Матеріали до уроку ВИКОРИСТАННЯ ОПОРНИХ СХЕМ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ ТЕМИ «ПОНЯТТЯ ПРО ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ ОРГАНІЗМІВ»

 

 

Матеріали до уроку

 

ВИКОРИСТАННЯ ОПОРНИХ СХЕМ

ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ ТЕМИ

«ПОНЯТТЯ ПРО ЖИТТЄВИЙ ЦИКЛ ОРГАНІЗМІВ»

 

                                          Вігер Ірина Олексіівна,

                                         учитель біології та хімії

                                         Кілійської загальноосвітньої

                                        школи I – III ступенів №2

 

Основною метою освіти є розвиток особистості. Головні принципи освіти та виховання – індивидуалізація, розвиток інтересів, здібностей кожного студента.

Еффективному засвоєнню знань сприяє система В. Ф. Шаталова, в основу якої покладені опорні конспекти (схеми, сигнали). Вони є одним з дієвих методів створення у студентів системи знань через зорове сприйняття. Опорні схеми викликають в пам'яті  необхідні асоціації, опорні знання. Для цього важливо выділити головні, базові знання в навчальному матеріалі, а також встановити логичний взаємзсв'язок між ними. Адже, чим більш впорядковані основні поняття, тим краще засвоюється новий матеріал.

Опорні схеми – це система записів з певними умовними позначеннями, які обєднані в смисловий блок.

В процесі вивчення біології значні складнощі у школярів викликає тема «Поняття про життєвий цикл організмів», а саме питання, пов'язані з розмноженням рослин і чергуванням поколінь. Вважаємо доцільним використання опорних схем з метою ефективного засвоення навчального матеріалу студентами, закріплення та вдосконалення отриманих знан..

Перш за все, необхідно визначити основні поняття і ввести умовні позначення.

Гамета (г) – статева клітина рослин і тварин. Містить гаплоїдний набір хромосом (n). Утворюється внаслідок процесу гаметогенеза. Здатна до злиття з гаметою протилежної статі.

Г♀ - гамета жіноча

Г♂ - гамета чоловіча.

Гаметангій (Гг) – орган рослини, в якому утворюються статеві клітини.

Гг♀ - гаметангій жіночий. Оогоній – гаметангій одноклітинний.  Архегоній – гаметангій вищих спорових раслин.

Гг ♂ - гаметангій чоловічий – антерідій.

Запліднення (+) – процес злиття статевих клітин (гамет).

Зигота (зи) – клітина, яка утворюється внаслідок злиття гамет, запліднене яйце. Є першою клітиною нового організму.

Зародок (за)

Спора (с) – зачаток безстатевого розмноження. Мікроскопічний зачаток, з якого развивається новий організм. Спори служать для розмноження та перенесення організмом несприятливих умов. На відміну від гамет, спори не зливаються. Можуть бути гаплоїдними (n) й диплоїдними (2n).

С♂ - спора, з якої розвивається чоловіча рослина.

С♀ - спора, з якої розвивається жіноча рослина.

С - спора, з якої розвивається двостатева рослина.

Спорангій (Сг) – орган, в якому утворюються спори.

Сг♂ - спорангій чоловічий.

Сг♀ - спорангій жіночий.

Сг - спорангій двостатевий.

Спорофіт (Сф) – рослина, на якій утворюються спори.

Сф♂ - спорофіт чоловічий.

Сф♀ - спорофіт жіночий.

Сф - спорофіт двостатевий.

Гаметофіт (Гф) – раслина, на якій утворюються гамети.

Гф♂ - гаметофіт чоловічий.

Гф♀ - гаметофіт жіночий.

Гф - гаметофіт двостатевий.

Гаплобіонт (Гб) – особина, що характеризується одинарним набором хромосом в клітинах (n).

Гб ♂ - гаплобіонт чоловічий.

Гб♀ - гаплобіонт жіночий.

Гб - гаплобіонт двостатевий.

Диплобіонт (Дб) – особина, що характеризується подвійним набором хромосом в клітинах (2n).

Дб ♂ - диплобіонт чоловічий.

Дб♀ - диплобіонт жіночий.

Дб - диплобіонт двостатевий. 

Мітоз () – основний спосіб поділу еукаріотичних клітин. Внаслідок мітозу зберігається хромосомний набір клітини. Забезпечує точну передачу спадкової інформації від материнської клетини дочірнім.

Мейоз (Ø) – особливий спосіб поділу еукаріотичних клітин,  внаслідок якого хромосомний набір зменшується удвічі. У більшості живих істот  внаслідок  мейозу утворюються гамети, у деяких рослин – спори. Забезпечує сталість каріотипу видів, що розмножуються статевим шляхом, і в той же час, спадкову мінливість організмів.

У деякихх водоростей більша частина життєвого циклу представлена гаплобіонтом. В такому випадку мейоз є першим поділом зиготи.

У вищих спорових рослин мейоз відбувається під час спороутворення.

У голонасінних та покритонасінних рослин більша частина життєвого циклу представлена диплобіонтом. Мейоз передує утворенню статевих клітин.

 

Життєві цикли деяких ростлин:

ВІДДІЛ ЗЕЛЕНІ ВОДОРОСТІ (CLOROPHYTA)

Одноклітинна водорость хламідомонада (Chlamydomonas)

с, с, с, с                г♀    г♂ зи

зиØ с г♀ +  г♂ зи и т. д.

При безстатевому розмноженні з материнськой клітини внаслідок мейозу утворюються 4 спори, що служать для безстатевого розмноження і розповсюдження. Таке розмноження може повторюватися багаторазово.

При настанні несприятливих умов утворюються гамети, які попарно зливаються у воді, утворюючи зиготу.

 

 

 

Багатоклітинна водорость улотрикс (Ulothrix)

 

г♀    г♂

Гг  зи с, с, с, с Гб 

Гб  г♀ +  г♂     зиØ с

Гамети утворюються в особливих клітинах нитчастої водорості, в гаметангіях. Гамети від різних особин зливаються попарно у воді, утворюючи зиготу.

Зигота покриваеться щільною оболонкою, осідає на субстрат і через деякий час проростає. При цьому відбувається редукційний поділ і утворюються 4 гаплоїдні особини.

 

ВІДДІЛ МОХОПОДІБНІ (BRYOPHYTA)

Зозулин льон (Polytrichum commune)

 

                                      с, с♂ с, с♀

                                     Сг Ø

                                   Дб

 зи

г ♂            +                г ♀

Гг♂                            Гг ♀ Гб ♂ Гб ♀

Гб ♂ Гб ♀ с♂ с ♀

Зелені рослини зозулиного льону – особини статевого покоління (Гф). На верхівці стебла чоловічої особини розвиваються чоловічі статеві органи  (Гг♂)  у вигляді овальних утворень. На верхівці жіночої особини формується жіночий орган статевого розмноження (Гг ♀) округлої форми. Таким чином, рослина дводомна. Запліднення відбувається всередині жіночого статевого органа.

Із зиготи розвивається особина безстатевого покоління (спорофіт), що є диплобіонтом. На верхівці спорофіта розвивається коробочка з кришечкою, що є  спорангієм. Спори утворюються внаслідок мейозу. При прорастанні спор у  вологому середовищі утворюється зелена нитка, яка складається з клітин, що містять одинарный набір хромосом (n). З неї формується гаметофіт (він же Гб).

Таким чином, в життєвому циклі переважає Гф (він же Гб). Спорофіт (він же Дб) отримує від гаметофіта поживні речовини. 

ВІДДІЛ ХВОЩЕПОДІБНІ (EQUSETOPHYTA)

Хвощ польовий (Equisetum arvense)

 Дб 

 зи 

 г♀  +                           г♂

с♀    с♂ Гг♀                                                     Гг♂

Сг Ø  Гб♀                                     Гб♂

Дб  с♀        с♂ 

У спорофіта хвоща польового виникають з кореневища два типи пагонів. Весняний – спороносний, не асимілюючий і не розгалужений.    Літній – вегетативний, асимілюючий, розгалужений. Спорангії розвиваються на весняних пагонах. Після утворення спор спорангієносні  пагони відмирають. Зі спор розвиваються заростки  (Гб♀ і Гб♂). Запліднення відбувається після дощу. Зародок дає початок багатолітньому спорофітові (Дб).

ВІДДІЛ ГОЛОНАСІННІ (PINOPHYTA)

Сосна звичайна (Pinus silvestris)

 за  

г♂   + зи  

Гб♂ г♀                                                                                      

 Гг♀                                                      

Гб♂  Гб♀                                                       

с ♂            с♀

Сг♂       Сг♀ Ø                                                         Дб 

     Дб      за

Спорангії утворюються на спорофілах (лусках), які прикріплені до однієї вісі, і складають так звану «шишку», або стробіл. Гб♂ редукований до пилкового зерна, Гб♀ - до насінного зачатку. В життєвому циклі переважає диплобіонт. Розвивається насіння, що є багатоклітинним та містить запас поживних речовин.         

 ВІДДІЛ ПОКРИТОНАСІННІ (MAGNOLIOPHYTA)

                                           Однодомні рослини

 за  

г♂   + зи  

Гб♂ г♀                                                                                      

 Гг♀                                                      

Гб♂  Гб♀                                                       

с ♂            с♀

Сг♂       Сг♀ Ø        Дб  

     Дб      за

 

 Дводомні рослини

 

 за ♂  ♀ 

г♂   + зи ♂  ♀ 

Гб♂  г♀                                                                                      

  Гг♀                                                      

Гб♂    Гб♀                                                       

с ♂              с♀

Сг♂            Сг♀ Ø                     Дб ♂                                    Дб  ♀

Дб ♂           Дб♀   за ♂ за ♀

 

Квітка – вкорочений спороносний пагін – в якому мегаспорофіли, на відміну від голонасінних, перетворені на плодолистики. Служать для утворення спор і гамет, для статевого процесу, після якого утворюються насінні та плід.

Прийнято вважати тичинки та маточки статевими органами квітки. Насправді, вони спочатку є органами спороношення, тобто безстатевого розмноження. Вони різноспорові, під час проростання спор виявляється їхня стать. Тичинка зумовлює чоловічу стать, а маточка – жіночу. Звідси і визначають стать вже за спорофілами. 

Сг♂ - пильники тичинок.   Гб♂ (Гф♂) редукований до пилкового зерна. 

 Сг♀ - насінний зачаток, який розвивається в зав'язі маточки.      

Гб♀  ( Гф♀) редукований до зародкового мішка.

 

 

Роботу над складанням схем розвитку доцільно організувати в декілька етапів.

1) Актуалізація опорних знань учнів. Повторення основних понять (спора, гамета, зигота і т. д.)

2) Робота з підручником, таблицями: «Життєвий цикл зозулиного льону»,

 «Життєвий цикл хвоща польового»,  «Життєвий цикл сосни звичайної».

3) Бесіда, аналіз інформації. Виявлення взаємозв'язків між поняттями. Наприклад, зелені рослини зозулиного льону є гаметофітами, адже на них утворюються статеві органи,  а в них – гамети. Особина безстатевого покоління, що розвивається після запліднення на жіночій рослині, є спорофітом, адже на ньому  утворюється спорангій (коробочка), в якому формуються спори.

4) Складання схеми розвитку під керівництвом викладача.

Попередньо доцільно розділити учнів на 5 – 6 груп. Кожна з груп готує коротку характеристику розмноження і розвитку основних відділів рослин: Зелені водорості, Мохоподібні, Папоротеподібні (або Хвощеподібні, Плауноподібні), Голонасінні, Покритонасінні.

Під час вивчення теми «Поняття про життєвий цикл», представники груп захищають свій проект – характеристику певного відділу рослин та складають опорну схему.

Групова навчальна діяльність – форма (модель) організації навчання в малих групах школярів, що об'єднані спільною метою. При подібній організації навчання викладач керує роботою учня опосередковано, через завдання, яким він направляє діяльність групи. Кооперативне навчання відкриває можливості співпраці з однолітками, дає можливість реалізувати природню потребу кожної людини в спілкуванні, сприяє досягненню учнями більш високого рівня засвоєння знань та формування умінь.

Кількість учнів в проектній групі залежить від їхньої загальної кількості, наявності необхідних матеріалів, часу, відведеного для виконання завдання. Кожний учасник проектної групи має внести чітко визначений внесок у виконання завдання.

Оптимальною вважають  групу з 3 – 5 членів. При меншій кількості учням складно всебічно розглянути проблему, а при більшій – складно визначити внесок кожного члена у виконання завдання. Розбіжності думок важче подолати в групах з парною кількістю членів. Групам  з непарною кількістю членів властива краща здатність вибиратися з «глухого кута».

Для виконання означеного завдання достатньо групи з трьох осіб. Учасники групи повторюють матеріал про розмноження представників обраних відділів рослин. Даний матеріал пов'язується зі знаннями про типи поділу клітин (мітоз, мейоз), набір хромосом у клітинах (гаплоїдний,  диплоїдний). Складається схема розвитку для типового представника обраного відділу рослин.

Кожна з груп представляє свій міні-проект  у формі схеми розвитку. При необхідності викладач вносить корективи. Проводиться аналіз та порівняльна характеристика схем, що представлені. При цьому звертається увага на те, яка з фаз домінує в життєвому циклі даного відділу рослин, на якій стадії відбувається мейоз. На основі аналізу представлених схем формулюються висновки.

1) Єдність та багатоманітність рослинного світу. Основні фази розвитку існують у представників різних відділів, але в різних формах.

2) У нижчих рослин (водоростей) статеве покоління (переважно гаплоїдне), і безстатеве (переважно диплоїдне), існують окремо.

3) Серед вищих рослин тільки у мохоподібних домінує статеве покоління (Гф), в клітинах якого міститься одинарний набір хромосом (він же Гб). Це є однією з причин того, що мохоподібні – відмираючи гілка еволюції.

4) У представників інших відділів в життєвому циклі переважає безстатеве покоління – Сф (він же Дб).

5) У насінних рослин відбувається редукція Гб: чоловічого – до пилкового зерна, жіночого – до зародкового мішка.