 |
Понятие, сущность, цели, задачи, основные принципы морфологии растений
|
|
|
|
Содержание
Введение 3
1. Теоретические аспекты изучения морфобиологических особенностей ампельных растений 5
1.1 Понятие, сущность, цели, задачи, основные принципы морфологии растений 5
1.2 Морфологические характеристики растений и схема морфологического описания 12
1.3 Сравнительный анализ ампельных растений по основным морфобиологическим признакам 27
2. Экспериментальная работа по формированию учебной деятельности в процессе изучения морфологии ампельных растений на уроках биологии 49
2.1 Методика изучения ампельных растений в школьном курсе биологии 49
2.2 Разработка методики контроля полученных знаний 60
Заключение 67
Список литературы 69
Приложения 71
Введение
Под качеством образования понимается «степень удовлетворения ожиданий» различных участников процесса образования от предоставляемых образовательным учреждениям образовательных услуг» или «степень достижения поставленных в образовании целей и задач».
Для учителя биологии качество образовательного процесса определяется как нормативный уровень, которому должен соответствовать продукт учебно-воспитательного процесса, в котором воплощается социальный заказ общества. В условиях перехода на новую философию образования – личностную – под качеством образования так же понимается и социальное развитие ученика (взаимодействие его со всеми аспектами социального окружения). Поэтому возникает новая задача перед школьной практикой поиска обоснованной системы оценки качества образовательной подготовки учащихся.
|
|
|
Основным критерием качества образовательного процесса является результат, показателями которого являются знания и умения.
Сделав контент-анализ первоисточников по данной проблеме (Т. Давыденко, Л. Зорина, И. Лернер, В Полонский, И. Ильясов, Д. Эльконин, В. Талызина и др.), можно утверждать, что под знанием понимается результат духовной и практической деятельности людей, выраженной в системе фактов, представлений, понятий, правил, законов, теорий.
Цели разрабатываемых уроков биологии:
– установление связей понятий систематики (вид, род, класс) с морфологическими понятиями (корневая система, лист и др.);
– овладение умением описывать растения;
– овладение умением вести диалог по обсуждаемым вопросам;
– междисциплинарный перенос знаний;
– формирование эмоционального отношения к живой природе, способствующего осознанию влияния человека на природу.
Вышеизложенное определило актуальность выбранной темы.
Проблема исследования заключается в противоречии между необходимостью учитывать многие индивидуальные особенности личности в учебном процессе и ограниченной возможностью реализации этой необходимости в массовой школе из-за недостаточной разработки педагогического и методического инструментария.
Объект исследования – процесс морфологического анализа растений.
|
|
|
Предмет исследования – формирование учебной деятельности в процессе изучения морфологических особенностей ампельных растений в школьном курсе биологии.
Целью данной работы является выявление педагогических условий формирования знаний по морфологии ампельных растений на уроке биологии.
Реализация этой цели возможна при последовательном решении следующих задач:
1. Рассмотреть теоретические аспекты изучения морфобиологических особенностей ампельных растений.
2. Определить понятие, сущность, цели, задачи, основные принципы морфологии растений.
3. Исследовать морфологические характеристики растений и разработать схему морфологического описания.
4. Провести сравнительный анализ ампельных растений по основным морфобиологическим признакам.
5. Разработать методику изучения особенностей ампельных растений в школьном курсе биологии.
Для успешного решения поставленных задач использованы следующие теоретические методы исследования:
1. Сравнительный метод;
2. Исторический метод;
3. Системный метод.
Теоретические аспекты изучения морфобиологических особенностей ампельных растений
Понятие, сущность, цели, задачи, основные принципы морфологии растений
Морфология растений, фитоморфология – наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений в их индивидуальном и эволюционно-историческом развитии. Один из важнейших разделов ботаники. По мере развития морфологии растений из неё выделились как самостоятельные науки анатомия растений, изучающая тканевое и клеточное строение их органов, эмбриология растений, изучающая развитие зародыша, и цитология – наука о строении и развитии клетки. Таким образом, морфология растений в узком смысле изучает строение и формообразование, главным образом на организменном уровне, однако в её компетенцию входит также рассмотрение закономерностей популяционно-видового уровня, поскольку она имеет дело с эволюцией формы.
Основные проблемы морфологии растений: выявление морфологического многообразия растений в природе; изучение закономерностей строения и взаимного расположения органов и их систем; исследования изменений общей структуры и отдельных органов в ходе индивидуального развития растения (онтоморфогенез); выяснение происхождения органов растений в ходе эволюции растительного мира (филоморфогенез); изучение воздействия различных внешних и внутренних факторов на формообразование. Таким образом, не ограничиваясь описанием определённых типов строения, морфология растений стремится выяснить динамику структур и их происхождение. В форме растительного организма и его частей внешне проявляются закономерности биологической организации, т.е. внутренние взаимосвязи всех процессов и структур в целостном организме.
|
|
|
В теоретической морфологии растений различают два взаимосвязанных и дополняющих друг друга подхода к истолкованию морфологических данных: выявление причин возникновения тех или иных форм (с точки зрения факторов, непосредственно действующих на морфогенез) и выяснение биологического значения этих структур для жизнедеятельности организмов (с точки зрения приспособленности), что ведёт к сохранению определённых форм в процессе естественного отбора.
Основные методы морфологических исследований – описательный, сравнительный и экспериментальный. Первый заключается в описании форм органов и их систем (органография). Второй – в классификации описательного материала; применяется также при исследовании возрастных изменений организма и его органов (сравнительно-онтогенетический метод), при выяснении эволюции органов путём сопоставления их у растений разных систематических групп (сравнительно-филогенетический метод), при изучении влияния внешней среды (сравнительно-экологический метод). И, наконец, с помощью третьего – экспериментального – метода искусственно создаются контролируемые комплексы внешних условий и изучается морфологическая реакция растений на них, изучаются внутренние взаимосвязи между органами живого растения.
Морфология растений тесно связана с другими разделами ботаники: палеоботаникой, систематикой и филогенией растений (форма растений – результат длительного исторического развития, отражает их родство), физиологией растений (зависимость формы от функции), экологией, географией растений и геоботаникой (зависимость формы от внешней среды), с генетикой (наследование и приобретение новых морфологических признаков) и растениеводством.
|
|
|
Морфология растений – наука о формах растений. Во всей своей обширности, эта часть науки заключает в себе не только исследование внешних форм растительных организмов, но также анатомию растений (морфология клетки) и систематику их, которая есть не что иное, как специальная морфология различных групп царства растений, начиная от крупнейших и кончая самыми мелкими: видами, подвидами и т.д.
Выражение «морфология» утвердилось в науке преимущественно со времени знаменитой книги Шлейдена – основы ботаники («Grundzuge der Botanik», 1842–1843). В морфологии изучаются формы растений независимо от их физиологических отправлений на том основании, что форма данной части или члена растения имеет далеко не всегда одно и то же физиологическое значение.
Так, например, корень, служащий преимущественно для высасывания жидкой пищи и для укрепления растения в почве, бывает воздушным и служит не для укрепления в почве, а для поглощения влаги и даже углекислого газа из воздуха (орхидные; арфидные, живущие на деревьях и пр.); он же может служить исключительно для прицепки к твердой почве (плющ); стебель, служащий у большинства растений для проведения жидкой пищи от корня к остальным частям растении, служит у некоторых растений для поглощения углекислого газа из воздуха, т.е. принимает на себя физиологическое отправление листьев, например, у большинства кактусов, лишенных листьев, у мясистых молочайников и пр. Тем не менее, нет никакой возможности совершенно отвлечься от физиологической точки зрения при изучении морфологии, так как понять и объяснить значение строения и формы данного растительного члена может лишь физиологическое отправление, выпавшее на его долю. Таким образом, выделение морфологии растений в особую отрасль основано главным образом на логической необходимости.
С морфологической точки зрения растение, как и животное, состоит не из органов, а из членов, сохраняющих главные черты своей формы и строения, несмотря на то отправление, которое может выпасть на их долю.
Основным теоретическим принципом морфологии является так называемый метаморфоз растений. Учение это высказано впервые в определенной форме Гёте в 1790 г., впрочем, только относительно высших цветковых растений. Метаморфоз, или превращение, зависит от того, что все части каждого растения построены из одного и того же организованного материала, а именно из клеток. Поэтому формы различных частей колеблются только между известными, более или менее широкими пределами.
|
|
|
Обозревая все множество растительных форм, мы открываем, что все они построены на основании двух главных принципов, именно – принципа повторительности и принципа приспособляемости.
Первый заключается в том, что в каждом растении одни и те же члены действительно повторяются. Это касается как самых простых, элементарных членов, так и самых сложных. Прежде всего мы видим повторительность самых клеток: все растение состоит из клеток.
Затем повторительность тканей: мы встречаем одни и те же ткани повсюду, и в корне, и в стебле, и в листе и т.д. То же замечается и касательно сложнейших членов междоузлия, узла, листа.
Приспособляемость заключается в модификации повторяющихся членов с целью приспособления к физиологическим отправлениям и к окружающим условиям. Комбинации этих двух принципов и определяет то, что названо метаморфозом.
Таким образом, метаморфоз растений есть повторительность членов данного порядка, изменяющихся на основании принципа приспособляемости. Изучение морфологии и установление как общих всем растениям правил в общей морфологии, так и частных правил, относящихся к разного порядка группам растительного царства в частной или специальной морфологии, производится помощью следующих способов:
1) сравнение готовых разноименных членов одного и того же и разных растений по наружному и внутреннему их строению;
2) история развития или эмбриология,
3) изучение отклоняющихся от нормы или уродливых форм (тератология растений).
Метаморфозами называют наследственно закрепленные видоизменения органов, связанные со сменой их основных функций. Метаморфозы вегетативных органов растений необычайно разнообразны.
Метаморфозы побега
Побег является самым изменчивым органом растения. Для него характерны такие свойства как:
многофункциональность;
лабильность поведения;
пластичность.
Уже в первом приближении побеги делятся на два типа:
1) вегетативные
2) генеративные.
Наблюдается отчетливая смена форм роста и функций побега в процессе его биологического развития. Например:
- захват новой площади (плеть или корневище);
- усиленное питание (розеточная стадия);
- образование цветов и плодов (генеративная стадия).
Рассмотрим основные типы специализированных и метаморфизированных органов побегового происхождения.
У многих ампельных растений первоначально весь побег надземный. Он несет и чешуевидные и зеленые розеточные листья. В дальнейшем листья отмирают, а стеблевая часть втягивается в почву, там утолщается за счет отложения запасных веществ и превращается в корневище.
Таким образом, в структуре побега можно различить две фазы: надземную и подземную. В ходе онтогенеза побег претерпевает действительное превращение, метаморфоз в буквальном смысле. Такие корневища называют погружающимися или эпигеогенными – надземнорожденными. Такая картина наблюдается при формировании корневищ: манжетки, гравилата, земляники, медуницы и других.
У других растений корневище начинает фазу роста из почки, находящейся под землей. Такие корневища изначально подземного происхождения называются гипогеогенными. Наблюдаются у очень многих многолетних трав и кустарников: пырей, вороний глаз, купена, вероника длиннолистная и другие.
В этом случае корневища тонки и служат больше для вегетативного размножения.
Метаморфозами побегов являются также столоны и клубни.
Клубни – утолщения подземного побега как у картофеля, топинамбура. Клубневые утолщения начинают развиваться на концах столонов. Столоны недолговечны и разрушаются обычно в течение вегетационного периода, этим они и отличаются от корневищ.
Листья на клубне очень рано опадают, но оставляют рубцы, в виде так называемых глазков клубня. В каждом глазке находится по 2–3 пазушных почки, из которых прорастает только одна. Почки при благоприятных условиях легко прорастают, питаясь запасными веществами клубня и вырастают в самостоятельное растение.
Таким образом, третья ведущая функция побегов – вегетативное возобновление и размножение.
Некоторые виды растений образуют весьма своеобразные листовые клубни (например, тонколистный сердечник). Это видоизмененные листовые пластинки, сидящие на черешках корневищ. Эти листовые клубни имеют лопасти, перистое жилкование и даже ткань мезофилма, но бесхлорофильны и приспособлены для откладывания запасного крахмала.
Метаморфозы стеблей и листьев наиболее сильно проявляются в суккулентных растениях.
Суккулентами называют растения, имеющие сочные, мясистые листья или стебли, которые служат своеобразными резервуарами для запасания влаги. Эту влагу суккуленты очень бережно и экономно расходуют на протяжении засушливого периода. Суккуленты разделяются на две большие группы:
Стеблевые суккуленты – имеют мясистые стебли, листья же, как правило, превратились в колючки (для уменьшения транспирации). В качестве примеров стеблевых суккулентов можно назвать всем известные американские кактусы и очень похожие на них африканские молочаи.
Листовые суккуленты – имеют толстые, мясистые листья. К ним относятся толстянковые: очиток, золотой корень; лилейные, амариллисовые, агавы, алоэ, гастерии, гавортии.
У многих растений наблюдается большое разнообразие шипов и колючек, которые, к тому же, имеют разное происхождение. Например, у кактусов и барбарисов колючки представляют собой видоизмененные листья. Обычно такие колючки предназначены, в первую очередь, для уменьшения транспирации, защитная же функция в большинстве случаев является второстепенной.
Другие растения имеют колючки побегового происхождения – это видоизмененные укороченные побеги. Нередко они начинают развиваться как нормальные облиственные побеги, а затем одревесневают и утрачивают листья.
Дальнейший шаг в недоразвитии листьев и передачи их функций зеленым стеблям приводит к формированию таких метаморфизированных органов, как филлокладии и кладодии.
Филлокладии (греч. филлон – лист, кладос – ветвь) – это плоские листоподобные стебли и даже целые побеги. Наиболее изестным примером растений, имеющих метаморфозы подобного рода, являются иглицы (Ruscus). Весьма интересно, что на листоподобных побегах иглицы развиваются чешуевидные листья и соцветия, чего никогда не бывает на нормальных листьях. Кроме того, филлокладии как и листья имеют ограниченный рост.
Кладодиями же называют уплощенные стебли, которые в отличие от филлокладиев, сохранили способность к длительному росту. Это достаточно редкие видоизменения и встречаются, например, у австралийских мюленбекий.
У многих лазящих растений (горохи, чины, тыквы и пр.) наблюдается видоизменение листьев в усики, которые обладают способностью закручиваться вокруг опоры. Стебель у таких растений обычно тонкий и слабый, неспособный сохранять вертикальное положение.
Стелющиеся растения (земляника, костяника и др.) формируют особый тип побегов, служащих для вегетативного размножения, такие как плети и столоны. Их относят к категории надземно-ползучих растений.
Таким образом, морфологические особенности ампельных растений сводятся, прежде всего, к определенной форме побегов (свисающие, плетистые).
|
|
|
