Зеленым обитателям суши и воды мы обязаны многим. И прежде всего - жизнью. "От зеленого листа берут начало все проявления жизни на Земле" - эти слова принадлежат замечательному ученому-физиологу К. А. Тимирязеву, который первым убедительно доказал космическую роль растительного покрова. Ведь именно растения создали необходимые предпосылки для появления и существования животных, в том числе и человека.
Образно говоря, они представляют собой планетарный реактор фотосинтеза, с появлением которого преобразился весь облик планеты. Зеленые растения, способные к фотосинтезу, используя колоссальные массы углекислоты, накопившейся в атмосфере, образовали первичную органическую материю. Атмосфера стала аэробной. Возник озоновый экран, который является щитом от губительной солнечной радиации. Стала возможной жизнь на суше. Гигантская "зеленая фабрика" при помощи крохотного хлорофиллового зернышка переводит энергию Солнца в жизненную энергию растения - его листьев, стеблей, корней, клубней, плодов, семян. Таким образом растения создают условия для жизни животного мира, одновременно являются для него источником пищи и средой обитания. Вот почему зеленые растения сравнивают с мифическим Прометеем, который похитил у богов огонь и подарил его людям.
Являясь важным компонентом биосферы, растения обеспечивают нормальный биологический круговорот веществ, играют заметную роль в поддержании экологического равновесия, оказывают влияние на формирование климата, почвообразование. Они фильтруют воздух, поглощают часть вредных веществ, выделяют фитонциды, убивающие болезнетворные микроорганизмы (вспомните, как легко, свободно, приятно дышится в сосновом бору, березовой роще!). Уже сам по себе зеленый цвет листвы благотворно действует на человека. Он меньше, чем другие цвета спектра, утомляет глаза, способствует лучшему кровообращению, снижает артериальное давление. Успокаивают, снимают возбуждение лесные, луговые запахи, звуковые колебания от шелеста листьев деревьев и трав. Пребывание в лесу способствует восстановлению физических и эмоциональных сил. Именно ради этого отправляются многие миллионы людей на лоно природы.
Роль растений в жизни человека не поддается оценке. Среди ученых существует мнение, что человек смог подняться на современный уровень только потому, что его окружал растительный мир: овладевая его тайнами и познавая его свойства, человек одновременно совершенствовал свой разум и тело. Считая флору своим родным домом, питаясь плодами земли, люди глубже узнавали свойства растений, научились выделять среди них друзей и недругов. Растения давали человеку почти все для существования - пищу, одежду, материалы для построек, топливо, посуду, мебель, лекарства, красители и массу других полезных веществ. И сегодня, не смотря на бурное развитие научно-технического прогресса, роль и значение растений в жизни общества не уменьшаются, а, наоборот, увеличиваются, становясь все более разнообразными и заметными. Они являются для нас важным источником материальных благ, здоровья, эстетического наслаждения, вдохновения. И в дальнейшем с ростом интенсификации человеческой деятельности, которая в свою очередь накладывает определенный отпечаток на мир растений, роль в биосфере растительного мира в целом и отдельных его видов также не уменьшится.
Значение растений в природе и жизни человека
Мир растений велик и многообразен. В настоящее время он насчитывает около 500 тыс. видов. Континенты нашей планеты, составляющие 150 млн. км 2 , в основном покрыты растительностью. Только ледяные пространства полюсов и высочайшие вершины гор не имеют растительности. Площади, занятые морями и океанами (акватории), составляют около 360 млн. км 2 . Здесь широко представлены водные растения. Растения отличаются от всех других живых организмов, и именно они играют самую существенную роль в жизни биосферы
Подавляющее число растений имеет зеленый цвет, обусловленный зеленым пигментом хлорофиллом, сосредоточенным в особых органеллах растительных клеток – хлоропластах. Уникальное свойство хлорофилла – участие в сложнейшем процессе трансформации электромагнитной энергии солнечного луча в химическую энергию органических веществ (фотосинтез). Процесс фотосинтеза разворачивается в поистине колоссальных масштабах. По определению К. А. Тимирязева, хлорофилловое зерно – тот фокус, та точка в мировом пространстве, где солнечный луч, превращаясь в химическую энергию, становится источником всей жизни на Земле. Точно определить объем работы, выполняемой растениями, трудно и даже невозможно. По весьма приблизительным подсчетам, растения в процессе фотосинтеза ежегодно образуют около 400 млрд. т органических веществ, при этом они связывают около 175 млрд. т углерода, но, возможно, гораздо больше.
Итак, в ходе эволюции жизни на Земле, зародившейся миллиарды лет назад, растения обособились как носители хлорофилла, как единственные организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических.
В ходе фотосинтеза параллельно с образованием органического вещества происходит выделение в атмосферу кислорода. До появления зеленых растений газовая оболочка Земли имела очень мало свободного кислорода. Практически можно считать, что весь кислород атмосферы возник благодаря фотосинтезу. Накопление свободного кислорода привело к появлению кислородного дыхания растений и животных. Возросли энергия жизненных процессов и скорость накопления массы органических веществ. Наличие свободного кислорода усилило также процессы химического выветривания горных пород и накопление в верхних слоях земной коры минеральных соединений, необходимых для питания растений.
Растения осуществляют сложный круговорот веществ в природе. Зеленые растения создают органические вещества, бактерии и грибы в процессе гниения и брожения разлагают их на простые неорганические соединения (С0 2 , воду, аммиак и др.)
Растительный покров играет первостепенную регулирующую роль в общем газообмене и в водном балансе Земли, защищает от разрушения почву, обогащает ее элементами питания, создает пищевую и энергетическую базу для всего животного мира.
Жизнь человека немыслима без использования растений. Это – пища, строительный материал, сырье для различных отраслей промышленности.
Из пищевых растений наиболее важны хлебные злаки. Овощные и плодовые растения являются источником не только жиров, белков и углеводов, но и витаминов. Масличные растения идут на получение растительного масла для пищевых, лекарственных и технических целей. Широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности прядильные, дубильные, красительные, эфиромасличные, каучуконосные, лекарственные и другие растения. Луга, степи, полустепи, горные пастбища служат источником кормов для скота.
Огромно значение леса, который поставляет техническое и лекарственное сырье, пищевые продукты и т. д. Древесину человек использует во всех отраслях народного хозяйства - это строительный материал, бумага, картон, искусственный шелк, скипидар, ацетон, камфора, древесный уголь, эфирные масла и др.
Полезные свойства растений изучены еще недостаточно и используются далеко не полностью. Так, из 500 тыс. видов высших растений в практических целях используют только 2500.
Разделы ботаники
Ботанику как часть более общей науки – биологии, в свою очередь, подразделяют на ряд частных наук, в задачи которых входит изучение тех или иных закономерностей строения и жизни растений или растительного покрова.
Морфология – один из наиболее крупных и рано сформировавшихся разделов ботаники. Это наука о закономерностях возникновения и развития разнообразных жизненных форм растений и отдельных их органов. Заложение и развитие органов растения рассматривают и в ходе индивидуального развития отдельной особи от прорастания семени до конца жизни (онтогенез), и в ходе исторического развития (эволюции) всего вида или любой другой систематической группы, к которой относят данную особь (филогенез).
В процессе развития морфологии в ее недрах обособились еще более специализированные науки:
цитология (закономерности строения и развития основной структурной единицы растений – клетки);
гистология, или анатомия (заложение, развитие и строение разнообразных тканей, формирующих органы);
эмбриология (закономерности развития и строения зародыша);
органография (заложение, развитие и структура органов растения);
палинология (строение пыльцы и спор).
Флорография. В задачу этой науки входит распознавание и описание видов. Виды, описанные флорографами, систематики распределяют в группы по признакам сходства, отражающим родство.
Систематика – наука о разнообразии видов и причинах этого разнообразия. Задача систематики – приведение в легко обозримую научную систему всех наших знаний о видах, описанных флорографами. На основании целой серии методов систематик объединяет родственные виды в систематические группы более высокого ранга – роды, семейства и т. д.
География растений (фитогеография) – крупнейший раздел ботаники, основная задача которого состоит в изучении закономерностей распространения и распределения растений и их сообществ (ценозов) на суше и в воде.
Экология. Жизнь растений зависит от окружающей среды (климата, почвы и др.), но и растения, в свою очередь, влияют на создание этой среды – принимают участие в почвообразовательном процессе, изменяют климат. Задача экологии – изучение строения и жизни растений в связи с окружающей средой. Эта наука имеет первостепенное значение для практического земледелия.
Физиология растений – наука о процессах жизнедеятельности растений, преимущественно об обмене веществ, движении, росте, ритмах развития, размножении и т. д.
Микробиология – наука об особенностях жизненных процессов, происходящих в микроскопических организмах, преобладающую часть которых составляют бактерии и некоторые грибы. Успехи почвенной микробиологии широко используют в сельскохозяйственной практике.
Палеоботаника – наука об ископаемых растениях прошлых геологических периодов.
Другие разделы ботаники настолько обособились в связи с решением специальных задач и применяемыми методами работы, что давно уже составляют особые науки, например биофизика, биохимия, радиобиология, генетика и др.
Растения (латинское Plantae или Vegetabilia) изучает наука ботаника, на XXI век ученые насчитывают более 320 тысяч видов растений, большая часть которых относится к цветковым растениям (около 280 тыс. видов), число растений увеличивается с каждым годом, постоянно открываются новые виды.
Какой была бы наша планета без растений?
Роль растений как в природе так и в жизни и хозяйственной деятельности человека трудно переоценить. Благодаря процессу фотосинтеза, происходящему в зеленых листьях растений при участии солнечного света происходит образование кислорода, который жизненно необходим для всех обитателей земной поверхности. Растения - богатейших источник витаминов и минералов, незаменимый элемент трофических цепей питания, продуцент разнообразных органических веществ в природе из неорганического сырья. Если бы в природе не существовало растений, то не было бы ни животных, ни самого человека, а сама бы планета выглядела как безжизненная пустыня, на ней бы даже не было почвы и никакого ландшафтного разнообразия, создаваемого именно растительными группировками. Человек должен ценить и понимать роль растений в своей жизни, ведь без них его бы просто не существовало, сажая и ухаживая за маленькими росточками зеленой жизни мы становимся чище и добрее, приобщаемся к таинствам природы и мироздания.
Фотосинтез как великий космический процесс, делающий нашу планету пригодной для жизни
Одной из важнейших функций зеленых растений является выработка кислорода в процессе фотосинтеза. В листьях зеленых растений содержится пигмент хлорофилл, который под влиянием солнечного света разделяет вытянутую корнями воду из почвы на водород и кислород (процесс фотолиза). Также поглощенный растениями углекислый газ в присутствии хлорофилла и уже без обязательного участия солнечного света вступает в реакцию с водой, образуя глюкозу и кислород (процесс восстановления углекислого газа). Соединяя полученную глюкозу с соединениями серы, азота и фосфора, полученными из почвы, растения генерируют белки, жиры, крахмал, различные витамины и другие сложные соединения, необходимые для их дальнейшей жизнедеятельности.
Что еще полезного дают растения природе
Скорость фотосинтеза зависит от интенсивности света, концентрации кислорода и углекислого газа, температуры окружающей среды. Полученный О 2 частично выделяется в атмосферу, частично идет на дыхание самих растений. Ежегодно растения выделяют в атмосферу до 510 тонн кислорода, они поддерживают её постоянный газовый баланс до состояния пригодного для дыхания. Поднимаясь в верхние слои атмосферы,кислород превращается в озон и становится частью озонового слоя, защищающего нашу планету от пагубного УФ-излучения Солнца.
Каждый год с помощью растений образовывается до 170 миллиардов тонн органических веществ, большая часть которых вырабатывается наземными растениями. С помощью растений формируется верхний плодородный слой Земли под названием почва, они обеспечивают в ней постоянный круговорот минеральных веществ, такой необходимый для её плодородия.
Растения, благодаря тому, что возвращают в атмосферу 90 % влаги, которую испаряет суша, значительно смягчают климат Земли и формируют температурный режим планеты. Поглощая углекислый газ они снижают так называемый парниковый эффект, хотя человек в результате своей хозяйственной деятельности (сжиганию топлива и вырубке значительных площадей влажных экваториальных лесов) и пытается свести все усилия «легких планеты» к нулю.
Растительность, покрывая землю плотным ковром, предохраняет её от пересыхания, создает более мягкий, влажный климат, корни хранят почву от выветривания и эрозии, предотвращают появление оврагов и оползней. Растения выделяют в воздух специфические вещества фитонциды, губительные для болезнетворных бактерий, являются первой важной ступенью в трофических цепях питания.
Человек и растения
В жизни человека растения играют огромную роль, ведь помимо того что они источники кислорода, необходимого для дыхания, они употребляются человеком в пищу (злаки, овощи, зерно-бобовые, плоды деревьев, эфиро-масличные культуры, сахороносные растения), из них делают лекарства, одежду, дома, они служат сырьем для промышленного производства бумаги, краски, каучука и других разнообразных полезных веществ.
Растения - незаменимый источник витаминов и минералов, дефицит которых может привести к развитию у человека серьезных заболеваний. В животноводстве кормовые культуры идут в пищу животным, в крупных мегаполисах они поглощают избыток углекислого газа, служат для санитарных и гигиенических целей, поглощая вредные вещества из воздуха, ионизируя его и увлажняя.
122. Дайте определения
Дикорастущие растения
– это растение которое растет независимо от человека, единственный ограничительный фактор – климат.
Примеры: береза, дуб, одуванчик, иван-чай, зверобой.
Культурные растения
– это растения, выращиваемые человеком для получения пищевых продуктов, кормов в сельском хозяйстве, лекарств, промышленного и иного сырья и других целей.
Примеры: пшеница, рожь, лен, хлопок, свекла, рапс.
123. Ответьте на вопрос
Какова роль зеленых растений на Земле?
Без зеленых растений на Земле не было бы пищи, необходимой для жизни всех живых существ. Также они обогащают атмосферу кислородом, необходимым для дыхания всех живых организмов, очищают загрязненный воздух, поглощая из него углекислый газ.
124. Какое из изображенных растений является техническим? Обведите его
125. Заполните таблицу «Культурные растения».
126.Используя материал учебника и дополнительные источники информации, заполните таблицу «Лекарственные растения моей местности».
127. Дополните схему «Значение растений в жизни человека»
128. Укажите стрелками, к каким группам относятся изображенные растения
129. Вместе с одноклассниками обсудите, как нужно вести себя на природе. Составьте свод правил "Как нужно вести себя в лесу". Продумайте специальные знаки, которые отражали бы содержание этих правил.
130. Используя дополнительные источники информации, подготовьте сообщение о растениях из Красной книги, которые обитают в вашей местности. Запишите их названия. Укажите источник использованной информации.
Венерин башмачок
131. Вставьте пропущенные буквы
Дикорастущие растения, кормовые, зверобой
Составьте 2-3 предложения с этими словами
Зверобой – это дикорастущее лекарственное растение.
К кормовым растениям относится свекла и кукуруза.
Животные
132. Перечислите признаки, характерные для животных
Гетеротрофность, плотоядность, подвижность
Наш мир часто называют зеленым. Этим названием он обязан миллиардам зеленых растений, живущих в нем. Человек и все иные организмы обязаны им своей жизнью. Растительные организмы обладают уникальной способностью: по сути, они питаются солнечным светом. А если говорить языком биологии, то представители растительного царства улавливают солнечный свет и преобразовывают его за счет фотосинтеза в энергию. Используя ее, они превращают неорганическую материю в органическую и дают пищу всем остальным живущим на Земле.
Растения играют огромную, можно сказать ключевую роль в жизни земной биосферы. Именно с них начинается пищевая цепочка жизни. Они стояли у истоков жизни на нашей планете. Научившись использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза, растения начали насыщать нашу атмосферу кислородом – это вещество выделяется в процессе фотосинтеза. Так что, каждый раз, делая глубокий вдох, вы должны помнить, кому вы обязаны живительному кислороду в ваших легких.
В биологии растительные организмы выделены в отдельное царство. К нему относятся папоротники, мхи, водоросли, голосеменные и покрытосеменные. Многообразие их поистине огромно, так же как и их значение для жизни на нашей планете и для существования на ней жизни, человека.
Роль в экосистеме планеты
В природе растительность являются неотъемлемой частью любого природного сообщества или как говорят биологи, биоценоза. В пищевой цепочке они занимают первое звено: растительные организмы накапливают энергию солнца и дают ее другим видам. Ими питаются растительноядные животные, а они, в свою очередь, служат пищей для хищников. В случае какой-либо природной катастрофы (например, засухи), которая уничтожает растительность, вымирание грозит и всем остальным организмам. Именно она выделяют в атмосферу кислород и потребляют углекислый газ. До их появления на Земле кислорода почти не было. Соотношение этих газов самым прямым образом влияет на климат в масштабах планеты (поэтому сейчас так много разговоров о глобальном потеплении из-за избытка СО2).
Можно составить целый список, чем именно растения важны для других живых созданий, обитающих на нашей планете.
Синтез кислорода. Растения в процессе фотосинтеза создали практически весь кислород, который сейчас находится в атмосфере. На Земле, до появления растительности кислорода не было.
Из кислорода в верхних слоях атмосферы образовывается озон, защищающий нас от жестких ультрафиолетовых лучей.
Участие в пищевой цепочке. Именно растительные организмы создают органическое вещество и энергию, которая потом переносится к следующим звеньям цепи.
Растения активно участвуют в образовании климата на планете.
В природе растения часто служат домом для других организмов, животных, грибов, лишайников, создают для них среду обитания. Многие животные образуют с растениями симбиотические связи.
Растительные организмы играют ключевую роль в почвообразовании и в изменениях ландшафта.
Растительность играет важнейшую роль в круговороте минеральных веществ в природе.
Роль флоры в жизни человека
Человек также является частью биосферы планеты и поэтому растения ему жизненно необходимы. Ему также нужен кислород для дыхания и пища, которую он не сможет получать без них. Кроме того, человек активно использует растения в своей хозяйственной деятельности и без этого использования человеческая цивилизация вряд ли смогла бы развиваться.
Итак, какую роль растения выполняют в человеческой жизни и деятельности.
Человек использует растения как источник пищи, они же служат пищей домашних животных. Человек использует в пищу зерна, плоды, корнеплоды и другие части растений. Некоторые растения лечат тело человека.
Именно растительные организмы образовали почву, благодаря которой мы можем заниматься сельским хозяйством.
Растениям мы обязаны запасом полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, торф), благодаря которым работает мировая экономика. Большая часть энергии, получаемая человеком сегодня, производится из ископаемых углеводородов, которые есть не что иное, как древние растения. По крайней мере других предположений по этому поводу нет.
Многие растения используются для лекарственных целей. Это, наверное, с вероятностью 99% были первые лекарства, которые начал применять человек. Они широко используются и в наши дни.
Растения самым широким образом применяются в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. Они снабжают человека множеством видов разнообразного сырья: волокна для изготовления одежды, тканей; дубильные и красящие вещества для окрашивания; масла, в том числе эфирные и технические для лечения и промышленных нужд; различные виды каучуков также для производств и многое другое. Древесина активно используется в строительстве. Из дерева делается мебель, различные предметы повседневного обихода и интерьера.
Из древесины производят бумагу, также древесина используется как топливо.
Человек использует растения в декоративных целях: в каждом доме можно встретить цветы на подоконнике, а в каждом городе парки и зеленые зоны с декоративными кустарниками.
Значение зеленых друзей - растений в жизни человека и животных велико. Они играют огромную роль в экосистеме планете. Без них наша Земля представляла бы собой безжизненную и бесплодную пустыню. Они были пионерами во времена зарождения жизни и только благодаря зеленым организмам жизнь на нашей планете столь богата и разнообразна. Благодаря им мы смогли достичь современным вершин цивилизации.