Многообразие голосеменных

Сегодня на уроке мы изучали растения отдела Голосеменные, познакомимся с их многообразием, значением в природе и жизни человека.

Задание: заполните таблицу о значении хвойных растений в природе и жизни человека.

Название хвойного растения	Значение в природе	Значение в жизни человека
Сосна обыкновенная
Сосна сибирская
Ель европейская
Пихта сибирская
Лиственница

Систематика голосеменных растений. Отдел голосеменных растений объединяет около 800 видов, относящихся к 80 родам. К ныне живущим  голосеменным относятся четыре класса: саговниковые, гнетовые, гинкговые и хвойные.

Саговник из Сухумского ботанического сада, фото сделала этим летом.

        Род Саговник (Cycadopsida) – включает 20 тропических видов. Они появились ещё в каменноугольном периоде, расцвет их приходится на эпоху динозавров. Внешне это пальмовидные деревья от 1 – 7 м  (редко до 20 м) в высоту. На верхушках стеблей развиваются огромные, иногда метровые разнополые шишки (по научному шишки голосеменных называют стробилами). Семена обычно крупные, сочные, съедобные,  нередко жёлтые, красные и оранжевые. У нас один вид выращивают в садах и парках Черноморского побережья. В стволах многих саговников накапливается крахмал, из которого делают ценный продукт – саго. Молодые листья некоторых саговников едят в свежем или варёном виде, подобно овощам.

        Гнетовые (Gnetopsida) включает 3 рода, 70 видов.

Примечательна вельвичия удивительная из пустыни Намиб в Юго-Западной Африке, где дождь может  не выпадать по году. Растение вельвичии напоминает низкий и толстый (до  1,2 м в поперечнике) пень, от которого отходят всего два лентовидных листа до 6 м в длину, и 1,8 м в ширину (на ощупь похожие на доски). Листья вельвичии никогда не опадают – растут и растут годами, веками, тысячелетиями. С помощью метода радиоактивного углерода установили, что возраст одной из вельвичий две тысячи лет. Растение было открыто в 1860 году немецким ботаником Фридрихом Вельвичем.

       В пору цветения в пазухах листьев распускаются цветы, венчиком окаймляющие ствол сверху. Опыляют вельвичию клопы. Из цветков образуются затем малиновые шишки, похожие на еловые. Это растение взято под охрану как уникальное и неповторимое.

      

Эфедра (Ephedra) растёт в районах сухих степей и пустынь Азии, Европы и Америки. Жизненные формы: лианы и кустарники. Внешне они похожи на хвощи, у них такие же чешуевидные листья и зелёные стебли. Из них добывают ценный медицинский препарат эфедрин, используемый при лечении сердечно – сосудистых заболеваний и противоастматический препарат. Семена сочные, оранжево – красные съедобны (степная малина). 

       Гинкговые (Ginkgoopsida) представлен одним видом – гинкго двулопастным (Ginkgo biloda). Реликт мезозойской эры, «живое ископаемое»  – гинкго двулопастный, высокое дерево с красивыми вееровидными листьями. В естественных условиях это дерево сохранилось лишь на небольшой территории в Восточном Китае. Дерево достигает 30 м в высоту и 3 м в диаметре, относится к числу листопадных голосеменных. Само слово «гинкго» в переводе с японского означает «серебряный абрикос». Растение образует семена с сонной жёлтой мякотью, похожие на сливы, съедобны и, несмотря на неприятный запах масляной кислоты, высоко ценятся в восточной кухне.

       Экстракт листьев гинкго улучшает мозговое кровообращение, повышает устойчивость клеток к гипоксии. Кроме того, экспериментально установлено его противовоспалительное и противоаллергическое действие. Он предотвращает тромбообразование, понижая вязкость крови.

 Огромные деревья секвойи высотой более 100 м и толщиной до 10 м были обнаружены в 1831 году в Калифорнии.

       Старый секвойевый лес имеет своеобразный вид: насаждение как бы состоит из огромных коричневых стволов – колонн с вознесёнными ввысь и еле видимыми кронами. Естественные секвойевые леса произрастают в западных районах Северной Америки на высоте от 100 – 1200 до 2000 – 2500 м над уровнем моря. Этот район в 1890 году был объявлен национальным парком.

       На пнях некоторых погибших секвой сооружали танцевальные площадки, где одновременно танцевали по нескольку пар людей.

       В одном из таких деревьев, растущем в Йосемитском парке, был пробит тоннель, через который свободно проезжали автомобили.

        Голосеменные растения в нашей стране в основном представлены Хвойными (Pinopsida) - 560 видов и 55 родов.

      Род сосна (Pinus) – включает 100 видов. Сосновых лесов в России более 116 млн. га. Деревья, достигающие сорокаметровой высоты (а бывают и восьмидесятиметровые). Сосны экономно расходуют влагу, встречаются иногда на скалах, стойко переносят сильные ветры, низкое плодородие почвы. Только одно пугает сосну - темнота. Ей надо много света. Как и у других светолюбивых растений, у сосны ажурная крона, хорошо пропускающая солнечные лучи. Поэтому сосновый лес светлый.

        Благодаря мощным, длинным и разветвлённым корням сосна скрепляет сыпучие пески дюн на морском побережье, не даёт весенним паводкам и дождевым потокам размывать почву. Сосны – хранители вод, под их сенью не высыхают и не мелеют реки.

       Как говорили в старину: «Где сосна взошла, там и в дело пошла». А дел для неё всегда хватало. Древесина сосны прочная, используется в виде круглого леса (столбы, брёвна). В распиленном виде (балки, брусья, доски, тёс).  Используется для постройки домов, в судостроении, вагоностроении, мебельном производстве. Древесина при перегонке даёт скипидар, сосновый дёготь, смолу, канифоль.

       В хвое сосны содержатся эфирные масла, дубильные вещества, ряд микроэлементов, витамины.

       Даже сосновый воздух – драгоценность. У сосны есть способность очищать воздух от бактерий.

        Сосна сибирская (Pinus sibirica) отличается от сосны обыкновенной тем, что в пучке у них по пять хвоинок, а не по две.

       Достигает 35 м в высоту и 1,5 м в диаметре. Кора у них буровато – серая, шишки крупные – 8 – 13 см в длину и 5 – 8 см в ширину.  

      Древесина лёгкая, прочная высоко ценится как строительный и поделочный материал. Только древесина кедра используется для производства карандашных палочек. Обладая превосходными резонансными качествами, кедровая древесина применяется при изготовлении музыкальных инструментов, в частности роялей.

 Хвоя кедра используется для получения витаминов, для приготовления лечебных экстрактов. Семена тёмно – бурые граненые, орешки до 1 см в диаметре.

       Семена кедра – питательное лакомство не только для людей, но и для  животных (птиц, бурундуков, белок, соболей, медведей). «Где нет кедра,- говорят охотники, - там нет и соболя». Кедровые орешки не только вкусны, но и полезны: их ядра содержат 28% масла, а также белки, крахмал, витамины и микроэлементы.

       В Сибири это дерево называют не только кормильцем, но и врачевателем. В кедровых лесах воздух практически стерилен – эфирные масла, содержащиеся в хвое, уничтожают микробов.        

       Ель сибирская (Picea obovata) распространена от Скандинавии до побережья Охотского моря. Высокой и стройной она вырастает лишь в том случае, если её самая верхняя почка развивается нормально. Ель растёт всю жизнь. И каждый год отрастает прямой однолетний побег. Если у молодого дерева эта почка была повреждена или срезан побег, на котором она находилась, рост главного стебля прекращается, ветви непомерно толстеют, изгибаются.

       Лакомятся семенами ели дятлы, мышевидные грызуны, белки и многие другие обитатели лесов, парков, скверов.

       Главная ценность ели – её древесина. Мягкая, лёгкая, малосмолистая древесина, однородного белого цвета, волокна распределены равномерно. Поэтому музыкальные инструменты, изготовленные из ели обладают изумительным звуком и резонансом. Самые лучшие скрипки, в том числе и инструменты знаменитых итальянцев Амати и Страдивари, изготовлены из ели. Используется в целлюлозно-бумажной промышленности, судостроении, столярном производстве, строительстве, для получения искусственного шёлка.       Из еловой живицы поучают скипидар и канифоль.

       Пихта сибирская (Abies sibirica) распространена почти по всему Российскому Северу. Любит плодородные и незаболоченные почвы, холодостойка и теневынослива, чувствительна к запылённости загазованности воздуха. Живёт до 300 лет.

       Самое главное отличие пихты от других хвойных деревьев – это, пожалуй, листья. Только издалека они похожи на иголки – хвоинки. Но это узкие, 1,5 – 2 миллиметра плоские листочки. На разных побегах они разные. На побегах, где нет шишек, они слегка вогнуты. На побегах с шишками листья четырёхгранные с беловатыми полосками.

       Лёгкая и мягкая древесина служит сырьём для изготовления бумаги, представляет собой неплохой строительный материал. Из ветвей с хвоей получают эфирное масло для производства  лекарственного препарата камфары и всевозможных кремов, зубной пасты  и др. Пихтовая смола преломляет лучи света, это её свойство нашло применение для склеивания оптических стёкол в микроскопах, биноклях.

       Лиственница (Larix sibirica) включает 16 видов. Дерево достигает  высоты 30- 40 метров.

       Кора у молодых лиственниц гладкая, но с возрастом покрывается трещинками. Хвоинки однолетние, мягкие, узкие; расположены спирально на удлинённых побегах и пучками на укороченных. Возраст отдельных лиственниц достигает 900 лет, но чаще 300 лет.

       Древесина имеет хорошие механические свойства, очень тяжёлая, трудна для обработки, склонна к растрескиванию. Практически не подвергается гниению. Используется при возведении гидротехнических сооружений, в судостроении. Именно из высоко прочной и хорошо противостоящей гниению древесины лиственницы были построены в Древнем Риме амфитеатры. В Венеции дома строились на лиственничных сваях, и они,  пробыв в одной среде полтысячи лет, начали разрушаться только в настоящее время.

       Кажется, какое отношение имеют к лиственнице шёлковые ткани, виноградный сахар, целлофан, спирт, уксусная кислота, красители, сургуч, удобрения, корма и многие другие изделия? Оказывается, самое непосредственное. Но при помощи химических превращений.

       В настоящее время из лиственницы получают лекарственные препараты, укрепляющие хрупкие  капилляры при лечении гипертонической болезни

Выстроились в ряд кипарисы Нового Афона, фото 2013 г.

       Кипарис  вечнозелёный (Cupressus sempervirens) – могучее дерево 30 – метровой высоты с густой кроной из тянущихся вверх ветвей с мелкими, чешуевидными сизо – зелёными листочками и шишками – шариками. Древесина кипариса содержит эфирные масла, убивающая микробов, отпугивает насекомых. Древесина гниёт очень медленно и сохраняет нетленным предмет, положенный в посуду или ящик из неё. В кипарисовых гробах хоронили людей знатного рода.

        Кипарис житель южных стран, не терпящий морозов. Вблизи границ России он растёт лишь на Черноморском побережье Кавказа и в Крыму, куда впервые был привезён греками, а широко распространился уже в XVIII в. благодаря заботам князя Григория Потёмкина Таврического.

       Всего же семейство кипарисовых включает 19 родов и более 130 видов, к которым принадлежит не только кипарисы, но также туя и можжевельник.

       Род можжевельник (Juniperus)  включает 60 видов.

Вид можжевельник обыкновенный имеет тонкий ствол, конусообразную вечнозелёную крону. У можжевельника хвоинки расположены редко, но по три. На его ветвях не шишки, а висячие на короткой ножке ягоды – видоизменённые шишки. Они имеют сладковато – пряный вкус. Ягоды можжевельника используют в кулинарии и медицине. Хвоя и шишки можжевельника обладают дезинфицирующим, противомикробным действием. Из древесины можжевельника люди изготавливают искусственный мрамор, который невозможно отличить от настоящего. Применяется можжевельник и для изготовления различных сувениров, посуды и лекарств.

       В можжевеловом лесу  за сутки растения выделяют до 30 кг фитонцидов. Воздух в хвойных лесах практически стерилен.

Папоротники, хвощи и плауны.

Около 300 млн.  лет назад растительный покров суши нашей планеты был совсем не таким, как теперь. Влажный и теплый климат сохранялся в течение круглого года. Туманная мгла водяных паров часто закрывало  солнце. Шли теплые .ливневые дожди. Это вызывало разливы рек, образование озер и заболачивания почвы. При этом хорошо развивались прибреж­ные и болотные растения - древние папоротникообразные.

У папоротников, плаунов и хвощей - имелись корни, стебли и листья, благодаря чему они были лучше приспособлены к наземному образу жизни. Они значительно больше образовывали споры , следовательно успешнее размножались. Это привело к господству папоротникообраз­ных на суше в каменно-угольной период истории развития планеты.

В этот период папоротникообразные не только росли по берегам водоемов, но и образовали необыкновенные леса из древовидных папоротникообразных гигантских растений. Некоторые деревья этих лесов достигали в высоту 40 м. Под пологом таких деревьев сущест­вовали и небольшие растения, напоминавшие современные мхи, папо­ротники, плауны и хвощи. Среди ветвей деревьев,  размножавшихся спорами, еще не было ни одной птицы. В мрачном безмолвном лесу ле­тали огромные стрекозы. По земле ползали насекомые и пауки.

Многоводные реки во время разливов сносили упавшие деревья на мелководья, покрывали их там илом и песком. Под давлением наносов и вода деревья спрессовывались и за многие миллионы лет без доступа кислорода превращались в каменный уголь.

Каменный уголь используется теперь как один из лучших видов топлива и как сырье химической промышленности.

На каменном угле работают паровые котлы тепловых электростанций, фабрики, заводы. из угля получают горючий газ и другие продукты.

Из него вырабатывают анилиновые краски, лаки, пластмассу, лекарст­ва и многое другое. Это была историческая справка о папоротниках, хвощах и плаунах.

-       Каковы папоротники, хвощи и плауны в современном мире?

Плауны, хвощи и папоротники современного мира - это многолет­ние, чаще травянистые растения имеют корни или корневища, стебли и листья, хорошо развиты проводящие и механические ткани, что позволяют хорошо расти и достигать больших размеров. Размножаются спорами и относятся к высшим споровым растениям.

Это интересно!

-Самыми большими из ныне живущих споровых растений считаются древовидные папоротники из Новой Зеландии, относящиеся к роду циатеа. Отдельные представители достигают  высотой 24 м., листья имеют длину 5м.

-Самым маленьким папоротником считается хецистортерис обнаруженный в Центральной Америке. Длина листьев достигает 12 мм.

-Самым вредным сорняком среди водных растений является папоротник сальвиния найденный в Африке. За 11 месяцев он буквально «задушил» водохранилище Кариб, распространившись на площади в 199 км .

Дополнительное задание.

Проверочная (найди ошибку и исправь её):

1. Молодые сочные листья хвощей в Японии употребляются в пищу как салат.  2. Значение кукушкина льна в природе очень велико. Разрастаясь плотными дернинами, кукушкин лен вызывает заболачивание. Отмирающие части растения формируют торф.3. То, что мы называем папоротником, является гаметофитом.  4. Папоротники являются семенными растениями. 5. Папоротники прикрепляются к почве с помощью ризоидов. 

Мохообразные

Мхи, моховидные — это особый отдел растительного царства. Это высшие растения, однако у них нет корней, а о листьях и стеблях можно говорить только условно.

Самый большой класс мхов — листостебельные. Они растут повсеместно — от Арктики до Антарктики. Стебли этих мхов покрыты выростами-листьями разнообразной формы. Лист иногда завернут и в этой микроскопической полости скапливается вода. Это помогает мхам выдерживать засуху. У сфагновых мхов есть водоносные клетки. Это типичные обитатели болот.

Мхи-печеночники — также большой класс мхов. Иногда это плоские, стелющиеся по земле ветвистые слоевища, иногда — круглые розетки разной величины, иногда — лежачий стебель с двумя-тремя рядами листьев.

Мхи — очень древние обитатели нашей планеты. Они появились около 300 миллионов лет назад. Большинство мхов предпочитают сырые, болотистые места. А вот тортулла пустынная растет на сухих каменистых склонах и скалах. Она растет и развивается лишь тогда, когда есть влага. Сухое время этот мох переживает в состоянии анабиоза — это когда обмен веществ настолько замедлен, что незаметны какие-либо проявления жизни. А дрепаноклад крючковато-изогнутый живет на дне глубоких водоемов.

Печеночники тоже не могут без воды, поэтому растут только в густой тени лесов, в расщелинах скал. Во мраке пещер живет лишь мох схистостега. Но теперь редко можно встретить его изумрудные светящиеся звездочки. Этот вид светящегося мха подлежит охране. Все перечисленные — редкие виды мха. В лесах средней полосы России нам привычнее кукушкин лен, мягкие дерновинки из гилокомия блестящего, сфагнума и дикрана. Мхи — растения своеобразные и сложно устроенные, поэтому оформилась особая ботаническая наука, изучающая их — бриология.

Строение мхов

• таллом (тело) уже имеет стебель и листья (корней нет);

Размножение:
  мхи бывают однодомные (т.е. и мужской и женский орган расположены на одном растении, «в одном домике живут»)
 
двудомные — есть «женское» и «мужское» растение.

В каменноугольном периоде определенный вид мхов образовал торф — то, что мы сейчас используем как топливо и отличное удобрение. Этот вид — мох сфагнум.

Традиционно царством мхов и лишайников является Тундра. Вся поверхность Тундры покрыта разными видами мхов. Т.к. корней у них нет, то шины автомобилей портят это покрытия, «выкорчевывая» мховое покрытие. 
 Люди уже давно заметили декоративность мхов. В Китае впервые ещё в эпоху Тан мохообразные начали использоваться в садоводстве.
Однако, уже в Японии применение мхов достигло уровня настоящего высокого искусства. В Японии сформировался сад мхов, как особый вид ландшафта. 

Сады мхов стали создавать в буддийских монастырях. Самым известным является сад мхов при монастыре Сайходзи в окрестностях Киото. Этот сад включен в список всемирного культурного наследия ЮНЕСКО 

Творческое задание
В любой компьютерной программе создайте свою виртуальную экскурсию по любой предложенной теме:
1. Сады мхов в Японии
2.Мхи в ландшафтном дизайне.
3. Ландшафты тундры.


Для закрепления материала предлагаю тест. Из предложенных ответов выбрать правильный и занести его в таблицу.
1.       Как называется раздел ботаники, изучающий мхи?
а) Бриология;
б) Эмбриология;
в) Систематика.
2.       Какие вегетативные органы отсутствуют у мха?
а) Ризоиды;
б) Листья;
в) Корни;
г) Стебель.
3.       Как происходит размножение мхов?
а) Семенами;
б) С помощью спор;
в) Корневищем.
4.       Какие условия окружающей среды необходимо для размножения мхов?
а) Вода;
б) Высокая температура;
в) Низкое атмосферное давление.
5.       Какой мох служит источником образования торфа?
а) Сфагновый мох;
б) Кукушкин лен;
в) Риччия.
6.       При каком условии прекращается рост сфагнума?
а) При недостатке влаги;
б) При переизбытке влаги;
в) При недостатке солнечного света.

1	2	3	4	5	6