第三節 蕨類植物

教學目標 

1.通過了解蕨類植物形態結構、生殖、生活習性等特點，進而了解蕨類植物的主要特征及在經濟上的意義。

2.通過對鐵線蕨的觀察實驗，培養學生的觀察能力及實驗能力。

3.通過對苔蘚植物和蕨類植物的比較，進一步培養學生的分析、歸納、綜合等思維能力。

4.通過了解蕨類植物的經濟意義，使學生進一步樹立生物科學價值觀；通過了解蕨類植物形態結構和生活習性等特點，使學生進一步樹立生物體與環境相適應的生物學觀點；通過蕨類植物與苔蘚植物及與綠色開花植物的比較，使學生能初步建立生物進化的基本思想。

重點、難點分析

1.重點分析：

鐵線蕨的生活習性及與其相適應的形態結構、生殖的特點，是學生了解蕨類植物主要特征的基礎，也是學生樹立生物體是與環境相適應的生物觀點的基礎；而蕨類植物的主要特征能使學生更好地理解：它由于有真根，輸導組織和機械組織，決定了它比藻類植物、苔蘚植物都高等，植株也比苔蘚植物高大。但又由于它的輸導組織和機械組織還遠不如綠色開花植物發達、受精過程還離不開水，同時又決定了它仍只能生活在陰濕的環境里，比綠色開花植物低等。所以鐵線蕨的形態結構、生殖、生活習性的特點及蕨類植物的主要特征應確定為本節的重點內容。

2.難點分析：

鐵線蕨的生殖過程比較復雜，學生第一次接觸孢子囊、孢子、原葉體等名詞，絕大多數同學可能都未親眼見過，會感到比較難理解。而且對鐵線蕨植物體上不直接生出雌雄性生殖器官，卻是先產生孢子，由孢子萌發形成的原葉體上長出雌雄性生殖器官，與葫蘆蘚植株上直接生有雌雄性生殖器官有所不同，學生會感到更難理解，加上受精過程不易觀察到，學生學習起來就會有較大困難，所以鐵線蕨的生殖過程應確定為本節的難點內容。

教學過程 設計

一、本課題參考課時為一課時。

二、教學過程 ：

1.引言的教學設計：

結合復習葫蘆蘚的形態結構與其生活環境相適應的特點，引出本課題。

課上首先演示葫蘆蘚的植株（實物或掛圖），請學生辨認它屬哪類植物？形態結構上有哪些地方與其生活環境相適應？在學生回答后，再演示鐵線蕨、腎蕨等實物或標本，讓學生觀察，看看是否能叫出這些植物的名稱和生活環境，由此指出，還有一類生活在陰濕環境中的蕨類植物。

2.關于“鐵線蕨”形態結構和生活習性特點的教學：

本部分采用觀察實驗—分析討論—教師歸納總結的方法進行教學。

有條件的學校可以2～4人一組，教師組織他們觀察鐵線蕨，并提出問題供學生思考討論。

①鐵線蕨的植株的顏色如何？

②用尺子測量一下鐵線蕨植株的高度，并做記錄，想一想，它與葫蘆蘚相比有何不同？

③鐵線蕨的地上部分是什么？它的莖長在哪？

④鐵線蕨的葉是單葉還是復葉？紫黑發亮的部分是什么？你知道鐵線蕨名字的由來嗎？

⑤把鐵線蕨的地下部分挖出來觀察，看看這是什么？其上長有許多纖細的結構又是什么？它與葫蘆蘚的假根有什么不同？用放大鏡仔細觀察它的形態。

⑥用放大鏡觀察鐵線蕨的小葉，看看葉上是否有葉脈？分析一下，這里有何種組織？

⑦結合以上觀察，試說明鐵線蕨為什么會比葫蘆蘚長得高大？

在學生充分討論的基礎上，教師作歸納性講解。強調蕨類植物已出現根、莖、葉等器官的分化，而且還具有輸導組織和機械組織，所以植株比較高大。

3.關于鐵線蕨生殖過程的教學：

①鐵線蕨的生殖過程較復雜，同樣可以讓學生通過實驗、觀察、討論等方式獲得這部分知識。可事先準備好帶有孢子囊的新鮮的鐵線蕨或標本、新鮮的原葉體或標本（其上帶有雌雄性生殖器官）。并準備好生殖過程的剪貼圖。

②先請學生用放大鏡觀察葉片背面邊緣上長出的一些半圓形的褐色隆起，這些隆起是什么？這些隆起內部是什么？要求學生對照課本圖I－71觀察，當學生答出：這些隆起是孢子囊群，孢子囊內有很多孢子時，教師請學生到黑板前貼出它生殖過程的剪貼圖：鐵線蕨→孢子囊→孢子；并告訴學生孢子是一種生殖細胞，孢子囊也不是在任何時候都能看到，只是在夏天生殖時可見到，當孢子萌發時可形成原葉體。下邊可提出問題：鐵線蕨的雌、雄性生殖器官長在哪？此時可組織學生用放大鏡觀察原葉體，特別是對照課本圖I－72，細心觀察原葉體的腹面，注意其上是否長有雌、雄生殖器官，并請一位同學在黑板上繼續完成剪貼圖：

有卵細胞，雄性生殖器官里有許多帶鞭毛的精子，當原葉體被水浸濕時，精子游到雌性生殖器官里與卵細胞結合完成受精作用（可啟發學生思考，鐵線蕨的受精作用需要什么條件）。卵受精后，形成受精卵，由受精卵再發育成新的植物體。再請一位同學根據以上內容完成整個生殖過程的圖解。

最后，教師再提出問題供學生思考：從生殖過程看，鐵線蕨為什么只能生活在陰濕環境中？（強調受精作用離不開水）

4.其他的蕨類植物：

讓學生觀察卷柏和蕨的標本或投影片，并給學生展示卷柏和蕨的生境圖，使學生了解卷柏生長在巖石表面或巖石的縫隙里，蕨生長在森林和山野陰濕的環境中。

5.蕨類植物的主要特征：

在學生重點了解了鐵線蕨的形態結構、生活習性等特點的基礎上，注意把蕨類植物的形態結構、生殖等特點與苔蕨植物相比較，讓學生經過分析討論后，歸納出蕨類植物的主要特征。與苔蘚植物相比較，蕨類植物不僅有莖和葉，而且有真根，根、莖、葉里都有輸導組織和比較發達的機械組織，所以植株比較高大，但它與苔蘚植物一樣，受精過程還離不開水，所以多數仍適于生活在陰濕的環境中。

學生歸納出蕨類植物的主要特征后，教師可以進一步小結一下它的主要特征。

6.蕨類植物的經濟意義：

這部分知識的學習可先給學生播放蕨類植物經濟意義的錄像或投影片，讓學生經過討論后歸納出蕨類植物的經濟意義在于：①有些可食用；②有些可供藥；③有些可供觀賞；④有些可作為優良的綠肥和飼料；⑤古代的蕨類植物的遺體經過漫長的年代，變成了煤。結合最后一點意義，可給學生展示曾經繁盛的古代蕨類植物的生境圖，使他們加深理解最后一點意義。

最后通過一道題復習鞏固本節課所學的內容，鐵線蕨為何能長得比葫蘆蘚高大，為何他們都只適于生活在陰濕的環境中？

【板書設計 】

一、鐵線蕨

1.生活習性：陰濕環境

2.形態結構

3.生殖：

二、其他蕨類植物

三、蕨類植物的主要特征：

1.有真根、莖和葉，有輸導組織和較發達機械組織，較高大。

2.受精離不開水，多數適于生活在陰濕環境。

四、蕨類植物經濟意義

可食；藥用；觀賞；綠肥；飼料；

古代蕨類植物→煤。

小資料

鐵線蕨原葉體的培養和觀察

一、采集鐵線蕨的孢子：

夏末秋初，采集背面有褐色隆起的鐵線蕨葉片放入紙袋，一段時間后紙袋里就留有囊群散出的孢子。

二、培養鐵線蕨的原葉體：

1.把磚塊稍稍磨平，洗凈，并煮沸消毒，放入平底瓦缸或玻璃缸，往缸內倒水使之浸沒磚塊的一半。

2.把鐵線蕨的孢子稀疏地撒在磚上，用玻璃蓋沒缸口。把缸放在溫暖而陰濕的地方，溫度最好保持在15℃左右。

鐵線蕨原葉體的萌發需要一定的溫度和濕度。把磚浸在水時，把缸放在溫暖陰暗處，并用玻璃蓋沒缸口，磚面不斷吸水，經常保持濕潤，都是為了維持所需的溫度和濕度。

三、觀察鐵線蕨的原葉體：

如果管理得當，15天后磚上長出綠色的原葉體。把錢鐵蕨的原葉體從磚上小心刮下，放在載玻片上，底面朝上，用放大鏡仔細觀察原葉體，可見它是心臟形的綠色葉狀體。原葉體下端靠近“心尖”是叢生的須狀假根。假根基部附近是球形的雄性生殖器官——精子器，靠近“心臟”凹陷處可見突出的雌性生殖器官——頸卵器。原葉體被水浸沒后，精子器里的精子游到頸卵器里，和卵細胞融合，形成受精卵。受精卵在頸卵器里發育成胚，最后發育成新的鐵線蕨。

附：培養鐵線蕨原葉體還可使用培養基。

具體做法如下：稱取硫酸鈣0.25克、磷酸鈣0.25克、硫酸鎂0.25克、氯化鈉0.08克、硝酸鉀0.07克、氯化鐵0.005克倒入盛有1000毫升水的三角燒瓶或燒杯中，用玻璃棒攪拌至溶解，再加8克瓊脂，加熱攪拌至瓊脂溶解，倒入培養皿中，使它凝成厚1～1.5厘米的平板。把紙袋中的孢子倒在白紙上，均勻地撒在培養基上，蓋上蓋子，放在有散射光照射的地方。

在15℃以上的室溫條件下，孢子能正常萌發成綠色的原葉體。