МАОУ «Лицей (эколого-биологический)»

Разработка урока

с элементами технологии проблемного обучения

Автор: Лукашук Алена Викторовна

учитель биологии

г.Магадан

Тип урока: комбинированный

Методы обучения: частично-поисковый, проблемный.

Цели урока: изучить строение, развитие, происхождение папоротников как наиболее сложноорганизованных споровых растений.

Задачи:

 образовательные: расширить знания учащихся о высших растениях, раскрыть особенности строения папоротников как наиболее сложноорганизованных по сравнению с моховидными;

развивающие: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы учащихся; умений сравнивать; продолжить работу по развитию коммуникативных способностей ребят и навыков сотрудничества;

воспитательные: формирование экологической культуры у школьников; воспитание бережного отношения и любви к природе.

Оборудование: Мультимедиапроектор, презентация («Среда обитания и жизненные формы папоротников», «Особенности строения папоротников», «Древние папоротникообразные», «Значение папоротников в жизни человека», «Значение папоротников в природе», «Редкие и исчезающие виды папоротников Магаданской области»); комнатные растения (папоротники), гербарии, рисунки с изображением редких и исчезающих видов папоротников, коллекция «Каменный уголь и продукты его переработки», самодельные таблицы «Значение папоротников в природе».

Опорные знания: псилофиты, споровые растения, ткани высших растений, вегетативные и репродуктивные органы растений, спорофит, споры, гаметофит, гаметы, антеридии, архегонии, заросток, зигота, зародыш, проросток; отдел Моховидные, отдел Плауновидные, отдел Хвощевидные.

Ведущие понятия: отдел папоротниковидные, травянистые и древовидные папоротники, заросток, микроспора, мегаспора, вайи, каменный уголь.

Структура урока:

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала.

   На уроке работают 4 группы, которым были даны опережающие задания, это экологи, палеонтологи, географы и эксперты одного промышленного предприятия. В течение урока они выступят по своим проблемам. Задача всех остальных учащихся внимательно слушать, фиксировать в таблице  нужную информацию.

1. Древние папоротникообразные                       (группа палеонтологи).

2. Среда обитания и жизненные формы              (группа географы).

3. Особенности строения папоротников              (лабораторная работа)

4. Значение папоротников в жизни человека      (группа эксперты).

5. Значение папоротников в природе                   (группа экологи).

         6. Редкие и исчезающие виды папоротников Магаданской области (группа экологи).

III. Закрепление знаний. Подведение итогов урока.

IV. Домашнее задание.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Изучение новой темы: «Папоротники».

Вводное слово учителя (сообщение темы и задач урока, запись темы урока в тетрадь).

Сегодня мы с вами начинаем знакомство еще с одним отделом высших споровых растений – отделом Папоротникообразных. Слайд №1.

Проблемный вопрос урока: выявить черты усложнения организации папоротников по сравнению со мхами, познакомиться с ролью папоротников в природе и жизни человека. Слайд №2.

Для решения поставленных перед нами задач и ответа на проблемный вопрос мы разберем сегодня следующие вопросы: Слайд №3.

1. Древние папоротникообразные                      

2. Среда обитания и жизненные формы              

3. Особенности строения папоротников              

4. Значение папоротников в жизни человека      

5. Значение папоротников в природе                  

        6. Редкие и исчезающие виды папоротников Магаданской области. 

Учитель. По ходу урока мы будем заслушивать сообщения от 4 групп научных экспертов из разных областей. Ваша задача внимательно слушать и заполнять предложенную таблицу. Слайд №4.

Характерные особенности папоротникообразных

Учитель. Папоротники – наиболее древняя группа вымерших растений. Но был на Земле период, когда папоротники занимали господствующее положение. Об этом периоде нам сейчас расскажут палеонтологи. Слайд №5.

Сообщение группы палеонтологов.

300 млн. лет назад было время наивысшего расцвета папоротникообразных. Они безраздельно господствовали на всей планете. Климат был влажным и теплым. Туманная мгла водяных паров часто закрывала  Солнце. Каждый день шли теплые проливные дожди. Это приводило к разливам рек, образованию озер и заболачиванию почвы. Все это вызывало пышный рост древовидных папоротников. Высота деревьев достигала почти 40 м. Отмершие растения падали на залитую водой почву. Слайд №6. Во время разлива реки сносили деревья и заносили их песком и илом. Под действием слоев грунта и воды деревья спрессовывались, за миллионы лет без доступа кислорода они превратились в каменный уголь.

Вывод:

Учитель. Итак, мы еще раз убедились, что для жизнедеятельности папоротников нужна вода.

В настоящее время на земном шаре насчитывают около 10 тыс. видов. Произошли папоротники от потомков псилофитов.

Слово предоставляется группе географов:

Встречаются папоротники в разных экологических условиях. Большинство из них растет в тропических лесах, где они представлены древовидными и травянистыми формами. Древовидные папоротники имеют ствол высотой до 25 м. На верхушке ствола находится крона из больших вечнозеленых листьев, длиной до 5 м. Слайд №7

Самым маленькими папоротниками считаются хецистортерис пумила и азолла карилиниана. Длина этих видов едва достигает 12 мм. Также, в тропических лесах есть папоротники эпифиты («оленьи рога», «птичьи гнезда»), растущие на деревьях и лианы. Слайд №8.

В умеренных зонах распространены только травянистые виды (асплениум, чистоуст величавый, гроздовник); они чаще встречаются во влажных лесах, по сырым оврагам, некоторые растут на заболоченных местах и в водоемах (сальвиния, марсилия ).

В лесах нашей Магаданской области встречаются орляк обыкновенный, и некоторые другие виды. Слайд №9.

? Вопросы: Каковы жизненные формы папоротников? Слайд №10.

                    Какова среда обитания?

                 Около 2/3 из 12000 видов папоротников преимущественно произрастают в тропиках, а оставшаяся треть населяет леса умеренной зоны. Практически нет папоротников в степях и пустынях. С чем связано такое распространение папоротников на планете?

(При ответах учащихся заполняется таблица)

Выводы:

Ответы учащихся.

Жизненные формы папоротников: древовидные, лиановидные, эпифитные, водные, травянистые.

Среда обитания: наземная, водная, стволы и ветви тропических деревьев.

Для роста и развития папоротников необходим влажный воздух.

Учитель. А теперь наши группы превратятся в небольшие исследовательские лаборатории. Задача групп, пользуясь раздаточным материалом, познакомиться со строением папоротника и выяснить, в чем произошло усложнение в организации папоротника  по сравнению со мхами.

При выполнении лабораторной работы учитель с учениками ведут беседу. Ученики отвечают на вопросы лабораторной работы и делают необходимые рисунки с подписями. (В ходе обсуждения учитель обращает внимание учеников на развитие папоротников).   Слайд №11.

Лабораторная работа.

Тема: Строение спороносящего папоротника.

(рабочая тетрадь к учебнику В.Б. Захарова стр. 19)

Цель: изучить внешнее строение папоротника, найти сходства и различия с мхами, доказать принадлежность папоротников к высшим споровым растениям.

Оборудование: гербарный материал папоротников, мхов, ручная лупа.

Ход работы:

1. На живом растении рассмотрите внешнее строение папоротника (форму, окраску корневища, форму, размеры и окраску вай). Зарисуйте спороносное растение папоротника, подпишите его органы. Слайд №12.

 Найдите корневище с отходящими от него корнями. Какие это корни? Какую корневую систему они образуют? 

У папоротника выделяют следующие органы:

А) надземные органы – листья папоротника – называют вайями.

Б) подземные органы – корневище (корневище – видоизмененный стебель).

2. Рассмотрите лист папоротника и опишите и зарисуйте его строение.

3. На нижней стороне листа папоротника найдите бурые бугорки со спорами. Каково значение спор в жизни папоротника?

Учитель.

? Вопросы: Как размножается папоротник? Какое поколение преобладает в жизненном цикле папоротников? При каких условиях происходит размножение? Слайд №13.

4. Сравните папоротник со мхом. Найдите черты сходства и различия. Обоснуйте принадлежность папоротника к высшим споровым растениям.

 Слайд №14.

(По ходу выполнения лабораторной работы учитель ведет обсуждение по проблемным вопросам)

Особенности строения и развития папоротникообразных.

Обычны в наших хвойных лесах папоротники семейства многоножковых (Polypodiaceae): щитовник мужской, кочедыжник женский и другие.

Спорофит папоротников представлен крупным многолетним травянистым растением до 1 м высоты. Нижняя часть побега долго сохраняется в почве, образуя корневище. Корневище мощное, косое, 30 см длины и 2-3 см ширины. От корневища отходят листья и многочисленные придаточные корни. Придаточные корни, как и стебель, имеют сосудистые пучки, Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями вода по сосудам стебля передвигается в листья.

От верхушки корневища отходит пучок зеленых длинночерешковых дважды перисто-рассеченных  листьев, черешки которых густо покрыты бурыми пленками. Листья папоротников называются вайями. Растут листья папоротника медленно и своеобразно. Они развиваются в почках под землей 2 года. Только на третий год весной они появляются, а к осени отмирают. Молодые листья улиткообразно закручены. Кроме того, листья папоротников в отличие от всех прочих растений растут не основанием, а верхушкой. Вследствие длительного верхушечного роста вайи достигают крупных размеров.

Ответы на проблемный вопрос.

Жизненный цикл папоротника.

При благоприятных условиях на нижней стороне листа созревают спорофиллы, иногда собранные в группы – сорусы. У некоторых папоротников листья или их отдельные фрагменты дифференцированы на зелёные и спороносные. Споры попадают на землю и прорастают в обоеполые гаметофиты (заростки). Это нежные недолговечные пластинки сердцевидной формы диаметром около 1 см с рассеянными на поверхности половыми органами – антеридиями и архегониями, в которых созревают гаметы. Заросток укореняется одноклеточными ризоидами и способен к фотосинтезу. Гаметы возникают путём митоза из материнских клеток. Архегонии выделяют химические вещества (например, яблочную кислоту), «привлекающие» сперматозоиды (хемотаксис). Оплодотворение обычно перекрёстное. Многожгутиковые сперматозоиды из антеридия с капельножидкой водой попадают в архегонии; один из них оплодотворяет яйцеклетку, в результате чего образуется зигота. Зигота интенсивно делится, прорастая прямо в архегонии в новый спорофит; заросток же увядает и отмирает.

У некоторых папоротников (их называют разноспоровыми) образуются споры двух типов. Из мелких мужских спор развиваются мужские микрозаростки, которые разносятся ветром. В них развиваются спермии, которые после созревания и разрыва оболочки выходят во внешнюю среду. Из более крупных женских спор (мегаспор), развивается женский заросток с архегонием, содержащим яйцеклетку. Спермий попадает к яйцеклетке также с водой.

Спорофиты могут размножаться также вегетативным путём. На листьях, лежащих на земле, могут образовываться новые растения, укореняющиеся затем в почве.

Ученики. Слайд №15.

Вывод: Папоротники имеют стебель, листья, корни. В стебле есть сосудистые пучки. Наличие проводящей ткани дает папоротнику больше преимуществ в выживании, чем мхам, поскольку всасываемая корнями из почвы вода по сосудам стебля передвигается в листья. Это результат приспособленности папоротников к наземному образу жизни.

Папоротник размножается вегетативно, бесполым и половым путем. В жизненном цикле папоротника преобладает фаза спорофита – он многолетний. Для размножения необходима вода.

Учитель.

Вывод: Итак, мы познакомились с многообразием и строением современных папоротников. А теперь совершим небольшую экскурсию в прошлое и выясним, что представляли собой древние папоротники.

Наш разговор о папоротниках будет неполным, если мы не рассмотрим вопрос о значении папоротников в природе и жизни человека.

Слово группе экспертов. (При ответах учащихся заполняется таблица.)

Папоротники играют большую роль в жизни человека. Слайд №16.

1. Многие папоротники используют в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского делают противоглистные препараты; лигодиум мелколистный используют для лечения открытых ран, схизею вильчатую, при лечении кашля и болезней горла. Лекарственным растением является папоротник орляк.
2. Некоторые папоротники являются своеобразными зелеными удобрениями. Некоторые виды азоллы используются в сельском хозяйстве, они обогащают почву азотом. Вудвария вирджинская поселяется в сфагновых болотах, образуя своими корневищами сплетения и вместе с другими болотными растениями является торфообразователем.

3. У некоторых видов папоротников части растения употребляют в пищу. У папоротника орляка съедобны  молодые закрученные «завитки» листьев, собирают их рано весной, в первые 2 недели их появления. Их консервируют, солят, сушат. Листья используют для супов, их жарят. В Японии и Китае из корневищ добывают крахмал.
4. Папоротники – великолепные декоративные растения, их используют для украшения жилых помещений, в аквариумах и водоемах (сальвиния, азолла, нефролепис возвышенный, адиантум венерин волос).
5. Жесткие, прочные и длинные стержневые части листа папоротников используются для различных поделок.
6. Каменный уголь, образовавшийся из отмерших древовидных папоротников – один из лучших видов топлива, сырье для химической промышленности. Из него получают горючий газ, анилиновые краски, лаки, пластмассы, лекарства, сахарин, духи.

Т.о., папоротники играют большую роль в жизни человека.

Слово экологам. Значение папоротников в природе. (При ответах учащихся заполняется таблица)  Слайд №17.

Папоротники, входят в состав природных сообществ, тесно связаны с другими членами сообщества: они испытывают на себе воздействие этих организмов и сами оказывают на них влияние, как положительное, так и отрицательное.

Папоротники, как и все зеленые растения, выделяя кислород, участвуют в круговороте веществ и энергии в природе.

Папоротники являются средой обитания и пищей для беспозвоночных животных.

Но можно привести пример и отрицательного влияния папоротников на организмы природных сообществ. Так, самым вредным сорняком среди водных растений является папоротник сальвиния. У сальвинии хорошо развита способность к вегетативному размножению, вследствие чего толщина ее слоя в водоеме достигает порой 25 см, что может привести к гибели растений и животных.

В настоящее время папоротники – вымирающая группа растений. Многие виды занесены в Красную книгу:

Редкие, уязвимые виды: Слайд №18.

1. Щитовник гребенчатый
2. Сальвиния плавающая
3. Фегоптерис связывающий

Очень редкие, исчезающие виды:

1. Многорядник Брауна
2. Асплений стенной
3. Гроздовник многораздельный

Учитель. Всем известно, что исчезновение какого-либо растений или животных приведет к нарушению экологического равновесия в природе, чтобы этого не произошло, папоротники необходимо беречь и охранять, как и другие виды растений.  

? Вопрос: Что мы можем сделать для сохранения редких видов?

III. Закрепление знаний. Подведение итогов урока.

(Если остается время, то закрепление знаний проводится в форме тестовых заданий).

IV. Домашнее задание. Слайд №19.

Учебник В.Б. Захарова, Н.И.Сонина стр. 62-65, задания в рабочей тетради стр. 18, задания №№31-33.

Учитель. Спасибо за внимание урок закончен.

Литература

1. А.Н. Беркутенко, Э.Г. Вирек "Лекарственные и пищевые растения Аляски и Дальнего Востока России". Владивосток, Изд-во ДВГУ, 1995.

2. В.Б. Захаров, Н.И. Сонин «Биология. Многообразие живых организмов» 7 класс. Рабочая тетрадь. М., «Дрофа»,

3. Тематическое и поурочное планирование по биологии: 7 класс: к учебнику В.Б. Захарова, Н.И.Сонина «Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс» / Н.Ю. Захарова. – М.: Издательство «Экзамен», 2008.

Подписи к фото на титульном листе.

Слева направо: мараттиевые (карликовая мараттия, ангиоптерис Смита), ужовниковые (ужовник обыкновенный, гроздовник простой).

Приложение к уроку

Работа по тестам.

Вариант 1

1.Папоротники – это

   а) только травянистые растения                 б) только кустарники    

   в) травянистые и древовидные растения    г) кустарники и травы

2.В отличие от мхов у папоротников есть:

   а) цветки   б) корни   в) стебель   г) листья

3.Вода необходима папоротникам для:

   а) передвижения   б) дыхания   в) размножения   г) цветения

4.Месторождения каменного угля образовались из

   а) современных папоротников    б) древних папоротников  

   в) древних мхов                            г) древних  водорослей

5.Считают, что от псилофитов произошли:

   а) покрытосеменные растения    б) голосеменные растения  

   в) папоротникообразные              г) водоросли

Вариант 2

1.Хлорофилл в листьях папоротников находится в

   а) хроматофоре   б) хлоропластах   в) рассеян по цитоплазме клеток   г) спорангиях

2.Папоротники считаются наиболее высокоорганизованными споровыми растениями потому, что:

   а) они размножаются спорами   б) у них есть проводящие сосуды стебля  

   в) они способны к фотосинтезу  г) у них есть половой процесс

3.Что является свидетельством древности папоротников:

   а ) размножение спорами                         б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах    

   в) существование травянистых и древесных форм    г) все перечисленное

4.Спорофит папоротника – это:

   а) предросток   б) заросток   в) взрослое растение   г) зародыш

5) В отличие от мхов у папоротников нет:

   а) стеблей   б) спор   в) листьев   г) ризоидов

Вариант 3

1.Папоротники растут во влажных местах так как:

   а) их размножение связано с водой   б) это водное растение  

   в) не переносят солнечных лучей      г) не могут расти на сухой почве

2.Где расположены спорангии у папоротника:

   а) на спороносном колоске   б) на корневище   в) на листе   г) на заростке

3.В отличие от мхов у папоротников нет:

   а) стеблей   б) спор   в) листьев   г) ризоидов

4.Древовидные папоротники начали вымирать из-за

   а) увеличения водоемов   б) поедания их растительными животными  

   в) деятельности человека  г) сухости климата

5.Папоротники имеют:

   а) листья, корневище, ризоиды   б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды  

   в) листья, корневища, корни        г) листья, стебли, цветки

Вариант 4

1.Папоротники произошли от:

   а) водорослей   б) мхов   в) потомков псилофитов   г) плаунов

2.От корневища папоротника отрастают:

   а) придаточные корни   б) главный корень   в) боковые корни

3.Древовидные папоротники сохранились в тропических лесах, так как там:

   а) мало населения   б) жаркий и влажный климат  

   в) много света          г) нет покрытосеменных растений

4.Жизненные формы папоротников:

   а) кустарники и травы                   б) только кустарники  

   в) только травянистые растения   г) травянистые и древовидные растения

5.Взрослое растение папоротника – это:

   а) гаметофит   б) спорангий   в) спорофит   г) заросток

Вариант 5

1.Листья папоротников называются

   а) спорангиями   б) вайями   в) заростком   г) хроматофором

2.В отличие от мхов у папоротников нет:

   а) стеблей   б) спор   в) листьев   г) ризоидов

3.Вода необходима папоротникам для:

   а) передвижения   б) дыхания   в) размножения   г)  цветения

4.Где расположены спорангии у папоротника:

   а) на спороносном колоске   б) на корневище   в) на листе   г) на заростке

5.Месторождения каменного угля образовались из

   а) древних мхов                          б) древних папоротников  

   в) современных папоротников   г) древних водорослей

Вариант 6

1.Что является свидетельством древности папоротников:

а) существование древесных и травянистых форм  

б) отпечатки листьев в каменноугольных пластах  

в) размножение спорами  

г) все перечисленное

2.В отличие от мхов у папоротников нет:

   а) стеблей   б) спор   в) листьев   г) ризоидов

3.Хлорофилл в листьях папоротников находится в:

   а) спорангиях      б)  рассеян по цитоплазме клеток  

   в) хлоропластах   г) хроматофоре

4.Спорофит папоротника – это:

   а) предросток   б) заросток   в) взрослое растение   г) зигота

5.Папоротники считаются наиболее высокоорганизованными споровыми растениями потому, что:

  а) у них есть проводящие сосуды стебля  

  б) они способны к фотосинтезу  

  в) они размножаются спорами  

  г) у них есть половой процесс

Вариант 7

1.Древовидные папоротники начали вымирать из-за:

   а) деятельности человека   б) поедания их растительными животными  

   в) сухости климата              г) увеличения площади водоемов

2.Папоротники имеют:

а) листья, корневища, ризоиды   б) надземный побег, корневище, корни, ризоиды  

в) листья, стебли, цветки             г) листья, корневище, корни

3.Папоротники растут во влажных местах так как:

   а) их размножение связано с водой   б) не переносят солнечных лучей  

   в) не могут расти на сухой почве       г) это водные растения

4.В отличие от мхов у папоротников нет:

   а) листьев   б) ризоидов   в) стеблей   г) спор

5.Где расположены спорангии у папоротника:

   а) на спороносном колоске   б) на листе   в) на корневище   г) на заростке