Водоросли, их разнообразие и значение в природе - МНОГООБРАЗИЕ И РАЗВИТИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, проблемного обучения, развивающего обучения, развития критического мышления, интерактивные.

Формируемые УУД: к. — строить речевые высказывания в устной форме; аргументировать свою точку зрения; использовать информационные ресурсы для подготовки сообщения; р. — формулировать цель урока и ставить задачи, необходимые для ее достижения; планировать свою деятельность и прогнозировать ее результаты; самостоятельно выдвигать варианты решения поставленных задач; предвидеть конечные результаты работы; выбирать средства достижения цели; п. — устанавливать причинно-следственные связи; сравнивать и делать выводы на основе сравнений; передавать содержание в сжатом (развернутом) виде; выделять обобщенный смысл и формальную структуру учебной задачи; работать с натуральными объектами; л. — формировать и развивать познавательный интерес к изучению природы, научное мировоззрение; уметь выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе.

Планируемые результаты: объяснять значение понятий: низшие растения, слоевище, хроматофор, зооспора; выделять и описывать существенные признаки водорослей, лежащие в основе их систематики; распознавать водоросли на рисунках, гербарных материалах; сравнивать водоросли с наземными растениями и находить общие признаки; объяснять процессы размножения у одноклеточных и многоклеточных водорослей.

Оборудование и материалы: таблицы и плакаты “Одноклеточные водоросли”, “Многоклеточные водоросли”, “Бурые и красные водоросли”, кусочки древесной коры с налетом одноклеточных водорослей, горшок с комнатным растением, на поверхности почвы которого обитают одноклеточные водоросли, гербарии различных многоклеточных водорослей, живые водоросли из аквариума; культура одноклеточных зеленых водорослей хламидомонады и хлореллы, микроскоп, предметные и покровные стекла, пипетка, фильтровальная бумага, водный раствор йода, готовый микропрепарат “Спирогира” (на каждую парту).

Общие рекомендации. Вопросы для проверки выполнения домашнего задания выводятся на экран. Инструктивные карты для проведения практических работ можно представить на интерактивной доске.

Для проведения П.Р. № 4 учителю необходимо заранее подготовить культуры водорослей. Хламидомонаду можно найти поздним летом или ранней осенью в лужах или канавах с водой. Если зачерпнуть воду стеклянной банкой, а потом поставить в теплое ярко освещенное место, то через некоторое время на стенках банки будет хорошо заметен зеленый налет из водорослей.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель приветствует учеников, проверяет готовность к уроку.)

II. Проверка домашнего задания

(Работа выполняется в рабочих тетрадях.)

— Что такое систематика?

— В чем состоят основные заслуги Карла Линнея?

— Какие из перечисленных растений относятся к одному роду: родиола розовая, береза пушистая, подорожник большой, лютик едкий, береза бородавчатая, подорожник ланцетолистный, лютик золотистый?

— Что такое вид?

— Что такое сорт?

— В какую систематическую группу объединяют несколько сходных по своему строению и происхождению родов?

— В каких случаях название растения может состоять не из двух, а из большего количества слов?

III. Работа по теме урока

1. Общая характеристика и строение водорослей

Сегодня мы поговорим об одних из самых древних растений на Земле — о водорослях. Это большая группа растений, которая

включает в себя несколько отделов. Мы познакомимся с представителями только трех отделов: Зеленые водоросли, Бурые водоросли и Красные водоросли.

— Где обитают водоросли? (Чаще всего в воде.)

Водоросли также могут обитать на влажной почве, на коре

деревьев, растущих во влажных местах.

— В каких водоемах могут жить водоросли?

(Ответы учеников.)

Водоросли живут и в пресных, и в соленых водоемах. Могут обитать как в стоячей воде (пруды, озера), так и в проточной воде (реки).

У всех водорослей достаточно простое строение, но поскольку различные группы водорослей имеют разных предков, то они достаточно сильно отличаются друг от друга.

— К каким растениям — высшим или низшим — относятся водоросли? (Водоросли относятся к низшим растениям.)

— В чем состоит принципиальное отличие высших растений от низших?

(Ответы учеников.)

Низшие растения не имеют дифференцированных органов — корней, стеблей, листьев и т. д. Тело водорослей (даже самых крупных) не разделено на отдельные органы, выполняющие определенные функции. У них нет отдельных фотосинтезирующих или поглощающих органов. Водоросли осуществляют эти функции всей поверхностью тела. Тело водорослей называют талломом, или слоевищем.

Среди водорослей есть как микроскопические одноклеточные организмы, так и настоящие гиганты, достигающие в длину нескольких десятков метров.

2. Одноклеточные водоросли

Наверное, вы летом наблюдали цветение воды в мелких водоемах. Вода приобретает зеленовато-изумрудный оттенок благодаря большому количеству одноклеточных водорослей, которые размножились в благоприятных условиях. В цветущей воде чаще всего встречаются одноклеточные зеленые водоросли хламидомонада или хлорелла.

В переводе с греческого слово “хламидомонада” означает “простейший организм, покрытый одежкой”. Она имеет грушевидную форму, на переднем, более узком конце тела находятся два жгутика,при помощи которых водоросль может двигаться. Тело растения покрыто прозрачной оболочкой, под которой находятся цитоплазма с расположенным в ней ядром, красное светочувствительное тельце (глазок), крупная вакуоль, заполненная клеточным соком, и две небольшие пульсирующие вакуоли, предназначенные для выделения избытков воды и ненужных веществ. Большую часть пространства клетки занимает хроматофор, содержащий пигмент хлорофилл, а также и другие пигменты.

— Почему водоросль имеет зеленый цвет?

(Ответы учеников.)

Зеленый цвет водоросли придает пигмент хлорофилл, содержащийся в хроматофоре.

— О чем говорит наличие хлорофилла в водоросли?

(Ответы учеников.)

Это свидетельствует о способности хламидомонады к фотосинтезу, т. е. образованию органических веществ из неорганических (углекислый газ и вода).

— Какое преимущество у свободно плавающей водоросли?

(Ответы учеников.)

Растение, способное к свободному передвижению, может самостоятельно выбрать наиболее благоприятное место.

— Какие условия будут наиболее подходящими для фотосинтезирующей зеленой водоросли?

(Ответы учеников.)

Наиболее оптимальным вариантом для нее является наличие яркого солнечного света. Если постоянно освещать емкость с водой, в которой обитают хламидомонады, с одной стороны, тс через некоторое время можно заметить, что там появились скопления этих растений. Светочувствительный глазок водоросли воспринимает свет, и с помощью жгутиков она движется в сторону более освещенного места. Это стремление к свету называют положительным фототаксисом. Но хламидомонада способна не только питаться продуктами фотосинтеза, но и поглощать готовые органические вещества всей поверхностью тела.

Хлорелла имеет шарообразную форму. Тело клетки также покрыто оболочкой, под которой находятся цитоплазма с ядром и крупный хроматофор.

Чтобы лучше познакомится со строением одноклеточных зеленых водорослей, выполним практическую работу.

П.Р. № 4 “Строение одноклеточных зеленых водорослей”

Ход работы

1. Поместите на предметное стекло каплю воды с культурой хламидомонады. Накройте его покровным стеклом.

2. Рассмотрите микропрепарат при малом увеличении микроскопа. Обратите внимание на грушевидную форму тела хламидомонады. Понаблюдайте за движениями водоросли.

3. При помощи фильтровальной бумаги уберите лишнюю воду из-под покровного стекла и рассмотрите водоросль при большом увеличении. Найдите оболочку, цитоплазму, ядро, хроматофор. Найдите светочувствительный глазок.

4. Рассмотрите пульсирующие вакуоли. Понаблюдайте за их работой.

5. Окрасьте микропрепарат водным раствором йода и снова рассмотрите его.

6. Зарисуйте внешнее строение хламидомонады. Подпишите названия ее основных частей.

7. Поместите на предметное стекло каплю воды с культурой хлореллы. Накройте его покровным стеклом.

8. Рассмотрите строение тела водоросли при малом, а потом при большом увеличении. Обратите внимание на шарообразную форму тела водоросли и на отсутствие у нее органов движения.

9. Рассмотрев строение клетки хлореллы при большом увеличении, найдите оболочку клетки, хроматофор и ядро.

10. Зарисуйте строение хлореллы. Подпишите названия ее основных частей.

11. Сделайте вывод об особенностях строения хламидомонады и хлореллы. Сравните строение этих водорослей.

Вопросы к классу

— С помощью каких органелл происходит движение хламидомонады?

— Какого цвета хроматофор хламидомонады?

— С чем это связано?

— Каковы функции чувствительного глазка?

— Как изменилась окраска водоросли после окраски препарата водным раствором йода?

— С чем это связано?

— Какая из этих водорослей устроена наиболее просто?

— Почему вы так считаете?

3. Размножение водорослей

Одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада может размножаться как половым, так и бесполым путем.

Летом при благоприятных условиях (при достатке воды, тепла, солнечного света) хламидомонада размножается бесполым способом — делением. Прежде чем приступить к делению, хламидомонада теряет жгутики и перестает двигаться. Содержимое материнской клетки делится пополам, потом еще раз пополам. Каждая из частей материнской клетки покрывается собственной

оболочкой и вырабатывает жгутики. В результате под оболочкой образуются четыре маленькие клетки, являющиеся копией материнского организма. Эти клетки называют зооспорами. Основная функция зооспор — размножение и расселение организма. Впоследствии оболочка материнской клетки лопается, и дочерние клетки оказываются на свободе. Зооспоры постепенно растут и превращаются во взрослых хламидомонад.

При неблагоприятных условиях (пересыхание водоема, похолодание) хламидомонада размножается половым путем. Содержимое клетки делится, и внутри материнской клетки образуются гаметы с двумя жгутиками. Оболочка клетки разрывается, и гаметы выходят наружу. Гаметы активно двигаются в поисках других гамет (образовавшихся из других клеток). Потом гаметы различных родительских клеток соединяются попарно, в результате чего образуется зигота. Зигота покрывается толстой оболочкой и способна в таком состоянии пережить длительное время. Как только нас тупают благоприятные условия, зигота делится пополам дважды, в результате чего образуются четыре молодые хламидомонады.

В отличие от хламидомонады хлорелла размножается исключительно бесполым путем.

4. Разнообразие водорослей

(Рассказ учителя сопровождается демонстрацией изображений различных водорослей, гербарных экспонатов и натуральных объектов.)

Далее познакомимся с нитчатыми водорослями.

— Как вы думаете, за что они получили такое название?

(Ответы учеников.)

Эти водоросли напоминают по своему внешнему виду длинные нити.

Водоросль спирогира — обычный обитатель наших прудов и рек с несильным течением. Купаясь в пруду или реке, можно увидеть скопления зеленой, скользкой на ощупь тины. Это нити спирогиры.

Это многоклеточная зеленая водоросль, клетки которой расположены в один ряд. Рост происходит за счет деления всего тела. Нити растения свободно перемещаются в воде под действием течения.

Клетки спирогиры имеют вытянутую форму. Снаружи они покрыты слоем слизи. Эта водоросль получила такое название за особую вытянутую форму фроматофора, расположенного по спирали. В центре клетки расположено крупное ядро с ядрышком. Достаточно большое пространство занимает вакуоль. Для спирогиры характерно как половое, так и бесполое размножение. При бесполом методе нити спирогиры разрываются, клетки каждой из частей начинают делиться, давая начало новым молодым организмам. При половом размножении спирогиры две нити располагаются параллельно друг другу. Затем они сближаются и обволакиваются слизью. Клетки, расположенные ближе всего друг к другу, образуют особые выросты, которые соединяются, создавая канал, по которому содержимое одной клетки перетекает в другую. Происходит оплодотворение и образуется зигота. Зигота покрывается толстой оболочкой и может длительное время находиться в состоянии покоя. После определенного периода покоя зигота прорастает и дает начало новому организму. Такой способ полового размножения называется конъюгацией.

Чтобы познакомится со строением многоклеточной зеленой водоросли спирогиры, выполним практическую работу.

П.Р. №5 “Строение многоклеточной зеленой водоросли спирогиры”

Ход работы

1. Рассмотрите гербарный материал спирогиры. Опишите внешний вид водоросли.

2. Рассмотрите микропрепарат “Спирогира” под микроскопом при большом и малом увеличении. Обратите внимание на форму, размер и расположение клеток спирогиры.

3. Рассмотрите одну клетку спирогиры. Найдите толстую клеточную оболочку, крупную вакуоль, цитоплазму, ядро, которое находится как бы в дополнительной оболочке.

4. Рассмотрите хроматофоры.

5. Зарисуйте внешний вид водоросли и строение одной клетки спирогиры.

6. Сделайте вывод о внешнем виде и об особенностях строения клеток спирогиры.

Вопросы к классу

— Где расположено ядро клетки спирогиры?

— Какую форму имеют хроматофоры спирогиры?

На камнях и корягах, лежащих на дне неглубоких рек, можно заметить скопления ярко-зеленых шелковистых нитей. Это еще одна нитчатая водоросль — улотрикс. Тело этого растения также состоит из одного ряда клеток, но клетки не вытянутые, как у спирогиры, а более короткие. Растет улотрикс за счет деления клеток, расположенных только на верхушке. Эта водоросль ведет прикрепленный образ жизни. Она приклеивается к камням или корягам с помощью особой бесцветной клетки. В цитоплазме каждой из клеток водоросли можно обнаружить ядро и хроматофор в виде незамкнутого кольца.

Самое большое разнообразие водорослей в морях и океанах.

В клетках бурых водорослей, помимо хлорофилла, содержатся и другие пигменты, придающие этим растениям характерный оттенок. Обитают бурые водоросли обычно на небольших глубинах, там, куда проникает достаточно большое количество солнечного света. Их заросли напоминают подводные леса.

Среди бурых водорослей встречаются как достаточно мелкие, так и гигантские виды. У этих растений различная форма слоевища — в виде пластины, листа, ветки, куста, шара и т. д. Многие бурые водоросли напоминают высшие растения, но тем не менее они не имеют с ними ничего общего. Чаще всего эти водоросли прикрепляются к грунту при помощи разветвленных бесцветных клеток. Эти образования называют ризоидами (от греч. риза — “корень” и эйдос — “вид”). Однако ризоиды не имеют ничего общего с корнями. Они служат исключительно для удержания растения.

Наиболее известны такие бурые водоросли, как ламинария (или морская капуста), фукус, цистозейра, саргассум.

Красные водоросли, или багрянки, благодаря наличию особых пигментов способны улавливать даже небольшое количество рассеянного света и могут жить на больших глубинах, чем бурые водоросли. Некоторые виды могут обитать на глубине до 500 м, хотя известно, что на такую глубину проникает всего лишь около 0,0005% солнечного света.

Благодаря наличию в клетках красных водорослей различных пигментов, в том числе красных и синих, они могут иметь различную окраску — от розоватой и ярко-красной до синевато-фиолетовой. Внешний вид этих растений также весьма разнообразен. Встречаются нитевидные, листовидные, кораллоподобные и другие формы. Их размеры не менее разнообразны — от нескольких сантиметров до 1—1,5 м в длину. В морях нашей страны широко распространены такие красные водоросли, как филлофора и порфира, а также птилота и радимения.

5. Значение водорослей

В процессе фотосинтеза водоросли трансформируют энергию солнца в энергию, доступную для других организмов, и выделяют кислород, необходимый для их дыхания.

(В ходе рассказа учителя (или самостоятельно работая с текстом учебника и дополнительным материалом, предоставленным учителем) учащиеся составляют перечни.)

Роль водорослей в природе:

1) поставка кислорода в атмосферу;

2) пища для многих морских животных (морские ежи, рыбы и пр.) и морских водоплавающих птиц;

3) приют для рыб и многих других животных;

4) обогащение воды кислородом в процессе фотосинтеза;

5) участие в почвообразовании (некоторые виды одноклеточных водорослей).

Некоторые виды водорослей входят в состав комплексных организмов — лишайников.

Человек использует водоросли:

1) в качестве продуктов питания (ламинария, ульва);

2) как добавки к корму для скота;

3) при изготовлении удобрений;

4) для получения агар-агара, используемого в пищевой промышленности и микробиологии (красные водоросли);

5) в химической промышленности (получение йода, калийных солей, спирта, уксусной кислоты и т. д.);

6) для очистки технических и сточных вод (хламидомонада, хлорелла);

7) для изготовления лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище.

Однако чрезмерное размножение водорослей в оросительных каналах затрудняет подачу воды, а в рыборазводных прудах — сезонный вылов рыбы. Кроме того, скопления водорослей могут даже препятствовать судоходству.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

(Оценка выполненных на уроке заданий и практических работ.)

Домашнее задание

1. Прочитать § 20, повторить основные термины, выполнить задания в конце параграфа.

2. Нарисовать в альбоме представителей разных групп водорослей, подписать их названия.