Учебник Биология 7 класс Пономарева Корнилова Кучменко

Алгоритм успеха И.Н. Пономарёва О.А. Корнилова В.С. Кучменко Биология класс Учебник для учащихся общеобразовательных организаций Под редакцией доктора педагогических наук, профессора И.Н. Пономарёвой Г" г Рекомендовано Министерством образования и науки Российской Федерации Москва Издательский центр «Вентана-Г раф» 2014 ББК 28.5я72 П41 Учебник включён в федеральный перечень Пономарёва И.Н. П41 Биология : 7 класс : учебник для учащихся общеобразовательных организаций / И.Н. Пономарёва, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко ; под ред. И.Н. Пономарёвой. — М. : Вентана-Граф, 2014. — 272 с. : ил. ISBN 978-5-360-04785-8 Учебник входит в систему учебно-методических комплектов «Алгоритм успеха». Представленный в нём курс биологии посвящён изучению растений, бактерий, грибов и лишайников, рассчитан на 2 ч занятий в неделю (70 ч в год). В основе концепции учебника — системно-структурный подход к обучению биологии: формирование биологических и экологических понятий через установление общих признаков жизни. Учебник даёт возможность углублённого изучения биологии в 7 классе. Соответствует федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования (2010 г.). ББК 28.5я72 Учебное издание Пономарёва Ирина Николаевна Корнилова Ольга Анатольевна Кучменко Валерия Семёновна Биология 7 класс Учебник для учащихся общеобразовательных организаций Редактор И.С. Козлова. Художественный редактор В.Ю. Стеблева Внешнее оформление В.Ю. Стеблевой. Компьютерная вёрстка Л.Л. Исаковой Технические редакторы ЕЛ. Урвачева, Л.В. Коновалова Корректоры Ю.С. Борисенко, О.Ч. Кохановская, О.А. Мерзликина Художники: Л.Е. Максимова, АЛ. Хомич, Е.Е. Исакова. А.В. Ер.чаков, ИЛ. Жиличкин, А.В. Юдин, Л Л. Александрова. О Л. Маланчева Фотографии: И.И. Пономарёва, В.А. Смирнов, А.А. Хо.чич, В.А. Андрианов, О.В. Гуева. ООО «ТРИ КВАДРАТА», «Фотобанк Лори» (Я. Александрова, V. Никифорова, В. Аксёнов, Т. Kulikoi-a, А. Ро.чанов, В. Бабич)' Подписано в печать 21.03.14. Формат 70x90/16. Гарнитура Journal Печать офсетная. Бумага офсетная № 1. Печ. л. 17,0. Тираж 35 000 экз. Заказ N» 37380 (П-см). ООО Издательский центр «Вентана-Граф» 127422, Москва, ул. Тимиря.зевская, д. 1, стр. 3. Тел./факс: (495) 611-15-74, 611-23-59 E-mail: [email protected]. https://www.vgf.ru Отпечатано в филиале «Смоленский полиграфический комбинат» ОАО «Издательство „Высшая школа"» , 214020, г. Смоленск, ул. Смольянинова, 1. Тел.: +7 (4812) 31-11-96, факс: +7 (4812) 31-31-70 E-mail: [email protected], https://www.smolpk.ru © Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Кучменко В.С., 2014 © Издательский центр «Вентана-Граф», 2014 ISBN 978-5-360-04785-8 Предисловие Дорогие друзья! В 7 классе вам предстоит изучать предмет, который называется биология. Большая часть учебного времени в предлагаемом вам учебнике отводится изучению свойств и многообразия растений, которым принадлежит ведущая роль в жизни человека и всей планеты. Изучение курса биологии вы начнёте с общего знакомства с растениями, их многообразием и строением. Вы познакомитесь с различными представителями растительных организмов: от древних примитивных обитателей нашей планеты — водорослей и мхов — до наиболее развитых — цветковых растений. Вы узнаете, как растения питаются, дышат, размножаются, растут и развиваются. В конце курса кратко излагается материал о бактериях, грибах и лишайниках, их свойствах и значении для природы и человека. В начале каждой главы учебника перечислены основные вопросы, отражающие её содержание. Они дадут общее представление о материале, который вам предстоит изучить, будут способствовать его лучшему восприятию и усвоению. В начале каждого параграфа в рубрике «Вспомните» представлены задания, которые помогут вам вспомнить уже изученное в предшествующих параграфах и главах учебника. Каждый параграф завершают вопросы и задания для самоконтроля. Основные понятия курса биологии, которые вам нужно знать, выделены в тексте полужирным курсивом и приведены в конце каждого параграфа. Понятия, на которые следует обратить внимание, а также видовые названия растений выделены светлым курсйвом. В конце каждого параграфа в рамке даются основные выводы. Формулировки, требующие особого внимания, вынесены в специальный абзац и отмечены следующим образом После некоторых параграфов учебника приводятся интересные и любопытные факты — дополнительный материал, запоминать который необязательно. Этот текст набран особым шрифтом и отмечен зна- ком При изучении биологии вам пригодится ваш жизненный опыт, а также знания, полученные на уроках природоведения и географии. Мы надеемся, что на уроках биологии вы дополните эти знания в ходе 1* организованной и самостоятельной работы. Для этого в конце каждой главы в модуле «Подведём итоги» предлагаем вопросы и задания, которые помогут вам развить творческое мышление, самостоятельность в поиске знаний, применении их на практике, а также оценить, насколько успешно вы усвоили новый материал. Постарайтесь творчески отнестись к выполнению исследовательских заданий. Вопросы и задания рубрики «Обсудите проблему в классе» позволят вести дискуссию, диалог с вашими друзьями, одноклассниками, учителями и родителями. Это потребует от вас умения слушать и понимать собеседника независимо от того, совпадает ли его точка зрения с вашей или нет. Рубрика «Выскажите своё мнение» поможет научиться ясно излагать свои мысли и доказывать их правоту, а рубрика «Ваша позиция» — определить своё поведение в природе и выразить свой взгляд на важные проблемы биологии и охраны природы. Рубрики «Учимся создавать проекты, модели, схемы» и «Темы проектов» позволят вам начать самостоятельную творческую работу, управлять ею на всех этапах — от постановки цели до получения конкретного результата. Вы научитесь действовать в соответствии с заданной целью, находить ошибки и исправлять их в процессе выполнения работы. Это потребует определённых усилий, поскольку начинать дело и доводить его до конца очень непросто. Большинство предложенных заданий можно выполнять во время домашней работы и на уроках при обобш;ении изученного материала. В учебнике есть задания, предусматривающие работу с Интернетом. Для их выполнения следует находить соответствующие учебнопознавательные и научно-популярные сайты. Интересные сведения по биологии можно найти на сайтах: https://www.unnaturalist.ru, https://www.herba.msu.ru, https://www.priroda.clow.ru. Для закрепления и лучшего понимания теоретического материала проводятся лабораторные работы. Учебник завершают задания на лето, выполнение которых будет способствовать углублению и расширению ваших знаний о природе и развитию ценностного отношения ко всему живому на Земле. В конце учебника приведён словарь терминов, который поможет вам вспомнить их значение и будет полезен при самостоятельной работе. Мы надеемся, что настоящий учебник биологии станет для вас проводником при занимательном путешествии в мир полезных и интересных знаний о живых организмах. Введение. Общее знакомство с растениями Изучив материалы главы 1, вы сумеете охарактеризовать: • предмет науки биологии; • особенности строения растительного организма; • многообразие растений на Земле. Вы научитесь: • сравнивать и определять семенные и споровые растения; • объяснять особенности строения живой клетки; • объяснять роль главных органов растения в его жизнедеятельности. Наука о растениях — ботаника • что изучает биология; • на какие большие группы делят живой мир; • с какими растениями вы встречаетесь в природе. Царства живой природы. Каждый человек соприкасается с живой природой — органическим миром. Это различные растения, животные, грибы, лишайники, бактерии. Да и сами люди — представители органического мира. Особенности строения и жизнедеятельности живых организмов, их разнообразие изучает наука биология (от греч. биос — «жизнь», логос — «учение»). Термин «биология» стал использоваться во всём мире как название науки о живой природе после его появления в 1802 г. в трудах французского учёного Жана Батиста Ламарка. Первые живые организмы появились на Земле более 3,5 млрд лет назад. Они имели простое строение и представляли собой одиночные маленькие клетки. Позднее возникли более сложные одноклеточные, а затем и многоклеточные организмы. С тех пор их потомки достигли огромного разнообразия. Среди них есть и крупные, и микроскопически малые организмы: всевозможные животные, растения, грибы, бактерии и вирусы. Все живые существа очень различаются по своим свойствам. Вот почему всех их делят на большие группы, которые учёные называют царствами. Царство — большая группа организмов, обладающих сходными признаками строения, питания и жизнедеятельности в природе. Современная наука выделяет несколько царств живых организмов: Животные, Растения, Грибы, Бактерии, Вирусы. В данном курсе вы будете изучать царства Растения, Бактерии, Грибы. Чтобы сохранить живую природу во всём её разнообразии, нужно знать, как устроены разные организмы и как они взаимосвязаны в природе, в каких условиях живут и развиваются представители всех царств, как они распространены по земной поверхности, какую роль играют в природе, в чём их ценность для людей и по каким признакам они различаются между собой. Для этого надо изучать биологию. Царство Растения. Находясь в природе, вы всюду видите различные растения, пользуетесь предметами, сделанными из них. Растения широко распространены по всему земному шару. Их можно встретить на суше — в лесах, степях, садах, парках, безводных пустынях, высоко в горах, на топких болотах. Множество растений обитает в водной среде — в морях, океанах, реках, озёрах, прудах. Находят их и в регионах, покрытых вечными льдами, — Арктике и Антарктике. Различные растения обладают общими признаками, наиболее важными из которых являются наличие хлорофилла и способность на свету образовывать органические вещества из неорганических — углекислого газа и воды. Именно поэтому их относят к царству Растения. ^ Науку, изучающую царство растений, называют ботаникой " (от греч. ботане — «растение»). Ботаника изучает дикорастущие растения, произрастающие в природе независимо от усилий человека (рис. 1), и культурные растения (от лат. кулътус — «обработанный», «возделанный»), которые выращиваются человеком (рис. 2). Культурные растения человек использует для получения продуктов питания (пшеницу, рожь, капусту, картофель, морковь), в промышленности — в качестве сырья (хлопок, лён). Все культурные растения происходят от дикорастущих. Из истории использования и изучения растений. Ботаника занимает особое положение в истории развития знаний о природе. С незапамятных времён человек многое знал о свойствах растений, использовал их в качестве пищи, красителей, ядов, лекарств, для постройки и обогрева жилища, изготовления оружия, орудий труда, музыкальных инструментов, украшений и многого другого (рис. 3). Примерно 10-12 тыс. лет назад, в период зарождения земледелия, появились и первые культурные растения: пшеница, рис, финики, лён, инжир (рис. 4, 5). Рис. 1. Дикорастущие растения: 1 — одуванчик; 2 — боярышник; 3 — фиалка трёхцветная; 4 — земляника; 5 — клевер; 6 — шиповник Рис. 2. Культурные растения: 1 — огурец; 2 — морковь; 3 — пшеница; 4 — роза; 5 — земляника садовая; 6 — фиалка трёхцветная (анютины глазки); 7 — ананас Для развития земледелия, получения высоких урожаев были необходимы знания о свойствах различных культур, об их приспособленности к среде, о способах обработки почвы и ухода за ней. Начало научного изучения растений заложил в III в. до н. э. древнегреческий учёный Теофраст. Его настоящее имя — Тиртамос (Тиртам), а имя Теофраст, то есть «божественный оратор», ему дал его учитель Аристотель за выдающийся дар красноречия. На основе сравнения своих наблюдений с практическими знаниями, накопленными простыми земледельцами, лекарями, и теоретическими выводами древних учёных Теофраст создал первую систему ботанических понятий, руке Тлалока — мифического Поэтому в истории биологии его называ-бога дождя у древних ацтеков ют «отцом ботаники». 8 Рис. 4. Ландшафт Древнего Египта. На переднем плане — папирус, на заднем — пшеничное поле Рис. 5. Возделывание льна и ткачество из его волокна в Древнем Египте Современная ботаника изучает внешнее и внутреннее строение растений, процессы их жизнедеятельности, размножение, распространение по земной поверхности и в Мировом океане, условия выращивания, взаимосвязь с другими живыми организмами и окружающей средой. Растения недаром считают основой жизни органического мира. Живые растения и их отжившие и опавшие части: листья, плоды, ветви, стволы — дают пищу не только человеку, но и животным, грибам, бактериям. Именно растения создают условия для существования всех живых организмов на Земле. Знания в области ботаники и их правильное использование на практике необходимы для сохранения разнообразия растительного мира на нашей планете. Теофраст (372-287 до н. э.) — один из первых ботаников древности Велико значение растений в жизни нашей планеты. Следует бережно относиться к ним, чтобы сохранить на Земле всё их разнообразие и богатство. Для этого необходимо хорошо знать ботанику. 1. Какие царства живых организмов изучает биология? 2. В чём отличие культурных растений от дикорастущих? Приведите примеры. 3. Какое значение в жизни человека имеет изучение Вотаники? 4. Почему растения являются основой жизни на Земле? 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о роли растений в природе и в жизни человека. Биология, ботаника, царство, царство Растения, культурные растения, дикорастущие растения. Ф Преобладающее большинство комнатных растений — представители дикорастущих из разных регионов Земли. Российский ботаник и известный педагог Николай Михайлович Верзилин написал много книг о растениях, живущих рядом с нами. Среди них наиболее известны «Путешествие с домашними растениями» и «По следам Робинзона». Мир растений Вспомните • почему Теофраста называют «отцом ботаники»; • какую роль играли растения в жизни древних людей; • на какие царства подразделяют все живые организмы. Разнообразие растительного мира. Мир растений разнообразен и велик, поэтому трудно перечислить даже те из них, с которыми человек соприкасается в своей жизни. Растения постоянно находятся с нами. Их можно видеть на подоконниках в школе, в кабинете биологии, во дворе у дома, на газонах, в огороде, в лесу, в поле и даже в реке, озере и море. Одни растения живут очень долго, поэтому их называют многолетними. Другие живут лишь несколько месяцев, не более одного года. Это однолетние растения. В природе встречаются растения, у которых в первый год формируются только облиственные побеги и корни, а на второй год образуются цветоносные побеги и плоды. Это морковь, капуста, репа и др. 10 Такие растения живут не один год, а два. Их называют двулетними. Жизненные формы растений. Общий внешний облик растения называют жизненной формой. Жизненная форма тополя, ели, яблони — дерево] смородины, сирени, шиповника — кустарник. Черника и брусника представляют собой кустарнички] полынь, астрагал — полукустарники] пырей, клевер, лебеда, тюльпан, подсолнечник — травы (рис. 6). Деревья — многолетние растения с хорошо выраженным одревесневающим главным стеблем — стволом — и ветвями, образующими крону. Деревья достигают высоты 100 м и более и могут жить сотни и тысячи лет. Ель в наших лесах обычно вырастает до 30-40 м в высоту и живёт 300-500 лет. Есть и деревья-гиганты. Так, секвойя вечнозелёная достигает 110-112 м и живёт свыше 3000 лет. Толщина её ствола такова (6-8 м в диаметре), что обхватить его могут только 20 человек, взявшись за руки. Растёт она в горах Калифорнии (Северной Америке). В Австралии многие эвкалипты вырастают до 120 м. Кустарники, в отличие от деревьев, имеют много стволов Рис. 6. Жизненные формы растений: 1 — деревья; 2 — кустарники; 3 — кустарнички; 4 — полукустарники; 5 — травы 11 (их называют стволиками), отходящих от одного общего основания, которое находится под землёй или у самой её поверхности. Каждый стволик живёт примерно 10 лет, но на смену ему вырастают новые, поэтому кустарник живёт долго. Например, у малины стволики живут лишь 2 года, а само растение — более 50 лет. У щиповника стволики живут 5~6 лет, а само растение — более 100 лет. По этой причине многие кустарники нередко живут дольше, чем некоторые деревья. Кустарнички — низкорослые многолетние растения с одревесневшими стволиками, высота которых обычно не превышает 40 см. Полукустарники — многолетние растения, у которых нижняя часть побега одревесневает и сохраняется несколько лет, а верхняя часть остаётся травянистой и на зиму ежегодно отмирает. Высота полукустарников, как правило, до одного метра. Травы имеют травянистые зелёные побеги, ежегодно отмирающие. Но у двулетних и многолетних трав на следующий год, весной, из зимующих почек отрастают новые зелёные побеги. Значение растений. Многие растения, обладающие яркими цветками или листьями, привлекательным внешним видом, выращивают в садах, оранжереях и дома. Их называют декоративными. Некоторые из них ещё недавно были дикорастущими (рис. 7). Существуют растения, которые обладают лечебными свойствами. Их используют в медицине и ветеринарии (для лечения животных). Такие растения называют лекарственными (рис. 8). Многие из них, например календулу и валериану, специально выращивают на полях, то есть они стали культурными растениями. Рис. 7. Декоративные растения: 1 — клематис; 2 — лаватера; 3 — роза 12 Дикорастущие и культурные растения — богатый источник различных продуктов питания и витаминов для человека, а также кормов для животных. Растения используют как строительный материал, природное сырьё для промышленных предприятий. Но культурные растения человек выращивает и охраняет, а дикорастущие возобновляются сами. Люди активно используют дикорастущие растения для своих потребностей. В результате многие наземные и водные дикорастущие растения находятся на грани уничтожения. Из-за распашки целинных земель исчезают степные растения. Площади лесов сокращаются из-за вырубки деревьев, их гибели от насекомых-вредителей, пожаров. Растения становятся редкими вследствие выкашивания во время сенокоса, поедания пасущимся скотом, чрезмерного сбора человеком ягод и лекарственного сырья, срывания для букетов. Например, значительно сократилась численность раннецветущих растений, таких как цитаюмен, галантус, тюльпан, печёночница, адонис, пион, сон-трава. Поэтому охрана дикорастущих растений стала одной из важнейших задач нашего времени. Все растения — богатство Земли. Рис. 8. Лекарственные растения: 1 — подорожник; 2 — алтей; 3 — ландыш; 4 — термопсис; 5 — валериана 13 Растительный мир чрезвычайно разнообразен. Существуют культурные и дикорастущие, лекарственные и декоративные растения. Растения имеют различные жизненные формы (деревья, кустарники, кустарнички, травы), которые внешне отличаются друг от друга. 1. Назовите известные вам лекарственные растения. 2. По каким признакам можно отличить берёзу от тополя? шиповник от подорожника? 3. Какие растения вашей местности стали редкими или находятся на грани исчезновения? 4. Какие декоративные растения вы вырастили на пришкольном или приусадебном участке? Приведите примеры. 5. Составьте план участия учащихся вашей школы в работе по охране природы. Жизненная форма растения, дерево, кустарник, кустарничек, полукустарник, трава. 4- • В жарких сухих районах Земли произрастает агава (рис. 9). У агавы мексиканской толстые мясистые листья образуют розетку. В таком виде растение живёт 6-15 лет, накапливая питательные вещества. Затем в центре розетки из почки вырастает могучий стебель, достигающий высоты 3-5 м, с огромным количеством цветков и плодов. Вскоре всё растение полностью отмирает. Агава — многолетнее растение, ^ но плодоносит лишь один раз в своей - жизни. Древовидный бамбук — высокорослое (до 35 м высотой) многолетнее растение — тоже цветёт один раз в жизни, после чего отмирает. • Самое высокое дерево (до 150 м высотой и 6 м в диаметре) на земном шаре — эвкалипт царственный. Он произрастает в горных районах юго-восточной части Австралии и в Тасмании. Самое долгоживущее растение — секвойя гигантская, произрастающая Рис. 9. Агава (слева — цветущая) 14 в юго-западных штатах США. Как полагают учёные, возраст некоторых ныне живущих деревьев — 4900-5000 лет. Каждое такое дерево, как и леса, образованные секвойей или эвкалиптами, — уникальное явление природы, поэтому они охраняются как всеобщее достояние. Среди наших деревьев долгожителями являются дуб (до 1500 лет), платан (до 2000 лет). • Лучшим средством лечения повреждённой кожи может служить промытый лист подорожника большого. Листья алтея и термопсиса используют для приготовления лекарства от кашля. Корни валерианы и ландыша применяют в лечении заболеваний сердца. Внешнее строение растений Вспомните • какие растения называют культурными; • что называют жизненной формой растения; • где можно встретить дикорастущие растения. Мир растений огромен и удивителен. Знакомство с ним не ограничивается изучением только разнообразия культурных и дикорастущих растений или их жизненных форм. Растения различаются по строению, способам размножения, роли, которую они играют в жизни нашей планеты. Органы растений. Тело большинства наземных растений разделено на органы (от греч. органон — «орудие», «инструмент»),‘выполняющие функции (от лат. функция — «работа»), которые обеспечивают протекание всех жизненных процессов в растительном организме. ^ Орган — это часть организма, выполняющая в нём определён- " ную функцию и имеющая особое строение. Растения, тело которых образовано разными органами (прежде всего стеблями с листьями), называют высшими растениями, или листостебельными. К ним относят мхи, папоротники, хвощи, плауны, семенные растения. Существуют растения, тело которых не имеет отдельных органов. Их тело однородно, его называют слоевищем, или талломом. Такие растения называют низшими растениями. К ним принадлежат, например, водоросли (рис. 10). 15 1 Рис. 10. Морские водоросли: 1 — ламинария; 2 — ундария; 3 — филофора Рис. 11. Органы растения: А — побег; Б — корень; 1 — стебель; 2 — листья; 3 — почки; 4—6 — корни (4 — главный; 5 — боковой; 6 — придаточный) Органы растения, выполняющие функции питания, роста и обмена веществ с окружающей средой, называют вегетативными (от лат. ве-гетабилис — «растительный»). Все вместе они образуют вегетативное тело растения. Высшие растения имеют два важных вегетативных органа — корень и побег, с помощью которых растение осваивает две разные среды — почвенную и воздушную, извлекая из них необходимые для жизни вещества (рис. 11). ^ Корень и побег — главные вегетативные органы растения. Общее строение растения можно выразить следующей схемой. Побег — это орган, состоящий из стебля, листьев и почек. Вот почему побег можно рассматривать как особую систему, состоящую из 16 отдельных, но взаимосвязанных частей. Хотя стебель, листья и почки — части побега, их часто называют также органами растения. С помощью вегетативных органов растения осуществляют питание и могут размножаться {вегетативное размножение). Кроме вегетативных, растения имеют специальные органы, служащие для полового размножения. Их называют генеративными (от лат. генераре — «рожать», «производить»). К генеративным органам цветковых растений относят цветок, образующийся из него плод и заключённые в нём семена. В специализированных генеративных органах развиваются половые клетки — мужские и женские, или гаметы. Мужские гаметы формируются в пыльце, развивающейся в тычинках цветка, а женские гаметы — в завязи пестика цветка. После опыления и оплодотворения на месте цветка образуется плод с семенами. Совокупность органов растительного организма, выполняющих определённые функции, представляет собой систему, в которой органы взаимосвязаны между собой и работают согласованно, дополняя друг друга. Взаимосвязанная работа органов определяет жизнь растения как единого организма, особой живой системы — биосистемы (от греч. биос — «жизнь»). Вегетативные органы обеспечивают её питание, рост и развитие, а генеративные — размножение и распространение по земной поверхности. Нарушение работы одного из органов растительного организма может привести к нарушению деятельности остальных его органов. Если корни не будут обеспечивать поглощение из почвы вог(ы с растворёнными в ней минеральными веществами, то растение завянет. Если в зелёных листьях побега не образуется достаточное количество питательных веществ, то растение не зацветёт, не образует плодов и семян. Невозможно отделить работу одного органа организма от другого, так как все они тесно связаны между собой. Растение — это живой организм, представляющий собой систему органов. Растение имеет вегетативные и генеративные органы. Вегетативные органы обеспечивают питание, а генеративные — половое размножение растения. Главные вегетативные органы растения — корень и побег. У побега различают стебель, листья и почки. 17 1. Какие органы растения называют вегетативными? / 2. Почему корень и побег считают самыми главными органами| растения? 3. Почему побег считают системой органов? 4. Охарактеризуйте причины появления у растений корней и побегов. 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о разнообразии высших растений и их значении в природе и в жизни человека. Орган, слоевище (таллом), корень, побег, стебель, лист, почка. Семенные и споровые растения Вспомните [ • главные органы растения; • значение вегетативных органов в жизни растений; • название органов, обеспечивающих половое размножение растений. Семенные растения. Растения, образующие семена, называют семенными. Семенные растения, имеющие орган семенного размножения (цветок), называют цветковыми. Среди цветковых растений наблюдаются различные жизненные формы: деревья, кустарники, кустарнички и большое разнообразие трав (рис. 12). Почти все культурные растения принадлежат к цветковым растениям. Это — пшеница, рожь, картофель, капуста, яблоня, слива, виноград, банан. Многие виды цветковых растений выращивают в садах и парках (рис. 13). Среди семенных широко распространены хвойные растения, которые, в отличие от других растений, имеют специфические листья в форме иглы — хвоинки. Хвойные растения образуют семена, но не имеют цветков. К ним относятся: сосна, ель, лиственница, кипарис. Семена у них развиваются не в плодах, а в шишках, лежат на чешуях шишек открыто — голо. Поэтому эти растения называют голосеменными (рис. 14). 18 Рис. 12. Цветковые растения: 1 — шиповник (роза белая); 2 — астра гибридная; 3 — эшшольция (калифорнийский мак); 4 — нивяник обыкновенный Рис. 13. Цветущие декоративные растения: 1 — нарцисс; 2 — кандык сибирский; 3 — пролеска; 4 — тюльпан 19 Рис. 14. Ель европейская Рис. 15. Папоротник. В круге — осыпающиеся споры Хвойные — очень древние растения. Они появились на сотни миллионов лет раньше цветковых растений, имеют большое водоохранное и ландшафтное значение, а также служат источником древесины. Из семян многих хвойных добывают масло. Споровые растения. Некоторые растения имеют на побегах специальные образования, в которых развиваются особые клетки — споры. С их помощью растения размножаются и расселяются по земной поверхности. Споры (от греч. спора — «сеяние», «посев») — очень мелкие клетки, едва различимые невооружённым глазом, шарообразные или овальные. Они очень лёгкие, суховатые, разносятся потоками воздуха и воды на значительные расстояния. Попав в благоприятные условия, споры прорастают и образуют новые растения, на которых в специализированных органах развиваются гаметы. Растения, размножающиеся спорами, называют споровыми. Спорами размножаются и расселяются мхи, папоротники, хвощи и плауны (рис. 15). В клетках семенных и споровых растений содержится хлорофилл. Благодаря хлорофиллу растения способны на свету образовывать органические вещества и выделять кислород. Этой способностью определяется огромное значение растений для жизни на нашей планете. 20 Растения на земной поверхности представлены семенными и споровыми формами. Это различие между ними вызвано особенностями способов размножения. Одни растения для размножения и расселения образуют семена, а другие — споры. 1. Назовите цветковые растения, которые вы встречали в природе. 2. В чём проявляется основное сходство между цветковыми и хвойными растениями? 3. Что общего в свойствах семян и спор? 4. Какие споровые растения вы встречали в природе? Приведите примеры. 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о значении хвойных растений в природе и в хозяйственной деятельности человека. Семена, споры, семенные растения, споровые растения, хлорофилл. • Большинство хвойных — высокие деревья, редко — кустарники. Например, некоторые ели вырастают до 40 м в высоту и живут до 500 лет. Из хвойных наиболее многочисленны представители рода сосна. Их высота может достигать 40 м. Как и ели, сосны живут до 500 лет. Один вид — сосна остистая — относится к наиболее долгоживущим деревьям. Полагают, что возраст некоторых из ныне живущих экземпляров примерно 4900 лет. К хвойным относится кедр ливанский (рис. 16), произрастающий в Ливане, Израиле, Сирии, Турции, Северной Африке. Живёт он более 1000 лет. К настоящему времени кедр почти полностью уничтожен людьми и сохранился главным образом в культурных посадках и в ботанических садах как декоративное растение. Он занесён в Красную книгу МСОП (Международного союза охраны природы и природных ресурсов). Рис. 16. Кедр ливанский 21 Среды жизни на Земле. Факторы среды • где произрастают растения; • какие органы имеют растения; • какие органы растений называют генеративными. На нашей планете различают четыре среды жизни: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную, то есть среду жизни внутри живого организма (рис. 17). Водная среда. Водная среда жизни может быть представлена морской или речной, текучей или стоячей водой. В водах естественных водоёмов (океаны, моря, реки, озёра) содержатся различные минеральные соли, но мало кислорода и солнечного света. В толще океана, на дне глубокого озера всегда полумрак или совсем темно. Растения в этой среде могут расти лишь на сравнительно небольшой глубине, только Рис. 17. Четыре среды жизни на Земле: 7 — водная; 2 — наземно-воздушная; 3 — почвенная; 4 — организменная 22 там, куда проникает свет. Температура в водной среде мало меняется в течение суток и сезонов, причём она всегда плюсовая (+4...+25 °С). В таких условиях приспособились жить водоросли и очень немногие высшие растения. Наземно-воздушная среда. В этой среде жизни произрастают почти все высшие растения. Здесь находятся леса, луга, степи, тундра, сады и поля. Наземно-воздушная среда характеризуется обилием воздуха. В этой среде много света, но в разных местах отмечаются очень большие колебания температуры и влажности в зависимости от сезона, времени суток и географического положения территории. Большую роль здесь играет ветер. Природные условия наземно-воздушной среды разнообразны. Потому и жизнь растений в этой среде протекает неодинаково. Одни живут на ярко освещённых местах, другие — в тени. Одни обитают на солоноватых почвах, другие — на кислых. Растения растут в низинах или на холмах, на склонах гор, вблизи рек, озёр, на побережьях морей, среди скал или на плодородных степных просторах. Таким разнообразием мест обитания растений в наземно-воздушной среде определяется множество их форм. Почвенная среда. Почвой называют поверхностный плодородный слой суши. Эта среда сформировалась в результате смешения минеральных веществ, образовавшихся при распаде горных пород, и органических веществ (перегноя), которые возникают в результате разложения растительных и животных останков. В этой среде обитают многочисленные микроскопические водоросли, находятся семена и споры, размещаются корни наземных растений. В почве живут также многочисленные бактерии, мелкие животные и грибы. Организменная среда. Эта среда представлена организмом-хозяи-ном, который питательными веществами своего тела обеспечивает существование живущих на нём или в нём организмов. В природе существуют растения, которые питаются органическими веществами других живых растительных организмов. Их называют растениями-паразитами. Забирая питательные вещества у растения-хозяина, паразитическое растение затрудняет его рост и развитие. Так, на ветвях яблони, груши, клёна, сосны паразитирует омела белая, на стеблях многих трав — повилика, на корнях подсолнечника поселяется паразитическое растение заразиха. 23 Рис. 18. Повилика через присоски поглощает питательные вещества растения-хозяина Повилика паразитирует на клевере, льне, хмеле. Своим бесцветным, нитевидным, длинным стеблем растение-паразит обвивается вокруг растения-хозяина, образуя присоски, которыми глубоко внедряется в его тело. Отсасывая питательные вещества своего хозяина, повилика задерживает его рост и развитие, нередко вызывая его гибель (рис. 18). Питаясь соками подсолнечника, заразиха истощает его, сама же успешно развивается и образует много семян. При их прорастании растения-паразиты снова поселяются на растении-хозяине. Для заразихи подсолнечник — это среда жизни. Жизнь растений в природе. В течение своей жизни растения постоянно взаимодействуют с окружающей средой. Они способны жить только там, где находят благоприятные условия для жизни — для питания и размножения, роста и развития. Поэтому человек должен бережно относиться не только к растениям, но и к окружающей их среде. ^ Растения способны жить лишь в той среде, к условиям которой ™ они приспособлены. Человек часто создаёт необходимые условия для жизни растений при их вырашивании. Жизнь культурных растений находится под защитой человека. Он добавляет недостающую в окружающей среде воду при поливе, удаляет сорняки, вредителей и паразитов при прополке, рыхлит почву, вносит удобрения. Прекращение ухода за культурными растениями обычно приводит к их гибели. Дикорастущие растения такого ухода не получают. Их жизнь в природе всецело зависит от условий окружающей среды. Если они произрастают в определённом месте, следовательно, имеют приспособления, обеспечивающие им выживание в этой среде. Факторы среды. Условия окружающей среды, от которых зависит жизнь организма, называют факторами среды. Для жизни растений, как и всех других организмов, необходима вода. Её всасывают корни. Вместе с водой в растение поступают растворённые в ней минеральные вещества, используемые растением для 24 питания и построения своего тела. В зимнее время снег укрывает почву, корни и мелкие растения, защищая их от сильных морозов. Незаменимым для растения фактором среды является свет. Только на свету зелёные растения способны образовывать органические вещества. Вот почему от света зависит жизнь любого зелёного растения. Важное условие жизни растений — температура. Растение реагирует на температуру воздуха, воды и почвы. Большинство растений не переносят очень низкие температуры. Температурный фактор обусловливает распределение растений по Земле: теплолюбивые произрастают в районах с жарким климатом, холодостойкие — в умеренно холодных зонах. Воздух — также важный фактор для растений. Из него растения получают кислород для дыхания и углекислый газ, необходимый для питания. Большое значение в жизни растений имеет движение воздуха — ветер. Ветром разносятся семена и плоды многих растений. Ветер приносит дождевые облака, охлаждает растения и почву, на которой они растут. Однако очень сильный ветер (ураган) ломает стволы и ветви деревьев, вырывает их с корнем. Экологические факторы. Свет, вода, снег, ветер, воздух, минеральные вещества, температура — это факторы неживой природы. Однако они имеют больщое значение для жизни растений. Их называют абиотическими факторами (от греч. а — «не», биос — «живое»). В жизни растений большую роль играют также факторы живой природы: животные, грибы, сами растения, бактерии.‘Их называют биотическими факторами. Пчёлы, перелетая с цветка на цветок, собирают сладкий нектар и пыльцу, но при этом они переносят пыльцу с одного растения на другое, то есть опыляют цветки, после чего начинают развиваться плоды и семена (рис. 19, 1). Животные поедают семена, плоды, листья, кору и другие части растений (рис. 19, 2). Живя в природе, растения постоянно взаимодействуют с другими растениями, животными, грибами, бактериями и условиями неживой природы. Одни из них благоприятны для растения, другие вредны. Растения в большой степени зависят и от человека. Влияние человека на жизнь растений как фактор среды называют антропогенным фактором (от греч. антропос — «человек», генос — «рождение»), то есть порождённым человеком. 25 Рис. 19. Биотические факторы в жизни растений: 1 — шмель опыляет цветок клевера; 2 — гусеница поедает листья Отношения организмов между собой и с окружающей средой изучает наука экология (от греч. экое — «дом», «жилище», «родина», «среда», логос — «понятие», «учение»). Все факторы среды, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами (рис. 20). Взаимодействуя с экологическими факторами, растения всегда реагируют на них. При благоприятном действии факторов у растений активнее идут процессы жизнедеятельности, они лучше растут и развиваются. Воздействие неблагоприятных факторов среды может привести даже к гибели растений. Поэтому важная проблема, стоящая перед человечеством, состоит в создании необходимых условий, обеспечивающих жизнь, развитие и размножение растений. М Жизнь растений в природе обусловлена комплексом экологических факторов окружающей среды. Если растения не имеют приспособлений к жизни в этих условиях, они погибают. На Земле существуют четыре среды жизни организмов: водная, наземно-воздушная, почвенная и, организменная. Каждая среда характеризуется особыми условиями. Растения произрастают во всех четырёх средах жизни. Условия жизнедеятельности растительного организма определяют абиотические, биотические и антропогенные факторы окружающей среды. 26 Рис. 20. Жизнь растений определяют экологические факторы: 1 — биотические; 2 — антропогенные; 3 — абиотические 1. Как вы думаете, почему в морях и океанах растения не поселяются на дне, как в реках? 2. Являются ли минеральные вещества факторами среды для растений? Ответ поясните. 3. В чём состоит различие условий жизни дикорастущих и культурных растений? 4. Почему представители жаркого тропического пояса Земли (фикус, монстера, кактус) могут расти в наших домах в условиях умеренно холодного пояса? 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о влиянии антропогенных факторов на жизнь растений вашего региона. Факторы среды, экологические факторы, экология. 27 ф Древнегреческий учёный Теофраст (372-287 до н. э.) в своём труде «Исследования о растениях» описал зависимость роста растений от характера климата, почвы и способов её возделывания, сравнивая естественные группировки растений в природе — в отливныж зонах побережья морей, в горах и долинах. Он писал: «Деревья в горах низкорослые, сучковатые, при пересадке в долины становятся больше и красивее на вид». Теофраст создал первую в науке классификацию растений, основываясь на разнообразии их жизненных форм (деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, травы). При этом он отмечал у растений свойство приспосабливаться к среде обитания. Подведём итоги. Что вы узнали из материалов главы 1 «Введение. Общее знакомство с растениями»? Ответьте на вопросы 1. Какой раздел биологии изучает растения? 2. По какому признаку растения подразделяют на дикорастундие и культурные? 3. Из каких частей состоит растение? 4. Какие растения называют споровыми? 5. В чём проявляется многообразие растений? 6. Все ли семенные растения называют цветковыми? 7. Почему сосну и ель относят к семенным, но не к цветковым растениям? 8. Какие четыре среды жизни существуют на Земле? 9. Какие условия необходимы растениям для их жизни? 10. На каком основании растения относят к высшим или низшим? 11. Какие растения называют семенными? Выполните задания А. Дополните утверждение, выбрцв правильный ответ. 1. Наука ботаника изучает: а) все живые организмы; б) растения; в) бактерии; г) грибы. 2. Орган растения, состоящий из стебля, листьев и почек, называют: а) растением; б) побегом; в) слоевищем; г) корнем. 28 Б. Уберите лишнее по71ятие. Семенные растения, споровые растения, цветковые растения, вегетативное размножение. Обсудите проблему в классе • Какова роль человека в изменении растительного покрова Земли? • Что вы можете сделать для озеленения пришкольной территории или района, в котором вы живёте? Выскажите своё мнение • Какова роль дикорастущих растений в природе и в жизни человека? • Как можно использовать биологические знания в целях сохранения природы? Ваша позиция Как вы поступите, если вас попросят принять непосредственное участие в мероприятиях по охране редких видов дикорастущих растений вашего края? Проведите наблюдения и сделайте вывод Понаблюдайте за листопадом древесных и кустарниковых растений. Отметьте, какие деревья раньше, а какие позже других начинают сбрасывать листья. Сравните сроки сбрасывания листьев у деревьев и кустарников. Смоделируйте схему записи наблюдений и укажите по возможности названия деревьев и кустарников. Сделайте общий вывод. Результаты вашей работы запишите в тетради. ^ Учимся создавать проекты, модели, схемы • Нарисуйте схему на тему «Растения в жизни человека». • Обобщите в виде схемы (рисунка) информацию на тему «Растение — живая система». • Выполните плакат или рисунок в защиту дикорастущих растений. Темы проектов 1. Создание коллекции рисунков (или фотографий) растений, растущих рядом с вашим домом или школой. 2. Подготовка электронной презентации сообщения на тему «Разнообразие декоративных кустарников города». 29 Клеточное строение растений Изучив материалы главы 2, вы сумеете охарактеризовать; • особенности строения растительной клетки; • основные процессы жизнедеятельности растительной клетки; • строение и функции тканей растений. Вы научитесь; • работать с увеличительными приборами; • готовить микропрепараты; • определять виды тканей растений. Клетка — основная единица живого Вспомните что существуют многоклеточные и одноклеточные организмы; • как правильно работать с микроскопом; • что такое микропрепарат. Растение — клеточный организм. Чтобы понять, как живут растения, то есть как они растут, питаются, размножаются, необходимо изучить их строение. Мир растений очень разнообразен. Но как ни велико это разнообразие, в основе его лежит клетка. Вы уже знаете, что все живые организмы имеют клеточное строение. Исключение составляют мельчайшие неклеточные формы жизни — вирусы. В клетке происходят все жизненно важные процессы, связанные с поступлением питательных веществ, их расщеплением, превращением энергии, образованием органических соединений, делением. Поэто- 30 му клетку считают основной структурной и функциональной единицей живого организма. Растительные клетки различаются по форме и размерам и выполняют разные функции. Величина клеток измеряется тысячными долями миллиметра (микронами). Однако встречаются клетки, длина которых достигает нескольких миллиметров. Например, длина клеток конопли достигает 10 мм и более. В мякоти зрелого арбуза, яблока, томата невооружённым глазом можно обнаружить округлые клетки диаметром до 1 мм. ^ Клетка — это основная структурная и функциональная единица " организма растения. Растения бывают одноклеточными и многоклеточными. К одноклеточным растениям относят некоторые водоросли. Большинство водных и наземных растений образовано множеством клеток (рис. 21). Увеличительные приборы. Клетки будут лучше видны, если рассмотреть их с помощью увеличительных приборов — лупы или микроскопа. Лупа — самый простой увеличительный прибор. Главная часть её — выпуклое стекло — линза, увеличивающая рассматриваемый объект в 2-5 раз. Некоторые лупы дают увеличение в 10-25 раз. Ручная лупа имеет ручку, в других — штативных лупах — линзы закреплены в специальном штатйве. Рис. 21. Растение — клеточный организм: одноклеточные водоросли: 1 — хлорелла; 2 — хламидомонада; многоклеточные водоросли: 3 — спирогира; — ламинария; 5 — овёс; 6 — медуница; 7 — сосна 31 Микроскоп (от греч. микрос — «малый», скопео — «смотрю») — сложный прибор, дающий увеличение в десятки, сотни и даже тысячи раз (рис. 22). Первое использование микроскопа в 1600 г. стало событием огромной важности — появилась возможность увидеть мир мельчайших существ, не видимых ранее человеческим глазом. Голландский натуралист Антони ван Левенгук широко применял его для наблюдения микроскопических организмов. Для рассматривания под микроскопом приготовляют микропрепарат изучаемого растения. Для этого делают тонкий срез небольшой части растения и помещают его на специальное стёклышко — предметное стекло. Чтобы тонкий срез не высох, его кладут в каплю воды и сверху накрывают покровным стеклом. Для определения увеличения микроскопа нужно знать, во сколько раз дают увеличение окуляр и объектив. Например, если окуляр увеличивает в 10 раз, а объектив в 6 раз, то микроскоп даёт увеличение рассматриваемого объекта в 60 раз (10 х 6 = 60). Увеличение в 60 раз называют малым увеличением, а увеличение в 200-300 раз — большим. Рнс. 22. Микроскоп: 1 — штатив; 2 — окуляр; 3 — винт; 4 — тубус; 5 — объектив; 6 — столик; 7 — рассматриваемый предмет; 8 — зеркало Для знакомства с клетками и их изучения используют увеличительные приборы — микроскоп и различные лупы. Для рассматривания объекта готовят микропрепарат. Клетка, лупа, микроскоп, микропрепарат. 1. Установите черты сходства и различия в строении одноклеточных и многоклеточных организмов. 2. Назовите клетки растений, которые можно видеть без увеличительных приборов. Опишите свои наблюдения. 32 3. Что является главной частью увеличительных приборов? 4. Как приготовить микропрепарат плода? Поясните на примере. 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение об истории открытия клеточного строения живых организмов. Особенности строения растительной клетки Вспомните • какое увеличение дает лупа; • почему микроскоп, с которым вы работаете, называют световым; • зачем готовят микропрепараты. Строение растительной клетки. Рассматривая клетки под микроскопом, можно увидеть, что в их состав входят: клеточная стенка с порами, мембрана, ядро с находящимся в нём ядрышком, цитоплазма с пластидами и вакуоль с клеточным соком (рис. 23). Клеточная стенка снаружи покрывает клетку, её более тонкие участки называют порами. Клеточная стенка бесцветная, прозрачная и очень прочная. Она сохраняет форму клетки и защищает её содержимое. Под клеточной стенкой находится очень тонкая плёнка — клеточная (или цитоплазматическая) мембрана. Клеточная стенка и мембрана легко проницаемы для одних веществ и непроницаемы для других, то есть обладают свойством полупроницаемости. Полупроницаемость сохраняется, пока клетка жива. Рис. 23. Растительная клетка: 1 — клеточная стенка; 2 — клеточная мембрана; 3 — пора; 4 — цитоплазма; 5 — вакуоль; 6 — хлоропласты; 7 — ядро с ядрышком; 8 — ядерная оболочка 2 — и. и. Пономарева 33 Цитоплазма — бесцветное густое и тягучее содержимое клетки, которое постоянно движется (перетекает) внутри неё. В цитоплазме происходят различные процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. ш Цитоплазма — это внутренняя среда клетки. В цитоплазме находятся ядро, различные пластиды и вакуоли. Ядро — плотное округлое тельце, расположенное в центре клетки или около клеточной стенки. Ядро является важнейшей частью клетки. Оно регулирует процессы её жизнедеятельности. В ядре находятся хромосомы, обеспечивающие передачу наследственных свойств клетки дочерним клеткам при её делении. Пластиды — мелкие тельца. Они бывают бесцветными, но многие окрашены в зелёный или красно-оранжевый цвет. От окраски пластид зависит окраска клетки и органов растения. Зелёный цвет растений обусловлен присутствием в их клетках зелёных пластид — хло-ропластов (от греч. хлорос — «зелёный», пластос — «оформленный»). Зелёный цвет хлоропласты имеют благодаря особому зелёному веществу — хлорофиллу (от греч. хлорос — «зелёный», филлон — «лист»). С помощью хлорофилла клетки растений улавливают энергию солнечных лучей и образуют органические вещества (в виде сахаров). Бесцветные пластиды называют лейкопластами. В них откладываются запасные питательные вещества — крахмал, масла и белок. Красно-оранжевые пластиды (в цветках, плодах) называют хромопластами. Вакуоли — резервуары, отделённые от цитоплазмы мембраной. В них содержится клеточный сок, накапливаются запасные питательные вещества и продукты жизнедеятельности, ненужные клетке. Клеточный сок — водянистая жидкость, содержащая растворённые сахара, органические кислоты и минеральные соли. Вакуоли наполняются клеточным соком в процессе всей жизни клетки. По мере роста клетки её мелкие вакуоли сливаются в одну большую (центральную) вакуоль, а с увеличением размеров вакуоли увеличивается и размер клетки. LU Наличие хлоропластов, вакуоли с клеточным соком и клеточной г5Ч стенки — отличительные особенности клеток растений. 34 Лабораторная работа № 1 Тема: Знакомство с клетками растения Цель: изучить строение растительной клетки. Оборудование и материалы 1. Лупа ручная, микроскоп, пинцет, препаровальная игла, предметное и покровное стёкла, бинт. 2. Часть луковицы, плод томата (арбуза). Ход работы Задание 1. Рассматривание клеток томата (арбуза) 1. Приготовьте микропрепарат мякоти плода. Для этого от разрезанного томата (арбуза) отделите препаровальной иглой маленький комочек мякоти и положите его в каплю воды на предметное стекло. Расправьте препаровальной иглой мякоть в капле воды и накройте покровным стеклом. 2. Рассмотрите микропрепарат под микроскопом. Найдите отдельные клетки. Рассмотрите клетки при малом увеличении «10 X 6», а затем — при большом «10 х 80». 3. Отметьте цвет клетки. Поясните, почему капля воды изменила свой цвет. 4. Сделайте вывод. Задание 2. Рассматривание клеток кожицы лука 1. Приготовьте микропрепарат кожицы лука. Для этого с нижней поверхности чешуи лука пинцетом отделите иг снимите прозрачную кожицу. Положите её в каплю воды на предметное стекло. Расправьте препаровальной иглой и накройте покровным стеклом. 2. Рассмотрите микропрепарат под микроскопом. Найдите отдельные клетки. Рассмотрите клетки при малом увеличении, а затем — при большом. 3. Зарисуйте в тетради клетки кожицы лука. 4. Сделайте вывод. 2* 35 Все органы растения состоят из клеток. Клетка — основная структурная единица любого организма, обладающая всеми признаками живого. Основные части растительной клетки: клеточная стенка, клеточная мембрана, цитоплазма с пластидами, ядро и вакуоли. Наличие хлоропластов, содержащих зелёный пигмент хлорофилл, — признак всех представителей царства растений. ________!-------------------------------------------------------- 1. Охарактеризуйте основные части клетки. 2. Почему ядро считают самой важной частью клетки? 3. Почему среди всех пластид растительной клетки хлоропла-стам уделяется особое внимание? 4. Какую функцию в растительной клетке выполняет вакуоль? 5. Почему клетка является основной структурной единицей живого организма? Клеточная стенка, клеточная (цитоплазматическая) мембрана, ядро, цитоплазма, вакуоль, хлорофилл, хлоропласт, хромосомы. Жизнедеятельность растительной клетки Вспомните из каких основных частей состоит растительная клетка; • каково значение цитоплазмы в жизнедеятельности клетки; • какую роль играет клеточная стенка. Основные процессы в клетке. Клетка питается, дышит, реагирует на воздействие внешней среды, выделяет (и удаляет) ненужные ей вещества, размножается. Одно из важных проявлений жизнедеятельности клетки — движение цитоплазмы. Благодаря движению цитоплазмы ко всем частям клетки доставляются нужные ей вещества и удаляются вещества, отработанные клеткой. Движение цитоплазмы может замедляться или ускоряться под воздействием экологических факторов окружающей среды — света, температуры, снабжения кислородом, водой. 36 f mSI s %Л>'' I \ ■; i-ji Питание клетки происходит в результате целого ряда сложных химических реакций. Из внешней среды клетка растений поглощает неорганические вещества (углекислый газ, минеральные соли, воду). С помощью энергии солнечного света и хлорофилла из углекислого газа и воды в клетке растений образуются органические вещества — углеводы (сахара), которые затем превращаются в белки и жиры. В процессе дыхания клетка поглощает кислород и получает энергию, необходимую ей для жизни. При этом расщепляются органические вещества и выделяются углекислый газ и вода. Рост клетки обеспечивается за счёт увеличения объёма цитоплазмы, вакуоли и растяжения клеточной стенки (рис. 24). Все сложные процессы жизнедеятельности происходят в отдельных частях клетки. Вещества, образовавшиеся в них, перемещаются внутри клетки во время движения цитоплазмы, соединяются с другими веществами и образуют новые, которые вновь распадаются, обеспечивая клетку энергией, необходимой для жизни. Такие процессы образования веществ и их распада в клетке называют обменом веществ. Рис. 24. Рост клетки путём увеличения вакуоли и растяжения клеточной стенки ш Обмен веществ — главное проявление жизни клетки. Важнейшим свойством клетки является её способность к размножению путём деления. Деление клетки — это сложный процесс, включающий ряд этапов, последовательно идущих один за другим (рис. 25). Рис. 25. Деление клетки 37 Главную роль в делении клетки играют процессы, происходящие в ядре. Наследственный материал — хромосомы — удваиваются, затем разделяются на две одинаковые части, которые расходятся к противоположным концам клетки. После деления ядра происходит разделение цитоплазмы. В результате из одной материнской клетки образуются две подобные ей дочерние клетки. Размножение присуще всем клеткам растений, но оно реализуется только в благоприятных для их жизнедеятельности условиях. ^ Деление клетки — это процесс её размножения, в результате ко-" торого происходит увеличение числа клеток. Клетка — живая система. Все процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, обмен веществ, рост, размножение — протекают в клетке взаимосвязанно, благодаря непрерывной работе всех её частей. Все её части: ядро, цитоплазма с пластидами, мембрана, вакуоли и клеточная стенка — взаимодействуют между собой, дополняя друг друга. Поэтому нарушение работы одной из них может привести к нарушению деятельности остальных частей клетки. Взаимосвязанная работа частей клетки обеспечивает её существование и жизнедеятельность как единого целого, особой живой системы — биосистемы (от греч. биос — «жизнь»). Во всех живых клетках, различающихся по форме, размерам, функциям, идут сходные процессы: питание, дыхание, выделение, обмен веществ, рост, развитие и деление (размножение). 1. Охарактеризуйте процессы жизнедеятельности клетки, которые можно наблюдать под микроскопом. 2. Объясните, можно ли по внешнему виду растения определить состояние процессов жизнедеятельности его клеток. 3. Какое значение в жизни клетки имеет обмен веществ? 4. Назовите основные отличительные признаки растительной клетки. 5. Объясните биологическую роль процесса деления растительной клетки. Обмен веществ, размножение клетки, деление клетки. 38 Первым, кто увидел и ещё в XIX в. на примере плаунов и хвощей описал деление растительной клетки, был наш соотечественник — учёный-ботаник Иван Дорофеевич Чистяков (1843-1877). Наблюдая изменения, которые происходят в клеточном ядре, он установил, что деление клетки начинается с деления ядра и только затем происходит деление цитоплазмы. Завершается этот процесс появлением двух дочерних клеток. Молодые клетки начинают расти. Достигнув размеров материнской клетки, они вновь могут делиться. Ткани растений Вспомните • из каких частей состоит клетка; • каковы отличительные признаки растительной клетки; • какой процесс обеспечивает появление новых клеток. Понятие о тканях растений. У многоклеточных растений клетки неодинаковы — одни из них длинные, другие округлые, одни плотно прижаты друг к другу, другие расположены рыхло. Некоторые клетки выполняют функцию защиты тела растения, другие — функцию питания (фотосинтеза), третьи — проведения веществ в организме. Есть и такие, которые непрерывно делятся, образуя всё новые и новые клетки. Клетки с одинаковыми свойствами образуют у растений хорошо различимые группы. Группы клеток, сходных по строению, функциям и имеющих общее происхождение, называют тканями. Промежутки, образующиеся между клетками, называют межклеточным пространством, или межклетниками (рис. 26). Из тканей формируется тело растения. ^ Ткань растений — группа клеток, структурно и функционально ^ взаимосвязанных друг с другом и сходных по происхождению. Рис. 26. Ткани растения: 1 — покровная; 2 — основная; 3 — проводящая; 4 — межклетники 39 Виды тканей растений. Образовательные ткани состоят из клеток, способных делиться в течение всей жизни растения. Эти ткани находятся в местах активного роста, например на кончике корня, на верхушке почки. Клетки здесь мелкие и лежат очень плотно дртуг к другу. Благодаря постоянному делению они образуют множество новых клеток. Клетки, появившиеся в ходе деления клеток образовательной ткани, затем преобразуются в клетки других тканей растения (рис. 27). Основные ткани выполняют в организме растения функции создания и накопления вепдеств. В основной ткани находится зелёный пигмент хлорофилл, а значит, здесь создаётся органическое вещество и запасается энергия солнечного излучения. Основная ткань, содержащая хлорофилл, преимущественно находится в мякоти листьев растения (см. рис. 26). Другие виды основной ткани специализируются на запасании питательных веществ. Они широко представлены в семенах, а также в клубнях, луковицах и в других органах растений. У некоторых растений {нимфея, кубышка жёлтая) в основной ткани развиваются большие межклетники, заполненные воздухом, что очень важно для растений, обитающих в водной среде (рис. 28). Рис. 27. Ткани кончика корня: 7 — клетки образовательной ткани; 2 — преобразование молодых клеток в покровную ткань; 3 — преобразование молодых клеток в проводящую ткань; 4 — корневой чехлик Рис. 28. Водные растения: 1 — нимфея чисто-белая; 2 — кубышка жёлтая; 3 — лотос орехоносный 40 Покровные ткани защищают снаружи все органы растения. Клетки покровных тканей плотно сомкнуты между собой. В кожице, покрывающей листья, молодые побеги и корни, эти клетки с очень тонкой прозрачной клеточной стенкой легко пропускают солнечный свет вглубь растения. У многолетних растений клетки кожицы со временем заменяются мёртвыми клетками пробки. Покровные ткани защищают растение от высыхания, перегрева и механических повреждений. Проводящие ткани осуществляют передвижение растворённых питательных веществ по растению. У многих наземных растений они представлены проводящими элементами — сосудами, трахеидами, ситовидными трубками. В стенках проводящих элементов есть поры и сквозные отверстия, облегчающие передвижение веществ от клетки к клетке. «Проводящие ткани образуют в теле растения непрерывную разветвлённую сеть, соединяющую все его органы в единую систему: от тончайших корешков до самых молодых побегов, почек и кончиков листа. Механические ткани образованы клетками с очень прочными клеточными стенками. Благодаря им растения могут противостоять большим механическим нагрузкам, например переносить раскачивание стебля порывами ветра. Механическая ткань придаёт твёрдость скорлупе орехов. У грецкого ореха она столь прочная, что в размолотом виде её используют как шлифовальный порошок для очистки металлических и каменных поверхностей. В стеблях некоторых растений (лён, крапива) механическая ткань состоит из длинных утолщённых частично одревесневших клеток, обладающих чрезвычайно высокой прочностью и упругостью. Механическая ткань растений крепче стали. Сталь при многократных перегибах ломается, а стебли растений в течение жизни способны многократно раскачиваться, сгибаться, каждый раз выпрямляясь и не ломаясь. МВсё разнообразие тканей растения обусловлено особенностями состава и строения образующих их клеток, выполнением ими различных функций. Появление тканей у растения. Разнообразные ткани встречаются не у всех растений. Так, у морских многоклеточных водорослей все клетки обладают сходной формой и размерами, содержат хлорофилл. Плоское тело водоросли поглощает из морской среды нужные для жизни вещества (воду, минеральные соли, углекислый газ) всей своей поверхностью (рис. 29). 41 Учёные считают, что в процессе исторического развития живой природы — эволюции — возникновение различных тканей у растений было связано с их выходом на сушу? Когда одна часть растения оказалась в воздушной среде, а другая часть — корневая — в почве, появилась необходимость доставки воды и минеральных солей от корней к листьям, а органических веществ — от листьев к корням. Так в ходе эволюции растительного мира возникли два типа проводящих тканей — древесина и луб. По древесине (трахеидам и сосудам) вода с растворёнными в ней минеральными веществами поднимается от корней к листьям — осуществляется водопроводящий, или восходящий, ток. По лубу (ситовидным трубкам) органические вещества, образовавшиеся в зелёных листьях, поступают к корням и другим органам растения — это нисходящий ток. Покровные ткани сформировались в процессе исторического развития растений в целях их защиты от высыхания на суше. Для удержания растения в почве, особенно при сильном ветре, появились механические ткани. Создание растением в условиях яркого солнечного света органических веществ и их запасание способствовали формированию основных тканей. Разнообразие тканей у растений возникло в процессе длительного исторического развития растительного мира. Оно обусловлено различными функциями, выполняемыми тканями, и особенностями их клеток. Растение — целостный живой организм. Ткани растения, выполняя различные функции, тесно взаимодействуют между собой, поддерживают равновесие всех процессов в отдельных клетках и в целом во всём растении. Они обеспечивают жизнь и развитие растения как единого организма. Рис. 29. Клеточное строение слоевища водоросли Клетка — это мельчайшая структурная часть любого организма, в том числе растения. Клетки не .только воспроизводят себя, но и образуют особые ткани, создающие весь организм растения, снабжающие его питательными веществами, обеспечивающие их передвижение и хранение. Клетки и ткани, тесно взаимодействуя между собой, обеспечивают жизнедеятельность растения как целостного живого организма. 42 1. Почему основная ткань получила такое название? 2. Поясните, имеют ли старые сосна и дуб образовательные ткани. 3. В клетках какой растительной ткани происходит образование органических веществ? 4. Назовите ткани, по которым в растениях передвигаются вода и минеральные соли, органические вещества. 5. Объясните на примерах взаимосвязь между строением и функциями тканей растений. Ткань, виды тканей: проводящие, образовательные, основные, покровные, механические, межклеточные пространства (межклетники). Подведём итоги. Что вы узнали из материалов главы 2 «Клеточное строение растений»? Ответьте на вопросы 1. Какие части клетки самые главные? 2. Какие виды тканей существуют у растений? 3. Как размножается клетка? 4. Из каких этапов состоит деление клетки? 5. Какую роль играют ядро и цитоплазма в жизнедеятельности клетки? в. Каковы функции клеточной стенки у растений? 7. Где в клетке расположены хромосомы? 8. Какие функции выполняют образовательная и основная ткани растения? Сравните их. 9. Какова роль проводящей ткани в жизни растения? 10. Что называют обменом веществ? 11. Каким свойством обладают клеточная стенка и мембрана? 12. От чего зависит скорость движения цитоплазмы в клетке? Выполните задания А. Дополните утверждение, выбрав правильный ответ. 1. Зелёный цвет растения обусловлен наличием в клетках: а) хромосом; б) ядра; в) хлорофилла; г) цитоплазмы. 43 2. Клеточный сок находится: а) в цитоплазме; б) в вакуоли; в) в межклетниках; г) в ядре. Б. Уберите лишнее понятие. 1. Ядро, цитоплазма, почка, мембрана. 2. Клеточная стенка, спора, вакуоль, хлоропласт. В. Установите причинно-следственную связь между названием ткани и 'её функциями в жизни расте^шя. Ткани: 1) образовательная; 2) механическая; 3) проводящая. Функции: а) придаёт растению прочность; б) служит для передвижения по растению растворов питательных веществ; в) обеспечивает рост растения. Обсудите проблему в классе « Почему цитоплазму называют внутренней средой клетки? • Что случится, если в процессе деления дочерние клетки не будут отделяться друг от друга, а будут вновь и вновь делиться надвое? Выскажите своё мнение • Где можно применить знания о клетке и тканях? Ваша позиция Клетка — это величайшее достижение живой природы. Надо ли знать человеку её свойства и значение? Учимся создавать проекты, модели, схемы • Составьте схему, иллюстрирующую соответствие определённых клеток растений различным видам тканей. • Изобразите в виде схемы информацию о клетке на тему «Клетка — живая система». Темы проектов 1. Создание объёмной модели растительной клетки для школьного кабинета биологии. 2. Подготовка электронной презецтации сообщения на тему «Многообразие форм растительных клеток». 3. Подготовка электронной презентации сообщения о роли микроскопа в изучении клеточной структуры растений. 44 Органы растений Изучив материалы главы 3, вы сумеете охарактеризовать: • строение и разнообразие плодов и семян; • значение корня и побега в жизнедеятельности растения; • особенности строения и функции листа; • строение и биологическое значение цветка. Вы научитесь; • сравнивать семена двудольных и однодольных растений; • определять принадлежность растений к цветковым или споровым; • объяснять различие двух групп семенных растений. Семя, его строение и значение Вспомните • какие растения называют семенными; • какую роль играет семя в жизни растения; • где образуются семена у цветковых растений. Значение семян в жизни растений. Все семенные растения начинают свою жизнь с семени. Попав в благоприятные условия, семя прорастает. При этом из него вначале появляется корень, затем маленький побег с листьями. Такое молодое растеньице называют проростком. Проросток любого семенного растения состоит из корня и побега, которые называют главными потому, что они развились непосред- 45 Рис. 30. Семя сейшельской пальмы и плоды кокосовой пальмы А — однодольного растения (кукурузы); Б — двудольного растения (фасоли); / — кожура семени; 2 — покровы плода; 3 — семявход; 4 — рубчик; 5 — зародыш; 6 — семядоли; 7 — зародышевый стебелёк; 8 — зародышевые листья; 9 — зародышевый корешок; 10 — эндосперм ственно из зародышевого корня и зародышевого побега. ^ Семя — орган размножения рас- " тений. У цветковых растений на побегах, кроме листьев, стебля и почек, со временем развиваются цветки и плоды с семенами (рис. 30). Строение семян. Снаружи семена покрыты плотным покровом — кожурой (рис. 31). Она защищает семя от повреждений, высыхания, проникновения болезнетворных организмов. У некоторых растений семенная кожура плотная, но тонкая (у тыквы, яблони), у других она деревянистая, толстая и очень твёрдая (у сливы, миндаля, винограда). На кожуре семени имеется рубчик — след от места прикрепления семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится маленькое отверстие — семявход. Через семявход внутрь семени проникают воздух и вода, необходимая для его прорастания. Внутри семени находится зародыш нового растения. У одних растений (фасоли, тыквы, яблони) зародыш крупный и его можно увидеть, сняв кожуру с семени. У других (пшеницы, перца, ландыша, лука) зародыш очень мал. В таком семени питательные вещества представлены эндоспермом (от греч. эндон — «внутри», сперма — «семя») — особой тканью, клетки которой содержат много запасных питательных веществ, служащих зародышу первым источником питания при прорастании семени. 46 Семядоли зародыша Эндосперм 2 X л ч о ч >> й Тыква Фасоль Без эндосперма - л я й ч о ч о я ч о Эндосперм ' Зародыш Зерновка пшеницы Томат Зародыш Ирис Эндосперм Лук Ландыш Рис. 32. Продольный разрез семени двудольных и однодольных растений ш Эндосперм — ценная питательная ткань в семени растения. Зародыш нового растения, находящийся в семени, имеет две хорошо различимые части: зародышевый побег и зародышевый корешок. Зародышевый побег представлен зародышевым стебельком, зародышевыми листьями и зародышевой верхушечной почечкой. Первые зародышевые листья растений называют семядолями. Например, у фасоли, гороха, огурца в зародыше всегда присутствуют две крупные, мясистые семядоли, содержащие питательные вещества. Эндосперм в таком семени почти не заметен. У зерновки пшеницы, кукурузы только одна семядоля в форме очень тонкой пластинки — щитка, тесно прижатого к эндосперму. Цветковые растения, имеющие зародыш семени с двумя семядолями, называют двудольными, а с одной семядолей — однодольными (рис. 32). Семена хвойных растений имеют несколько (5-7) семядолей. Прорастание семян. Семена, получив через семявход воду, набухают и прорастают. Зародышевый корешок быстро растёт, опережая рост других органов зародыша, и закрепляет проросток в почве. Корень растения, развившийся из зародышевого корешка, называют главным. Позднее главный корень ветвится, образуя целую сеть боковых кор- 47 ней, называемую корневой системой. У однодольных растений от зародышевого стебля образуются ещё два-три других корня. Их называют придаточными корнями (рис. 33). 1 3 Б шш шш л Рис. 33. Проростки (Л — фасоль; Б — кукуруза; В — кокосовая пальма); корни (1 — главный; 2 — придаточные; 3 — боковые) Рис. 34. Прорастание семян: надземное: 1 — фасоль; 2 — липа; 3 — редис; подземное: 4 — дуб; 5 — настурция; 6 — горох 48 Затем начинает расти вверх зародышевый побег. Из него вскоре развивается надземный побег, который называют главным. Через некоторое время из проростка развивается новое растение, очень похожее на материнское. Проросток вырастает только из семени с живым зародышем. У некоторых растений в процессе прорастания семян семядольные листья выносятся на поверхность почвы. Это наблюдается у фасоли, огурца, тыквы, свёклы. В таком случае говорят о надземном прорастании семян. У других растений семядоли не выходят на поверхность (горох, настурция, дуб, каштан). Их называют растениями с подземным прорастанием семян (рис. 34). Значение семян для растений. В жизни растений семена играют очень важную роль: с помощью семян растения размгюжаются и расселяются по земной поверхности. Обеспечивая размножение и расселение растений, семена способствуют сохранению и развитию растительного покрова. Каким же образом растения распространяются по земной поверхности? Оказывается, у плодов и семян некоторых растений имеются особые приспособления, способствующие их расселению. На рисунке 35 приведены некоторые примеры таких приспособлений. В Рис. 35. Приспособления плодов и семян к расселению: А — с помощью ветра: 1 — зерновка ковыля; 2 — семянка одуванчика; 3 — семянка василька; 4 — двукрылатка клёна; Б — с помощью животных: 5 — ягода смородины; 6 — костянка черёмухи; 7 — костянка вишни; В — саморазбрасыванием: 8 — коробочка белены; 9 — коробочка дурмана 49 Известны случаи, когда семена кокосовой пальмы переносились морскими волнами с одного тропического острова на другой, находящийся от него на расстоянии в несколько сотен километров. Семена ели, сосны, лиственницы, берёзы, одуванчика разносятся ветром. Семена дуба, лещины (орещника) распространяют на значительные расстояния грызуны — белки. Люди перевозят семена нужных им растений из одного региона в другой, чем способствуют расселению растений. Значение семян для животного мира. Семена с их запасом крахмала, жиров, белков представляют собой высококалорийный питательный корм для многих крупных и мелких животных — птиц, различных млекопитающих (крупного рогатого скота, грызунов, обезьян) (рис. 36). Рис. 36. Семена служат кормом многим животным Некоторые животные запасают семена в своих норах на зиму. Так, бурундук ежегодно к зиме способен запасать в своих кладовых до 5-7 кг кедровых орещков. Многие насекомые питаются недозрелыми семенами, высасывая из них питательные вещества. В целом животные поедают до 85-90% выросших на растениях семян. Значение семян для человека. Семена растений человек использует в пищу. Из семян извлекают крахмал, масло, растительный белок, изготавливают лекарства, красители, яды, а также различные украще-ния. Из семян злаков (точнее, их плодов — зерновок): пщеницы, кукурузы, ржи, риса, овса, ячменя, сорго — во всём мире делают муку и крупу. Из семян подсолнечника, рапса, льна, хлопка, кокоса, арахиса вырабатывают пищевые и технические растительные масла (рис. 37). В пищу щироко используют горох, фасоль, чечевицу, сою. Ценными пищевыми продуктами являются семена грецкого ореха, мака, лещины. 50 миндаля, кофейного дерева и какао, кокосовой пальмы, сибирской (кедровой) сосны и других растений. Семена чёрного перца, тмина, чернушки, мускатного ореха, ванили используют как пряности. Издавна люди специально выращивали (окультуривали) нужные им растения. Благодаря этому культурные растения образуют намного больше семян, чем это им необходимо для возобновления. Такое свойство растений оказалось очень полезным человеку. Рис. 37. Продукты, изготовленные из семян Семя — орган размножения и расселения растений. Оно состоит из зародыша, эндосперма и кожуры. Зародыш семени состоит из зародышевого корешка и зародышевого побега с двумя семядолями и верхушечной почечкой (у двудольных) или с одной семядолей и верхушечной почечкой (у однодольных). Молодое растение, появившееся из семени, называют проростком. Семена — ценнейший продукт питания для человека и животных (диких и домашних). 1. Охарактеризуйте роль семян в жизни растения. 2. В чём сходство между проростком и зародышем семени? 3. Сравните проростки фасоли и пшеницы. Найдите черты различия. 4. В семенах каких растений содержится большое количество жиров? Белков? Крахмала? 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение об использовании семян в хозяйственной деятельности человека. Лабораторная работа № 2 Тема: Изучение строения семени фасоли Цель: изучить внешнее и внутреннее строение семени двудольного растения. Оборудование и материалы 1. Лупа ручная, препаровальная игла. 2. Боб фасоли с семенами. 3. Набухшие семена фасоли. 51 Ход работы 1. Рассмотрите плоды фасоли — бобы. Раскройте их. Рассмотрите, как прикреплены в бобе семена — фасолины. 2. Рассмотрите внешний вид семени фасоли, отметьте его форму и окраску. 3. Найдите рубчик и семявход. 4. Пользуясь препаровальной иглой, снимите с набухшего семени кожуру. 5. Найдите зародыш семени. Изучите его строение. Рассмотрите части зародыша: две семядоли, зародышевые корешок, стебелёк и почечку. 6. Определите, в какой части семени фасоли находятся запасные питательные вещества. 7. Зарисуйте семя и надпишите его части. 8. Сделайте выводы и запишите их в тетрадь. Семя, кожура, зародыш, эндосперм, семядоля, проросток, двудольные растения, однодольные растения. • Зрелые сухие семена могут долго оставаться живыми. Например, семена огурцов спустя 7-10 лет могут прорасти. По 40-50 и даже 90 лет сохраняют всхожесть семена сорняков, находясь в почве. Семена лотоса сохраняют всхожесть 200-250 лет. Учёным удалось прорастить семена этого растения, пролежавшие в торфянике на территории Маньчжурии около 2 тыс. лет, и семена арктического люпина, находившиеся в вечной мерзлоте на Аляске около 10 тыс. лет. Но легенды о сохранении всхожести семян пшеницы, найденных в египетских пирамидах, не подтвердились, так как пшеница сохраняет всхожесть лишь в течение 7-15 лет. • Фасоль обыкновенная вошла в культуру стараниями древних ацтеков. Это произошло благодаря окультуриванию фасоли аборигенной — однолетней лианы, встречающейся в лесах Центральной и Южной Америки и в настоящее время. У дикорастущей фасоли в плодах — бобах — обычно содержится 2-3 крупных семени (фасолины), тогда как в плодах некоторых сортов культурной фасоли обыкновенной имеется по 7-9 и даже по 13 семян. То же можно сказать и о пшенице. В колосьях её культурных сортов содержится в 2-3 раза больше зерновок, чем у дикорастущих форм. 52 Условия прорастания семян КЕШШПЗЖ* каково значение семявхода для прорастания семян; • строение семян двудольных растений; • строение семян однодольных растений. Значение воды и воздуха для прорастания семян. Семена, попав в благоприятные условия, прорастают и дают жизнь новому растению. Способность семян к прорастанию называют всхожестью. kU Прорастание — это переход семян из состояния покоя к росту " зародыша и развитию из него проростка. Прорастание семян обычно начинается с момента проникновения воды в семя через семявход. Проникнув в семя, вода вызывает его набухание — семя несколько увеличивается в объёме. При этом набухают и запасные питательные вещества, находящиеся в семядолях и эндосперме. Они переходят в растворимое состояние и становятся доступными для клеток живого зародыша. Роль воды в прорастании семян можно доказать опытным путём (рис. 38). Для этого нужно взять три сосуда и на дно каждого из них положить несколько семян гороха. Затем один сосуд оставить без воды, в другой налить её немного, а третий заполнить водой почти доверху. В третьем сосуде семена набухли, но погибли от того, что толща воды закрыла доступ воздуха к их зародышам. Опыт убеждает в том, что для прорастания семян необходима не только вода, но и кислород воздуха. 1 Рис. 38. Опыт по определению роли воды для прорастания семян; 1 — начало опыта; 2 — результат опыта через 5-7 дней 53 ^ Кислород воздуха — ещё одно важное условие прорастания се- ™ мян и развития проростка. Значение запасных питательных веществ семени. Запасные вещества необходимы не только для питания зародыша в период'его формирования внутри семени, но и во время прорастания семени. Если запас питательных веществ в семени недостаточен, прорастание происходит медленно. ^ Без использования питательных веществ, запасённых в семени, " зародыш растения не развивается и растение не формируется. В зародыше, поглощающем питательные вещества, запасённые в семядолях или эндосперме, происходит интенсивный обмен веществ, и он быстро растёт. При этом его клетки активно дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ и тепло. В природе семена, попавшие в почву, обычно не испытывают недостатка в кислороде, поэтому, получив достаточное количество влаги, прорастают. Температурные условия. Семена различных растений прорастают только при определённой температуре. Одним растениям для прорастания семян требуется много тепла, другим — мало. Например, семена перца прорастают при температуре +25 °С, огурца, тыквы — при + 15...+ 18 °С, пшеницы, ржи, гороха, редиса, льна, укропа — при +2...+5 °С, а семена клевера лугового — при 0...+0,5 °С. Эти особенности семян учитываются при определении сроков посева. Растения, семена которых при прорастании требуют более высокой температуры, называют теплолюбивыми, а растения, прорастающие при низких температурах, — холодостойкими. Холодостойкие растения (пшеницу, рожь, редис, салат, морковь, капусту) высевают ранней весной, а теплолюбивые (огурец, тыкву, перец, помидор, кукурузу) — только в начале лета, когда почва достаточно прогреется. Часто теплолюбивые растения проращивают в помещении, а потом в виде рассады в тёплое время года высаживают на грядки. Значение света. На прорастание семян большинства видов растений освещённость не влияет. Но существуют растения, семена которых прорастают только в темноте (чернушка) или только на свету (петуния). Семена тыквы прорастают быстрее в темноте. Влияние света на прорастание семян вы можете сами проверить на простейшем опыте. Для этого надо взять две тарелки и на каждую из них положить фильтровальную бумагу или тряпочку, смочить их водой 54 и на каждую поместить для проращивания по 30 горошин или 30 семян редиса. Накрыть влажной тряпочкой. Затем одну тарелку поместить в темноту (например, в шкаф), а другую оставить на свету. Через 5-7 дней вы увидите, что семена, которые содержались в темноте, развились лучше и проросло их больше, чем на свету. Сроки посева семян. Определяя сроки посева семян, следует учитывать особенности прорастания семян и погодные условия. При посеве очень важно учесть глубину заделки семян в почву, которая прежде всего зависит от размеров самих семян. ш Чем крупнее семя, тем глубже его заделывают в почву. Мелкие семена заделывают в почву на небольшую глубину, а некоторые высевают даже по поверхности почвы. Крупные семена, например гороха, фасоли, тыквы, заглубляют в почву на 4-5 см. Семена, средние по размеру (например, огурцов, помидор, редиса, моркови, свёклы, лука и петрушки), — на глубину 2~3 см. Мелкие семена мака, репы, салата, сельдерея сеют по поверхности почвы, лишь слегка присыпав сверху слоем почвы толщиной не более 1,5~2 мм. Глубина заделки семян зависит также и от качества почвы. В песчаную почву семена заделывают глубже, чем в плотную глинистую. Необходимыми условиями прорастания семян являются: наличие воды, кислорода воздуха, определённой температуры и запасных питательных веществ в семени. Чтобы получить хороший урожай, необходимо соблюдать сроки посева семян и глубину их заделки в почву. 1. Назовите главные условия, необходимые для прорастания семян. 2. Почему свежесобранные семена перед закладкой на хранение просушивают? 3. О каких условиях, необходимых для прорастания семян, вы узнали впервые? Где вы сможете использовать эти знания на практике? 4. Рассмотрите внимательно рисунок 38. Объясните, что произошло с семенами гороха в каждом из трёх сосудов. Каким образом вы определили, что набухшие семена не проросли? Почему семена проросли только во втором сосуде? Почему не проросли в третьем сосуде, где была вода? 55 5. Проведите дома самостоятельно опыт, доказывающий влияние света на прорастание семян. Отметьте в рабочей тетради время, которое потребовалось семенам для прорастания. Зарисуйте ваши объекты, оформите результаты опыта в виде отчёта. Всхожесть. ^^аг. какое строение имеют грибы; • что представляет собой микориза; • к каким организмам по способу питания относят грибы. Понятие о лишайниках. Лишайники — своеобразная группа живых организмов, произрастающих на всех континентах, в том числе в Антарктиде. В природе их насчитывают более 26 тыс. видов. Долгое время лишайники были загадкой для исследователей. Хотя люди издревле использовали их для окрашивания тканей, в лекарственных целях и даже в пищу, но называли их по-разному: то мхами, то водорослями, то «хаосом природы» и «нищетой растительности». Наконец в 1867 г. учёные раскрыли сущность организма лишайников — он оказался симбиозом гриба и водоросли или цианобактерии. Однако до сих пор исследователи не пришли к единому мнению относительно положения лишайников в системе живой природы: одни относят их к царству растений, другие — к царству грибов. Внешнее строение лишайников. Тело лишайника представлено слоевищем. Оно очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Слоевище может иметь форму тела в виде корочки, листовидной пластинки, трубочек, кустика и небольшого округлого комочка. Некоторые лишайники достигают в длину более метра, но большинство имеют слоевище размером 3-7 см. Они медаенно растут. Возраст их слоевища нередко насчитывает несколько сотен и даже тысяч лет. Рис. 155. Лишайники: 1 — накипные; 2 — листоватые; 3 — кустистые 231 в зависимости от внешнего облика слоевища лишайники делят на три типа: накипные, листоватые и кустистые (рис. 155). Накипные лишайники имеют вид корочки, тесно сросшейся с субстратом (чаще всего на камне или скале, на стекле). У листоватых лишайников слоевище пластинчатое, иногда с волнистым краем, горизонтально расположенное на субстрате (почва, камни, древесина). К субстрату оно прочно прикреплено толстой короткой ножкой. Кустистые лишайники имеют вид кустика, прямостоячего или висячего, сильно разветвлённого или неразветвлённого. Располагаются на почве, а эпифиты — на ветвях деревьев или на скалах. К субстрату прикрепляются небольшими участками слоевища, а напочвенные — нитевидными ризоидами. Лишайники окрашены в самые различные цвета: белый, розовый, жёлтый, голубой, зелёный, серый и даже чёрный. Внутреннее строение лишайников. Слоевище состоит из двух разных организмов — гриба и водоросли. Они так тесно взаимодействуют между собой, что их симбиоз характеризуется как единый организм. Слоевище представляет собой множество переплетённых грибных нитей (гиф). Между ними группами или одиночно расположены клетки зелёных водорослей, а у некоторых — цианобактерии (рис. 156). ^ Главный отличительный признак лишайников — симбиоз двух ^ организмов разных видов: гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли. Интересно отметить, что виды грибов, образующих лишайник, в природе вообще не существуют без водорослей, тогда как большинство водорослей, входящих в слоевище лишайника, встречается в свободноживущем состоянии, отдельно от гриба. Питание лишайников осуществляется обоими симбионтами — грибом и водорослью. Гифы гриба поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества, а водоросль (или цианобактерия), в которой имеется 1 Рис. 156. Внутреннее строение лишайника на поперечном разрезе: 1 — клетки водорослей или цианобактерий; 2 — гифы гриба 232 хлорофилл, образует органические вещества (благодаря фотосинтезу). Таким путём оба симбионта, обеспечивая друг друга, создают условия для существования лищайника. Размножаются лишайники подобно грибам — спорами и кусочками отделивщегося слоевища. Неприхотливость лишайников. Лишайники поселяются часто в самых бесплодных местах, где другие организмы не выживают. Впитывая всей поверхностью тела влагу дождей, росы и туманов, они способны поселяться в различных местах вне зависимости от близости воды: на отвесных скалах, стенах, камнях, даже на стёклах, в лесах, болотах, пустыне и тундре. Но они очень чувствительны к загрязнению воздуха. В присутствии дымов и ядовитых газов лишайники быстро гибнут. По их состоянию (особенно в городах) определяют чистоту воздуха, то есть их используют как индикаторы (от лат. индико — «указываю», «определяю»). В чрезвычайно суровых условиях произрастают лишайники на камнях и скалах в Антарктиде. Живым организмам приходится жить здесь при очень низких температурах, особенно зимой, и практически без воды. Из-за низкой температуры осадки там выпадают всегда в виде снега. Лишайник не может поглощать воду в такой форме. Но его выручает чёрная окраска слоевища. Благодаря высокой солнечной радиации тёмная поверхность тела лищайника быстро нагревается даже при низких температурах. Снег, попавший на нагретое слоевище, тает. По-явивщуюся влагу лишайник сразу впитывает, обеспечивая себя водой, необходимой ему для дыхания и фотосинтеза (рис. 157). Значение лишайников. Они имеют большое значение в природе и в жизни человека. Одними из первых лишайники заселяют каменистый грунт, голые скалы, участвуют в разрушении горных пород, растворяя каменистые субстраты своими особыми кислотами. Отмирающие части лишайников обогащают почву, а также служат питанием обитателям почвы. Рис. 157. Кустистый лишайник из Антарктиды на камне 233 Некоторые виды, живущие на поверхности деревьев, защищают их от проникновения грибов — древесных разрушителей. Важное место в жизни животных и человека в странах Севера занимают кустистые лишайники (около 40 видов), которые известны под названием олений мох, или ягель. Это ценнейший, а зимой и единственный корм для северных оленей. Другие копытные тоже охотно поедают разнообразные лишайники. Представители некоторых видов лишайников пригодны в пищу человеку. Так, в Исландии их подмешивают в муку при выпечке хлеба; в Японии один из видов лишайников считается деликатесом. Другая область использования лишайников — медицина. Ещё древние египтяне 4000 лет назад применяли их для лечения. В XVIII в. лишайники были внесены в официальные списки лекарственных растений благодаря сильным противомикробным качествам. Некоторые виды лишайников применяют в качестве естественных красителей, а также используют в парфюмерной промышленности. Лишайники — уникальная группа живых существ. Они представляют собой симбиотические организмы, состоящие из гриба и водоросли. Роль лишайников в природе и в жизни людей велика: они служат кормом животным, создают почву, используются человеком в качестве лекарств и пищи, служат показателем чистоты воздуха. 1. Поясните, что могло стать причиной появления в природе симбиотического организма — лишайника. 2. На основании чего лишайники используют в качестве индикаторов чистоты воздуха? 3. В чём причина того, что гриб лишайника не может существовать в природе без водоросли? 4. Почему лишайники могут жить в самых бесплодных местах? 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о роли лишайников в природе. Лишайники: накипные, листоватые, кустистые. 234 Подведём итоги. Что вы узнали из материалов главы 7 «Царство Бактерии» и главы 8 «Царство Грибы. Лишайники»? Ответьте на вопросы 1. Какое значение в эволюции растений имело появление цианобактерий? 2. Почему современные учёные выделили бактерии в отдельное царство? 3. На каком основании живой мир разделён на два надцарства? 4. Почему грибы относят к надцарству эукариот? 5. Какой тип питания наблюдается у лишайников? 6. Каковы правила сбора и употребления грибов в пищу? 7. Какие изменения, наблюдаемые у растений разных систематических групп, свидетельствуют об их эволюции? 8. Почему грибы занимают промежуточное положение между растительными и животными организмами? 9. Какова роль грибов в природе? 10. Почему бактерий считают биотическим фактором в природе? Выполните задания А. Дополните утверждение, выбрав правильный ответ. 1. Клетка бактерии, в отличие от клеток растений, не имеет: а) цитоплазмы; б) капсулы; в) оформленного ядра; г) клеточной стенки. 2. Цианобактерии — это представители: ‘ а) царства бактерий; б) царства грибов; в) царства растений; г) царства животных. 3. Вегетативное тело гриба называют: а) грибницей; б) микоризой; в) симбиозом; г) гифами. 4. Плесневые грибы — это: а) автотрофы; б) сапротрофы; в) симбионты; г) хищники. 5. Тело лишайника называют: а) кустиком; б) слоевищем; в) пластиной; г) гифами. Б. Выберите верные утверждения. 1. У бактерий цитоплазма неподвижна. 2. Цианобактерии — гетеротрофы. 3. Клеточная стенка бактерии непроницаема. 235 4. В клетках бактерии нет оформленного ядра. 5. Дрожжи — одноклеточные грибы. 6. Тело гриба представлено мицелием. 7. Микориза — симбиоз гриба и растения. 8. Все грибы — паразитические организмы. Обсудите проблему в классе • Почему бактерии, возникнув на Земле самыми первыми — более 3 млрд лет назад, не вымерли, а существуют и поныне? • Что произойдёт, если бактерии перестанут существовать в природе? Выскажите своё мнение • Какое значение имеют грибы в культуре разных народов? • Охрана биологического разнообразия — одна из главных проблем человечества. Ваша позиция • Полезны или вредны бактерии для человека? • Мухомор шишкообразный внесён в Красную книгу РФ, и его считают охраняемым видом. Объясните почему, ведь мухоморы — ядовитые грибы. Проведите наблюдение и сделайте вывод • Проведите дома небольшое биологическое исследование. 1. Вырастите белую плесень гриба мукора. 2. Отметьте, через какое время на белом пушке грибницы появится чёрный налёт. 3. Рассмотрите под лупой десятикратного увеличения гифы гриба. Вы увидите, что «чёрный налёт» — это головки со спорами. 4. Препаровальной иглой отделите маленький кусочек грибницы с головками, положите его на предметное стекло (можно использовать маленькое зеркальце) и капните каплю воды рядом с грибницей. 5. Пользуясь препаровальной иглой, коснитесь головками мукора капельки воды и понаблюдайте, что произойдёт. 6. Сделайте общий вывод о роли спор гриба и о том, почему так быстро плесневеют оставленные без присмотра продукты питания. 7. Результаты исследования зацишите в тетрадь. Учимся создавать проекты, модели, схемы 1. Создайте рекламный лист о предупреждении заболеваний, вызываемых болезнетворными бактериями. Оформите сочинённый вами текст, 236 покажите его друзьям для их оценки, а затем вывесите лист у себя дома для ознакомления с ним членов вашей семьи. 2. Составьте список грибов, которые вы или ваши друзья собирали в лесу (или покупали). Сделайте альбом рисунков грибов, которые вы употребляли в пищу. Дополните альбом сведениями об этих грибах, найденными вами в Интернете или в справочной литературе. Подарите альбом своим близким. Темы проектов 1. Создание набора моделей различных форм бактерий (из клеёной ваты, глины или др.) для школьного кабинета биологии. 2. Выполнение проекта по созданию объёмной модели шляпочного гриба с грибницей из папье-маше для школьного кабинета биологии. 3. Создание объёмной модели внутреннего строения лишайника для кабинета биологии. 237 Природные сообщества Изучив материалы главы 9, вы сумеете охарактеризовать: • представителей живого мира, населяющих природное сообщество; • различные природные сообщества; • биогеоценоз и экосистему. Вы научитесь: • описывать структуру природного сообщества; • сравнивать приспособленность разных видов к жизни в природном сообществе; • объяснять причины изменения природного сообщества; • сравнивать естественные и культурные природные сообщества. Понятие о природном сообществе Вспомните какие взаимоотношения живых организмов существуют в природе; • какие растения преобладают в природных условиях вашего края. Понятие о природном сообществе. В природе все организмы не существуют одиночно, а живут совместно, взаимодействуя друг с другом. Например, черника, брусника всегда произрастают в хвойном лесу. Там же растут грибы (белые, моховики), обитают насекомые, опыляющие цветки черники или брусники. В кронах деревьев строят 238 гнёзда птицы, поедающие плоды и семена этих растений. Все эти организмы образуют своеобразный природный комплекс живых организмов — сообщество. Сообщества живых организмов возникают не случайно. Они всегда обусловлены конкретными природными условиями — абиотическими факторами среды, то есть неживой природой. Комплекс растений, приспособленных к существованию на конкретной территории, называют растительным сообществом, или фитоценозом (греч. фи-топ — «растение», койнос — «общий»). В одних условиях абиотической среды формируется еловый лес, в других — сосновый бор, в третьих — дубрава или березняк, луг, болото или степь. Сообщество разных живых организмов — животных, растений, грибов, бактерий сложившееся в природе естественным путём, сосуществующих длительное время на однородной территории в определённых условиях среды, называют природным сообществом, или биогеоценозом (от греч. биос — «жизнь», ге — «земля», койнос — «общий»). Ш Биогеоценоз имеет конкретные границы. Они определяются гра- " ницами конкретного растительного сообщества (фитоценоза). Понятие о биогеоценозе ввёл в науку российский учёный-ботаник Владимир Николаевич Сукачёв. Структура природного сообщества. В.Н. Сукачёв обратил внимание на то, что среди обитателей природного сообщества всегда находятся несколько групп организмов, выполняющих разные функции в природе. Одни организмы, поглощая энергию солнечного света, из неорганических веществ создают органические вещества, в которых запасается энергия. Это группа автотрофов, в неё входят различные зелёные растения. Вторая группа организмов — гетеротрофы. Одни из них питаются живой растительной массой (животные и грибы), другие (бактерии, некоторые грибы) — органическими веществами мёртвых тел, при этом разлагая их до неорганических соединений (солей, воды, углекислого газа). Эти соединения, в свою очередь, могут вновь поглощаться зелёными растениями в процессе фотосинтеза и почвенного питания. В итоге такого взаимодействия возникает круговорот веществ и поток энергии между организмами и абиотической средой. Вот почему создаётся целостность, единство природного сообщества, при котором от существования одних живых организмов зависит существование других. 239 Рис. 158. Круговорот веществ и поток энергии в природе Рис. 159. Структура природного сообщества Круговорот веществ и поток энергии — это движение неорганических веществ и энергии из окружающей среды к одним организмам (автотрофам), от них — к другим организмам (гетеротрофам), а затем — вновь в окружающую среду (рис. 158). Круговорот веществ и поток энергии — главный признак биогео-" ценоза. В структуре природного сообщества различают четыре важных функциональных звена. Первое — это абиотическая среда (неорганические вещества, солнечная энергия, климат, влага, почва). Далее следуют три функционально разные группы живых организмов: создающие вещества с запасом энергии, поедающие эти вещества и перерабатывающие органические вещества до неорганических (рис. 159). Благодаря такому сложному взаимодействию живых организмов и условий абиотической среды биогеоценоз называют также экологической системой, или экосистемой. Биогеоценоз и экосистема — понятия сходные, но не тождественные. Понятие «экосистема» — более широкое, оно не имеет размерности. Экосистема может охватывать пространство любой протяжённости. Это и гниющий пень, и муравейник, и парк, и биосфера Земли в целом. Любой биогеоценоз можно назвать экосистемой, но не всякая биосистема — биогеоценоз. К Биогеоценоз — это экосистема, границы которой обусловлены характером растительного покрова, то есть определённым фитоценозом. 240 Условия среды в природном сообществе отличаются от условий среды за его пределами. Это вызвано тем, что весь комплекс заселяющих его живых организмов (бактерий, грибов, лишайников, растений и животных), получая средства для своей жизни из окружающей абиотической среды, сильно влияет на неё — меняет освещённость, температуру воздуха, влажность, состав почвы. В итоге внутри биогеоценоза создаётся неповторимая среда обитания — его внутренняя среда, «дом» для его живого населения, в создании которого принимают участие сами организмы. Такую внутреннюю среду природного сообщества называют биотопом (от греч. биос — «жизнь», топос — «место»). Бывая в лесу, гуляя по лугу или в степи, следует помнить, что мы — лишь гости в «доме», где обитают разнообразные живые существа. Соблюдать правила поведения, принятые в этом «доме», нужно для того, чтобы не навредить его «жильцам» и условиям их обитания. Природное сообщество (биогеоценоз, экосистема) — это совокупность живых организмов и условий абиотической среды. Оно проявляется в природе как единое целое. Важным признаком биогеоценоза (экосистемы) является круговорот веществ и поток энергии. Понятия «биогеоценоз» и «экосистема» характеризуют с разных позиций одно и то же природное явление — совокупность живых организмов и условий абиотической среды. 1. Объясните, по какой причине в природном сообществе совместно существуют различные группы гетеротрофных организмов. 2. Назовите организмы, составляющие лесной биогеоценоз, которые являются автотрофами. 3. Охарактеризуйте структуру природного сообщества. 4. Как вы думаете, меняется ли состав природного сообщества в зависимости от времени года? 5. Подготовьте сообщение о природных сообществах родного края. Найдите в Интернете сведения о том, какие природные сообщества имеются в вашем регионе. Отметьте, каких биогеоценозов там больше — лесных, луговых или степных, из каких пород древесных растений состоят леса. 9 — И. Н. Пономар«ва 241 Растительное сообщество (фитоценоз), природное сообщество (биогеоценоз), экологическая система (экосистема), биотоп, круговорот веществ и поток энергии. Ф • Своеобразие природного сообщества зависит от состава живых организмов, которые его населяют, и от количества их видов. Например, если в природном сообществе в большом количестве представлена ель, то это будет еловый лес. Но если в нём приблизительно одинаковое количество елей и берёз, то это будет уже иное растительное сообщество — смешанный лес (например, березняк с подростом ели). Дубрава — природное сообщество, в котором древесные породы представлены в основном дубом. • Видовое население в биогеоценозе формируется постепенно в течение ряда лет путём притока видов из соседних территорий. В итоге со временем здесь поселяются виды, взаимно дополняющие друг друга: по использованию имеющихся природных условий, по биологическим потребностям видов и по их жизненным формам. Это позволяет на одной и той же территории разместиться очень большому количеству разных видов растений, грибов и животных. • Влажный тропический лес — самое богатое видами природное сообщество. Благодаря его сложному ярусному строению плотность его населения — животных, растений, грибов и бактерий — чрезвычайно велика. Поэтому искусственно восстановить тропический лес практически невозможно. Приспособленность растений к совместной жизни в природном сообществе Вспомните • какие функции в природном сообществе выполняют живые организмы; • в чём состоит роль круговорота веществ в природном сообществе; • как называют природные сообщества. Строение природного сообщества. Все организмы природного сообщества размещаются в нём в соответствии с особенностями строения 242 своего тела и потребностями для жизни. Так, растения леса определяют строение этого природного сообщества. Оно представлено в виде ярусов (этажей), возвышающихся один над другим (рис. 160). В том или ином ярусе размещаются органы растений — листья, цветки и плоды {надземные ярусы). Ярусы w-m Рис. 160. Ярусы лесного биогео1;еноза (дубравы) В дубраве наиболее высокие растения — дуб, липа, клён, ясень. Их кроны находятся в наилучших условиях освещённости. Они образуют самый высокий — верхний, или первый, — ярус. Второй ярус составляют низкорослые деревья; рябина, черёмуха, яблоня, боярышник. Третий — более низкий — ярус образуют кустарники: орешник, крушина, калина. Ещё ниже располагается четвёртый ярус, его составляют травы: медуница, купена, вороний глаз, ветреница, а у самой почвы — пятый ярус, занятый мхами и лишайниками. Почву выстилает «подстилка» из перепревших остатков опавших листьев, отмерших побегов и веток. В каждый ярус леса входит большое количество видов. Названные ярусы отражают надземную ярусность леса. ^ Ярусное строение природного сообщества обеспечивает возможность существования на небольшой территории очень большого количества разных видов. Ярусное размещение органов растений наблюдается и в подземной части природного сообщества (подземные ярусы). Ярусы в почве вы- 243 деляют по глубине расположения всасывающих частей корней. Первым подземным ярусом называют самый глубокий, а третьим — самый близкий к поверхности почвы, второй — в промежутке между первым и третьим. Больше всего корней находится в верхних, самых плодородных слоях почвы (см. рис. 160). Но и на глубине 3-5 м в лесных биогеоценозах умеренной зоны корней также много. Количество ярусов — надземных и подземных — в разных природных сообществах неодинаково. Чем более благоприятными оказываются условия биотопа, тем большим числом ярусов он отличается. Если в дубраве можно выделить 5-6 надземных ярусов, то в ельнике их не более трёх. В тропических лесах насчитывают более 15 надземных ярусов. По ярусам размещаются не только растения, но и все другие обитатели природного сообщества: бактерии, грибы, водоросли и животные (см. рис. 160). Сочетанием разных жизненных форм растений (деревьев, кустарников, трав, водорослей) и других обитателей биогеоценоза (бактерий, грибов, лишайников, животных) обеспечивается наиболее полное использование живым населением абиотических условий на данной территории. Условия обитания в природном сообществе. В пределах разных ярусов наблюдаются неодинаковые условия обитания. Так, в верхнем ярусе сказывается яркое солнечное освещение и сильное влияние ветра. Поэтому в этом ярусе располагаются светолюбивые виды растений и те, у которых ветер переносит пыльцу, осуществляет распространение семян (ель, сосна, берёза). В более низких ярусах значительно меньше света, так как его поглощают кроны деревьев, но зато в воздухе больше влаги и нет ветра. В этом ярусе леса встречаются лишь сравнительно теневыносливые растения с насекомоопыляемыми цветками, имеющие плоды или семена, распространяемые животными. Поэтому именно здесь многие животные (дрозды, иволги, сойки, белки) размещают свои гнёзда. У самой поверхности почвы, где много перегноя и теплее, чем в других ярусах, скапливаются углекислый газ и влага, но там мало света. Поэтому в самых нижних ярусах поселяются тенелюбивые виды растений (кислица, ландыш, майник). Для них характерны широкие тёмнозелёные листья, пахучие цветки, имеющие белую окраску. Многие растения самоопыляемые, семена распространяются с помощью муравьёв, птиц, конечностями крупных животных или путём саморазбрасывания. 244 в подстилке — перегнойном слое почвы — много организмов, имеющих сапротрофный тип питания: грибы, бактерии, дождевые черви, личинки жуков, слизни. Ш Организмы, населяющие всё пространство природного сообще-" ства, приспособлены к совместной жизни. У большого количества растений, входящих в биогеоценоз и различающихся по своим биологическим свойствам, органы питания размещаются в разных ярусах. Поэтому все виды организмов природного сообщества, обитая на одной и той же территории, не конкурируют, а дополняют друг друга при использовании условий окружающей среды. М Природное сообщество — это комплекс разнообразных живых организмов, приспособленных к совместной жизни в данных природно-климатических условиях. Размещение живых организмов по ярусам обеспечивает возможность существования на небольшой территории земной поверхности необычайно большого количества видов из разных царств живой природы. Именно совместная жизнь в природных сообществах обусловила появление в процессе эволюции большого разнообразия форм живых организмов. Это проявляется в их строении, характере питания, сроках размножения и способах распространения по земной поверхности. Все организмы, входящие в природное сообщество, приспособлены к совместной жизни. Биогеоценоз (экосистема) — это совокупность большого количества видов, которые взаимодействуют между собой и приспособились к совместной жизни, а также к определённым условиям среды обитания. 1. Объясните, почему у лесных растений: черёмухи, боярышника, ландыша — цветки белые и имеют сильный запах. 2. Охарактеризуйте значение для зелёных растений лесного биогеоценоза населяющих его организмов-гетеротрофов. 3. Выявите черты сходства и различия между понятиями «надземный ярус» и «подземный ярус». 4. Как вы думаете, какие листья пожелтеют раньше: те, которые появились весной, или те, которые образовались летом? Объясните своё предположение. 245 5. Подготовьте сообщение о разнообразии видов природных сообществ на территории вашего региона. Ярус, ярусное строение природного сообщества, надземньРй ярус, подземный ярус. Ф • Пр>1Способленность видов к совместному существованию проявляется не только в размещении растений по ярусам и в приспособленности организмов к факторам среды конкретного яруса, но и в неодинаковых ритмах (темпах и сроках) развития организмов, позволяющих определённому виду то появиться в массовом количестве, то исчезнуть до следующего года. Во внешнем облике биогеоценоза это проявляется в виде чередования массового цветения различных видов растений. Это обеспечивает их достаточным количеством опылителей и другими необходимыми условиями, которых в окружающей среде никогда не бывает в избытке. Расцветая по очереди, виды один за другим получают «свою долю» оптимальных условий среды обитания. • В широколиственных лесах ранней весной поверхность почвы получает много света, так как деревья и кустарники ещё не распустили свои листья. В этот период наблюдается массовое цветение ветроопыляемых (деревьев и кустарников) и многолетних раннецветущих травянистых растений. Начинает цветение жёлтый селезёночник и голубая печёночница, чуть позже зацветают хохлатка и гусиный лук жёлтый, за ними — медуница, затем — чина весенняя, ветреница дубравная, чуть позже — ветреница лютич-ная, а за ней — примула-баранчик. Их цветки разные по окраске — голубые, синие, лиловые, жёлтые, белые и розовые. Сроки массового цветения этих растений непродолжительны, так как с появлением листьев на деревьях и кустарниках меняются условия освещения травянистых растений и насекомым трудно найти их цветки. В этих условиях цветут лишь виды, имеющие белые цветки (купена, звездчатка, ландыш), которые лучше видны животным-опылителям в затемнённых условиях. 246 Смена природных сообществ * какие процессы являются главным признаком биогеоценоза; » какое значение в природном сообществе имеет его ярусное строение. Понятие о смене природного сообщества. Наблюдая какое-либо природное сообщество в течение ряда лет, можно заметить, что оно не остаётся одинаковым: со временем в нём меняются условия обитания, его заселяют новые виды, изменяется его строение и особенности взаимоотношений между видами. В результате на данной территории биогеоценоз становится другим. Он существенно отличается от того, который был здесь ранее. В этом случае говорят, что произошла смена одного биогеоценоза другим. ^ Смена биогеоценоза — это замена одного природного сообще- " ства качественно иным природным сообществом. Чаще всего смена природного сообщества начинается с изменений в составе растительных видов. Так как комплекс растений в природном сообществе более других влияет на условия обитания и видовой состав животных и других обитателей, то вскоре изменяется и состав гетеротрофного населения биогеоценоза. Смена природных сообществ на нашей планете происходит повсюду, но с разной скоростью и по различным причинам. Благодаря этому в растительном покрове Земли имеется огромное количество разных природных сообществ. Причины смены природных сообществ. Причины, вызывающие смену природного сообщества, бывают внешние по отношению к природному сообществу и внутренние, заключённые в нём самом. Внешней причиной смены природного сообщества могут быть пожар от незатушенного костра, выпас скота, вырубка деревьев в лесу. Приводят к быстрым сменам и другие естественные причины; изменения климата или рельефа, состава и структуры почвы, подтопление территории, воздействие вулканов, обвалы и оползни, землетрясения. Изменения от внешних причин бывают настолько глубокими, что природное сообщество может полностью разрушиться и исчезнуть. 247 Внутренней причиной смены природного сообщества является воздействие самих растений и других живых организмов, входящих в состав биогеоценоза, на среду их обитания. Такое воздействие называют средообразующим влиянием населения биогеоценозаг Примером смены природного сообщества, происходящей под воздействием внутренних причин, может служить появление елового леса на луговых или заброшенных землях в северных районах нашей страны. Развивающиеся здесь вначале травянистые сообщества, а затем мелколиственные леса: березняки, осинники, ольховники — являются неустойчивыми природными сообществами. Поэтому их называют временными. Смена такого неустойчивого природного сообщества происходит потому, что обитающие здесь виды растений своим средообразующим влиянием создают условия, в которых не могут развиваться их же молодые особи. Такие сообщества существуют недолго. Кроме того, во временное сообщество с соседних территорий, как правило, начинают вселяться новые виды, среди которых оказываются более сильными средообразователи, например ель. Они коренным образом меняют условия существования биотопа. При этом и молодые, и взрослые особи вновь вселившихся видов оказываются способными хорошо развиваться, давать семена и надолго удерживать данную территорию. Так, в течение нескольких лет на месте мелколиственного леса, например березняка, появляется еловый лес. В этом случае говорят, что появилось устойчивое, или коренное, природное сообщество (рис. 161). Коренными биогеоценозами являются ельник, дубрава, торфяное болото. Березняк, осинник, ивняк, луга — временные биогеоценозы. 1-2 года 10-15 лет 20-25 лет 30-50 лет 70-80 лет 80-120 лет Рис. 161. Смена березняка ельником 248 Постепенный процесс смены природных сообществ называют сукцессией (от лат. сукцессио — «преемственность»). «Изменение растительного покрова в биогеоценозе всегда ведёт за собой смену не только сообщества растений, но и всего живого населения биогеоценоза. Смена биогеоценозов — важное природное явление, постоянно происходящее в живом покрове Земли. Причины, вызывающие смену, разные: одни обусловлены внешним воздействием, в том числе деятельностью человека, другие — внутренним, связанным с жизнедеятельностью и средообразующими свойствами самих видов, населяющих природное сообщество. в 1. В чём отличие коренного природного сообщества от временного? 2. Каковы причины смены биогеоценозов на Земле? 3. Спрогнозируйте последствия воздействия человека на природные сообщества. Средообразующее влияние, коренной биогеоценоз, временный биогеоценоз, смена биогеоценоза, сукцессия. Ф • Даже в случае одновременного попадания семян ели и берёзы на какую-либо территорию вначале разовьётся временный — берёзовый — лес, а потом его сменит коренной — еловый. Дело в том, что берёза растёт быстрее ели. Опад листьев берёзы создаёт плодородие почвы. В таких условиях: под пологом берёзового леса, на плодородной почве, защищённые от яркого света и сильного ветра — хорошо растут теневыносливые молодые ели. Спустя годы (30-50 лет) ель вырастает до больших размеров, выходит в верхний ярус (см. рис. 161). К этому времени старые деревья берёзы постепенно выпадают из древостоя, а молодые берёзки не появляются. Дело в том, что берёза светолюбива и в затенении под еловыми кронами расти и развиваться не может. • Часто в ряде районов России территория после вырубки ценного хвойного леса надолго (на 80-120 лет) оказывается занятой менее ценным осинником, а на местах выгоревшего леса зачастую быстро развиваются моховые болотные биогеоценозы. Своевременное вмешательство человека может продлить жизнь природного сообщества. 249 Многообразие природных сообществ • каковы различия между временными и коренными J, природными сообществами; • какие причины обусловливают смену природных сообществ. В живом покрове Земли имеется множество разных природных сообществ — естественных и искусственных (культурных). Это результат многочисленных смен биогеоценозов и иных процессов, протекающих в живой природе. Естественные природные сообщества — это лес, луг, болото, степь. Они возникают в результате естественных процессов, независимо от человека. Такие биогеоценозы включают в себя большое количество взаимоприспособленных видов. Естественные природные сообщества устойчивы, они длительное время занимают территорию, на которой сформировались. МВ естественных биогеоценозах всегда большое количество разных видов живых организмов. Поэтому они являются устойчивыми. На каждой достаточно обширной территории можно встретить разные типы природных сообществ: леса, болота, луга, степи. Ландшафт естественных природных сообществ хорошо различается по внешнему виду, который определяется частью биогеоценоза — растительным сообществом, то есть комплексом совместно обитающих растений в данном биогеоценозе. Вот почему о многообразии природных сообществ судят именно по растительным сообществам. Лес — естественный биогеоценоз с преобладанием древесных растений. В умеренно холодном климате на территории нашей страны особенно широко представлены хвойные леса. В них преобладают ель, сосна, пихта, лиственница. Они, как основные члены сообщества, образуют еловые, сосновые (их называют борами), пихтовые и лиственничные леса. Из лиственных пород леса образуют берёза, осина, липа, дуб, клён и ясень. Различают мелколиственные леса (березняки, осинники) и широколиственные (дубравы, липовые, кленовые и ясеневые). 250 в широколиственном лесу (дубраве) вместе с дубом часто растут клён, ясень и липа. Среди кустарников обычны лещина обыкновенная, бересклет бородавчатый, волчье лыко, калина обыкновенная. В сыроватых местах произрастает лиана — хмель вьющийся. Луг — естественное природное сообщество, в котором преобладают многолетние травы. Обычно это сообщество злаковых или разнотравных растений в местах с достаточным увлажнением почвы. Есть луга пойменные — они тянутся вдоль рек, иногда их заливают весенние воды. Суходольные луга формируются в виде лесных полян и безлесных долин. Альпийские луга образуются высоко в горах, потому их ещё называют высокогорными. Все они — ценные природные сообщества, дающие корм для скота, и служат средой обитания множеству различных живых организмов. Болото развивается в условиях избыточного, застойного увлажнения. Оно образуется травянистыми, водно-болотными видами растений с участием кустарничков. В сообществе преобладают моховидные, в основном сфагновые виды. Среди кустарничков встречаются багульник болотный, голубика, клюква, из трав — пушица, осока, росянка круглолистная, белокрыльник. Степь — травянистое сообщество, формирующееся в обширной засушливой зоне чернозёмных почв. Различают злаково-ковыльные и разнотравные степи. Для тех и других характерны дерновинные злаки (ковыль, костёр, типчак), луковичные растения (тюльпаны, гиацинты, луки, птицемлечники), разнотравье (шалфей, адонис, полынь, пион, василёк). Растения степных сообществ светолюбивы, способны хорошо переносить летний засушливый период. Искусственные природные сообщества созданы человеком. К ним относят поля, сады, огороды, оранжереи, парки, скверы. Полевые сообщества, созданные усилиями человека, обычно называют агроценозами (от греч. агрос — «поле»). В культурных природных сообществах мало видов, поэтому они неустойчивы и могут существовать только при условии постоянной заботы человека. Человек определяет виды, которые целесообразно выращивать в культурном сообществе, создаёт и постоянно регулирует почвенную среду, обеспечение водой, сроки посева (посадки) и уборки урожая. Без помощи человека культурное сообщество быстро теряет устойчивость. На брошенных пашнях, садах вскоре начинается развитие естественных сообществ, в умеренной зоне обычно возникают леса (рис. 162). 251 Рис. 162. Агроценозы: 1 — ржаное поле; 2 — картофельное поле Любое природное сообщество — часть живого покрова Земли, её биосферы. Поэтому человек для поддержания своей жизни должен так осуществлять свою хозяйственную деятельность, чтобы не разрушать этот величайший дар природы, а, наоборот, со знанием дела поддерживать естественное состояние разнообразных биогеоценозов в своём регионе. В живом покрове Земли имеется много различных природных сообществ (биогеоценозов). Одни из них — естественные. Они достаточно устойчивы и возникают в природе благодаря процессам последовательности смены биогеоценозов. Другие сообщества искусственные (культурные) — они неустойчивы, без поддержки человека существуют недолго и вскоре сменяются естественными. 1. Укажите главное различие между естественными и искусственными природными сообществами. 2. Объясните, каким образом поддерживается устойчивость естественных биогеоценозов. 3. Охарактеризуйте причины неустойчивости агроценозов. 4. Назовите растительные сообщества (естественные или искусственные), преобладающие в вашей местности. 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о мероприятиях по охране природных сообществ. Биогеоценозы естественные и культурные (искусственные), агроценоз, лес, луг, болото, степь. 252 Жизнь организмов в природе Вспомните • какие существуют типы природных сообществ; • что обеспечивает устойчивость биогеоценозов; • от чего зависит устойчивость культурных биогеоценозов. Жизнь в природном сообществе. Жизнь любого организма протекает во взаимосвязи со средой обитания и другими организмами. Его благополучие зависит от многих других представителей разных видов, которые так или иначе воздействуют на него. В природе существуют не случайные, а закономерно сложившиеся сожительства различных организмов. В сходных условиях, при сходном видовом богатстве на Земле формируются похожие природные сообщества. В них протекает жизнь всех живых организмов. ^ Жизнь любого живого существа протекает только в природных " сообществах. Общее число видов, представители которых способны уживаться в одном сообществе, огромно. Больще всего их в тропических лесах. Но и в тундровых и пустынных биогеоценозах уживается большое количество организмов. Члены биогеоценоза вместе участвуют в создании его внутренней среды, вступают в пищевые и территориальные контакты, конкурируют между собой в борьбе за жизнь. В этом сложном исторически сложившемся взаимодействии виды и их особи уживаются и выживают только в тех случаях, когда у них разные требования к условиям (факторам) окружающей среды (теплу, влаге, свету, воздуху, пище). Этим обусловлено формирование у растений разнообразных жизненных форм, выработка разных типов питания — автотрофного, гетеротрофного или смешанного, существование в разных ярусах, неодновременное развитие организмов в течение вегетационного периода. ^ В природных сообществах организмы связаны взаимодействием " не только друг с другом, но и с неживой природой. Значение живых организмов в природе. Растения благодаря корневому питанию извлекают из подпочвенного слоя минеральные вещества и воду, преобразуют энергию солнечного излучения в химические связи 253 органических веществ, насыщают воздух кислородом, парами воды, образуют большое количество спор, пыльцы. Одновременно с этим гетеротрофное население почвы (бактерии, грибы, некоторые животные), перерабатывая мёртвую органику — опавщие части растений, возвращает в абиотическую среду минеральные соли и углекислый газ. В образующемся круговороте веществ все живые существа выполняют одинаково важную роль. Поэтому непрерывное движение веществ в биогеоценозах называют биологическим круговоротом веществ. В биологический круговорот веществ какого-либо биогеоценоза непременно включаются и другие соседствующие природные сообщества. Все вместе они создают глобальный биологический круговорот веществ биосферы. В биологическом круговороте веществ первостепенную роль выполняют зелёные растения: именно они преобразуют энергию солнечного излучения, образуют органические вещества, обеспечивая тем самым жизнь других организмов. Бактерии, грибы, лишайники и животные также активно участвуют в биологическом круговороте веществ, потребляя органические вещества и разрушая их до неорганических, которые затем возвращаются в окружающую среду. Без этого длительное существование растений на Земле было бы невозможным. Ш Без растений невозможна жизнь на нашей планете. В то же вре- (Д мя бактерии, грибы, лишайники и животные обеспечивают усло- m ВИЯ для жизни растений. Растения оказывают существенное влияние на окружающую среду: обогащают атмосферу кислородом, изменяют климат, регулируют водный режим, участвуют в образовании почвы, создают органические вещества — основу питания и запаса энергии для всех гетеротрофных организмов. В городах и промышленных центрах растения очищают воздух от газов, копоти и пыли, ограждают от шума. Растения широко используются человеком. Они дают ему пищу, витамины, лекарства, техническое сырьё и многое другое. Интенсивное использование растений и природных сообществ обязывает человека проявлять повседневную заботу о них, сохранять их естественное богатство. Растения и природные сообщества — главное достояние нашей планеты, которое человечество обязано сохранить для будущих поколений и существования самой жизни на Земле. 254 1. Объясните, почему растения считаются основой круговорота веществ. 2. Как в жизни растений проявляется взаимосвязь живой и неживой природы? 3. Охарактеризуйте взаимосвязи растений с представителями разных царств живой природы в природных сообществах. 4. Каким образом возникает биологический круговорот веществ в биосфере? 5. Используя ресурсы Интернета, подготовьте сообщение о роли растений в биосфере. Подведём итоги. Что вы узнали из материалов главы 9 «Природные сообщества»? Ответьте на вопросы 1. Какие компоненты входят в структуру биогеоценоза? 2. Какие функции в экосистеме осуществляет круговорот веществ? 3. Какое значение для природного сообщества имеет его ярусное строение? 4. Каковы особенности растений, обитающих в самом верхнем ярусе биогеоценоза? 5. От чего зависит устойчивость природного сообщества? в. Почему агроценозы являются неустойчивыми? ^ 7. Каковы особенности растений, обитающих в самом нижнем ярусе биогеоценоза? 8. Отличаются ли условия обитания организмов в естественном биогеоценозе от условий их обитания в агроценозе? 9. Каковы причины смены биогеоценозов? 10. Какова роль человека в смене биогеоценозов? Выполните задания А. Дополните утверждение, выбрав правильный ответ. 1. Совокупность разных видов живых организмов в природных сообществах называют: а) агроценозом; б) фитоценозом; в) биогеоценозом; г) биосистемой. 255 2. Смена природного сообщества не происходит по причине: а) пожара; б) смены времени года; в) нашествия насекомых; г) вселения новых видов. Б. Какие утверждения верны? 1. Природное сообщество — совокупность организмов и условий среды. 2. Растенг^я разных ярусов живут в неодинаковых условиях. 3. Смена природного сообщества — это его зарастание. 4. Городской парк является естественным биогеоценозом. 5. Биогеоценоз — это экосистема. 6. Болото и луг — естественные природные сообщества. 7. Структура биогеоценоза — это его ярусы. 8. Все природные сообщества устойчивы потому, что они долго существуют. 9. В ярусах природного сообщества размещаются листья, цветки и плоды растений. Обсудите проблему в классе • Могут ли природные сообщества существовать без грибов и бактерий? • Почему большое количество видов в природном сообществе обеспечивает его устойчивость? • Почему растения считают основой круговорота веществ в биогеоценозе? Выскажите своё мнение • Что произойдёт с природным сообществом, если во всех его ярусах одновременно зацветут все цветковые растения? • Почему природные сообщества — березняк и осинник — не относят к коренным? • Если агроценозы являются неустойчивыми природными сообществами, то зачем человек создаёт их? Ваша позиция • Какой вклад вы можете внести в поддержание биоразнообразия и в дело охраны природы? • Для чего современному человеку нужны знания о природных сообществах? 256 Проведите наблюдение и сделайте вывод 1. Выберите любое природное сообщество в местности, где вы живёте. Проведите наблюдение в целях выявления взаимосвязи между населяющими его живыми организмами и условиями окружающей среды. Перечислите видовой состав сообщества. Укажите особенности среды. Установите, является ли данное природное сообщество устойчивым. Сделайте вывод о взаимоотношениях живой и неживой природы в природном сообществе. Занесите свои наблюдения в тетрадь. 2. Найдите раннецветущие растения (два-три вида), произрастающие в разных экологических условиях. Определите их жизненную форму, видовую принадлежность, способ опыления, приспособленность к определённому способу опыления. Опишите природные условия, обеспечиваюпще раннее цветение этих растений. Сделайте вывод об изменениях растений весной и их приспособленности к экологическим условиям. Оформите свои наблюдения в виде таблицы в тетради. Учимся создавать проекты, модели, схемы 1. Выполните плакат или рисунок в защиту раннецветущих растений вашего региона. 2. Составьте перечень природных сообществ, расположенных вблизи вашего дома (или школы). 3. Создайте проект выполнения одного из летних заданий. Темы проектов 1. Создание проекта возобновления леса на заброшенной пашне. Для этого: ^ а) используйте в проекте некоторые семена из предложенных (ель, сосна, берёза, рябина); б) определите сроки выполнения работ; в) наметьте перечень возможных временных природных сообществ; г) установите этапы возобновления леса; д) укажите примерно дату появления настоящего коренного леса; е) составьте примерный перечень видов работ на этапах выращивания леса; ж) составьте список профессиональных специалистов, которые необходимы для выполнения работы по выращиванию леса. 2. Создание плаката для грибников об опасности отравления ядовитыми грибами. 257 Задания на лето Изучая ботанику, вы многое узнали о растениях, их разнообразии, значении в природе и в жизни человека. Но все эти знания вы получали в основном на уроках, а также из книг, кинофильмов, телепередач, Интернета. Летом вы 1Йожете непосредственно проводить наблюдения при изучении растений, так как на территории нашей страны лето — период их активной жизнедеятельности. Наблюдайте жизнь и разнообразие форм удивительного царства растений, изучайте организмы в их естественном окружении. Но только обязательно помните: царство растений — это царство живых существ, а с ними надо обращаться бережно, заботиться о каждом. Что следует изучать в природе? Выберите любую интересную для вас тему. 1. Разнообразие растительного мира. Присмотритесь к растениям, которые вас окружают в городе. Какие это растения? Постарайтесь определить их систематическую принадлежность, жизненные формы: деревья, кустарники, травы. Посмотрите, в каком состоянии их стволы и кроны, какие виды цветут, какие у них цветки и плоды, кто опыляет их и кто затем питается их плодами. 2. Разнообразие трав. Обратите внимание на травы. Те, что растут около вашего дома, — однолетние или многолетние? Как они размножаются и что этому способствует? 3. Споровые растения. Будучи за городом, в лесу или в другом природном сообществе, отправляясь туда за ягодами, грибами или просто для отдыха, обратите внимание на споровые растения. Посмотрите, как разнообразны и красивы зелёные мхи. Выберите один-два побега каждого вида. Сделайте коллекцию мхов для себя или для школы. 4. Годичные побеги. Рядом с вашим домом на примере одного-двух растений проведите исследование и определите: как идёт нарастание годичных побегов, какова длина годичных приростов, как они располагаются в кроне, какие насекомые посещают их. Создайте свою систему записей в дневнике наблюдений, чтобы можно было сравнить состояние растений от начала лета до осени. 5. Флористические миниатюры. Примите участие в изготовлении красивых флористических миниатюр-поделок. Соберите и засушите в расправленном виде красивые листья, побеги, цветки, соцветия, пло- 258 ды И ШИШКИ. Создайте композицию в виде картины, подарочной открытки или закладки для книги. Они пригодятся вам для подарков друзьям. 6. Наглядные пособия. Изготовьте наглядные пособия, например по таким темам: «Многообразие листьев», «Жилкование листьев», «Повреждения листьев», «Сорные растения огорода», «Шишки хвойных растений». На клейкую ленту соберите для школы коллекцию спор разных мхов, папоротников, шляпочных грибов, надпишите их. 7. Исследование процесса цветения травянистых растений. Найдите цветки насекомоопыляемые и цветки ветроопыляемые. Сравните их между собой. Понаблюдайте, какие насекомые посещают эти цветки, чем растения их привлекают. Отметьте, как ведут себя цветущие растения в солнечную и пасмурную погоду, прохладным утром и в жаркий полдень. Сделайте записи об этом в дневнике наблюдений. Перечитайте потом свои записи — вы увидите, как много интересного в живой природе, в природе рядом с вами. 259 Словарь терминов Автотроф (от греч. аутос — «сам», трофе — «пища») — организм, способный самостоятельно превращать неорганические вещества в органические. Например, растения образуют углеводы из углекислого газа и воды с использованием энергии солнечного света. АгроценЬз — природное сообщество, созданное человеком: поле, огород, сад и плантация. Багрянки — красные водоросли. Бактерии — царство живых организмов, представленных преимущественно одноклеточными организмами, имеющими достаточно простое строение клетки. У бактерий нет оформленного ядра, поэтому их относят к прокариотам. Очень древняя группа живых организмов. Биогеоценоз (от греч. биос — «жизнь», ге — «земля», койпос — «общий»), или природное сообщество — взаимодействующая совокупность разнообразных организмов и условий абиотической среды. Биология — наука о живой природе. Биосистема — взаимодействующий комплекс живых организмов, проявляющийся как целостность. Ботаника — научная область биологии, изучающая строение и жизнедеятельность организмов царства растений. Вакуоль — полость в цитоплазме, ограниченная мембраной и заполненная жидкостью — клеточным соком. Вид — основная структурная единица в системе живых организмов. Название каждого вида состоит из двух слов: первое — показывает принадлежность к роду, а второе — собственно видовое, указывающее на отличие данного вида от других видов того же рода. Водоросли — большая сборная группа преимущественно водных одноклеточных и многоклеточных растений. Тело водорослей представлено слоевищем (талломом), на этом основании водоросли часто называют низшими растениями. Воздушное (углеродное) питание (фотосинтез) — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла. Восходящий ток — ток воды с растворёнными минеральными веществами по древесине через все органы растения от корней к фотосинтезирующим и испаряющим органам, в основном к листьям. 260 Гамета (от греч. гаметес — «муж»; гамете — «жена») — половая клетка (яйцеклетка, спермий, сперматозоид), которая обеспечивает передачу наследственной информации от родителей к потомкам. Гаметофит — растение, на котором образуются гаметы (половые клетки). Гетеротроф (греч. гетерос — «другой», трофе — «пища») — организм, питающийся готовыми органическими веществами. Гетеротрофа-ми являются бактерии, грибы, животные и некоторые растения (паразитические, насекомоядные). Голосеменные — наиболее древний отдел семенных растений. Формирование яйцеклетки и её оплодотворение происходит внутри семязачатка, который расположен открыто (незащищённо, то есть голо) на чешуях шишек. Семена, развивающиеся из семязачатков, служат размножению и расселению растений. Грибы — царство живых организмов, представленное одноклеточными и многоклеточными организмами. В клетках грибов имеется оформленное ядро, поэтому они относятся к эукариотам. Древесина — проводящая ткань у растений, по которой передвигается вода с растворёнными в ней минеральными солями (восходящий ток). Характеризуется ежегодным приростом в длину и ширину. Жизненная форма — внешний облик растений и животных, отражающий приспособленность организмов к комплексу абиотических и биотических условий внешней среды. Различают жизненные формы: деревья, кустарники, кустарнички и травы. Завязь — расширенная часть пестика цветка, которая содержит в себе семязачатки. В завязи может формироваться один или много семязачатков. Зародыш — зачаток нового растения. Развивается из зиготы, образующейся в результате слияния гамет. Зародышевый мешок — центральная часть семязачатка цветкового растения, в котором развивается яйцеклетка и происходит двойное оплодотворение. Заросток — половое поколение (гаметофит) у высших споровых растений (плаунов, хвощей и папоротниковидных). Заросток развивается из споры и образует мужские и женские половые органы. Зигота (от греч. зиготос — «соединённые вместе») — оплодотворённая яйцеклетка. Это клетка, образующаяся при оплодотворении путём 261 слияния мужской и женской гамет. Содержит наследственную информацию от обоих родителей. Зооспоры — подвижные споры многих водорослей и некоторых грибов, служащие для бесполого размножения и расселения. Искусственный отбор — отбор, который производят люди. Искусственным отбором было положено начало созданию культурных растений и расте'Ниеводству. Камбий — однорядный слой образовательной ткани, расположенный между древесиной и лубом. За счёт деления клеток камбия осуществляется утолщение стеблей и корней голосеменных и двудольных цветковых растений. Клубень — видоизменённый подземный побег, стебель которого разрастается и накапливает запасные питательные вещества. Служит для вегетативного размножения. Конус нарастания — верхушечная зона кончика побега, сложенная особыми клетками образовательной ткани. Корень — один из основных вегетативных органов растений, служащий для прикрепления к субстрату и поглощения из него воды и минеральных питательных веществ. Корень боковой — любой корень, отходящий от главного корня при его ветвлении. Корень главный — корень, развивающийся из зародышевого корешка при прорастании семени. Корень придаточный — корень, развивающийся от разных вегетативных частей растения, но не от корня (от стебля, листьев, почек и др.). Корзинка — простое соцветие с расширенной главной осью в форме конической или блюдцеобразной площадки, на которой плотно, рядом друг с другом, сидят цветки (подсолнечник, одуванчик, астра). Корневая система — совокупность корней одного растения. Состоит из главного корня, боковых и придаточных корней. Различают мочковатую и стержневую корневые системы. Корневая шишка — утолщённое видоизменение боковых или придаточных корней, служит для отложения запасных питательных веществ, вегетативного возобновления и размножения. Корневище — подземный видоизменённый побег, служащий для отложения запасных питательных веществ в стебле, для вегетативного возобновления и размножения. 262 Корневое (минеральное) питание — совокупность процессов поглощения, передвижения и усвоения растворённых химических веществ, необходимых для жизнедеятельности растения. Корневой волосок — клетка поверхностного слоя корня в зоне поглощения. Имеет вытянутую форму, достигает нескольких миллиметров в длину. Корневой чехлик — защитное образование растущей части кончика корня. Состоит из нескольких слоёв клеток и имеет форму конусовидного колпачка. Корнеплод — утолщённое видоизменение главного корня, служащее для отложения запасных питательных веществ. Коробочка мха — орган моховидного растения, развивающийся из зиготы. В коробочке формируются споры мха, поэтому её называют спорофитом. Лиана — видоизменение наземного листового побега, не способного сохранять вертикальное положение и поднимающегося вверх лищь по какой-то опоре. По способу прикрепления к опоре различают вьющиеся и лазающие (цепляющиеся) лианы. Лист — один из основных вегетативных органов высщих растений, занимающий боковое положение на оси побега (на стебле) и выполняющий функции фотосинтеза, испарения и газообмена. Различают листья простые и сложные. Лишайник — организм, образованный симбиозом гриба и водоросли. Луб — проводящая ткань у сосудистых растений, представляющая собой совокупность клеток, по которым перемещаются в растении органические вещества, образованные в процессе фотосинтеза (нисходящий ток). Вместе с древесиной образует проводящую систему, объединяющую все органы растения. Луковица — видоизменённый побег с коротким уплощённым стеблем (его называют «донце») и мясистыми чещуевидными листьями, в которых запасаются питательные вещества. Служит для вегетативного возобновления и размножения. Междоузлие — участок стебля между двумя смежными узлами побега. Моховидные — отдел высших споровых растений. Различают однодомные и двудомные многолетние низкорослые травы. Большинство тканей у них слабо развиты, отсутствуют корни. 263 Нисходящий ток — поток растворённых органических веществ, образованных в процессе фотосинтеза, по проводящей ткани луба через все органы растения: от листьев ко всем другим частям растения (корням, почкам, цветкам). Обмен веществ — совокупность всех протекающих в организме превращений одних соединений в другие, их перемещение между различными клетками, тканями и органами, а также между организмом и внещней средой. Обмен веществ связывает все органы организма в единое целое. Околоплодник — наружная часть плода, образованная из стенок завязи. Выполняет различные функции защиты семян. Околоцветник — совокупность покровных листочков цветка, окружающих и защищающих тычинки и пестик. Различают простой и сложный (двойной) околоцветник. Оплодотворение — слияние ядер мужской половой клетки (сперматозоид, спермий) и женской (яйцеклетка), в результате чего образуется зигота, которая даёт начало новому организму. Опыление — доставка пылинок (пыльцевых зёрен) на рыльце пестика (у цветковых) или на семязачаток (у голосеменных). Различают опыление перекрёстное и самоопыление. Орган — часть целого организма, выполняющая определённую функцию. Основные органы высших растений — корень и побег. Организм — живая целостная система (биосистема), состоящая из взаимосвязанных органов, взаимоотношения и особенности строения которых определены функционированием организма как целого. Папоротниковидные — отдел высших споровых растений. В отличие от других высших споровых растений, имеют проводящую систему стеблей в форме стелы. Пестик — основная часть цветка, участвующая в образовании плода. Состоит из завязи, столбика и рыльца. Плауновидные — отдел высших споровых растений. Вечнозелёные травы, реже полукустарники. Одна из наиболее древних групп высших растений. Плод — орган размножения цветковых растений, развивающийся из цветка и заключающий в себе семена. Функция плода — формирование, защита и распространение семян. Побег — один из основных органов высших растений, состоящий из осевой части — стебля, отходящих от него боковых частей — листьев 264 и пазушных частей — почек. Побеги бывают вегетативными и генеративными. Покрытосеменные, или Цветковые — отдел высших растений, имеющих цветок. Для них характерно двойное оплодотворение. Семена заключены в плод. Почка — зачаточный побег высших растений. Почки бывают вегетативные и генеративные (цветочные), боковые и верхушечные. Природное сообщество см. Биогеоценоз. Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют чётко оформленного ядра. К прокариотам относятся все бактерии, архебактерии и цианобактерии (или синезелёные водоросли). Пыльца — совокупность пыльцевых зёрен (или пылинок), служащих для полового размножения семенных растений. Пыльцевая трубка — трубчатый вырост пыльцевого зерна (пылинки), по которому спермин доставляются к яйцеклетке. Развитие — качественное изменение в строении и жизнедеятельности живого организма и его частей. Размножение — увеличение числа особей определённого вида. Необходимое свойство живых организмов, обеспечивающее продление существования вида. Различают два типа размножения — бесполое и половое. Размножение бесполое — размножение, происходящее без участия половых клеток и оплодотворения. Различают вегетативное размножение, размножение спорами и деление клетки надвое. Размножение вегетативное — размножение растения вегетативными частями его тела (корнем, побегом: стеблем, листьями, почками). Размножение половое — размножение, при котором происходит слияние ядер женских и мужских половых клеток. Ризоид — нитевидное корнеподобное образование у мхов, лишайников, некоторых водорослей и грибов, служащее для закрепления слоевища на субстрате и поглощения из него воды и питательных веществ. Рост — увеличение массы и размеров организма и его отдельных органов. Рост клетки осуществляется путём её растяжения. Рост многоклеточного организма происходит за счёт увеличения числа и массы клеток. Рыльце — верхняя часть пестика цветка, воспринимающая пыльцу при опылении. 265 Сапротроф (от греч. сапрос — «гнилой», трофе — «пища») — организм, питающийся органическими веществами отмерших организмов (гниющими остатками растений, грибов, падалью, помётом). Семядоля — первый лист (один, два или несколько) зароДыщевого побега, сформированного в семени растения. Имеет крупный утолщённый вид, содержит запасные питательные вещества, необходимые для прорастанйя семени. Семязачаток — многоклеточное образование семенных растений, из которых развивается семя. Симбиоз — различные формы совместного существования (сожительства) организмов разных видов, обычно приносящего обоюдную пользу. Лишайник — симбиоз гриба и водоросли или цианобактерии, микориза — гриба и высшего растения. Слоевище, или таллом — вегетативное тело водорослей, лишайников и некоторых моховидных, не расчленённое на органы и не имеющее настоящих тканей. Смена природного сообщества — замена одного природного сообщества качественно иным природным сообществом. Соцветие — побег (или система побегов), несущий цветки. В зависимости от степени разветвлённости побега различают простые и сложные соцветия. Спермий — мужская половая клетка высших растений, не имеющая органов движения (жгутиков). Подвижные спермин чаще называют сперматозоидами. Спора — специализированная клетка растений и грибов, служащая для размножения и расселения. Стебель — осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий. Несёт на себе листья, почки, цветки и плоды. Таллом см. Слоевище. Тычинка — мужской репродуктивный орган цветка, состоит из тычиночной нити и пыльника. Узел — часть оси побега растения, на которой образуются лист, пазушная почка, иногда придаточные корни. Устьице — специализированное образование кожицы (эпидермиса) растений, состоящее из двух замыкающих клеток и устьичной щели между ними. Через щель осуществляется газообмен, необходимый для дыхания и фотосинтеза, а также испарение воды. 266 Фотосинтез — процесс образования органических веществ из неорганических в клетках зелёных растений (и цианобактерий) при участии энергии света. Хвощевидные — отдел высших споровых растений. Травы, имеющие членистую форму стеблей, в узлах — мутовки мелких листьев. Хлоропласт — мембранное тельце клеток растений, в котором находится зелёный пигмент — хлорофилл. Хлорофилл — зелёный пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Хроматофор — особое тельце клетки водоросли, которое, подобно хлоропласту, содержит пигмент, обеспечивающий фотосинтез. Цветковые см. Покрытосеменные. Цветоложе — ось цветка, на которой располагаются чашелистики, лепестки, тычинки и пестик. Цветоножка — участок побега между кроющим листом и цветком. Цианобактерия — автотрофный (фототрофный) прокариотический организм, традиционно называемый синезелёной водорослью. Осуществляет фотосинтез с выделением кислорода. Относится к царству Бактерии. Цитоплазма — основная часть клетки, заключённая между плазматической мембраной и ядром. Чашечка — наружная часть двойного околоцветника, обычно зелёная, служит для защиты других частей цветка. Состоит из чашелистиков. Эволюция (от лат. эволютио — «развёртывание», «развитие») — необратимое историческое развитие живой природы, постепенное изменение свойств организмов с течением времени. Приобретаемые в ходе эволюции признаки обеспечивают выживание организма в условиях окружающей его среды и передаются из поколения в поколение. Эндосперм — питательная ткань, развивающаяся в семени растений. Используется растущим зародышем. Эукариоты (от греч. эу —'«хорошо», «полностью», карион — «ядро») — одноклеточные и многоклеточные организмы, в клетках которых имеется оформленное ядро (отделено ядерной оболочкой от цитоплазмы). Это растения, грибы и животные. Эфемер — однолетнее травянистое растение, живущее недолго — от двух недель до шести месяцев. Обычно встречаются в короткий влажный весенний период в пустынях или полупустынях. 267 Эфемероид — многолетнее травянистое растение, цветущее ранней весной. Летом надземные побеги отмирают, сохраняются лишь подземные запасающие органы с почками возобновления — луковицы, клубни, корневища. Ядро — важнейшая часть эукариотической клетки, регулирующая её жизнедеятельность. Содержит молекулы ДНК, заключающие в себе наследственную информацию. Яйцеклетка — женская половая клетка. Ярусность — пространственно-структурное расчленение толщи биогеоценоза (экосистемы) на ярусы. Различают ярусы в пространстве (надземные и подземные) и во времени (разновременное участие видов в жизнедеятельности сообщества). Ответы к итоговым заданиям Глава 1 Задания: А. 16, 26 Б. Вегетативное размножение Глава 2 Задания: А. 1в, 26 Б. 1. Почка. 2. Спора Глава 3 Задания: А. 1г, 2а, За Б. Зародыш семени В. 1. Околоплодник. 2. Семя. 3. Почка Г. 1 — в, д, 3 2 — а, 6, г, е, ж Глава 4 Задания: А. 1. От нисходящего тока. 2. Погибнет Б. 1а; 26; За, 6, в В. 1. Зигота. 2. Чашелистик. 3. Опыление Г. 1 — а, г, д, к, л, н 2 — е, ж 3 — 6, в, 3, и, м Глава 5 Задания: Б. 1г, 2г, 36, 4в Глава 6 1, 3, 5, 6, 9 ^ Главы 7, 8 Задания: А. 1в, 2а, За, 46, 56 Б. 1, 4, 5, б, 7 Глава 9 Задания: А. 1а, 26 Б. 1, 2, 5, 6, 9 269 Оглавление Предисловие ............................................. 3 Глава 1. Введение. Общее знакомство с растениями....... 5 § 1. Наука о растениях — ботаника ..................... 5 § 2. Мир растений....................................... 10 § 3. Внешнее строение растений......................... 15 § 4. Семенные и споровые растения...................... 18 § 5. Среды жизни на Земле. Факторы среды............... 22 Глава 2. Клеточное строение растений................... 30 § 6. Клетка — основная единица живого.................. 30 § 7. Особенности строения растительной клетки.......... 33 § 8. Жизнедеятельность растительной клетки............. 36 § 9. Ткани растений..................................... 39 Глава 3. Органы растений................................ 45 § 10. Семя, его строение и значение.................... 45 § 11. Условия прорастания семян........................ 53 § 12. Корень, его строение ............................ 56 § 13. Значение корня в жизни растения ................. 60 § 14. Разнообразие корней у растений................... 63 § 15. Побег, его строение и развитие.................... 65 § 16. Почка, её внешнее и внутреннее строение........... 68 § 17. Лист, его строение................................ 72 § 18. Значение листа в жизни растения ................. 75 § 19. Стебель, его строение и значение................. 80 § 20. Видоизменения побегов растений................... 84 § 21. Цветок, его строение и значение.................. 88 § 22. Цветение и опыление растений...................... 93 § 23. Цлод. Разнообразие и значение плодов.............. 96 § 24. Растительный организм — живая система ...........101 Глава 4. Основные процессы жизнедеятельности растений ... 107 § 25. Минеральное (почвенное) питание растений..........107 § 26. Воздушное питание растений — фотосинтез..........111 § 27. Космическая роль зелёных растений................114 270 § 28. Дыхание и обмен веществ у растений............... П7 § 29, Значение воды в жизнедеятельности растений....... 121 § 30. Размножение и оплодотворение у растений.......... 124 § 31. Вегетативное размножение растений................ 129 § 32. Использование вегетативного размножения человеком ... 132 § 33. Рост и развитие растительного организма.......... 136 § 34. Зависимость роста и развития растений от условий окружающей среды.................................. 138 Глава 5. Основные отделы царства Растения.............. 145 § 35. Понятие о систематике растений .................. 145 § 36. Водоросли, их значение............................ 149 § 37. Многообразие водорослей........................... 154 § 38. Отдел Моховидные. Общая характеристика и значение......................................... 157 § 39. Плауны. Хвощи. Папоротники. Общая характеристика .............................. 161 § 40. Отдел Голосеменные. Общая характеристика и значение......................................... 167 § 41. Отдел Покрытосеменные. Общая характеристика и значение.................... 172 § 42. Семейства класса Двудольные....................... 177 § 43. Семейства класса Однодольные ..................... 184 Глава 6. Историческое развитие растительного мира на Земле........................................ 193 § 44. Понятие об эволюции растительного мира........... 193 § 45. Эволюция высших растений.......................... 198 § 46. Разнообразие и происхождение культурных растений ... 201 § 47. Дары Нового и Старого Света...................... 205 Глава 7. Царство Бактерии............................... 212 § 48. Общая характеристика бактерий..................... 212 § 49. Многообразие бактерий............................. 215 § 50. Значение бактерий в природе и в жизни человека... 218 Глава 8. Царство Грибы. Лишайники....................... 222 § 51. Общая характеристика грибов....................... 222 271 § 52. Многообразие и значение грибов.................... 227 § 53. Лишайники. Общая характеристика и значение........ 231 Глава 9. Природные сообщества .....................•. • • • 238 § 54. Понятие о природном сообществе.................... 238 § 55. Приспособленность растений к совместной жизни в природном сообществе............................. 242 § 56. Смена природных сообществ ........................ 247 § 57. Многообразие природных сообществ.................. 250 § 58. Жизнь организмов в природе........................ 253 Задания на лето......................................... 258 Словарь терминов........................................ 260 Ответы к итоговым заданиям.............................. 269