Курсовая - Методика преподавания темы семейства злаковые в школьном курсе ботаники

СОДЕРЖАНИЕ


1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕМЕЙСТВА ЗЛАКОВЫЕ    3
1.1 Распространение злаковых    3
1.2 Особенности строения злаковых    5
1.3 Характерные черты соцветий злаков    8
1.4 Классификация семейства злаковые    13
2 УРОК ПО ТЕМЕ: «СЕМЕЙСТВО ЗЛАКОВЫХ»    16
2.1 Общая характеристика урока    16
2.2 Ход урока    18
2.3 Закрепление материала, задание на дом    27
ЛИТЕРАТУРА    30

 


 
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕМЕЙСТВА ЗЛАКОВЫЕ

1.1 Распространение злаковых

Среди многочисленных семейств цветковых растений злаки занимают особое место. Оно определяется как их несомненно самой высокой хозяйственной ценностью «хлеба насущного» для Человека, так и ведущей ролью в сложении травянистых растительных сообществ, так называемых «злаковников», широко распространенных по континентам: лугов, степей, прерий, саванн, пампасов. К злакам принадлежат основные пищевые растения: пшеница, рис, кукуруза, ячмень, овес, рожь и другие зерновые, обеспечивающие получение таких продуктов питания как мука н крупа.
Во флоре земного шара насчитывается около 10—11 тыс. видов из 898 родов злаков. В СССР около 1000 видов и 175 родов. Во флоре Северо-Востока Европейской части СССР 146 видов из 56 родов, которые, как это характерно для бореальной флоры, занимают одно из первых мест по числу видов среди других семейств цветковых растений. Во флоре Коми ССР злаки занимают второе место по числу видов после сложноцветных, включая около 90 видов и 45 родов.
Представители семейства встречаются на всех континентах земного шара. Мятлик, овсяница, лисохвост, щучка и некоторые другие роды злаков дфходят до северного в Арктике и до южного в Антарктике пределов существования цветковых растений, занимают одно из первых-мест среди растений, поднимающихся наиболее высоко в горы.
Злаки относительно равномерно распространены по Земле. В тропиках их примерно столько же по числу видов, как я в странах с умеренным климатом. В Арктике они занимают первое место среди других семейств. Среди злаков относительно мало узких эндемиков, однако для Австралии, например, приводится 632 эндемичных вида, для Индии— 143, для Мадагаскара — 106, для юга Африки (Капская область)—102. В СССР богаты злаками-эндемиками горные страны юга — Средняя Азия (около 80) и Кавказ (около 60 видов).
Семейство злаков имеет четко очерченные границы и характеризуется совокупностью признаков; позволяющих считать его одним из высокостоящих в эволюционном ряду специализированных семейств и самостоятельным порядком мятликовые (Poales) в подклассе лилиидные класса однодольных.
Специализация и вся специфика семейства выражена как в строении цветка, соцветия и плода, так и всех вегетативных органов. Для вегетативных органов характерна большая пластичность, что и позволяет злакам осваивать чрезвычайно разнообразные местообитания от тундры до пустыней.
По жизненной форме, как это свойственно однодольным, злаки — травянистые растения, но у многих представителей подсемейства бамбуковых стебли высокие, до 30—40 м, сильно разветвленные в верхней части, с многочисленными узлами, сильно одревесневающие.
Наибольшее разнообразие жизненных форм связано с тропиками и субтропиками. Среди бамбуков известны лазающие и вьющиеся, иногда колючие лианообразные формы (дипохлоа). Жизненные формы травянистых злаков также довольно разнообразны, хотя внешне выглядят почти одинаково. Среди злаков много однолетних, но преобладают виды многолетние, образующие рыхлые или плотные дерновины или длинные ползучие корневища. Особую жизненную форму представляют луковичные злаки (мятлик луковичный, ячмень луковичный). Луковицу образуют утолщенные нижние междоузлия побегов. При этом для мятлика луковичного характерна и вивипария — формирование луковичек в соцветиях на месте цветков. Почти полное превращение всех колосков в такие почки отмечается у многих арктических злаков из родов мятлик, овсяница, щучка.

1.2 Особенности строения злаковых

Злаки обычно нетрудно узнать уже по внешнему облику. Они обычно имеют членистые стебли-соломины, с хорошо развитыми узлами, тонкие, цилиндрические, в междоузлиях почти у всех полые. В систематике злаков используются признаки анатомического строения их стеблей. Например, для большинства вне- тропических злаков, называемых фестукоидными (от Festuca — овсяница), характерны стебли с широкой полостью и расположением проводящих пучков в 2 круга, а для преимущественно тропических— паникоидных (от Panicum — просо) — междоузлия с узкой полостью или без нее и с многими кругами пучков.
Листья расположены двурядно (угол расхождения 180°), очередные, разделенные на охватывающее стебель влагалище, линейную или ланцетную пластинку с параллельным жилкованием, с располагающимся у основания перепончатым выростом-язычком или лигулой. Его биологическая роль — препятствовать проникновению воды внутрь между влагалищем и стеблем. Основание влагалища обычно слегка утолщено и образует вздутый листовой узел (рис. 1). Влагалища листьев могут быть до основания расщепленными (трибы просовые, сорговые) или сросшимися в трубку (трибы костровые и перловниковые). Для листьев злаков характерно параллельное и дугонервног жилкование, но в подсемействе бамбуковых пластинки, как правило, ланцетные, у основания сужены в черешок большей йлі меньшей длины. У одного из американских бамбуков (род фаруе) при очень длинном черешке пластинка имеет еще и перистое жилкование.

 


Рис. 1. Лист злака, охватывающий стебель.
1 — вздутие на узле, 2 — влагалище, 3 — язычок, 4 — пластинка, 5 — стебель.

Анатомия листовых пластинок у злаков также используется для диагностических задач систематики. Выделяют 6 основных типов анатомического строения листовых пластинок (фестукоид- ный, бамбузоидный, паникоидный и другие). Для фестукмідного типа листа характерно неупорядоченное расположение хлорен- химы и относительно слабо отграниченная от нее наружная (па- ренхимная) обкладка проводящих пучков, у бамбузоидтых наружная обкладка пучков уже более четко отграничена от паренхимы при ряде других анатомических различий. Для панккоидных (просовых) характерно радиальное, или венцовое, расположение хлоренхимы вокруг проводящих пучков и очень хорошо обособленная от нее наружная (паренхимная) обкладка проводящих пучков. С последней структурой связаны физиологические и биохимические особенности растения, (так называемый кранц-син- дром), особый способ фотосинтеза — С4 путь фиксации углекислоты, или кооперативный фотосинтез, основанный на кооперации клеток хлоренхимы и паренхимных обкладок. Этот путь фотосинтеза очень экономичен по сравнению с С3 путем в отношении расходования влаги, и вырабатывался у злаков аридных условий обитания.

По типу ветвления или кущения злаки разделяются на основные три группы при переходных формах между ними:
—    у корневищных из почек зоны кущения формируются длинные подземные побеги-корневища (пырей ползучий, кострец безостый) .
—    у кустовых все наземные побеги сближены, но различаются:
а)    рыхлокустовые — подземные побеги короткие, растут на очень небольшом расстоянии от материнского побега косо вверх или горизонтально (тимофеевка луговая, ежа сборная, овсяница луговая) и формируют рыхлую дерновину;
б)    плотнокустовые — боковые побеги при кущении растут вертикально, параллельно материнскому (щучка, рис. 2), плотно прилегают друг к другу, часто нарастают интравагинально.


 

 

 

 


Рис. 2. Схема кущения.
1 — рыхлокустовой злак, 2 — плотнокустовой злак, 3 — проросшее зерно, каждому побегу соответствует один придаточный корень.

1.3 Характерные черты соцветий злаков


Каждый колосок имеет главную ось, на которой в двухрядной последовательности располагаются специализированные чешуевидные листья (гомологичные влагалищам). Первые два чешуевидные листа {снизу) бесплодны, не образуют в своих пазухах цветков, это колосковые чешуи, по своему положению — нижняя и верхняя. У одних злаковых их бывает больше двух (просо, канареечник, душистый колосок), у других — одна (плевел) или их совсем нет (белоус). Чешуйки, располагающиеся выше колосковых на оси колоска, с цветками в пазухах представляют нижние цветковые чешуи, кроющие по отношению к цветкам. Число их может быть от 1 до 10 и более. Когда их много, верхних цветков в пазухах может не быть. Нижние цветковые чешуи у многих злаков имеют продолжение — ость, выходящую из вершины чешуи или ее спинки. Ости могут быть прямыми, коленчатыми, скрученными, покрытыми волосками или голыми, по происхождению это — резко метаморфизированные листовые пластинки.
 

 

Рис. 3. Соцветия злаков.
1—сложный колос, 2 — метелка, 3 — колосовидная метелка (султан), 4 — веточка султана, 5 — ложный яйцевидный колос, 6 — сложные колосья, пальча- торасположенные, 7 — кисть из колосков.

Каждый цветок занимает место в пазухе нижней цветковой чешуи. Он представляет собой сильно укороченный побег второго порядка по отношению к оси колоска. В его состав входят верхняя цветковая чешуя, окоцветные пленки, андроцей и гинецей (рис. 4).
 

Рис. 4. Схема трехцветкового колоска злака.
Части цветка: 1—пестик, 2 — тычинки, 3 — околоцветные пленки (лодикулы), 4 — верхняя цветковая чешуя. Прицветные чешуи: 5 —нижняя цветковая чешуя, 6 —две колосковые чешуи.

Верхняя цветковая чешуя двухкилеватая с двумя сильными жилками, но без средней. Выше верхней цветковой чешуи расположены небольшие беловатые околоцветные пленки-лодикулы со стороны, обращенной к нижней цветковой чешуе, у некоторых злаков (бамбуки, ковыли) их 3, тогда третья обращена к верхней цветковой чешуе. Иногда лодикул нет (душистый колосок). Строение лодикул считается важным систематическим признаком, характерным для целых триб. Различают бамбузоидный, фестукоидный, паникоидный и другие типы строения лодикул, соответствующие основным типам анатомии листьев.
Существует три взгляда на околоцветник злаков.
1. Околоцветник состоит из двух кругов. Остатком трехчленного наружного круга является сросшаяся из двух верхняя цветковая чешуя, остатком внутреннего, также ранее трехчленного — лодикулы.
2.    Верхняя цветковая чешуя-предлист, а первый круг околоцветника представлен лодикулами.
3.    Верхняя цветковая чешуя и лодикулы — сильно измененные верховые листья, околоцветник вообще отсутствует.
Наиболее принято первое положение.
Андроцей в основном трехчленный. Одна из трех тычинок в круге андроцея расположена между лодикулами, две другие обращены к верхней цветковой чешуе. Тычиночная нить прикреплена не к основанию пыльника, а к его середине с внутренней стороны, и пыльники легко раскачиваются во время цветения, обеспечивая ветроопыление. Наиболее примитивное (исходное) количество тычинок (шесть) встречается у многих бамбуковых и рисовых, у некоторых родов число их уменьшается до двух (душистый колосок) и до одного (у цинны). Интерес представляет южноамериканский род охланда из бамбуков, число тычинок у него достигает 50—120 вследствие их многократного ветвления.
Цветок завершается гинецеем — пестиком, образованным дву- пя плодолистиками, с одногнездной завязью, содержащей одну семяпочку (семезачаток). Столбик может быть длинным или коротким и завершается двумя (тремя по числу плодолистиков у бамбуков) перистыми рыльцами. Строение цветка злаков отражают формула и диаграмма (рис. 5). При цветении лодикулы сильно набухают, верхняя цветковая чешуя отодвигается от нижней, тычинки и рыльца высовываются в образовавшуюся щель. Тычиночная нить быстро удлиняется. Пыльники раскрываются продольной трещиной. Пыльца рассеивается. Все злаки — ветрооплыяемые растения, опыление в основном перекрестное. Имеются двудомные злаки (трава бизонов из американской прекартадерия из пампасов). Встречается самоопыление (пшеница, ячмень, овес, просо, рис). Случаи апомиксиса, когда молодое растение развивается из семени, но без предшествующего его образованию слияния гамет, очень часты для тропических триб просовых, сорговых, известны и для бореальных злаков: мятлика, вейника.

 


Рис. 5. Диаграмма цветков злаков.
а — эмпирическая, б — теоретическая. 1—тычинки, 2 — пестик, 3 — верхняя цветковая чешуя, 4 — лодикулы, 5 — нижняя цветковая чешуя.

Плод злаков — зерновка. Семенная кожура плотно соединяется с околоплодником. У немногих бамбуков плод ореховидный или ягодообразный. Наибольшую часть зерновки (в среднем около 74% веса) составляет крахмалоносный эндосперм. Наружный слой его алейроновый, или кдейковинный, состоит из толстостенных клеток, богат белками, жирами, витаминами. Зародыш лежит у основания зерновки и отделен от эндосперма так называемым щитком (scutellum). У многих злаков на зародыше, со стороны, противоположной щитку, развивается еще нижняя чешуйка, называемая эпибластом. В нижней части зародыша находится зародышевый корень, одетый корневым влагалищем или колеоризой. Снаружи от него, ближе к верхней части, находится зародышевая почечка, одетая влагалищеобразным колеоптилем, возможно первым листом почечки. Природа всех этих частей зародыша является предметом дискуссий. По совокупности признаков выделяют фестукоидный, паникоидный и промежуточный типы строения зародыша.
Распространяются плоды дикорастущих злаков ветром, благодаря волоскам, остям, легким упругим цветковым и колосковым чешуям; животными, зацепляясь за их шерсть или за перья птиц; эндозоохорно, а также дождевыми потоками. В процессе эволюции выработались удивительно интересные приспособления распространения диаспор злаков.

1.4 Классификация семейства злаковые

При построении системы злаков учитываются признаки вегетативных и генеративных органов. Важнейшими диагностическими признаками являются анатомо-морфо- логическое строение вегетативных и генеративных органов, способы прорастания семян, типы проростков, величина и основное число хромосом и другие. К примеру, из признаков у вегетативных органов важнейшее значение имеют при выделении жизненной формы строение листа, язычка, ушек, характер энациев на листьях, стеблях, осях соцветий. При анализе репродуктивных органов важны признаки строения соцветий и цветков, такие, как число и структура колосковых чешуй, число цветков в колоске, число и строение цветковых чешуй (наличие или отсутствие ости у нижней цветковой чешуи).
В настоящее время в семействе выделяется  два подсемейства: бамбуковые и мятликовые, или настоящие злаки, включающие 41 трибу: 14 в первом и 27 во втором подсемействах. По другой более ранней системе, помимо подсемейства бамбуковых со своеобразным анатомо-морфологи- ческим строением растений выделяется еще 5 подсемейств. Одно из них — рисовые — занимает как бы промежуточное положение между бамбуковыми и другими злаками. Остальные 4 — мятликовые, тростниковые, полевичковые и просовые — образуют постепенный переход от полного набора фестукоидных признаков, характерных для внетропических злаков, к полному набору пани- коидных признаков, характерных для тропических злаков. Но в связи с наличием переходных признаков у этих 4 подсемейств и трудностью их различения признается на данном этапе выделение двух подсмейств: бамбуковых и мятликовых.
К подсемейству бамбуковых относят роды с более или менее одревесневающими стеблями-соломинами, а также травянистые роды тропических лесов, сходные по анатомии с типичными бамбуковыми и почти всегда имеющие широкие листовые пластинки с выраженными черешками, иногда даже с перистым жилкованием. Травянистые бамбуковые, распространенные лишь в тропиках, цветут ежегодно в отличие от монокарпических дре- веснеющих, цветущих однажды в 30—120 лет, после чего они погибают.
Некоторые роды бамбуков с древеснеющими стеблями заходят из тропиков в субтропики, а род саза произрастает на Сахалине и Курильских островах. В горах тропической зоны они растут и высоко в горах. Бамбук невролепис поднимается до 4000 м над уровнем моря в Андах, виды рода арундинария до 3000— 3300 м в горах Африки и Гималаях. В подсемействе выделяются трибы, отличающиеся совершенно несвойственными другим злакам особенностями. Например, единственный род трибы стрепто- хетовых — стрептохета из американских тропиков — имеет колосовидное соцветие и колоски с одним обоеполым цветком с 3 крупными лодикулами, 6 тычинками и 3 рыльцами пестика, то есть обладает чертами строения цветка типичного для однодольных растений.
Подсемейство мятликовых, или настоящих злаков, к которому принадлежит основное большинство внетропических злаков, характеризуется набором фестукоидных признаков — типом строения листовых пластинок, типом зародыша, проростков, типом строения лодикул и т. п. Из выделяемых триб хорошо известны своими растениями основные: пшеницевые (пшеница, рожь, ячмень, пырей, эгилопс, коротконожка, леимус и др.); костровые (кострец, костер, буассьера); овсовые (овес, овсюг, тонконог, щучка); полевнцевые (полевица, вейник); канареечниковые (канареечник, душистый колосок); тимофеевковые (тимофеевка, лисохвост); мятликовые, включающие более 50 родов, в их числе содержащие более 300 видов роды овсяница и мятлик, обычные растения лугов, степей, лесов. Эти злаки имеют большую кормовую ценность, а также почвообразующее, почвозадерняю- щее, почвозащитное значение в природных экосистемах. Наиболее обычны в нашей таежной флоре луговые виды: овсяницы луговая и красная, мятлики луговой, обыкновенный, болотный и другие. Южнее, в степях, произрастают родственные им более засухоустойчивые овсяница бороздчатаая (типчак), мятлик узколистный и другие.

Вы здесь: Home Педагогика и социальная работа Курсовая - Методика преподавания темы семейства злаковые в школьном курсе ботаники