Каково значение современных папоротникообразных кратко
Обновлено: 02.07.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ Открытый урок папоротники.docx
Цель урока: дать общую характеристику отдела папоротникообразные, продолжить знакомить учащихся с разнообразием растительного мира и особенностями строения высших споровых растений.
Образовательная:
- изучить особенности строения, размножения и многообразия папоротниковидных;
Воспитательная:
- формировать познавательный интерес к изучаемому предмету, научное мировоззрение учащихся;
Развивающие:
- развивать навыки работы с разными видами информации;
- продолжить работу над развитием навыков анализировать и сравнивать различные группы растений.
Оборудование : компьютер с мультимедийным проектором, презентация, таблица “Папоротники”, гербарии.
Тип урока: Комбинированный урок
Методы обучения: беседа, словесные, объяснительно-иллюстративные, практический метод, частично-поисковый на основе использования ИКТ.
Формы организации УД: фронтальная, групповая (парная), индивидуальная.
Организационный момент
Актуализация знаний
На прошлом уроке мы с вами изучили разнообразие мхов. Дали общую характеристику зеленых мхов как высших споровых растений, а также изучили размножение и развитие мхов. Давайте вспомним изученный нами материал.
Как называется раздел ботаники изучающий моховидные? (бриология)
Сколько в мире насчитывается мохообразных? (22-27 тыс.видов)
Функцию корней у мхов выполняют? (ризоиды)
Что такое ризоиды? (это тонкие нитевидные выросты наружной оболочки)
На какие 2 вида по наличию листа и стебля делятся моховидные? (листостебельные, нелистостебельные)
К зеленым мхам относится? (кукушкин лен)
К торфяным мхам относится? (сфагнум)
Какой мох является двудомным растением? (зеленый мох)
Каким путем размножаются мхи? Охарактеризуйте их. (половым и бесполым)
Как птицы используют мхи? (в качестве гнездового материала)
Где произрастает больше всего сфагнума и кукушкина льна? (на заболоченных лесных участках, на участках с избыточным увлажнением)
Возможно ли оплодотворение у моховидных вне воды? (нет)
Изучение нового материала
К папоротникообразным относят 3 отдела растений. Это папоротники, хвощи и плауны. Все споровые имеют единого предка, а именно первых наземных растений – псилофитов. Сегодня мы с вами более подробно познакомимся с папоротниками. По сравнению с мхами эти растения более совершенны. Одно из главных отличий от мхов это сосуды, это первые растения у которых появилась проводящая система. Мхи не имели ни проводящих тканей, ни корней, только ризоиды, стебли и листья. У папоротников впервые формируются корни или корневища. Древние папоротники были гигантскими деревьями, которым корни были просто необходимы. Для чего?
Древовидные папоротники и сегодня растут в Австралии и Новой Зеландии. Это так называемые реликтовые леса (древние случайно выжившие). Папоротникообразные, растущие в Казахстане, являются многолетними травами.
Папоротник всегда привлекал к себе интерес и даже вызывали у людей некоторую опаску. Он считался особым, таинственным и затаённым растением, не похожим на все остальные. Он вечно что-то скрывал, рос в полутёмных, сырых, страшноватых местах и, видимо, хранил в себе какое-то тайное знание.
Большинство из них имеет сильно рассеченные листья, часто очень крупных размеров. Но встречаются папоротники и с цельными листьями. Корни у папоротников придаточные, они развиваются из стебля и оснований листьев. Стебли папоротников разнообразны по своему строению.
Прямостоячий стебель древовидных папоротников, несущий на верхушке крону листьев, называют стволом. Ползучий или вьющийся стебель называют корневищем. Корневище может быть довольно длинным (у вьющихся форм) или, наоборот, очень коротким и клубневидным.
(На столах гербарий, ученики рассматривают и находят коричневые бугорки)
Многие из вас, вероятно, видели красивые перистые листья папоротника, но никто никогда не видел его цветков.
- А как же цветет папоротник?
У русского народа есть замечательный праздник – День Ивана Купалы.
В этот день принято водить хороводы, прыгать через костер и искать волшебный цветок папоротника. На Ивана Купалу девушки плетут венки, втыкают в них свечи, пускают по воде и гадают. Если венок не утонет, а поплывет – значит ждет скорое замужество. Самой счастливой станет та, чей венок дольше продержится на воде, а у кого дольше всех прогорит свеча – тот проживет самую долгую жизнь.
Согласно легенде о папоротнике в полночь перед Ивановым днем папоротник на несколько мгновений зацветает ярко-огненным цветком с волшебными свойствами. Кто отыщет расцветший папоротник и сумеет овладеть им, найдет клад скрытый в земле. По легенде около полуночи из листьев папоротника внезапно появляется почка, которая, поднимаясь все выше и выше, то заколышется, то остановится - и вдруг зашатается, перевернется и запрыгает. Ровно в полночь созревшая почка разрывается с треском, и взорам представляется ярко-огненный цветок, столь яркий, что на него невозможно смотреть; невидимая рука срывает его, а человеку никогда почти не удается сделать это.
- Почему? (Папоротник не цветет)
Папоротники высшие споровые растения. Одним из распространенных представителей является щитовник. Он растет во влажных тенистых местах, под пологом леса и по сырым оврагам. Имеет хорошо развитые корневища. Вниз от корневищ отходят придаточные корни, вверх - листья. Листья крупные. Их называют вайями. Весной листья свернуты и имеют улиткообразную форму. Затем они разворачиваются – распрямляются.
Каждое растение в природе имеет особую ценность и значимость, ведь их исчезновение приводит к нарушению равновесия в природе и в экологическом, и в потребительском отношении, ведь каждое растение для чего-то необходимо. В силу глобального потепления на нашей планете папоротники относятся как раз к исчезающему виду растений, ведь для их существования так необходима влага, которой в природе в силу активности солнца становится все меньше и меньше.
Немного о папоротниках
Папоротники являются одними из самых древних высших растений. Они появились на нашей планете почти 400 миллионов лет назад. Только тогда они росли везде и имели гигантские размеры. Сейчас такого размера папоротник очень сложно найти, их почти не осталось. Всего в современном мире насчитывается 300 родов и почти 20000 видов папоротника, размножающегося спорами. В 19 веке были выведены комнатные папоротники.
В природе папоротники растут в разных экологических условиях. Во влажных лесах они встречаются на заболоченных местах и водоемах, листья их отмирают на зимний период. В умеренных зонах это растение представляет собой многолетнее корневище травы. Во влажных тропических лесах можно встретить древовидный папоротник со стволом высотой до 20 м и похожим на колонну. Верхушка такого растения украшена большими перистыми вечнозелеными листьями. Самыми распространенными являются орляк и страусник.
Значение папоротников в природе
Особое значение папоротников в природе определяется тем, что некоторые микроорганизмы и беспозвоночные животные практически не могут существовать без папоротников, ведь последние являются не только их средой обитания, но и пищей.
Жизнедеятельность папоротников тесно взаимосвязана с другими представителями фауны земного шара, они влияют друг на друга как положительно, так и отрицательно: при нарушении их жизнедеятельности круговорот энергии, кислорода и прочих важных элементов может быть существенно нарушен. Кстати, значение папоротников в природе достаточно велико, так как эти растения также принимают участие в образовании кислорода, такого необходимого живому миру нашей планеты.
Отрицательное значение папоротников в природе представлено пунктом о принадлежности некоторых видов папоротника к сорнякам, например, папоротник сальвиния, который быстро размножается вегетативным способом и может стать настоящей угрозой жизни водоемов, в частности их растительному и животному миру.
Применение папоротников
Листья папоротников часто используют с декоративной целью. Их длинные стержневые части листьев, благодаря своей жесткости и прочности, популярны в различного рода поделках. В основном используют для этих целей лигодиум и анелию. Аквариумы и водоемы отлично украсит сальвиния и азолла каролинская.
Многие папоротники нашли широкое применение в медицине. Например, из корневищ щитовника мужского изготавливают противоглистные препараты; с помощью лигодиума мелколистного успешно лечат открытые раны, с заболеваниями горла и кашлем отлично справляется схизея вильчатая. Лекарственным растением является папоротник орляк.
Однако не стоит забывать о том, что это растение все же является ядовитым и его применение внутрь возможно только под наблюдением доктора и очень осторожно.
Наружно используют отвар корневища папоротника для примочек при судорогах, ревматизме, геморрое и гнойных ранах.
Вудвардия вирджинская поселяется в сфагновых болотах, образуя своими корневищами сплетения, и вместе с другими болотными растениями является торфообразователем. Разновидности азолы используются в сельском хозяйстве в качестве зеленого удобрения, которое обогащает почву азотом.
Побеги собирают ранней весной, в первые 2 недели их появления. Далее возможно их консервирование, соление, сушка. Листья используют для супов, их жарят. В Японии и Китае из корневищ добывают крахмал.
Таким образом, можно сделать вывод, что папоротники – это удивительные растения, которые несмотря на свои ядовитые свойства все же играют важную роль на земном шаре. Эти растения в природе необходимо беречь и охранять, ведь многие из разновидностей папоротников уже занесены в Красную книгу. Нельзя допустить их гибели, ведь важность папоротников в природе неоценима.
Папоротникообразные – это группа споровых растений, которые обладают проводящими тканями (сосудистыми пучками). Предполагают, что зародились они более 400 млн. лет назад, еще в палеозойский период.
Предками считают ринофитов, но папоротникообразные растения в процессе эволюции приобрели более сложную систему строения (появились листья, корневая система).
Признаки папоротникообразных
Для папоротникообразных характерны следующие признаки:
Разнообразие форм, жизненных циклов, системы строения. Насчитывается три сотни родов и примерно 10 тыс. видов растений (самые многочисленные из споровых).
Высокая устойчивость к переменам климата, влажности, образование огромного количества спор – причины, которые привели к расселению папоротникообразных по всей планете. Встречаются в нижних ярусах леса, на скалистой поверхности, возле болот, рек, озер, разрастаются на стенах заброшенных домов и в сельской местности. Самые благоприятные условия для папоротниковых растений – это наличие влаги и тепла, поэтому наибольшее разнообразие можно встретить в тропиках и субтропиках.
Всем папоротникообразным для оплодотворения нужна вода. Они проходят два периода в жизненном цикле:
- Продолжительный бесполовой (спорофит);
- короткий половой (гаметофит).
Когда спора попадает на влажную поверхность, сразу активируется процесс прорастания, наступает половая фаза. Гаметофит крепится к земле с помощью ризоидов (образования похожие на корни, нужны для питания и прикрепления к субстрату) и начинает самостоятельный рост. Новообразовавшееся росток формирует мужские и женские половые органы (антеридии, архегонии), в них идет образование гамет (сперматозоидов и яйцеклеток), которые сливаются и дают жизнь новому растению.
Во время раскрытия спорангии (место созревания споровых клеток) высыпается множество спор, но выживает только их часть, ведь для дальнейшего роста нужна влажная среда и теневая местность.
Вьющиеся по земле папоротники могут размножаться вегетативно, листья, соприкасаясь с почвой, при достаточной влажности дают новые ростки.
Папоротникообразные растения
Стебли папоротниковых имеют множество разнообразных форм, но уступают по размерам листве. Когда стебель на верхушке несет листья, его называют стволом, он снабжен ветвящимся корнем, который придает устойчивости древовидным папоротникам. Вьющиеся стебли называют корневищем, могут простилаться на значительные расстояния.
Папоротники никогда не цветут. В давние времена, когда люди не знали о споровом размножении, существовали легенды о цветке папоротника, который обладал магическими свойствами, кто найдет его, тот обретет неведомую силу.
Прогрессивные черты в строении папоротникообразных
Появились корни, они придаточные, то есть первоначальный корень в дальнейшем не функционирует. Заменяется на корни, проросшие из стебля.
Листья еще не имеют типичного строения, это совокупность ветвей расположенных в одной плоскости под названием вайя. В них находится хлорофилл, за счет которого происходит фотосинтез. Вайи также служат для размножения, на обратной стороне листа находятся спорангии, после их дозревания, происходит раскрытие и высыпание спор.
Взрослые папоротникообразные – диплоидные организмы.
Классификация Папоротникообразных по классам
Настоящие папоротники – самый многочисленный класс. Представитель щитовник мужской – многолетнее растение, достигает высоты до 1 м. Корневище толстое, короткое, укрыто чешуйками, на нем расположены листья. Растет на влажной почве в смешанных и хвойных лесах. Орляк обыкновенный обитает в сосновых лесах, достигает больших размеров. Быстро размножается, хорошо приживается, поэтому может занимать значительные территории, если использовать его в парках или садах.
Щитовник мужской
Хвощевидные – травянистые папоротники, растут от нескольких сантиметров до 12 метров (хвощ гигантский), при этом диаметр стебля около 3см, поэтому чтобы развиваться их необходимо использовать другие деревья как опору. Листва видоизменена до чешуй, стебель равномерно разделен узелками на междуузелковые участки. Корневая система представлена придаточными корнями, в почве также находится часть корневища, которое может формировать клубни (органы вегетативного размножения).
Мараттиевые – относятся к древним видам растений, которые населяли нашу планету в Каменноугольный период. Присутствует стебель, до середины погруженный в почву, корни придаточные. Сейчас они постепенно отмирают, встречаются только в тропических поясах. Обладают огромными двухъярусными листьями, до 6 метров длиной.
Ужовниковые – наземные травянистые растения до 20см в высоту (есть исключения, которые достигают 1,5м длинны). Представители имеют толстый корень, не дающий ответвлений. Корневище, например, у гроздовника полулунного короткое, не разветвляется, а у червеколосника — вьющееся, распространяется по земле.
Гроздовник полулунный
Сальвиниевые – водные папоротниковые растения (населяют водоемы Африки, южной Европы), которые имеют корень для крепления к сильно увлажненной почве. Они разноспоровые, отдельно развиваются мужские и женские гаметофиты. После дозревания взрослая особь отмирает, а сорусы опускаются на дно, из которых весной выйдут споры и поднимутся с глубины на поверхность воды, где происходит оплодотворение. Используются, как растения для аквариумов.
Значение папоротникообразных растений
Остатки папоротников дали залежи полезных ископаемых: каменного угля, который широко используется в промышленности (как топливо, химическое сырье). Некоторые виды вносят как удобрение.
Применяются для изготовления лекарственных препаратов (антипаразитарных, противовоспалительных). Споры входят в состав оболочек капсул.
Папоротники — это еда и дом для низших животных. Выделяют кислород в процессе фотосинтеза.
Красота растений привлекает ландшафтных дизайнеров, поэтому их выращивают как декорации. Некоторые виды можно использовать в пищу (листву орляка).
Природа
Папоротники широко распространены в природе. В этой статье мы рассмотрим какое значение папоротника в природе и жизни человека.
Значение папоротников в жизни человека и в природе
1. Папоротники участвуют в формировании растительных группировок лесных и горных районов.
2. Образуют значительную органическую массу.
3. Вымершие древовидные папоротники вместе с другими споровыми растениями сыграли значительную роль в формировании залежей каменного угля.
4. Многие современные видов культивируют как оранжерейные, комнатные и садово-парковые декоративные растения (адиантум венерин волос, нефролепис, птерис, асплений, страусиное перо).
5. Молодые листья некоторых видов употребляют в пищу в свежем, соленом и маринованном виде (орляк обыкновенный).
6. Тропический вид папоротник используют как азотное удобрение на рисовых полях.
7. С корневища щитника мужского получали лекарства против паразитических червей, которые поселяются в организме человека и животных. Кроме того, отвары и настойки из листьев щитника мужского используют как обезболивающее и противовоспалительное средство для заживления ран.
8. Папоротники служат пищей и средой обитания для многих микроорганизмов и беспозвоночных животных.
9. Папоротники выделяют кислород, а он необходим всем живым организмам для дыхания.
10. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину используют в пищу. Корневища папоротника рарауфе были основой пищи маори, которые употребляли также корневища и побеги других папоротников.
Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители - щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.
Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры - карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.
Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей - травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.
Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки - сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).
В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал "корень" - у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега - корневища.
Строение
Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя - щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.
Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки - "улитки".
Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion - пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис - главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.
Жизненный цикл папоротниковидных
Листостебельное растение папоротника, изображенное выше - спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы - группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).
В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм "катапульты", споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.
Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы - соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).
Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления - гаустории (от лат. haustor - черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.
Значение папоротников
Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания - продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.
Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Читайте также: