Строение папоротников

Господствующей фазой в жизненном цикле папоротника является спорофит (взрослое растение). Почти у всех папоротников спорофит многолетний. Спорофит имеет довольно сложное строение. От корневища вертикально вверх отходят листья, вниз — придаточные корни (первичный корень быстро отмирает). Часто на корнях образуются выводковые почки, обеспечивающие вегетативное размножение растений.

Общий вид папоротника

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Образование заростка

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Оплодотворение

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Оплодотворение

Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли».

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

Лекция 11. Папоротникообразные

  • Методическое пособие разработки уроков биологии 6класс
  • Тип урока — комбинированный
  • Методы: частично-поисковый, про­блемного изложения, репродуктивный, объясни­тельно-иллюстративный.
  • Цель:
  • — осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
  • Задачи:
  • Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
  • Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
  • Воспитательные: 
  • Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ­ходимости ответственного, бережного отношения к окру­жающей среде.
  • Формирование понимания ценности здорового и без­опасного образа жизни
  • УУД
  • Личностные:
  • воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;
  • Формирование ответственного отношения к учению;
  • 3) Формирование целостного мировоззрения, соответ­ствующего современному уровню развития науки и обще­ственной практики.
  • Познавательные: умение работать с различными источниками информации, пре­образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
  • Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
  • Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру­гих видов деятельности.
  • Планируемые результаты

Предметные: знать — понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь — определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

  1. Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
  2. Метапредметные:.
  3. Умение самостоятельно планировать пути достиже­ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби­рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
  4. Формирование навыка смыслового чтения.
  5. Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая
  6. Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
  7. Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
  8. Разнообразие и значение папоротникообразных
  9. Цели: продолжить знакомство с характерными особенностями папоротникообразных как представителей высших споровых ра­стений; дать представление о многообразии папоротникообраз­ных и особенностях их внешнего строения; продолжить форми­рование навыков работы с натуральными объектами, выполнения биологического рисунка; раскрыть экологическую роль папо­ротникообразных, их роль в природе, в жизни и хозяйственной деятельности человека, а также необходимость охраны папорот­никообразных; обобщить знания о высших споровых растениях.
  10. Оборудование и материалы: таблица «Цикл развития папорот­ника», динамическое пособие «Развитие папоротника», живые экземпляры комнатных папоротников: нефролеписа, страусника, адиантума (венерин волос), асплениума, селягинелла, платице- риума («олений рог»), а также аквариумные виды папоротников, например сальвинии плавающей, гербарные образцы различных папоротников, хвощей, плаунов, коллекция «Каменный уголь и продукты его переработки», геохронологическая шкала, рисунки пейзажей каменноугольного периода, Красная книга растений.
  11. Ключевые слова и понятия: папоротникообразные, папоротники, хвощи, плауны; каменноугольный период (карбон), палеозойская эра; значение папоротникообразных в природе и жизни человека.
  12. Ход урока
  13. Актуализация знаний
  14. Выберите верные утверждения.
  15. Папоротникообразные относятся к высшим растениям.
  16. У папоротникообразных нет четкой дифференциации на органы и ткани.
  17. Многие папоротникообразные являются реликтовыми формами.
  18. Размножаются папоротникообразные при помощи зооспор.
  19. Папоротникообразные средней полосы представлены в основном крупными древовидными формами.
  20. К папоротникообразным относят папоротники, хвощи и плауны.
  21. Среди папоротников встречаются такие, которые живут в водной среде.
  22. Листья папоротников не участвуют в процессе фотосинтеза, а вы­полняют спороносную функцию.
  23. Папоротники — многолетние корневищные растения.
  24. От корневища папоротников отходят один ярко выраженный глав­ный корень и множество боковых.
  25. При прорастании споры в благоприятных условиях из нее разви­вается заросток.
  26. На нижней стороне заростка образуются женские половые орга­ны, называемые архегониями, и мужские, которые носят название антеридий.
  27. Мужские гаметы папоротников неподвижны и называются спер- миями.
  28. Передвижение мужских гамет папоротникообразных может про­исходить только при наличии воды.
Предлагаем ознакомиться  Садовые дорожки - как сделать своими руками из подручных материалов (145 фото)

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

  • Молодой папоротник способен образовывать новые споры через год после появления на свет.
  • Самыми древними представителями папоротникообразных яв­ляются хвощи.
  • Изучение нового материала
  • Рассказ учителя с элементами беседы
  • На прошлом уроке мы познакомились с представителями па­поротникообразных.

Вспомните, какие группы растений относятся к папорот­никообразным. (Папоротники, хвощи и плауны.)

Как вы считаете, это сравнительно молодая или древняя группа растений?

Самыми древними представителями папоротникообразных являются хвощи.

Устные доклады школьников

(Учитель заранее дает темы докладов. На выступление отво­дится 5—7 мин.)

Расцвет папоротникообразных пришелся на каменноугольный период палеозойской эры (карбон). Это было около 300 млн лет назад. (Учитель демонстрирует геохронологическую шкалу и пей­зажи каменноугольного периода.) В то время климат на Земле был очень теплым и влажным.

Часто шли теплые тропические дожди, воздух постоянно был заполнен туманом — водяными парами. Большую часть суши занимали мелководные озера, болота, кото­рые плавно переходили в неглубокие морские заливы. Раститель­ный покров нашей планеты сильно отличался от современного.

На Земле господствовали папоротникообразные и голосеменные растения. Большинство папоротникообразных тех времен имели древовидную форму и достигали 20—40 м в высоту. Травянистые растения того периода также были представлены папоротнико­образными и мхами.

Какое строение имеет папоротник

Эти растения гораздо больше напоминали современные мхи, папоротники, хвощи, плауны.

  1. Практическая работа СТРОЕНИЕ ВЫСШЕГО СПОРОВОГО РАСТЕНИЯ ХВОЩА
  2. Цели: познакомить с внешним строением хвоща полевого как представителя высших споровых растений; продолжить форми­рование навыков работы с натуральными объектами, выполнения биологического рисунка.
  3. Оборудование: засушенные спороносные и вегетативные по­беги хвоща полевого с корневищами (один на парту), гербарий различных видов хвощей с корневищами и придаточными корня­ми; лупа (на каждого ученика или одна на парту), препаровальная игла (на каждого ученика или одна на парту).

Общие рекомендации. Засушить побеги хвоща с корневищами необходимо заранее. Необходимо помнить, что у большинства хво­щей корневище залегает в почве на глубине около 15—20 см. Найти хвощи можно в сыром лесу, на поле, болоте. Для урока подойдет любой из хвощей. Весенние спороносные побеги необходимо за­готавливать в апреле — мае, а вегетативные — в июне — августе.

Перед началом работы необходимо напомнить учащимся о правилах техники безопасности.

Ход работы

Рассмотрите внешнее строение весеннего побега хвоща полевого. Найдите у него корневище, рассмотрите его, найдите придаточные корни.

Рассмотрите стебель, найдите на стебле пленчатые листья, прижатые к стеблю.

На верхушке побега найдите спороносный колосок. Рас­смотрите его.

Рассмотрите внешнее строение вегетативного (летнего) по­бега хвоща полевого. Рассмотрите мутовчатоветвистый стебель, мутовки листьев. Обратите внимание, что листья срослись особым образом. Свободными остаются только самые кончики листьев в виде зубчиков.

Зарисуйте внешнее строение весеннего и летнего побегов хвоща полевого с корневищами. Подпишите основные органы.

Сделайте вывод об особенностях строения данного растения и о принадлежности его к высшим споровым растениям. Сравните внешнее строение папоротника и хвоща.

Беседа

Вспомните, что такое торф и как он образуется. (Торф — это частично разложившиеся в условиях затрудненного доступа кислорода растительные остатки.)

Предлагаем ознакомиться  Уход за фуксией в домашних условиях для начинающих, как вырастить фуксию

Где образуется торф? (На болотах.)

Похожие процессы происходили и в каменноугольном пе­риоде.

Как вы думаете, откуда произошло название этого периода? (В этот геологический период шло активное образование и на­копление каменного угля.)

Самостоятельная работа учащихся с учебником

Пользуясь текстом учебника (учебник И.Н. Пономаревой § 41; учебник В.В. Пасечника § 15), ответьте на вопросы: что такое каменный уголь? При каких условиях он образовы­вался? Каково значение каменного угля в жизни человека?.

(На выполнение задания отводится около 3—5 мин.)

Продолжение беседы

Каково значение каменного угля в жизни и хозяйственной деятельности человека, мы выяснили. Каменный уголь исполь­зуют как топливо, как сырье для химической промышленности.

(Учитель демонстрирует коллекцию «Каменный уголь и продук­ты его переработки».

) Из этого полезного ископаемого получают горючий газ, смолы, смазочные масла, лаки, краски, кокс, пласт­массы, также его используют в парфюмерии и медицине.

Но каково же значение папоротникообразных в жизни чело­века? (Ответы учащихся.)

  • Значение папоротникообразных в жизни людей
  • Некоторые папоротники и хвощи являются лекарственны­ми растениями.
  • Многие папоротники выращивают в качестве декоративных комнатных и уличных растений.
  • Корневища и молодые листья некоторых папоротников, а также весенние побеги хвощей употребляют в пищу.
  • Споры плаунов используют в аптечном деле (в частности, как детскую присыпку).
  • Порошком из спор различных папоротникообразных об­сыпают формы для литья металлических изделий, чтобы детали лучше отходили от форм.
  • Жесткие побеги хвоща раньше измельчали и использовали при полировке металлических изделий.
  • Многие папоротники и хвощи являются пионерными ра­стениями и первыми появляются на пустырях и пожарищах.
  • Хвощи являются природным индикатором закисленно­сти почв.
  • Кроме того, некоторые виды папоротников и хвощей (на­пример, хвощ полевой) являются трудноистребимыми сор­няками.
  • В Красную книгу России внесены 10 видов папоротников и 4 вида плаунов.
  • Закрепление знаний и умений
  • Самостоятельная работа учащихся
  • Используя знания, полученные на последних уроках, а также материал учебника и записи в тетрадях, заполните таблицу.
  • Сравнительная характеристика мохообразных и папоротникообразных растений
Признак сравнения Мохообразные Папоротникообразные
Дифферен­циация тела на органы Есть стебель с листьями и ризоиды Есть корневище, прида­точные корни, стебель, листья (вайи)
Дифферен­циация тела на ткани Тело не дифференциро­вано на ткани Выделяют покровные, проводящие и механиче­ские ткани
Питание Автотрофное, за счет фо­тосинтеза Автотрофное, за счет фо­тосинтеза
Размножение Спорами Спорами
Оплодотворе­ ние При участии воды подвиж­ными мужскими гамета­ми — сперматозоидами При участии воды подвиж­ными мужскими гамета­ми — сперматозоидами
Условный воз­раст Древние растения, имеет­ся ряд реликтовых форм Древние растения, имеет­ся ряд реликтовых форм
Рис..Риниевые а) риния, внешний вид; б) поперечный срез стебля; в) продольный разрез спорангия; 1 – ризоиды; 2 – спорангии; 3 – эпидерма; 4 – устьице; 5 – кора; 6 – флоэма; 7 – ксилема.

Папоротниковидные | Биология

Папоротниковидные относятся к высшим споровым растениям. Большинство современных папоротников являются травами. Ныне живущих папоротниковидных более 10 тысяч видов.

Папоротники растут в сосновых лесах, на болотах и даже в пустынях и водоемах. В тропических лесах растут древовидные папоротники, которые достигают в высоту 20 метров. Существуют лианоподобные папоротники, а также эпифиты (растут на деревьях). В основном папоротникообразные предпочитают влажные места обитания.

В умеренной климатической зоне широко распространены страусник, орляк, щитовник, пузырник.

В отличие от моховидных, папоротниковидные имеют настоящие корни. Стебель у папоротников короткий, а листья называются вайями (они имеют характерные особенности строения и роста).

Корни папоротника развиваются из стебля, а не из корня зародыша, так как последний отмирает в процессе роста и развития растения. В результате корневая система папоротниковидных является придаточной.

Стебель папоротника — это короткое одревесневшее корневище. Стебель имеет в своем составе механическую и проводящую ткань, а также эпидермис. Проводящая ткань представлена сосудистыми пучками. От стебля каждый год отрастают новые листья-вайи. При этом они растут от вершины корневища, где находится точка роста.

Распускающиеся вайи папоротниковидных свернуты в форме улитки. Они покрыты множеством чешуек, имеющих коричневый цвет. Вайя растет медленно. Каждый лист-вайя достаточно крупный, рассеченный на множество мелких листочков. У некоторых видов длина вайи составляет несколько десятков метров. В умеренном климате на зиму листья папоротников отмирают.

После созревания споры выпадают из сорусов и разносятся ветром. Попав в благоприятные условия, они прорастают в гаплоидный заросток. Он похож на сердцевидную зеленую пластинку. Размер заростка всего несколько миллиметров. Вместо корней у него имеются ризоиды, как у моховидных.

Предлагаем ознакомиться  Какие средства эффективны против вредителей перца

На нижней стороне заростка образуются антеридии и архегонии (мужские и женские органы размножения). В них созревают гаплоидные гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки соответственно). Во время дождей или при обильной росе сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и оплодотворяют их. Образуется диплоидная зигота (имеющая двойной набор хромосом).

Прямо на заростке из зиготы начинает развиваться зародыш папоротника. У зародыша есть первичный корешок, стебелек и лист. Зародыш питается за счет заростка. Когда он разовьется, то укрепляется в почве и питается уже самостоятельно. Из него вырастает взрослое растение.

У папоротниковидных, также как у моховидных, происходит чередование двух поколений — гаметофита и спорофита. Однако у папоротников в жизненном цикле преобладает спорофит, в то время как у мхов взрослым зеленым растением является гаметофит.

Папоротникообразные растения: характеристика группы, биологическое значение

Спорофит у папоротников считается бесполым поколением.

У папоротниковидных встречается вегетативное размножение с помощью выводковых почек. Они образуются на корнях.

На Земле были времена, когда папоротники были преобладающей растительностью суши. Однако в настоящее время значение папоротниковидных не так велико. Человек использует некоторые виды папоротников в качестве декоративных растений (полиподиум, адиантум, нефролепис).

Молодые листья некоторых видов можно употреблять в пищу. Из корневищ готовят отвары, из листьев — настойки, которые применяются как противовоспалительные, болеутоляющие, противоглистные препараты.

Ботаника

Папортниковые, или папортники, возникли в девонский период, а уже в карбоне их древовидные формы наравне с другими высшими споровыми растениями составляли обширные влажные леса, остатки которых образовали залежи каменного угля, К настоящему времени сохранилось примерно 12 тыс.

видов папоротников, распространенных преимущественно в тропиках и субтропиках, а также в умеренных областях земного шара, включая пустынные районы.

 Папортники умеренной зоны Северного полушария растут в сырых тенистых лесах, по кустарникам, лесным оврагам, сырым лугам, некоторые виды встречаются в сухих сосновых лесах (например, орляк обыкновенный).

Большинство современных представителей этого отдела — наземные многолетние растения, однако есть и водные формы (например, реликтовый вид однолетняя сальвиния плавающая).

Листья папоротников (часто их называют вайями) крупные с перисто-рассеченной листовой пластинкой и хорошо развитой проводящей системой.

Общий черешок листа листа прикрепляется к подземному стеблю, представляющему собой корневище.

Корни у папоротников придаточные, а листья, возникшие в результате уплощения крупных ветвей, растут, своей верхушкой образуя характерную разворачивающуюся «улитку». Длина листьев может колебаться от 1—2мм до 10м.

У некоторых папоротников (например, у страусника) листья дифференцированы на стерильные (фотосинтезирующие) и фертильные (несущие спорангии).

Однако у большинства представителей листья выполняют не только функцию фотосинтеза, но и спорообразования. На их нижней стороне летом образуются спорангии, расположенные одиночно или группами — сорусами.

Сорусы, имеющие вид буроватых бугорков, прикрыты особым выростом листа — индузием, или покрывальцем.

Папоротникообразные растения: характеристика группы, биологическое значение

По характеру развития и строения спорангиев папоротники подразделяются на две большие группы, не имеющие четкого таксономического характера:

  • эуспорангиатные,
  • лептоспорангиатные.

Первые — более примитивные — имеют более крупные, массивные, многоспоровые спорангии с многослойной стенкой и онтогенетически развиваются из группы клеток; вторые — более совершенные — имеют мелкие многочисленные спорангии с однослойной стенкой, фиксированное количество спор (чаще 64) и развиваются по ускоренному варианту из одной клетки.

Спорангии также имеют приспособление для эффективного вскрывания и рассеивания спор: кольцо (горизонтальное, косое или вертикальное). У наиболее совершенных таксонов спорангии собраны в группы (сорусы) и защищены индузием (покрывальцем). У древних видов споры были трехлучевые, позднее появляются однолучевые.

Кроме равноспоровых представи­телей богато представлены и разноспоровые, причем появившиеся конвергентно. Гаметофит у примитивных таксонов, как правило, массивный, многоклеточный, многолетний; обычно имеет микоризу и не способен к фото­синтезу; у молодых таксонов гаметофит в виде небольшой зеленой одно­слойной пластинки или нитей.

Он имеет короткий срок жизни.

Жизненный цикл папоротников аналогичен жизненному циклу моховидных.

Папоротникообразные растения: характеристика группы, биологическое значение

Большинство папоротников — равноспоровые растения; из одинаковых спор развиваются обоеполые гаметофиты (заростки). Они зеленые, мелкие, не более 0,5 см в поперечнике, разные по форме (пластинчатые, сердцевидные, нитчатые и др.), питаются самостоятельно. К почве гаметофит прикреплен ризоидами.

На нижней стороне заростка образуются архегонии (с яйцеклеткой) и антеридии, в которых формируются сперматозоиды. Оплодотворение происходит только при наличии воды, обеспечивающей активное движение сперматозоидов к архегонию.

 Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) дает начало диплоидному зародышу, развивающемуся во взрослое растение.

Папоротниковидные являются важными компонентами многих растительных сообществ, особенно тропических и субтропических лесов. Некоторые папоротники (например, нефролепис, адиантум, и др.) используются как декоративные растения. Они малотребовательны к условиям выращивания и хорошо растут в помещениях.