Плауны. Хвощи. Папоротники. Их общая характеристика - МНОГООБРАЗИЕ И РАЗВИТИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, проблемного обучения, групповой деятельности, развивающего обучения, интерактивные.

Формируемые УУД: к. — строить речевые высказывания в устной форме; аргументировать свою точку зрения; решать учебные проблемы, возникающие в ходе групповой работы; р. — формулировать цель урока и ставить задачи, необходимые для ее достижения; планировать свою деятельность и прогнозировать ее результаты: осуществлять рефлексию своей деятельности; п. — устанавливать причинно-следственные связи; сравнивать и делать выводы на основе сравнений; передавать содержание в сжатом (развернутом) виде; работать с натуральными объектами; л. - формировать и развивать познавательный интерес к изучению природы, экологическую культуру; осознавать необходимость бережного отношения к природе.

Планируемые результаты: объяснять значение понятий: Папоротниковидные, Хвощевидные, Плауновидные, Папоротникообразные, гаметангий, спорангий, спора, заросток', находить общие черты строения и размножения плаунов, хвощей, папоротников, их различия; сравнивать особенности строения и размножения мхов и папоротников, делать вывод о прогрессивном строении папоротников; характеризовать роль папоротникообразных в природе, обосновывать необходимость охраны исчезающих видов.

Оборудование и материалы: учебник, таблица “Цикл развития папоротника”, динамическое пособие “Развитие папоротника”, живые экземпляры комнатных папоротников и аквариумные виды папоротников, гербарные образцы различных папоротников, хвощей, плаунов, коллекция “Каменный уголь и продукты его переработки”, геохронологическая шкала, рисунки пейзажей каменноугольного периода, Красная книга растений; кусочек сухого мха сфагнума, весы с разновесами, стакан с водой, пинцет, фильтровальная бумага (5—6 комплектов).

Общие рекомендации. Изучаемые на уроке термины целесообразно записать на доске (представить на интерактивной доске). Для каждой группы подготовить инструктивную карту для проведения опыта со сфагнумом. Таблица для проверки выполнения домашнего задания предоставляется в печатном виде каждому ученику.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель приветствует учеников, проверяет готовность к уроку.)

II. Проверка домашнего задания

(Опыт проводится в малых группах по 4—5 человек. Результаты опыта представляет одна из малых групп. Одноклассники (при необходимости) поправляют и дополняют отчет.)

Отчет

Мы провели опыт, показывающий гигроскопические возможности торфяного мха сфагнума. Использовали сухой мох сфагнум. весы с разновесами, стакан с водой, пинцет, фильтровальную бумаг/.

Ход опыта

1. Небольшое количество сухого мха сфагнума взвесили на весах.

2. Опустили взвешенный мох в стакан с водой на 5—7 мин.

3. По истечении времени вынули мох из стакана, положили на фильтровальную бумагу (пока вода не стечет).

4. Снова взвесили мох.

Вывод. Сфагнум способен впитывать и удерживать воду в количестве, превышающем собственную массу мха более чем в 10 раз.

(После выполнения п. 2 ученики могут заполнить сравнительную таблицу, а затем продолжить опыт.)

— Сравните мхи кукушкин лен и сфагнум.

(Ученики получают распечатку таблицы с заполненной графой “Критерий для сравнения”.)

Критерий для сравнения	Зеленый мох кукушкин лен	Торфяной мох сфагнум
Наличие ризоидов	На нижней части стебля	Отсутствуют
Расположение мужских и женских органов	Двудомное растение	Однодомное растение
Клетки листа	Только зеленые	Два вида клеток зеленые — живые, белые — мертвые водоносные
Строение стебля	Прямой, неветвящийся	Ветвится
Строение спорангия	Коробочка на длинной ножке	Круглая коробочка на короткой ножке

(Проверка выполнения задания. Выставление отметок.)

III. Работа по теме урока

1. Общая характеристика

(Учитель напоминает, что определения рассматриваемых на уроке новых биологических понятий необходимо записать в словарь терминов.)

— В чем состоит основное отличие высших растений от низших? (Тело высших растений имеет четко дифференцированные органы.)

Папоротникообразные — большая группа высших растений (около 10 тыс. видов). К ним относятся папоротники (отдел Папоротниковидные), хвощи (отдел Хвощевидные) и плауны (отдел Плауновидные).

У папоротникообразных 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 этих тканей — огромное эволюционное достижение, благодаря которому папоротникообразные получили 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, они являются сосудистыми растениями. Первые сосудистые растения на Земле появились более 400 млн лет назад.

Многие из ныне живущих папоротникообразных — это реликтовые растения, т. е. они сохранились с прошлых геологических эпох, со времен, когда они и им подобные были широко распространены, поэтому их иногда называют живыми ископаемыми.

(Учитель демонстрирует геохронологическую шкалу и пейзажи каменноугольного периода.)

Дополнительный материал

Уголь — это первый вид ископаемого топлива, используемого человеком. Он образован из остатков древних растений, погибших многие миллионы лет назад, гниение которых было прервано в результате прекращения доступа воздуха. Это происходило там, где болота и заболоченные леса опускались в результате тектонических подвижек и изменения климатических условий и покрывались сверху другими веществами.

В каменноугольном периоде климат на Земле был очень теплым, постоянно шли теплые тропические дожди, воздух был заполнен водяными парами. Большую часть суши занимали мелководные озера и болота, плавно переходившие в неглубокие морские заливы. Большинство папоротникообразных тех времен имели древовидную форму и достигали 20-40 м в высоту, но имелись и травянистые формы. Последние уже напоминали современные папоротники, хвощи, плауны.

В современном мире уголь используют для получения электрической энергии (энергетический уголь), как сырье для металлургической (коксующийся уголь) и химической промышленности, получения редких и рассеянных элементов, производства графита.

Начало горному делу в России было положено во второй половине XV в. при Иване III. В 1491 г. первая русская экспедиция отправляется в Печорский край искать полезные ископаемые. Этой экспедицией были открыты месторождения серебряных и медных руд на р. Цильма, построен медный рудник, и Россия начала чеканить монеты из собственного металла.

2. Отдел Папоротниковидные: строение и размножение

(Рассказ учителя сопровождается демонстрацией изображений различных папоротников, гербарных экспонатов, комнатных папоротников (нефролепис, страусник, адиантум (венерин волос), асплениум, селягинелла) и аквариумных видов (например, сальвиния).)

Папоротники широко распространены на земном шаре. Большая их часть обитает на суше в местах с повышенной влажностью, но встречаются и виды, живущие в воде. В средней полосе России, в Крыму и на Кавказе папоротники произрастают под пологом леса или в тенистых оврагах. Это в основном многолетние травянистые растения (орляк, кочедыжник женский, щитовник мужской и др.).

Папоротники средней полосы — многолетние травянистые растения, но во влажных тропических лесах встречаются древовидные формы, достигающие до 20 м в высоту. Их стволы (до 30 см в диаметре) не имеют камбия.

Рассмотрим внешнее строение папоротников. Под землей расположено корневище.

— Что такое корневище? (Это видоизмененный побег.)

От корневища отходят небольшие придаточные корни. Корни папоротникообразных сохранили многие примитивные признаки строения древних стеблей, они устроены проще, чем корни семенных растений.

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 — “посев” 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 находятся ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве. Когда заросток достигает нескольких миллиметров, на его нижней стороне образуются женские половые органы, называемые архегониями (от греч. архе — “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.

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.

3. Отдел Хвощевидные

Хвощи — многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Произрастают они в основном в Северном полушарии. На территории России чаще всего встречаются хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ лесной, хвощ болотный.

(Учитель демонстрирует геохронологическую шкалу и пейзажи каменноугольного периода.)

В каменноугольном периоде хвощи были гигантскими древовидными растениями. 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 лесах и в неглубоких водоемах.

Летние побеги хвощей ветвистые, состоящие из члеников, с ярко выраженными междоузлиями. Листья хвощей часто не имеют зеленой окраски, а 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. После высыпания спор и попадания их в благоприятные условия цикл развития хвощей схож с папоротниками.

Многие хвощи являются лекарственными растениями, а также природным индикатором закисленности почв. Их жесткие побеги раньше измельчали и использовали при полировке металлических изделий.

4. Отдел Плауновидные

Плауны — самые древние из папоротникообразных растений. В каменноугольном периоде были широко распространены их древовидные предки. Современные плауны — многолетние травянистые вечнозеленые растения. Они обитают повсеместно: от тропиков до арктических областей. Большинство тропических форм — эпифиты — живет на других растениях. В умеренных областях плауны образуют целые ковры в лесу, хорошо заметные зимой, так как являются вечнозелеными растениями.

Листья плауна очень мелкие, похожие на заостренные удлиненные чешуйки. Стебли длинные, ползучие, с вертикальными побегами. На ползучих стеблях образуются придаточные корни. Летом на прямостоячих побегах появляются спороносные колоски со спорами.

Российские леса населяют плаун булавовидный и баранец обыкновенный. Многие плауны являются редкими и исчезающими видами. В Красную книгу России внесены 10 видов папоротников и 4 вида плаунов.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

— Какие группы растений относятся к папоротникообразным?

— Какие папоротники обитают на территории нашей страны (нашего края)?

— Как называется сложный лист папоротника?

— Как называются женские половые органы у папоротников?

— Как называются мужские половые органы у папоротников?

— Как происходит оплодотворение папоротника?

— Какое условие для этого необходимо?

— Опишите цикл развития папоротника.

— Какие хвощевидные растения обитают на территории нашей страны (нашего края)?

— Какие плауновидные растения обитают на территории нашей страны (нашего края)?

Домашнее задание

1. Прочитать § 22, повторить основные термины, выполнить задания в конце параграфа.

2. Нарисовать в альбоме схему “Цикл развития папоротника”.