Методическая разработка теоретического занятия "Приемы, методы история развития Ботаники"
методическая разработка на тему

Государственное автономное учреждение Амурской области

профессиональная образовательная организация

«Амурский медицинский колледж»

Методическая разработка

теоретического занятия для преподавателя

Учебная дисциплина: ОП. О7 «Ботаника»

Курс: 1 Семестр: 1

Тема: «Введение в ботанику».

Специальность: код 33.02.01 «Фармация»

г. Благовещенск

2017г.

Теоретическое занятие № 1

Тема: Введение в ботанику

Продолжительность: 1час 20 минут

Цель занятия: сформировать знания студентов о ботанике как науке.

Задачи:

• Актуализировать необходимость знаний по ботанике для освоения профессии фармацевт.
• Сформировать компетенции по гербаризации лекарственных растений

• Студент должен знать:

• морфологию, анатомию растительных тканей и систематику растений;
• латинские названия семейств изучаемых растений и их представителей;
• охрану растительного мира и основы рационального использования растений

Студент должен уметь:

• составлять морфологическое описание растений по гербариям;
• находить и определять растения, в том числе лекарственные, в различных фитоценозах;

В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ОК: 

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ПК:

ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.

ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.1. Изготавливать лекарственные формы по рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.

ПК 2.2. Изготавливать внутриаптечную заготовку и фасовать лекарственные средства для последующей реализации.

ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.

ПК 2.4. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.5. Оформлять документы первичного учета.

Тип занятия:

Теоретическое занятие.

Место проведения:

Кабинет фармакогнозии.

Литература:

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.

Оснащение занятия:

1. Методическое пособие для преподавателя
2. Компьютер
3. Телевизор
4. Презентация

Внутрипредметные связи:

1. Систематика растений.
2. Клеточное строение.

Межпредметные связи:

1. Фармакогнозия (Морфологическое описание ЛР)
2. Фармацевтическая технология (Приготовления отваров, настоев и настоек)

Структура занятия:

1. Организационный момент.        - 10 мин.
2. Введение нового материала        -  60 мин.
3. Закрепление                                                             - 7 мин.
4. Задание на дом        - 3 мин.        

Содержание занятия:

1. Организационный момент:

Проверяем отсутствующих, подготовку студентов к занятию (форма, тетради, сменная обувь). Доводим  до сведения  ОК и ПК. Информируем об учебниках, приказах, сборниках НТД, методических пособиях по УД. Знакомим с планом работы, требования УД.

II. Введение нового материала.

План:

1. Отличительные особенности растений.
2. Положение растений в системах органического мира.
3. Значение растений.
4. Основные разделы ботаники.
5. Краткая история развития ботаники.
6. Появление первых растений на Земле.

1.Отличительные особенности растений.

Ботаника (гр. botane – росток, трава) – наука о растениях, их структуре, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения ботаники являются растения на разных уровнях их организации.

Растительный мир богат и разнообразен. На поверхности Земли насчитывается свыше 500 000 видов растений, из них 200 000 – цветковых. Среди этой большой группы встречаются одноклеточные водоросли, которые можно увидеть только в микроскоп, и гиганты растительного мира – секвойи и секвойя дендроны, высота которых может достигать 112 м, а диаметр – 11 м.

Растения характеризуются рядом особенностей организации, которые позволяют выделить их в особое царство. Отличительными признаками этой группы являются такие:

1. Важное отличие растений от животных и грибов - наличие у подавляющего большинства видов зеленого пигмента хлорофилла. Растения, содержащие хлорофилл, в процессе фотосинтеза синтезируют органические вещества из воды и диоксида углерода, поэтому по способу питания их называют автотрофами, или самостоятельно питающимися. В противоположность автотрофным растениям, животные питаются уже готовыми органическими веществами, усваивая их и используя связанную в них энергию. Поэтому их называют гетеротрофными организмами. Кроме животных, к гетеротрофам относятся также грибы, большинство бактерий. Однако и среди растений встречаются гетеротрофные организмы, например растения-паразиты (повилика, заразиха, раффлезия) и сапрофиты (орхидеи);
2. Другой важный отличительный признак растений - способность усваивать зольные элементы питания в виде неорганических соединений (животные их получают с органической пищей).
3. Есть разница и в усвоении азота. Одна часть (бóльшая) растений использует нитриты, нитраты и неорганические соединения аммиака, другая (бобовые, лоховые) способна усваивать молекулярный азот атмосферы. Используя органические соединения азота, растения сначала разлагают их до аммиака, который потом идет на построение аминокислот и белков. Животные усваивают азот только из органической пищи.
4. наличие жесткой углеводной клеточной оболочки, придающей клеткам растений определенную форму и прочность. Следовательно, для растений характерен осмотрофный способ поглощения пищи (путем всасывания). Клеточные оболочки иного химического состава имеют также грибы и некоторые прокариоты;
5. малоподвижный («оседлый») образ жизни, причинами которого могут быть следующие:

• возможность получать необходимые для фотосинтеза вещества (углекислый газ, воду, энергию Солнца) на месте;
• получение минерального питания путем всасывания через корневые окончания;
• наличие жесткой клеточной стенки, так называемого наружного

«скелета».

Однако нельзя сказать, что растения являются полностью неподвижными организмами, т. к. они растут, корневища продвигаются в почве, побег поворачивается к источнику света, лианы закручиваются вокруг опоры, цветки некоторых растений раскрываются и закрываются в определенное время и т.д. Кроме того, есть еще два признака:

6)способность расти в течение всей жизни, т.е. это организмы с неза- вершенным открытым ростом;

7) расселение с помощью зачатков – зооспор, спор, семян, связанное с«оседлым» образом жизни растений.

Животные же чаще расселяются путем передвижения во взрослом или активном состоянии.

Вышеперечисленные признаки, отличающие растения от других организмов, обуславливают наличие у них структур, присущих только им, таких, как хлорофилл, хлоропласты, клеточная стенка, центральная вакуоль, ксиле-ма, флоэма, корневая система и т. д.

2.Положение растений в системе органического мира

В настоящее время существует большое количество систем органического мира. Приведем одну из них, широко применяемую в России

Согласно данной классификации царство Растения относится к надцарству эукариотических организмов и подразделяется на три подцарства: багрянок (красных водорослей), настоящих водорослей и высших растений.  К высшим растениям относятся наземные и вторично водные организмы (мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные).

Для всех живых организмов характерны определенные признаки живой материи, отличающие их от неживой природы.

1.        Питание - необходимо для получения энергии, для роста, развития и для других процессов жизнедеятельности. Различают питание автотрофное, когда организмы сами создают питательные вещества, используя для этого энергию Солнца и химическую энергию; гетеротрофное, при котором растения употребляют готовые органические вещества других организмов, расщепляя их с помощью ферментов.

2.        Дыхание - высвобождение энергии, необходимой для всех процессов жизнедеятельности за счет расщепления (окисления) высокоэнергетических соединений. Эта энергия накапливается в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ), который обнаружен во всех живых клетках.

3.        Раздражимость - все живые организмы реагируют на изменения внешней и внутренней среды. Например, растение тянемся к источнику света, так как ему для фотосинтеза нужна определенная освещенность.

4.        Выделение - это выведение из организма конечных продуктов обмена веществ, которые могут образоваться в результате дыхания.

5.        Размножение - все живое "бессмертно", несмотря на ограниченность продолжительности жизни отдельного организма. Выживание вида обеспечивается сохранением главных признаков родителей у потомства, возникшего путем бесполого или полового размножения.

6.        Рост - живые существа растут за счет питательных веществ, полученных в результате автотрофного или гетеротрофного питания.

7.        Подвижность - животные обладают активным движением, чтобы добывать себе пищу. Растения неподвижны, так как являются автотрофными организмами. Но они способны к ростовым движениям. Могут двигаться и некоторые бактерии, водоросли.

3.Значение растений

Роль зеленых растений в природе можно охарактеризовать следующим образом:

1)        обеспечивают атмосферный воздух кислородом, необходимым для дыхания большинства организмов;

2)        в процессе фотосинтеза, используя солнечную энергию, создают из неорганических веществ и воды огромные массы органических соединений, которые служат пищей самим растениям, животным и человеку;

3)        в органическом веществе зеленых растений накапливается солнечная энергия, за счет которой развивается жизнь на Земле;

4)        растения поддерживают природное равновесие кругооборота веществ и энергии в биосфере Земли.

Исключительна роль растений в жизни человека. Среди растений пищевого назначения в первую очередь следует назвать зерновые культуры, особенно пшеницу, рис, кукурузу. Широко используются в питании овощи, плоды, корнеплоды, ягоды, продукты, которые получают из сахароносных, жиромасличных, орехоплодных, пряновкусовых культур. Непрерывно воз- растает использование человеком всех видов сырья, получаемого из леса. Деревья дают строительный материал и сырье для получения целлюлозы и бумаги, канифоли и скипидара, каучука и спирта, искусственного шелка и кожи, а также белка и сахара, медикаментов и витаминов. Особую группу составляют растения для промышленной переработки: прядильные, лубяные, каучуконосные. Современная медицина постоянно пополняется полученными из растений новыми лекарственными препаратами. Велика оздоровительная и эстетическая роль зеленых насаждений.

4.Основные разделы ботаники

В биологических науках сложилась концепция изучения жизни на качественно разных уровнях ее организации. Ботаника не является исключением. Различают молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционный, видовой, биосферный уровни организации. По существу, эти уровни отражают ход эволюции живых организмов, их историческое развитие от простого к сложному. Каждый из этих уровней имеет свои закономерности, которые при переходе к следующему не исчезают, а    включаются в новые, более сложные закономерности. Поэтому для получения полного представления о биологических структурах или процессах требуется их изучение на разных уровнях. Этот принцип отражен в нашем курсе: сначала изучается клетка, затем – ткани, органы, целостный организм.

В связи с изучением растений на разных уровнях их организации исторически возник ряд разделов ботаники, каждый из которых решает свои задачи и использует собственные методы исследований. Выделяют следующие разделы ботаники:

морфология растений изучает внешнее строение растений, отдельных органов, их видоизменения в зависимости от условий среды;

анатомия исследует внутреннее строение растений, используя оптические приборы;

цитология изучает строение и функции растительных клеток;

гистология изучает ткани, их расположение, функциональные особенности;

физиология исследует жизненные процессы, присущие растениям (обмен веществ, рост, развитие и т. д.).

Систематика ставит перед собой несколько целей:

•        описать все существующие виды;

•        классифицировать их по более крупным таксонам;

•        восстановить пути эволюционного развития растительного мира.

Палеоботаника изучает вымершие виды, дошедшие до нас в виде окаменелостей и отпечатков в горных породах, и тем самым помогает восстанавливать этапы развития растительного царства.

Фитоценология изучает растительные сообщества (фитоценозы) и взаимодействия между их компонентами.

География растений изучает распределение видов растений и фитоценозов по поверхности Земли в зависимости от климата, почвы и геологической истории.

Экология– исследует взаимоотношения растений друг с другом и с условиями окружающей среды.

Это далеко не полный перечень разделов ботаники. В последние годы появляются новые разделы, возникшие на стыке двух наук (например, экологическая анатомия, биохимическая систематика). А перечисленные основные разделы не всегда резко обособлены друг от друга, и их выделение в качестве самостоятельных научных дисциплин в значительной степени условно.

 В пределах каждого из многочисленных разделов ботаники в зависимости от объектов и методов их изучения, лекарственного, пищевого или какого-либо другого практического потребления выделяют целый ряд ботанических дисциплин. Например, в пределах анатомии растений - гистологию (изучение тканей), цитологию (изучение растительных клеток разных тканей органов растений), палинологию (изучение пыльцы) и др.; в пределах морфологии растений - карпологию (изучение плодов), в пределах экологии растений - популяционную экологию (изучение популяций какого-либо вида растений) и т.д. Существуют разделы ботаники, где изучаются отдельные группы растений: альгология исследует водоросли, бриология - мхи, птеридология - папоротники, лихенология - лишайники и др. Есть и другие разделы прикладной ботаники. Например, объектом фитопатологии служат болезни растений и их возбудители, дендрологии - деревья и кустарники, фитотерапии - способы лечения различными растениями и т. д.

5.        Краткая история развития ботаники

     Человек рано осознал свою зависимость от растительного мира. С древнейших времен растения служили человеку источником питания, одеждой, кровом, лекарством. С развитием общества, в процессе расширения   его запросов, накапливались знания: человек научился культивировать растения, выводить новые сорта, начал отбирать для себя пищевые, лекарственные, технические растения.

Первые письменные трактаты о растениях принадлежат греческому ученому Теофрасту (372–287 гг. до н.э.), которого называют «отцом ботаники». Он описал свыше 500 видов растений, сделав попытку их классификации на основе жизненных форм. Из ботанических сочинений до нашего времени дошли две книги Теофраста, в которых обобщены сведения по морфологии, географии, медицинскому значению растений.

Дальнейшее развитие ботаники в античном мире, особенно в Древнем Риме, шло в прикладном направлении и касалось в основном земледелия и медицины. Древнеримский ученый Плиний Старший (23–79 гг. н.э.) написал первый учебник по ботанике, дошедший до наших дней.

В период средневековья развитие общества шло очень медленно и не способствовало развитию наук, т.к. потребности феодального общества были очень ограниченны, что было связано с периодом инквизиции католической церкви, борьбой с ересями, научным познанием природы. В это время развитие ботаники приостановилось.

Переломный момент в истории ботаники наступил в конце XV века, в эпоху великих географических открытий. Из заморских стран стали привозить новые виды растений, возникла необходимость в их инвентаризации,   т.е. описании, наименовании и классификации. В это время зарождаются и развиваются формы сохранения растений для их сравнительного изучения. В середине XVI века было положено начало гербаризации. Возникают первые ботанические сады в Италии (1540 г. – в Падуе, 1545 г. – в Пизе), Швейцарии (1560 г. – в Цюрихе). Немецкий художник Альбрехт Дюрер (1471–1528), ил- люстрируя ботанические книги, создает великолепные гравюры растений. Таким образом, в этот период закладываются основы ботанической терминологии, достигает расцвета описательная морфология растений.

В 1583 г. итальянец Чезальпино сделал попытку классификации растений, в основу которой положил признаки строения плодов и семян (выделил 15 классов). Выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635– 1703) усовершенствовал микроскоп и при рассмотрении среза пробки обнаружил, что она состоит из крохотных ячеек. В 1665 г. он описал растительные клетки и ввел термин «cellula», что на латыни означает «клетка». Марчелло Мальпиги (1628–1694) и Неемий Грю (1641–1712) положили начало анатомии растений, описав клетки, ткани различных видов и их значение. В 1671 г. они, независимо друг от друга, выпустили книги с одинаковым названием «Анатомия растений».

Систематика и описательная морфология XVIII в. достигла высшего развития в трудах шведского ботаника Карла Линнея (1707–1778). В 1735 г. Линней выпустил книгу «Система природы», где классифицировал растения по строению органа размножения – андроцея. Он выделил 24 класса. Эта система была искусственна, т.к. в ее основу было положено не родство растений, а сходство некоторых признаков. Однако система Линнея была очень удобной: согласно ей легко было найти растение по строению цветка. Важным нововведением Линнея в систематику была бинарная номенклатура. В ней каждый вид обозначался двумя словами (первое – название рода,   второе– видовой эпитет).

Значительными успехами в ботанике был отмечен XIX век. Оформились и возникли такие разделы, как физиология, география и экология растений, геоботаника, палеоботаника, эмбриология и т.д. Во всех разделах ботаники был накоплен огромный фактический материал, что создало базу для обобщающих теорий. Важнейшими из них стали клеточная теория и теория эволюционного развития жизни.

В 1838 г. немецкий ботаник М.Шлейден установил, что клетка – это универсальная структурная единица в теле растений, а в 1839 г. зоолог Т.Шванн распространил этот вывод и на животных. Разработка клеточной теории оказала огромное влияние на дальнейшее развитие биологии и положила начало цитологии.

Появление эволюционной теории Чарльза Дарвина (1809–1882) стало началом новой эпохи в развитии всех биологических наук. Начался новый период для систематики – эволюционный (филогенетический), т.е. возникла необходимость объединять в одни таксоны виды, единые по происхождению, а не по внешнему сходству. Морфологи начали изучать то, какими путями и под влиянием каких причин исторически сложились организмы. Закономерности географического распространения организмов стали объяснять не только современными условиями, но и историческими причинами.

Новый прорыв в развитии ботаники, как и всей биологии, произошел в XX веке. Одной из его причин стал научно-технический прогресс, стимулировавший появление новых исследовательских инструментов и методов. В середине века были изобретены электронные микроскопы с высокой разрешающей способностью, что определило бурное развитие анатомии, цитологии, биохимии, молекулярной биологии, генетики.

6.        Появление первых растений на Земле

        Возраст Земли, как и всей Солнечной системы, составляет примерно  4,6 млрд. лет. Около 3,8 млрд. лет назад на Земле появились живые организмы. Первыми обитателями нашей планеты были прокариотические организмы, похожие на современных бактерий. Они являлись гетеротрофами (питались готовыми органическими и неорганическими веществами) и анаэробами (развивались в бескислородной среде), т. к. свободного кислорода в атмосфере еще не было. В связи с увеличением числа гетеротрофов в окружающей среде постепенно снижались запасы органики, поэтому преимущество получили организмы, способные сами синтезировать органические вещества из неорганических. В качестве источника энергии они использовали энергию Солнца. Первыми фотосинтетиками были организмы, использующие в качестве источника Н+ не воду, а сероводород (Н2S). Жизнь тогда была представлена тонкой бактериальной пленкой на дне водоемов или во влажных местах суши (архейская эра).

Около 3,2 млрд лет назад появились синезеленые водоросли, выработавшие современный механизм фотосинтеза с расщеплением воды под действием света. Кислород при этом начал выделяться в атмосферу, которая постепенно приобрела азотно-кислородный характер. Часть кислорода в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетовых лучей превращалась в озон. Озоновый слой стал поглощать ультрафиолет, губительный для всего живого, и организмы получили возможность поселяться на поверхности водоемов и на суше. Кроме того, примерно в то же время у некоторых организмов появляется кислородное дыхание, в процессе которого происходит расщепление и окисление богатых энергией углеродсодержащих молекул, полученных в процессе фотосинтеза.

Около 1,5 млрд лет назад на Земле появились первые эукариотические организмы.

III. Закрепление.

1. Составить словарь терминов.
2. Назовите отличительные особенности растений.
3. Каково положение растений в различных системах органического мира?
4. Какое значение имеют растения в природе и для человека?
5. Назовите основные разделы ботаники.
6. Каковы основные исторические вехи развития ботаники

IV.Задание на дом.

Написание рефератов (докладов, презентаций) по темам:

1. История развития ботаники
2. Строение микроскопа и работа с ним.
3. Микроскопия
4. Физиология растений
5. Палеоботаника
6. Теория клеточного строения растений.

Литература:

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.