всего встречаются орляк, кочедыжник женский, щитовник мужской, страусопер и др.

Если рассмотреть внешнее строение папоротника более по­дробно, становится ясно, что под землей расположено корневище.

• Вспомните, что такое корневище. (Это видоизмененный побег.)

От корневища отходят небольшие корни. Это придаточные корни.

От корневищ растут также и листья папоротника. Листья име­ют особое строение и называются вайями. У большинства папо­ротников вайи сильно рассечены, но встречаются виды, у которых они цельные. 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. Черешки вайи покрыты характерными буроватыми чешуйками. Вайи длительное время нарастают верхушкой, что ха­рактерно для целых побегов у высших растений. Вследствие длительного верхушечного роста вайи достигают крупных размеров. Молодые, еще не распустившиеся листья, улиткообразно закручены, потому что нижняя поверхность вайи растет быстрее, чем верхняя. Чаще все­го листья папоротников, помимо фотосинтеза, выполняют еще и спороносную функцию.

Если летом посмотреть на нижнюю сторону вайи папоротни­ка, можно увидеть небольшие коричневатые бугорки. Это группы спорангиев (от греч. «спора» и «ангейон» — сосуд) — образований, в которых созревают споры. В сухую погоду спорангии лопаются, и споры высвобождаются. Споры очень мелкие и легкие и переносятся ветром на большие расстояния, могут долго сохранять способность к прорастанию.

При попадании в благоприятные условия спора начинает про­растать. Из проросшей споры развивается небольшая зеленая пластинка (несколько миллиметров) — заросток. Заросток располагается очень близко к земле, где влажность более высокая. На заростке расположены ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве. На нижней стороне заростка образу­ются женские половые органы, называемые архегониями (от греч. «архее» — начало и «гоне» — рождение), и мужские, которые на­зываются антеридиями (от греч. «антерос» — цветущий). Подвижные мужские гаметы сперма­тозоиды проникают к яйцеклеткам, после чего происходит опло­дотворение. Передвижение сперматозоидов может происходить только при наличии воды.

• О чем это говорит? (Это свидетельствует о древности этой группы растений и об отдаленном родстве с водорослями.)

После оплодотворения образуется зигота, из которой разви­ваются небольшой побег и придаточные корни. Это зародыш буду­щего растения. Он растет и постепенно превращается в молодой папоротник. Но пройдет еще несколько лет, прежде чем на моло­дом растении образуются спорангии со спорами.

Папоротники используют как декоративные растения, некоторые употребляют в пищу (листья малазийского вида кочедыжника, молодые побеги одного из видов орляка, молодые листовые почки и сердцевину некоторых древовидных папоротников). Корневища видов щитовника, многоножки и др. применяют в медицине (корневища щитовника мужского – как средство против ленточных глистов). Есть ядовитые виды.

Хвощи — многолетние травянистые растения с длинными вет­вящимися корневищами, зимующими в почве. Хвощи произра­стают в основном в Северном полушарии. Чаще всего встречаются хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ лес­ной, хвощ болотный и другие виды. В каменноугольном периоде эта группа растений была представлена в основном гигантскими древовидными растениями, которые вымерли. Современные хво­щи — жесткие, за счет большого количества содержащегося в них кремнезема, травы с мутовчатым листорасположением. Листья их мелкие, чешуевидные, сросшиеся в виде трубочек. Растут хвощи на болотах, на лугах, в лесу, в неглубоких водоемах.

Летние побеги хвощей ветвистые, состоящие из члеников, с ярко выраженными междоузлиями. Листья хвощей часто не име­ют зеленой окраски (соответственно, в них отсутствует хлоро­филл), фотосинтез у этих растений происходит в основном в стеблях.

На верхушке некоторых побегов располагаются спороносные колоски. Эти побеги не ветвятся и отмирают после образования спор.

Плауны — также являются очень древними растениями (самые древние из папоротникообразных). В каменноугольном периоде были широко распространены их древовидные предки. Плауны обитают от тропиков до арктических областей. Большинство тро­пических форм — эпифиты — живет на других растениях. В уме­ренных областях они образуют целые ковры в лесу, хорошо замет­ные зимой, так как являются вечнозелеными растениями.

Современные плауны — многолетние травянистые вечнозе­леные растения. Листья плауна очень мелкие, похожие на заост­ренные удлиненные чешуйки. Стебли плаунов длинные, ползу­чие, с вертикальными побегами. На ползучих стеблях образуются придаточные корни. Летом на прямостоячих побегах образуются спороносные колоски со спорами.

Леса населяют плаун булавовидный и баранец обыкновенный. Многие виды плаунов являются редкими и ис­чезающими видами, занесенными в Красную книгу. Кроме того, они требуют охраны и как реликтовые растения.

Плаун ценен своими спорами. Споры содержат 49 % жира и 2 % сахара. Споры употребляются в аптеках для пересыпки пилюль, чтобы они не становились влажными, и как присыпка для грудных детей. Споры плауна издавна использовались в театрах для световых эффектов: при зажигании они дают яркую вспышку. Их употребляют для изготовления ракет, применяемых для сигнализации. Тропические виды разводят в оранжереях как красивые декоративные растения. Особое значение споры плауна имеют в литейном деле при отливке мельчайших деталей: ими обсыпают формы.

IV Закрепление знаний и умений

Закрепление – в виде теста. «Какие утверждения верны?»

1. Растущие на земле папоротники – очень древние растения. (да)

2. Папоротники – это высшие споровые нецветковые растения. (да)

3. Заросток папоротника называется спорофитом.(нет)

4. Взрослую стадию папоротника называют гаметофитом.(нет)

5. Половое размножение папоротника происходит при наличии воды.(да)

6. Спора – орган бесполого размножения растений.(да)

Самостоятельная работа

Заполнение таблицы «Сравнительная характеристика папоротникообразных и мохообразных»

Итог. В жизненном цикле преобладание фазы спорофита над гаметофитом, характерно чередование поколений: бесполого (многолетний спорофит) и полового (коротко живущий гаметофит). Особенность размножения папоротников – образование спор в спорангиях на нижней поверхности зеленых листьев. В отличие от мхов, у плаунов, хвощей и папоротников развиваются корни.

Все споровые имеют единого предка, а именно первых наземных растений – псилофитов. 300 млн лет назад плауны, хвощи и, особенно, папоротники были огромными и напоминали деревья. Они формировали целые леса. Отложениями именно этих древних растений человек пользуется и сейчас - залежи каменного угля, Этот геологический период развития Земли, когда процветали древовидные плауны и папоротники, создавшие пласты каменного угля, так и назвали – каменноугольный (по-лат. – карбон).

Закрепление изученного материала.

А теперь давайте ответим на вопрос: действительно ли в ночь на Ивана купала можно увидеть цветок папоротника? (нет, папоротник никогда не цветет, а вместо семян у него служат мельчайшие – споры, созревающие в крохотных мешочках на нижней стороне листа)

Задание. Составьте сравнительную таблицу, заполнение которой будет происходить по мере изучения нового материала.

А закончить наш урок я хочу словами Леонардо Да Винчи «Природа так обо всем позаботилась, что повсюду ты находишь, чему учиться!»

Домашнее задание:

1. §30 - 33

2.  Составить схему жизненного цикла папоротника.

3. Составить сказку «Путешествие по каменноугольному лесу».

Приложение.

Схема жизненного цикла папоротника:

Взрослое растение ( спорофит) - сорусы – спорангии – споры – заросток (гаметофит)- зигота – зародыш – взрослое растение (спорофит)

Термины:

Сорусы – группы спорангиев на нижней стороне листа

Спорофит – взрослое растение папоротника (бесполое размножение)

Гаметофит – половое размножение. На нем содержатся органы полового размножения (антеридии и архегонии).

Заросток – гаметофит папоротника

Значение папоротникообразных в жизни людей

• Некоторые папоротники и хвощи являются лекарственны­ми растениями.

• Многие папоротники выращивают в качестве декоративных комнатных и уличных растений.

• Корневища и молодые листья некоторых папоротников, а также весенние побеги хвощей употребляют в пищу.

• Споры плаунов используют в аптечном деле (в частности, как детскую присыпку).

• Порошком из спор различных папоротникообразных об­сыпают формы для литья металлических изделий, чтобы детали лучше отходили от форм.

• Жесткие побеги хвоща раньше измельчали и использовали при полировке металлических изделий.

• Многие папоротники и хвощи являются пионерными ра­стениями и первыми появляются на пустырях и пожарищах.

• Хвощи являются природным индикатором закисленно­сти почв.

• Кроме того, некоторые виды папоротников и хвощей (на­пример, хвощ полевой) являются трудноистребимыми сор­няками

В Красную книгу занесено 10 видов папоротников и 4 вида плаунов.