Тема: Характеристика семейств: Пасленовые, Сложноцветные, Лилейные, Злаковые

Цель занятия: Изучить особенности характерных признаков семейств и их представителей.

Работа 1. Изучение гербарных образцов представителей семейства, цветков, плодов

Изучите гербарные образцы представителей семейства Пасленовые. На фиксированном материале и по рисункам рассмотрите цветок. Зарисуйте его, обозначив части. По гербарию и рисункам изучите разнообразие плодов. Распределите растения по строению плодов: ягода и коробочка. Зарисуйте плоды.

Работа 2. Составление списка растений

Составьте характеристику растений по соответствующим признакам, заполнив таблицу 10.

Таблица 10

Плод ягода	Плод коробочка
Название растения	Местооби тание	Область применения	Название растения	Местообитание	Область применения

Работа 3. Описание растения

Биоморфологическое описание одного представителя сделайте по ранее представленной схеме.

Работа 4. Изучение гербарных образцов представителей семейства, цветков, плодов

Изучите гербарные образцы представителей семейства Сложноцветные. Обратите внимание на жизненные формы, особенности вегетативных органов, формы и обертки корзинок, плодов. На фиксированном материале и по рисункам изучите особенности строения цветков разных типов – язычковый, ложноязычковый, трубчатый, воронковидный. Зарисуйте их. Приведите примеры растений с разными типами цветков в корзинках.

Работа 5. Анализ соцветий

Рассмотрите гербарные образцы растений и определите типы соцветий. Изобразите схематично соцветия с указанием названий растений.

Работа 6. Составление списка растений

Изученные характерные признаки представителей семейства отразите в таблице 11.

Таблица 11

Название растения

Тип соцве тия

Особенности околоцветника (чашечка, венчик)

Типы цветков в корзинке

Особенности плодов

Местообитание

Практическое значение

Работа 7. Описание растения

Биоморфологическое описание одного представителя сделайте по ранее представленной схеме.

Работа 8. Изучение гербарных образцов представителей семейства, цветков, плодов

Изучите гербарные образцы представителей семейства Лилейные. Обратите внимание на вегетативные надземные и подземные органы растений. На фиксированном материале и по рисункам рассмотрите цветок. Зарисуйте его, обозначив части. По гербарию и рисункам изучите разнообразие плодов. Распределите растения по строению плодов: ягода и коробочка.

Работа 9. Составление списка растений

Составьте характеристику растений по соответствующим признакам, заполнив таблицу 12.

Таблица 12

Плод ягода	Плод коробочка
Название растения	Местообитание	Область применения	Название растения	Местообитание	Область применения

Работа 10. Описание растения

Биоморфологическое описание одного представителя сделайте по ранее представленной схеме.

Работа 11. Изучение гербарных образцов

Изучите гербарные образцы представителей семейства Злаки. Обратите внимание на подземные органы и корневую систему. Выделить растения по особенности кущения (ветвления побега), найдите признаки отличия и запишите их названия. Заполните таблицу 13.

Таблица 13

Название и признаки рыхлокустового злака

Название и признаки плотнокустового злака

Название и признаки корневищного злака

Работа 12. Анализ соцветий

Рассмотрите гербарные образцы растений и определите типы соцветий. Найдите признаки отличия. Заполните таблицу 14.

Таблица 14

Колос	Султан	Метелка
Название растения	Практическое значение	Название растения	Практическое значение	Название растения	Практическое значение

Работа 13. Изучение цветков, плодов

На фиксированном материале и по рисункам рассмотрите цветок злака. Зарисуйте его, обозначив части простого околоцветника и собственно цветка. Проведите анализ простого соцветия, называемого колоском. Посчитайте количество цветков в колоске. Зарисуйте двуцветковый колосок, обозначьте его части.

Работа 14. Описание растения

Биоморфологическое описание одного представителя сделайте по ранее представленной схеме.

Вопросы для обсуждения

1. Из каких лесных растений можно приготовить кофе?

2. Почему пушистые выросты плодов одуванчика складываются перед дождем?

3. Какое значение имеет конструкция висящего под парашютом плода? У каких растений она встречается?

4. Почему на Кубе никогда не подают томаты в вареном и консервированном виде?

5. По какой причине разваривается клубень картофеля?

6. Плодами каких растений можно отравиться? Почему?

7. От какого растения добавление измельченного плода в тлеющие угли образуется удушливый едкий дым?

8. «Лучше на неделю позже, чем на день раньше». О каком овощном растении это выражение и что оно означает?

9. Какое овощное растение назвали «Клеопатрой» растительного мира? Почему?

10. У какого растения врачи рекомендуют диабетикам использовать в пищу подземные органы? Почему?

11. Как называются остатки от выжимки масла из семян?

12. Можно ли картофель выращивать семенами? Как называется его плод?

13. У каких растений семейства Лилейные человек использует в пищу вегетативные органы?

14. Какое злаковое растение самое стройное? По каким признакам?

15. Из плодов какого растения получают манную крупу?

16. Назовите растение, из стебля которого вяжут веники?

17. По какой причине трудно искореняются сорные растения?

18. Почему рожь была первой культурой на Руси?

19. Какой хлеб называют «черным»?

20. Отчего ржаной хлеб черствеет медленнее?

21. Какой пищевой злак выращивают в воде?

22. Почему в Англии считают ржаной хлеб – «хлебом для богатых»?

23. У какого пищевого злака длиннее всех ости?

24. В сказке А.С.Пушкина упоминается злак – полба. Какое это растение?

25. У какого пищевого злака разнополые соцветия?

26. Как называются участки рисовых плантаций?

27. Какая пищевая культура скрывается под понятием «маис»? В какой стране она употребляется?

28. У какого пищевого злака самые «красивые» зерновки?

29. Дайте определения понятию «колос» и понятию «колосок».

Раздел 6. Эволюция растений

Эволюция, ее направления. Развитие растительного мира на Земле. Этапы эволюции. Растительные организмы водной среды. Выход растений на сушу. Господство споровых растений. Господство голосеменных растений Господство покрытосеменных растений в современных условиях.

Понятие «эволюция» означает развертывание, или разматывание – постепенный закономерный переход из одного состояния в другое. Планеты и звезды, земная кора и другие элементы неживой природы претерпевали постепенные закономерные изменения, которые называют эволюцией неорганического мира. В основе теории эволюции органического мира лежит положение о том, что все разнообразие растений и животных, существующие в настоящее время, произошли от более простых организмов путем постепенных изменений, которые накапливаются в последующих поколениях. Одной из основных тенденций в эволюции растений было увеличение приспособленности к той или иной среде, а это часто сопровождалось специализацией и усложнением структур и их функций. В настоящее время эволюция не прекратилась, а, напротив, протекает даже быстрее. Вкратце действие процесса эволюции выражается в том, что основой служат изменения в генах и хромосомах, а естественный отбор обеспечивает сохранение возникающих мутаций. Существуют основные законы эволюции:

- эволюция проходит с разной скоростью в разные периоды;

- эволюция организмов различных типов происходит с разной скоростью;

- новые виды образуются не из наиболее высокоразвитых форм, а, напротив, из относительно простых, неспециализированных форм;

- эволюция не всегда идет от простого к сложному;

- эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процесса мутирования, естественного отбора.

В истории Земли и эволюции жизни ученые выделяют определенные промежутки времени – эры, которые подразделены на периоды. Наукой установлено, что жизнь зародилась в океане около 3, 5 млрд. лет назад, поэтому эволюцию растений можно представить по этапам.

1 этап. Возникновение одноклеточных растений.

Первые живые обитатели, которые появились около 3 млрд. лет назад, были примитивными одноклеточными организмами. Они не имели ядра и пластид, были похожи на современных бактерий. Питались растворенными минеральными и органическими веществами, т.е. гетеротрофно. Около 2, 5 млрд. лет назад существовали уже разнообразные как по строению, так и по способу питания одноклеточные организмы, давшие начало образованию многоклеточных форм. В их клетках возникает особое веществ – хлорофилл. Такие организмы стали использовать солнечный свет, который служил источником энергии для создания органического вещества. Произошел ароморфоз – процесс фотосинтеза. С возникновения цианобактерий, которые более энергично стали выделять кислород, началось его постепенное накопление в атмосфере планеты. Учеными было вычислено, что весь кислород нашей атмосферы обновляется благодаря фотосинтезу каждые 2 тыс. лет, что позволило провести доказательства поэтапного развития автотрофных организмов.

2 этап. Возникновение многоклеточных растений.

Первые ядерные одноклеточные формы возникают 1, 5 млрд. лет назад, а 1 млрд. лет назад формируются тела многоклеточных растений, которые обитают только в пресных и солоноватых водах – это золотистые и зеленые водоросли. Зеленые водоросли стали родоначальниками фотосинтезирующих высших наземных растений.

3 этап. Выход растений на сушу.

Первые наземные растения, поселившиеся на влажных берегах пресных водоемов, появились примерно 450 млн. лет назад. Наземные условия существования резко отличаются от условий жизни в воде. Воздушная среда характеризуется большим содержанием кислорода, чем водная, а почвенная – иными условиями минерального питания и водоснабжения. Поэтому переход предков наземных форм мог произойти лишь по мере выработки специальных приспособлений. И это был новый ароморфоз – образование тканей, формирующих органы. Первые достоверные наземные растения известны лишь по спорам. Они объединены в группу риниофитов. Несмотря на простоту морфологического и анатомического строения это были уже наземные организмы. У самых первых наземных растений поглощение воды осуществлялось с помощью ризоидов.Выход растений на сушу сопровождался улучшением их освещения, что активизировало процесс фотосинтеза. Это приводило к увеличению объема растений, а затем – к расчленению их тела. Риния была размером до 0, 5 м, росла на болотах, образуя заросли. Риниофиты дали начало споровым растениям, и некоторое время существовали вместе с ними. Через 100 млн. лет риниофиты вымерли, а эволюция растений шла по пути возрастающего приспособления к условиям наземного существования.

4 этап. Развитие наземной растительности.

После риниофитов наступает расцвет споровых растений. Одной из обособленных ее групп считают моховидных, древность которых подтверждается ископаемыми находками. От риниофитов произошли плауны, хвощи и папоротники, которые достигли расцвета 300 мл. лет назад. По мере увеличения теларазвивались сложные структуры – корни с корневыми волосками, а для воздушного питания – листья. Основное размножение осуществлялось с помощью спор.

5 этап. Господство голосеменных растений.

Около 250 млн. лет назад климат стал суше и холоднее. Для споровых растений было необходимо наличие достаточного количества воды для осуществления размножения спорами, которой стало недостаточно. Произошел новый ароморфоз – переход от размножения спорами к размножению семенами. Для защиты от неблагоприятных условий на побегах появились почки – зачатки новых побегов. Новое образование – семя возникает после оплодотворения, а спермий доставляется к яйцеклетке по пыльцевой трубке. Теперь у растений не стало зависимости от водной среды, что привело к образованию многих видов голосеменных.

6 этап. Появление и господство покрытосеменных растений.

В эволюции растений потребовалось еще около 100 млн. лет, чтобы возникли покрытосеменные, или цветковые растения. В это время на планете возросла солнечная радиация, усилилась сухость воздуха, что привело к гибели многих споровых и голосеменных растений, обитавших при высокой влажности. Множественные ароморфозы обеспечили преимущество цветковым растениям в расселении по всему земному шару, произрастанию в различных экологических условиях. Покрытосеменные растения в эволюционном развитии тесно связаны с эволюцией животных – опылителей, а также распространителей семян и плодов. Таким образом, на протяжении многих миллионов лет происходила эволюция растительного мира, который развивался и усложнялся. Растения прошли путь от простых одноклеточных зеленых водорослей до высокоразвитых покрытосеменных форм.

1. Вопросы для самоконтроля.

2. Дайте определение понятию «эволюция»

3. В чем состоит вклад Ч.Дарвина в эволюционную теорию?

4. Перечислите основные законы эволюции.

5. Дайте название этапам эволюции растений.

6. Какие ароморфозы произошли на каждом этапе?

7. Какая наука занимается изучением древних растений?

8. Почему цветковые растения занимают господствующее положение в современном природном мире?

Раздел 7. Экология растений

Экология как наука и краткий обзор ее развития Растения и среда. Группы растений по отношению к факторам среды. Жизненные формы растений. Условия и ресурсы среды. Энергетический бюджет и тепловой баланс растительного организма. Экологическая ниша.

«Экология» – слово греческого происхождения. Оно, как и «биология», «зоология» имеет общую часть — «логия», или, правильнее сказать, «логос». В переводе это значит – наука. Итак, экология – это наука. Что же изучает экология? Классическая формула, приводимая во многих научных и популярных изданиях: экология – наука о взаимоотношениях организмов со средой их обитания. Более строгое определение гласит: экология – наука о взаимоотношениях организмов и образуемых ими сообществ с факторами окружающей среды. Впервые слово «экология» было произнесено австрийским ученым Э. Геккелем в 1866 г. Современное определение звучит следующим образом: «Экология – это наука о воспроизводстве жизни, о геологических, биологических, социальных условиях этого процесса». Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Основной частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека, как биологического существа). Выделяют следующие разделы:

- аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей средой;

- демэкологию (популяционная экология), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

- синэкологию (биоценологию), изучающую взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей их среде, адаптационные механизмы организмов и их сообществ к средам жизни. Экологическими проблемами планеты занимается глобальная экология, основным объектом которой является биосфера. Это живая оболочка Земли, включающая все природные экосистемы. В начальной школе изучают не только естественные природные экосистемы, но и искусственные (поле и аквариум).

Четыре основных закона экологии сформулировал американский эколог Б. Коммонер (1974 г.): все связано со всем; все должно куда-то деваться; природа знает лучше; за все надо платить, которые доказываются примерами из повседневной жизни.

Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части среды, которые называются факторами, а также их свойства многообразны и изменчивы. В природе все факторы не бывают постоянными. Они изменяются в отдельные годы, в разные его периоды, в разное время суток и даже в течение часа. Но между отдельными факторами всегда существует определенная взаимосвязь, и, следовательно, изменение одного фактора влечет за собой изменение других факторов. Если хотя бы один из экологических факторов приближается или выходит за пределы критических величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, растениям грозит гибель. Такие сильно уклоняющиеся от оптимума факторы приобретают первостепенное значение в жизни вида или отдельных его представителей в каждый конкретный отрезок времени. Нередко наблюдается неравноценность действия факторов и выявляется ведущий фактор, т.е. такой, который в определенный момент жизни растения является наиболее необходимым. Каждый вид растения специфичен по своим экологическим возможностям. Правило экологической индивидуальности видов сформулировал русский ботаник Л.Г. Раменский (1924 г.).

По отношению к влаге и способам адаптации к водному режиму выделяют следующие основные группы растений, существенно различающихся как по внешнему виду, так и по внутренней структуре: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты, криофиты.

Для растений, основу жизнедеятельности которых составляет фотосинтез, уровень освещённости является существенным фактором развития. По отношению к количеству света, необходимого для полноценного развития выделяют следующие экологические группы растительных организмов: гелиофиты (светолюбивые), сциофиты (тенелюбивые), теневыносливые. По типу фотопериодической реакции выделяются следующие группы: растения короткого дня, для перехода к цветению требуется 12 ч светлого времени и менее в сутки (конопля, капуста, хризантемы, табак, рис); растения длинного дня; для цветения и дальнейшего развития им нужна продолжительность беспрерывного светового периода более 12 ч в сутки (пшеница, лен, лук, картофель, овес, морковь); фотопериодически нейтральные, когда длина фотопериода безразлична и цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (виноград, томаты, гречиха, одуванчик, флоксы и т. д.).

Тепло тесно связано со светом, так как распределение тепла на планете обусловлено поступлением лучистой энергии Солнца. Температурные пределы жизни растений крайне разнообразны. Отношение температуры почвы к температуре воздуха составляет температурный градиент. В процессе эволюции растения приспособились к отрицательному температурному градиенту, поэтому лучше растут, если температура почвы ниже температуры воздуха. Холодостойкие растения такие, которые способны переносить низкие положительные температуры. Жаростойкие растения выносливы к таким повышенным температурам, при которых растения, требовательные к теплу, приостанавливают свой рост. Требовательность растений к теплу изменяется в отдельные периоды их жизненного цикла.

Почва, как экологический фактор, обладает особым свойством – плодородием. Оно зависит от химического состава, физических свойств и водного режима. Выделяют растения, произрастающие на почвах, богатых минеральными веществами; нейтральных почв; кислых почв; щелочных почв; солончаков и солонцов.

Жизненная форма – это внешний облик растений, сформировавшийся во взаимодействии с окружающей средой. И.Г.Серебряков в основу своей системы положил признак длительности жизни всего растения и его скелетных осей, как наиболее четко отражающий влияние внешних условий на морфогенез и рост. По физиономической классификации, детально разработанной им, выделяют несколько типов, из которых в начальной школе изучают три: деревья, кустарники, травы. Изучение жизненных форм, их признаков и приспособлений к переживанию неблагоприятных периодов имеет большое значение в сохранении и возобновлении дикорастущих растений, в том числе используемых человеком для своих целей.

Любой происходящий в организме процесс требует затрат энергии. За этим понятием стоят ресурсы, которые могут расходоваться и исчерпываться. Ресурсы живых существ – это в основном вещества, идущие на построение их тел, и энергии, необходимой для жизнедеятельности. С размерами тела и образом жизни тесно взаимосвязан энергетический ресурс. Это соотношение между энергией, полученной организмом извне, и ее расходом на построение тела, размножение, выполнение реакций на изменения факторов среды и поддержание процессов жизнедеятельности. Тело зеленого растения создается из молекул неорганических веществ, которые составляют пищевой ресурс растения. Каждый вид растения занимает определенную экологическую нишу– это положение вида в экосистеме, включая его место в пространстве с определенными условиями существования и его функциональной роли в ней. Иногда образно сравнивают экологическую нишу с «профессией» вида в определенной экосистеме, т.е. каким образом организмы реагируют на внешние условия. Экологическая пирамида – графическое изображение соотношения между продуцентами (производителями органического вещества, зелеными растениями), консументами (потребителями органического вещества, животными и грибами) и редуцентами (разрушителями органического вещества, бактериями и грибами), которое выражается в единицах биомассы, числе особей или заключенной в особях энергии.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение экологии как науке. Что она изучает?

2. Какие цели и задачи стоят перед экологией как наукой?

3. Приведите примеры деятельности человека, доказывающие законы Б.Коммонера.

4. На какие группы подразделяют экологические факторы?

5. Дайте определение понятию «среда». В каких средах живут растения?

6. На какие группы делятся растения по отношению к свету?

7. На какие группы делятся растения по отношению к температуре?

8. На какие группы делятся растения по отношению к воде?

9. На какие группы делятся растения по отношению к почве?

10. Как влияет воздух на растительный организм?

11. Что такое жизненная форма растений? Назовите формы, которые изучают в начальной школе?

12. В чем проявляются ресурсы среды?

13. Что включает понятие «экологическая ниша»?

14. Почему необходимы каждому человеку экологическая культура и экологическое образование?

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒