Строение и жизнедеятельность растений

Ботаника — это наука о растениях, которая изучает их внешнее и внутреннее строение, процессы их жизнедеятельности, значение и распространение в природе, взаимодействие растений и окружающей среды. В эту группу входят автотрофы, эукариоты и другие организмы, в том числе многоклеточные, которые производят свои собственные продукты питания. Царство растений — это огромное разнообразие видов. Наука о растениях занимается изучением видов, а также экологии, анатомии и физиологии растений. Ботаника — это раздел науки о растениях. Одна из древнейших естественных наук в мире занимается изучением обмена веществ и функции организмов, так называемой физиологией растений, а также процессов роста, развития и размножения. Наука о растениях отвечает за изучение наследственности (генетика растений), приспособления к окружающей среде, экологии, географического распространения. Среди разновидностей стоит упомянуть геоботанику, фитогеографию и палеонтологию (изучение окаменелостей).

Ботаника — это раздел науки о растениях. Как науку ботанику стали рассматривать, начиная с периода европейского колониализма, хотя человеческий интерес к растениям уходит своими корнями гораздо дальше. Область исследования охватывала растения и деревья на своей земле, а также экзотические образцы, привезенные во время многочисленных путешествий. А в древности волей-неволей приходилось изучать те или иные растения. Еще на заре времен люди пытались выявить лечебные свойства растений, их вегетационный период. Зерновые культуры, фрукты и овощи были жизненно важны для социального развития всего человечества. Когда еще не было науки в современном понимании этого слова, человечество исследовало растения в рамках сельскохозяйственной революции. Экология растений отличается от ботаники, ее предметом изучения является то, как растения взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на экологические и климатические изменения. Человеческая популяция постоянно увеличивается, и требуется все больше земли, поэтому особо остро стоит вопрос об охране природных ресурсов и бережном к ним отношении. Экология растений признает одиннадцать основных типов среды, в которой возможна жизнь растений: тропические леса, леса умеренного пояса, хвойные леса, тропические саванны, луга умеренной зоны (равнины), пустыни и засушливые экосистемы, средиземноморские регионы, наземные и водно-болотные угодья, экология пресноводных, прибрежных или морских участков и тундры. У каждого типа есть свой экологический профиль и сбалансированный растительный и животный мир, и то, как они взаимодействуют, важно для понимания их эволюции. Ботаника — наука о строении, жизнедеятельности, распространении и происхождении растений, она исследует, систематизирует и классифицирует все эти характеристики, а также географическое распространение, эволюцию и экологию флоры.

Ботаника — это раздел науки о всем многообразии растительного мира, который включает в себя множество ответвлений. Например, палеоботаника изучает вымершие растения или окаменевшие экземпляры, извлеченные из геологических слоев. Предметом изучения являются также окаменелые водоросли, бактерии, грибы и лишайники. Понимание изменений климата в прошлом имеет основополагающее значение для современности. Эта наука может даже пролить свет на характер и масштабность видов растений времен Ледникового периода. Археоботаника является функциональной в плане изучения распространения земледелия, осушения болот и так далее. Ботаника (биология растений) проводит исследования на всех уровнях, в том числе экосистемы, сообщества, виды, особи, ткани, клетки и молекулы (генетика, биохимия). Биологи исследуют многие виды растений, включая водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и цветковые (семенные) растения, в том числе дикорастущие и культурные. Растения входили в сферу интересов человека задолго до формирования ботаники как науки, с самых древних времен. Изучение флоры напрямую было связано с вопросом выживания: растения — это пища, строительные материалы, материал для изготовления одежды, лекарство и (о чем ни в коем случае нельзя забывать) опасные яды.

Накопленные знания и наблюдения требовали систематизации. Так появилась необходимость формирования науки о растениях. В поисках ответа на вопрос, почему наука о растениях называется ботаникой, нам нужно перенестись в глубину веков, ведь это учение является одним из старейших в мире естественных наук. Форму стройной системы знаний ботаника (наука о растениях) окончательно приобрела в период второй половины XVII—начала XVIII веков. Название науки, как и многих других, имеет греческие корни. Происходит от древнегреческого «ботанэ». Это слово имело несколько значений, в значении «пастбище», «корм» употреблялось не менее часто, чем в значение «растение», «трава». Оно включало в себя все, что можно было бы считать растением: цветы, грибы, водоросли, деревья, мхи и лишайники. Слово «ботаника» — производное от «ботанэ», оно обозначало все, что относилось к растениям. То есть дословно: ботаника — наука о растениях. Поэтому, задаваясь вопросом, почему наука о растениях называется ботаникой, ответ нужно искать в греческих истоках систематизации знаний о растительном мире в форму науки. Еще Аристотель в своем большом труде о животных анонсировал и подобный научный труд о растениях. Доподлинно неизвестно, закончен он или нет. До наших дней дошли только некоторые его фрагменты. Поэтому по праву отцом-основателем ботаники как науки считается Теофраст — автор двух фундаментальных работ, которые стали базисом ботаники на последующие 1500 лет. И в современном мире ценность знаний, изложенных Теофрастом в его трудах, неоспорима. В этом кроется ответ на вопрос, почему наука о растениях называется ботаникой. Греческий философ не мог назвать ее иначе. Но исследования в области ботаники не ограничиваются только лишь достижениями западной цивилизации. Китай тоже внес значительную лепту, возможно даже был обмен научными достижениями, учитывая функционирование Шелкового пути.

Наука ботаника в современном представлении зародилась в эпоху колониализма как область исследования аграриями трав и деревьев, распространенных в регионе, а также растений, которые люди привозили с собой из дальних странствий. Но глубокий интерес человека к флоре начинает свое историю со времен неолита. Люди не только пытались определить лекарственные свойства растений, вегетационный период, съедобность, устойчивость к низкотемпературному климатическому режиму, урожайность и питательные свойства, но и сохранить эти знания. В конце 16 века был изобретен микроскоп, что определило начало особого этапа в развитии ботаники, открыло неведомые ранее новые возможности в изучении растений, спор и даже пыльцы. Затем наука шагнула еще дальше, приоткрыв завесу в вопросах размножения, обмена веществ, ранее закрытых для человека.

Ботаника развивалась в тесной связи с развитием биологии в целом. В результате научных изысканий весь живой мир был разделен на царства: бактерии; грибы; растения; животные. Ботаника изучает царство бактерий, грибов и растений. Развитие ботаники как науки имело колоссальное значение. Но на заре ее зарождения люди занимались растениями сами по себе, и большинство ботанических садов, получивших особое распространение в западном мире, были посвящены классификации, маркировке и торговле семенами. И только спустя столетия они стали важнейшими научно-исследовательскими центрами. Растения можно встретить везде: на суше (луга, степи, поля, леса, горы), в воде (в пресных водоемах, озерах и реках, в болотистых местностях, в морях и океанах). Практически все растения отличаются неподвижным образом жизни, способностью солнечную энергию преобразовывать в органические соединения, имеют богатые запасы хлорофила, перерабатывают углекислый газ на кислород, за что растительный покров планеты называют легкими Земли. К сожалению, в силу разных обстоятельств многие растения находятся в числе редких или исчезающих, и этот список с каждым годом только пополняется. Многие представители поплатились за свою красоту: люди, не задумываясь о том, какой огромный вред наносят природе, кощунственно уничтожают растения ради букетика-однодневки. Такая горькая участь постигла ландыши лесные, кувшинки, сон-траву. Чтобы уберечь редкие виды растений от исчезновения, их заносят в Красную книгу и охраняют на законодательном уровне. Наука, изучающая растения, служит основой знаний для данного документа. И теперь это наша общая задача — сохранить флору для будущих поколений, чтобы и наши дети, и внуки смогли увидеть ту неповторимую красоту растительного мира, которую посчастливилось увидеть нам.

Основные признаки растений

• 1. Афтотрофный тип питания растения могут образовывать органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза;
• 2. Особенности строения клетки: есть клеточная стенка (состоит из целлюлозы), вакуоли (пузыри, заполненные клеточным соком) и пластиды;
• 3. Поглощение веществ в виде жидкостей или газов;
• 4. Неспособны к передвижению;
• 5. Рост в течении всей жизнинеограниченный;
• 6. Запасное вещество — крахмал.

Растения:

• 1. Низшие (тело не делится на органы и ткани, это водоросли)
• 2. Высшие (тело делиться на органы и ткани, это мхи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные или цветковые).

Высшие растения делятся на две группы:

• 1. Споровые (размножаются с помощью спор, это мхи и папоротники)
• 2. Семенные (размножаются с помощью семян, это голосеменные покрытосеменные или цветковые).

Органы растения по функциям.

• 1. Вегетативные органы — отвечают за процессы жизнедеятельности (питание, дыхание, обмен веществ). К ним относятся корень и побег. Побег — это стебель с листьями и почками.
• 2. Генеративные или репродуктивные — отвечают за размножение, это цветки, плоды и семена.

Питание растений:

• 1. Почвенное или корневое (участвует корень, растение получает неорганические вещества, то есть воду и минеральные соли).
• 2. Воздушное или процесс фотосинтеза (участвуют зеленые части растения, больше всего листья; растения получают органические вещества).

Вегетативные органы растений:

• 1. Корень — чаще всего находится в почве, его функции:
  • — укрепление растения в почве;
  • — почвенное питание;
  • — запас питательных веществ;
  • — орган вегетативного размножения, симбиоз с грибами и клубеньковыми бактериями.

Виды корней:

• 1. Главный (появляется первым)
• 2. Боковые (находятся на главном и придаточных)
• 3. Придаточные (находятся на надземных и подземных частях побега)

Все корни одного растения образуют корневую систему. Виды корневых систем:

• 1) Стержневая — главный корень хорошо видно, это в основном у двудольных растений;
• 2) Мочковатая — главный корень не видно, много боковых и придаточных корней, это в основном у однодольных растений.

Внутреннее строение корня.

Верхушка корня или кончик корня покрыт корневым чехликом (функция — защита), дальше находятся зоны корня:

• 1. Зона деления — клетки постоянно делятся, они мелкие, за счет этой зоны корень растет в длину.
• 2. Зона роста или растяжения — клетки растут, тоже происходит рост корня в длину.
• 3. Зона всасывания или поглощения — здесь много корневых волосков, происходит корневое питание.
• 4. Зона проведения или ветвления — происходит образование боковых корней и транспорт веществ с стебель и из стебля (здесь находятся проводящие ткани-сосуды или ксилема и ситовидные трубки или флоэма).

Влияние человека на корневые системы.

• 1. Рыхление;
• 2. Полив;
• 3. Внесение удобрений — чтобы почва не обеднялась.

Виды удобрений:

• 1) органические (навоз, птичий помет, перегной, торф).
• 2) минеральные:
  • — азотные — усиливают рост надземных частей растения (стебель, листья);
  • — калийные — усиливают рост подземных частей растения;
  • — фосфорные — ускоряют созревание плодов.
• 4. Окучивание — к нижней части побега подгребают землю, в результате увеличивается количество придаточных корней, то есть растение получит больше питательных веществ — больше урожая.
• 5. Пикировка или прищипывание — отщипывают кончик главного корня и он перестает расти вниз, но появляется много боковых корней — больше урожая.
• 2. Побег — это стебель с листьями и почками, чаще всего располагается в наземно-воздушной среде.

Части побега.

• 1) Узел — место, от которого отходит лист или почка.
• 2) Междоузлие — расстояние между двумя соседними узлами.
• 3) Пазуха листа — это угол между листом и стеблем.
• 3. Почка-это будущий или зачаточный побег. Снаружи большинство почек покрыты почечными чешуями (функция-защита).

Виды почек:

• 1. По расположению на стебле:
• 1) верхушечные;
• 2) боковые или пазушные;
• 3) придаточные — на стебле, корнях, листьях.
• 2. По строению:
• 1) вегетативные или листовые — они вытянуты, из таких почек вырастает побег на котором стебель, листья и почки;
• 2) генеративные или цветочные — они утолщенные, из таких почек вырастает побег на котором еще находятся цветок или цветки.
• 4. Лист. Находится на стебле, занимает боковое расположение, имеет двустороннюю симметрию и ограниченный верхушечный рост.

Функции листа — фотосинтез, газообмен или дыхание и испарение или транспирация.

Внешнее строение листа:

• 1) Листовая пластина-это самая широкая часть листа.
• 2) Черещок — это участок от основания до листовой платины.
• 3) Прилистники — находятся у основания черешка.
• 4) Основание — это часть листа, с помощью которой лист прикрепляется к стеблю.

Виды листьев.

• 1. Простой — один черешок и одна листовая пластина.
• 2. Сложный — один черешок и много листовых пластинок.
• 3. Черешковый — есть черешок.
• 4. Безчерешковый или сидячий — нет черешка.

Листорасположение — это порядок размещения листьев на стебле, различают:

• 1) очередное — от каждого узла отходит только один лист;
• 2) супротивное — от каждого узла отходит два листа;
• 3) мутовчатое — от каждого узла отходит три и более листьев.

Внутренне строение листа.

Снаружи листа находится покровная ткань — эпидерма, в ней находятся устьица, через которые происходит испарение воды и газообмен. Устьица расположены в основном с нижней стороны листа (у водных растений наоборот на верхней стороне листьев).

Между верхней и нижней эпидермой расположена основная ткань листа, ее виды:

• 1. Столбчатая — состоит из вытянутых клеток, они расположены близко друг к другу, межклеточного вещества мало, хлоропластов много, это верхняя часть листа, функция — фотосинтез.
• 2. Губчатая — клетки разные, расположены далеко друг от друга, межклеточного вещества много, хлоропластов мало, это нижняя часть листа, функция — газообмен и транспирация.

Процессы, которые происходят в листьях:

1. Фотосинтез-это процесс образования органических веществ из неорганических при помощи солнечного света и необходимо наличие зеленого пигмента — хлорофилла.

Формула фотосинтеза.

Фотосинтез — это процесс образования органических из неорганических на свету, в хлоропластах, при этом энергия запасается, а кислород выделяется.

2. Газообмен растений происходит в листьях через устьица, то есть днем в клетках растений происходит два процесса — фотосинтез и дыхание. Ночью фотосинтез не происходит, в клетках происходит только дыхание.

Формула дыхания.

• 3. Испарение или транспирацияпроисходит через устьица (охлаждение растения, что спасает растение от переохлаждения.
• 5. Стебель-осевой орган, его функции:
• 1) опорная и механическая — вынос листьев, цветков и плодов к свету;
• 2) транспортная — передвижение воды, минеральных и органических веществ;
• 3) фотосинтез (у молодых стеблей);
• 4) запасающая — накопление питательных веществ;
• 5) защитная — колючки защищают растение от поедания животными;
• 6) орган вегетативного размножения.

Внутреннее строение стебля На поперечном срезе стебля четыре слоя — кора, камбий, древесина, сердцевина.

• 1. Кора — имеет два слоя:
• 1) наружный слой — кожица, с возрастом заменяется пробкой, у древесных форм корой.
• 2) внутренний слой луб, в состав которого входят: проводящая ткань, ситовидные трубки или флоэма (передвижение органических веществ); механическая ткань — лубяные волокна (опора); основная ткань — лубяная паренхима (запас питательных веществ).
• 2. Камбий — образовательная ткань, происходит рост стебля в толщину или ширину и образуется годичные кольца (определяют возраст дерева).
• 3. Древесина — основная часть стебля (90% объема), состоит из:
  • — проводящая ткань — сосуды или ксилема (передвижение неорганических веществ — восходящий ток)
  • — механическая ткань — древесные волокна (опора)
  • — основная ткань — древесная паренхима (запас питательных веществ).
• 4. Сердцевина — центральная часть стебля, запас питательных веществ.

Генаративные органы растений.

1. Семя — зачаток нового растения, снабжено запасом питательных веществ и защищено семенной кожурой. В семени есть зародыш, который образовался из зиготы, а она является результатом слияния мужской и женской половой клеток.

Строение семени однодольного растения (на примере зерновки пщеницы).

• 1. семенная кожура (защита)
• 2. окологлотник
• 3. зародыш:
• 1) зародышевый корешок, стебелек и почечка;
• 2) одна семядоля (функция — фильтр)
• 4. эндосперм (запас питательных веществ)

Строение семени двудольного растения (на примере фасоли).

• 1. семенная кожура (защита);
• 2. окологлотник;
• 3. зародыш:
• 1) зародышевый корешок, стебелек и почечка;
• 2) две семядоли (функция-запас питательных веществ)
• 6. Цветок-генеративный орган растений, который характерен только для покрытосеменных растений.

Части цветка:

• 1. Цветоножка;
• 2. Цветоложе — расширенная часть цветоножки;
• 3. Околоцветник:
• 1) простой (есть либо чашечка, либо венчик)
• 2) сложный или двойной (есть и чашечка и венчик).

Чашечка состоит из чашелистиков. Венчик — из лепестков. Значение околоцветника — привлечение насекомых и защита главных частей цветка.

• 4. Главные части цветка:
• 1) тычинка (женский половой орган у цветка)
• 2) пестик (женский половой орган у цветка).

Строение тычинки:

• 1. Пыльник (в нем пыльца или пыльцевое зерно — в нем две клетки:
• 1) вегетативная (образуется пыльцевая трубка)
• 2) генеративная (образуется два спермия)
• 2. Тычиночная нить.

Строение пестика:

• 1. Рыльце
• 2. Столбик
• 3. Завязь
• 4. Семязачаток
• 5. Пыльцевход
• 6. Яйцеклетка.
• 7. Центральная клетка.

Важные процессы, происходящие в цветке:

1. Опыление (перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика) Виды:

• 1) самоопыление (участвует один цветок)
• 2) перекрестное (участвуют два цветка): насекомоопыляемые (цветки крупные, красивые, есть запах, пыльца легкая и липкая); ветроопыляемые (цветки мелкие, невзрачные, нет запаха, пыльца легкая и сухая).
• 2. Оплодотворение

После опыления пыльца попадает на рыльце пестика и из вегетативной клетки пыльцы образуется пыльцевая трубка, а из генеративной клетки — два спермия. Дальше происходит двойное оплодотворение (открыл С. Г. Навашин в 1898 году);один из спермиев сливается с яйцеклеткой и образуется зигота, а потом зародыш семени; второй спермий сливается с центральной клеткой и образуется эндосперм или запас питательных веществ.

3. Образование плода После оплодотворения в цветке происходит ряд изменений: лепестки, чашелистики, тычинки засыхают, а завязь пестика разрастается и превращается в плод. Плод защищен околоплодником.

Виды плодов:

• 1) Сухие односемянные — орех, желудь, зерновка, семянка;
• 2) Сухие многосемянные — боб, стручок, стручечек, коробочка;
• 3) Сочные односемянные — костянка, многокостянка
• 4) Сочные многосемянные — ягода, яблоко, тыквина, померанец (плод цитрусовых).

Царство растения.

• 1. Отдел Водоросли — это низшие растения, так как тело не делится на органы и ткани;
• 2. Отдел Мохообразные — впервые появляется стебель и листья; это уже высшие растения — тело делится на органы и ткани;
• 3. Отдел папоротникообразные — впервые появляются корень или корневище;
• 4. Отдел Голосеменные — впервые появляется семя, оно расположено голо или открыто, прямо на чешуйках шишки;
• 5. Отдел Покрытосеменные или Цветковые — впервые появляется цветок и плод (семена находятся внутри плода — отсюда название отдела)

Характеристика каждого отдела

1. Отдел водоросли — в основном обитают в водной среде (есть такие, которые встречаются на влажной почве и коре деревьев); тело называется таллом или слоевище; органоид клетки, в котором находятся пигменты называется хроматофор. (поэтому цвет таллома или слоевища может быть разный).

Размножаются водоросли бесполым способом — деление таллома на части и с помощью спор (подвижные споры — зооспоры, неподвижные — апланоспоры), а так же водоросли размножаются половым способом — с помощью гамет или половых клеток.

Водоросли:

• 1) Отдел зеленые водоросли — в хроматофоре есть зеленый пигмент — хлорофилл; в основном встречаются в водной среде. Представители: одноклеточные — хламидоманада, хлорелла; многоклеточные — улотрикс, спирогира.
• 2) Отдел бурые водоросли — в хроматофоре есть зеленый пигмент — хлорофилл, бурый — фукоксантин; представители — фукус, ламинария или морская капуста, саргасса. Обитают бурые водоросли на дне морей и океанов, на глубине 50 метров.
• 3) Отдел красные водоросли или багрянки — в хроматофоре есть зеленый пигмент — хлорофилл, красный — фикоэритрин, синий — фикоциан; представители — порфира, птилота. Обитают красные водоросли на дней морей и океанов, на глубине более 200 метров (из-за всех этих пигментов они могут усваивать рассеянный свет).

Значение водорослей в природе:

• — пища для водных животных (фитопланктон);
• — местообитание или убежище для водных организмов;
• — источник кислорода для водных организмов (при массовом размножении хламидомонады происходит «цветение» воды и падает содержание кислорода).

Значение водорослей в жизни человека:

• 1. Пища, например порфира, ламинария или морская капуста, хлорелла;
• 2. Используют на корм скоту — хлорелла;
• 3. Добывают йод (много его в бурых водорослях, в красных меньше);
• 4. Из красных водорослей получаю студенистое вещество — агар-агар (его добавляют в тесто и кондитерские изделия, чтобы они быстро не черствели; также из агар-агара делают мармелад, пастилу, желе);
• 5. Источник кислорода в замкнутых пространствах — космические корабли (хлорелла, у нее процесс фотосинтеза происходит в 10 раз быстрее, чем у любого другого растения и поэтому она выделяет кислород в 10 раз больше);
• 6. Очистка сточных вод;
• 7. Пищевые добавки для человека — хлорелла.
• 2. Отдел Мохообразные — обитают в наземных условиях, чаще всего встречаются в хвойных лесах и на болота, где иногда образуют сплошной покров. Мхам нужно много влаги, но они способны расти с местах с низкой освещенностью. По требовательности к влаги мхи можно расположить в ряд по возрастанию: маршанция, кукушкин лен, сфагнум. Часто, там, где поселяется кукушкин лен местность превращается в болото, а где поселяется сфагнум это проявляется еще сильнее. У мхов появляются органы — стебель и листья; а так же появляются ткани. У мхов происходит чередование поколений: гаметофит (растение, на котором образуются гаметы) сменяется спорофитом (растения на которых образуются споры). Гаметофит преобладает, значит дольше живет. Для оплодотворения нужна вода (дождевая или капли росы).

Зеленый мох кукушкин лен — есть стебель с листьями, внизу ризоиды (нитевидные выросты, вместо корней). Кукушкин лен двудомное растение (на одном растении образуются сперматозоиды, на другом — яйцеклетки), оплодотворение происходит с помощью воды, образуется зигота, а из нее спорофит (коробочка на длинной ножке), споры выпадают и вырастает гаметофит.

Белый мох сфагнум или торфяной мох — есть стебель с листьями, ризоидов нет (эти мхи растут близко друг к другу и поддерживают друг друга). Растут они своей верхушкой (примерно на 2 см в год), а нижняя часть стебля без доступа кислорода и при наличии большого количества воды отмирает и образуется торф (поэтому их называют торфяные мхи). Значение торфа — топливо, удобрение, подстилка для скота, во время войны применяли вместо ваты. Листья у сфагнума мелкие и тонкие (они состоят из одного слоя клеток). Эти клетки двух видов — живые зеленые фотосинтезирующие и мертвые белые водоносные (благодаря этим клеткам сфагнум может впитывать воды в 2−25 раз больше собственной массы тела). Размножение похоже на кукушкин лен.

3. Отдел Папоротникообразные — у них впервые появляется корень или корневище. У папоротникообрзных спорофит преобладает (значит дольше живет) над гаметофитом. Есть стебель, листья — они называются вайи. Взрослое растение папоротника — спорофит, летом на нижней стороне споры, они выпадают, и вырастает гаметофит — это зеленая сердцевидная пластинка, внизу ризоиды, на этой пластинке образуются и мужские и женские половые клетки и с помощью воды происходит оплодотворение, образуется зигота, из нее маленький проросток, а потом взрослое растение.

Значение папоротников:

• 1. В природе:
• 1) являются теневыносливыми растениями и занимают нижние ярусы в лесу;
• 2) произошло насыщение Земли кислородом.
• 2. В жизни человека:
• 1) древние папоротники — источник каменного угля (топливо);
• 2) корневище мужского папоротника используют как противоглистное средство;
• 3) молодые проростки некоторых папоротников употребляют в пищу.

К отделу папоротникообразные относятся папоротниковидные, хвощевидные, плауновидные.

4. Отдел Голосемянные — большинство деревья (сосна, ель, пихта), но встречаются и кустарники (можжевельник, тисс). У голосемянных впервые появляется семя и оно находится открыто прямо на чешуйках шишки (отсюда и название). Среди голосеменных растений в основном вечнозеленые растения (хвощинки или хвоинки — это видоизмененные листья, они живут каждая больше года), но есть и листопадные (это лиственница). В древесине голосемянных растений образуется смола.

Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой.

Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко — лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.

Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды.

Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одноили двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.

В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голои покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.

Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.

Класс Хвойные. Все хвойные — вечнозеленые, реже листопадные (например, лиственница) деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными {например, у кипариса) листьями. Игловидные листья (хвоя) плотные, кожистые и жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы. Устьица погружены в углубления, заполненные воском. Все эти особенности строения листьев обеспечивают хорошее приспособление хвойных к произрастанию как в засушливых, так и в холодных местообитаниях.

У хвойных прямостоячие стволы, покрытые чешуйчатой корой. На поперечном разрезе стебля хорошо видны развитая древесина и менее развитые кора и сердцевина. Ксилема хвойных на 90—95% образована трахеидами. Шишки хвойных раздельнополые; растения — чаще однодомные, реже — двудомные.

Наиболее широко распространенными представителями хвойных в Беларуси и России являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. Их строение, размножение, чередование поколений в цикле развития отражает характерные особенности всех хвойных.

Сосна обыкновенная — однодомное растение .В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4—6 мм и диаметром 3—4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия — пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.

По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека хвойные занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений.

— Они помогают решать огромные водоохранные и ландшафтные задачи, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются как декоративные (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен (сибирской, корейской, итальянской) употребляются в пищу, из них также получают масло.

Представители других классов голосеменных (саговниковые, гнетовые, гинкговые) встречаются значительно реже и менее известны, чем хвойные. Однако почти все виды саговниковых декоративны и пользуются широкой популярностью у садовников многих стран. Вечнозеленые безлистные невысокие кустарники эфедры (класс гнетовых) служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как средство, возбуждающее центральную нервную систему, а также при лечении заболеваний аллергического характера.

Растения являются первоисточником существования, процветания и развития жизни на Земле и в первую очередь благодаря их свойству осуществлять фотосинтез. Фотосинтез протекает практически повсеместно на нашей планете, в связи с чем суммарный эффект его колоссален. В процессе фотосинтеза зеленые растения из углекислого газа и воды создают органические вещества, служат источником ценных продуктов питания (зерна, овощей, плодов и т. д.), сырья для промышленности и строительства.

растение корневой лист эфедрин.

• 1. Алехина Н. Д., Балнокин Ю. В., Гавриленко В. Ф. и др. под ред. Ермакова И. П. Физиология растений. — М.: Академия, 2004.
• 2. Грин Н., Стаут Т., Тейлор Д. Биология т.2. — М.: Мир, 1990.
• 3. Н. А. Лемеза Л.В. Камлюк Н. Д. Лисов «Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы» .
• 4. Якушкина Н. И. Физиология растений. — М.: Просвещение, 1993.