Výukové materiály
Název: Vývoj rostlin Autor: Mgr. Blanka Machová Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy Předmět, mezipředmětové vztahy: Biologie Ročník: 3. (1. vyššího gymnázia) Tématický celek: Botanika Stručná anotace, časová dotace: výukový materiál je zaměřen na vývoj rostlin, 25 minut
Tento výukový materiál byl vytvořen v rámci projektu Přírodní vědy prakticky a v souvislostech ‒ inovace výuky přírodovědných předmětů na Gymnáziu Jana Nerudy (číslo projektu CZ.2.17/3.1.00/36047) financovaného z Operačního programu Praha - Adaptabilita.
Popis - stručná anotace Tento pracovní list je vhodné zařadit při výkladu mezi nižší a vyšší rostliny. Zabývá se fylogenetickým vývojem řas, řeší důsledky jejich činnosti a jejich vliv při invazi rostlin na souš. Dále se žáci dozví, na jaké vývojové větve se dělí vyšší rostliny v závislosti na tom, jak se přizpůsobily suchozemskému životu a jak se mění jejich životní strategie na základě klimatických změn, které na Zemi proběhly. Pracovní list je zaměřen na porozumění textu. Cílem tedy je, aby si žák v textu označil důležité informace a aby dokázal určit příčiny, souvislosti a důsledky. K tomu ho vedou otázky, na které má najít v textu po přečtení odpovědi. Po dokončení pracovního listu má žák komplexní přehled o vývoji rostlin na Zemi, na což můžeme navázat výkladem o vyšších rostlinách. Dalším cílem pracovního listu je připravit žáka na samostudium a budoucí studium na vysoké škole, kde je potřeba umět rozlišit důležité informace od informací méně podstatných. Pomůcky Pracovní list (text s otázkami), psací potřeby Teorie Viz text pracovního listu Postup práce Žák si přečte text o vývoji rostlin a podtrhá si na základě vlastního uvážení důležité informace. Poté zodpoví otázky, které následují pod textem. Odpovědi si buď pamatuje, nebo je dohledá v textu. Výsledky Pracovní list může být použit jako domácí úkol, může být součástí hodnocení za práci v hodině, také může být využit jako písemná práce nebo může být podkladem k následné diskuzi v hodině.
Pracovní list pro žáka
Vývoj rostlin Jméno: Třída: Teorie - text Fylogenetický vývoj řas probíhal zejména v mořích starších prvohor (v paleozoiku). V jednotlivých vývojových liniích směřoval vývoj od jednobuněčných typů k typům s různě složitě organizovanými mnohobuněčnými stélkami. Hlavní skupiny řas se odlišily hlavně různou kombinací fotosyntetických barviv a vnitřní diferenciací buněk. Dnes existují přesvědčivé důkazy o tom, že právě parožnatky stojí ze všech „zelených řas“ vývojově nejblíže vyšším rostlinám. Předpokládá se přitom, že přechod rostlin na souš proběhl ve starších prvohorách, v období siluru. Evolučně významným důsledkem životní činnosti řas (i sinic) bylo postupné obohacování zemské atmosféry volným kyslíkem uvolňovaným při fotosyntéze, což se ukázalo jako nezbytný předpoklad pro rozvoj života na souši. V tomto směru sehrála klíčovou roli tvorba ochranné ozonové vrstvy, která umožnila osídlení povrchových vrstev vody a souše. V rámci vyšších rostlin se projevily dvě vývojové tendence. U mechorostů vývoj směřoval ke zdokonalování pohlavní generace (gametofytu) a k potlačení generace nepohlavní (sporofytu). Tato cesta se však ukázala jako vývojově slepá a jednotlivé skupiny mechorostů přežily od karbonu jen s nevelkými organizačními změnami. Mnohem přizpůsobivější se naopak ukázaly cévnaté rostliny ve směru zdokonalování sporofytu při postupné redukci gametofytu. Rozšiřování cévnatých rostlin v suchozemských podmínkách si současně vynutilo i řadu přizpůsobení resp. zdokonalení ve stavbě rostlinného těla (vznik kutikuly, průduchů, vodivých a opěrných pletiv aj). Za nejstarší známé cévnaté rostliny jsou považovány psilofytní rostliny, jejichž sporofytní a gametofytní generace byly velikostí podobné (stejnotvárná – izomorfická rodozměna). V období siluru až devonu se z nich postupně diferencovaly jednotlivé skupiny kapraďorostů – rostliny plavuňovité, přesličkovité, kapradinovité a prvosemenné; zde již sporofyt výrazně převládá nad gametofytem. V rámci kapraďorostů se díky vlhkému a teplému klimatu mladších prvohor vyvinuly i stromovité typy; ty tvořily významnou složku karbonských pralesů a podílely se na vzniku černého uhlí, ve kterém bylo konzervováno obrovské množství uhlíku pocházejícího z atmosférického CO2. Koncem prvohor, v souvislosti s vysušováním klimatu, tito mohutní zástupci výtrusných rostlin z velké části vymírají. Tím končí období, kdy kapraďorosty tvořily dominantní složku vegetačního krytu – paleofytikum. Tvorba semen je považována za extrémní formu heterosporie, která se opakovaně vyvinula v několika liniích cévnatých rostlin (u plavuní, přesliček i kapradin), včetně vývojově nejúspěšnější linie zahrnující semenné rostliny. Vznik semene představuje významný evoluční impuls; semenné rostliny získávají nezávislost procesu rozmnožování na vodním prostředí, současně jim semena umožnila účinně pronikat na nová stanoviště. Evoluce semene spadá do období devonu, kdy žily nejstarší typy semenných rostlin – kapraďosemenné. Nástupem aridního klimatu na přelomu prvohor a druhohor začíná období s výraznou převahou nahosemenných rostlin; tento časový úsek od konce permu do střední křídy se
označuje jako mezofytikum. Postupně se v rámci nahosemenných zformovaly větve mikrofylní (kordaity, jehličnany, jinany) i megafylní (kapraďosemenné, cykasy). Z jury jsou doloženy nejstarší známé zbytky krytosemenných rostlin. Zejména díky dokonalejší soustavě vodivých pletiv, zdokonalené ochraně vajíček a vysoké rozmanitosti v utváření květů, stejně jako i schopnosti vegetativních orgánů přizpůsobit se nejrůznějším kombinacím okolního prostředí, zaznamenala tato skupina bouřlivý rozvoj, spojený s obsazením téměř všech typů stanovišť. Krytosemenné se postupně staly početně největší a nejúspěšnější skupinou rostlin, která je dominantní složkou vegetace ve většině oblastí světa a má současně i největší význam pro člověka. Posledních asi 100 milionů let, tj. období zhruba od poloviny křídy až do dnešní doby, bývá proto nazýváno věkem krytosemenných rostlin (neofytikum). (citováno z: KINCL, L., KINCL, M., JARKLOVÁ, J.: Biologie rostlin pro 1.ročník gymnázií. Praha: Fortuna, 2006, 304s., ISBN 80-7168-947-5.) Otázky 1.) Čím se navzájem liší hlavní skupiny řas?
2.) Z jaké skupiny řas se vyvinuly „vyšší rostliny“? 3.) Kdy proběhl přechod rostlin na souš? 4.) V čem spočívá evoluční význam řas pro rozvoj života na souši?
5.) Vyšší rostliny se dělí na dvě vývojové větve. Jaké? 6.) U které z větví došlo ke zdokonalení stavby rostlinného těla? 7.) Která z těchto větví se ukázala jako vývojově slepá? 8.) Jak se muselo rostlinné tělo přizpůsobit životu na souši?
9.) Jak se nazývají nejstarší cévnaté rostliny? 10.) Po nich přichází kapraďorosty, které se dělí na čtyři skupiny. Jak se nazývají tyto skupiny?
11.) V jakém vztahu je u kapraďorostů sporofyt a gametofyt? 12.) Jaký význam mají v dnešní době pozůstatky po stromovitých typech kapraďorostů?
13.) Proč je vznik semen z hlediska evoluce tak významný aneb jakou výhodu poskytují semena rostlině?
14.) Do kterého období spadá evoluce semene? 15.) V jakém období začínají převládat nahosemenné rostliny? 16.) V jakém období se poprvé setkáváme s krytosemennými rostlinami? 17.) Co umožnilo krytosemenným rostlinám osídlit všechny typy stanovišť a stát se tak nejúspěšnější skupinou?
18.) Z hlediska převládání určitých skupin rostlin rozlišujeme tři rostlinná období tzv. fytika. Jak se tato období nazývají?
Vývoj rostlin- řešení 1.) Čím se navzájem liší hlavní skupiny řas? - kombinací fotosyntetických barviv a vnitřním uspořádáním 2.) Z jaké skupiny řas se vyvinuly „vyšší rostliny“? - z parožnatek 3.) Kdy proběhl přechod rostlin na souš? - v prvohorách (silur) 4.) V čem spočívá evoluční význam řas pro rozvoj života na souši? - obohacování atmosféry kyslíkem, tvorba ozónové vrstvy 5.) Vyšší rostliny se dělí na dvě vývojové větve. Jaké? - mechorosty a cévnaté rostliny 6.) U které z větví došlo ke zdokonalení stavby rostlinného těla? - u cévnatých rostlin 7.) Která z těchto větví se ukázala jako vývojově slepá? - mechorosty 8.) Jak se muselo rostlinné tělo přizpůsobit životu na souši? - kutikula, průduchy, vodivá a opěrná pletiva 9.) Jak se nazývají nejstarší cévnaté rostliny? - psilofytní rostliny 10.) Po nich přichází kapraďorosty, které se dělí na čtyři skupiny. Jak se nazývají tyto skupiny? - plavuňovité, přesličkovité, kapradinovité a prvosemenné 11.) V jakém vztahu je u kapraďorostů sporofyt a gametofyt? - sporofyt převládá nad gametofytem 12.) Jaký význam mají v dnešní době pozůstatky po stromovitých typech kapraďorostů? - vznik černého uhlí 13.) Proč je vznik semen z hlediska evoluce tak významný aneb jakou výhodu poskytují semena rostlině? - nezávislost rozmnožování na vodním prostředí - pronikání rostlin na nova stanoviště 14.) Do kterého období spadá evoluce semene? - do období devonu (prvohory) 15.) V jakém období začínají převládat nahosemenné rostliny? - na přelomu prvohor a druhohor 16.) V jakém období se poprvé setkáváme s krytosemennými rostlinami? - v juře (druhohory)
17.) Co umožnilo krytosemenným rostlinám osídlit všechny typy stanovišť a stát se tak nejúspěšnější skupinou? - dokonalá soustava vodivých pletiv, ochrana vajíček, různé utváření květů, schopnost přizpůsobit se okolnímu prostředí 18.) Z hlediska převládání určitých skupin rostlin rozlišujeme tři rostlinná období tzv. fytika. Jak se tato období nazývají?
- paleofytikum, mezofytikum, neofytikum
