Главная / Цветы / Хвойные растения: их распространение и основные характеристики. Голосеменные растения

Хвойные растения: их распространение и основные характеристики. Голосеменные растения

Ответы к школьным учебникам

Исключительно древесные формы - деревья, кустарники и лианы; в стволах на поперечном срезе различают кору, древесину и сердцевину;

Листья разнообразны как по внешнему виду, так и по строению; у хвойных - игольчатые (хвоинки), у других - похожи на листья папоротников или пальм;

Корни хорошо развиты; у некоторых с микоризой;

При размножении образуются семена - многоклеточные образования, содержащие зародыш и значительный запас питательных веществ;

В жизненном цикле господствует спорофит; мужской и женский гаметофиты потеряли самостоятельность и живут на спорофите.

3. Какие растения относятся к хвойным?

Отдел голосеменных растений содержит классы: Саговниковые, Гингковые, Хвойные и Гнетовые (включающие группу Эфедовые). К классу саговниковых относят саговник поникающий, завитой, Туара, гребневидный, Румора, неколючий, средний; стангерию и лепидозамию.

Типичные представители класса гнетовых - эфедра, вельвичия и гнетум.

Класс хвойных представлен большим количеством форм: ель, лиственница, сосна, пихта, секвойя, туя, кипарис, можжевельник, агатис и др.

Единственным современным представителем класса гинкговых является гинкго двулопастный.

4. Назовите особенности строения хвойных.

Хвойные имеют такие особенности строения:

Корень обычно стержневой, от которого отходят боковые; кроме длинных корней имеются короткие, сильно разветвленные корни, они часто содержат микоризу;

Стебель включает кору, древесину и слабо выраженную сердцевину;

В коре и древесине имеются смоляные ходы (каналы), заполненные эфирными маслами и смолой, выделяемыми выстилающими канал клетками;

У большинства в стволе имеются кольца прироста древесины, обусловленные сезонной периодичностью активности камбия; по числу колец на распиле дерева можно определить его возраст;

Листья своеобразны: у листопадных видов (лиственница и некоторые другие) они мягкие, плоские, располагаются спирально или пучками; у большинства видов листья вечнозеленые, жесткие, игольчатые по форме и очень разной длины.

Так, у североамериканской сосны болотной они достигают 45 см в длину, покрыты слоем кутикулы; клетки эпидермы имеют сильно утолщенные стенки. Под эпидермой лежат 1-3 слоя толстостенных клеток, играющих роль своеобразного наружного скелета. Устьица глубоко погружены в ткань листа, что уменьшает испарение воды.

Древесина голосеменных (в частности, хвойных) состоит из трахеид - мертвых веретенообразных клеток с толстостенными оболочками, выполняющих проводящую и опорную функции. Паренхимы в древесине очень мало или она совсем отсутствует. У многих видов в древесине и коре имеются смоляные каналы, заполненные смолой, эфирными маслами и другими веществами. Испарения этих веществ создают характерный аромат хвойного леса.

6. Опишите процесс размножения сосны.

Пыльца - мужской гаметофит с гаметами - спермиями попадает на женскую шишку с помощью ветра и прилипает к смоле. Пыльцевое зерно прорастает, спермий по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки (яйцеклетка и эндосперм - это женский гаметофит) и сливается с ней (у сосны между опылением и оплодотворением проходит 12-14 месяцев). После оплодотворения женские красные шишки заклеиваются смолой и начинают расти, сначала превращаясь в зеленые, а потом в деревянистые коричневые. Соединяясь, спермий и яйцеклетка образуют клетку с диплоидным набором хромосом - зиготу, первую клетку спорофита. После оплодотворения яйцеклетки из семязачатка развивается семя с запасом питательных веществ, которое одето защитными оболочками. У сосны семена созревают через 1,5 года, высыпаются и разносятся ветром через 2 года после опыления.

7. Что такое семя? Чем семя отличается от споры?

Семя - высокоспециализированный орган размножения и расселения растений по земной поверхности. Семя защищает зародыш от неблагоприятных воздействий внешней среды, обеспечивает его питательными веществами на ранних этапах развития. В отличие от споры, семена многоклеточны, содержат значительное количество питательных веществ; имеют тройную природу: эндосперм гаплоиден - это часть женского гаметофита; зародыш диплоиден - это дочерний спорофит; семенная кожура диплоидна - это материнский спорофит.

8. Как устроены мужские и женские шишки сосны?

Мужские шишки расположены у основания молодых побегов. Они имеют ось, к которой прикреплены чешуйки. На нижней стороне чешуек находятся по два пыльцевых мешка, в них образуются микроспоры (мужские споры) с одинарным (гаплоидным) набором хромосом. Из микроспор формируются мужские га- метофиты - пыльцевые зерна, несущие спермии.

Маленькие красноватые женские шишки, сидящие на верхушках молодых побегов, тоже состоят из оси, на которой расположены чешуйки. Чешуйки женских шишек попарно срастаются, и между ними развивается семязачаток. В нем берет начало гаплоидная мегаспора (женская спора). В результате ее многократного деления образуется женский гаметофит - яйцеклетка и эндосперм, впоследствии питающий зародыш.

Голосеменные растения являются основой растительного покрова ряда биогео- графических зон нашей планеты, например сибирской тайги. Они поставляют в атмосферу Земли значительное количество кислорода. В России около 90% лесов представлены различными видами голосеменных растений. Семенами сосен и елей питаются многие птицы (клесты) и млекопитающие (белки и другие мелкие грызуны).

Ю. В чем заключается хозяйственное значение голосеменных растений?

Хвойные широко используются в хозяйственной деятельности человека. Например, сосна наиболее широко используется как сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. Кроме того, из сосны получают бумагу, картон, скипидар, канифоль, ацетатные волокна. В прежние времена так называемые корабельные сосны, имеющие длинный прямой ствол, использовались в кораблестроении. Особой прочностью и долговечностью отличается древесина лиственницы, которая устойчива к гниению. Очень прочна и красива древесина тиса, не содержащая смоляных ходов, и кипариса. К кипарисовым относится секвойя, или мамонтово дерево, отличающаяся исключительной долговечностью. Некоторые деревья достигают высоты 80-100 м, их возраст насчитывает 3-4 тыс. лет. Секвойя обладает самой ценной древесиной (красное дерево) и употребляется как строительный и столярный материал.

Кедровые орешки (семена кедровой сосны) идут в пищу, из них получают масло.

Представители класса саговниковых также издавна использовались человеком в пищу. Название «хлебное дерево» отражает употребление сердцевины саговниковых как источника крахмала для приготовления особого продукта - саго. Употребляются в пищу и семена саговниковых. В медицине также используют голосеменные растения. Например, шишко-ягоды можжевельника обладают лекарственными свойствами, а эфирные масла очищают воздух от микробов, т. е. обладают бактерицидными свойствами.

Общие признаки

К семейству голосеменных относится около 700 видов. Голосеменные размножаются семенами. Стало быть, это семенные, а не споровые растения. Однако их семязачатки и семена располагаются более-менее открыто. У них нет пестиков, как у цветковых растений, отсутствуют завязи и плоды.

Общие признаки хвойных

Все хвойные - деревья, редко кустарники. Листья их игольчатые или чешуевидные, вечнозеленые (кроме лиственницы), слабо испаряющие воду. У них хорошо развита древесина, но настоящие сосуды отсутствуют. Вследствие этого вода передвигается медленнее, чем у цветковых растений, благодаря чему испарение влаги уменьшается. У всех хвойных образуется смола, заживляющая раны в местах повреждения. У хвойных имеются мужские и женские шишки.

В России в природе наиболее распространены следующие роды хвойных: ель, сосна, пихта, лиственница, можжевельник.

Строение сосны и ели

Сосна - высокое стройное дерево. У старых сосен, выросших в лесу, самые нижние сучья располагаются не менее чем в 10 м от поверхности земли; у одиноких сосен ствол ниже и толще. Наиболее крупные ветви у сосны находятся в мутовках, по ним можно приблизительно установить возраст дерева (но не очень старого). Хвоинки располагаются по две, на сильно укороченных побегах. Они покрыты толстой кожицей; устьица находятся в углублениях. Сосудистых пучков всего два, и они не ветвятся. Подобное строение позволяет сосне, как и большинству других хвойных, экономить влагу (ведь у них нет настоящих сосудов).

Ель - не менее высокое дерево. Листья ели - тоже хвоинки, более короткие и колючие, нисбегающие на стебель.

Эколого-биологические особенности ели и сосны тоже различны. Сосна светолюбива, не может расти под пологом ели; хвоя существует 2 - 3 года; может расти на бедных почвах, песках, скалах, болотах; толстая пробка стволов позволяет переносить не очень сильные пожары; корневая система обычно стержневая (поверхностная только на болотах). Ель теневынослива, хорошо растет под пологом сосны; хвоя существует 6-8 лет (в горах - до 15 лет); хорошо растет только на богатых почвах; пробка тонкая, плохо защищает от пожаров; корневая система поверхностная.

Таким образом, сосна в одних отношениях более конкурентоспособна, чем ель, в других - менее. В целом это определяет их сложные взаимоотношения.

Размножение сосны

Мужские шишки мелкие, желтые, собраны помногу в группы ("сошишия"). Каждая шишка состоит из оси, на которой расположены чешуйки. На каждой чешуйке, с ее нижней стороны - по два пыльцевых мешочка, где созревает пыльца. Таким образом, чешуйки соответствуют тычинкам цветковых растений. Пылинка имеет два крупных воздушных мешка и легко переносится на десятки и даже сотни метров.

Женская шишка представляет собой ось, на которой располагаются чешуи. На верхней стороне каждой чешуи находится по два семязачатка, обращенных пыльцевходами к основанию чешуи. Когда пылинки попадают на женские шишки, последние имеют длину всего около 5 мм. Оплодотворение происходит только следующим летом. К этому времени внутри семязачатков образуются яйцеклетки, появляется питательная ткань - эндосперм. В пылинках образуются мужские гаметы - спермин. Они лишены жгутиков, как у цветковых растений.

После оплодотворения семязачаток превращается в семя. Оно состоит из семенной кожуры, эндосперма и зародыша, развивающегося из оплодотворенной яйцеклетки - зиготы. Таким образом, семя сосны, да и других хвойных, в общем похоже на семя цветковых растений. Но эндосперм здесь другого происхождения. Он образовался из тела заростка.

Периодизация в размножении сосны следующая.

Первое лето. Женские шишки красноватые, около 5 мм длиной. В семязачатках еще нет яйцеклеток и эндосперма. Пылинки попадают на женские шишки.

Второе лето. Женские шишки зеленые, около 3-4 см длиной. В семязачатках образовались эндосперм и яйцеклетки. Происходит оплодотворение.

Ближайшая зима. Женские шишки бурые, около 5-6 см длиной. Семязачатки превратились в семена. В конце зимы семена, снабженные пленчатыми крылышками, распространяются ветром.

Следует иметь в виду, что у одной и той же сосны можно видеть одновременно женские шишки разного возраста.

Разнообразие хвойных. Примерно треть всех видов хвойных составляют сосны. У всех сосен укороченные побеги, но не обязательно с двумя хвоинками - их бывает 3, 4 и 5. (Например, 5 хвоинок у кедровых сосен, дающих "кедровые орешки". В Сибири и на Дальнем Востоке, где они растут, население называет их кедрами, что неточно) Настоящие кедры в России в диком состоянии не произрастают. Сосны различаются друг от друга также длиной хвоинок (до 30 см длиной), формой и размерами шишек (у некоторых сосен массой до 2 кг).

Пихта. Дико растет в Сибири, на Урале, Кавказе, в Карпатах. Немного похожа на ель, но хвоя плоская (у ели трехгранная), а шишки стоят как свечи (у ели свисают).

Лиственница. Дико растет главным образом в Сибири. Хвоя в пучках, мягкая. Листопадное дерево, часто разводится в городах.

Можжевельник обыкновенный. Охраняемая, медленно растущая и во многих районах исчезающая древесная порода. Шишки с очень сочными чешуями, похожи на ягоды.

Кипарис. На территории нашей страны встречается только в культуре на Кавказе. Хвоя не игольчатая, а в виде чешуек.

Туя. Встречается и в средних широтах, но также и в культуре. Похожа на кипарис, но побеги кажутся сплюснутыми.

Отметим некоторые рекордные показатели, свойственные хвойным.

Секвойя вечнозеленая (США, районы близ Тихого океана) - самое высокое дерево мира (до 120 м).

Пихта Нордманна (Кавказ) - самое высокое дерево в России (до 60-70 м).

Сосна остистая (США, Калифорния) - самое долгоживущее дерево мира, почти до 5000 лет.

Значение хвойных. Хвойные имеют колоссальное значение как лесообразующие породы. В умеренно холодных районах Северного полушария большая часть лесных площадей занята именно хвойными лесами. Их ценнейшая древесина используется для строительства. Хвойные леса часто хищнически вырубаются. Важнейшая задача лесоводства - восстановление хвойных лесов.

Вопрос 1. Что такое спора?

Споры, микроскопические зачатки низших и высших растений, имеющие разное происхождение и служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях.

Вопрос 2. Какую роль играют споры в жизни растений?

Споры служат для размножения растений и (или) сохранения при неблагоприятных условиях.

Вопрос 3. Какие растения относят к низшим? Чем они отличаются от высших? У каких растений образуются семена?

К низшим растениям относятся разнообразные водоросли. Отличительной особенностью водорослей от высших растений, является отсутствие дифференциации на ткани и органы (листья, стебель и корень). Тело водорослей состоит из одной клетки или многоклеточные. Семена образуются у высших растений (голосеменных, покрытосеменных).

Лабораторная работа № 13. Строение хвои и шишек хвойных.

1. Рассмотрите форму хвои, расположение её на стебле. Измерьте длину и обратите внимание на окраску (смотрите таблицу ниже).

2. Пользуясь представленным ниже описанием признаков хвойных деревьев, определите, какому дереву принадлежит рассматриваемая вами ветка.

Хвоинки длинные (до 5-7 см), острые, выпуклые с одной стороны и округлые с другой, сидят по две вместе... Сосна обыкновенная.

Хвоинки короткие, жёсткие, острые, четырёхгранные, сидят одиночно, покрывают всю ветку... Ель.

Хвоинки плоские, мягкие, тупые, имеют две белые полоски с одной стороны... Пихта.

Хвоинки светло-зелёные, мягкие, сидят пучками, как кисточки, опадают на зиму... Лиственница.

1. Рассмотрите форму, размеры, окраску шишек. Заполните таблицу.

Таблица 2. Некоторые параметры хвои и шишек голосеменных растений.

2. Отделите одну чешуйку. Ознакомьтесь с расположением и внешним строением семян. Почему изученное растение называют голосеменным?

Шишки ели состоят из оси, на которой расположены многочисленные кроющие чешуи, а в их пазухах - семенные чешуи, на верхней поверхности которых обычно развивается по 2 семяпочки, снабжённых так называемым ложным крылом.

Семенные чешуи у сосны на конце утолщены в щиток. Семена крылатые, размещаются в семенной чешуе по два.

Семенные чешуйки у лиственницы яйцевидные или округлые прилегают неплотно. Кроющие чешуйки в зрелой шишке незаметны. Семя с крылышком.

У вверх стоячих шишек, на стержне сидят кроющие и семенные чешуи, последние несут два семени с крылышком.

Вывод: Все голосеменные – деревья либо кустарники. Листья голосеменных видоизменены в хвою, что способствует уменьшению испарения влаги. У них хорошо развит стебель и корневая система, образованная главным и боковыми корнями. Оплодотворение происходит без участия воды. Размножаются семенами, которые формируются из семязачатков. У голосеменных впервые в процессе эволюции появилось семя, снабженное запасными питательными веществами и покрытое кожурой. Семена у них располагаются на семенных чешуях открыто (голо).

Голосеменные имеют стебель, корень и листья, есть настоящие ткани (в том числе, проводящие и механические). Они образуют семена, с помощью которых размножаются и распространяются. Наличие семян создаёт этим растениям огромное преимущество перед споровыми папоротниками. Семена расположены на чешуйках голо, не прикрыто. Листья видоизменены в хвоинки. Голосеменные это в основном деревья и кустарники, размножение у них оторвано от воды, пыльцу переносит ветер.

Сосна, ель, пихта, лиственница, можжевельник, кедр, кипарис, туя и др.

Вопрос 4. Сравните внешнее строение сосны и ели. В каких условиях растут сосны и ели?

Ветви на соснах остаются только вблизи вершин, нижние ветки отмирают, а у ели покрыты хвоей? Сосны высокие, ели не достигают таких размеров. Крона у ели пирамидальной формы, а у сосны – в юности пирамидальная, в старости же зонтикообразная.

Сосны неприхотливы. Их можно встретить на песках, на болотах, в меловых горах и даже на голых скалах, в трещинах которых они укореняются. У сосен, растущих на плотных почвах, главный корень хорошо развит и уходит глубоко. У сосен, растущих на песчаных почвах, кроме главного корня близ поверхности почвы развиваются боковые корни. Они расходятся далеко в стороны от ствола дерева. На болотистых почвах у сосен главный корень развивается плохо.

В еловых лесах царит полумрак, густые кроны деревьев здесь смыкаются. Под деревьями нет подлеска и очень мало трав. Лишь зелёные мхи или сплошная подстилка из опавшей хвои покрывают почву.

Ель хорошо растёт только на богатой питательными веществами, хорошо увлажнённой почве. Главный корень у ели развит слабо. Боковые корни располагаются в поверхностных слоях почвы, поэтому ветер иногда валит еловые деревья, вырывая их с корнями.

Вопрос 5. Почему в лесу нижние ветки у сосны отмирают, а у ели покрыты хвоей?

Ветки отмирают из-за того, что им не хватает солнечного света. Сосна светолюбива, на нижние ветки свет не попадает, поэтому они отмирают. Ель же теневынослива (даже в тени, при недостатке света, происходит процесс фотосинтеза), поэтому нижние ветки с хвоей сохраняются.

Хвойные растения выделяют особые летучие вещества - фитонциды (от греческих слов «фитон» - растение и «цидо» - убиваю), которые подавляют развитие многих вредных бактерий не только в лесу, но и в его окрестностях. В тайге нашей страны наибольшую площадь занимают леса из лиственницы, затем сосны и ели. Древесина лиственницы отличается особой прочностью и долговечностью, она устойчива к гниению.

Древесину сосны и ели используют как ценный строительный и поделочный материал. С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, подобные шёлковым нитям. Из древесины ели изготовляют бумагу. Древесина голосеменных растений - ценное сырьё для многих отраслей промышленности.

Сосну сибирскую называют в Сибири кедром, хотя настоящие кедры растут только в горах Северной Африки, на востоке Средиземноморья и в Гималаях. Из семян сосны сибирской получают хорошее пищевое кедровое масло.

Подумайте

Почему многие санатории и дома отдыха расположены в сосновых борах, а на территории лечебных заведений высаживают хвойные растения?

Задания для любознательных

1. Установите, в какие месяцы года происходит созревание и рассеивание семян сосны и ели в вашей местности.

Семена созревают в сентябре следующего после опыления года и всю зиму остаются в шишках. Массовый вылет (рассеивание) семян из шишек происходит в марте – апреле, когда дневная температура воздуха поднимается до +100С. В относительно сухом климате Предбайкалья почти все семена выпадают из шишек к началу цветения сосны. У ели сибирской семена вызревают в сентябре, а в конце сентября они раскрываются и в октябре висящие на деревьях шишки становятся пустыми.

2. В мае-июне понаблюдайте за развитием из почек молодых побегов сосны или ели. Обратите внимание на расположение шишек на побегах. Соберите семена сосны и ели. Посейте их на пришкольном участке. Ухаживайте за всходами. Выращенные растения используйте для озеленения.

Шишки у ели располагаются на концах ветвей. У сосны шишки расположены в верхней части дерева, не доходя до конца ветки.

Задания

Семена сосны сибирской, называемые в народе «кедровыми орешками», содержат питательное и вкусное масло. Его используют в пищу, как и сами «кедровые орешки».

Эфедра – крупный ветвистый кустарник. В нашей стране встречается около 10 видов. Растет в сухих степях, на каменистых склонах гор на высоте до 1500 метров. Широко используется в фармакологии для получения алкалоида эфедрина. По-другому их еще называют хвойник, и все они встречаются на юге нашей страны. Надо сказать, что это растение в медицине используется довольно давно и из него получают алкалоид, который называется эфедрин и алкалоид псевдоэфедрин. Оба этих алкалоида способны расслаблять гладкую мускулатуру бронхов. Это очень важно при бронхиальной астме, при ситуации, когда происходит спазм этой мускулатуры. Препараты эфедры обладают способностью сужать кровеносные сосуды, а это приводит к повышению артериального давления, что тоже бывает иногда очень важно. И, самое главное – эфедрин действует возбуждающе на центральную нервную систему. Соответственно, это способствует борьбе с сонливостью и восстановлению общего тонуса организма.

Замечательный русский фенолог Д. Зуев называл можжевельник кипарисом Севера. Как у всех голосеменных растений, плоды у можжевельника - шишки, но внешне они очень напоминают ягоды, поэтому их так и называют «шишкоягоды», или можжевеловые ягоды. Созревают они на 2-3-й год, причем весной они зеленые, а к осени становятся темно-бордовыми или сине-черными, с сизым восковым налетом. Плоды охотно поедают птицы и животные, которые и распространяют семена растения.

Препараты плодов улучшают мочеотделение и дезинфицируют мочевыводящие пути, увеличивают выделение желудочного сока и желчи, возбуждают перистальтику кишечника, действуют как отхаркивающее средство. Иногда их используют для борьбы с различными воспалениями и как болеутоляющее. Особенно полезно применение препаратов можжевельника при отеках, вызванных почечной недостаточностью и нарушениями кровообращения, циститах, мочекаменной, а также желчнокаменной болезнях. Настои плодов помогают при заболеваниях органов дыхания - ларингитах, трахеитах, бронхитах. Отвар сушеных плодов используют для лечения ревматизма, различных артритов и подагры. Обычно для этой цели принимают ванны с отваром. Эффект можно усилить, если после ванны еще и растереть больные места спиртовой настойкой плодов. Шишкоягоды входят в состав многих мочегонных лекарственных чаев. Препараты можжевельника нельзя применять при острых воспалительных заболеваниях почек и беременности.

Ель обыкновенная обладает массой полезных свойств, поэтому её признает даже официальная медицина.

В настоящее время существует несколько фармацевтических препаратов, которые применяются для излечивания разных заболеваний. Типичным примером является лекарственное средство «Пана-Бин», представляющее собой смесь эфирных масел еловой хвои и персикового масла, смешанного в пропорции 1:1. Данным препаратором лечат мочекаменную болезнь, потому что вещества, входящие в состав хвои оказывают воздействие на гладкую мускулатуру мочеточников.

Лечебные качества ели обыкновенной нашли широкое применение в различных рецептах народной медицины. Для лечения разных заболеваний специалисты в области гомеопатии используют разное сырьё от ели.

Фитонциды, входящие в состав разных частей ели, определяют её лечебное воздействие на дыхательную систему человека. Многие проблемы, связанные с областью специализации ЛОР врача, могут решаться посредством применения настоев и отваров на ели обыкновенной.

При помощи ингаляций отваром еловых шишек лечат такие заболевания дыхательных путей, как бронхит, воспаление легких, астма. Также отвар можно использовать для полоскания горла при ангине, ларингите, тонзиллите, фарингите. В случае заболеваний носовых ходов – гайморитов, ринитов, синуситов – полезна их промывка при помощи подсоленного настоя на еловых шишках.

Кроме еловых шишек для лечения внутренних дыхательных путей – бронхов – применяют смолу ели. Для лечения различных заболеваний опорно-двигательной системы человека применяют еловую хвою. В состав данного растительного элемента входят витамины, дубильные вещества и эфирные масла. В комплексе они оказывают на человека обезболивающее, потогонное и противомикробное действие. Данные механизмы лежат в основе применения ели в качестве лекарственного сырья при лечении артрита, ревматизма и радикулита. Также для лечения болей в суставах, особенно в стадии процесса, когда происходит трансформация формы сустава, помогает живица, иначе – еловая смола.

Для лечения хронической усталости, стрессов, тревоги и даже неврозов полезно применять лежачие, сидячие и ножные ванны. При бессоннице используют еловую хвою, помещенную в тканый мешочек, который помещают вблизи от подушки. Для ванн используют водные экстракты и отвары еловой хвои.

Для лечения различных ран, нагноений, фурункулов, ссадин или язв в народе широко распространено лечение еловой смолой – живицей. Многочисленные биологически активные вещества, содержащиеся в составе данного продукта, обуславливают бактериостатическое, бактерицидное и противовоспалительное воздействие на наружные поражения кожи и слизистых оболочек. Кроме того, применение живицы в качестве мази снимает боль, сопровождающие различные наружные повреждения, в том числе и боль от ожога.

Ель обыкновенная в народе широко известная, как источник витамина С (аскорбиновой кислоты). Лечат от цинги. Кроме того, еловая хвоя, почки, побеги и другие части дерева используются для лечения и других авитаминозов. Дело в том, что в состав данного растения входят еще и витамин А (каротин), Е (токоферол), а также некоторые представители витаминного семейства группы B.

Растения играют очень важную роль в природе, так как они способны к фотосинтезу. Это процесс, в результате которого растение из углекислого газа, воды и солнечной энергии получает для себя питательные вещества и выделяет в атмосферу кислород. Поэтому именно благодаря растениям на Земле могут существовать животные и мы с вами.

Классификация растений

Все делится на десять отделов:

Бурые водоросли.
Зеленые водоросли.
Сине-зеленые водоросли.
Красные водоросли.
Моховидные.
Папоротниковидные.
Хвощевидные.
Плауновидные.
Покрытосеменные.
Голосеменные.

Среди этих растений в зависимости от сложности строения можно выделить две группы:

низшие;
высшие.

К низшим относятся все отделы водорослей, так как у них отсутствует дифференциация тканей. Тело не имеет органов. Оно называетя талломом.

Высшие растения в зависимости от способа размножения можно разделить на:

споровые;
семенные.

К споровым относятся папоротниковидные, плауновидные, моховидные, хвощевидные.

Классификация голосеменных

Следующий таксон, который выделяется во всех отделах царства "Растения" - это класс. Голосеменные делятся на четыре класса:

Гнетовые.
Гинкговые.
Саговниковые (Цикадовые).
Хвойные.

О представителях и особенностях каждого класса мы поговорим позже. А сейчас будут рассмотрены общие черты всех голосеменных, их физиология и биология.

Голосеменные: строение растения

Данный отдел относится к высшим растениям. Это значит, что их тело состоит из органов, которые построены из разных типов тканей.

Органы голосеменных растений

В зависимости от расположения органов, их можно разделить на подземные и наземные. Учитывая их функции и строение, можно выделить вегетативные и генеративные органы.

Вегетативные органы: строение и функции

К этой группе органов относится подземная корневая система и наземный побег.

Корневая система состоит из множества корней, среди которых можно выделить один главный и много боковых корней. Кроме того, растение может обладать и дополнительными корешками.

Корень обладает такими функциями:

Закрепление растения в почве.
Поглощение воды с растворенными в ней микро- и макроэлементами.
Транспортировка воды и растворенных в ней минералов к наземным органам.
Иногда - запасание питательных веществ.

Побег - это также система органов. Он состоит из стебля, листьев и почек.

Функции органов побега:

Стебель: опорная и транспортная функции, обеспечение связи между корнями и листьями.
Листья: фотосинтез, дыхание, газообмен, регуляция температуры.
Почки: из них образуются новые побеги.

Генеративные органы голосеменных

Генеративные органы - это те, которые обеспечивают размножение организма. У покрытосеменных растений это - цветок. А вот растения отдела "Голосеменные растения" в большинстве своем обладают такими генеративными органами, как шишки. Самыми яркими наглядными примерами являются еловые и сосновые шишки.

Строение шишки

Она является видоизмененным побегом, покрытым чешуйками. Существуют мужские и женские шишки, в которых формируются мужские и женские половые клетки (гаметы) соответственно.

Мужские и женские сосновые шишки в качестве примера можно увидеть на фото ниже.

Существуют такие представители голосеменных, у которых и мужские, и женские растения находятся на одном и том же растении. Они называются однодомными. Также есть двудомные голосеменные. У них мужские и женские шишки находятся на разных видах. Однако растения отдела "Голосеменные растения" в большинстве своем однодомные.

На чешуйках женских шишек расположены по две семяпочки, на которых образуются женские гаметы - яйцеклетки.

На чешуйках мужских шишек находятся пыльцевые мешки. В них формируется пыльца, в которой содержатся спермии - мужские половые клетки.

Как из шишки вырастает сосна

Опыление женских шишек происходит с помощью ветра.

После оплодотворения из семяпочек, которые располагаются на чешуйках женских шишек, развиваются семена. Из них затем и образуются новые представители голосеменных.

Из каких тканей состоят органы?

Существуют такие типы растительных тканей:

Покровные. Эти ткани выполняют защитную функцию. Они делятся на эпидерму, пробку и корку. Эпидерма покрывает все части растений. Она обладает устьицами для осуществления газообмена. Также она может быть покрыта дополнительным защитным слоем из воска. Пробка формируется на стволе, корнях, ветках и почечных чешуйках. Корка - это покровная ткань, состоящая из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Из нее состоит кора голосеменных.
Механическая. Эта ткань обеспечивает прочность стебля. Она делится на колленхиму и склеренхиму. Первая представлена живыми клетками с утолщенными оболочками. Склеренхима же состоит из мертвых клеток с одеревеневшими оболочками. Механические волокна входят в состав проводящих тканей, содержащихся в стеблях голосеменных.
Основная ткань. Именно она составляет основу всех органов. Самый важный вид основной ткани - ассимиляционная. Она составляет основу листьев. В клетках этой ткани находится большое количество хлоропластов. Здесь и происходит фотосинтез. Также в органах голосеменных растений присутствует такой вид основной ткани как запасающая. В ней собираются питательные вещества, смолы и т.п.
Делится на ксилему и флоэму. Ксилема еще называется древесиной, а флоэма - лубом. Они находятся в стволе и ветвях растения. Ксилема голосеменых состоит из сосудов. Она обеспечивает транспортировку воды с растворенными в ней веществами от корня до листьев. Флоэма голосеменных видов представлена ситовидными трубками. Луб предназначен для транспорта веществ от листьев к корню.
Образовательные ткани. Из них формируются все остальные ткани голосеменных, из которых затем строятся все органы. Они делятся на верхушечные, боковые и вставочные. Верхушечные располагаются на вершине побега, а также на кончике корня. Боковые образовательные ткани еще называются камбием. Он находится в стволе дерева между древесиной и лубом. Вставочные образовательные ткани находятся в основании междоузлий. Также существуют раневые образовательные ткани, которые возникают на месте повреждений.

Голосеменные: примеры

Когда мы уже знаем, как устроены растения данного отдела, давайте рассмотрим их разнообразие. Далее будут описаны представители различных классов, которые входят в отдел "Голосеменные".

Класс "Гнетовые"

Семейство "Вельвичиевые".
Семейство "Гнетовые".
Семейство "Хвойниковые".

Давайте рассмотрим самых ярких представителей этих трех групп растений.

Итак, вельвичия удивительная.

Это единственный представитель семейства вельвичиевых. Этот представитель голосеменных произрастает в пустыне Намиб, а также в других пустынях Юго-Западной Африки. Растение обладает коротким, но толстым стволом. Его высота составляет до 0,5 м, а диаметр достигает 1,2 м. Так как этот вид живет в пустыне, у него длинный главный корень, который идет на 3 м вглубь. Листья, которые растут из ствола вельвичии - это настоящее чудо. В отличие от листьев всех остальных растений на Земле, они никогда не опадают. Они постоянно растут у основания, но периодически отмирают на концах. Постоянно обновляясь таким образом, эти листья живут столько же, сколько и сама вельвичия (известны экземпляры, прожившие более 2 тыс. лет).

Семейство гнетовых содержит примерно 40 видов. Это в основном кустарники, лианы, реже - деревья. Растут они в тропических лесах Азии, Океании, Центральной Африки. Своим видом гнетовые больше напоминают представителей данного семейства являются мелинжо, гнетум широколистный, гнетум ребристый и др.

Семейство хвойниковых включает в себя 67 видов растений. По жизненной форме это кустарники и полукустарники. Они растут в Азии, Средиземноморье и Южной Америке. Представители этого семейства обладают чешуйчатыми листьями. Примерами хвойниковых можно назвать эфедру американскую, хвойник хвощевый, хвойник шишконосный, хвойник зеленый и т.д.

Класс "Гинкговые"

Данная группа включает в себя одно семейство. Единственным представителем данного семейства является гинкго двулопастный. Это высокое дерево (до 30 метров) с большими веероподобными листьями. Это которое появилось на Земле 125 миллионов лет назад! Экстракты из гинкго часто применяются в медицине для лечения болезней сосудов, в том числе атеросклероза.

Класс "Саговниковые"

Растут они в Азии, Индонезии, Австралии, Океании, на Мадагаскаре.

Эти растения внешне напоминают пальмы. Их высота составляет от 2 до 15 метров. Ствол, как правило, толстый и короткий, если сравнивать с толщиной. Так, у саговника поникающего его диаметр достигает 100 см, в то время как высота - 300 см.

Класс "Хвойные"

Это, пожалуй, самый известные класс отдела голосеменных растений. Он также является и самым многочисленным.

Данный класс состоит из одного порядка - "Сосновые". Раньше на Земле существовало еще три порядка однако их представители вымерли.

Упомянутый выше порядок состоит из семи семейств:

Головчатотисовые.
Тисовые.
Сциадопитисовые.
Подокарповые.
Араукариевые.
Сосновые.
Кипарисовые.

В семейство головчатотисовых входят 20 представителей. Это вечнозеленые кустарники и деревья. Хвоя расположена по спирали. От тисовых головчатотисовые отличаются тем, что их шишки намного дольше созревают, а также они обладают большими по размеру семенами.

Семейство тисовых включает в себя около 30 видов кустарников и деревьев. Все растения данного семейства двудомные. Примерами представителей этого семейства можно считать тихоокеанский тис, флоридский, канадский, европейский тисы и др.

В семейство сциадопитисовые входят вечнозеленые деревья, которые часто используются в качестве декоративных.

Примерами представителей семейства подокарповых можно назвать дакридиум, филлокладус, подокарп и т.д. Они произрастают во влажной местности: в Новой Зеландии и Новой Каледонии.

Семейство араукариевых объединяет около 40 видов. Представители данного семейства существовали на Земле уже во время юрского и мелового периодов. Примерами можно считать южный даммара, бразильская воллемия благородная и др.

Семейство сосновых включает в себя такие всем известные деревья, как ель, сосна, кедр, лиственница, тсуга, пихта и т.д. Все растения, входящие в данное семейство, растут в Северном полушарии в умеренном климате. Голосеменные растения данного семейства часто используются человеком в медицине и других отраслях промышленности благодаря своим смолам и эфирным маслам.

Продолжить углубление представлений учащихся об историческом усложнении растений на основе изучения особенностей размножения голосеменных, их строения, разнообразия.

Формирование знаний о хвойных растениях на примере сосны, ели и других ценных хвойных растений.

Продолжать формировать навык работы с натуральными объектами, навык выполнения биологического рисунка.

Оборудование: таблицы, рисунки, слайды о разнообразии и размножении хвойных голосеменных, гербарные экземпляры побегов и шишек сосны, ели; оборудование для лабораторных работ.

I. Домашнее задание. П. 42, завершить лабораторную работу.

П. Актуальность

Органы растения.
Отделы растений.
Характерные черты водорослей . Представители.
Характерные черты мхов . Представители.
Характерные черты папоротникообразных . Представители.

Ш. Изучение нового матеериала

Сегодня мы приступаем к изучению новой группы растений – отдел голосеменные. Принципиальное отличие растений этой группы от растений, изученных нами ранее, состоит в способе размножения .

Как происходит размножение папоротников, мхов ?

Возникновение семян – очень важный этап в эволюции растений.

Отдел голосеменных насчитывает около 700 видов. Все современные голосеменные – это деревья и кустарники, редко – лианы. Многие из них образуют обширные леса и распространены почти на всех материках. Травянистых форм среди голосеменных нет.

Самостоятельная работа учащихся с учебником.

Пользуясь текстом учебника (п.42), выпишите основные признаки голосеменных.

Размножение посредством семян.
Не образуют плодов.
Древесные растения или кустарники, иногда стелющиеся формы.
Листья чаще игольчатые, слегка уплощенные или чешуевидные.
Чаще всего вечнозеленые растения.
Настоящие сосуды отсутствуют.
Разнополые растения.
Оплодотворение происходит без участия воды.

Наличие семян является большим эволюционным шагом , дающим этим растениям огромное преимущество перед споровыми.

В чем заключается это преимущество?

(В отличие от спор в семенах имеется запас питательных веществ, необходимых зародышу в первое время его развития, пока у молодого растения не сформируется корневая система. Кроме того, внутри семени зародыш будущего растения надежно защищен от неблагоприятных воздействий окружающей среды. Все это значительно увеличивает шансы молодого растения на выживание).

Преимущество семян.

В семенах имеется запас питательных веществ для зародыша.
Внутри семени зародыш защищен.

Назовите хвойные растения.

Закрепление знаний и умений.

Лабораторная работа

Тема. “Изучение внешнего вида хвойных растений”.

Цель: изучение внешнего вида побегов, шишек и семян хвойных.

Оборудование: лупа ручная, побеги сосны и ели, шишки сосны и ели, семена сосны и ели.

Ход работы

1. Рассмотрите внешний вид небольших веточек (побегов) сосны и ели. Укажите их основные отличия.

2. Изучите, как расположены хвоинки у этих растений. Найдите укороченные боковые побеги сосны, на которых находятся хвоинки. Сколько их на этих побегах?

3. Сравните хвоинки сосны и ели, их форму, размер. Зарисуйте хвоинки в их натуральную величину. Отметьте особенности хвоинок.

4. Рассмотрите шишки сосны и ели. Укажите их различия.

5. Найдите на чешуйках следы, оставшиеся от семян.

8. Рассмотрите семена хвойных. Проверьте их летучесть. Проследите, как падает вниз крылатое семя.

1 вариант описывает сосну.

2 вариант - ель.

Сравнительная характеристика сосны и ели.

Закрепление.

Плодоносить сосны начинают на 15-30 году жизни. На верхушках молодых побегов сосны в конце весны – начале лета можно увидеть небольшие красноватые шишечки. Это молодые женские шишки . Шишки представляют собой видоизменнный побег . У шишки можно выделить стержень (или ось), на которой расположены чешуи – видоизменные листья. На верхней стороне каждой чешуи расположено по два семязачатка , в каждом из них образуется яйцеклетка.

Мужские шишки более мелкие, всего 1-2 см в длину, желтоватые, собраны в небольшие тесные группы . Мужские шишки расположены ниже женских на тех же или на других ветках. На нижней стороне чешуек шишки расположено по 2 пыльцевых мешочка , в которых созревает пыльца, из которой образуются спермии . Спермии у сосны – неподвижные клетки, без жгутиков. Каждая пылинка сосны имеет по два небольших пузырька , наполненных воздухом . Благодаря наличию этих пузырьков пыльца очень легкая и легко переносится ветром.

В чем биологический смысл расположения мужских шишек ниже, чем женских? (Приспособление к перекрестному опылению).

Пыльца разносится ветром и попадает на семязачатки, голо лежащие на чешуйках женских шишек. После опыления чешуйки смыкаются и склеиваются смолой: начинается подготовка к оплодотворению. Лишь через 13 месяцев после опыления происходит оплодотворение. Шишки и семена сосны созревают на второй год после опыления.

Слайд цикл развития сосны (Приложение)

После оплодотворения из зиготы развивается зародыш и формируются семена сосны. Через 1,5 года шишка сосны высыхает, трескается и семена высыпаются.

При попадании семян в благоприятные условия они прорастают и дают начало новому организму.