Ботаника с чего начать изучение
Биология
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Вспомним, что такое биология
Это слово пришло из Греции, оно происходит от слияния двух терминов: «биос» – жизнь и «логос» – учение. Биология исследует мир живой природы. Если быть точными, то – это наука, изучающая живые организмы, их строение, жизнедеятельность и отношение с окружающим миром. Она относится к дисциплинам естественного цикла. Термин появился в 1800-1802 годах, первым его придумал немецкий физиолог Карл Фридрих Бурдах. Все живые организмы на Земле разделены на 7 (теперь 8) больших групп – царств. Не обо всех этих группах пишут в наших учебниках.
Изучению этих царств посвящены разделы биологии:
Как вы видите, не все царства живой природы пока получили привилегию иметь свою собственную науку. А некоторые, например вирусы, так и балансируют на грани живого и неживого. Как же опознать, что перед нами существо из живого мира? Многие учёные и философы пробовали дать определение жизни. Но все они потом были признаны неполными и неточными. В результате споров научное сообщество договорилось судить о живом при помощи признаков (критериев).
Значит и растениям свойственны все эти признаки. Их просто надо уметь увидеть. Все их мы будет «открывать» постепенно на отдельных занятиях.
Ботаника – наука о растениях
С самого своего появления человек интересуется растениями. Он всегда получал от них доступные продукты питания, материалы для изготовления жилья и лекарственных средств. Но встречались и ядовитые виды, поэтому человеку нужно было научиться их отличать. Много тысячелетий люди накапливали знания о них, а потом появилась ботаника. Это была одна из древнейших наук.
Возникла она примерно 2,5 тыс. лет назад. Знаменитый древнегреческий врач и философ Гиппократ, живший в V-IV вв. до н. э. охарактеризовал 236 растений, обладающих лекарственными свойствами. Но основателями ботаники считаются его соплеменники и современники – философы Аристотель и Теофраст. Они умели различать более 600 разновидностей растений. Теофраст был последователем и учеником Аристотеля, он первым сумел обобщить имеющиеся тогда сведения о разновидностях флоры и записать их для потомков. Поэтому его считают «отцом» ботаники.
Римский исследователь Плиний Старший, живший в 50-70 гг. н. э. в своей энциклопедии «Естественная история» описал 1000 видов растений. В XVIII в. шведский естествоиспытатель Карл Линней представил миру более 1500 видов растений и разработал систематику органического мира. Поэтому в названиях многих растений встречается фамилия этого великого учёного: Боярышник Линнея, Мальва Линнея и др.
Теперь известно около 550 тыс. их видов. И как тысячи лет назад человек продолжает зависеть от растений. Они для него – еда, дом, одежда, сырьё для лекарств и промышленности, корм для домашних питомцев, средство улучшения настроения.
Отличительные признаки растений от других царств живой природы
Вначале проанализируйте следующие высказывания и решите – согласны вы с ними или нет.
— Все растения зелёные.
— Только растения могут создавать органические вещества из неорганических на свету.
— Химические элементы растения всасывают корнем.
— Они могут расти всю жизнь, пока не умрут.
А теперь проверьте свои ответы, изучив характерные для растений признаки.
У растений хорошо заметны такие признаки живого как клеточное строение, развитие, рост, обмен веществ и размножение. Но их раздражимость скрыта от нас, чтобы её заметить надо внимательно и долго наблюдать за ними. Как их корень изменяет направление роста вслед за потоком воды или как листья поворачиваются к свету увидеть не трудно. Но у растений есть и малоизученные и незаметные нам способности, например, они могут «слышать» и «общаться».
Растения и музыка
С давних времён известно, что растения «слушают» музыку. Её воздействие ускоряет процесс прорастания семян и влияет на объём будущего урожая. В источниках древнеиндийской письменности говорится, что бог Кришна виртуозной игрой на музыкальных инструментах приводил в восторг не только людей, но и растения.
В XX в. учёные провели ряд экспериментов и доказали, что от классической музыки растения увеличиваются в размере намного быстрее. Они даже доказали, что тропические виды – «фанаты» рэпа, а рок растения не любят совсем. Их состояние зависит от звуковой частоты. Наиболее благотворна для них классическая музыка (58-75 Гц).
Какие бывают растения: разнообразие и внешнее строение
Одни водные, другие сухопутные, одни микроскопические, а другие гигантские. Встречаются они даже в сухих пустынях и близ полюсов. Растения бывают дикорастущими, произрастающими в природе без участия человека, и культурными, разводимыми людьми. Культурные в свою очередь делятся на комнатные и садовые растения, полевые и огородные культуры.
В зависимости от срока жизни и плодоношения растения делят на:
Наука о растениях делит их на простые и сложные (одноклеточные и многоклеточные). Клетка одноклеточного растения – это самостоятельный живой организм, в котором все функции выполняют её части (органеллы). Признаки одноклеточных растений не отличаются от остальных представителей царства.
К многоклеточным относятся часть водорослей, высшие споровые, голосеменные и покрытосеменные растения. Многие растения имеют органы. В науке орган – это часть тела животных или растений с определённым строением и функциями. Органы бывают генеративными (участвуют в половом размножении) и вегетативными (обеспечивают жизнедеятельность организма). Не все многоклеточные имеют такое строение. Нет органов у низших растений, к которым принадлежат только водоросли. Тело высших растений делится на специализированные органы.
Внешнее строение растений на примере цветковых
Основные части (органы) растения – это корень и побег, делящийся в свою очередь на листья и стебли. Перечисленные выше части, относятся к вегетативным органам растений.
1. Корень – чаще всего расположен под землёй. Он закрепляет растение в почве, нужен и для всасывания воды с растворёнными минеральными веществами (почвенное или минеральное питание). Но есть у него и другие, неспецифические задачи: создание и запасание органических веществ, например у корнеплодов, участие в неполовом (вегетативном) размножении. Видоизменённые корни часто расположены не в почве, они применяются для закрепления на опорах, для дыхания (у мангровых деревьев), для передвижения вглубь почвы (у чеснока).
2. Стебель – это место расположения почек и листьев, орган, выносящий их к свету и служащий местом транспортировки питательных веществ к частям растения. У многих растений в нём тоже может проходить воздушное питание (фотосинтез). Он бывает прямым, стелящимся (ползучим) или лиановидным. Видоизменённые (метаморфизированные) стебли – это колючки барбариса, стволы-бутылки у тропических деревьев, усики винограда.
3. Листья – это «кухня» растений. Тут «варятся» сахара и собираются другие вещества органического происхождения. На них же расположены и «носики» растений – устьица, через которые проходит воздух и выходят излишки воды. Листья тоже могут превращаться в усики (горох) или в колючки (кактус).
Цветок и плод – органы половые (генеративные). Они предназначены для размножения.
Ботаника
Узловыми вопросами этих знаний являются принципы ботанической науки:
Все вышеуказанные принципы, призваны отражать объективную природу целостности растительного организма во взаимосвязи со средой обитания.
Но немаловажное значение в обучении играет и то, что учащиеся от урока к уроку убеждались в том, что окружающий его растительный мир материален, объясним и изменяем. Ничего сверхъестественного и непознаваемого в нём нет, что наука шаг за шагом раскрывает так называемые «тайны» природы, в результате чего, тайное становится явным, понятным, объяснимым.
Считается, что этот предмет (ботаника) в школьной программе самый лёгкий (подумаешь: пестики, тычинки!), а потому в школьной программе до сих пор на него меньше всего обращают внимание.
А действительно, интересна ли ботаника?
Вот с этим вопросом и приходят на первый урок к учителю большинство учащихся, начинающих изучение этой науки. Вот здесь-то учитель и должен доказать обратное мастерски построенными уроками, на которых не будет скучно.
По опыту знаю, скучно не будет в том случае, когда учащийся увидит своими глазами, потрогает своими руками изучаемый предмет. Только тогда возникает огромное количество «Что? Где? Когда?», возникает интерес к изучаемому объекту, а через него и к науке в целом.
Как и в любой другой науке, в ботанике должна соблюдаться логическая последовательность в изучении биологических процессов, владения биологической терминологией. Только тогда у учеников возникает потребность в их использовании на практике. Наша существенная ошибка (и моя тоже в начале педагогической деятельности) заключается в том, что в погоне за «впихиванием» учебного материала, мы теряем главное — интерес к предмету. Кому незнакома такая картина? Чувствуешь конец урока, а учебного материала ещё много. Надо успеть. Быстро методом беседы (как правило самим с собой) стараешься «выпалить» весь оставшийся материал, наспех делаешь какой-то вывод, домашнее задание (в виде чтения страниц) и звонок. Последняя мысль. «успела», и с чистой совестью выполненного долга покидаешь класс. И о каком интересе к предмету можно говорить? Потом ни какими интересными фактами из жизни растений, ни внеклассными мероприятиями по предмету не побудить подлинный интерес к науке.
Проект «Жизнь растений» представляет многолетний педагогический опыт использования учебного материала, собранного с разных учебных и дополнительных источников (список литературы прилагается). Собранный материал предложен не в форме конкретных уроков (с целями, задачами, методами. ), а в форме небольшого «ключика», которым молодой учитель должен «открыть некий сундучок к изучаемой теме», широта и глубина которого будет зависеть от профессионализма самого учителя.
Материал изложен в порядке последовательного изучения биологической дисциплины в соответствии с программой и ныне действующими учебниками. Он составлен из большого количества учебных, справочных источников и на основании многолетнего опыта работы преподавания в средней школе.
Что изучает ботаника: виды растений, систематика, морфология, классификация ботаники, предмет, задачи и методы изучения в ботанкие
Что изучает ботаника как наука?
Определение ботаники и этапы ее развития
Ботаника — это комплексная наука о растениях, рассматривающая их происхождение, развитие, внешнее и внутреннее строение, классификацию, распространение по земной поверхности, а также охрану и экологию.
Что означает слово «ботаника»? Само слово «ботаника» происходит от греческого слова «βοτάνη», что означает зелень, трава, растение, овощ.
Ботаника — это раздел науки о растительном покрове поверхности Земли на всех уровнях: клеточном, молекулярном, организменном и популяционном. Соответственно, ботаник — это тот, кто непосредственно все этом изучает.
Ботаника как наука о растениях имеет богатую предысторию. Она зародилась в глубокой древности: в начале использования людьми растений для удовлетворения своих практических потребностей. В числе таких потребностей — еда, лечение, жилье, одежда.
На протяжении долгого периода времени естествоиспытатели только описывали растения: их размеры, специфику отдельных органов, характерную окраску и др. Это так называемый описательный характер ботаники.
Что такое ботаника, какие разделы ботаники существуют, кто такой ботаник и прочие вопросы активно ставились перед исследователями в 17-18 веках, во времена активного формирования ботаники как раздела биологии.
Систематизация растительного мира тесно связана с началом использования сравнительно-описательного метода. С его помощью растения описывались и сравнивались с другими по внешним (морфологическим) признакам.
Экспериментальное направление возникло и стало доминировать с момента изобретения микроскопа, а позже — в ходе развития науки и микроскопической техники.
Современная ботаника — это не просто наука, изучающая растения, и даже не наука, которая изучает классификацию растений.
Современная ботаника — наука, включающая множество отраслей.
Ботаника изучает все, что касается растений, и включает в себя различные разделы. Один из наиболее важных разделов — систематика.
В ботанике выделяют флористику и ботаническую географию. Первая занимается изучением сообществ растений на конкретной территории, а вторая — изучением особенностей распространения растений на планете.
Виды растений
Растения — важный источник биологически активных веществ (в растениях их количество может достигать десяти). Эти вещества непосредственно воздействуют на организм людей и животных, потому что употребляются в пищу.
Будучи неотъемлемым элементом человеческой жизни, растения стали пристально изучаться. Растения включают две большие группы:
Грибы, лишайники и бактерии изучают отдельно.
Систематика как ботаническая дисциплина
Что изучает наука систематика? Она занимается классификацией растений на основе подобных общих характеристик.
Являясь основной ботанической дисциплиной, систематика сконцентрировала внимание на классификации растений. Поэтому на вопрос, что изучает систематика проще всего ответить так: она изучает весь растительный мир, выделяет в нем отдельные группы, объясняет родственные и эволюционные связи между этими группами.
Для этих целей в ботанике существует специальный раздел — филогения.
Процесс систематизации растений происходил поэтапно. Вначале исследователи брали за основу внешние, морфологические признаки. Сегодня уже учитываются и внутренние признаки: смотрят, как устроены клетки, изучают их химический состав, какой хромосомный набор они имеют, какими экологическими особенностями отличаются.
Морфология как наука
Стоит отметить такую дисциплину как морфология растений. Эта наука изучает строение растений.
Она подразделяется на:
Разделы морфологии
Отдельные разделы морфологии — самостоятельные дисциплины:
Растительность в данном контексте — сочетание всех растений на одной территории, составляющие ее ландшафт.
Классификации ботаники по объекту изучения
Если выделять отдельные науки в ботанике кратко, то получится, что по объекту изучения эта классификация включает:
Если во внимание берется проживание изучаемого объекта, то можно говорить о специальных отраслях в ботанике растений. Среди них — лесоведение, болотоведение, луговедение, тундроведение и др.
Наука, изучающая лишайники — лихенология.
Предмет, задачи и методы исследования в ботанике
Предмет изучения в ботанике — растения: их строение, рост, родственные связи, возможности рационального применения.
Выделяют 5 основных задач ботаники:
Основных методов исследования в ботанике 6:
Ботаника наука о растениях
Ботаника наука о растениях
Ботаника — это область биологии, изучающая растения. В эту группу входят автотрофы, эукариоты и другие организмы, в том числе многоклеточные, которые производят свои собственные продукты питания. Царство растений – это огромное разнообразие видов. Наука о растениях занимается изучением видов, а также экологии, анатомии и физиологии растений.
Что изучает ботаника?
Ботаника — это раздел науки о растениях. Одна из древнейших естественных наук в мире занимается изучением обмена веществ и функции организмов, так называемой физиологией растений, а также процессов роста|роста, развития и размножения.
Наука о растениях отвечает за изучение наследственности (генетика растений), приспособления к окружающей среде, экологии, географического распространения. Среди разновидностей стоит|стоит упомянуть геоботанику, фитогеографию и палеонтологию (изучение окаменелостей).
История ботаники
Ботаника — это раздел науки о растениях. Как науку ботанику стали рассматривать, начиная с периода европейского колониализма, хотя человеческий интерес к растениям уходит своими корнями гораздо дальше. Область исследования охватывала растения и деревья на своей земле, а также экзотические образцы, привезённые во время многочисленных путешествий. А в древности волей-неволей приходилось изучать те или иные растения. Ещё на заре|заре времён люди пытались выявить лечебные свойства растений, их вегетационный период.
Зерновые культуры, фрукты и овощи были жизненно важны для социального развития всего человечества. Когда ещё не было науки в современном понимании этого слова|слова, человечество исследовало растения в рамках сельскохозяйственной революции.
Такие видные деятели Древней Греции и Рима, как Аристотель, Теофраст и Диоскорид, среди прочих важнейших наук продвинули на новый уровень и ботанику. Теофраста даже называют отцом ботаники, благодаря которому были написаны два основополагающих труда, которые использовались на протяжении 1500 лет и продолжают применяться по сей день.
Как и во многих науках, в эпоху Возрождения и Реформации и на заре|заре Просвещения наметился значительный прорыв в изучении ботаники. Микроскоп изобрели в конце 16-го века|века, что позволило изучать растения как никогда раньше, включая мелкие детали, такие как фитолиты и пыльца. Стали расширяться знания не только о самих растениях, но также об их размножении, обменных процессах и других аспектах, которые до тех пор были закрыты для человечества.
Группы растений
1. Самыми простыми растениями считаются всё|все мохообразные, они небольшие, не имеют стеблей|стеблей, листьев и корней. Мхи предпочитают места|места с повышенной влажностью и постоянно нуждаются в воде для воспроизводства.
2. Всё|Все сосудистые споровые растения, в отличие от мхов, имеют сосуды, проводящие сок, а также листья, стебель и корень. Эти растения также находятся в сильной зависимости от воды|воды. В качестве представителей можно назвать, например, папоротники и хвощи.
3. Всё|Все семенные являются более сложными растениями, обладающими таким важным эволюционным преимуществом, как семена|семёна. Это чрезвычайно важно, поскольку гарантирует защиту эмбриона и обеспечение его пищей. Различают голосеменные (сосна) и покрытосеменные (кокосовые пальмы).
Экология растений
Экология растений отличается от ботаники, её предметом изучения является то, как растения взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на экологические и климатические изменения. Человеческая популяция постоянно увеличивается, и требуется всё больше земли|земли, поэтому особо остро стоит|стоит вопрос об охране природных ресурсов и бережном к ним отношении.
Экология растений признает|признаёт одиннадцать основных типов среды|среды, в которой возможна жизнь растений:
У каждого типа есть свой экологический профиль и сбалансированный растительный и животный мир, и то, как они взаимодействуют, важно для понимания их эволюции.
Биология: раздел ботаника
Археоботаника является функциональной в плане изучения распространения земледелия, осушения болот и так далее. Ботаника (биология растений) проводит исследования на всех уровнях, в том числе экосистемы, сообщества, виды, особи, ткани, клетки и молекулы (генетика, биохимия). Биологи исследуют многие виды растений, включая водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и цветковые (семенные) растения, в том числе дикорастущие и культурные.
Ботаника — это раздел науки о растениях и растениеводстве. 20-й век считается золотым веком биологии, так как благодаря новым технологиям эту науку можно исследовать на совершенно новом уровне. Продвинутые методы молекулярной биологии предоставляют новейшие инструменты для исследования как растений, так и других живых организмов, населяющих планету Земля.
Ботаника наука о растениях
1. Ботаника — наука о растениях.
2. Общая характеристика растений.
3. Распространение растений и их значение в биосфере.
Основные понятия: ботаника, автотрофи, питание, дыхание, фотосинтез, рост, развитие, фитогормоны, ростовые движения, значение растений.
Ботаника — наука о растениях
Ботаника — это наука о растениях, их строение, жизнедеятельность, распространение и происхождение. Этот термин происходит от греческого слова|слова «botane», что означает «трава», «растение», «овощ», «зелень».
Ботаника исследует биологическое разнообразие мира растений, систематизирует и классифицирует растения, исследует их строение, географическое распространение, эволюция, историческое развитие, биосферную роль, полезные свойства, ищет рациональные пути сохранения и охраны флоры. И основная цель ботаники как науки — получение и обобщение новых знаний о мире растений во всех проявлениях его существования.
Ботаника как наука сформировалась около 2300 лет назад. Первое письменное обобщение знаний о растениях, которое дошло до нас, известно только из античной Греции (IV-Ш вв. до н.э.), а следовательно и возникновение ботаники как науки датируется именно этим временем. Теофраст (372-287 до н.э.), ученик великого Аристотеля, считается отцом ботаники благодаря его письменным трудам «Естественная история растений» в 10-и томах|томах и письменной работе «О причинах растений» в 8-и томах|томах. В «Естественной истории растений» Теофраст упоминает о 450 растений и делает первую попытку их научной классификации.
В первом веке н.э. римские естествоиспытатели Діоскорід и Плиний Старший дополнили эти сведения. Средневековые учёные продолжили накопление информации, начатое античными учёными. В эпоху Возрождения в связи с обогащением сведений о растениях возникла потребность в систематизации растительного мира. Большие|Большие заслуги в деле упорядочения ботанических знаний принадлежат Карлу Линнею, который в середине 18 века|века ввёл бинарную номенклатуру растений, первым сделал попытку классификации растительного мира и разработал искусственную систему, распределив растительный мир на 24 класса.
Сейчас ботаника — многоотраслевая наука, которая изучает как отдельные растения, так и их совокупности — растительные группировки, из которых формируются луга|луга, степи|степи, леса|леса.
В процессе развития ботаника дифференцировалась на ряд отдельных наук, из которых важнейшие: морфология растений — наука о строении и развитие основных органов|органов растений; из неё выделились: анатомия (гистология) растений, изучающая внутреннее строение растительного организма; клеточная биология растений, изучающий особенности строения растительной клетки; эмбриология растений, которая исследует процессы оплодотворения и развития зародыша у растений; физиология растений — наука о жизнедеятельности растительного организма, близко связана с биохимией растений — наукой о химические процессы в них; генетика растений изучает вопросы изменчивости и наследственности растений; палеоботаника (фітопалеонтологія) изучает ископаемые растения и близко связана с філогенією растений, задачей которой является воссоздание исторического развития растительного мира; география растений (фітогеографія) — наука о закономерностях распространения растений на земном шаре; из неё выделились экология растений — наука о взаимоотношениях растительного организма и среды|среды — и фитоценология (геоботаніка) — наука о растительные группировки.
Видео по теме : Ботаника наука о растениях
Лекция «Введение в ботанику»
Государственное автономное учреждение Амурской области
профессиональная образовательная организация
«Амурский медицинский колледж»
теоретического занятия для преподавателя
Учебная дисциплина: ОП. О7 «Ботаника»
Тема : « Введение в ботанику».
Специальность: код 33.02.01 «Фармация»
в соответствии с требованиями Федерального государственного
среднего профессионального образования.
Рассмотрено на заседании ЦМК
от «___» _____________ 2017 г.
Председатель ЦМК ____________
Утверждено экспертным советом
при информационно-методическом центре АМК
«____» _______________ 2017 г.
Теоретическое занятие № 1
Тема : Введение в ботанику
Продолжительность: 1час 20 минут
Цель занятия: с формировать знания студентов о ботанике как науке.
Актуализировать необходимость знаний по ботанике для освоения профессии фармацевт.
Сформировать компетенции по гербаризации лекарственных растений
Студент должен знать:
морфологию, анатомию растительных тканей и систематику растений;
латинские названия семейств изучаемых растений и их представителей;
охрану растительного мира и основы рационального использования растений
Студент должен уметь:
составлять морфологическое описание растений по гербариям;
находить и определять растения, в том числе лекарственные, в различных фитоценозах;
В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ОК:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ПК:
ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.
ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.
ПК 2.1. Изготавливать лекарственные формы по рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.
ПК 2.2. Изготавливать внутриаптечную заготовку и фасовать лекарственные средства для последующей реализации.
ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.
ПК 2.4. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.
ПК 2.5. Оформлять документы первичного учета.
Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.
Методическое пособие для преподавателя
Фармакогнозия (Морфологическое описание ЛР)
Фармацевтическая технология (Приготовления отваров, настоев и настоек)
Проверяем отсутствующих, подготовку студентов к занятию (форма, тетради, сменная обувь). Доводим до сведения ОК и ПК. Информируем об учебниках, приказах, сборниках НТД, методических пособиях по УД. Знакомим с планом работы, требования УД.
Отличительные особенности растений.
Положение растений в системах органического мира.
Основные разделы ботаники.
Краткая история развития ботаники.
Появление первых растений на Земле.
1.Отличительные особенности растений.
Ботаника (гр. botane – росток, трава) – наука о растениях, их структуре, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения ботаники являются растения на разных уровнях их организации.
Растительный мир богат и разнообразен. На поверхности Земли насчитывается свыше 500 000 видов растений, из них 200 000 – цветковых. Среди этой большой группы встречаются одноклеточные водоросли, которые можно увидеть только в микроскоп, и гиганты растительного мира – секвойи и секвойя дендроны, высота которых может достигать 112 м, а диаметр – 11 м.
Растения характеризуются рядом особенностей организации, которые позволяют выделить их в особое царство. Отличительными признаками этой группы являются такие:
Есть разница и в усвоении азота. Одна часть (бóльшая) растений использует нитриты, нитраты и неорганические соединения аммиака, другая (бобовые, лоховые) способна усваивать молекулярный азот атмосферы. Используя органические соединения азота, растения сначала разлагают их до аммиака, который потом идет на построение аминокислот и белков. Животные усваивают азот только из органической пищи.
малоподвижный («оседлый») образ жизни, причинами которого могут быть следующие:
возможность получать необходимые для фотосинтеза вещества (углекислый газ, воду, энергию Солнца) на месте;
получение минерального питания путем всасывания через корневые окончания;
наличие жесткой клеточной стенки, так называемого наружного
Однако нельзя сказать, что растения являются полностью неподвижными организмами, т. к. они растут, корневища продвигаются в почве, побег поворачивается к источнику света, лианы закручиваются вокруг опоры, цветки некоторых растений раскрываются и закрываются в определенное время и т.д. Кроме того, есть еще два признака:
6 )способность расти в течение всей жизни, т.е. это организмы с неза- вершенным открытым ростом;
7) расселение с помощью зачатков – зооспор, спор, семян, связанное с«оседлым» образом жизни растений.
Вышеперечисленные признаки, отличающие растения от других организмов, обуславливают наличие у них структур, присущих только им, таких, как хлорофилл, хлоропласты, клеточная стенка, центральная вакуоль, ксиле-ма, флоэма, корневая система и т. д.
2.Положение растений в системе органического мира
В настоящее время существует большое количество систем органического мира. Приведем одну из них, широко применяемую в России
Согласно данной классификации царство Растения относится к надцарству эукариотических организмов и подразделяется на три подцарства: багрянок (красных водорослей), настоящих водорослей и высших растений. К высшим растениям относятся наземные и вторично водные организмы (мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные).
Для всех живых организмов характерны определенные признаки живой материи, отличающие их от неживой природы.
Роль зеленых растений в природе можно охарактеризовать следующим образом:
1) обеспечивают атмосферный воздух кислородом, необходимым для дыхания большинства организмов;
2) в процессе фотосинтеза, используя солнечную энергию, создают из неорганических веществ и воды огромные массы органических соединений, которые служат пищей самим растениям, животным и человеку;
3) в органическом веществе зеленых растений накапливается солнечная энергия, за счет которой развивается жизнь на Земле;
4) растения поддерживают природное равновесие кругооборота веществ и энергии в биосфере Земли.
Исключительна роль растений в жизни человека. Среди растений пищевого назначения в первую очередь следует назвать зерновые культуры, особенно пшеницу, рис, кукурузу. Широко используются в питании овощи, плоды, корнеплоды, ягоды, продукты, которые получают из сахароносных, жиромасличных, орехоплодных, пряновкусовых культур. Непрерывно воз- растает использование человеком всех видов сырья, получаемого из леса. Деревья дают строительный материал и сырье для получения целлюлозы и бумаги, канифоли и скипидара, каучука и спирта, искусственного шелка и кожи, а также белка и сахара, медикаментов и витаминов. Особую группу составляют растения для промышленной переработки: прядильные, лубяные, каучуконосные. Современная медицина постоянно пополняется полученными из растений новыми лекарственными препаратами. Велика оздоровительная и эстетическая роль зеленых насаждений.
4.Основные разделы ботаники
В биологических науках сложилась концепция изучения жизни на качественно разных уровнях ее организации. Ботаника не является исключением. Различают молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционный, видовой, биосферный уровни организации. По существу, эти уровни отражают ход эволюции живых организмов, их историческое развитие от простого к сложному. Каждый из этих уровней имеет свои закономерности, которые при переходе к следующему не исчезают, а включаются в новые, более сложные закономерности. Поэтому для получения полного представления о биологических структурах или процессах требуется их изучение на разных уровнях. Этот принцип отражен в нашем курсе: сначала изучается клетка, затем – ткани, органы, целостный организм.
В связи с изучением растений на разных уровнях их организации исторически возник ряд разделов ботаники, каждый из которых решает свои задачи и использует собственные методы исследований. Выделяют следующие разделы ботаники:
морфология растений изучает внешнее строение растений, отдельных органов, их видоизменения в зависимости от условий среды;
анатомия исследует внутреннее строение растений, используя оптические приборы;
цитология изучает строение и функции растительных клеток;
гистология изучает ткани, их расположение, функциональные особенности;
физиология исследует жизненные процессы, присущие растениям (обмен веществ, рост, развитие и т. д.).
Систематика ставит перед собой несколько целей:
• описать все существующие виды;
• классифицировать их по более крупным таксонам;
• восстановить пути эволюционного развития растительного мира.
Палеоботаника изучает вымершие виды, дошедшие до нас в виде окаменелостей и отпечатков в горных породах, и тем самым помогает восстанавливать этапы развития растительного царства.
Фитоценологи я изучает растительные сообщества (фитоценозы) и взаимодействия между их компонентами.
География растений изучает распределение видов растений и фитоценозов по поверхности Земли в зависимости от климата, почвы и геологической истории.
Экология – исследует взаимоотношения растений друг с другом и с условиями окружающей среды.
Это далеко не полный перечень разделов ботаники. В последние годы появляются новые разделы, возникшие на стыке двух наук (например, экологическая анатомия, биохимическая систематика). А перечисленные основные разделы не всегда резко обособлены друг от друга, и их выделение в качестве самостоятельных научных дисциплин в значительной степени условно.
5. Краткая история развития ботаники
Человек рано осознал свою зависимость от растительного мира. С древнейших времен растения служили человеку источником питания, одеждой, кровом, лекарством. С развитием общества, в процессе расширения его запросов, накапливались знания: человек научился культивировать растения, выводить новые сорта, начал отбирать для себя пищевые, лекарственные, технические растения.
Первые письменные трактаты о растениях принадлежат греческому ученому Теофрасту (372–287 гг. до н.э.), которого называют «отцом ботаники». Он описал свыше 500 видов растений, сделав попытку их классификации на основе жизненных форм. Из ботанических сочинений до нашего времени дошли две книги Теофраста, в которых обобщены сведения по морфологии, географии, медицинскому значению растений.
Дальнейшее развитие ботаники в античном мире, особенно в Древнем Риме, шло в прикладном направлении и касалось в основном земледелия и медицины. Древнеримский ученый Плиний Старший (23–79 гг. н.э.) написал первый учебник по ботанике, дошедший до наших дней.
В период средневековья развитие общества шло очень медленно и не способствовало развитию наук, т.к. потребности феодального общества были очень ограниченны, что было связано с периодом инквизиции католической церкви, борьбой с ересями, научным познанием природы. В это время развитие ботаники приостановилось.
Переломный момент в истории ботаники наступил в конце XV века, в эпоху великих географических открытий. Из заморских стран стали привозить новые виды растений, возникла необходимость в их инвентаризации, т.е. описании, наименовании и классификации. В это время зарождаются и развиваются формы сохранения растений для их сравнительного изучения. В середине XVI века было положено начало гербаризации. Возникают первые ботанические сады в Италии (1540 г. – в Падуе, 1545 г. – в Пизе), Швейцарии (1560 г. – в Цюрихе). Немецкий художник Альбрехт Дюрер (1471–1528), ил- люстрируя ботанические книги, создает великолепные гравюры растений. Таким образом, в этот период закладываются основы ботанической терминологии, достигает расцвета описательная морфология растений.
В 1583 г. итальянец Чезальпино сделал попытку классификации растений, в основу которой положил признаки строения плодов и семян (выделил 15 классов). Выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635– 1703) усовершенствовал микроскоп и при рассмотрении среза пробки обнаружил, что она состоит из крохотных ячеек. В 1665 г. он описал растительные клетки и ввел термин «cellula», что на латыни означает «клетка». Марчелло Мальпиги (1628–1694) и Неемий Грю (1641–1712) положили начало анатомии растений, описав клетки, ткани различных видов и их значение. В 1671 г. они, независимо друг от друга, выпустили книги с одинаковым названием «Анатомия растений».
Систематика и описательная морфология XVIII в. достигла высшего развития в трудах шведского ботаника Карла Линнея (1707–1778). В 1735 г. Линней выпустил книгу «Система природы», где классифицировал растения по строению органа размножения – андроцея. Он выделил 24 класса. Эта система была искусственна, т.к. в ее основу было положено не родство растений, а сходство некоторых признаков. Однако система Линнея была очень удобной: согласно ей легко было найти растение по строению цветка. Важным нововведением Линнея в систематику была бинарная номенклатура. В ней каждый вид обозначался двумя словами (первое – название рода, второе– видовой эпитет).
Значительными успехами в ботанике был отмечен XIX век. Оформились и возникли такие разделы, как физиология, география и экология растений, геоботаника, палеоботаника, эмбриология и т.д. Во всех разделах ботаники был накоплен огромный фактический материал, что создало базу для обобщающих теорий. Важнейшими из них стали клеточная теория и теория эволюционного развития жизни.
В 1838 г. немецкий ботаник М.Шлейден установил, что клетка – это универсальная структурная единица в теле растений, а в 1839 г. зоолог Т.Шванн распространил этот вывод и на животных. Разработка клеточной теории оказала огромное влияние на дальнейшее развитие биологии и положила начало цитологии.
Появление эволюционной теории Чарльза Дарвина (1809–1882) стало началом новой эпохи в развитии всех биологических наук. Начался новый период для систематики – эволюционный (филогенетический), т.е. возникла необходимость объединять в одни таксоны виды, единые по происхождению, а не по внешнему сходству. Морфологи начали изучать то, какими путями и под влиянием каких причин исторически сложились организмы. Закономерности географического распространения организмов стали объяснять не только современными условиями, но и историческими причинами.
Новый прорыв в развитии ботаники, как и всей биологии, произошел в XX веке. Одной из его причин стал научно-технический прогресс, стимулировавший появление новых исследовательских инструментов и методов. В середине века были изобретены электронные микроскопы с высокой разрешающей способностью, что определило бурное развитие анатомии, цитологии, биохимии, молекулярной биологии, генетики.
6. Появление первых растений на Земле
Возраст Земли, как и всей Солнечной системы, составляет примерно 4,6 млрд. лет. Около 3,8 млрд. лет назад на Земле появились живые организмы. Первыми обитателями нашей планеты были прокариотические организмы, похожие на современных бактерий. Они являлись гетеротрофами (питались готовыми органическими и неорганическими веществами) и анаэробами (развивались в бескислородной среде), т. к. свободного кислорода в атмосфере еще не было. В связи с увеличением числа гетеротрофов в окружающей среде постепенно снижались запасы органики, поэтому преимущество получили организмы, способные сами синтезировать органические вещества из неорганических. В качестве источника энергии они использовали энергию Солнца. Первыми фотосинтетиками были организмы, использующие в качестве источника Н+ не воду, а сероводород (Н2S). Жизнь тогда была представлена тонкой бактериальной пленкой на дне водоемов или во влажных местах суши (архейская эра).
Около 3,2 млрд лет назад появились синезеленые водоросли, выработавшие современный механизм фотосинтеза с расщеплением воды под действием света. Кислород при этом начал выделяться в атмосферу, которая постепенно приобрела азотно-кислородный характер. Часть кислорода в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетовых лучей превращалась в озон. Озоновый слой стал поглощать ультрафиолет, губительный для всего живого, и организмы получили возможность поселяться на поверхности водоемов и на суше. Кроме того, примерно в то же время у некоторых организмов появляется кислородное дыхание, в процессе которого происходит расщепление и окисление богатых энергией углеродсодержащих молекул, полученных в процессе фотосинтеза.
Около 1,5 млрд лет назад на Земле появились первые эукариотические организмы.
Составить словарь терминов.
Назовите отличительные особенности растений.
Каково положение растений в различных системах органического мира?
Какое значение имеют растения в природе и для человека?