Цель урока: ознакомление учащихся:
- с принципом деления истории Земли на эры и периоды;
- с господством на Земле древовидных папоротников, хвощей и плаунов в каменноугольном периоде древней эры; объяснение процесса образования каменного угля и его использование в современном мире;
- с методами, применяемыми ботаниками для изучения растительного мира прошлых эпох.
Оборудование:
- коллекции: "Использование каменного угля", "Окаменелости" (с отпечатками листьев древних папоротникообразных);
- геохронологическая таблица;
- книга З.В. Шпинар "История жизни на Земле" (Прага, 1977 г.), "Растительный мир Земли" под ред. Ф. Фукарека (Москва, 1982 г.).
Ход урока
Учитель. "На прошлом уроке мы познакомились с небольшой группой ныне существующих папоротникообразных, их всего около 11500 видов. Это крохотная часть тех папоротникообразных, что существовали 350 миллионов лет назад на нашей планете. Чтобы получше узнать мир древних папоротникообразных, их практическое значение, мы сегодня совершим путешествие на воображаемой машине времени в каменноугольный период. В путешествии нам помогут специалисты-ботаники, которые будут вести экскурсии. Чтобы не заблудиться во времени мы возьмем с собой карту - геохронологическую таблицу (висит на стене кабинета), на ней представлены этапы истории Земли.
Путешествие - дело приятное, но, пожалуйста, не расслабляйтесь, в конце него (при возвращении на наш урок) вам предстоит ответить на следующие вопросы, они на доске:
1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?
2. Какими организмами был представлен живой мир в каменноугольном периоде?
3. Дайте общую характеристику папоротникообразных и укажите место этого отдела в системе растений.
4. Каково практическое значение папоротникообразных, как происходило образование каменного угля?
5. Какие методы применяют ботаники для изучения растительного мира прошлых эпох?
Любой путешественник путешествует не только ради знакомства с неизведанным, но и для того, чтобы глубже исследовать известное, познать таинственное, осмыслить познанное. Путешественник - это исследователь и философ, поэтому он ведет полевые заметки. Мы тоже будем вести записи, поэтому приготовьте свои тетради.
Итак, включаем нашу машину времени, заработал волшебный мотор (звенит будильник). Мы - в пути! Наш полет проходит со скоростью полета мысли! Скорость очень велика, поэтому, пожалуйста, не пытайтесь что-либо рассмотреть за стеклами иллюминаторов, а послушайте наших гостей. Экскурсоводы, приступайте к делу!"
Первый экскурсовод. "Возраст Земли определяется в 4,5-7 миллиардов лет. Ученые разделяют историю Земли на длительные промежутки времени - эры. Их продолжительность - сотни миллионов лет. Эры подразделяют на периоды, продолжительность которых десятки миллионов лет. Это разделение не случайно. Окончание одной эры и начало другой знаменовалось существенными преобразованиями лика Земли, изменениями соотношения суши и воды, интенсивными горообразовательными процессами.
Названия периодов происходят от того географического района, где впервые были изучены отложения данного времени (девон - от графства Девон в Англии, пермь - от города Пермь на Урале, юра - от гор Юра во Франции), либо отражают преобладание отложений определенного типа (карбон, или каменноугольный период, характеризовался образованием каменного угля, мел - массовым образованием слоев писчего мела).
Название эр греческого происхождения: Архей - древнейший, Протерозой - первичная жизнь, Палеозой - древняя жизнь (периоды: ордовик, кембрий, силур, девон, карбон, Пермь), Мезозой - средняя жизнь (триас, юра, мел), Кайнозой - новая жизнь (третичный, четвертичный периоды).
Все эти эры и периоды характеризуются определенным разнообразием форм живых организмов. Как же ученые узнают об этом? Сейчас вам ответит на этот вопрос мой коллега - профессор палеоботаники".
Профессор палеоботаники. "Единственный источник знаний о мире растений прошлых времен - окаменевшие остатки растений (ископаемые растения), которые сохранились в осадочных породах со времени своего захоронения, а также ископаемые пыльцевые зерна и споры.
(Пример "окаменелостей" - модели из приготовленной коллекции.)
Спорово-пыльцевой анализ возможен благодаря исключительно высокой стойкости наружных оболочек большинства пыльцевых зерен и спор. Основные вещества, входящие в состав этих оболочек, принадлежат к числу самых стойких природных соединений, известных в мире живых существ и не разрушаются даже под действием концентрированных щелочей и кислот. Можно, например, кипятить их в H2SO4 и наружные оболочки не разрушатся.
И, если пыльцевые зерна и споры находятся в осадочных породах, в которые не проникает воздух, они могут сохраняться практически неограниченно долго.
Пыльцу продуцируют семенные растения, а споры со стойкими оболочками - папоротникообразные и мхи.
Многообразие их форм, особенно форм пыльцевых зерен, поразительно велико и приводит в изумление специалистов спорово-пыльцевого анализа. По ископаемым пыльцевым зернам и спорам можно судить о растительности прошлого.
(Разнообразие спор, пыльцы см. с. 54, 56 "Растительный мир Земли, том 1.)
Пыльцы и спор образуется очень много (сотни миллионов штук у одного растения) и разносятся они очень легко (до ста километров от материнского растения), не исключено, что многие из них могут оказаться в благоприятных для захоронения условиях (в болотах или озерах). Слои торфа или донных озерных осадков оказываются настоящими архивами ископаемых пыльцевых зерен и спор.
Сведения о развитии мира растений, полученные методами спорово-пыльцевого анализа и палеоботаническими методами очень обширны. И хотя в наших знаниях о растительности Земли все еще немало белых пятен, основные этапы вырисовываются достаточно четко".
Учитель. "Спасибо за интересное сообщение. И, наконец, мы достигли цели. За иллюминаторами - Карбон! Мы пролетели около 350 миллионов лет. Расстегнем же ремни безопасности и выйдем из нашей машины времени. Экскурсоводы, ведите нас!"
Второй экскурсовод. "Каменноугольный период палеозойской эры принес с собой мощные горообразовательные процессы, в результате которых на поверхность вышли части морского дна. В бесчисленных лагунах, дельтах рек, топях в прибрежной зоне воцарилась буйная тепло- и влаголюбивая растительность.
Перед нами множество заболоченных бассейнов, заросших непроходимыми джунглями. Именно в этих местах сейчас важнейшие месторождения каменного угля.
Карбоновые леса образованы преимущественно гигантскими древовидными плаунами (показывает иллюстрации из книги "История жизни на Земле", с. 73). Лепидодендроны в средней части раскинувшейся перед нами панорамы и на заднем плане, и сигиллярии слева, на среднем плане, некоторые из них достигают 40 метров в высоту и трех метров в обхвате.
На переднем плане слева и на среднем плане растения, напоминающие полевой хвощ, действительно - это хвощи из группы каламитов.
Справа на среднем плане - кордаиты, древне голосеменные растения. И, наконец, непосредственно перед нами, чуть справа - древовидные папоротники. Под пологом этих гигантов и небольшие растения, напоминающие современные папоротники наших лесов.
В карбоновых лесах процветают самые разнообразные формы жизни. Живые ли разлагающиеся растения служат кормом для насекомых, паукообразных, ракообразных многих других беспозвоночных, которые, в свою очередь, идут в пищу первым наземным позвоночным - амфибиям из группы лабиринтодонтов или стегоцефалов.
В воздухе наряду с мелкими насекомыми видны гигантские стрекозы (стр. 74 "История жизни на Земле"), размах крыльев у них до 70 сантиметров.
Дальнее путешествие и большое количество воды вокруг располагают к купанию, но лучше этого не делать, иначе можно стать жертвой пресноводной акулы (стр. 75 "История жизни на Земле"), у нее мощный костный шип на затылке и почти непрерывная спинная плавниковая складка; хотя длина ее тела всего 90 сантиметров, но зубы острые как кинжалы.
Пожалуй, не стоит уходить далеко от нашей машины, стремительно надвигается ураган (стр. 77 "История жизни на Земле", иллюстрация с изображением урагана). Кордаиты и лепидодендроны прогибаются под напором ураганного ветра. По воздуху несутся оторванные от стволов ветви древовидных папоротников. Многие деревья выворачивает с корнем, они погружаются в болота и река. Постепенно они покроются илом и песком. Под давлением наносов и воды деревья спрессуются и за многие миллионы лет без доступа кислорода превратятся в каменный уголь.
- Ураган все сильнее, прячемся скорее в нашу машину. Все в сборе? - Продолжаем.
Каменный уголь используют теперь как один из лучших видов топлива и как сырье для химической промышленности (демонстрирует коллекцию). На каменном угле работают паровозы, паровые котлы тепловых электростанций, фабрик, заводов. Из угля получают горючий газ и другие продукты. Из него вырабатывают анилиновые краски, лаки, пластмассы, лекарства многое другое.
Благодарю за внимание. Но ураган разыгрался не на шутку, пора улетать".
Учитель. "Ну что же, теперь нашей машине будет легче двигаться во времени, уже в естественном порядке - вперед. Так что мы можем снизить скорость и попытаться посмотреть в иллюминаторы. Пока мы разговаривали, машина времени достигла пермского периода".
Далее экскурсоводы, подготовленные по всем эрам, рассказывают коротко о наиболее значительных изменениях рельефа, климата, мира живых организмов всех последующих после Карбона периодов.
Путешествие заканчивается возвращением в класс. С помощью "путевых заметок" дети успешно отвечают на поставленные в начале урока вопросы.
Ландшафты каменноугольного периода.
Лесной ландшафт карбона (по З.Буриану).
Слева на переднем плане каламиты, за
ними - сигиллярии, правее на переднем плане -
семенной папоротник.
Вдали в центре - древовидный папоротник, справа
- лепидодендроны и кордаиты.
