Лекция 7

Тема:Семенные растения.

Цель:Дать общую характеристику голосеменных растений.

Ключевые слова:сосна, пихта, ель, можжевельник, туя, эфедра.

Содержание:

1. Голосеменные растения, классификация.

2. Особенности морфологического и анатомического строения на примере сосны обыкновенной.

3. Представители класса Хвойные, встречающиеся в РК, их природоохранная роль.

Термин «голосеменные», впервые использованно ботаником Бекетовым, указывает на главную отличительную черту этих растений, a именно на то, что семяпочки, а затем и происшедшие из них семена не имеют замкнутого вместилища, как то замечается у всех покрытосеменных. Завязь здесь имеет вид простой чешуи, на которой сидит одна или несколько семяпочек; иногда же и эта чешуя не развивается. Несмотря на то, что голосеменные растения явным образом отличны от других классов высших растений (то есть папоротников и цветковых), ископаемые останки служат доказательством того, что покрытосеменные произошли от голосеменных предков. Термин голосеменные широко используется для отделения четырёх нецветковых, семенных растений от класса покрытосеменных, виды растений, трактованные как голосеменные, распределены между следующими четырьмя группами одного уровня — отделами:

• Отдел гинкговидные (Ginkgophyta)
• Отдел гнетовидные (Gnetophyta)
• Отдел саговниковидные (Cycadophyta)
• Отдел хвойные (Pinophyta)

Сосна обыкновенная. Родовое название — от латинского pin — скала, гора, латинское sylvestris — лесной от sylva — лес. Это растение появилось на Земле 150 миллионов лет назад. На берегах Балтийского моря встречается янтарь — изумительной красоты окаменевшая смола древнейших сосен. Сосна обыкновенная — вечнозеленое стройное хвойное дерево, достигающее 40 м высоты, 1,5 м в диаметре, с мутовчато расположенными ветвями. Кора дерева красно-бурая, к вершине буро-желтая, трещиноватая, тонко шелушащаяся. Молодые ветви голые, зеленоватые, потом серо-бурые; почки 6—12 мм длиной, острые, красновато-бурые, яйцевидно-конические, смолистые, находятся на верхушке главного побега и боковых ветвей. Боковые почки собраны в мутовку, окружающую более крупную центральную почку. Вся древесина сосны пронизана многочисленными крупными смоляными ходами, тянущимися в вертикальном направлении и сообщающимися между собой горизонтальными ходами, залегающими в сердцевинных лучах. Из естественных трещин коры и искусственных надрезов вытекает смола, заливающая нанесенные повреждения, в чем состоит ее биологическое значение. Вытекающая из раны смола называется живицей (от слов “заживлять”, “исцелять”). Корневая система с глубоко идущим главным корнем. Листья (хвоя) сизо-зеленые, расположены попарно, жесткие, полуцилиндрические, заостренные, длиной 5—7 см, шириной 2 мм, расположены на верхушках укороченных побегов. Серо-желтые пыльниковые (мужские) шишки размером меньше горошины развиваются весной у основания молодых длинных побегов, в пазухах кроющих листьев, и быстро отмирают. На концах молодых побегов тех же деревьев появляются красноватые овальные женские шишечки, длиной 5—6 мм и шириной 4 мм, на коротких ножках, состоящие из кроющих чешуи, в пазухах которых сидят семенные чешуи с семяпочками. Женские шишки после оплодотворения разрастаются, достигают 2,5—7 см в длину и 2—3 см в ширину. В первый год они зеленые, на второй — одревесневают и буреют. Семена длиной 3— 4 мм, черноватые или сероватые, удлиненно-яйцевидные с крылом в 3 раза длиннее семени. Цветет в мае, опыляется ветром. Семенные шишки созревают на второй год. Сосна — одна из самых распространенных пород деревьев лесной и лесостепной зон европейской части России, Сибири, Северного Казахстана, Украины, реже встречается на Дальнем Востоке. Растет на песчаных и супесчаных почвах и верховых торфяных болотах.

В почках сосны найдены: эфирное масло (до 0,4%), смолы, горькие и дубильные вещества, следы алкалоидов, крахмал, витамины (особенно богаты почки витаминами С и К). В хвое содержатся: дубильные вещества (около 5%), эфирное масло (до 0,3%), составными частями которого являются а-пинен, лимонен, борнеол, борнилацетат, кадинен, церратендиол; алкалоиды, смолы, жиры (около 3%), крахмал (около 20%), каротин, сахара, горько-пряные вещества, минеральные соли (особенно железа), витамины К, Е, С (до 0,3%). В хвое в 6 раз больше витаминов, чем в лимонах и апельсинах. Из сосны получают большое количество различных продуктов.

1. Сосновое масло. Из хвои извлекают эфирное масло путем перегонки свежих лапок — отходов лесозаготовок. Оно содержит борнилацетат (сложный эфир спирта борнеола с уксусной кислотой — до 11%), имеющий приятный запах; свободные спирты (до 9%), пинен (40%), лимонен (40%) и другие моно- и сесквитернепоиды.

2. “Сосновый экстракт”. После отгона масла оставшуюся в кубе вываренную хвою отделяют от жидкости, которую отстаивают, сливают с осадка и выпаривают под вакуумом до консистенции густого экстракта темно-бурого цвета, добавляют сосновое эфирное масло и выпускают препарат для укрепляющих ванн.

3. Терпентин. Собранную живицу плавят, декантируют и фильтруют, освобождая от воды и посторонних примесей. Очищенная живица — терпентин — имеет вид клейкой, более или менее подвижной массы желтоватого цвета.

4. Скипидар. Живицу (смесь смоляных кислот, терпентиновых углеводородов, терпентинового масла, спиртов и их эфиров) перегоняют с водяным паром. При этом отгоняется около 25% эфирного масла (в составе которого обнаружены пинен, карен, дипентен, смоляные кислоты), называемого жи-вичным скипидаром, после очистки которого получают масло терпентинное очищенное — скипидар. В его состав входят около 76% пинена, карен и другие терпены.

5. Канифоль. После отгонки эфирного масла остается смола— канифоль, которая содержит до 95% смоляных (пимаровой, абиетиновой и др.) кислот.

6. Деготь и уголь. При сухой перегонке древесины выкорчеванных пней и деревьев вначале получают скипидар лучшего качества, затем технический скипидар, деготь (содержит фенол, толуол, ксилол, смолы) и древесный уксус. В котле остается уголь.

В древние времена, особенно в Греции, из сосновой смолы добывали скипидар, используемый в лечебных целях. Для этого живицу нагревали в прикрытых шерстью котлах. На дне оставалась нелетучая прозрачная масса — ко-лофония (канифоль), а в шерсти конденсировались выделяющиеся из живицы пары скипидара. Шерсть периодически отжимали. Добычей канифоли и скипидара из живицы занимались жители древнегреческого города Колофона, откуда и произошло название канифоли.

Ель отличается от сосны не только внешним видом, но и другими биологическими особенностями. Это теневыносливая порода. Она хорошо растет только на плодородной, достаточно увлажненной почве. Стержневого корня, глубоко уходящего в землю, у нее нет. Боковые корни ели располагаются в поверхностном слое, поэтому ветроломы иногда валят еловые деревья, выдирая их с корнем. Живет ель до 200—250 лет, достигая в высоту более 40 м. Крона у ели имеет пирамидальную форму. Ветви растут близко друг к другу и со всех сторон покрыты хвоей. Хвоя сидит отдельными иглами, оставаясь на ветвях 5—7 лет. Издали молодые веточки ели очень красивы и кажутся мягкими, пушистыми. Но на самом деле они колючие, так как еловая хвоя короткая и остроконечная. От слова «хвоя» сосну и ель называют хвойными деревьями. К хвойным растениям относятся также пихта, лиственница, кедр, можжевельник. Лиственница имеет хвою, опадающую ежегодно, как листья лиственных деревьев. В диком состоянии лиственница широко распространена в Сибири. Там ее больше, чем всех других деревьев. Весной, одновременно с распусканием почек и появлением молодых хвоинок, на лиственнице образуются многочисленные шишечки. К осени они одревесневают и приобретают светло-коричневую окраску. Лиственница, особенно сибирская и даурская, — жительница сурового климата. Она продвигается к северу дальше всех других хвойных деревьев.

Можжевельник обыкновенный. Листья его игловидные, колючие, заостренные. Шишки можжевельника имеют вид синих ягод, покрытых восковым налетом. Растет можжевельник в сосновых борах, в еловых и лиственных лесах, в подлеске смешанных лесов, на холмах и по горным склонам.

Древесина его душистая, красноватая, используется для различных поделочных работ. Ягодообразные шишки имеют лекарственное значение. Из смолы получают белый лак.

Вопросы для самоконтроля:
1.Какие растения называются голосеменными?
2.Каковы основные признаки голосеменных растений?
3.Почему многие растения относящиеся к голосеменным ,называются хвойными?
4.Чем отличается лиственница от других хвойных растений?
5.Что такое фитонциды?
6.Чем отличается можжевельник от других голосеменных растений?
7.Как осуществляется опыление сосны?
8.Где развиваются семена голосеменных растений?
9.Каково значение голосеменных растений ?