Использование крупнолуковичных цветочных культур на уроках биологии

В рамках школьной программы курса «Биология. Бактерии, грибы, растения» для обучающихся 6 класса во многие темы можно включить материал о развитии и биологических особенностях таких луковичных цветочных культур как гиацинт, лилия и тюльпан. Являясь биологическими объектами, эти культуры могут быть использованы в самых разнообразных аспектах изучения биологии, помогая учителю обогатить материал школьной программы.

Крупнолуковичные цветочные культуры могут быть использованы на уроках биологии для организации и проведения пpaктических работ, опыты с которыми можно проводить в течение всего года обучения. На примере этих культур обучающиеся 6 класса могут изучать процессы жизнедеятельности цветковых растений, развивать способности применять полученные знания на пpaктике, формировать чувство любви к цветам. Занятость учащихся не только при подготовке к урокам, но и в проведении самих уроков через различные формы коллективной, групповой и опытнической работы позволит развить у них интерес к биологии и живой природе.

Особую ценность крупнолуковичные цветочные культуры (гиацинт, лилия, тюльпан) представляют собой как объекты для зимних работ – живой демонстрационный материал этих культур можно иметь в любое время года, т.к. эти растения пригодны для выгонки.

Использование крупнолуковичных цветочных культур в качестве объектов изучения на уроках биологии облегчается тем, что их можно возделывать без особых материальных затрат на пришкольном участке в отделе цветочных и декоративных культур, а также выращивать в контейнерах и горшках в живом уголке в кабинете биологии в зимний период. Для проведения опытов с данными культурами не требуется особого оборудования и помещения; многие опыты могут быть выполнены в условиях школьного кабинета.

Изучив «Вегетативное размножение растений», на следующих уроках учитель может расширить материал по данной теме, дополнив его теорией и пpaктикой с использованием в качестве живых наглядных биологических объектов – гиацинт, лилию, тюльпан. Оригинальная подача материала при изучении данной темы поможет учителю не только сформировать исследовательские умения и навыки учащихся, но и заинтересовать учеников в опытнической работе с цветами.

Применяя полученные знания и навыки на пpaктике, в процессе изучения способов вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур, школьники могут получить большое количество посадочного материала, который может быть использован для озеленения пришкольного участка. Выращивание и размножение новых и перспективных сортов гиацинта, лилии, тюльпана на пришкольном участке позволит получать не только посадочный материал для собственных нужд школы, но и продукт для реализации, что поможет школе в решении отдельных экономических вопросов.

Предлагаемые к использованию на уроках опыты составлены на основе собственных исследований, проводимых на агробиостанции Мичуринского государственного педагогического института.

Разработка уроков биологии в 6 классе по теме: «Вегетативное размножение растений»

Урок 1. Тема: «Вегетативное размножение крупнолуковичных цветочных культур»

Цель: изучить особенности строения луковиц представителей семейства лилейные, сформировать понятия о разных способах вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур.

Задачи:

• Образовательные: сформировать у обучающихся понятия о луковичных цветочных культурах, о строении и функции луковиц, о способах их вегетативного размножения: 1) деление гнезда луковиц; 2) размножение луковицами-детками; 3) размножение стeблепочками; 4) размножение чешуями луковиц; 5) размножение стeблевыми и листовыми черенками; 6) механический надрез донца луковиц.
• Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения, реализовать элементы эстетического и трудового воспитания.
• Развивающие: развить умения и навыки наблюдать, анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать, работать самостоятельно с учебником и дополнительной литературой.

Система понятий: крупнолуковичные цветочные культуры, семейство лилейные, луковица, запасные питательные вещества, донце, чешуи, чешуевание, бульбы, луковицы-детки, стeблевые черенки, побег возобновления, каллус.

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный.

Методические приёмы: беседа, объяснение нового материала, демонстрация слайдовой презентации и натуральных объектов.

Средства наглядности: натуральные (луковицы: гиацинта, лилии, тюльпана; чешуи гиацинта и лилии с образовавшимися на них луковичками; луковица гиацинта с образовавшимися луковичками на месте крестообразного надреза донца), изобразительные: слайдовая презентация с фотографиями; схематичные рисунки способов вегетативного размножения.

Ход урока

I. Организационный момент.

• приветствие;
• подготовка аудитории к работе.

II. Опрос по домашнему заданию:

Ребята, на прошлом уроке вы изучили тему «Вегетативное размножение растений». Давайте ответим на следующие вопросы:

1. В чём заключается смысл вегетативного размножения?
2. Каково значение этого способа размножения в природе?
3. Какими органами могут размножаться растения при вегетативном способе размножения?
4. Какие способы вегетативного размножения растений вам известны?

(Ответы учащихся).

III. Изучение нового материала.

1. Учитель обращает внимание учащихся на слова, написанные на слайде (слайд 2):

«Чтобы жить, нужны солнце, свобода и маленький цветок»
Г.Х. Андерсен

И действительно цветы сопровождают нас всю жизнь: встречают нас при рождении, радуют на праздниках и памятных датах. Близость к цветам, созерцание их неповторимой, совершенной и тонкой красоты смягчает душу и раскрывает лучшие грани нашего хаpaктера. И сегодня, мы с вами прикоснёмся к прекрасному и узнаем, как, используя вегетативное размножение растений приумножить богатства цветочного мира. Откройте тетради и запишите тему урока: «Вегетативное размножение крупнолуковичных цветочных культур».

Какие луковичные цветочные культуры вы знаете? (Ответ учащихся)

Сегодня, мы узнаем о биологических и ботанических особенностях таких крупнолуковичных цветочных культур как гиацинт, лилия, тюльпан.

Учитель обращает внимание учащихся на систематическое положение гиацинта, лилии и тюльпана (слайд 3):

Гиацинт, лилия и тюльпан – цветочные культуры, известные как красивоцветущие декоративные растения с давних времён, украшая сады и парки в весенний и летний период. Мир этих крупнолуковичных цветочных культур настолько разнообразен, что они встречаются во многих странах мира, считаясь одними из лучших цветочных многолетников, символизирующих красоту. Ареал их произрастания охватывает Японию, Испанию, Италию, Францию, Ливан, Сирию, Голландию, Германию и др. страны. Не обошли они стороной и Россию.

Сортовой ассортимент лилии, гиацинта и тюльпана настолько разнообразен, что среди них всегда найдётся такая форма, которая удовлетворит требованиям и опытного цветовода, и новичка, желающего украсить свой участок. Среди них есть сорта с высокими и низкими растениями, рано и поздноцветущими, с одноцветными и двухцветными, простыми и махровыми цветками, которые прекрасно подойдут для выращивания как на садовом, так и на пришкольном участке, создавая яркие пятна и красивые фрагменты в любом цветнике (учитель в процессе рассказа демонстрирует слайды с фотографиями разнообразных сортов гиацинта, лилии, тюльпана) (слайды 4–6).

2. Крупнолуковичные цветочные культуры в нашем регионе – не самые простые, но и не самые сложные для выращивания культуры. И сегодня мы с вами познакомимся с различными способами вегетативного размножения гиацинта, лилии и тюльпана.

Какие вегетативные органы луковичных культур вам известны? (Ответ учащихся)

Основные вегетативные органы у луковичных цветочных культур – побег возобновления, луковица, корневая система. В мясистых чешуях концентрируются запасы питательных веществ, в связи с чем они называются запасными, или питающими. Учитель демонстрирует луковицы тюльпана, гиацинта и лилии, а также фотографии на слайдовой презентации (слайды 7–8).

Какие признаки внешнего различия у этих луковиц вы можете назвать? (Ответ учащихся)

Учитель предлагает ученикам записать в тетради определение:

Луковица – видоизменённый побег с коротким уплощённым стeблем (донцем), сочными мясистыми чешуевидными листьями, из верхушечной и пазушной почек которого развиваются надземные части растения.

Функция: запасание питательных веществ, вегетативное размножение.

Луковицы лилии имеют черепитчатое, более или менее рыхлое строение и состоят из чешуй, лишенных наружных пленок, хаpaктерных для луковиц тюльпана, гиацинта и других луковичных растений Количество чешуек и плотность прилегания их друг к другу, а также их форма и хаpaктер сочлeнения колeблются у разных видов лилии. Чешуйки луковиц лилии бывают белые, желтые, розовато-коричневые, фиолетово-бурые и розовые. После выемки из грунта и после просушки окраска луковиц лилии часто темнеет, а белый цвет изменяется в розовый и желтоватый. Размеры луковиц различных видов лилии у нормально развитых цветущих экземпляров колeблются от 1–1,5 см до 20–30 см в диаметре.

У тюльпана луковица покрыта покровной чешуёй, называемой иногда кроющей. Она сухая, кожистая, темно-коричневого цвета, лишенная питательных веществ. Главная функция ее защита луковицы от механических повреждений, чрезмерного испарения, проникновения возбудителей болезней. В связи с тем, что в естественных условиях тюльпаны произрастают преимущественно в степях, полупустынях и даже пустынях, они приспособились к быстрому развитию в условиях непродолжительной весны и к летнему покою. В течение месяца в луковице закладываются и обособляются первый лист, цветок и луковица будущего года. В пазухах запасных чешуй развиваются почки, а из них – луковицы-детки. Таким образом, количество почек зависит от количества питающих чешуй, сорта и величины маточной луковицы.

Луковица гиацинта очень крупная, 5–6 см в диаметре, округло-овальная, плёнчатая. Под двумя-тремя кроющими плёнчатыми чешуями расположены прикрепленные к основанию донца и плотно прилегающие друг к другу запасающие чешуи.

3. А сейчас мы с вами рассмотрим основные способы вегетативного размножения гиацинта, лилии и тюльпана (слайды 9–14).

Вегетативное размножение широко распространено в пpaктике цветоводства, как эффективный способ получения большого количество посадочного материала интересующей культуры. Существуют следующие способы вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур:

• деление гнезда – основано на том, что в материнской луковице происходит закладка и развитие одновременно нескольких почек возобновления, дающих начало дочерним луковицам;
• размножение луковицами-детками – у многих видов лилии на подземной части стeбля формируются стeблевые детки, которые за 2–3 года выращивания превращаются во взрослые луковицы;
• размножение стeблепочками (бульбами) – у некоторых видов лилии в пазухах листьев формируются почколуковички (бульбы), которые к концу цветения лилии созревают и легко отделяются от стeбля для самостоятельного роста и развития в луковицу;
• размножение чешуями луковиц – отделённые от луковицы чешуи способны давать начало новым растениям (демонстрация чешуй лилии и гиацинта с образовавшимися на них луковичками);
• размножение стeблевыми и листовыми черенкам применяют при дефиците посадочного материала редкого вида или сорта лилии, лучше всего укореняются листья, взятые с верхней части стeбля в первой половине лета;
• механический надрез донца луковицы (демонстрация луковицы гиацинта с образовавшимися луковичками на месте крестообразного надреза донца).

По ходу изучения нового материала заполняется таблица 1 «Основные способы вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур» (Приложение 1).

IV. Закрепление знаний.

Итак, ребята, как вы считаете, для чего человек может использовать вегетативное размножение луковичных цветочных культур? В чём отличие способов вегетативного размножения, которое присутствует в природе, от искусственных способов вегетативного размножения, которые может осуществлять человек на своём садовом участке? (Ответ учащихся).

Слово учителя: Используя искусственные способы вегетативного размножения человек, может быстро размножить интересующий его сорт лилии, гиацинта и тюльпана, который в естественных условиях плохо или медленно размножается.

Учитель предлагает учащимся поиграть в игру «Цепочка».

Для этого учитель заранее готовит рисунки с изображениями различных способов вегетативного размножения луковичных цветочных культур, рисунки размещаются на доске (Приложение 2). Класс делится на 2-3 комaнды (например, по трём рядам). По жребию разыгрывается, какая из комaнд начнёт игру первой. Первый человек из комaнды выбирает один из рисунков и называет способ вегетативного размножения. Следующий ученик отвечает, какими вегетативными органами происходит размножение. Следующий приводит пример луковичного цветочного растения, для которого данный способ размножения хаpaктерен. Так происходит, пока кто-либо из учеников не ответит на поставленный вопрос. В этом случае ход переходит к комaнде соперника. За каждый верный ответ комaнда получает очко, которое учитель фиксирует на доске. Выигрывает комaнда, набравшая наибольшее количество очков.

V. Домашнее задание

Изучить тему «Вегетативное размножение крупнолуковичных цветочных культур», заполнить таблицу 2 в тетради (слайд 15).

Таблица 2. Особенности строения луковиц гиацинта, лилии, тюльпана

Рекомендуемая дополнительная литература для учащихся:

1. Ганичкина О.А. Любимые цветы. – М.: ОНИКС, 2007. – 222 с.
2. Дьяконова Т.Н. Цветоводство для взрослых и детей. – М.: Муравей, 1997. – 234 с.
3. Родина В.А. Цветоводство в школе. – М.: Гос. учеб. пед. издат. мин. РСФСР, 1962. – 278 с.

Урок 2. Тема: «Использование человеком вегетативного и семенного размножения крупнолуковичных цветочных культур»

Цель: продолжить развитие понятий о способах вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур, сформировать понятие о семенном размножении.

Задачи:

• Образовательные: научить размножать лилию и гиацинт методом чешуевания луковиц, делать крестообразный надрез донца луковицы гиацинта для образования луковичек, проводить посев семян лилии и тюльпана, обнаруживать запасные питательные вещества в чешуях луковицы лилии, продолжить формировать навык выполнения биологического рисунка и работы с микроскопом.
• Воспитательные: продолжить формирование научного мировоззрения, реализовать элементы эстетического и трудового воспитания.
• Развивающие: развить умения и навыки наблюдать, анализировать, сравнивать, обобщать, систематизировать, работать в группах и самостоятельно, проводить опытническую работу с живыми биологическими объектами.

Методы обучения: словесные, наглядные, пpaктические.

Тип урока: урок – пpaктическая работа, закрепление новых знаний.

Оборудование и материалы: луковицы гиацинта, лилии, тюльпана, семена лилии и тюльпана, нож для препарирования луковиц, ящики с песком, полиэтиленовые пакеты с опилками, лезвия, микроскоп, реактивы: перманганат калия (KMnO₄) для дезинфекции луковиц, раствор Люголя и спиртовой раствор судана (III) для проведения качественных реакций.

Ход урока

I. Организационный момент.

• приветствие;
• подготовка аудитории к работе.

II. Опрос по домашнему заданию:

1. Выполнение тестовых заданий (Приложение 3).
2. Проверка заполнения таблицы 2 «Особенности строения луковиц гиацинта, лилии, тюльпана» (Приложение 4).
3. Фронтальный опрос:
   1) Назовите систематическое положение и известных вам представителей семейства лилейные.
   2) Какие способы искусственного вегетативного размножения гиацинта, лилии и тюльпана вы знаете? В чём заключаются их особенности?

III. Выполнение пpaктической работы.

Вступительное слово учителя: Ребята, на прошлом уроке мы с вами познакомились со способами вегетативного размножения крупнолуковичных цветочных культур, а сегодня мы попробуем применить полученные знания на пpaктике и побудем в роли опытных цветоводов, селекционеров и физиологов. Откройте свои тетради и запишите тему пpaктической работы «Вегетативное и семенное размножение гиацинта, лилии и тюльпана. Анализ запасных питательных веществ в чешуях луковицы лилии».

Учитель делит класс на исследовательские группы по 4–5 человек, каждая группа имеет своё название и девиз. В группах распределяются обязанности и ответственные лица за постановку опыта, его проведение и наблюдение. Учитель рекомендует учащимся в каждой группе завести дневники учёта опыта (Приложение 5). Каждая группа получает название опыта и методику его выполнения.

Тематика и методика опытов с крупнолуковичными цветочными культурами

Группа 1. Агрофирма «Лилия»

Девиз: «Любая трудность не помеха, используя чешуи, достигнем мы успеха!»

Опыт. Размножение лилии методом чешуевания луковиц

Луковицу лилии условно разделить на две зоны: внутреннюю и внешнюю (Рисунок 1). Отделённые чешуи промыть в воде, на 20 минут поместить в 0,03% раствор перманганата калия, подсушить и поместить в полиэтиленовые пакеты с влажными опилками. Пакеты с чешуями поместить в бытовой холодильник при температуре 3–4°C на 1 неделю. После перенести в светлое место при комнатной температуре 15–20°C. Учёт проводить по мере образования луковичек на чешуях.

Рис. 1

Группа 2. Цветочно-декоративный совхоз «Гиацинт»

Девиз: «С гиацинтом мы дружны, с гиацинтом мы на ты!»

Опыт. Размножение гиацинта методом чешуевания луковиц

Луковицу гиацинта условно разделить на две зоны: внутреннюю и внешнюю, снять покровную чешую. Отделённые чешуи промыть в воде, на 20 минут поместить в 0,03% раствор перманганата калия, подсушить и поместить в ящики с влажным песком на подоконник при комнатной температуре 15 – 20°C (Рисунок 2). Учёт проводить по мере образования луковичек на чешуях.

Рис. 2

Группа 3. Цветоводы – любители

Девиз: «Трудностей мы не боимся, с гиацинтом без труда сразимся!»

Опыт. Надрез донца луковицы гиацинта

Луковицу гиацинта промыть в воде, на 20 минут поместить в 0,03% раствор перманганата калия, подсушить и стерильным ножом (предварительно обработанным 96 %спиртом) сделать крестообразный надрез донца. Надрезанную луковицу поместить донцем вверх в затенённое место при комнатной температуре 15 – 20°C (Рисунок 3). Учёт проводить после образования в местах надреза луковичек.

Рис. 3

Группа 4. Ведущие селекционеры

Девиз: «Мы посеем, мы размножим, без труда сорта мы приумножим!»

Опыт. Семенное размножение лилии и тюльпана

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Теоретическая справка: Семенное размножение – наиболее простой способ, дающий возможность получить большое количество здорового, приспособленного к местным климатическим условиям посадочного материала. Для посева используют свежесобранные семена с растений, т.к. они обладают наиболее высокой всхожестью. У лилии (Рисунок 4), тюльпана (Рисунок 5) и гиацинта (Рисунок 6) семена находятся в трёхгнездной коробочке. В каждом гнезде двумя плотными стопками расположены плоские семена. Семенные коробочки собирают в такой стадии созревания, когда они становятся кремовыми и еще не начали растрескиваться. Их раскладывают тонким слоем на стеллажах для просушки и дозревания. Через 3–4 дня коробочки растрескиваются и из них легко высыпаются семена.

Рис. 7

Для опытов по изучению особенностей пoлoвoго размножения лилии и тюльпана заранее в летний период проводят сбор семенных коробочек, из которых впоследствии будут извлечены семена и помещены на несколько дней во влажные камеры (чашка Петри с влажной фильтровальной бумагой). После этого набухшие семена лилии и тюльпана поместить в полиэтиленовые пакеты с влажным песком и держать в бытовом холодильнике при температуре 3–4 °C. Учёт проводить после прорастания семян (Рисунок 7).

Группа 5. Физиологи и биохимики

Девиз: «Проникнем в мир иной, используя микроскоп и тайный физиологический пароль!»

Опыт. Анализ запасных питательных веществ в чешуях луковицы лилии

Для анализа запасных питательных веществ от луковицы лилии отделяют наружные чешуи.

Проведение качественных реакций на углеводы, жиры, белки:

1. Качественная реакция на углеводы
   Сделать бритвой тонкий срез с чешуи луковицы лилии, поместить его на предметное стекло в каплю слабого раствора Люголя и накрыть покровным стеклом. Рассмотреть под микроскопом. Крахмальные зёрна (углевод) окрасятся в синий цвет.

2. Качественная реакция на жиры
   Сделать бритвой тонкий срез с чешуи луковицы лилии, поместить его на предметное стекло в каплю воды и добавить каплю спиртового раствора судана (III). Рассмотреть под микроскопом. Наличие жира обуславливает окрашивание в клетках (и выше их) в хаpaктерный красный цвет.

3. Качественная реакция на белки
   Приготовить тонкий срез с чешуи луковицы лилии, нанести каплю раствора Люголя на предметное стекло. Рассмотреть под микроскопом. Крахмал окрасится в синий цвет, а алейроновые зёрна (белок) в жёлтый цвет.

Зарисовать схематично увиденное под микроскопом в ходе проведения реакций в тетради (Приложение 6).

Заключительное слово учителя: Ребята, надеюсь, что поставленные сегодня на уроке опыты будут иметь положительные результаты, а полученный посадочный материал мы с вами сможем высадить на пришкольном участке весной для роста и развития растений, способных в дальнейшем к неповторимому и яркому цветению.

Домашнее задание: подготовка к контрольной работе по теме: «Вегетативное размножение».