第三节 蕨类植物
第三节 蕨类植物
第三节 蕨类植物
教学目标
1．通过了解蕨类植物形态结构、生殖、生活习性等特点，进而了解蕨类植物的主要特征及在经济上的意义。
2．通过对铁线蕨的观察实验，培养学生的观察能力及实验能力。
3．通过对苔藓植物和蕨类植物的比较，进一步培养学生的分析、归纳、综合等思维能力。
4．通过了解蕨类植物的经济意义，使学生进一步树立生物科学价值观；通过了解蕨类植物形态结构和生活习性等特点，使学生进一步树立生物体与环境相适应的生物学观点；通过蕨类植物与苔藓植物及与绿色开花植物的比较，使学生能初步建立生物进化的基本思想。
重点、难点分析
1．重点分析：
铁线蕨的生活习性及与其相适应的形态结构、生殖的特点，是学生了解蕨类植物主要特征的基础，也是学生树立生物体是与环境相适应的生物观点的基础；而蕨类植物的主要特征能使学生更好地理解：它由于有真根，输导组织和机械组织，决定了它比藻类植物、苔藓植物都高等，植株也比苔藓植物高大。但又由于它的输导组织和机械组织还远不如绿色开花植物发达、受精过程还离不开水，同时又决定了它仍只能生活在阴湿的环境里，比绿色开花植物低等。所以铁线蕨的形态结构、生殖、生活习性的特点及蕨类植物的主要特征应确定为本节的重点内容。
2．难点分析：
铁线蕨的生殖过程比较复杂，学生第一次接触孢子囊、孢子、原叶体等名词，绝大多数同学可能都未亲眼见过，会感到比较难理解。而且对铁线蕨植物体上不直接生出雌雄性生殖器官，却是先产生孢子，由孢子萌发形成的原叶体上长出雌雄性生殖器官，与葫芦藓植株上直接生有雌雄性生殖器官有所不同，学生会感到更难理解，加上受精过程不易观察到，学生学习起来就会有较大困难，所以铁线蕨的生殖过程应确定为本节的难点内容。
教学过程设计
一、本课题参考课时为一课时。
二、教学过程：
1．引言的教学设计：
结合复习葫芦藓的形态结构与其生活环境相适应的特点，引出本课题。
课上首先演示葫芦藓的植株（实物或挂图），请学生辨认它属哪类植物？形态结构上有哪些地方与其生活环境相适应？在学生回答后，再演示铁线蕨、肾蕨等实物或标本，让学生观察，看看是否能叫出这些植物的名称和生活环境，由此指出，还有一类生活在阴湿环境中的蕨类植物。
2．关于“铁线蕨”形态结构和生活习性特点的教学：
本部分采用观察实验—分析讨论—教师归纳总结的方法进行教学。
有条件的学校可以2～4人一组，教师组织他们观察铁线蕨，并提出问题供学生思考讨论。
①铁线蕨的植株的颜色如何？
②用尺子测量一下铁线蕨植株的高度，并做记录，想一想，它与葫芦藓相比有何不同？
③铁线蕨的地上部分是什么？它的茎长在哪？
④铁线蕨的叶是单叶还是复叶？紫黑发亮的部分是什么？你知道铁线蕨名字的由来吗？
⑤把铁线蕨的地下部分挖出来观察，看看这是什么？其上长有许多纤细的结构又是什么？它与葫芦藓的假根有什么不同？用放大镜仔细观察它的形态。
⑥用放大镜观察铁线蕨的小叶，看看叶上是否有叶脉？分析一下，这里有何种组织？
⑦结合以上观察，试说明铁线蕨为什么会比葫芦藓长得高大？
在学生充分讨论的基础上，教师作归纳性讲解。强调蕨类植物已出现根、茎、叶等器官的分化，而且还具有输导组织和机械组织，所以植株比较高大。
3．关于铁线蕨生殖过程的教学：
①铁线蕨的生殖过程较复杂，同样可以让学生通过实验、观察、讨论等方式获得这部分知识。可事先准备好带有孢子囊的新鲜的铁线蕨或标本、新鲜的原叶体或标本（其上带有雌雄性生殖器官）。并准备好生殖过程的剪贴图。
②先请学生用放大镜观察叶片背面边缘上长出的一些半圆形的褐色隆起，这些隆起是什么？这些隆起内部是什么？要求学生对照课本图I－71观察，当学生答出：这些隆起是孢子囊群，孢子囊内有很多孢子时，教师请学生到黑板前贴出它生殖过程的剪贴图：铁线蕨→孢子囊→孢子；并告诉学生孢子是一种生殖细胞，孢子囊也不是在任何时候都能看到，只是在夏天生殖时可见到，当孢子萌发时可形成原叶体。下边可提出问题：铁线蕨的雌、雄性生殖器官长在哪？此时可组织学生用放大镜观察原叶体，特别是对照课本图I－72，细心观察原叶体的腹面，注意其上是否长有雌、雄生殖器官，并请一位同学在黑板上继续完成剪贴图：
有卵细胞，雄性生殖器官里有许多带鞭毛的精子，当原叶体被水浸湿时，精子游到雌性生殖器官里与卵细胞结合完成受精作用（可启发学生思考，铁线蕨的受精作用需要什么条件）。卵受精后，形成受精卵，由受精卵再发育成新的植物体。再请一位同学根据以上内容完成整个生殖过程的图解。
最后，教师再提出问题供学生思考：从生殖过程看，铁线蕨为什么只能生活在阴湿环境中？（强调受精作用离不开水）
4．其他的蕨类植物：
让学生观察卷柏和蕨的标本或投影片，并给学生展示卷柏和蕨的生境图，使学生了解卷柏生长在岩石表面或岩石的缝隙里，蕨生长在森林和山野阴湿的环境中。
5．蕨类植物的主要特征：
在学生重点了解了铁线蕨的形态结构、生活习性等特点的基础上，注意把蕨类植物的形态结构、生殖等特点与苔蕨植物相比较，让学生经过分析讨论后，归纳出蕨类植物的主要特征。与苔藓植物相比较，蕨类植物不仅有茎和叶，而且有真根，根、茎、叶里都有输导组织和比较发达的机械组织，所以植株比较高大，但它与苔藓植物一样，受精过程还离不开水，所以多数仍适于生活在阴湿的环境中。
学生归纳出蕨类植物的主要特征后，教师可以进一步小结一下它的主要特征。
6．蕨类植物的经济意义：
这部分知识的学习可先给学生播放蕨类植物经济意义的录像或投影片，让学生经过讨论后归纳出蕨类植物的经济意义在于：①有些可食用；②有些可供药；③有些可供观赏；④有些可作为优良的绿肥和饲料；⑤古代的蕨类植物的遗体经过漫长的年代，变成了煤。结合最后一点意义，可给学生展示曾经繁盛的古代蕨类植物的生境图，使他们加深理解最后一点意义。
最后通过一道题复习巩固本节课所学的内容，铁线蕨为何能长得比葫芦藓高大，为何他们都只适于生活在阴湿的环境中？
【板书设计】
第三节 蕨类植物
一、铁线蕨
1．生活习性：阴湿环境
2．形态结构
3．生殖：
二、其他蕨类植物
三、蕨类植物的主要特征：
1．有真根、茎和叶，有输导组织和较发达机械组织，较高大。
2．受精离不开水，多数适于生活在阴湿环境。
四、蕨类植物经济意义
可食；药用；观赏；绿肥；饲料；
古代蕨类植物→煤。
小资料
铁线蕨原叶体的培养和观察
一、采集铁线蕨的孢子：
夏末秋初，采集背面有褐色隆起的铁线蕨叶片放入纸袋，一段时间后纸袋里就留有囊群散出的孢子。
二、培养铁线蕨的原叶体：
1．把砖块稍稍磨平，洗净，并煮沸消毒，放入平底瓦缸或玻璃缸，往缸内倒水使之浸没砖块的一半。
2．把铁线蕨的孢子稀疏地撒在砖上，用玻璃盖没缸口。把缸放在温暖而阴湿的地方，温度最好保持在15℃左右。
铁线蕨原叶体的萌发需要一定的温度和湿度。把砖浸在水时，把缸放在温暖阴暗处，并用玻璃盖没缸口，砖面不断吸水，经常保持湿润，都是为了维持所需的温度和湿度。
三、观察铁线蕨的原叶体：
如果管理得当，15天后砖上长出绿色的原叶体。把钱铁蕨的原叶体从砖上小心刮下，放在载玻片上，底面朝上，用放大镜仔细观察原叶体，可见它是心脏形的绿色叶状体。原叶体下端靠近“心尖”是丛生的须状假根。假根基部附近是球形的雄性生殖器官——精子器，靠近“心脏”凹陷处可见突出的雌性生殖器官——颈卵器。原叶体被水浸没后，精子器里的精子游到颈卵器里，和卵细胞融合，形成受精卵。受精卵在颈卵器里发育成胚，最后发育成新的铁线蕨。
附：培养铁线蕨原叶体还可使用培养基。
具体做法如下：称取硫酸钙0.25克、磷酸钙0.25克、硫酸镁0.25克、氯化钠0.08克、硝酸钾0.07克、氯化铁0.005克倒入盛有1000毫升水的三角烧瓶或烧杯中，用玻璃棒搅拌至溶解，再加8克琼脂，加热搅拌至琼脂溶解，倒入培养皿中，使它凝成厚1～1.5厘米的平板。把纸袋中的孢子倒在白纸上，均匀地撒在培养基上，盖上盖子，放在有散射光照射的地方。
在15℃以上的室温条件下，孢子能正常萌发成绿色的原叶体。