Технологическая карта воспитания по технологии Н.Е Щурковой
учебно-методическое пособие по биологии на тему

Методы, приемы и средства обучения

Ход урока

Вводная  

беседа

I. Подготовка к восприятию

1. С каким отделом высших споровых растений  вы познакомились на предыдущих уроках? (Мохообразные)

2. Каких представителей отдела вы изучили? (печеночные, зеленые, сфагновые мхи)

3. Где они встречаются и почему? (болота, влажные луга, тенистые леса, берега водоемов)

4. Какими жизненными формами представлены и почему?  (травами, слабо развиты механические элементы и для размножения необходимо достаточное количество воды)

5. Какое поколение, половое (гаметофит) или бесполое (спорофит) преобладает в жизненном цикле мохообразных? (гаметофит)

II. Изучение нового материала

1. На сегодняшнем уроке мы продолжаем изучать высшие споровые растения, среди которых выделяются представители отдела папоротникообразные. Это древнейшая группа настоящих наземных растений, известная с девонского периода. Расцвета они достигли в конце палеозойской, начале мезозойской эры. Наибольшую роль в сложении растительного покрова Земли играли крупные древовидные папоротники, входившие в состав каменноугольных лесов.

Не правда ли, этот сказочный лес вызывает в памяти эмоциональные переживания, связанные с древними сказками и легендами. Одна из таких описана Н.В. Гоголем в повести «Вечер накануне Ивана Купала». Главный герой повести ради золота идет в лес, чтобы увидеть цветок папоротника, цветущего раз в году в ночь  накануне Ивана Купала, и отыскать клад

Повествовательный

рассказ

Рис.

Лес каменноугольного периода

«Глядь, краснеет маленькая цветочная почка и, как будто живая движется. В самом деле чудно! Движет и становится все больше, больше и краснеет, как горячий уголь. Вспыхнула звездочка, что-то тихо затрещало, и цветок развернулся перед его очами, словно пламя, осветив и другие около себя. «Теперь пора!» – подумал Петро и протянул руку. Смотрит, тянутся из-за него сотни мохнатых рук также к цветку, а позади его что-то перебегает с места на место. Зажмурив глаза, дернул он за стебелек, и цветок остался в его руках. Все стихло».

Ф

Цветок действительно указал на железный сундук с золотом. Но нечистая сила потребовала за богатство крови человеческой. И Петро «Как безумный, ухватился он за нож, и безвинная кровь брызнула ему в очи…»

Я

Но добытое такое ценой золото не принесло счастья в дом  Петра и его жены Пидорки. «Ведь и в самом деле, не прошло и месяца, Петруся никто узнать не мог… Сидит он на одном месте, и хоть бы слово с кем… Пидорка дала себе обет идти на богомолье; собрала оставшееся после отца имущество, и через несколько дней ее точно уже не было на селе».

З

Народная мудрость гласит: не будет добра от богатства, добытого не собственным трудом. Расплачиваться придется если не сразу, то в следующих поколениях.

Рисунок 1

Ужовник обыкновенный и гроздовник простой

Возникновение этой легенды связано, возможно, с тем, что у некоторых видов папоротник, например ужовник обыкновенный и гроздовник простой, одна часть листа выполняет функцию фотосинтеза, а другая – спороношения. Спороносная часть листа похожа на нераскрывшийся бутон цветка.

Демонстрация гербария и рисунков с изображение папоротников

2. В  современных лесах умеренной зоны,  в том числе в Брянской области встречаются эти виды папоротников. Всего  у нас произрастает 12 видов папоротников: орляк, щитовник мужской, кочедыжник женский, голокучник Линнея, страусник, ужовник, гроздовник, телиптерис, асплениум, сальвиния, пузырник. Все они представлены многолетними травянистыми растениями с подземными корневищами, за исключением сальвинии плавающей. Для них характерна периодичность в развитии, приуроченная к смене времен года.

Гораздо разнообразнее жизненные формы папоротников  влажных тропических  и субтропических лесов. Так, замечательные папоротники растут в долине реки Семлики, начинающейся  в отрогах мощного горного хребта Рувензори (Африка) на протяжении 65 км под защитой горного хребта скапливаются туманы и пары, так как нет ветра (благодаря долинам и горам) Медленно ползут туманы вверх и, охлаждаясь там, льют обильными дождями. В долине все время стоит ровное тепло. Земля непрерывно испаряет влагу. Воздух, почва – все напоено теплой влагой. Дым от костров ест глаза путешественникам, потому, что он стелется по земле: пары не пускают его к верху, а горы в стороны. Естественная оранжерея... Не мудрено, что растительность в долине реки Семлики кажется искусственно  собранной сюда со всех теплиц мира, здесь прекрасно чувствуют себя папоротники, но не скромные папоротники наших лесов, а древовидные. Они образуют настоящие рощи по узким лощинам, вздымая свои стволы до девяти метров в вышину.

А

Когда-то такие гигантские, вечнозеленые папоротники были широко распространены по всей Земле, образуя сумрачные, влажные первобытные леса. Именно из таких лесов образовались залежи каменного угля, который мы используем и как топливо и как сырье для химической промышленности. Ведь это удивительно, мы используем энергию солнечного луча, упавшего на землю миллионы лет тому назад.

С

Выскажите свое мнение, как мы должны относиться к тому богатству, которым нас одарила природа?

Повествовательный рассказ, переходящий в описательный рассказ

Ц

1. 3. С огромным уважением мы должны относиться и к современным папоротникам, произрастающих в тени наших лесов. Они придают лесу неповторимый вид и создают определенный микроклимат, к которому приспособились и животные и растения. Произрастая по краям тенистых ущелий, они укрепляют почвы. Папоротник азолла применяется на рисовых полях для фиксации атмосферного азота. Многие папоротники, являясь ядовитыми, не поедаются животными, но некоторые виды используются как лекарственное сырье. Так, щитовник мужской издавна использовался в народной медицине для борьбы с ленточными паразитами. А молодые листья Орляка обыкновенного применяются в пищу. Ценность молодых листьев состоит в том, что они хорошо выводят из организма радионуклиды.

С

Зная значение и ценность папоротников, давайте договоримся, что мы не будем бездумно срывать эти растения в лесу, а если придется заготавливать лекарственное сырье, то будем пользоваться рекомендациями ученых.

Среди папоротников Брянских лесов редкими являются: страусник, ужовник, гроздовник, сальвиния.

Кроме того, эти удивительные древние растения доставляют нам радость в букетах цветов, особенно осенью, когда листья орляка, например, окрашиваются в золотистые и пурпурные тона. Или роскошные комнатные папоротники: нефролепис, многоножка золотистая, венерин волос.

С

Давайте подумаем, как же быть, если нам захотелось собрать прекрасный букет и украсить его листьями папоротника и, в тоже время мы знаем, что их следует охранять в природе, и прямо сейчас сформулируем правила, которыми будем руководствоваться в жизни.

Фотография с уголком сада

Конечно, мы можем сами выращивать эти удивительные растения, создавая неповторимый вид своему саду, дачному участку, лоджии…

2. Ныне живущие папоротники распространены на всех континентах, встречаясь в самых разнообразных экологических условиях. Однако ведущая роль по количеству, и по разнообразию жизненных форм принадлежит папоротникам влажных тропических и субтропических лесов, где многие семейства находятся в расцвете формообразования, где разнообразие жизненных форм чрезвычайно велико:

– много наземных видов, большинство из которых имеют длинные,  стелющиеся побеги. Но есть и такие, которые имеют клубневидные стебли диаметром до 1 м, от которого отходят рассеченные листовые пластинки до 6 метров длиной.

– наиболее многочисленны и многообразны эпифитные папоротники. Вездесущие эпифиты встречаются на моховых подушках, на стволах и в кронах деревьев.

– значительно меньше папоротников лиан. Наибольший интерес представляет род  лигодиум, имеющий уникальную жизненную форму листовой лианы.

– изящные рощи образуют древовидные папоротники. Отдельные папоротники достигают 25 метров, при диаметре ствола до 50 см.,  на вершине которого образуется  раскидистая ажурная крона из перистых листьев.

– в тропических и умеренных областях встречаются пресноводные папоротники рода сальвиния и азолла.

3. При всем разнообразии внешнего вида почти всегда можно отличить папоротники от других растений по крупным, часто рассеченным листовым пластинкам, похожим на перья птиц. Что нашло отражение в названиях папоротников. Термин папоротник является производным древнеславянского «папорот» или крыло птицы, а названия папоротников страусник и орляк  прямо указывает, что наши предки давно обратили внимание на это сходство. Но встречаются и папоротники с цельными и нитевидными листьями.

Разнообразны папоротники и по размерам: самые мелкие наземные папоротники имеют длину от 3–4 мм, а древовидные достигают, как мы уже отмечали, 25 м. Но по существу, они представляют собой гигантские травы.

Рисунок 2

Внешнее строение

папоротника

4. Как у настоящих наземных растений, приспособленных к жизни на суше, тело папоротника делится на корень (орган минерального питания) и побег (орган воздушного питания). Корень обеспечивает растение водой и минеральными солями, а побег синтезирует органические вещества. Побег образован стеблем и листьями. Основная функция листьев: фотосинтез и спорообразование, а стебля – транспорт веществ и вынос листьев на поверхность.

Однако вегетативные органы папоротников способны превращаться друг в друга, так же очень сходно анатомическое строения стеблей, черешков листьев и корней, что указывает на единство происхождения всех вегетативных органов и древность папоротников.

Рисунок 3

Поперечный срез стебля папоротника

5. Поэтому анатомическое строение органов рассмотрим на примере стебля.

Роль стебля является сравнительно второстепенной: он является посредником в передвижении веществ между двумя важнейшими органами корнем и листом.

У большинства папоротников стебель короткий, от него отходит розетка листьев, как правило, отмирающих осенью, но оставляющих расширенные основания, которые плотным чехлом окружают довольно тонкий стебель и образуя вместе с ним корневище.

На поперечном срезе хорошо различима внешняя кора и проводящие пучки, расположенные в паренхиме. Проводящие пучки состоят из ситовидных клеток (1) и трахеид (2).

Механическая прочность достигается за счет механической обкладки вокруг проводящих пучков и  иногда внешняя кора состоит из механической ткани.

Какие же особенности строения обеспечивают выполнение стеблем его функций?

– транспортной (Наличие проводящей системы)

– увеличение поверхности растения путем ветвления, выноса листьев и выгодного их расположения (развитие механической ткани)

Рисунок 2

Внешнее строение

папоротника (строение листа папоротника)

Листья. Листья папоротников очень специфичны и носят название вайи. Для них характерен длительный рост вершины, проявляющийся в образовании улитки.

В строении листа выделяют черешок и листовую пластинку. Продолжение черешка в листовой пластинке называют рахисом. Листовая пластинка имеет разнообразные размеры,  форму, цвет. Наиболее типична дважды, трижды и более перисторассеченная листовая пластинка. А боковые доли рассеченных листьев первого и последующих порядков называют соответственно перьями и перышками. Характерно, что во влажных тропических лесах цельными листьями обладают, как правило, мелкие папоротники, а все крупные папоротники имеют рассеченную листовую пластинку. Это, по-видимому, связано с тем, что мощные потоки воды при тропических ливнях свободно проходят сквозь рассеченную листовую пластинку, не нарушая ее целостности. У большинства видов папоротников листья совмещают две функции: фотосинтеза и спороношения.

Как вы думаете, какие особенности строения связаны с выполнением названных функций? (С фотосинтезом связано наличие хлоропластов, обусловливающих зеленую окраску листьев и широкая листовая пластинка, обеспечивающая более полное использование света под пологом леса. Спороношение обеспечено наличием спорангиев на нижней поверхности листьев.)

Корень. Зародышевый корень у папоротников быстро отмирает, и на его смену появляются придаточные корни, возникающие на стебле. От настоящих придаточных корней семенных растений корни папоротников отличаются тем, что не могут закладываться на уже сформированных частях побега. У некоторых видов папоротников корни, загибаясь вверх, способны превращаться в олиственные побеги.

Ф

6. Корень, как орган минерального питания, поглощает из почвы воду и минеральные соли, которые по проводящей системе корня, стебля и листа поступают во все органы папоротника. Сам корень  использует готовые органические вещества, синтезируемые в листьях и поступающие ко всем органам растения по проводящим пучкам.

Я

Таким образом, отдельные органы папоротников связаны между собой и анатомически и физиологически и морфологически, обеспечивая функционирование организма как единого целого.

З

Докажите, что организм папоротника, как и любого растения – это открытая биологическая система, закончив схему или прокомментировав схему.

поступление

из внешней среды

обмен веществ

в организме

выделение

во внешнюю среду

О2   

дыхание

   СО2

СО2 + Н2О   

фотосинтез ⇨ орг. в-ва

   О2

мин. в-ва (азот)   

обменные процессы

   продукты метаболизма

Таким образом, морфологическое и анатомическое строение папоротников эволюционно более совершенно и объясняет их более широкое распространение и многообразие.

Объяснительный рассказ с разъяснительной беседой и

и синхронным монтированием аппликаций, отражающих цикл развития папоротников

Рисунок 4

Жизненный цикл папоротника

1. Каким же образом происходит размножение и развитие папоротников, обеспечивающее их меньшую зависимость от влажных мест обитания? 

Как и у всех высших растений развитие папоротников происходит со сменой поколений, спорофита и гаметофита.

2. Какое поколение называют гаметофитом? (половое гаплоидное поколение, на котором формируются половые клетки: яйцеклетки и сперматозоиды)

Какое поколение называют спорофитом? (бесполое диплоидное поколение, на котором формируются споры)

Чем представлено половое поколение мхов? (зеленое травянистое растение)

Что собой представляет бесполое поколение мхов? (коробочка на ножке, живущая на спорофите)

Какое поколение преобладает в жизненном цикле мхов? (гаметофит)

Давайте выясним, какое поколение преобладает в жизненном цикле папоротников. Для ответа на этот вопрос следует определить, чем является многолетнее растение папоротника: гаметофитом или спорофитом? Посмотрите на лист нефролеписа, щитовника мужского, что располагается на нижней стороне листа? (Правильно, как мы уже отмечали это спорангии, собранные в сорусы)

Ф

Поэтому мы можем утверждать, что многолетнее растение папоротника является спорофитом, который преобладает в жизненном цикле папоротника.

А что возникает в спорангиях высших растений в результате мейотического деления? (споры).

У папоротников созревшие спорангии лопаются и разбрасывают созревшие споры. Для прорастания спор необходимы влага, положительные температуры, определенная кислотность почв, свет определенной интенсивности. Попав в благоприятные условия,  спора прорастает и дает начало половому поколению. Гаметофит представляет зеленую пластинку сердцевидной формы размером в несколько миллиметров, прикрепляющуюся к почве ризоидами.  Как называются органы размножения, развивающиеся на гаметофите? (антеридии и архегонии). Правильно и у папоротников на нижней стороне пластинки среди ризоидов развиваются антеридии, у вершины пластинки формируются архегонии. Как называются половые клетки, формирующиеся в антеридиях? (сперматозоиды) А в архегониях? (яйцеклетки) Располагаясь на одном заростке, яйцеклетка и сперматозоиды созревают не одновременно, чем обеспечивается перекрестное оплодотворение. Какой процесс называется оплодотворением? (слияние яйцеклетки и сперматозоида с образованием диплоидной зиготы). Как происходит процесс оплодотворения у мхов и что является обязательным условием его протекания? (Оплодотворение происходит во время дождя или обильной росы. По воде сперматозоид подплывает к архегонию и, проникая в него, сливается с яйцеклеткой).

Папоротникам  для оплодотворения вода тоже необходима, но, вследствие малых размеров прилегающего к земле заростка, достаточно и капли конденсированной  росы. Кроме того,   заросток живет, как правило, не долго, поэтому, в целом, в жизненном цикле папоротников приуроченность к влажным местам обитания ослабевает.

Какое поколение развивается из зиготы? (бесполое).

У папоротников из оплодотворенной зиготы так же  развивается диплоидный спорофит. Вначале он использует и питательные вещества заростка, постепенно превращаясь в самостоятельное растение, на котором со временем созревают споры.

Итак, мы проследили цикл развития папоротников от споры до споры и вновь попытаемся ответить на поставленный в начале изучения размножения папоротников вопрос:  

Обобщающая беседа

3. Каким же образом происходит размножение и развитие папоротников, обеспечивающее их меньшую зависимость влажных мест обитания?

Я

– Развитие папоротников происходит со сменой поколений: спорофита и гаметофита

Какое поколение преобладает? (спорофит)

К чему приводит преобладание спорофита? (Спорофит как диплоидное поколение, обладает большим генетическим потенциалом и более сложным строением (наличие проводящей системы, хорошо развитая механическая ткань, наличие настоящих корней). Поэтому папоротники могут жить не только в условиях повышенного увлажнения и могут достигать больших размеров).

К чему приводит редукция гаметофита до небольших размеров заростка? (Для осуществления процесса оплодотворения не нужно много воды).

З

Таким образом, можно заметить, что эволюция высших растений идет в направлении увеличения доли спорофита и редукции гаметофита. И, как мы увидим и при изучении голосеменных и покрытосеменных растений, в направлении автономизации онтогенеза.

III. Домашнее задание: § N…