§5. Отдел Голосеменные

Вопросы перед параграфом

1. Что такое спора?

Ответ:

Спора – это единица полового и бесполого размножения у растений, которая приспособлена к выживанию и распространению в разных условиях обитания.

2. Какую роль играют споры в жизни растений?

Ответ:

С помощью спор (микроскопических зачатков) растения могут размножаться и расселяться на новых территориях.

3. Какие растения относят к низшим? Чем они отличаются от высших?

Ответ:

К низшим относятся одноклеточные и многоклеточные растения. У многоклеточных низших растений отсутствуют органы и ткани, а их тело является слоевищем или талломом.
Высшие растения имеют более сложное строение. У них есть ткани и органы – корни (у мхов отсутствуют) и листостебельные побеги.

4. У каких растений образуются семена?

Ответ:

Семена образуются у покрытосеменных и голосеменных растений.

Строение хвои и шишек хвойных

1. 1. Рассмотрите форму хвои, расположение её на стебле. Измерьте длину и обратите внимание на окраску.
2. Пользуясь представленным ниже описанием признаков хвойных деревьев, определите, какому дереву принадлежит рассматриваемая вами ветка.
Хвоинки длинные (до 5—7см), 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.)
3. Рассмотрите форму, размеры, окраску шишек. Заполните таблицу.

Название растения Хвоя / Длина Хвоя / Окраска Хвоя / Расположение на ветке Шишка / Размер Шишка / Форма чешуек Шишка / Плотность

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

Ответ:

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—7см), 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.

Название растения	Хвоя / Длина	Хвоя / Окраска	Хвоя / Расположение на ветке	Шишка / Размер	Шишка / Форма чешуек	Шишка / Плотность
Сосна	4−5 см.	светло−зеленая	по 2−5 вместе	2−5 см.	цилиндрическая	порядка 600 кг/м3
Ель	2 см.	темно−зеленая	по одиночке	больше 5 см.	продолговатая	легче, чем сосновая
Лиственница	1.5 см.	светло−зеленая	сидят пучками	2−5 см.	округлая	легче всех
Пихта	до 3 см.	темно−зеленая	по одиночке, но часто	достигают 7−9 см.	трапецевидная	примерно 440 кг/м3

Наглядные примеры хвои и шишек ели, сосны, лиственницы и пихты:
а) Семенная чешуйка и семя ели. 1 − Семенная чешуйка и два зрелых семени; 2 − Семенная или кроющая чешуйки зрелой шишки (вид снаружи); 3 − Зрелое семя.

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.
б) Семенная чешуйка и семя сосны. 1 − Одревесневшие семенные и кроющие чешуи с утолщённой верхушкой − щитком (апофизом); 2 − Одревесневшая семенная чешуя с двумя крылатыми семенами; 3 − семя с крылышками.

Семенные чешуи у сосны на конце утолщены в щиток. Семена крылатые, размещаются в семенной чешуе по два.
в) Семенная чешуйка и семя лиственницы. 1 − Семенная чешуя; 2 − Семя с крылышками.

Семенные чешуйки у лиственницы яйцевидные или округлые прилегают неплотно. Кроющие чешуйки в зрелой шишке незаметны. Семя с крылышком.
г) Семенная чешуйка и семя пихты. 1 − Семя с крылышком; 2 − Семенная и кроющая чешуйки.

У вверх стоячих шишек, на стержне сидят кроющие и семенные чешуи, последние несут два семени с крылышком.
Эти растения называются голосеменными потому, что их семена лежат открыто на поверхности чешуи шишек.

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).

Вопросы

1. Почему голосеменные получили такое название?

Ответ:

Голосеменные растения приобрели своё название из−за того, что их семена располагаются открыто лежащими на поверхности чешуй шишек и не имеют защиты в виде оболочек.

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

Ответ:

Признаки голосеменных растений: имеют мощный стебель и проводящую систему, свободное расположение семян на чешуйках шишек. В отличие от папоротников, которые размножаются спорами (одноклеточная структура), голосеменные размножаются семенами (многоклеточная структура).

Различие строения голосеменных растений от папоротника состоит в том, что:
1) Папоротники относятся к споровым растениям, так как они размножаются при помощи спор, в то время как голосеменные размножаются при помощи семян.
2) У папоротников вместо полноценного корня, имеющегося у голосеменных растений, в нижней части растения находится корневище – видоизмененное продолжение стебля.
3) У голосеменных растений имеются настоящие листья, в то время как у папоротников лишь листоподобные органы – вайи, являющиеся видоизмененными побегами.

3. Какие голосеменные растения вы знаете?

Ответ:

Голосеменные растения: сосна, ель, тис, кипарис, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник и т.д.

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

Ответ:

Различия ели и сосны:
1. Хвоя ели короче и темнее, чем у сосны.
2. Сосна имеет более сильную корневую систему.
3. Сосна может расти в любых условиях, а ель растет только на влажной почве.

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

Ответ:

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.

6. Как у сосны происходит опыление и оплодотворение?

Ответ:

Весной на молодых ветвях сосны видны маленькие шишки двух видов: зеленовато−жёлтые собраны тесными группами у оснований молодых побегов, красноватые сидят поодиночке на их вершинах.

Каждая шишка состоит из оси и сидящих на ней чешуй.

На чешуях зеленоватых шишек развиваются по два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца. Оболочка каждой пылинки имеет два пузырька, наполненных воздухом. Такие пылинки ветер может переносить на большие расстояния.

Красноватые шишки сосны расположены на тех же деревьях, что и зеленовато−жёлтые. На каждой чешуе развиваются по два семязачатка, в которых находятся женские гаметы (яйцеклетки).

Созревшая пыльца высыпается, и её подхватывает ветер. Если она попадёт на женские шишки, произойдёт опыление. После этого чешуи красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой.

На женских шишках пыльца прорастает в пыльцевую трубку, в которой образуются мужские гаметы — спермии. В семязачатках закрывшихся шишек происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш, из всего семязачатка — семя, а шишки растут и древеснеют. Сначала они зелёные, затем коричневые.

Семена сосны созревают через полтора года после опы−ления, а высыпаются из шишек почти через два года. В семенах голосеменных растений имеется ткань, со−держащая запас питательных веществ. Это эндосперм, окружающий зародыш.

В результате полового размножения у голосеменных образуются семена, состоящие из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.
Таким образом, у голосеменных зародыш будущего растения образуется внутри семени, находящегося на поверхности чешуй женской шишки.

Вегетативное размножение у голосеменных встречается очень редко.

7. Каково строение семени сосны?

Ответ:

Семена сосны состоят из:
1. семядоли;
2. стебелька;
3. корешка;
4. эндосперма.

8. Каково значение голосеменных растений?

Ответ:

Голосеменные растения имеют очень большое значения в природе и в жизни человека: участвуют в фотосинтезе, являются строительным материалом, сырьем.

Значение голосеменных растений в природе заключается в том, что они формируют леса, в которых живут многочисленные животные и произрастают другие растения и грибы.
Древесина лиственницы отличается особой прочностью и долговечностью, она устойчива к гниению. Древесину сосны и ели используют как ценный строительный и поделочный материал.
Из древесины изготавливают бумагу, спирт, пластмассы и т.д. Кедровое масло, скипидар, канифоль, каротин, витамин С − это тоже продукты хвойных растений.

Подумайте

1. В чём преимущества семенного размножения перед споровым?

Ответ:

Растения, размножавшиеся семенами, лучше приспособились к жизни на суше, чем растения, размножавшиеся спорами. Это связано с тем, что возможность оплодотворения у них не зависит от наличия воды во внешней среде. Особенно явно превосходство семенных растений над споровыми проявилось, когда климат стал менее влажным.

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

Ответ:

Многие санатории, дома отдыха и прочие оздоровительные центры высаживают хвойные растения, потому что они выделяют вещества – фитонциды, которые обладают антибактериальным эффектом.

Задания для любознательных

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

Ответ:

Созревание семян у сосны и ели происходит до декабря, а рассеивание в период с февраля по апрель.

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.

Ответ:

Почки молодых побегов сосны в мае−июне​.

Почки молодых побегов ели в мае−июне.

У сосен женские шишки расположены на концах молодых побегов, а мужские, более мелкие, — сосредоточены в тесных группах в основании побега.
У елей женские шишки также образуются на концах побегов, но не новых, а прошлогодних. Мужские шишки расположены на ветке ниже женских и имеют желтовато−бурую окраску.
Мы собрали семена сосны и ели и посеяли их на пришкольном участке. Мы ухаживали за всходами. Выращенные растения используем для озеленения.

Задание

1. Выясните, какие ещё голосеменные растения используются при лечении болезней. Подготовьте сообщение о лекарственных свойствах голосеменных и обсудите его в классе.

Ответ:

«Лекарственные свойства голосеменных растений»
Ели, сосны, лиственницы, пихты, можжевельники — нас окружает довольно много видов голосеменных растений. Они прекрасно очищают воздух от вредных примесей и насыщают его кислородом и полезными фитонцидами — летучими ароматическими веществами, способными подавить развитие многих вредных бактерий. Это лечебное свойство хвойных растений активно используют при лечении заболеваний дыхательных путей, например астмы и бронхита. А также при реабилитации пациентов после перенесения самых различных заболеваний.

Кроме того, многие виды голосеменных растений отличаются особыми полезными свойствами. Причем для изготовления лечебных веществ используются самые разные части растений: кора, ягоды, хвоя и т.д. Например, из коры сосны изготавливают древесный уголь. Этот древесный уголь продаётся в аптеках под названием «Уголь активированный» и является отличным средством помощи в случае отравлений, поскольку способен вывести из организма человека вредные отравляющие вещества.

Также из древесины сосны получают уксусную кислоту и метиловый спирт. Они применяются для изготовления самых разнообразных лекарств и формальдегида, которым дезинфицируют раны и обеззараживают медицинские инструменты. А из корней и пне сосны изготавливают дёготь, который является важной составляющей мази Вишневского — эффективнейшего средства лечения загноившихся ран и кожных заболеваний.

В сосновых почках находятся полезные дубильные вещества, эфирные масла и огромное количество аскорбиновой кислоты. Их собирают ранней весной и делают настои, помогающие от авитаминоза и низкого иммунитета. Настои делают и из хвои сосны поскольку и она богата минеральными веществами и витаминами, особенно в зимний период.

У елей в лечебных целей чаще всего используют хвою. Она насыщена провитамином А, витамином С и эфирными маслами. Из еловой хвои изготавливают лечебные экстракты для ополаскивания рта и витаминные концентраты для лечебных ванн. Особенно хорошо еловые ванны помогают при ревматизме — воспалительном заболевании соединительной ткани человека.

Одним из лидеров по лечебным свойствам среди голосеменных растений является можжевельник. Эти кустарники способны выделять в 6 раз больше фитонцидов, чем другие хвойные растения! Плоды можжевельника содержат очень полезное эфирное масло. Оно помогает при лечении проблем мочеполовой системы, желудочно−кишечного тракта, дыхательной системы, кровеносной системы, а также действует как сильное болеутоляющее и противовоспалительное средство. Применяют его в качестве мазей спиртовых настоек, концентратов для ванн и лекарственного чая.

Не стоит забывать и о лечебных свойствах кедровых орехов — это настоящий мультивитаминный комплекс! Так, 10 граммов кедровых орехов содержат суточную потребность взрослого человека в витаминах B и D, аминокислотах и некоторых микроэлементах: в меди, марганце, кобальте и цинке. При этом кедровые орехи очень вкусны и питательны. Их с удовольствием едят и дети, и взрослые.

Фенологические наблюдения

1. Весной проведите наблюдения за развитием мужских и женских шишек у сосны и ели. Отметьте, когда деревья начнут «пылить», т. е. когда из мужских шишек начнёт высыпаться пыльца. Объясните, почему голосеменные производят огромное количество пыльцы.

Ответ:

Наблюдать за цветением сосен и елей можно весной. Обычно зацветают деревья, возраст которых не менее 30 лет. На таких деревьях очень красиво распускаются зелёно−жёлтые шишки.
«Пыление» сосны и ели можно наблюдать в мае. В средней полосе России это происходит в середине мая, а в северных районах нашей страны — в конце мая. Пыльцы с каждого цветущего дерева осыпается очень много, поскольку вероятность того, что ветер донесёт пылинки до места опыления (красной шишки) очень мала. Растения пытаются увеличить вероятность получения семян и выпускают максимально возможное количество пыльцы.