Учебно-методический комплекс дисциплины «Ботаника» (стр. 8 )

К мхам относятся наиболее просто устроенные высшие растения, связанные в своей жизни избыточным увлажнением. Все мхи травянистые растения. У низших форм тело имеет дорсо-вентральное уплощенное слоевище. У высших 2 вегетативных органа: стебель и лист. Корня у них нет. Сосудисто-волокнистые пучки отсутствуют, у некоторых наблюдается образование проводящих структур в виде трахеид и ситовидных трубок. Характерный признак преобладание гаметофита в чередовании поколении и слабое развитие спорофита. По существу спорофит состоит из коробочки со спорами и ножки, нижняя часть которой переходит в гаусторию, с помощью нее он внедряется в тело гаметофита и питается за счет готовых органических веществ. Из споры образуется протонема – нитчатое образование, похожее на водоросли. Из протонемы развивается непосредственно новое растение. У мхов встречается много черт близких к водорослям. У тех и других нет одревесневающих форм, таллом некоторых мхов похож на слоевище водорослей. Всего насчитывается 23 тысяч видов мхов. Они обитают преимущественно в лиственных и хвойных лесах, болотах, горах.

Хвощи – представлены только одним родом хвощевых, который входит в одноименный порядок и класс. В настоящее время насчитывается 32 вида хвощей. В природе хвощи встречаются в виде клонов (группы растений возникших путем вегетативного размножения от одного экземпляра), которые нередко занимают площади по нескольку сот кв. м. Встречаются хвощи от 15 – 20 см длиной(хвощ камышковый) до 9-ти метров (хвощ многощетинковый). В состав оболочки клеток эпидермы у хвощей наряду с целлюлозой входит также кремнезем. Он выполняет защитную функцию и поэтому их не едят моллюски и насекомые. Побеги хвощей состоят из четко выраженных члеников междоузлий и узлов с мутовчато расположенными листьями. Гаметофит у хвощей представлен маленьким 3-5 мм. растением. Оплодотворение осуществляется в присутствии воды, из зиготы без периода покоя вырастает новое поколение – спорофит. Самый распространенный вид – хвощ полевой – многолетнее травянистое растение с мощными подземными корневищами, которые имеют клубеньки с запасом питательных веществ. Хвощ полевой – единственный неядовитый вид, применяется в медицине при почечных заболеваниях.

Отдел плауновые. Представлены двумя классами. Они возникли в середине девона, тогда их размеры доходили до 30 метров в высоту и одного метра в диаметре. В настоящее время существует около тысячи видов. Современные плауны – многолетние вечнозеленые растения  с простыми листьями и дихотомическим ветвлением. Стебель хорошо развит и имеет очередное, супротивное и мутовчатое листорасположение. Подземные органы корневища на которых образуются придаточные корни. Стебель имеет верхушечную меристему, которая со временем отмирает. Среди них есть равно - и разноспоровые растения. Гаметофит у одних обоеполый у других раздельнополый. У равноспоровых гаметофит развивается в течение 1-15 лет. Гаметофит разноспоровых раздельнополый, развивается быстро за 1-3 недели. Характерным представителем является плаун булавовидный. Это растение с ползучим стеблем достигающим до 6-ти метров в длину. К почве прикрепляется с помощью тонких придаточных корней. У плаунов ярко выраженная смена поколения. Спорофит сменяется гаметофитом при этом они существуют раздельно.

Споры плаунов используются в медицине для приготовления присыпки. Также их используют при литье металлических изделий, потому что содержат невысыхающие масла.

Папоротники. Одна из древнейших групп растений. В карбоне древовидные папоротники образовывали влажные тропические леса, остатки которых участвовали в образовании залежей каменного угля. Современные папоротники довольно широко распространены и характерны для самых различных мест обитания. Но больше всего их в тропиках, где они обитают даже в качестве эпифитов, на стволах и ветвях деревьев. По своим размерам папоротники варьируют от тропических древовидных форм до 25 метров в высоту с диаметром ствола  0,5 м и крошечных растений в несколько мм. В странах умеренного климата это травянистые растения, в тропиках разнообразные жизненные формы: древовидные, лиановидные, эпифиты,  плавающие. Листья папоротников длительное время сохраняют верхушечный рост. Фотосинтезирующие листья разделены на черешок и листовую пластинку. У большинства папоротников листья перисто-рассеченные. Пластинка перистого листа имеет стержень или рахис, являющийся продолжением черешка. Размеры листьев от нескольких мм до 3-х метров. Половой процесс у папоротников также связан с водной средой. Приспособление к сухопутным условиям шла по линии спорофита.

Значение папоротников в природе велико. Они нередко выступают в роли важнейшего компонента многих растительных ассоциаций, особенно тропических лесов и северных, преимущественно широколиственных. Также папоротники являются важным объектом декоративного цветоводства.

Тема 10 Семенные растения. Голосеменные.

Общая характеристика.

Класс хвойные.

Значение хвойных.

Голосеменные – очень древние растения, их ископаемые остатки находят в слоях девонского периода. Многие виды и даже целые порядки известны только как вымершие растения. В настоящее время в мировой флоре насчитывается около 800 видов голосеменных. Это в основном деревья, реже кустарники. Почти все прямостоячие за небольшим исключением. Одни из голосеменных сильно разветвлены и несут много сравнительно небольших листьев. Это кордаитовые, гинкговые и хвойные. Другие не ветвятся или слабоветвящиеся – это остальные классы.

Отдел делится на 6 классов: 1) семенные папоротники, 2) саговниковые, 3) беннетитовые, 4) гнетовые, 5) гинкговые и 6) хвойные.

Один из наиболее важных признаков всех голосеменных – наличие семязачатков (семяпочек). Семязачаток представляет собой мегаспорангий, окруженный защитной оболочкой – нуцелусом. Семязачатки расположены открыто и из них после оплодотворения развиваются семена. Важнейшая характеристика голосеменных – прохождение жизненного цикла и соотношение в нем гаметофитной и спорофитной фазы. Голосеменные широко распространены на всех континентах мира. Хотя по числу видов они немногочисленны, в холодных зонах и в горах они формируют обширные леса.

В нашей стране встречаются представители класса хвойных. Они существуют с карбона до наших дней. Расцвет их пришелся на юрский период, в меловом произошла их эколого-географическая дифференциация, одни семейства сосредоточились в южном полушарии, другие в северном. Хвойные самые многочисленные представители голосеменных: их насчитывается около 600 видов. Наибольшее число видов встречается в северном полушарии. Некоторые из них сосны, ели, лиственницы, пихты образуют обширные леса. В тропических областях хвойные встречаются исключительно в горах. Хвойные являются одними из самых жароустойчивых и холодостойких растений. Большинство из них вечнозеленые растения. Исключение составляют 3 рода: лиственница, ложная лиственница и метасеквойя. Среди  голосеменных встречаются одни из самых крупных и долгоживущих деревьев на Земле: секвойя более 100 метров в высоту и 12 в диаметре;  долгожителем является мамонтово дерево – 3000 лет, рекорд долголетия принадлежит сосне долговечной – 4900 лет.

У многих хвойных в коре, в древесине и листьях имеются смоляные ходы, содержащие эфирное масло, смолы, бальзамы.

Структура отдельных органов имеет свои особенности. Ветвление у хвойных моноподиальное, в стебле больше развита древесина, кора и сердцевина развиты менее. В поперечном разрезе выделяется тонкая кора и массивный древесный цилиндр. Для хвойных характерно мощное развитие ксилемы. По объему она на 90-95 % состоит из трахеид, длина которых от 0,5 до 11 мм. Подземная часть растения представлена системой главного корня.  Первичный корень развивается в стержневой,  у многих видов сохраняется всю жизнь. Очень редко он не доразвивается у сосен и заменяется боковыми корнями. Часто есть микориза. Листья сидячие, иногда с коротким черешком, по краям листовой пластинки цельные, лишь у некоторых хвойных наверху они выемчатые. Листорасположение спиральное (очередное). У хвойных встречается 2 вида листьев – зеленые фотосинтезирующие и коричневые чешуевидные, выполняющие защитные функции. Обычно листья живут до нескольких лет.

Значение хвойных. Хвойные формируют природные ландшафты – тайгу на огромных пространствах. Они формируют особую среду обитания для многих видов промысловых зверей и птиц, полезных насекомых. Хвоя и молодые побеги хвойных служат незаменимым зимним кормом для лосей, глухаря. Семена – главный корм соболя, белки, бурундука и многих птиц.

Они дают основную массу строительной и поделочной древесины и являются исходным материалом для многоотраслевой лесотехнической промышленности. Из хвойных получают вискозу и шелк, целлюлозу, сосновую шерсть, камфору, спирт и уксусную кислоту. Многие виды хвойных издавна используют в народной медицине при нервных расстройствах, туберкулезе, болезнях почек, глухоте и как антилепрозное средство.

На территории Семипалатинского региона находится ленточный реликтовый сосновый бор. Основной лесообразующей породой является сосна обыкновенная, подвид кулундинская. Ленточный сосновый бор -  это хвойные леса, которые тянутся вдоль Иртыша длинной полосой до 20 км в ширину. 628 тысяч гектаров территории Казахстана занимает уникальная лента Семипалатинского соснового бора. Ленточный бор Прииртышья в своем роде единствен и неповторим, аналог этому природному уникуму, выполняющему климаторегулирующие, санитарно-гигиенические, почвозащитные и водо-охранные функции, есть только в Канаде. Из общей площади лесного фонда республики, достигающей порядка 25 млн. га, на долю ленточных боров приходится 936.7 тысячи га, а сосредоточенные здесь запасы древесины оцениваются в 50 млн. кубометров. Природные богатства сделали ленточный бор Семипалатинского Прииртышья заложником собственной уникальности. Начиная с 1997 года, в нем складывается трудная ситуация.

Тема 11-12. Покрытосеменные растения.

1. Общая характеристика цветковых.

2. Классификация.

Отдел покрытосеменные или цветковые растения. Цветковые появились в меловом периоде мезозойской эры и господствуют на большей части суши, они играют решающую роль в формировании растительного покрова. Цветковые прорастают во всех климатических зонах, обладают поразительной пластичностью и могут существовать в самых различных экологических условиях. Важнейшим прогрессивным изменением относительно предыдущих групп растений является появление цветка. В цветке совмещается структура и функции полового и бесполого размножения. Завязь возникшая в результате срастания краев некогда открытого плодолистика, образует влажную камеру и надежно защищает семязачатки от высыхания, перепада температур и поедания животными. Рыльце пестика способствует улавливанию и удержанию пыльцы, а также нередко способствует ее прорастанию. В отличие от других групп растений, цветковые имеют особый орган – плод, который развивается из цветка, он предохраняет семена и играет важную роль в их распространении (у других групп растений не отмечается). Гаметофит у цветковых подвергся максимальной редукции и состоит всего из 8-ми клеток зародышевого мешка. Полностью исчезли архегонии и весь процесс оплодотворения не зависит от присутствия капельножидкой воды. Двойное оплодотворение имеет прогрессивный смысл в том что, триплоидный, а значит более жизнеспособный чем гаплоидный эндосперм, возникает одновременно с зародышем. Появились изменения в особенностях жилкования листьев, в характере побегообразования, где стало преобладать симподиальное ветвление. Важнейшие преобразования произошли в проводящей системе: основными проводящими элементами ксилемы, вместо трахеид становятся сосуды, что значительно ускоряет движение восходящего тока. Во флоэме ситовидные клетки обычные у других отделов высших растений, заменяются члениками ситовидных трубок.