Растения — человеку. Где человек использует различные вещества растительных клеток

Существуют пять основных сфер, где человек прямо или косвенно использует растения:

• в качестве продуктов питания;
• источник сырья для промышленности;
• как лекарственные средства;
• с декоративными целями;
• для сохранения и улучшения окружающей среды. Рассмотрим отдельно каждую из них.

Начнём с питания . Углеводы, белки и жиры - это три главнейшие группы веществ, которые нужны человеку для построения своего тела и обеспечения его жизнедеятельности. На протяжении жизни человек перерабатывает огромное количество веществ - более чем в 1000 раз превышающее массу его тела. Усваивая вещества, он перерабатывает их внутри своего организма, берёт у них энергию и затем частично выделяет их снова, но уже в изменённом виде.

Общая потребность в продуктах питания прямо или опосредованно обеспечивается растениями: прямо употреблением в пищу самих растений или растительных продуктов, а опосредованно - через животных, которые в итоге тоже питаются растениями. Соотношение растительной и животной пищи в питании человека бывает весьма различным и зависит как от его возможностей, так и от сложившихся традиций.

Впервые сознательное отношение человека к растениям появилось, без сомнения, в том, что он стал собирать их, чтобы есть. Плоды и семена, клубни и корни, молодые побеги и даже целые растения составляли существенную часть рациона первых людей. При этом надо было отличить съедобные растения от несъедобных и ядовитых. Так очень быстро установилась прямая и тесная связь людей с растениями, которая крепла по мере накопления знаний о разных видах растений, а также с изобретением способов получения огня и связанной с этим обработкой собранных растений и улучшением их пищевых качеств.

Когда и где человек пришёл к сознательному возделыванию растений, не выяснено, да и вряд ли когда-либо может быть выяснено. Твёрдо установлено лишь, что он уже очень давно целенаправленно возделывает растения. Самые древние следы этого насчитывают возраст 10 000 лет, то есть восходят к тем далёким временам, когда люди на некоторых территориях перешли к оседлому образу жизни.

Важнейшие современные культурные растения - крахмалоносные, и среди них прежде всего представители семейства злаков: пшеница, рис, кукуруза, ячмень, овёс и рожь. По использованию человеком на первом месте, несомненно, стоит пшеница. Немногим уступает пшенице рис.

Третья очень широко распространённая зерновая культура — кукуруза, которая в большей части идёт на корм скоту.

К крахмалоносным растениям, кроме злаков, относятся и представители других семейств, среди них в первую очередь относится картофель.

Следующее важное крахмалоносное растение - банан. Особенно богаты крахмалом плоды мучнистого банана. Их варят, жарят и запекают, из него получают коричневую муку, которая находит самое разнообразное применение.

Кроме крахмала, в качестве одного из важнейших углеводов человек использует сахар. Но число сахароносных растений в сравнении с крахмалоносными относительно невелико, и лишь два из них - сахарный тростник и сахарная свекла - имеют большое значение.

Белки в отличие от углеводов человек получает главным образом из животной пищи. Конечно, и многие пищевые растения содержат белки, но фактически в качестве источника используемых человеком растительных белков в настоящее время важны лишь семена бобовых растений.

По-иному обстоит дело с жирами, поскольку значительную их часть дают человеку растения. Это такие растения как рапс, сурепица, мак, подсолнечник и другие. У всех этих растений жиры содержатся в плодах или семенах.

Однако углеводы, белки и жиры чисто растительного происхождения - это лишь часть основного рациона человека. Другую, не менее важную часть человек получает от растений через животных.

Человек получает из растений не только богатые энергией вещества, но и витамины. К витаминоносным растениям мы можем отнести почти все фруктовые и овощные растения.

Существенную роль в нашем питании играют пряности и специи, все, за исключением поваренной соли, имеющие растительное происхождение. Основная часть вкусовых веществ пряных растений относится к большой группе эфирных масел, которые образуются растениями в особых клетках или выделяются в специальные вместилища, находящиеся внутри тканей, и позднее когда выходятся из тела растения через железистые волоски или железистые клетки. Речь идёт о легко испаряющихся, приятно пахнущих жидкостях, представляющих собой смесь алкоголей, угольных кислот, сложных эфиров и других веществ. Вкус также зависит от органических кислот, играющих важную роль в обмене веществ.

От вторичных растительных веществ зависят ценные свойства культурных растений другой группы — растений, содержащих возбуждающие вещества. Важнейшие из них - кофе, чай, какао и табак.

Однако растения используются человеком не только как продукты питания и возбуждающие средства; немаловажную роль растения и получаемые из них продукты играют и в других областях повседневной жизни человека. Растения часто используют как сырьё или исходный материал для его получения. Древесина, хлопок, джут и другие волокна, а также получаемые из растения целлюлоза, каучук, растительные жиры и масла, красители и дубильные вещества всё ещё необходимы для многих отраслей народного хозяйства. Древесину человек использует с давних пор; она была первым топливом, а в ряде областей и первым строительным материалом.

Лён - одно из наиболее известных культурных растений. По сие время он служит основным сырьём для выделки тканей, идущих, например, на постельное и столовое бельё.

Конопля — древнейшее волокнистое растение. Из её сравнительно толстых и ломких волокон в настоящее время изготавливают преимущественно канаты, парусины, толстые нити и т. п. ещё более грубое волокно даёт джут. Почти весь джут идёт на производство мешковины.

Однако самую важную роль в мировом хозяйстве играет хлопчатник - волокнистое растение.

Волокна растений состоят из почти чистой целлюлозы, а растительная целлюлоза представляет собой основное сырьё для изготовления очень многих продуктов, из которых достаточно назвать лишь бумагу, картон, искусственный шёлк, вискозу, искусственную шерсть, лаки. Исходным сырьём для получения целлюлозы служит преимущественно древесина, но иногда используются тростник и солома.

Ещё один важный для промышленности продукт растительного происхождения - натуральный каучук , хотя в наши дни он уже не имеет большого значения как раньше.

Дубильные вещества, входящие в состав некоторых растений, горьковаты на вкус и широко используются в пищевой промышленности, поскольку наряду с другими веществами определяют вкусовые качества многих плодов, возбуждающих средств и продуктов питания.

Дубильные вещества имеются в плодах брусники и черники; они придают им вяжущий вкус. Дубильные вещества содержатся в листьях чайного куста; богаты ими и семена кофейного дерева. Особенно много этих веществ в коре и ядровой древесине некоторых деревьев. Наличие дубильных кислот часто защищают эти ткани от повреждений микроорганизмами, делает их более стойкими.

Хозяйственное применение находят и многие другие растительные вещества. Правда, в результате развития химии значение некоторых из них снизились, а иные теперь вообще уже не применяются, как, например, многие красители растительного происхождения.

Как лекарственные средства растения всё ещё играют важную роль. Сведения о целебном действии растений сохранялись у разных народов многие столетия. Теперь известны вещества, содержащиеся во многих растениях, и мы знаем, какое действие они оказывают на организм человека. Но в народной медицине также имеется и немало ложных, мистических и суеверных представлений. В какой-то мере это отношение сохранилось и сейчас.

Однако растения не только используются для питания, для хозяйственных и медицинских целей, они, кроме того, украшают нашу жизнь и улучшают окружающую человека природную среду , будучи её постоянным компонентом.

В повседневной жизни людей цветы всегда играли и играют большую роль. Как знак внимания к другу и товарищу, как подарок любимой женщине, как последний поклон ушедшему из жизни - цветы никогда не бывают забыты. Они придают уют нашему жилищу и рабочему месту, они украшают парки и сады. Об их роли в нашей жизни свидетельствуют тысячи видов и сортов декоративных растений. Красивы не только декоративные растения. Даже микроскопически мелкие растения не могут не обратить на себя внимание своеобразной формой.

Растительный мир, бесспорно, главный компонент биосферы, собственно, и возникшей-то только тогда, когда появились растительные организмы, способные преобразовывать солнечную энергию и осуществлять синтез биоорганического вещества на Земле. С тех пор общий баланс вещества и энергии находится в тесной зависимости от состояния растительного покрова отдельных областей и планеты в целом.

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.

Тихомирова Анастасия Павловна

Человек издавна пользовался значительным числом дикорастущих растений. Они доставляли ему дрова для костров; служили материалом для постройки жилищ и загонов для животных; из растений человек изготовлял рыболовную снасть и орудия для охоты; строил лодки и плоты, плел циновки и корзины, готовил различные бытовые и ритуальные украшения; кормил растениями животных и птиц, выкапывал корни и собирал плоды для получения пищи и лекарств. Человек укрывался в лесах от непогоды, прятался от врагов и хищных животных. Словом, вся жизнь первобытного человека была связана с растениями. И чем разнообразнее был мир растений, окружавших человека, тем шире он использовал растительные богатства для своих нужд.

Впоследствии, когда человек стал выращивать около своих жилищ некоторые из полезных ему растений, т. е. начал заниматься земледелием, он заложил основы растениеводства, хотя продолжал пользоваться дарами дикой природы.

В настоящее время человечество продолжает широко использовать растения для своих нужд. При этом природный растительный покров постепенно изменяется. Уменьшаются площади лесов, увеличиваются безлесные пространства, исчезают и не восстанавливаются некоторые растения, когда-то широко распространенные на Земле. Хотя этот процесс уничтожения первоначальной природной растительности постепенно прогрессирует, тем не менее все еще остаются многие виды растений, продолжающие сохранять большое хозяйственное значение для жизни людей.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Растения в истории человечества В 1157 г.н.э. китайский император Джен ЦУ заказал новый труд по формакопее. При его жизни было описано более 1000 видов растений

1492 год Колумб покидает Испанию в поисках западного пути в Индию. Из нового Света он привозит в Европу новую зерновую культуру –кукурузу и другие растения. Во время второй своей экспедиции в 1493 г. Колумб привез сахарный тростник в Санто-Доминго. Поселенец Агвилон сообщает, что он собирал на своём участке богатые урожаи сахарного тростника, получая из него сладкий сок. В 1516 году первый сахар, полученный из тростника, был отправлен в Испанию. Вскоре после этого Португалия стала импортировать сахар из Бразилии. Сахарный тростник мог стать движущей силой работоторговли.

Колумб доставил в Испанию также ананас и стручковый перец, более острый, чем на Кавказе. Этот перец интродуцирован в Испании в 1493г, известен в Англии с 1548 г. И выращивается в Центральной Европе с 1585 года. Также в Америку Колумб завез огурцы и другие овощи.

1497-98 гг. Васко да Гамма открыл для Португалии торговый путь в Индию через мыс Доброй Надежды, минуя Переднюю Азию. Это лишило Венецию монополии на торговлю сахаром и пряностями.

1500 г. Фасоль, родиной которой является Америка, стала известна в Европе. Тогда же в Испанию был завезен из Южной Америки батат (сладкий картофель), позже попавший в Китай, Индию, Малайзию, где получил широкое распространение.

1505 г. В Америку завезены первые черные рабы. Торговля рабами стала активно развиваться из-за того, что на плантациях сахарного тростника и хлопка в Новом Свете требовались рабочие руки.

7 000 лет назад возделывали рис в Китае. Значительное место в рационе древних Китайцев занимала и кочанная капуста, рацион которой составлял не менее ¼.

9000 лет в Сирии и Турции известен лен. По всей видимости именно он являлся здесь основным материалом для производства тканей.

На ближнем Востоке, 10 000 лет назад, люди возделывали пшеницу и ячмень. В то время ячмень был ежедневной пищей человека. Археологи обнаружили первые мукомольные камни.

Раскопки в шанидарской пещере(Северный Ирак) свидетельствуют, что в то время, около 50000 лет назад, местные жители употребляли в пищу семена каштана и плоды грецкого ореха.

5 000 лет назад в Северной Африке уже выращивали сорго.

4 000 лет назад (2000 лет до н.э) в Северной Африке уже выращивали просо.

1519 г. В своё кругосветное плавание, для разведки новых торговых маршрутов, отправился Магеллан. Через три года из этой экспедиции вернулись только 18 человек из 250 и один корабль из пяти. Но они привезли с собой 26 т. гвоздики, мешки мускатных орехов и цитрусовых, а также древесину сандалового дерева. Вырученные с лихвой покрыли все расходы на экспедицию.

Пигафетт, плавающий с Магелланом, писал: «На Молуккских островах мы нашли гвоздику, имбирь, саговую пальму, древесину, которая подобна хлебу» Он так же пишет: « Бетель – плод, который они, туземцы, жуют вместе с цветками жасмина и апельсина» Каннибалы на острове не употребляли никаких частей человеческого тела, кроме сердца, которое они замачивали в лимонном или апельсиновом соке.

1516 г. В Новый Свет из Африки завезены бананы.

1514 г. Альянс стал первым европейцем, добравшимся до Китая морским путём. В Китае португальцы обнаружили апельсины, плоды из Индии и Цейлона.

1521 г. Кортес высаживается в Мексике. Его солдаты знакомятся с пряностями и ванилью ацтеков.

1532 г. Франческо Пизарро высадился в Перу, когда через четыре года испанская Конкиста в Перу закончилась. Картофель стал обычной и дешевой пищей солдат и моряков.

Возникновение земледелия с полным основанием считается поворотным событием в истории. Независимое формирование земледельческого уклада в наиболее благоприятных для этого центрах (в Месопотамии, Северной Африке, на Балканах) около 10 тысяч лет до н. э. привело к возникновению первых цивилизаций. Их существование и смена, в свою очередь, определили всю дальнейшую историю человечества. Начало этого процесса связывается с «неолитической революцией» как резким изменением образа жизни.

Предшествующий этому период традиционно рассматривался и рассматривается как господство «присваивающего» — охотничьего и собирательского — хозяйства. Последующие изменения связываются в основном с изменением состава промысловых видов животных. Собирательству всегда отводилась второстепенная роль — во многом из-за того, что в археологическом материале оно практически никак представлено не было и все рассуждения о нем строились на основании этнографических аналогий и «принципа актуализма»: растительная пища присутствует в рационе всех известных народов, включая население Крайнего Севера.

В 70-е годы прошлого века ленинградский археолог А. Н. Рогачев высказал гипотезу об «усложненном собирательстве» в палеолите (древнем каменном веке, 2,6 млн лет назад - 10 тысяч лет до н. э.).

Рогачев считал «усложненное собирательство» начальным этапом формирования земледельческого уклада.

Песты-терочники: Костенки 16 (~30 тыс.лет) - верхний ряд; Костенки 14 (слой в пепле ~40 тыс.лет) - нижний ряд

Основанием этому послужило наличие в инвентаре ряда палеолитических стоянок Восточной Европы специфических каменных орудий — пестов и пестов-терочников (на рисунке), предположительно связанных с приготовлением (растиранием до состояния муки) растительных продуктов для длительного хранения. Их наличие в культурных слоях раннего верхнего и даже среднего палеолита свидетельствовало о длительном «подготовительном» периоде формирования земледелия.

Современные исследования показали, что песты-терочники существовали долгое время и на больших территориях (от Атлантики до Забайкалья, от раннего верхнего палеолита до этнографической современности). Они не были напрямую связаны с какой-либо из известных культурных традиций. Это значит, что переработка растений имела широкое (если не повсеместное) распространение в палеолите. Однако орудия труда, связанные с ней, до археологов доходят относительно редко — возможно, из-за их особого значения для древнего человека.

До последнего времени связь пестов-терочников с обработкой растений оставалась только гипотезой из-за отсутствия методов ее прямого доказательства. Более того, пестам-терочникам приписывались и совершенно иные функции, например растирание минеральных красок.

Возможность точного определения появилась относительно недавно благодаря аналитическим исследованиям с помощью современных микроскопов, проведенным группой итальянских исследователей из университета Флоренции.

На каменных изделиях с палеолитической стоянки Биланчино (возраст 25 тысяч лет), сопоставимых по форме и размерам с пестами, по остаткам крахмала было определено наличие остатков болотного растения семейства рогозовых (Typhaceae).

По инициативе итальянских ученых, исследование было расширено за счет привлечения материалов стоянки Павлов 6 (Моравия, Чехия) и стоянки Костенки 16 (Воронежская область, Россия), где были найдены внешне подобные орудия. Аналитические исследования подтвердили их связь с переработкой растительных ресурсов. Обобщенное исследование, в котором проанализированы источник со всех трех памятников древности, опубликовано в сегодняшнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences .

Выбор Костенковской группы памятников для этого исследования неслучаен. Он обусловлен разнообразием компонентов материальной культуры:

в настоящее время на относительно небольшой территории сел Костенки и Борщево известно 26 палеолитических стоянок!

Почти половина из них многослойные, то есть содержат остатки нескольких культурных слоев - остатков поселений. В совокупности здесь представлены около 60 поселений. Благодаря уникальным условиям, в Костенках можно найти практически все виды археологических источников. Кроме обычных для палеолитических стоянок кремневого и костяного инвентаря и фаунистических (попросту говоря, кухонных) остатков, это многочисленные коллекции украшений и произведений искусства, включая статуэтки «палеолитических Венер», остатки жилых бытовых конструкций из костей мамонта, антропологические остатки, в том числе древнейшие погребения…

Орудия, связанные с переработкой растительных ресурсов, занимают в этом списке далеко не первое место. До недавнего времени их значение для реконструкции домохозяйственной деятельности палеолитического человека ограничивалось констатацией их наличия. То, что человек растирал краски, использовал абразивы для заточки костяных инструментов, различные виды отбойников, ретушеров для изготовления каменных орудий, с большой степенью достоверности можно было предположить по наличию красок и заточенных костяных орудий, даже при отсутствии в наличном материале терочников, абразивов и отбойников. С орудиями для переработки растительных ресурсов дело обстоит значительно сложнее, поскольку конечный продукт, полученный в результате этого вида домохозяйственной деятельности, в дошедшем до археолога материале не представлен.

Костенки 16. Пест-терочник

На поверхности одного из орудий стоянки Костенки 16 итальянские специалисты-палеоботаники обнаружили частички крахмала нескольких видов растений, в том числе гроздовника (Botrychium), растения из рода папортникообразных (иллюстрация 6 фотогалереи). Это растение присутствует в отложениях культурного слоя и говорит о достаточно суровых климатических условиях, сопоставимых с современным климатом тундры.

«Нам удалось показать, что найденные песты использовались именно для обработки растений,

еще одним, независимым способом - с помощью так называемого трасологического анализа. Уникальность нашего метода — исследование орудий труда с точки зрения их функционального назначения, то есть попытки понять, для чего использовался тот или иной предмет.

Этот метод изобрел русский археолог Сергей Семенов (кстати это единственный изобретенный в российской археологии метод, получивший распространение на Западе). На орудии труда всегда остаются следы работы, появляющиеся вследствие трения орудия об обрабатываемый материал. По этим следам (они называются трасы) можно судить о назначении орудия труда, его функции. Такими анализами занимается специальная наука - археологическая трасология.

Чтобы иметь доказательную базу - обосновать то, что те или иные трасы относятся к тому или иному виду деятельности, — было проведено много экспериментов по изготовлению орудий труда и обработке ими разных материалов. Так была создана такая эталонная коллекция, то есть коллекция образцов — реплик орудий труда, измененных обработкой разных материалов. Когда мы находим орудия труда на раскопках, мы смотрим на них в микроскоп и, сравнивая с нашими эталонами, определяем функцию найденных археологических памятников.

Таким образом нам удалось точно подтвердить, что древние люди использовали в своей бытовой деятельности растения уже в эпоху палеолита.

Аналогичные результаты были получены Лаурой Лонго (Музей Естественной Истории г. Вероны) при исследовании орудий из стоянок Павлово 6 и Беланчино.

Эти работы показывают, что «неолитическая революция» является следствием длительного эволюционного процесса формирования способов переработки и хранения растительных остатков на протяжении длительного периода времени.

Наше сотрудничество с итальянскими коллегами очень давнее: профессор Лаура Лонго проходила стажировку в нашей лаборатории несколько десятков лет назад. С тех пор мы работаем вместе.

К сожалению, часто вопрос сотрудничества упирается в финансирование. В РГНФ и РФФИ (Российском гуманитарном научном фонде и Российском фонде фундаментальных исследований) есть международные программы, но «пробить» их очень трудно. Собственно, гуманитарных проектов особенно мало. Хотелось бы, конечно, чтобы посредством этих грантов сотрудничество могло быть закреплено на более долгосрочную перспективу».

Подготовила Александра Борисова