Эволюция высших растений 7 класс конспект
Обновлено: 24.07.2024
Высшие растения — это многоклеточные фототрофные организмы, приспособленные к жизни в наземной среде и характеризующиеся правильным чередованием полового и бесполого поколений и наличием дифференцированных тканей и органов.
Основные признаки, отличающие высшие растения от низших:
- приспособленность к обитанию в наземной среде;
- наличие четко дифференцированных тканей, выполняющих конкретные специализированные функции;
- наличие многоклеточных органов размножения — полового (гаметангий) и бесполого (спорангий). Мужские гаметангии высших растений называются антеридиями, женские — архегониями. Гаметангии высших растений (в отличие от низших) защищены оболочками из стерильных (бесплодных) клеток и (у отдельных групп растений) могут быть редуцированы, т.е. уменьшены и упрощены;
- превращение зиготы в типичный многоклеточный зародыш, клетки которого первоначально не дифференцированы, но генетически детерминированы на специализацию в определенном направлении;
- правильное чередование двух поколений — гаплоидного полового (гаметофит), развивающегося из споры, и диплоидного бесполого (спорофит), развивающегося из зиготы;
- доминирование в жизненном цикле спорофита (у всех отделов кроме Моховидных);
- разделение тела спорофита (у большинства отделов высших растений) на специализированные вегетативные органы — корень, стебель и листья.
Всем высшим растением свойственно наличие двух жизненных фаз, закономерно сменяющих друг друга – гаметофита и спорофита. Вместе они составляют жизненный цикл высшего растения.
Гаметофит развивается из споры и представляет собой поколение, способное размножаться половым путем, т.е. слиянием двух гаплоидных клеток – гамет с образованием диплоидной зиготы. Поскольку гаметы у высших растений всегда образуются в результате митоза само тело гаметофита построено тоже из гаплоидных клеток.
Спорофит развивается из зиготы. Он размножается бесполым путем (спорами), и его тело образовано клетками с диплоидным набором хромосом. Спорофит не образует половые органы, и споры развиваются в особых многоклеточных структурах – спорангиях. Несмотря на то, что спорофит образован диплоидными клетками, споры гаплоидны т.к. образуются в процессе мейоза из материнских клеток – предшественников.
Органы растений, выполняющие функцию полового размножения.
У различных представителей растительного царства они сильно отличаются по уровню дифференциации и сложности строения. У некоторых водорослей и лишайников генеративные органы не дифференцированы на мужские и женские (морфологически не отличимы) и различаются только физиологически. В других случаях у низших растений генеративные органы подразделяются на антеридии (образующие мужские гаметы) и оогонии (образующие женские гаметы), как правило, одноклеточные. От них в процессе эволюции произошли многоклеточные генеративные органы высших растений - антеридии и архегонии. У высших споровых растений (мхов, папоротников, хвощей и плаунов) антеридии представляют собой небольшие овальные или шаровидные тельца, одетые снаружи бесплодными клетками, в. которых образуются подвижные сперматозоиды (мужские гаметы) (см. Мхи, Папоротниковидные, Плауновидные, Хвощевидные). Архегонии выглядят как небольшие бутылкообразные или колбообразные тельца, состоящие из брюшка и шейки. В брюшке помещается неподвижная яйцеклетка - женская гамета. В процессе эволюции высших растений архегонии и антеридии претерпевают упрощение (редукцию). У наиболее высокоорганизованных покрытосеменных растений, а также у некоторых голосеменных растений архегонии отсутствуют. У сосновых от архегония сохраняется яйцеклетка и несколько боковых клеток, а мужской гаметофит редуцирован до трех клеток и антеридии, и как таковой не образуется. У покрытосеменных (цветковых) растений, в связи с особенностями их развития, возникают высокоспециализированные генеративные органы - мужские гаметофиты (пыльцевые зерна), состоящие из двух клеток (генеративной и вегетативной), и сильно редуцированные женские гаметофиты - зародышевые мешки. Понятие Генеративные органы, у покрытосеменных растений часто распространяют на цветки и плоды.
Такой мир, каким мы его видим сейчас, развивался множество тысячелетий. Многообразию растений требовалось время, чтобы приспособиться к различным условиям обитания на планете. В этом уроке мы рассмотрим эволюцию растительного мира с самого первого растительного организма.
План урока:
Происхождение растений
Изначально на Земле было полно питательных веществ. Первые организмы были гетеротрофными одноклеточными и безъядерными, то есть не могли самостоятельно синтезировать органические соединения. Они питались тем, что находили в Мировом океане. Постепенно запасы истощались, а организмов становилось всё больше. Для выживания в такой конкуренции требовалась кардинально новая стратегия.
Так появились первые фотосинтезирующие организмы. Они могли питаться энергией солнечного света и сами производили органические вещества. 2,7млрд лет назад возникли цианобактерии — предки современных растений, которые живы и по сей день.
Раньше их называли синезелёными водорослями, но это не совсем верно. Хоть цианобактерии и умеют фотосинтезировать, они относятся не к растениям, а к бактериям.
У древних бактерий одиночная клетка, в которой нет оформленного ядра, митохондрий, эндоплазматической сети и вакуолей, заполненных клеточным соком. Клетка окружена прочной клеточной стенкой, которая состоит из четырёх слоёв. Часто снаружи стенки расположен ещё и слизистый слой.
Клетки могутфотосинтезировать благодаря наличию в них пигментов: хлорофилла, каротиноидов, фикоцианина и фикоэритрина. Пигменты придают цианобактериям определённую окраску:
- Хлорофилл — зелёная окраска;
- Каротиноиды — жёлтая и оранжевая окраска;
- Фикоцианин — синяя окраска;
- Фикоэритрин — красная окраска.
Цианобактерии размножались, заселяли планету и выделяли кислород как побочный продукт фотосинтеза. Это навсегда изменило атмосферу планеты. За почти весь кислород, которым мы дышим, можно сказать спасибо цианобактериям. Появление огромного количество кислорода в атмосфере привело к вымиранию почти всей анаэробной фауны Земли, то есть тех живых организмов, которым для развития не нужен был кислород. Это событие именуется кислородной катастрофой Земли.
Цианобактерии — одноклеточные организмы. Далее эволюция растений разработала многоклеточные организмы. Затем — водоросли. У водорослей нет тканей и органов. Их тело представлено неорганизованным многоклеточным образованием — талломом. По-другому таллом называют слоевищем. К прикреплённым ко дну водорослей развиваются аналоги корней — ризоиды.
У водорослей тоже есть в составе различные пигменты, поэтому они могут по-разному окрашиваться. Окраску зелёных водорослей (хламидомонада, хлорелла) определяет хлорофилл, окраску бурых водорослей (ламинария, фукус) — фукоксантин, окраску красных водорослей (порфира, филлофора) — сочетание хлорофилла, каротиноидов и фикобилина.
После жизни перестало хватать Мирового океана: так растения вышли на сушу.
Этапы эволюции растений
Водоросли решили развиваться в двух направлениях: одни выбрали дорогу мохообразных, другие — риниофитов.
Мохообразные. У мхов, как и у водорослей, нет настоящих корней: они прикрепляются к земле ризоидами. В отличие от корней, ризоиды — одноклеточные нитевидные образования. У них нет специальных зон со своей специализацией. Мхи относятся к элементарным растениям, не способным к запасанию.
Риниофиты. Другое название — псилофиты. Растения, которые выбрали это направление, выиграли в эволюционной гонке. Сами риниофиты вымерли, но большинство растительных организмов, которые мы наблюдаем сейчас, являются их потомками. У риниофитов не было листьев. Это были первые высшие растения с развитыми проводящими (древесина, луб) и покровными тканями (эпидерма). Благодаря сосудам, их останки хорошо сохранились в окаменевших породах. Остатки служат доказательством эволюции растений.
Также учёные находят остатки папоротникообразных в залежах каменного угля и цианобактериальные маты — отложения древних сообществ. Всё это служит напоминанием об эволюции растительных организмов.
Псилофиты существовали совсем недолго. От риниофитов произошли папоротникообразные: папоротники, хвощи и плауны. У них развиты ткани, но имеется один существенный недостаток. Половое размножение папоротникообразных зависит от воды: сперматозоид и яйцеклетка сливаются с друг другом и образуют зиготу только во время дождя.
Далее появились голосеменные растения. У них вместо сперматозоида образуется спермий — неподвижная мужская половая клетка. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения. Однако, всё это время семена беззащитны перед неблагоприятными условиями среды.
Покрытосеменные довели процесс полового размножения практически до совершенства. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм. Этот процесс именуется двойным оплодотворением. В отличие от голосеменных растений, далее семя защищается от неблагоприятных воздействий мощным околоплодником.
Именно в таком порядке появились привычные растения. Порядок их образования изображают в виде дерева, которое называется филогенетическим.
Филогенетическое древо растительного мира
Антропогенное воздействие на растения
Как вы помните из прошлого урока, антропогенные экологические факторы — это воздействие человека на окружающую среду. К сожалению, на развитие растений влияет не только конкуренция, которая ведёт к совершенствованию, но и негативное воздействие человека, которое ведёт к уничтожению видов и искажению окружающей среды.
Процесс воздействия идёт в четырёх направлениях:
Негативное влияние антропогенного загрязнения очевидно. При этом выделяют три класса взаимодействия загрязнения и растительных сообществ:
- Низкий уровень загрязнения. Растения способны поглощать такое загрязнение и очищать атмосферный воздух. Влияние на растительные сообщества незаметно.
- Средний уровень загрязнения. Нарушается баланс в сообществе. Растения болеют чаще, так как снижается их иммунитет. Изменяется структура сообщества.
- Высокий уровень загрязнения. Отмечается высокий уровень гибели растений. Сообщество упрощается незамедлительно.
Существуют виды, по которым можно судить об уровне загрязнения окружающей среды. Метод называется биоиндикацией. В основном используются лишайники. Тогда биоиндикация становится лихеноиндикацией. Они особо чувствительны к вредным воздействиям, поэтому даже при низком уровне загрязнения массово погибают.
Устойчивые виды используют для очищения атмосферного воздуха. К таким видам относятся тополь и лиственница.
Чтобы предотвратить гибель растений, люди организуют особо охраняемые природные территории:
Также люди ведут красную книгу — это сборник находящихся под угрозой исчезновения живых организмов. Её создали, чтобы привлечь внимание к проблеме исчезновения видов из-за антропогенного воздействия на окружающую среду. Первая красная книга издана в 1966 году.
Кроме красной книги, есть ещё чёрная и зелёная книги. В чёрной книге хранится список уже вымерших организмов, которых человечество не успело спасти.
Зелёная книга — документ, в котором описаны имеющие значение растительные сообщества.
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный.
- 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;
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
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.
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
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные:.
Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
Формирование навыка смыслового чтения.
Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Цели: обобщить знания о многообразии растений, их происхождении, особенностях строения и процессов жизнедеятельности основных отделов; познакомить с основными эволюционными этапами развития растительного мира на Земле и их значением для дальнейшего развития органического мира; дать представление о методах изучения вымерших растений.
Ключевые слова и понятия: автотрофы, гетеротрофы, эукариоты, или ядерные, прокариоты, или доядерные; органические соединения, энергия солнца, ароморфоз, конкуренция; сине-зеленые водоросли, цианобактерии; половой способ размножения, конкуренция; озоновый экран, риниофиты, псилофиты; папоротники, хвощи и плауны, мхи, голосеменные, покрытосеменные растения; экологическая ниша, палеонтология, палеоботаника, радиоуглеродный метод, эволюция.
Актуализация знаний
Выберите правильный ответ
1. Какая наука занимается изучением развития жизни на земле?
Палеонтология
2. Какая наука изучает ископаемые остатки древних растений?
Палеоботаника
3. Что происходило с некоторыми древними растениями?
4. По чему можно судить о внешних признаках древних растений?
По отпечаткам
По кольцам на срубе
5. Когда образовалась Земля?
Более 5 млрд лет назад
2 млрд лет назад
Более 10 млрд лет назад
6. Когда появилась жизнь на Земле?
3,5-4 млрд лет назад
2 млрд лет назад
Более 5 млрд лет назад
7. Где появились первые живые организмы?
В коре растений
8. Простейшие одноклеточные организмы были похожи по строению на:
9. Одни из первых наземных растений:
10. Предки голосеменных растений:
Папоротники
Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
Преобразования растений в условиях суши. Выход растений на сушу привёл к образованию специализированных органов питания. Благодаря этим органам растение стало извлекать пищу из почвы и воздуха, что привело к разделению его тела на надземную и подземную части. Подземная часть — это корень (корневая система), надземная часть — побег, состоящий из листьев, стебля и почек.
Происхождение и этапы эволюции растений
Разделение тела растений на подземную и надземную части определило появление специализированных органов почвенного питания — корней, органов воздушного питания — листьев и органа передвижения питательных веществ — стебля.
Древние папоротники, хвощи и плауны, так же как и современные, были споровыми растениями, то есть размножались спорами. Такой способ размножения требует наличия водной среды, поэтому всем споровым растениям необходимы влажные места обитания и они не могут жить на суше повсеместно.
Господство голосеменных растений. 240-250 млн лет назад климат на Земле стал холодным и засушливым. В этих условиях возникли и широко распространились голосеменные растения. Для защиты от неблагоприятных условий у них на побегах появились почки — зачатки побегов, покрытые слоем почечных чешуй, и возник особый способ размножения — размножение семенами. При оплодотворении яйцеклеток спермием водная среда не нужна. Доставку спермия к яйцеклетке осуществляет пыльцевая трубка. Именно поэтому образовалось множество видов голосеменных растений, которые освоили даже засушливые и холодные места обитания на планете, постепенно вытесняя отовсюду споровых предков.
Последовательность возникновения важнейших ароморфозов у растений
Доставка спермия к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки (а не воды) и появление семян с большим запасом питательных веществ — прогрессивный этап в развитии растительного мира, обеспечивший широкое распространение голосеменных растений в наземно-воздушной среде.
Появление и развитие покрытосеменных растений. Потребовалось ещё более 100 млн лет исторического развития Земли, чтобы возникли покрытосеменные, или цветковые, растения. В это время на планете произошло рассеяние облачности, увеличилась солнечная радиация, повысилась сухость воздуха. Новые условия оказались губительными для многих растений, обитавших при высокой влажности. Более сложное, по сравнению с голосеменными, анатомическое строение покрытосеменных обеспечило им активное почвенное и воздушное питание, передвижение веществ в растении. Появилось такое свойство, как листопад, защищающее растение от потери воды. Появление цветка и плода, двойного оплодотворения, запасание питательных веществ в семени и развитие специальных органов вегетативного размножения обеспечили покрытосеменным преимущество перед голосеменными и всеми остальными растениями в размножении и расселении по Земле.
Цветковые растения в своём историческом развитии тесно свя-
заны с животными-опылителями. Их эволюция происходила со-
вместно, обеспечивая взаимное повышение жизнестойкости
и разнообразие форм.
Эволюция растений (6 класс) - биология,
Многие виды цветковых растений и насекомых приспособлены к строению и жизненному циклу друг друга. Не только насекомые, но и другие животные участвуют в переносе пыльцы и распространении плодов и семян растений. Такое совместное существование покрытосеменных и животных способствовало лучшему выживанию этих растений, развитию у них различных жизненных форм, в том числе травянистых.
В процессе длительного развития органического мира растения
прошли путь от простых одноклеточных зелёных водорослей до
высокоразвитых покрытосеменных.
Эволюция живых организмов на Земле происходила на протяжении миллионов лет. Всё это время растительный и животный мир развивался и усложнялся. Возникли разные типы организмов: прокариоты и эукариоты. Среди растительных эукариот возникли разнообразные группы: водоросли (одноклеточные и многоклеточные), моховидные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые) растения.
Развитие жизни на Земле (The Evolution of Life)
Подведение итогов урока
1.Объясните, почему семенные растения возникли только в наземно-воздушной среде.
2.Охарактеризуйте отличие современных папоротников от вымерших.
3.Почему в тропических районах больше древесных цветковых растений, а в холодных зонах — травянистых?
4.Каким образом животные .способствовали увеличению разнообразия покрытосеменных растений?
Все группы растительных организмов возникли в процессе эволюции. Выход на сушу привёл к появлению у растений новых специализированных органов и тканей — проводящей, покровной, механической, фотосинтезирующей. Появились вегетативные органы — корень и побег. Похолодание климата и иссушение почвы привело к появлению семян. В эволюции высших растений большую роль играли условия среды обитания
Домашнее задание
Творческие задания.
1.Написать научный рассказ, в котором была бы изложена ваша точка зрения на возникновение жизни на Земле.
2.Сделать отпечатки листьев на гипсе. Для этого сухой гипс развести водой до густоты сметаны и вылить его в неглубокую посуду (лучше непищевую), смазанную любым жиром, чтобы можно было вынуть готовые формы. Приготовить листья различных растений (лучше всего брать листья с наиболее рельефными жилками). Взять один листок, положить его на гипс и сильно прижать, чтобы не было пузырьков воздуха. Оставить на некоторое время. После застывания гипса лист нужно снять, вынуть отпечаток из формы. Следует помнить, что гипс застывает быстро, и если вы что-либо испачкали в растворе, лучше его смыть до затвердевания.
Задания для учеников, интересующихся биологией.
3.Выяснить, кто такой русский ученый А.И. Опарин, в чем его заслуга перед наукой. Что такое коацерватные капли? Можно ли считать их живыми организмами?
Узнать, на какие ветви разделяется наука палеонтология. Что изучает каждая из отраслей?
И.Н. Пономарёва, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко Биология : 6 класс : учебник для учащихся общеобразовательных учреждений
Серебрякова Т.И., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы
В.В. Пасечника. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы
Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс
Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к
Образовательные:
- Познакомить учащихся с критериями классификации растений на высшие и низшие;
- Выделить отличительные особенности растений от представителей других царств живой природы;
Развивающие:
- Формирование умения работы с тестами;
- Формирование информационных навыков при работе с текстом, его осмысливания и формулирования выводов.
Воспитательные:
- Воспитать любовь к природе и бережное отношение к ней.
Понятия: риниофиты.
Тип урока: комбинированный урок с использование ИКТ
Структура урока:
1. Организация
2.Целевая установка
3.Актуализация опорных знаний
4.Изучение нового
5.Итоговое закрепление
6.Комментирование оценок
7.Домашнее задание
Высшие растения легко отличить по внешнему виду от водорослей. Их тело расчленено на органы в связи с воздушным (фотосинтез) и почвенным питанием в условиях наземно-воздушной среды.
В конце палеозоя на Земле происходили мощные горообразовательные процессы, площади суши значительно возросли. В результате растения стали осваивать новую среду — наземно-воздушную.
По сравнению с водной в наземно-воздушной среде условия обитания более сложные: часто возникает дефицит воды, резко изменяется температура, плотность воздуха намного ниже плотности воды.
Мягкие и хрупкие слоевища водорослей в таких условиях пересыхают и ломаются под собственной тяжестью.
В процессе эволюции от водорослей произошли первые наземные растения, среди которых естественным отбором сохранялись особи, имевшие наследственные изменения, соответствующие новой среде обитания.
Постепенно у растений сформировались ткани и органы. Выход растений на сушу — один из величайших этапов эволюции. Он был подготовлен изменениями в живой и неживой природе: появлением почвы и возникновением озонового экрана, вставшего на пути губительных для всего живого ультрафиолетовых лучей.
Дальнейшая эволюция высших растений в наземных условиях шла по пути дифференциации вегетативных органов (появление корней, листьев, более сложное ветвление стебля), развития покровных и механических тканей, проводящей системы, органов размножения. Современная классификация высших растений отражает их разнообразие и историю появления на Земле.
Первые наземные растения — риниофиты появились примерно 400 млн лет назад. Их тело состояло из зелёных веточек. Каждая веточка ветвилась, разделяясь на две части. В клетках веточек содержался хлорофилл и происходил фотосинтез.
Произрастали риниофиты в увлажнённых местах. К почве они прикреплялись ризоидами — выростами на поверхности горизонтально располагавшихся веточек. На концах веточек находились спороносные части, в которых созревали споры.
У риниофитов уже начали формироваться проводящая и механическая ткани. В процессе эволюции благодаря возникновению наследственных изменений и естественному отбору на поверхности веточек риниофитов образовалась покровная ткань с устьицами, регулирующими испарение воды.
Риниофиты — это вымершая группа растений. Некоторые учёные считают их предками мхов, папоротников, хвощей и плаунов. Другие предполагают, что риниофиты осваивали сушу одновременно со мхами.
ОБЩИЕ ЧЕРТЫ СТРОЕНИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ
Высшие растения имеют хорошо развитые ткани и органы.
Покровные ткани (кожица, пробка, кора) защищают от высыхания и промерзания, обеспечивают газообмен с внешней средой.
Механические ткани позволяют стеблю выносить листья как можно выше, чтобы они не затенялись другими растениями.
По проводящим тканям (лубу и древесине) осуществляется транспорт воды, солей (восходящий ток) и органических веществ (нисходящий ток).
Наземные части высших растений (побеги) находятся в атмосфере, а подземные (корни) — в почве. Корни имеют приспособления для всасывания из почвы воды и минеральных веществ. Так, выросты клеток покровной ткани корня — корневые волоски — значительно увеличивают поверхность корней. Они всасывают воду благодаря возникающему корневому давлению и испарению воды листьями.
Размножаются высшие растения бесполым и половым путём. При этом способы размножения чередуются.
При бесполом размножении образуются споры. Из спор вырастает половое поколение, которое производит половые клетки — гаметы. С участием гамет происходит половое размножение. В результате слияния мужских и женских гамет (оплодотворения) образуется зигота. Она даёт начало бесполому поколению, которое вновь производит споры, и жизненный цикл не прерывается. Для высших растений характерен также такой тип бесполого размножения, как вегетативное, т.е. размножение вегетативными частями тела.
Читайте также: