Голосеменные растения

На этом уроке мы поговорим о голосеменных растениях. Во-первых, рассмотрим, что такое семена. Во-вторых, получше узнаем хвойные растения и их особенности, такие как шишки и хвоинки. В-третьих, узнаем о том, какую роль играют голосеменные растения в природе и жизни человека.

Вам наверняка знакомы представители этого отдела, например ели, сосны и их родственники. Голосеменные растения имеют преимущество перед споровыми (мхами, хвощами, плаунами и папоротниками), так как размножаются при помощи семян. Они образуются только у высших неспоровых растений: голосеменных и покрытосеменных.

Подробнее о семенах

Семена – очень интересная структура, о которой стоит поговорить чуть подробнее. Они выполняют ту же функцию, что и споры, но при этом гораздо лучше приспособлены к выживанию.

Если спора попадает в неблагоприятные условия, она просто гибнет. На каком-то этапе растения приспособились «подращивать» споры прямо на спорофите.

У каких растений образуются семена? Общее название для них «семенные». Среди них выделяют покрытосеменные, у которых семена образуются в цветке, и голосеменные, о которых мы и будем говорить в рамках этого урока.

Помните спороносный колосок у хвощей и плаунов? Шишки у голосеменных растений представляют собой примерно такой же колосок, но более развитый. Кроме того, у голосеменных растений образуются шишки двух типов – мужские и женские.

Шишка – видоизменённый побег, развивающийся на концах веток голосеменных растений (хвойных и некоторых других) в виде маленьких образований, покрытых чешуйками.

В мужских шишках образуются споры, но никуда не улетают. Они продолжают развиваться до мужских гаметофитов – носителей мужских половых клеток. Получившиеся гаметофиты называются пыльцевыми зёрнами, а их скопление – пыльцой.

Так же и в женских шишках созревают женские гаметофиты. Затем при помощи ветра происходит опыление, то есть перенос пыльцы на женские органы растения, и в них начинают развиваться семена.

Каждое из семян покрыто плотной оболочкой и содержит, помимо зародыша будущего растения, запас питательных веществ. Важно и то, что семена могут находиться в состоянии покоя, пока не попадут в благоприятные условия.

Семя — особая многоклеточная структура со сложным строением, служащая для полового размножения и расселения покрытосеменных и голосеменных растений. Семя содержит зародыш (зачаток) нового растения.

Общая характеристика голосеменных растений

Среди голосеменных растений нет трав: только деревья и, в редких случаях, лианы и кустарники. Большинство из них вечнозелёные.

Почему голосеменные получили такое название?

Семена голосеменных растений развиваются в видоизменённых побегах – шишках. Они лежат на чешуйках шишек открыто, не спрятанные в плодах. Именно поэтому такие растения называются голосеменными.

К голосеменным относят хвойные растения. Листья большинства хвойных растений – хвоинки –узкие и жёсткие. Они покрыты восковидным веществом. В результате такого строения хвоинки испаряют меньше влаги. Поэтому хвойные растения очень выносливы, могут выдерживать и засуху, и морозы.

Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?

Показать ответ

Скрыть

Когда-то, около 150 миллионов лет назад, голосеменные растения отвоевали место на планете у споровых. Климат в то время стал холоднее и суше.

Споровые растения очень зависимы от влаги, поэтому они не могли хорошо расти и развиваться на расстоянии от водоёмов. Голосеменные растения приспособились к холоду. Их развитая корневая система обеспечивала как лучшее прикрепление к грунту, так и лучшее питание. А из-за того, что семена разносились ветром, они хорошо распространялись и завоёвывали всё большие территории.

Среди современных известных голосеменных растений можно назвать такие, как сосна, ель, лиственница, кедр, можжевельник и другие. Хвойные растения широко распространены в России.

Какие голосеменные растения вы знаете?

Показать возможный ответ

Скрыть

{"questions":[{"content":"Укажите главное отличие голосеменных растений от покрытосеменных (цветковых) растений. <br />У покрытосеменных растений семена развиваются в специальном органе, называемом цветком. У голосеменных семена развиваются в видоизменённых побегах – [[input-1]]","widgets":{"input-1":{"type":"input","answer":"шишках"}}}]}

Сосна

Молодые сосны пушистые, ветки у них растут густо, на стволе тоже есть иголки.

Если же дереву больше десяти лет, оно выглядит по-разному в зависимости от места произрастания. Например, если сосна растёт на открытом месте, то ветки растут раскидисто, привольно. А вот если в роще или лесу, то крона у неё меньше, ветки растут только на верхушке дерева. Таким образом они пропускают много света, а сосна – светолюбивое дерево.

У сосен развитая коневая система, также приспосабливающаяся к разным условиям. Так, на плотных почвах у сосен хорошо развит главный корень, уходящий глубоко в почву. Если же грунт песчаный, то под поверхностью развиваются боковые корни. На болотистых почвах главный корень развит слабо. На твёрдых почвах корни иногда стелются по поверхности земли.

Мужские шишки сосны зеленовато-жёлтые, растут группами у оснований молодых побегов. Женские – одиночные, красноватого или зеленоватого цвета, растут на вершинах молодых веток.  

В мужских шишках развиваются пыльцевые мешочки. Опыление происходит при помощи ветра, который разносит пыльцу, и она попадает на женские шишки. После опыления чешуйки смыкаются. В них происходит оплодотворение и начинают зреть семена. Сама шишка при этом становится твёрдой и серо-коричневой. Через полтора-два года семена высыпаются из шишки. К тому времени они уже снабжены тонкими «крылышками», благодаря чему их легко разносит ветер.

Из семян прорастают молоденькие побеги. На молодых сосновых ветках развиваются мелкие чешуйчатые бурые листочки, а в пазухах листочков образуется короткий побег. Из него, в свою очередь, вырастает пара видоизменённых листьев – хвоинок. Когда хвоинки опадают (а живут они 2-3 года), они опадают вместе с побегом и остаются соединёнными по две.

Что же касается самой сосны, она при благоприятных условиях может жить до 3,5-4 сотен лет.

Ель

В отличие от сосны, ель – теневыносливое дерево. Поэтому в густом лесу, где у сосен нижние ветки отмирают из-за недостатка света, у елей они остаются. Ветви елей растут густо, сквозь них плохо проникает солнечный свет. Поэтому в еловом лесу нелегко живётся другим растениям. Подлеска под елями почти нет, трав тоже. А вот мхи вполне могут произрастать и в таких условиях, им тень не помеха.

Для того, чтобы ель хорошо росла, ей нужна влажная и богатая питательными веществами почва. Боковые корни развиты у елей лучше, чем главный корень; они располагаются неглубоко под почвой. Крона ели имеет пирамидальную форму. Хвоинки короче, чем у сосны (около 3 сантиметров), растут поодиночке и живут 5-7 лет.

Как и у сосен, у елей два типа шишек. Женские шишки имеют зеленоватый или фиолетово-красный оттенок. Они появляются весной на концах годовалых побегов, созревают поздно осенью и опадают после высеивания семян. Мужские шишки желтовато-бурые, мелкие.

Ель живёт до 2,5 сотен лет.

{"questions":[{"content":"Почему в лесу нижние ветки у сосны отмирают, а у ели покрыты хвоей?[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Ели теневыносливые, поэтому им не страшен недостаток света на нижнем уровне леса.","Сосны светолюбивы, и в условиях недостатка света нижние ветки отмирают.","Ели неприхотливы, а соснам в лесу не хватает питательных веществ.","Причина в корневой системе: корни ели позволяют добывать больше влаги, и потому ветки лучше развиваются.","Хвоинки у сосен растут попарно и живут всего 2-3 года, и поэтому сосны проще теряют хвою."],"explanations":["","","Напротив, елям для благополучного роста необходима богатая питательными веществами почва.","Это явление связано с разной требовательностью к освещению, а не к влаге.","Хвоинки елей действительно живут дольше, но отмирание веток сосны связано совсем не с этим."],"answer":[0,1]}}}]}

Другие представители хвойных: можжевельник, пихта, лиственница

Можжевельник – хвойный кустарник. Его можно встретить в сосновых и еловых лесах. Листочки можжевельника игольчатые, а шишки необычные – шишкоягоды. Их чешуйки сочные и мясистые, сросшиеся вместе. Шишкоягода созревает два года. А сам можжевельник по праву может называться долгожителем – куст живёт до 2 тысяч лет, если, конечно, его не вырубят. Можжевельник – редкое растение, многие виды которого занесены в Красную книгу.

Пихта распространена в Сибири. Она похожа на ель своей пирамидальной кроной и короткими иголочками. Но хвоинки у пихт не колючие. На каждой хвоинке можно заметить две светлые полоски. Когда в начале осени семена в шишках созревают, чешуйки тоже осыпаются и на ветках остаются только стержни шишек. Пихта достигает 30 метров в высоту, а живёт до 200 лет.

Лиственница светолюбивая и морозостойкая, к почве не требовательна. Она необычна тем, что ежегодно сбрасывает хвою и отращивает новую. Крона у лиственницы овальной или яйцевидной формы. Хвоинки лиственницы мягкие, светло-зелёные, короткие – до полутора сантиметров. Растут они пучками по 20-40 хвоинок. Шишки у лиственницы мелкие и овальные. Живут лиственницы 4-5 сотен лет.

Сравнительная характеристика хвойных

Каково значение голосеменных растений?

Хвойные леса – дом для многих диких зверей, птиц и мелких животных. Они создают условия для существования многих растений.

Семенами хвойных деревьев питаются белки, бурундуки, дятлы, клесты, сойки и многие другие. Зимой, когда источники пищи ограничены, животные и птицы легко добираются до висящих на ветках шишек. Но они не только поедают семена, но и помогают распространять их по лесу.

Падающие на землю шишки разлагаются и обогащают почву полезными веществами.

Хвоя тоже может быть источником пищи для травоядных животных, например, оленей, лосей, зубров. Любят хвою рябчики и глухари.

Помимо этого, деревья укрепляют почву и, конечно, выделяют кислород, а также поглощают углекислый газ.

Люди используют древесину хвойных деревьев как поделочный и строительный материал, а также как сырьё для разных отраслей промышленности.

Например, из древесины елей изготавливают бумагу. Из целлюлозы, полученной из древесины сосны, пихты и ели, вырабатывают искусственные волокна, похожие на шёлк, – вискозу. Лиственницу используют для изготовления мебели, для строительства домов, мостов и так далее. Древесина лиственницы устойчива к гниению.

Хвойные растения используются и в пищевой промышленности. Из шишкоягод можжевельника делают приправы, сиропы, морсы. Семена кедровой сосны известны как кедровые орешки. Они очень вкусные, содержат много витаминов и микроэлементов. Их добавляют в салаты, выпечку и другие блюда. Также из семян кедровой сосны делают кедровое масло.

Хвою деревьев используют как подкормку для домашних животных — коз, свиней, коров.

Также покрытосеменные растения используются для приготовления лекарств.

Лекарственные свойства голосеменных

Хвойные растения обладают необычной особенностью. Они выделяют особые вещества, называемые «фитонциды» (от греческих слов «фитон» — растение и «цидо» — убиваю). Эти вещества сражаются с вредными бактериями, благодаря чему воздух в хвойных лесах и рядом с ними становится чище.

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

Показать ответ

Скрыть

В фармацевтической промышленности используют кору и древесину хвойных растений, их хвою, шишки и семена, и даже пни.

Например, из коры сосны делают активированный уголь, из корней и пней получают дёготь, из древесины – метиловый спирт и уксусную кислоту. Сосновые почки богаты аскорбиновой кислотой, хвоя – минеральными веществами и витаминами.

Еловая хвоя также содержит витамины и эфирные масла. Из неё делают экстракты для лечебных ванн и ополаскивателей рта.

Не отстаёт от хвойных деревьев и можжевельник. Его шишкоягоды содержат эфирное масло, которое действует как противовоспалительное средство. Его применяют при лечении заболеваний многих внутренних органов.

Это только некоторые из голосеменных растений, используемых в качестве лекарственных.

{"questions":[{"content":"Какие голосеменные растения используются при лечении болезней? <br />[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["Сосна","Можжевельник","Ель","Сфагнум","Берёза"],"explanations":["","","","Сфагнум - мох, а не голосеменное растение.","Берёза не относится к голосеменным растениям"],"answer":[0,1,2]}}}]}

{"questions":[{"content":"Сравните внешнее строение сосны и ели. В каких условиях растут сосны и ели?[[grouper-1]]","widgets":{"grouper-1":{"type":"grouper","labels":["Сосна","Ель"],"items":[["Растёт на разных типах почвы, как на плодородных, так и на сухих, болотистых, скалистых и т.п.","Высокие стволы, ветви растут ближе к верхушке","Хорошо развит главный корень","Хвоинки длинные, растут попарно","Светолюбивое дерево","Живёт до 350-400 лет"],["Теневыносливое дерево","Растёт на хорошо увлажнённой почве, богатой питательными веществами","Ветки начинаются почти от земли, образуют пирамидальную крону","Хвоинки короткие, одиночные","Живёт до 250 лет"]]}},"step":1,"hints":["Сосны - светолюбивые деревья, а вот в отношении почвы они неприхотливы. Имеют хорошо развитый главный корень. Ветки начинаются обычно ближе к верхушке. Иголки у сосны растут парами. Живёт сосна 350-400 лет.","Ели теневыносливы, но зато требовательны к почве. Главный корень развит слабо, а боковые растут близко к поверхности. Ветви образуют пирамидальную крону. Иголки растут одиночно. Ель живёт до 250 лет."]},{"content":"К основным признакам растений группы голосеменных можно отнести:[[choice-24]]","widgets":{"choice-24":{"type":"choice","options":["стержневая корневая система с главным корнем","процесс оплодотворения происходит вне водной среды","часто - видоизменённые листья (хвоинки)","распространенность древесных или кустарниковых форм","отсутствие плодов","размножение семенами","размножение спорами","развитие семян в видоизменённых побегах - цветах","для оплодотворения необходима водная среда"],"explanations":["<br /><br />","","","","","","В отличие от споровых, голосеменные и покрытосеменные растения размножаются семенами","У голосеменных растений семена развиваются в шишках. Цветов у них не бывает.","Водная среда необходима для размножения споровым, а не семенным."],"answer":[0,1,2,3,4,5]}},"step":1,"hints":["К основным признакам растений группы голосеменных можно отнести:<br />размножение семенами;<br />отсутствие плодов;<br />распространенность древесных или кустарниковых форм;","часто - видоизменённые листья (хвоинки)<br />процесс оплодотворения обеспечивается с отсутствием водной среды;<br />стержневая корневая система с главным корнем."]},{"content":"У [[input-74]] растений семена образуются в шишках, а у [[input-89]] растений – внутри плодов.","widgets":{"input-74":{"type":"input","inline":1,"answer":["голосеменных","хвойных"]},"input-89":{"type":"input","inline":1,"answer":["покрытосеменных","цветковых"]}}}]}