Конспект урока биологии на тему "Папоротникообразные"

Урок: Папоротникообразные.

Цели: познакомить с характерными особенностями папоротникообразных как представителей высших споровых растений; показать черты усложнения организации папоротникообразных по сравнению с мохообразными; дать представление об особенностях среды обитания, размножения и распространения папоротникообразных; продолжить формирование навыков работы с натуральными объектами, выполнения биологического рисунка.

Оборудование и материалы: таблица «Цикл развития папоротника», динамическое пособие «Развитие папоротника», живые экземпляры комнатных папоротников: нефролеписа, страусника. адиантума (венерин волос), асплениума, селягинеллы, платицериума («олений рог»), а также аквариумные виды папоротников, например сальвинии плавающей, гербарные образцы различных папоротников, хвощей, плаунов, коллекция «Каменный уголь и продукты его переработки», геохронологическая шкала, рисунки пейзажей каменноугольного периода.

Ключевые слова и понятия: папоротникообразные, органы ткани, высшие споровые растения, сосудистые растения; папоротники (отдел папоротниковидные), хвощи (отдел хвощевидные; и плауны (отдел плауновидные); корневище, вайи, спорангии, споры, заросток, архегонии, антеридии.

Ход урока

I Организационный момент

Подготовка учеников к уроку.

II Актуализация знаний

Ответьте на вопросы:

Почему мхи относят к высшим растениям?
Каково внешнее строение мха кукушкина льна и мха сфагнума?
Нарисуйте на доске и опишите цикл развития мха.
В чем состоит основное отличие мужских гамет покрытосеменных растений и мужских гамет мхов?
Какие черты представителей отдела мохообразные сходны с чертами представителей водорослей?
Приведите примеры мхов, относящихся к классу печеночников.
Приведите примеры листостебельных мхов.
Каково значение мхов в природе и жизни человека?

III 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, со времен, когда они и им подобные были широко распространены. Папоротникообразные средней полосы в основном травянистые растения, обитатели влажных тенистых территорий. Чаще всего их можно встретить под пологом леса или в тенистых оврагах. В тропических широтах чаще встречаются древовидные представители этого отдела.

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. (Учитель демонстрирует таблицы с изображением папоротников, гербарные образцы различных папоротников средней полосы, комнатные папоротники (нефролепис, страусник, адиантум (венерин волос), асплениум, селягинелла и др.), а также по возможности 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 тем не менее, как и все папоротникообразные, они не имеют камбия. 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. Черешки вайи покрыты характерными буроватыми чешуйками. Вайи длительное время нарастают верхушкой, что характерно для целых побегов у высших растений. 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. Спорангий имеет линзообразную форму. При созревании спор стенка спорангия разрывается и споры высыпаются. Спорангии имеют специальные приспособления для разбрасывания спор по типу катапультирования. 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 или нить — заросток. Заросток располагается очень близко к земле, где влажность более высокая. На заростке расположены ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве. Через некоторое время заросток становится больше (достигает нескольких миллиметров). 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.

Хвощи — многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Хвощи произрастают в основном в Северном полушарии. На территории России 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 членистых 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.

Российские 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.

IV Закрепление знаний и умений

Фронтальный опрос

Ответьте на вопросы.