Урок: Папоротникообразные.

Папоротникообразные — высшие растения. У них имеются все основные органы, характерные для высших растений: стебли, листья и корни. У них хорошо развиты покровные, проводящие и механические ткани, что позволяет отдельным представителям этой группы достигать достаточно больших размеров. Проводящие ткани представлены ксилемой и флоэмой. Появление проводящих тканей является огромным эволюционным достижением, открывающим перед этими растениями большие возможности для расселения и занятия новых экологических ниш.

Наличие дифференцированных органов и тканей является одним из приспособлений к жизни на суше. Размножаются папоротникообразные при помощи спор, поэтому они, как и мохообразные, относятся к высшим споровым растениям. Но в отличие от мохообразных папоротникообразные являются сосудистыми растениями. Первые сосудистые растения появились более 400 млн лет назад.

Современные папоротникообразные — представители очень древних растений. Многие из ныне живущих форм являются реликтовыми, поэтому их иногда называют живыми ископаемыми.

Реликтовыми являются те растения, которые сохранились с прошлых геологических эпох, со времен, когда они и им подобные были широко распространены. Папоротникообразные средней полосы в основном травянистые растения, обитатели влажных тенистых территорий. Чаще всего их можно встретить под пологом леса или в тенистых оврагах. В тропических широтах чаще встречаются древовидные представители этого отдела.

Папоротникообразные — большая группа растений, насчитывающая более 10 000 видов. К ним относятся папоротники (отдел папоротниковидные), хвощи (отдел хвощевидные) и плауны (отдел плауновидные).

Папоротники широко распространены на земном шаре. Большая их часть обитает на суше в местах с повышенной влажностью, но встречаются и такие, которые обитают в воде. (Учитель демонстрирует таблицы с изображением папоротников, гербарные образцы различных папоротников средней полосы, комнатные папоротники (нефролепис, страусник, адиантум (венерин волос), асплениум, селягинелла и др.), а также по возможности аквариумные виды папоротников, например, сальвинию.)

Папоротники средней полосы — многолетние травянистые растения, но во влажных тропических лесах встречаются древовидные формы до 20 м в высоту с пятиметровыми листьями. Их стволы толщиной до 30 см, но тем не менее, как и все папоротникообразные, они не имеют камбия. В наших лесах чаще всего встречаются орляк, кочедыжник женский, щитовник мужской, страусопер и др.

Если рассмотреть внешнее строение папоротника более подробно, становится ясно, что под землей расположено корневище.

От корневища отходят небольшие корни. Это придаточные корни. 

От корневищ растут также и листья папоротника. Листья имеют особое строение и называются вайями. У большинства папоротников вайи сильно рассечены, но встречаются виды, у которых они цельные. Черешки вайи покрыты характерными буроватыми чешуйками. Вайи длительное время нарастают верхушкой, что характерно для целых побегов у высших растений. Молодые, еще не распустившиеся листья, улиткообразно закручены, потому что нижняя поверхность вайи растет быстрее, чем верхняя. Чаще всего листья папоротников, помимо фотосинтеза, выполняют еще и спороносную функцию.

Если летом посмотреть на нижнюю сторону вайи папоротника, можно увидеть небольшие коричневатые бугорки. Это группы спорангиев (от греч. «спора» и «ангейон» — сосуд) — образований, в которых созревают споры. Спорангий имеет линзообразную форму. При созревании спор стенка спорангия разрывается и споры высыпаются. Спорангии имеют специальные приспособления для разбрасывания спор по типу катапультирования. Споры очень мелкие и легкие и переносятся ветром на большие расстояния, могут долго сохранять способность к прорастанию.

При попадании в благоприятные условия спора начинает прорастать. Из проросшей споры развивается небольшая зеленая пластинка или нить — заросток. Заросток располагается очень близко к земле, где влажность более высокая. На заростке расположены ризоиды, с помощью которых он прикрепляется к почве. Через некоторое время заросток становится больше (достигает нескольких миллиметров). На нижней стороне заростка образуются женские половые органы, называемые архегониями (от греч. «архее» — начало и «гоне» — рождение), и мужские, которые называются антеридиями (от греч. «антерос» — цветущий.Подвижные мужские гаметы сперматозоиды проникают к яйцеклеткам, после чего происходит оплодотворение.

Передвижение сперматозоидов может происходить только при наличии воды. 

После оплодотворения образуется зигота, из которой развиваются небольшой побег и придаточные корни. Это зародыш будущего растения. Он растет и постепенно превращается в молодой папоротник. Но пройдет еще несколько лет, прежде чем на молодом растении образуются спорангии со спорами.

Хвощи — многолетние травянистые растения с длинными ветвящимися корневищами, зимующими в почве. Хвощи произрастают в основном в Северном полушарии. На территории России чаще всего встречаются хвощ полевой, хвощ луговой, хвощ лесной, хвощ болотный и другие виды. В каменноугольном периоде эта группа растений была представлена в основном гигантскими древовидными растениями, которые вымерли. Современные хвощи — жесткие, за счет большого количества содержащегося в них кремнезема, травы с мутовчатым листорасположением. Листья их мелкие, чешуевидные, сросшиеся в виде трубочек. Растут хвощи на болотах, на лугах, в лесу, в неглубоких водоемах.

Летние побеги хвощей ветвистые, состоящие из члеников, с ярко выраженными междоузлиями. Листья хвощей часто не имеют зеленой окраски (соответственно, в них отсутствует хлорофилл), фотосинтез у этих растений происходит в основном в членистых стеблях.

На верхушке некоторых побегов располагаются спороносные колоски. Эти побеги не ветвятся и отмирают после образования спор.

Плауны — также являются очень древними растениями (самые древние из папоротникообразных). В каменноугольном периоде были широко распространены их древовидные предки. Плауны обитают от тропиков до арктических областей. Большинство тропических форм — эпифиты — живет на других растениях. В умеренных областях они образуют целые ковры в лесу, хорошо заметные зимой, так как являются вечнозелеными растениями.

Современные плауны — многолетние травянистые вечнозеленые растения. Листья плауна очень мелкие, похожие на заостренные удлиненные чешуйки. Стебли плаунов длинные, ползучие, с вертикальными побегами. На ползучих стеблях образуются придаточные корни. Летом на прямостоячих побегах образуются спороносные колоски со спорами.

Российские леса населяют плаун булавовидный и баранец обыкновенный. Многие виды плаунов являются редкими и исчезающими видами, занесенными в Красную книгу. Кроме того, они требуют охраны и как реликтовые растения.

Запишите таблицу  «Сравнительная характеристика папоротникообразных и мохообразных»

        V Подведение итогов урока

Домашнее задание

 Подготовить доклад на тему «Растительность каменноугольного периода».