КУРСОВАЯ РАБОТА
«Комнатные растения и их место в обучении ботаники»
Руководитель ________________ Е.Г.Шаронова
подпись, дата инициалы, фамилия
Студент ЕБГ-2, 130403 ________________ Т.А.Юсупова
номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия
Чебоксары 2016
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..3
Глава 1. Использования комнатных растений на уроках ботаники…………...4
1.1 Общая характеристика комнатных растений, используемых на уроках ботаники……………………………………………………………………….6
1.2 Особенности использования комнатных растений на уроках ботаники..13
Глава2. Экспериментальная работа по изучению использования комнатных растений на урокахботаники……………………………………………………17
2.1. Практика ИСПОЛЬЗОВАНИ я комнатных растений на уроках общей ботаники в общеобразовательной школе………………………………………18
2.2. АНАЛИЗ использования ….. на ур. Ботаники школ г. Чебоксары……...16
Заключение……………………………………………………………………….29
Библиографический список……………………………………………………..30
Введение
Учитель биологии использует большой арсенал наглядных средств обучения - натуральных и изобразительных: статичных и динамичных, на печатной основе, аудивизуальных и других. Наиболее ценными для обучения школьников являются натуральные объекты, за которыми ребята могут наблюдать и ставить опыты, однако сбор натуральных объектов, их хранение, и содержание сопряжено с определенными трудностями. Такие трудности можно преодолеть самым доступным для учителя биологии способом - выращиванием комнатных растений.
Цель: Изучить комнатные растения и их место в обучении ботаники
Глава 1. Использования комнатных растений на уроках ботаники.
При изучении ботаники в шестом классе широко используются комнатные растения. Благодаря своему многообразию, они могут служить хорошим демонстрационным материалом в темах по морфологии и систематике растений, в проведении опытов по физиологии растений, при выяснении влияния окружающих условий на рост и развитие растений.
Уже на первом уроке, в теме «Общее знакомство с цветковыми растениями», комнатные растения служат демонстрационным материалом, иллюстрирующим рассказ учителя о многообразии растительного мира. Формируя понятие «цветковые растения», знакомя учащихся с органами цветкового растения, демонстрирую цветущие фиалки, бальзамин, гибискус и др.
Демонстрация комнатных растений с плодами всегда вызывает живой интерес у учащихся. Для этой цели используются паслен перечный, кливию.
Клеточное строение растений учащиеся изучают с помощью микропрепаратов органов растений, изготовленных самостоятельно (листья кливии, лепестки бегонии, корни хлорофитума и т. д.). Изучение внешнего и внутреннего строения корня проводится на придаточных корнях бегонии, сингониума. Воздушные придаточные корни легко образуются у пилеи во влажной камере. У монстеры воздушные корни достаточно крупные и корневой чехлик виден невооруженным глазом. Поглощение корнем воды с растворенными в ней минеральными солями легко демонстрировать на бальзамине султанском, поливая его накануне водой, подкрашенной красными чернилами.
В корнях циперуса видны воздушные камеры – приспособление растения к жизни на болоте.
При изучении темы «Лист» комнатные растения становятся незаменимыми живыми объектами, т. к. эту тему изучают в зимние месяцы.
На крупных листьях бегонии клещевинолистной можно наглядно показать, что такое листовая пластинка и черешок листа. Сидячие листья можно наблюдать у традесканции, кливии, пандануса, драцены. Листья, близкие к округлой форме, демонстрирую на примере сенполии; яйцевидной формы – у гибискуса, бальзамина; обратнояйцевидной – у пеперомии; овальной формы – у воскового плюща; стреловидной формы – у белокрыльника, сингониума; ланцетной формы – кливии, пандануса; узколинейной формы – у циперуса.
Различный характер жилкования листа можно показать на листьях бегонии (сетчатое), традесканции (дуговое), циперуса, пандануса (параллельное).
Расположение листьев на стебле удобно демонстрировать на примере пеларгонии (очередное), красулы (супротивное).
Живые растения помогут учащимся усвоить целый ряд понятий о побеге и его составных частях. Хорошо видны узлы и междоузлия у гибискуса, фикуса, пеларгонии. На любом комнатном растении класса двудольных видны пазухи листьев, верхушечные, пазушные почки.
На гибискусе, фикусе, бегонии и др. удобно провести опыт по формированию кроны растений.
При изучении темы «Вегетативное размножение растений» комнатные растения используются для проведения несложных опытов и практических работ:
-размножение стеблевыми черенками (гибискус, аукуба, сциндапсус);
- размножение усами (хлорофитум, папоротники);
- размножение корневищами (сансевиера, рускус, аспарагус, циперус);
-размножение корневыми отпрысками и корневыми черенками (драцена, кливия);
-размножение листьями (бегония, сенполия, пеперомия, красула).
Со строением цветка учащиеся знакомятся, рассматривая цветки гибискуса, кливии, зигокактуса, герани, бегонии (тычиночные и пестичные).
Изучая строение соцветий, можно использовать ряд цветущих комнатных растений, цветки которых собраны в соцветия. Простой зонтик – кливия, пеларгония, восковой плющ; соцветие метелка у бегонии, колеуса; початок – у белокрыльника, спацифиллюма. Конечно, цветение не всегда совпадает с изучением темы, но всегда есть возможность рассматривать живые объекты при повторении изученного материала.
На комнатных папоротниках можно показать расположение сорусов.
При изучении многообразия покрытосеменных растений и их приспособленности к различным условиям жизни из имеющихся в кабинете растений составляю группы в зависимости от среды обитания их в природе:
-растения тропических лесов (бальзамин, бегония, монстера, колеус);
-растения субтропиков (аспарагус, гибискус, кливия, сенполия);
-растения пустынь (алоэ, кактусы, молочай);
-растения болот (циперус, белокрыльник).
На уроках в старших классах так же широко используются имеющиеся в кабинете комнатные растения. Например, в теме «Критерии вида» демонстрирую разные виды одного рода (бегония королевская, бегония клещевинолистная, бегония всегдацветущая; руэллия Портеллы и руэллия каролинская)
Для объяснения тем «Искусственный отбор» и «Селекция» использую сорта сенполии, гибискуса (Hamburg и Rosa).
Соотносительную изменчивость, проявляющуюся в том, что изменение одного органа вызывает зависимое изменение других, можно увидеть у сенполии (форма листа – особенности окраски и формы цветка).
Влияние условий среды на формирование фенотипа можно показать, демонстрируя пеперомии, выращенные из листьев одного растения, но произрастающие в горшочках разной величины (или одно в песке, другое – в питательной почве).
И это далеко не полный перечень примеров использования комнатных растений при изучении ботаники. На любом уроке живой объект вызывает интерес у детей, активизирует их познавательную деятельность.
Общая характеристика комнатных растений, используемых на уроках ботаники
Комнатные растения можно широко использовать при обучении учащихся ботаники в осенний, зимний и ранневесенний сезоны. На живых объектах удобно проводить программные лабораторные работы и демонстрации многих общебиологических закономерностей для конкретизации и повышения качества знаний учащихся, убеждения их в истинности фактов, приобщения их к самостоятельному поиску, выработке практических умений и навыков. Расширение и углубление знаний старшеклассников о комнатных растениях будут способствовать формированию у них материалистического мировоззрения, эстетических вкусов, поможет лучше понимать и беречь природу, будет содействовать совершенствованию умений и навыков в работе с объектами живой природы (в частности, в уходе за растениями). Это позволит школьникам лучше подготовиться к работе в ученических бригадах, лагерях труда и отдыха, в сельскохозяйственном производстве, на приусадебном участке и будет способствовать их профориентации в растениеводстве и других отраслях сельского хозяйства [2].
На одном из первых уроков темы «Эволюционное учение» учащиеся знакомятся с работами шведского натуралиста Карла Линнея. Учитель, подобрав ряд комнатных растений (обязательно с правильно оформленными этикетами), может объяснить на этих примерах суть разработанного К. Линнеем принципа двойной номенклатуры, который сохранился в систематике живых организмов до настоящего времени. При этом надо пояснить, как образуется видовое название растения, состоящее из названия рода и видового эпитета, например: традесканция виргинская (Tradescantia virginica L.), плющ обыкновенный (Hedera helix L.) и др. Эти растения впервые описаны К. Линнеем.
На урок желательно принести еще ряд комнатных растений, впервые описанных Линнеем, например такие: алоэ расписное (Aloe variegata L.), агава американская (Agave americana L.), иглица колючая (Ruscus aculeatus L.), камнеломка отпрысковая (Saxifraga sarmentosa L.), лавр благородный (Laurus nobilis L.), цикламен благородный, или альпийская фиалка (Cyclamen europacum L.), водные растения: валлиснерия спиральная (Vallisneria spiralis L.), роголистник темно-зеленый (Certatophyllum demersum L.), водокрас (Hydrocharis morsus ranae L.), и др.
Учитель может по своему усмотрению зачитать описания двух-трех растений, имеющихся в картотеке блтанического кабинета, к составлению которой полезно привлекать самих учащихся [10].
Знакомство с «паспортами» комнатных растений позволит учащимся лучше уяснить значение работ К. Линнея, приучит их пользоваться картотекой комнатных растений, поможет лучше запомнить их названия, биологию, правильно организовать их уход и разведение в условиях школы и дома.
При изучении темы «Дарвинизм» на соответственно подобранных комнатных растениях учитель может наглядно знакомить учащихся с проявлением многих общебиологических закономерностей. Так, с помощью комнатных растений можно нагляднее объяснить одно из основных свойств всех живых организмов - наследственность, проследить, как сохраняются признаки вида из поколения в поколение при различных способах вегетативного размножения через диплоидные клетки и гаплоидные гаметы (яйцеклетки и спермин) при семенном размножении.
На любых имеющихся в ботаническом кабинете комнатных растениях можно показать, в чем проявляется другое свойство живых организмов - изменчивость, благодаря чему популяция оказывается разнородной.
Ненаследственную (определенную) изменчивость, которая возникает в процессе индивидуального развития организмов под влиянием конкретных условий среды, вызывающих у всех особей одного вида сходные изменения, можно наблюдать на комнатных растениях, выращенных из окорененных черенков, срезанных одновременно с одного растения, содержащихся потом в разных условиях: на южном, хорошо освещенном или на северном окне, при обильном поливе на удобренной почве и при ограниченном поливе, а также на других опытах, проводимых в уголке живой природы. На этих примерах учащиеся наглядно убеждаются, как важно для получения высоких урожаев создавать оптимальные условия выращивания культурных растений и как изменение этих условий может влиять на рост, развитие и качество урожая.
Наследственную изменчивость, связанную с изменением генотипа организма, затрагивающую различные признаки, можно показать на любых комнатных растениях, демонстрируя разнообразие окраски лепестков околоцветника, рассеченность листовой пластинки, махровость цветков или другие признаки пеларгоний, сенполий, цикламена и других цветущих в это время комнатных растений.
Комбинативную изменчивость, которая возникает при свободных скрещиваниях в популяциях, можно наблюдать на цветущих растениях, подобрав экземпляры с разным сочетанием признаков, например махровость цветка и окраска лепестков околоцветника. Уместно продемонстрировать результаты опытов юннатов по скрещиванию комнатных растений, соответственно подобрав экземпляры с различным сочетанием признаков.
Соотносительную изменчивость, проявлявшуюся в том, что изменение одного органа вызывает зависимое изменение других, можно увидеть в наличии антоциановой окраски в лепестках околоцветника, черешках и жилках листа у цикламена и фуксии с малиновыми цветками, в наличии ярко-красной окраски у бальзамина с ярко-красным околоцветником, у ахименеса с сине-фиолетовыми цветками.
Так комнатные растения помогут учащимся уяснить ботанический смысл изучаемых закономерностей и понять, почему все виды наследственной изменчивости Ч. Дарвин считал особенно важными для эволюции, как их нужно учитывать при создании новых, более ценных сортов растений.
Формы искусственного отбора и роль человека как отбирающего фактора в этом процессе также можно раскрыть на комнатных растениях. При этом учитель поясняет, что большинство комнатных растений является результатом бессознательного отбора, который человек ведет стихийно, отбирая, сохраняя и накапливая из поколения в поколение интересующие его признаки.
Демонстрируя гибридные формы амариллиса, пеларгоний и других гибридных комнатных растений, можно раскрыть суть методического отбора, при котором человек сознательно отбирает для скрещивания исходные пары и получает разнообразный материал с наиболее удачным, интересующим его сочетанием признаков. При этом полезно познакомить девятиклассников с результатами опытов по гибридизации комнатных растений, выполняемых юннатами в уголке живой природы [5].
Способность живых организмов к интенсивному размножению удобно наблюдать на наибольшем эфемерном растении из крестоцветных - арабидопсисе, у которого каждый небольшой стручок содержит до 50 мелких оранжево-бурых семян. Это растение способно при благоприятных условиях (продолжительном дне и температуре 20-25°С) давать в год до 8 поколений и производить около 1000 семян.
Внутривидовую борьбу за существование можно показать на любом комнатном растении, заложив в уголке живой природы или дома несложный опыт. Он состоит в том, что в небольшие горшки одинакового размера одновременно высаживают по одному, двум, трем и четырем окорененным черенкам (отводкам, луковицам) одного и того же растения. Через 1-2 месяца у подопытных растений меряют высоту, подсчитывают количество листьев, измеряют площадь листовых пластинок, отмечают характер ветвления и состояние растений.
Этот несложный опыт позволит наглядно показать, в чем конкретно проявляется внутривидовая борьба за существование, понять, почему при выращивании культурных растений важно устанавливать оптимальные площади питания, густоту посева, чередование культур в севооборотах. Почему необходимо своевременно проводить прорывку, прореживание в посевах и посадках культурных растений.
Борьбу живых организмов с неблагоприятными условиями среды, их приспособленность к условиям существования и результаты естественного отбора можно лучше объяснить с помощью комнатных растений, родиной которых являются различные районы земного шара. Удивительная приспособленность живых организмов к неблагоприятным условиям их существования, которая формировалась в результате длительного естественного отбора, особенно наглядно проявляется в районах с избыточной влажностью либо сухостью, жарой или другими неблагоприятными факторами. В этих условиях больше шансов выжить и оставить потомство имеют особи, признаки и свойства которых наиболее соответствуют таким условиям.
У комнатных растений, родина которых - тропические леса, где выпадает более 400 см годовых осадков, влажность воздуха достигает 90%, температура в течение года держится в пределах 25-30° С, а жизнь травянистых растений и кустарников протекает под пологом огромных тропических деревьев, в результате естественного отбора сформировался ряд морфологических, анатомических и физиологических особенностей, позволяющих им жить в этих условиях и оставлять потомство. У подавляющего большинства комнатных растений, являющихся выходцами из этой зоны, крупные нежные листья, как правило, без приспособлений, ограничивающих испарение. Наоборот, у некоторых из них (монетера), как уже отмечалось, имеющиеся на концах боковых жилок гидатоды служат для выделения избытка влаги, когда воздух влажен и выделения через устьица недостаточны. У травянистых растений (арум, калла) есть водные устьица, выделяющие капельки воды, что способствует испарению, которые, как и «плач» монстеры, являются приспособлением к условиям существования [7].
На примере комнатных растений, происходящих из тропических лесов, можно показать сложную приспособленность организмов к жизни под пологом леса при недостаточном освещении. При этом надо обязательно обратить внимание учащихся на то, что характер таких приспособлений к одному и тому же неблагоприятному фактору среды у разных растений неодинаков. Учитель может подобрать соответствующие формы и на живых растениях наглядно продемонстрировать, что у одних растений (бегония, колеус) листья содержат красный и фиолетовый пигменты, способные улавливать слабый свет. У других (пестролистные драцены) по краям листовой пластинки имеется белая полоса, состоящая из специфических клеток, которые способны наподобие линз улавливать и аккумулировать рассеянный свет. Третьи (кливия, аспидистра, фикус) в условиях недостаточного освещения способны образовывать огромное количество зеленых пластид, отчего их листья имеют интенсивную темно-зеленую окраску. У лиан из этой зоны развились различные приспособления: присоски (гойя), усики (циссус) и другие, позволяющие им, цепляясь за ветви деревьев, подниматься на значительную высоту и выносить листья к свету.
На растениях из сухих мест учитель может продемонстрировать, как в результате естественного отбора, в условиях недостаточного увлажнения выживали формы, имеющие приспособления к наименьшему испарению воды, и что у разных форм такие приспособления неодинаковы. Это показывает, что процесс эволюции у них шел по различным направлениям. Так, у кактусов листья полностью редуцировались и превратились в колючки, а их функции стали выполнять разросшиеся мясистые зеленые стебли. У агавы и алоэ редуцировались стебли, а листья стали мясистыми и покрытыми кутикулой (в них содержится слизь, способная удерживать воду). У других растений (аспарагус) листовидные стебли сильно рассечены и превращены в кладодии, которые растение сбрасывает в условиях сильной засухи. У некоторых видов из класса однодольных (амариллис, зефирантес) листья в засушливое время отмирают, а питательные вещества они запасают в луковицах, сохраняющихся под землей. У многих растений сухих мест листья сильно опушены (сенполия) или имеют толстую кутикулу и восковой налет (гойя). При этом важно подчеркнуть, что все приспособления относительны, они полезны организму только в тех условиях, в которых исторически возникли, а при изменении условий эти приспособления даже мешают развиваться растению. Поэтому так важно изучать и знать условия возделывания культурных растений, соответствующие их биологии [3].
Так комнатные растения помогают учащимся усвоить сложный теоретический материал, самим увидеть результаты естественного отбора, убедиться в истинности научной информации. А выявляя биологию комнатных растений из различных экологических групп, школьники понимают, как осуществлять уход за растениями с учетом их происхождения и биологических особенностей, учитывать биологию культурных растений при их выращивании в открытом и защищенном грунте, чтобы получать наиболее высокие урожаи.
Приспособленность растений к перекрестному опылению можно показать на примуле, у которой пестики цветков длиннее тычинок, на арабидопсисе, у которого рыльца цветков созревают раньше тычинок и высовываются из околоцветника до распускания цветков.
Здесь уместно рассказать об опыте Ч. Дарвина с цикламенами, описанном в книге «Действие перекрестного опыления в растительном мире». Дарвин опылил 10 цветков цикламена пыльцой тех же цветков, а другие 10 цветков - пыльцой другого цикламена. Цветки от перекрестного опыления дали 10 плодов-коробочек, в среднем по 34 семяни в каждом. Цветки от самоопыления дали 8 плодов-коробочек, в среднем по 13 семян в каждой. Семена от самоопыления и перекрестного опыления были высеяны порознь. Растения, выросшие из семян от перекрестного опыления, были высотой на 5 см больше и зацвели на несколько недель раньше, чем растения, развившиеся из семян от самоопыления. В следующем поколении растения от перекрестного опыления также по ряду показателей намного опережали растения, выросшие из семян от самоопыления. Так комнатные растения позволили Дарвину объяснить одно из важнейших явлений природы. Аналогичный опыт могут провести и учащиеся, желающие глубже изучать ботанику.
Сложный для усвоения теоретический материал о дивергенции признаков, видообразовании и макроэволюции помогут учителю объяснить представители комнатных растений одного рода или семейства. Он может показать, в каком направлении шло формирование признаков, когда небольшие группы одной популяции или вида, попадая в необычные для них условия, изменялись под их влиянием. Новые условия способствовали выявлению и закреплению новых мутаций и изменению направления естественного отбора, дивергенции признаков, что приводило к изменению генофонда популяций, к еще большему их обособлению, а затем к образованию новых популяций, видов и родов, приспособленных к новым условиям.
Зефирантес - растение засушливых мест. У него узкие, покрытые кутикулой листья, сбрасываемые в сухое время года. Накопление питательных веществ, необходимых для отрастания новых растений при благоприятных условиях, происходит в луковице; период цветения очень короткий.
Эухарис произрастает в пойме реки Амазонки, за что получил название амазонская лилия. У этого растения крупные, широколанцетные листья с множеством устьиц. В комнатных условиях он хорошо растет только при обязательном ежедневном опрыскивании, цветет крупными нежными цветками, имеет приятный аромат.
На примере амариллисовых можно также раскрыть суть географического видообразования и макроэволюции. Родиной амариллиса и кливии являются районы Южной Африки, отделенные от Центральной Америки Атлантическим океаном. Формирование признаков у этих растений шло обособленно от других родов семейства. Поэтому, с одной стороны, амариллис и кливия имеют много общего с представителями других родов, но в то же время у них много отличного, что сформировалось под непосредственным влиянием сухого африканского климата и позволило отнести их к различным родам семейства.
Родина амариллиса - пустыня Карру. Это растение имеет крупные листья и 2-3 крупных цветка на высокой цветочной стрелке. В неблагоприятное время года амариллис сбрасывает листья, а питательные вещества сохраняет в луковице, из которой в благоприятное время года отрастает новое растение.
Родиной кливии являются более влажные места западного побережья юга Африки, отделенные от пустыни Карру Драконовыми горами. Кливия не образует луковицы, листья ее не опадают и имеют много устьиц. Она цветет долго и обильно, образуя на высоком мясистом цветоносе до 12 розово-оранжевых цветков.
Для того чтобы наглядно показать, как изменение условий существования влияет на изменение биологических особенностей организма, полезно с учащимися провести опыт по превращению наземного комнатного растения традесканции в водное растение (опыт описан в книге Н.М. Верзилина «Путешествие с комнатными растениями»). Окоренившиеся черенки традесканции надо посадить в почву, насыпанную в стеклянную банку, залить водой и закрыть стеклом. Два раза в день черенки опрыскивать водой в течение трех недель, а затем их можно пересадить в аквариум или в другую банку, на дно которой предварительно насыпать землю, прикрыв ее сверху слоем песка. Затем в аквариум налить воду. Традесканция будет жить под водой. Можно сразу пересадить традесканцию в аквариум или в высокую банку и в течение месяца подливать воду, постепенно повышая ее уровень.
С помощью микроскопа можно сравнить изменения в строении старых и новых листьев на поперечных срезах, подсчитать количество устьиц на кожице традесканции до погружения в воду и спустя месяц ее жизни в аквариуме.
Комнатные растения всегда активно используют учителя для обобщения и закрепления изученного материала, для опроса учащихся. С этой целью рекомендуем заранее подготовить карточки-задания примерно следующего содержания:
. Подобрать не менее 10 видов комнатных растений, иллюстрирующих различные типы наследственной изменчивости. Указать, какова роль этой изменчивости в эволюции и практической деятельности человека.
. Описать не менее 10 видов комнатных растений, иллюстрирующих различные формы борьбы за существование. Какова их роль в процессе эволюции? Как человек использует их в своей практической деятельности?
. Сравнить несколько влаголюбивых и засухоустойчивых комнатных растений. Установить, в чем выражается их приспособленность к среде обитания.
Творческий учитель может подготовить карточки-задания с иным содержанием и использовать их для закрепления изученного материала и проверки знаний учащихся.
Использование комнатных растений, несомненно, поможет учащимся лучше усвоить сложный многоплановый теоретический материал об основных факторах эволюции, понять основную сущность и значение естественного отбора как главной движущей силы эволюции, увидеть его результаты, лучше уяснить процесс эволюции органического мира на Земле.