Урок 48. Класс двудольные. Семейство бобовые.

Общие признаки и многообразие растений семейства бобовые. Экологическая роль

и значение в жизни человека

Цели: продолжить формирование представления о много- образии цветковых растений; познакомить с отличительными признаками растений семейства бобовые; научить составлять морфологическое описание растения, давать его систематиче- скую характеристику; продолжить формирование навыков работы с натуральными объектами, умения распознавать растения с опре- делителем или определительными карточками.

Оборудование и материалы: таблица «Семейство бобовые», гер- барии растений семейства бобовые, модель цветка гороха, коллек- ции и муляжи плодов, бобы арахиса (целые), влажный препарат

«Симбиоз на корнях бобовых».

Ключевые слова и понятия: отдел покрытосеменные, класс дву- дольные, семейство бобовые (гороховые); цветок мотылькового типа, неправильный цветок; формула цветка, диаграмма цветка, способы опыления и способы распространения семян; подсемей- ства мимозовые, цезальпиниевые, бобовые; азотфиксирующие бактерии, симбиоз.

Ход урока

I.          Актуализация знаний

– Ответьте на вопросы.

1.         Какие растения относятся к семейству розоцветные?

2.         Каково основное направление использования этих растений в жизни и хозяйственной деятельности человека?

3.         Какие признаки являются ключевыми при объединении этих растений в одно семейство?

4.         Какие плоды встречаются у растений этого семейства?

5.         Какие соцветия встречаются у растений этого семейства?

6.         Какова формула цветка растений семейства розоцветные?

7.         Какие лекарственные растения этого семейства вы знаете?

8.         При каких заболеваниях используются эти растения?

9.         Какие жизненные формы характерны для растений этого семейства?

II.         Изучение нового материала

1.         Рассказ учителя с элементами беседы

–          Вспомните, какие семейства растений класса двудольные мы уже изучили. (Семейства крестоцветные и розоцветные.) Сегодня мы познакомимся еще с одним семейством растений класса двудольные, с семейством бобовые, которое имеет также и второе название – мотыльковые. (Учитель демонстрирует табли- цу «Семейство бобовые», а также разборную модель цветка гороха.)

–          Как вы думаете, за что оно получило такое название? (От- веты учащихся.)

Это название семейства возникло благодаря сходству цветка бобовых с мотыльком. Бобовые – одно из самых многочисленных семейств цветковых растений. К нему относится около 17 000 ви- дов растений (по некоторым данным, 13 000) из почти 700 родов (по некоторым данным, из 500). На территории России произ- растает около 65 родов и более 1800 видов растений семейства бобовых. При этом 23 вида из них занесены в Красную книгу.

–          Вспомните, сколько видов относится к семействам розо- цветные и крестоцветные. (Число видов растений этих се- мейств – около 3000.)

–          Скажите, во сколько раз количество видов крестоцветных и розоцветных меньше бобовых. (Примерно в 5,5 раза.)

Растения этого семейства распространены на всех континен- тах земного шара, от тропиков с сухим климатом до территорий с умеренным и даже холодным климатом.

Среди растений этого семейства встречаются самые разнооб- разные жизненные формы, такие, как деревья, кустарники, полуку- старники, лианы, однолетние и многолетние травы. Характерно, что большинство травянистых растений этого семейства сосредо- точено в умеренном и холодном климате, а значительная часть де- ревьев и кустарников – в тропических и субтропических областях.

–          Вспомните, какой признак строения растений являлся важ- нейшим при объединении розоцветных и крестоцветных в одно семейство. (Строение цветка.)

При объединении растений семейства бобовые строение цвет- ка также играет наиболее важную роль. Цветок у растений данно- го семейства мотылькового типа, неправильный.

–          Каковы особенности неправильных цветков? (Неправильны- ми называют цветки, имеющие только одну ось симметрии.)

Если провести ось симметрии и вращать цветок вокруг своей оси, его контуры совпадут с первоначальными только при про- хождении полного круга (360°). Околоцветник двойной. Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков. Венчик состоит из 5 неод- нородных лепестков. Цветок бобовых часто сравнивают с корабли- ком. Верхний лепесток обычно самый большой. Его называют па- русом, или флагом. По бокам от него расположены два свободных лепестка поменьше. Их называют веслами (иногда – крыльями). Два нижних лепестка срослись верхушками и имеют вид лодочки.

Для некоторых родов характерно срастание между собой не только лепестков лодочки, но и весел, а иногда и паруса (на- пример, клевер). Тычинок обычно 10, 9 из которых срастаются ты- чиночными нитями, образуя тычиночную трубку, а одна остается свободной. У некоторых видов растений семейства происходит срастание всех тычинок (например, люпин) или же тычинки могут оставаться свободными. Пестик у растений семейства бобовые всегда один.

–          Рассмотрите изображение цветка бобовых на таблицах, а также в учебнике и попробуйте написать формулу этого цветка. (Один из учеников пишет формулу цветка бобовых на доске, класс проверяет и исправляет ошибки. Учитель помогает и дополняет.)

Формула цветка большинства видов растений семейства бобо- вые (цветка мотылькового типа) выглядит так: ^Ч(5)Л1+2+(2)Т(9)+1П1.

Цветки могут быть как одиночными, так и собранными в соцве- тия. Среди соцветий наиболее часто встречаются кисть (донник, люпин), головка (клевер), простой колос.

–          Как вы думаете, каковы причины такого непростого уст- ройства цветка? (Ответы учащихся.)

Назначение такого сложноустроенного цветка состоит в том, чтобы принудить насекомое по пути к нектару испачкаться в пыльце и, соответственно, перенести ее на пестик. Поскольку цветки собраны в соцветия или расположены недалеко друг от друга, вероятность перекрестного опыления резко возрастает.

Для бобовых характерно разнообразие опылителей и, соответ- ственно, множество приемов опыления. Они опыляются в ос- новном пчелами и бабочками, реже – птицами, иногда – руко- крылыми (летучими мышами). Но встречаются ветроопыляемые растения или самоопыляемые. В общем, опыление достигается всеми возможными способами.

Для многих растений семейства характерно появление особых приспособлений цветков для опыления конкретным способом или определенными видами опылителей. Например, цветки клевера имеют такое строение, что достать нектар могут насекомые только с длинным хоботком, например шмели.

–          Как вы считаете, каким должен быть плод растений семей- ства бобовые? (Ответы учащихся.)

Плод растений этого семейства называется бобом. Он чаще всего бывает одногнездный, многосеменной, раскрывающийся двумя створками или распадающийся на отдельные членики. Но у не- которых растений образуется нераскрывающийся односеменной плод (клевер).

–          Вспомните, каково строение плода боб.

–          Нарисуйте строение плода боб. (Один из учеников рисует на доске, другие при необходимости исправляют ошибки и неточности.)

–          Нарисуйте строение плода стручок. (Один из учеников ри- сует на доске, другие при необходимости исправляют ошиб- ки и неточности.)

–          В чем состоит отличие в строении плода боб от плода стру- чок? (Ответы учащихся.)

Плод боб одногнездный, семена у него прикрепляются к стен- кам плода. А плод стручок двугнездный, семена у него прикреп- лены к перегородке посередине плода.

–          Для растений какого семейства характерен плод стручок? (Для растений семейства крестоцветные.)

Семена бобовых растений почти всегда без эндосперма, с мяси- стыми семядолями. Зародыш в семенах очень крупный.

–          Какое количество семядолей у этих семян? (У семян бобо- вых две семядоли, так как эти растения относятся к классу двудольных.)

–          Какова функция мясистых семядолей? (В них запасаются питательные вещества, необходимые зародышу в первое время после его прорастания, пока у него не сформируется собствен- ная корневая система.)

Способы распространения семян у бобовых разнообразны. Некоторые виды не нуждаются в дополнительных посредниках, и семена разбрасываются или просто опадают сами. У других ви- дов бобовых семена разносятся птицами, грызунами, муравьями или ветром. Листья у подавляющего большинства видов сложные с крупными прилистниками. Чаще всего встречаются тройчатые листья (клевер), перистые (горох, акация, вика), пальчатые (лю- пин). У многих видов листья видоизменены в усики.

–          У каких видов растений семейства бобовые листья превра- тились в усики? (Например, у гороха.)

Листорасположение чаще всего очередное. Корневая система у большинства видов стержневая. Для всех представителей бо- бовых характерно наличие на корнях особых клубеньков, в кото- рых селятся азотфиксирующие бактерии. Эти бактерии способ- ны усваивать газообразный азот из атмосферы и превращать его в соединения, доступные для растений.

–          Как образуются клубеньки на корнях бобовых? (Бакте- рии из почвы проникают в клетки корней бобовых растений через корневые волоски. Они вызывают деление и увеличение размеров клеток, в результате чего и образуются подобные видоизменения корней в виде клубеньков.)

–          Подумайте, являются ли эти бактерии паразитами или это сожительство взаимовыгодное. (Взаимовыгодное.)

Правильно. Бактерии получают постоянное место жительства, защиту и дополнительное питание в виде углеводов и других про- дуктов метаболизма, а растение обеспечивается минеральными веществами.

–          Вспомните, как называется такое взаимовыгодное сущест- вование. (Симбиоз, от греч. «сим» – совместный и «биос» – жизнь.)

Все органы бобовых богаты веществами, содержащими азот. В частности, в семенах содержится большое количество белка. По количеству этого вещества бобовые превосходят зерновые культуры более чем вдвое. В зернах пшеницы содержится до 12%, а в фасоли – до 25% легкоусвояемого, как в говядине, белка, а в семенах сои – до 45%. Именно поэтому растения этого се-

мейства так ценны для людей, придерживающихся диетического питания.

После уборки урожая бобовых в земле остаются корни этих растений, благодаря чему почвы обогащаются азотом. Семейство бобовых принято подразделять на три подсемейства: мимозовые, цезальпиниевые и собственно бобовые, или мотыльковые. Самым многочисленным является подсемейство бобовых. Из 700 родов семейства бобовых к нему относится около 500, а из 17 000 ви- дов – 12 000.

2.         Самостоятельная работа учащихся с учебником

–          Пользуясь текстом учебника (учебник И.Н. Пономаревой

§ 44; учебник В.В. Пасечника § 50), а также используя лич- ный опыт, выпишите направления использования растений семейства бобовые в жизни и хозяйственной деятельности человека, приведите примеры этих растений.

(Данную работу можно оформить в виде таблицы.)

Направление исполь- зования растений  Примеры растений

Пищевые растения   Горох посевной, фасоль, бобы, соя, арахис, нут, чечевица, маш

Кормовые расте- ния           Клевер, чина, люцерна, вика, однолетний лю- пин, верблюжья колючка (в пустынях), кормо- вые (конские) бобы, эспарцет, донник, сераделла

Декоративные ра- стения    Люпин, душистый горошек, акация (желтая и бе- лая), гледичия

Лекарственные ра- стения  Термопсис ланцетовидный, кассия остролист- ная, солодка голая, донник лекарственный

Растения-медоносы Донник, чина, клевер

(На выполнение задания отводится около 5 мин. Далее учени- ки по очереди читают по одному пункту таблицы, учитель приво- дит дополнительные сведения.)

3.         Рассказ учителя

Множество бобовых успешно используется в медицине. (Учи- тель демонстрирует таблицу.)

Лекарственные растения семейства бобовых и их применение

Название лекар- ственного растения        Направления использования растений в медицине

1          2

Термопсис лан- цетовидный (мы- шатник)          Используют в виде настоя или порошка как отхар- кивающее средство, содержит ядовитые алкалоиды (цитизин), которые применяют в фармакологии

1          2

Солодка голая           Корни содержат гликозиды, сахарозу, глюкозу, горечи, камеди, белки и т. д. Из них готовят лак- ричный порошок, различные экстракты

Донник лекар- ственный (жел- тый)          Из листьев и цветков донника изготавливают ме- лилотный пластырь. Содержит кумарин

Галега лекар- ственная        Содержит алкалоид галегин, понижающий уро- вень сахара в крови, применяется как заменитель инсулина

Стальник колю- чий  Корень применяют в водных отварах как мочегон- ное и потогонное средство

Сферофиза со- лонцовая     Из побегов выделен алкалоид сферофизин, приме- няемый при лечении гипертонии и в акушерском деле

Клевер луговой (красный)   Соцветия применяют как отхаркивающее, моче- гонное и антисептическое средство в виде отвара и чая

Кроме того, богатые азотом бобовые используют как зеленые удобрения. Люпин, донник, вику, астрагал запахивают вместе с зе- леной массой. Растения перегнивают, обогащая почву ценными удобрениями – соединениями азота.

Из сои и арахиса получают растительное масло, которое ак- тивно используется в пищевой промышленности. Интересной особенностью арахиса является то, что его бобы созревают в поч- ве. После отцветания генеративные побеги сильно удлиняются и зарываются в почву, где и происходит образование и созревание семян. Родина арахиса – Бразилия, но возделывают его в Средней Азии и на Кавказе.

Кроме того, многие растения семейства бобовых используют для получения различных красок (дрок красильный).

Стволы многих тропических видов деревьев розового, крас- ного и черного используют для получения высокоценных сортов древесины.

Экологическая роль бобовых заключается в том, что они явля- ются основными видами растений во флоре тропиков и умерен- ного пояса. Например, в лесной и лесостепной зонах составляют до 15–20% травостоя. Соответственно, являются средообразую- щим видом или видом-эдификатором (от лат. «эдификатор» – строитель), т. е. эти растения определяют основные свойства растительного сообщества. Бобовые – одни из основных пород в лесах влажных тропиков и субтропиков. Необходимо отметить, что 23 вида из этого семейства занесены в Красную книгу.

III.        Закрепление знаний и умений

Практическая работа 33. РАСПОЗНАВАНИЕ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА БОБОВЫЕ ПО ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМ КАРТОЧКАМ

Цели: формировать умения распознавать растения с определи- телем или определительными карточками, давать полную систе- матическую характеристику растения; продолжить формирование навыка работы с натуральными объектами.

Оборудование: гербарии растений семейства бобовые (клевер ползучий, клевер луговой (красный), донник лекарственный, донник белый, чина луговая, чина клубненосная, горох посев- ной, горох полевой), школьный определитель высших растений и определительные карточки, лупы.

Общие рекомендации. Перед началом работы необходимо на- помнить учащимся о правилах техники безопасности.

Ход работы

1.         Рассмотрите гербарий растения семейства бобовые.

2.         Определите окраску венчика, строение цветка, тип плода, форму листовой пластинки.

3.         Следуя инструкции, по определительной карточке выясни- те, что это за растение.

4.         С помощью школьного определителя установите, к какому порядку, классу, отделу относится данное растение.

5.         Сделайте вывод, в котором дайте полную систематическую характеристику данного растения, запишите полученные данные в тетрадь.

IV.        Подведение итогов урока Домашнее задание

Прочитать параграф, знать основные термины, ответить устно

на вопросы в конце параграфа. (Учебник И.Н. Пономаревой § 44; учебник В.В. Пасечника § 50.)

Творческое задание. Несмотря на то что для бобовых характерен только один тип плода – боб, плоды различных растений этого се- мейства существенно отличаются друг от друга по внешнему строе- ниию, по количеству семян и т. д. Необходимо нарисовать различ- ные типы плода боб, характерные для растений семейства бобовые. Придумать, как мог бы выглядеть плод боб. Нарисовать его.

Задания для учеников, интересующихся биологией.

1.         Объяснить, каков биологический смысл в созревании плодов арахиса под землей. Как вы думаете, приспособлением к каким условиям может являться подобный способ созревания семян?

2.         Сделать мини-доклад об интересных представителях ра- стений семейства пасленовые и об их значении в жизни и хозяй- ственной деятельности человека.

Дополнительный материал

Определительная карточка

для распознавания растений семейства бобовые

1. Листья тройчатые 2

0. Листья с одной или несколькими парами листочков 3

2. Цветки собраны в головчатое соцветие (род клевер) 4

0. Цветки собраны в соцветие кисть (род донник) 5

3. Листья с одной парой листочков, с усиками на конце листа (род чина) 6

0. Листья с несколькими парами листочков, с усиками на конце ли- ста (род горох) 7

4. Стебель ползучий, укореняющийся. Соцветия – головки, белые, позднее при засушивании буреющие.

Клевер ползучий

0. Стебель восходящий. Прикорневые листья на длинных черешках, покрыты волосками. Два верхних листа прилегают к соцветию. Соцве- тия – головки, красные, при высыхании буреющие.

Клевер луговой (красный)

5. Цветки желтые.

0. Цветки белые.

Донник лекарственный

Донник белый

6. Цветки желтые, в кистях по 4–12 цветков. Прилистники (у осно- вания черешка) почти одинаковой длины с листочками.

Чина луговая

0. Цветки розовые, при засушивании буреющие. Прилистники узкие, значительно меньше листочков.

7. Цветки белые.

0. Цветки слабо-фиолетовые.

Чина клубненосная Горох посевной Горох полевой