Какие особенности строения позволяют хвойным растениям эффективно. Отдел голосеменные растения
III. Изучение нового материала .
1. Общие черты семенных растений
А. Преимущества семян перед спорами
Давайте выясним, почему семенных растений больше, чем споровых?
Какое преимущество дало растению появление семени?
Возьмите рабочие листы и откройте свои учебники на стр. 44
Рассмотрим рисунок № 3.20
Что на нём изображено? (спора хвоща и семя сосны)
Давайте вспомним, что такое спора? (специальная клетка для размножения)
Из чего состоит семя растения? (зародыш, запас питательных веществ и покровы)
Заполняем таблицу в рабочем листе.
1 признак – из скольких клеток состоит?
2 признак – есть ли защитная плотная оболочка?
Что лучше защищено? (семя)
3 признак – имеется ли запас питательных веществ?
Какое преимущество получает семя благодаря этому? (повышается вероятность прорастания)
4 признак – нужна ли для оплодотворения вода?
Для чего необходима вода? (чтобы сперматозоид переплыл к яйцеклетке)
Б. Особенности семенных растений
А у семенных растений мужская гамета – неподвижна, называется СПЕРМИЙ, а не сперматозоид и переносится к яйцеклетке, которая находится в семязачатке, не водой, а ветром.
В жизненном цикле у семенных растений преобладает бесполое поколение. Оно представлено растением с хорошо развитым корнем, стеблем и листьями.
А теперь давайте выясним, какие признаки характерны для всех голосеменных растений и за что голосеменные получили такое название?
А. Особенности строения шишек
Как вы думаете, каким органом растения является шишка?
Что это, плод или побег?
Вспомните, на месте чего образуется плод? (на месте цветка)
Что находится внутри плода? (семена)
Видны ли семена внутри созревшего плода? (нет)
Можно ли назвать шишку плодом? (нет)
Что такое побег? (стебель с листьями и почками)
Давайте посмотрим, как шишка устроена внутри.
Можно ли назвать шишку побегом? (да)
Шишка – это видоизмененный побег, состоящий из оси и чешуй.
В шишках формируются половые клетки, происходит оплодотворение, и образуются семена.
Чем защищено семя во время созревания? (сомкнутыми чешуями шишки)
Что происходит с чешуями шишек, когда семена созревают? (раскрываются)
Видны ли семена внутри созревшей шишки? (да)
Можем ли мы теперь ответить на вопрос, за что голосеменные получили свое название? (за то, что семена располагаются на чешуйках открыто, голо)
Перед нами вопрос.
Чтобы найти ответ прочитайте рубрику «Биофокус» на стр. 44.
(от семенных папоротников)
В. Жизненные формы
Деревья: секвойя – самое высокое хвойное растение, ель – музыкальное дерево, кипарис – дерево печали с шарообразными шишками.
Кустарники: тис, туя, можжевельник, (имеют шишкоягоды).
Г. Многообразие . Класс Хвойные.
Среди хвойных самое многочисленное семейство – Сосновые.
С представителями этого семейства, встречающимися в нашей местности, мы познакомимся, выполняя лабораторную работу.
Открываем тетрадь-практикум на стр.14.
3. Лабораторная работа № 6 Строение побегов хвойных растений.
У вас на столах находятся живые побеги сосны, ели и лиственницы, а также лист с иллюстративным материалом. Воспользуйтесь иллюстрацией для характеристики побега лиственницы, ведь это листопадное растение и сейчас на побеге нет хвоинок.
Рассмотрите и зарисуйте побеги, а также заполните сравнительную таблицу. Обратите внимание на наличие или отсутствие укороченных побегов, особенности расположения хвоинок на побеге (одиночно, парами или пучками).
Рассмотрите микрофотографию поперечного среза хвои сосны, найдите плотную кожицу, сосчитайте количество устьиц и ответьте на вопросы.
Сформулируйте вывод об особенностях строения побегов и листьев хвойных растений.
У каких хвойных растений вы обнаружили наличие укороченных побегов? (сосна, лиственница)
На побеге какого растения хвоинки располагаются одиночно? (ель) Парами? (сосна) Пучками? (лиственница)
Чем покрыта хвоинка сосны снаружи? (плотной кожицей с восковым налетом)
Много ли устьиц? (мало)
Какую функцию выполняют устьица в кожице листа? (испарение)
Как узкая игловидная форма листа и небольшое количество устьиц и восковой налет влияют на интенсивность испарения? (уменьшают)
С чем связаны такие особенности строения листьев хвойных растений? (с приспособлением к условиям обитания, защитой от потери влаги)
Какие природные условия определили формирование таких приспособлений? (холодный климат, продолжительные зимы)
Закрываем тетрадь-практикум и откладываем на край парты.
4.Физкультминутка
Нам за партой не сидится
Разминаем поясницу.
Корпус крутим влево - вправо-
Так мы отдохнём на славу.
Хорошо мы отдохнули
И к учебе вновь вернулись. (Дети садятся за парты)
5. Строение сосны обыкновенной.
Сосна обыкновенная – светолюбивее вечнозеленое дерево высотой до 40 метров.
Назовите особенности строения побега и листьев сосны.
В лесу сосны стройные и высокие, крона у них формируется ближе к вершине. Корневая система уходит вглубь почвы. В неблагоприятных условиях корневая система поверхностная (на болоте, горных склонах) и сосны вырастают низкие, с тонкими стволами.
6. Размножение сосны.
А сейчас мы посмотрим анимационный фрагмент о размножении сосны. Постарайтесь запомнить, как происходит этот процесс.
Когда происходит размножение сосны? (весной)
Сколько и какие виды шишек образуются на побегах? (два – мужские - (желтые, крупные, у основания веток, и женские – красные, мелкие, на концах побегов)
Где находятся спермии? (в пылинках)
Где находятся яйцеклетки? (в семязачатках на чешуях женских шишек)
В ходе какого процесса пылинки попадают на семязачатки? (опыление)
Когда произойдет оплодотворение? (летом следующего года)
Как изменяется женская шишка за время созревания семян? (растет, становится зеленой, одревесневает, становится бурой, раскрывается)
Сколько времени созревает семя? (полгода)
Давайте уточним, когда семена высыпаются из шишек? (в конце зимы)
Какую роль играет крылышко семени? (способствует распространению ветром: летит по воздуху или скользит по ледяному насту).
-Почему они так называются?
-В чем их отличие?
Загадка:
«Зимой и летом одним цветом» « Что летом и зимой
в рубашке одной »
Задача нашего урока сегодня – на примере местных видов голосеменных растений познакомиться с особенностями строения и условиями их жизни, выявить черты более сложной организации голосеменных по сравнению со споровыми растениями.
Голосеменные – одна из древнейших групп растений, появились они около 400 млн. лет назад. Расцвет голосеменных пришелся на триасовый период. Судя по ряду признаков в это время на Земле был сухой и холодный период. Именно поэтому голосеменные имеют большое количество черт, характерных для засухоустойчивых растений. Современные голосеменные растения произошли, возможно, от ныне вымерших голосеменных папоротников. Скорее всего их полностью вытеснили более приспособленные к жизни предки современных голосеменных растений. В сего известно более 700 видов голосеменных. Всех голосеменных растений выделяют в классы 
А какие растения относятся к хвойным?
У хвойных листья похожи на иголку, называется хвоей. Это сосна обыкновенная, ель, пихта, сосна кедровая, кипарис и другие.
Где обитают эти растения?
Хвойные леса называют Тайгой, которые распространены к югу от тундры. Эти леса идут непрерывной и широкой полосой от западных границ России до Восточной Сибири, занимая большую часть лесной зоны. Тайга протянулась с запада на восток более чем на 7000км.Почвы под таежными лесами относительно бедны питательными веществами, чем почвы под широколиственными лесами, тем более степями. Т от кто живет в восточной Сибири, хорошо знает лиственничный лес – светлый, полный солнца. Это- светлохвойная тайга. В европейской части страны тайга образована по большей части елью и сосной, хотя на крайнем северо-востоке можно встретить и некоторые другие хвойные деревья. Сибирская тайга преимущественно лиственничная, однако известную роль здесь играют и такие хвойные деревья, как сибирская сосна (кедр), сибирская пихта, обыкновенная сосна, сибирская ель.
Сосна(Pinus). Род хвойных вечнозеленых деревьев.
Хвоя узкая, мягкая или игольчатая, в пучках (по 2,3,5 хвоинок), расположенных на концах укороченных побегов.
Зрелые шишки обычно длиной 3-10 см.
Семена орешковидные, большей частью с крылом.
Корневая система мощная и глубокая.
Сосны светолюбивы. Часто формируют чистые насаждения на песчаных почвах (боры).
Живут сосны, как правило, до 150-500 лет, но среди них есть и долгожители(например, североамериканская сосна долговечная и живет до 5000 лет, являясь наиболее долгоживущей древесной породой мира).
Сосна обыкновенная всегда была и остается для человека наиболее верным и заботливым его спутником. Нас восхищает быстрый рост дерева, его морозоустойчивость, высота до 50 м, хорошо очищенный ствол.
Благодаря своеобразной золотисто-коричневой окраске ствола и вечнозеленой хвое сосна широко используется при создании парков и лесопарков.
Род включает в себя более 100 видов. В России выделяют 8 видов, из которых наибольшие площади заняты двухвойной сосной обыкновенной и пятихвойной (кедровой) сосной сибирской, дающей съедобные семена, называемые кедровыми орехами.
Сосна - ценная лесообразующая порода.
В России леса, в насаждениях которых преобладают двухвойные сосны(например, обыкновенная, меловая, крючковатая), принято называть сосновыми, или сосняками, а с преобладанием пятихвойных кедровых сосен - кедровыми, или кедровниками, или кедрачами.
Сосновые леса имеют водоохранное, почвозащитное, санитарно-гигиеническое значение и по праву считаются национальным богатством России.
Сосна дает смолистую прочную древесину, издавна используется в строительстве, корабельном деле, для изготовления столбов, шпал, при производстве музыкальных инструментов, мебели
При подсочке(надрезе) деревьев получают живицу.
Из пней, оставшихся после рубки сосны, заготавливают пневый осмол - ценное сырье для получения смолистых веществ для лесохимической промышленности.
Побеги, сосновые почки, хвоя содержат значительные количества витамина С, эфирное масло и многие другие полезные вещества. Из хвои получают витаминный концентрат.
В годы Великой Отечественной войны хвойный настой спасал жизнь многим защитникам блокадного Ленинграда, так как городу угрожал не только голод, но и цинга - болезнь, связанная с недостатком витамина С в организме.
Сосновые почки (в виде отвара) обладают отхаркивающим, мочегонным, дезинфицирующим действием.
Со времен Ивана Грозного Россия была крупным поставщиком кедровых орехов в Персию, Китай и другие страны.
Выделяя огромное количество летучих соединений - фитонцидов, обладающих противомикробным действием, сосновые леса оздоравливают воздух, создавая специфический микроклимат. Поэтому в них нередко размещаются санатории и дома отдыха.
За красоту и величие, многообразную пользу в народном хозяйстве сосна сибирская введена в культуру. Она украшает парки Москвы, Санкт-Петербурга и других городов. Под Ярославлем сохранилась Толгская кедровая роща, посаженная в 16 веке.
Ель (Picea) - род вечнозеленых древесных растений.
Это высокие вечнозеленые деревья с красивой пирамидальной вершиной.
Корни ели не идут вглубь, а расположены в поверхностных слоях, поэтому ели подвержены ветровалам.
Обычно средняя продолжительность жизни ели - от 250 до 300 лет, а высота этого дерева составляет 25-45 м.
Хвоинки имеют четырехгранную форму, они могут быть плоскими, острыми. Они сохраняются на дереве 5-7 лет.
Хвоя ели выделяет в атмосферу фитонциды - особые вещества, благодаря которым она не только наполняет воздух неповторимым ароматом, но и обеззараживает и очищает его.
Ель является однодомным растением, ее мужские и женские шишки находятся на одном и том же дереве.
Созревающая пыльца начинает летать в июне (в народе ее называют "цветень"). После опыления женские шишки начинают расти, достигая к осени длины 10-16 см и диаметра 3-4 см. Постепенно они приобретают коричневую окраску и продолговато-цилиндрическую форму. Заостренные шишки не долго свисают на концах ветвей красивыми сережками -вскоре после созревания семян они отваливаются.
В целом насчитывается около 50 видов елей.
Наиболее распространена ель обыкновенная (Picea abies).
Ель - очень интересное и полезное дерево, из него получают смолу, отчего по-латыни ель называется "пицеа" (от слова "пике" - смола), а также скипидар, канифоль и деготь.
Кроме того, из ее мягкой и легкой древесины делают музыкальные инструменты и получают целлюлозу, которая используется при изготовлении бумаги, искусственного шелка, бездымного пороха и целлулоида.
А сколько радости приносит пушистая и нарядная лесная красавица под Новый год, когда наполняет наши дома смолистым запахом леса!
В списке хвойных растений, рекомендуемых для использования на приусадебных участках, одно из первых мест занимает ель. И это не случайно. Благодаря своей декоративности, исключительной неприхотливости и долголетию она на многие годы придаст неповторимый колорит и особое благородство ландшафту вашего сада.
Пихта сибирская - хвойное вечнозеленое стройное дерево.
Высотой 30-60 м (иногда до 100 м), диаметром 0,5-2 м
Побеги дерева покрыты хвоинками длиной 2-3 см, сверху зеленого цвета, снизу с двумя беловатыми полосками.
Если у сосны хвоя собрана в пучок по 2-3 хвоинки, у кедра по 5 хвоинок, а у лиственницы по 20-50 иголочек в пучке, то у ели и пихты хвоя одиночная, иголки плотно прилегают друг к другу. Из-за густых крон пихта и ель образуют так называемые темнохвойные леса.
Женские шишечки зеленые или красно-фиолетовые, вертикально стоячие, расположены одиночно, созревают в течение лета, чешуйки шишек рассыпаются осенью или зимой, освобождая семена.
Семяношение начинается с 70-летнего возраста дерева.
Почки многих видов смолистые.
Кора пихты темно-серая, гладкая и тонкая, с многочисленными вздутиями - вместилищами смолы.
Пихта отличается замедленным ростом в первые годы жизни, теневынослива, влаголюбива, требовательна к почве, ветроустойчива (имеет глубокую стержневую корневую систему), многие виды морозостойкие. Некоторые виды пихты долговечны (доживают до 500-700 лет).
пихты очищают воздух от бактерий.
Вытяжка из пихты, разбрызганная в больничных палатах, уничтожает бактерии дифтерии и коклюша, а просто разложенные в помещении ветки пихты освежают воздух и быстро уменьшают количество микробов.
В голодные годы в России пекли хлеб из перемолотой коры пихты.
Древесина пихты является хорошим строительным материалом.
Масло, добываемое из лапника, применяется для производства парфюмерной продукции (духи, одеколоны, дезодоранты и т. д.), а также в мыловарении.
Пихтовый бальзам ценится в промышленности за способность склеивать стекла, при этом он не кристаллизуется, имеет одинаковую со стеклом степень преломления света и незаменим при изготовлении сложных оптических приборов.
В качестве лекарственного сырья используют хвою, почки, молодые ветви (лапник), кору. Из коры вырабатывают живицу - пихтовый бальзам (30% эфирного масла и 70% смолы). Из нее получают скипидар, спирт, смолы.
Хвоя пихты содержит эфирное масла, которое служит сырьем для синтеза камфоры. В свежей хвое много аскорбиновой кислоты.
Камфору применяют при бронхитах, профилактике пневмоний, у больных, длительно находящихся на постельном режиме, при инсультах, инфекционных заболеваниях, при отравлениях наркотическими и снотворными препаратами или угарным газом.
Лиственница сибирская
Хвойное дерево высотой 30-45 м, с опадающей на зиму хвоей.
Листья лиственницы (хвоя) узколинейные, длиной 13-45 мм, на молодых ростовых побегах расположены спирально, на старых - в пучках по 20-40 шт., мягкие, светло-зеленые.
Шишки лиственницы обычно яйцевидные, длиной 2-4 см, с плотно сомкнутыми до созревания чешуями, в зрелом состоянии - светло-бурые или светло-желтые, состоят из 20-40 чешуи, расположенных в 5-7 рядов.
Цветет лиственница в мае, семена созревают в сентябре-октябре. Хвоя опадает во второй половине октября.
Хвоя дерева содержит эфирное масло, аскорбиновую кислоту, клеящее вещество;
Кора лиственницы содержит дубильные вещества.
В состав живицы входят эфирное масло и канифоль (твердая смола).
Препараты из лиственницы обладают успокаивающим, противомикробным, дезодорирующим, обволакивающим, раздражающим, отвлекающим, глистогонным, противоцинготным свойствами.
Наружно применяются как раздражающее и отвлекающее средство. Скипидарные компрессы, покрытые горячей грелкой, применяют при радикулите и ишиасе.
При зубной боли скипидарный компресс накладывают на щеку напротив пораженного зуба.
Скипидар или мази на его основе используют для втираний при ревматизме, подагре, воспалении мышц, невралгии.
Для ингаляции в качестве противомикробного средства используются при бронхите, катаре верхних дыхательных путей.
Кору и побеги используют в виде горячих настоев при грыже и обильных месячных.
Камедь и лиственничный клей используют как обволакивающее.
Ванны из настоя свежих веток полезны при ревматизме и подагре.
По техническим свойствам древесина лиственницы превосходит древесину всех наших хвойных пород. Долго не поддается гниению в почве и даже в воде, используется в гидротехнических сооружениях, судостроении, идет на шпалы, столбы, фундаменты для мостов, рудничный лес.
До наших дней сохранилась деревянная башня Якутского острога, сооруженная из лиственницы в середине XVII в.
Из лиственницы получают целлюлозу, этиловый спирт, камедь.
Экстракты коры - хорошие дубители и красители, окрашивающие в желтые, розоватые и коричневые тона.
Живица лиственницы используется непосредственно, а также для получения очень высокого качества скипидара и канифоли.
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.