Отдел Голосеменные. Общая характеристика и значение - МНОГООБРАЗИЕ И РАЗВИТИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

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

Формируемые УУД: к. — строить речевые высказывания в устной форме; аргументировать свою точку зрения; слушать и вступать в диалог; участвовать в коллективном обсуждении проблем; 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; осуществлять рефлексию своей деятельности; п. — выделять объекты и процессы с точки зрения целого и частей; строить логические рассуждения, включающие установление причинно-следственных связей; сравнивать и делать выводы на основе сравнения; работать с натуральными объектами; л. — формировать и развивать познавательный интерес к изучению природы, экологическую культуру; уметь выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе.

Планируемые результаты: объяснять значение понятий: голосеменные растения, хвойные растения, хвоя, мужские шишки, женские шишки', выявлять общие черты строения и развития семенных растений; осваивать приемы работы с определителем растений; сравнивать строение споры и семени; характеризовать процессы размножения и развития голосеменных; прогнозировать последствия нерациональной деятельности человека для жизни голосеменных.

Оборудование и материалы: карточки с вопросами, таблицы и плакаты “Строение и размножение сосны”, “Растения елового леса”, “Растения соснового леса”, побеги цветковых растений, несколько моделей плодов покрытосеменных растений, шишки сосны и ели, погрызенные белкой, поклеванные клестом или дятлом (или их изображения); живые побеги сосны и ели с шишками, шишки и побеги различных голосеменных растений, гербарные экземпляры различных голосеменных растений, готовый микропрепарат “Хвоя сосны”, микроскоп (на каждую парту).

Общие рекомендации. Изучаемые на уроке термины целесообразно записать на доске (представить на интерактивной доске)

Учитель подготавливает проверочные карточки и предоставляет их группам в печатном виде. Текст с утверждениями выводится на экран. Инструктивную карту для проведения практической работы можно представить на интерактивной доске. Работа выполняется учениками без записи в тетрадь. По полученным результатам учитель проводит беседу.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель приветствует учеников, проверяет готовность к уроку.)

II. Проверка домашнего задания

(Комментированный разбор домашнего задания. Класс делится на три группы, которые работают с соответствующими карточками. Вызванные учителем представители этих групп зачитывают свои ответы на предложенные задания. Одноклассники (при необходимости) поправляют учеников и дополняют их ответы.)

Карточка I

1. Запишите основные черты, характерные для водорослей.

2. Приведите примеры различных водорослей.

Карточка 2

1. Запишите основные черты, характерные для мохообразных.

2. Приведите примеры различных мохообразных.

Карточка 3

1. Запишите основные черты, характерные для папоротникообразных.

2. Приведите примеры различных папоротникообразных.

— Выберите верные утверждения.

(Ученики по цепочке читают высказывания и выбирают верные утверждения, комментируя свой выбор.)

— Папоротникообразные относятся к высшим растениям (да).

— У папоротникообразных нет четкой дифференциации на органы и ткани (нет).

— Многие папоротникообразные являются реликтовыми формами (да).

— Размножаются папоротникообразные при помощи зооспор (нет).

— Папоротникообразные средней полосы представлены в основном крупными древовидными формами (нет).

— К папоротникообразным относят папоротники, хвощи и плауны (да).

— Некоторые папоротники обитают в водной среде (да).

— Листья папоротников не участвуют в процессе фотосинтеза, а выполняют спороносную функцию (нет).

— Папоротники — многолетние корневищные растения (да).

— От корневища папоротников отходят один ярко выраженный главный корень и множество боковых (нет).

— При прорастании споры в благоприятных условиях из нее развивается заросток (да).

— На нижней стороне заростка образуются женские половые органы, называемые архегониями, и мужские, которые носят название антеридий (да).

— Мужские гаметы папоротников неподвижны и называются спермиями (нет).

— Передвижение мужских гамет папоротникообразных может происходить только при наличии воды (да).

— После оплодотворения образуется зигота, из которой развиваются небольшой побег и придаточные корни. Это зародыш будущего растения (нет).

— Молодой папоротник способен образовывать новые споры через год после появления на свет (нет).

— Самыми древними представителями папоротникообразных являются хвощи (да).

III. Работа по теме урока

1. Общая характеристика

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

Сегодня мы приступаем к изучению новой группы растений — отдела Голосеменные. Принципиальное отличие растений этой группы от растений, изученных нами ранее, состоит в способе размножения. Они размножаются с помощью семян. Возникновение семян — очень важный этап в эволюции растений.

Отдел Голосеменные насчитывает около 700 видов. Представители этой группы — в основном деревья, реже — кустарники. Трав среди голосеменных нет.

— Работая с текстом на с. 122, 123 учебника, выпишите основные признаки голосеменных растений.

(На выполнение задания отводится 5 мин. Учащиеся составляют перечень, а затем по очереди называют по одному признаку растений отдела Голосеменные. Учитель дополняет ответы.)

Признаки растений отдела голосеменные:

1) образуют семена, которые лежат открыто на поверхности чешуй шишек;

2) не образуют плодов;

3) процесс оплодотворения происходит без участия воды;

4) только древесные растения;

5) имеются хорошо развитые различные ткани;

6) листья чаще всего игольчатые, слегка уплощенные или чешуевидные.

7) чаще всего вечнозеленые растения;

8) настоящие сосуды отсутствуют;

9) разнополые растения;

10) мужские гаметы — неподвижные спермин.

(Продолжение рассказа учителя с элементами беседы.)

Свое название голосеменные получили благодаря семенам, которые лежат открыто, как бы голо, и в отличие от семян покрытосеменных растений не защищены стенками плода. Наличие семянявляется большим эволюционным шагом, дающим этим растениям огромное преимущество перед споровым. В отличие от спор в семенах имеется запас питательных веществ, необходимых зародышу в первое время его развития, пока у молодого растения не сформируется корневая система. Кроме того, внутри семени зародыш будущего растения надежно защищен от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Все это значительно увеличивает шансы молодого растения на выживание.

2. Хвойные растения и их значение

— Какие хвойные растения вы знаете? (Ель, сосна и т. д.)

Ель и сосна — наиболее широко известные представители хвойных голосеменных растений.

Чтобы познакомить с внешним строением хвойных голосеменных растений, а также с микроскопическим строением хвои, выполним практическую работу.

П.Р. № 8 “Строение хвойных голосеменных растений сосны и ели”

Ход работы

1. Рассмотрите внешнее строение побега сосны. Определите размер хвоинок, как они располагаются на побеге.

2. Рассмотрите внешнее строение шишки сосны.

3. Рассмотрите внешнее строение побега ели. Определите размер хвоинок, как они располагаются на побеге.

4. Рассмотрите внешнее строение шишки ели.

5. Рассмотрите готовый микропрепарат “Хвоя сосны” под микроскопом при малом и большом увеличении.

6. Найдите кожицу, выполняющую защитные функции, устьица. Подсчитайте примерное количество устьиц.

7. Сделайте вывод о чертах сходства и чертах различия сосны и ели, а также о приспособленности этих растений к жизни в суровом климате.

Вопросы к классу

— Какую форму имеет шишка сосны?

— Какую форму имеет шишка ели?

— Как расположены устьица?

(Ответы учеников. Подведение итогов работы по данному вопросу.)

— Используя предложенную таблицу, проведите сравнительную характеристику сосны и ели.

Критерий для сравнения	Сосна обыкновенная	Ель обыкновенная
Характер хной	Хвоинки длинные (3-5 см), расположены попарно на сильно укороченных побегах	Хвоинки короткие (1,5-2 см), расположены одиночно, густо покрывают побеги
Расположение веток	Ветви собраны в мутовки, по которым можно определить примерный возраст дерева. Нижняя часть ствола не имеет веток	Ветви распределены от верхушки до основания
Шишки	Относительно округлые	Более вытянутые, с гладкими чешуями
Характер корневой системы	Пластичная корневая система. Зависит от условий произрастания дерева	Главный корень обычно развит плохо
Требования к освещению	Светолюбивая порода. Образует светлые леса (боры)	Тенелюбивая порода. Образует темнохвойные леса
Требования к почве	Неприхотлива по отношению к почвам	Требовательна к субстрату и минеральному питанию
Потребность во влаге	Нетребовательна по отношению к влаге	Влаголюбива
Опыление и распространение семян	Ветроопыляемое растение. Семена распространяются животными и ветром

Давайте более подробно рассмотрим цикл развития сосны. (Рассказ учителя сопровождается демонстрацией гербариев, побегов растений, плакатов и таблиц.)

Сосна — однодомное растение. Плодоносить начинает на 15—30-м году жизни. На верхушках молодых побегов сосны в конце весны — начале лета можно увидеть небольшие красноватые шишечки. Это молодые женские шишки. Шишка представляет собой видоизмененный побег. У шишки можно выделить стержень (или ось), на котором расположены чешуи — видоизмененные листья. На верхней стороне каждой из чешуй расположено по два семязачатка. Мужские шишки более мелкие (1—2 см в длину), желтоватые, собраны в небольшие тесные группы. Они растут ниже женских шишек на тех же или на других ветках. На нижней стороне чешуек шишки размещено по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца. Каждая пыльца сосны имеет по два небольших пузырька, наполненных воздухом, поэтому у пыльцы малая масса и она легко переносится ветром. После того как пыльца сосны попадает в семязачатки (происходит опыление), чешуйки смыкаются и склеиваются смолой. Но оплодотворения не происходит, так как семязачатки в это время еще к нему не готовы. Через год женские шишки становятся зелеными, увеличиваются в размерах. Внутри семязачатков созревают яйцеклетки и образуется питательная ткань — эндосперм. После созревания семязачатков происходит оплодотворение неподвижными мужскими гаметами — спермиями. После оплодотворения образуется зигота, из которой прямо на материнском растении начинает развиваться зародыш, который питается за счет эндосперма. В результате образуется семя, состоящее из зародыша, питательной ткани эндосперма и семенной кожуры. Через 1,5 года шишка сосны высыхает, трескается и семена высыпаются на поверхность земли.

3. Распространение голосеменных растений, их значение

Семена голосеменных растений распространяются животными или ветром.

(Учитель демонстрирует семена сосны.)

Они имеют особое пленчатое крылышко, способствующее перемещению их при помощи ветра. Семена сосны и ели часто поедают птицы и белки. Часть семян при этом высыпается и прорастает.

(Учитель может продемонстрировать шишки сосны и ели, объеденные белкой или поклеванные клестом или дятлом (или их изображения).)

Семя намного тяжелее одноклеточной споры, но гораздо лучше защищено от неблагоприятных воздействий окружающей среды, кроме того, снабжено запасом питательных веществ. При попадании в благоприятные условия семена прорастают и дают начало новому организму.

Голосеменные растения, как и все зеленые растения Земли, участвуя в процессе фотосинтеза, поглощают углекислый газ

и обогащают воздух кислородом. Кроме того, хвойные леса сохраняют влагу, препятствуют эрозии почв.

Хвойные растения выделяют в воздух фитонциды (от греч. фитон — “растение” и лат. цидо — “убиваю”) — особые биологически активные вещества, уничтожающие микробов или препятствующие их размножению.

Значение голосеменных растений в жизни и хозяйственной деятельности человека:

1) использование древесины в строительстве и в качестве поделочного материала, как сырья для изготовления мебели, музыкальных инструментов;

2) получение бумаги из древесины ели;

3) производство искусственных тканей из древесины сосны (вискоза);

4) получение спиртов, пластмасс, лаков и другого сырья для промышленности;

5) изготовление пищевого масла из семян кедровой сосны и использование в пищу;

6) получение витаминов (витамин С, каротин);

7) получение смолы и ее производных: скипидара, канифоли;

8) использование некоторых голосеменных растений (например, сосны) для закрепления почвы и предотвращения эрозии;

9) высадка по периметру полей защитных лесополос, задерживающих таяние снегов (повышение влажности почвы) и препятствующих сильным ветрам (которые могут повредить посевы);

10) озеленение дворов и улиц.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

— Наш урок подошел к концу. Все полученные на уроке знания вы сможете закрепить с помощью домашнего задания.

Домашнее задание

1. Прочитать § 23, повторить основные термины, выполнить задания в конце параграфа.

2. Нарисовать в альбоме голосеменные растения, подписать их названия.

Дополнительный материал

Голосеменные появились около 400 млн лет назад. Их расцвет пришелся на триасовый период. В это время на Земле был сухой и холодный климат. Именно поэтому многие голосеменные имеют большое количество черт, характерных для засухоустойчивых растений. Это небольшая

площадь видоизмененных листьев (хвои), малое количество заглубленных устьиц, восковой налет на поверхности хвои.

Возможно, современные голосеменные растения произошли от вымерших голосеменных папоротников. Сейчас в Старом Свете (в Европе и Азии) сосна, ель, пихта, кедр и лиственница образуют широкую зону тайги, а также произрастают в смешанных лесах. В Новом Свете распространены американские ели и секвойи. Секвойи также называют мамонтовыми деревьями, так как они вполне могли быть современниками мамонтов. Кроме того, они еще и самые высокие деревья в мире (до 150 м в высоту, а окружность ствола 50 м).

Многие виды хвойных (например, различные араукарии) произрастают не только в Северном, но также и в Южном полушарии. Листья у большинства хвойных растений игловидные или чешуевидные, многолетние. Они держатся на побегах по 2—7 лет, поэтому большинство хвойных растений являются вечнозелеными. Но среди хвойных встречаются и листопадные формы. Это лиственница — неприхотливое по отношению к почве и влаге дерево, прекрасно приспосабливающееся к городским условиям.

Помимо хвойных, отдел включает в себя саговниковые и гинкговые. Из гинкговых осталось только одно ныне живущее растение — гинкго билоба. Саговниковые, внешне похожие на пальмы вечнозеленые растения (иногда их называют саговыми пальмами), произрастают в тропических и субтропических областях. Их насчитывается около 100 видов.

Чарльз Дарвин назвал гинкго живой окаменелостью. Когда-то, еще до завершения мелового периода, растения этого класса процветали на всех континентах Земли и значимо влияли на формирование лесной растительности, но затем наступил их упадок. Не последнюю роль в исчезновении гинкго сыграл ледниковый период.

В наши дни это растение в природе встречается редко. Даже на родине гинкго, в Китае, долгое время считалось, что в диком виде растение не уцелело, и лишь относительно недавно оно было обнаружено в природе.

В Китае и Японии гинкго было принято высаживать возле храмов как священное дерево. Кроме того, в этих странах оно использовалось как плодовое дерево. Не случайно название растения переводится с японского языка как “серебряный абрикос” или “серебряный плод”.

Гинкго — долгожитель. В Японии известны экземпляры, возраст которых насчитывает больше 1000 лет, а в Китае в природе обнаружено дерево высотой около 50 м. Возраст его предположительно приближается к 2000-летнему рубежу.

Европейцам гинкго стало известно в конце XVII в., когда растение появилось в одном из ботанических садов Голландии. Позднее это дерево попало в Англию и стало использоваться для озеленения городов.

Гинкго — листопадное двудомное дерево с обильно ветвящейся кроной, в высоту достигающее 35—40 м. Как правило, мужские экземпляры имеют пирамидальную крону, а женские растения несколько более приземистые, с широкой округлой кроной. Как все породы, приспособленные к жизни в горах, гинкго имеет хорошо развитую корневую систему, позволяющую ему противостоять и сильным ветрам, и снежным завалам.

Несомненное декоративное достоинство гинкго — его оригинальные листья. Они отходят от побегов на длинных черешках и имеют необычную вееровидную форму — подобной формы листовой пластинки нет ни у одного другого дерева. Листья плотные, даже кожистые, голые, слегка гофрированные по краю; молодые, только развернувшиеся, окрашены в эффектный яркий светло-зеленый тон, ближе к лету постепенно темнеют и приобретают легкий синеватый оттенок.

Каждый лист рассечен на две лопасти (отсюда происходит видовое название растения). Осенью они окрашиваются в красивые золотистые или оранжево-желтые тона, придавая дереву незабываемый облик. Невзрачные зеленовато-желтые цветки собраны в небольшие соцветия и никакого декоративного интереса не представляют. Плодоносить дерево начинает примерно с 20-летнего возраста. Зрелое семя крупное, покрыто мясистым покровом, имеет неприятный запах и жгуче-вяжущий вкус. Именно из-за отталкивающего запаха созревших плодов в озеленении используют мужские особи.

Из смолы различных древних хвойных деревьев образуется удивительный камень — янтарь. Он ценится с древнейших времен. Так, еще в Древней Греции и Риме из янтаря изготавливали различные украшения. В Древнем Египте камень плавили и включали в состав смесей для бальзамирования мумий. Балтийский янтарь был популярен в Древней Руси. Там он носил название “илектрон” или “илектр”, позже его стали называть “ентарь”. Самый древний янтарь имеет возраст 100 млн лет.

Цвет янтаря варьирует от очень светлого желтого до насыщенного желтого, он может быть оранжево-желтым, коричнево-желтым, медовым, встречаются черные и зеленоватые образцы. Камень может включать соринки, веточки, частицы пыли, кусочки коры, остатки насекомых.