Доклад на тему ботаника

Обновлено: 30.06.2024

Ботаника (от греч.botanikós — относящийся к растениям, botánē — трава, растение), наука о растениях. Огромная роль, которую играют растения в жизни человека, доставляя ему основную массу органических веществ, необходимых для питания и удовлетворения других насущных потребностей, общеизвестна.
Но не все растения в этом отношении равнозначны, и с этим фактом, несомненно, приходилось считаться уже первобытному человеку, тем более что наряду с растениями полезными существует и немало вредных.

Содержание

1. Введение.
2. Ботаника как комплексная наука.
3. Этапы развития ботаники.
4. Систематика Карла Линнея
5. Заключение.
Список литературы

Вложенные файлы: 1 файл

реф бот.docx

ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова

История и философия науки

Реферат на тему:

Аспирант:

н.с. Ханумиди Е.И.

научный руководитель

к.г.н. Масляков В.Ю.

Москва 2014

Содержание

Введение.
Ботаника как комплексная наука.
Этапы развития ботаники.
Систематика Карла Линнея
Заключение.

Список литературы

Введение

Но не все растения в этом отношении равнозначны, и с этим фактом, несомненно, приходилось считаться уже первобытному человеку, тем более что наряду с растениями полезными существует и немало вредных.

Отсюда, вероятно, и возникла у человека потребность отличать растения друг от друга, а в связи с этим – и необходимости давать им названия.

Таким образом, как наука ботаника возникла и развивалась в связи с практическими потребностями человека. Все разнообразие современных культурных растений создано упорным трудом человека в результате последовательного накопления сведений о форме и свойствах растительных организмов, об их жизнедеятельности, распространении, изменчивости и т. д.

Ботаника изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие.

Ботаника как комплексная наука

Ботаника охватывает огромный круг проблем: закономерности внешнего и внутреннего строения (морфология и анатомия) растений, их систематику, развитие в течение геологического времени (эволюция) и родственные связи (филогения), особенности прошлого и современного распространения по земной поверхности (география растений), взаимоотношения со средой (экология растений), сложение растительного покрова (фитоценология, или геоботаника), возможности и пути хозяйственного использования растений (ботаническое ресурсоведение, или экономическая ботаника). По объектам исследования в ботанике выделяют фикологию (альгологию) — науку о водорослях, микологию — о грибах, лихенологию — о лишайниках, бриологию — о мхах и др.; изучение микроскопических организмов, преимущественно из мира растений (бактерий, актиномицетов, некоторых грибов и водорослей), выделяют в особую науку — микробиологию. Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.

Основная ботаническая дисциплина — систематика растений разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы — таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений. Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств — хорологией (фитохорологией). Изучение древесных и кустарниковых растений иногда выделяют в особую дисциплину — дендрологию.

В тесной связи с систематикой находится морфология растений, изучающая форму растений в процессе индивидуального (онтогенез) и исторического (филогенез) развития. В узком смысле морфология изучает внешнюю форму растений и их частей, в более широком — включает анатомию растений, изучающую их внутреннее строение, эмбриологию, исследующую образование и развитие зародыша, и цитологию, изучающую строение растительной клетки. Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением: органографию — описание частей и органов растений, палинологию — изучение пыльцы и спор растений, карпологию — описание и классификация плодов, тератологию — изучение аномалий и уродств (терат) в строении растений. Различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Изучением растений в их взаимоотношении со средой обитания занимается ряд отраслей ботаники, иногда объединяемых под общим названием экология растений. В более узком смысле экология изучает влияние на растение среды обитания, а также разнообразные приспособления растений к особенностям этой среды. На земной поверхности растения образуют определенные сообщества, или фитоценозы, повторяющиеся на более или менее значительных территориях (леса, степи, луга, саванны и т.д.). Исследованием этих сообществ занимается отрасль ботаники, называемая в СССР геоботаникой, или фитоценологией (за рубежом её часто называют фитосоциологией). В зависимости от объекта исследования в геоботанике выделяют лесоведение, луговедение, тундроведение, болотоведение и т.д. В более широком смысле геоботаника смыкается с учением об экосистемах, или с биогеоценологией, изучающей взаимоотношения между растительным покровом, животным миром, почвой и подстилающими почву горными породами. Этот комплекс называется биогеоценозом. Распространение отдельных видов растений на поверхности земного шара изучает география растений, а особенности распределения растительного покрова на Земле в зависимости от современных условий и исторического прошлого — ботаническая география.

Наука об ископаемых растениях — палеобо таника, или фитопалеонтология, имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники имеют важнейшее значение для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений. Её данными пользуется также геология (историческая геология и стратиграфия).

Полезные свойства дикорастущих растений и возможности их окультуривания изучаются экономической ботаника (хозяйственная ботаника, ботаническое ресурсоведение). С экономической ботаникой тесно связана этноботаника — учение об использовании растений различными этническими группами населения земного шара. Важный раздел прикладной ботаники — изучение дикорастущих родичей культурных растений, обладающих ценными свойствами (например, иммунитетом к болезням, засухоустойчивостью и т.д.).

Физиологию растений и биохимию растений не всегда относят к ботанике, поскольку многие физиологические и биохимические процессы, протекающие в растениях, аналогичны или даже тождественны процессам, протекающим в животных организмах, и изучаются сходными методами. Однако биохимия и физиология растений отличаются рядом специфических черт, исключительно или почти исключительно свойственных растениям. Поэтому разграничить физиологию и биохимию растений от собственно ботаники. нелегко, тем более, что физиологические и биохимические особенности растений могут рассматриваться как таксономические признаки, следовательно, интересовать систематиков растений. Эти же особенности чрезвычайно важны для понимания проблем экологии и геоботаники, географии растений и ботанической географии, экономической ботанике и т.д. Генетика растений обычно также рассматривается как раздел общей генетики, хотя некоторые главы её (генетика популяций, цитогенетика) тесно связаны с систематикой, особенно биосистематикой, экологией растений и геоботаникой.

Границы между перечисленными выше разделами ботанике в значительной мере условны, т.к. их методы нередко перекрещиваются, а данные взаимно используются. Трудно определить место таких наук, как физиологическая анатомия и экологическая физиология, или отделить использование химических особенностей растений в систематике (хемосистематика) от сравнительной биохимии растений; наряду с этим процессом идёт и весьма узкая специализация отдельных ботанических разделов.

Ботаника тесно связана со многими другими науками — с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику (использование признаков некоторых растений и их сообществ как индикаторов некоторых полезных ископаемых); с химией — через биохимию и физиологию, экономическую ботанику и фармакогнозию; с почвоведением и физической географией — через экологию и геоботанику; с техническими науками — через экономическую ботанику — естественноисторическая основа сельского и лесного хозяйства, зелёного строительства в городах, курортах и парках, она разрешает многие вопросы пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, деревообрабатывающей промышленности. Однако важнейшая задача ботаники — изучение закономерностей развития и охраны среды обитания человечества — биосферы и прежде всего растительного мира — фитосферы.

Ботаника пользуется как наблюдением, так и сравнительным, историческим и экспериментальным методами, включающими сбор и составление коллекций, наблюдение в природе и на опытных участках, эксперимент в природе и в условиях специализированных лабораторий, математическую обработку полученной информации. Наряду с классическими методами регистрации тех или иных признаков изучаемых растений используется весь арсенал современных химических, физических и кибернетических методов исследования.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Содержание

Ботаника как наука. Предмет и задачи ботаники

Список использованных источников

Введение

Огромная роль, которую играют растения в жизни человека, доставляя ему основную массу органических веществ, необходимых для питания и удовлетворения других насущных потребностей, общеизвестна.

Итак, ботаника изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие.

Ботаника как наука. Предмет и задачи ботаники

Ботаника – это наука о растениях.

Ее задача – всестороннее познание растений: их строения, жизненных функций, распространения, происхождения, эволюции.

Глобальная проблема современности – производство пищи. Быстрый рост населения земного шара выдвигает задачу максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства: повышения урожайности возделываемых культур и продуктивности животноводства.

Эту задачу решают технологические науки: растениеводство и животноводство, базирующиеся на достижениях фундаментальных биологических дисциплин, среди которых первое место занимает ботаника. Не менее важна роль растений в обеспечении человека древесиной, прядильным волокном, лекарственным сырьем и др.

Ботаника исследует растения на разных уровнях их организации. Различают несколько структурно-функциональных уровней.

Нижний – наиболее древний – суборганизменный уровень моле-кулярных структур, где проходит граница между живым и неживым. Следующий уровень – клеточный. Клетка, ее структура и основные биохимические процессы сходны у всех организмов. За ним следует органный, а затем уровень целостного организма.

Неотъемлемые свойства организмов – способность к размножению, наследственность и изменчивость. Более сложный уровень организации жизни – популяционно-видовой. Высший уровень – экосистемный, биосферно-биогеоценотический, на котором сообщества популяций животных и растений вместе с их средой обитания образуют функционально-структурное единство.

Основу экосистемы составляют автотрофные зеленые растения – продуценты (производители), синтезирующие органические вещества из неорганических. Готовое органическое вещество используют консументы (потребители) – гетеротрофные организмы. Органические остатки продуцентов и консументов разрушаются гетеротрофными редуцентами (бактериями, грибами) и превращаются в минеральные соединения, вновь доступные растениям. Так проходит круговорот веществ и энергии в экосистеме при участии автотрофных и гетеротрофных организмов (рис. 1).

Автотрофные организмы способны синтезировать органические вещества из неорганических, используя в процессе фотосинтеза солнечную энергию (зеленые растения) или энергию химических реакций – хемосинтез (некоторые прокариоты). Фотосинтезирующие растения, по словам К.А. Тимирязева, являются источником жизни на Земле. Ежегодно при фотосинтезе аккумулируется колоссальное количество солнечной энергии (31021 ккал). Образуется 5,81010 т органического вещества. Выделяется в атмосферу 11,51010 т кислорода. Гетеротрофные грибы и бактерии традиционно, как и растения, являются объектами ботаники.

Ботаника, как и другие науки о природе, возникла и развивалась в связи с практическими запросами человека, в жизни которого растения играли и играют огромную роль.

Начало развитию ботаники было положено в глубокой древности при выявлении и использовании пищевых, лекарственных и технических растений.

Ботаника тесно связана с разнообразными сторонами жизни и хозяйственной деятельности человека: сельским хозяйством, медициной и различными отраслями промышленности.

Растения широко используются человеком как пища и корм для животных, как источник сырья для хозяйственной деятельности (прядильные, красильные, дубильные и др.), как ценнейшие лекарственные средства.

Разнообразную роль в нашей жизни играют микроорганизмы, водоросли и грибы. Одни из них – болезнетворные – приносят вред, другие широко используются в ряде отраслей пищевой промышленности, в производстве лекарств и т. д.

Ботаника как наука сформировалась более 2000 лет назад. Основоположниками ее были деятели древнего мира Аристотель (384 – 32 гг. до н.э.) и Феофраст (371 – 286 гг. до н.э.).

Они обобщили накопленные сведения о разнообразии растений и их свойствах, приемах возделывания, размножения и использования, географическом распространении.

Феофрасту было известно около 600 видов полезных растений, в число которых входили не только европейские виды, но и завезенные из восточных стран.

Таким образом, ботаника возникла как единая наука, суммируя отдельные сведения о растениях, но с течением времени, по мере накопления и углубления знаний, она разделилась на ряд самостоятельных дисциплин.

Ранее всего обособилась морфология – наука о внешнем и внутреннем строении растений. Основной метод морфологии – наблюдение и сравнение.

В зависимости от величины объекта наблюдения можно проводить невооруженным глазом – макроскопическая морфология или при помощи микроскопа – микроскопическая морфология.

К макроскопической морфологии относится органография – учение об органах растений; к микроскопической – цитология (учение о клетке), гистология (учение о тканях), анатомия, изучающая внутреннее строение растений, и эмбриология (учение об образовании и закономерностях развития зародыша растений).

Позже выделились следующие разделы:

систематика, классифицирующая многообразие растительных организмов;

география растений, изучающая распределение растений на земном шаре;

геоботаника – наука о растительных сообществах;

экология растений, изучающая их взаимоотношения с окружающей средой;

палеоботаника, воссоздающая прежний облик растительности земли.

Все науки, отделившиеся от ботаники, изучают различные стороны жизни растений, также как и частные курсы: микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), фитопатология (наука о болезнях растений) и др.

Таким образом, в наши дни ботаника представляет собой большую многоотраслевую науку.

Общая задача ее состоит в изучении отдельно взятых растений и их совокупностей – растительных сообществ, из которых формируются луга, леса, степи.

Вот далеко не полный перечень вопросов, которые рассматриваются ботаническими науками:

структура и закономерности роста растений, их отношения с окружающей средой, закономерности распространения и распределения отдельных видов и всего растительного покрова на земном шаре;

происхождение и эволюция царства растений, причины его разнообразия и классификация;

запасы в природе хозяйственно ценных растений и пути их рационального использования;

разработка научных основ введения в культуру (интродукции) новых кормовых, лекарственных, плодовых, овощных, технических и других растений.

Одна из первоочередных задач ботаники – разработка научных основ охраны природных и растительных ресурсов.

Особенно большое внимание отводят изучению и охране редких и исчезающих растений, занесенных в Красную книгу, так как потеря каждого вида не только уменьшает разнообразие растений, но и нарушает устойчивость растительного сообщества, сбалансированного в течение многих тысячелетий.

Заключение

Современная ботаника – многоотраслевая наука, подразделяющаяся на частные дисциплины: систематику, которая классифицирует растения на основе общности строения и происхождения; цитологию – науку о строении растительной клетки; морфологию – науку о внешнем строении органов растений и их видоизменениях; анатомию, изучающую строение тканей и органов растений; физиологию – науку о процессах, протекающих в растении, закономерностях роста, развития и жизненных отправлений в зависимости от внешних условий; биохимию, изучающую химические процессы, происходящие в растительном организме; генетику – науку о наследственности и изменчивости растений; фитоценологию, исследующую растительный покров Земли, его видовой состав, структуру, динамику связей со средой, закономерности распределения и развития растительных сообществ; флористическую географию – науку о закономерностях распространения видов растений на Земле.

Важнейшие задачи современной ботаники – изучение строения растений в единстве с условиями их жизни, изучение их наследственности для создания новых сортов, повышение их урожайности, устойчивости к заболеваниям, полеганию и т.п.

Список использованных источников

1. Андреева, И.И., Родман, Л.С. Ботаника: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2002. – 488с.

2. Анцышкина, А.М., Барабанов, Е.И., Мостова, Л.В. Ботаника: Руководство по учебной практике для студентов. – М.: Издательство МИА, 2006. – 104с.

5. Комарницкий, Н.А. и др. Ботаника (систематика растений). – 7-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1975. – 606с.

6. Рейви, П., Эверт, Р., Айкхори, С. Современная ботаника: В 2-х т. Т.1: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 348с.

8. Хржановский, В.Г., Пономаренко, С.Ф. Ботаника: Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1988. – 383с.

Ботаника — это комплексная наука о растениях, рассматривающая их происхождение, развитие, внешнее и внутреннее строение, классификацию, распространение по земной поверхности, а также охрану и экологию.

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:

Низшие или слоевищные (таломные). К ним относят водоросли.
Высшие или листостебельные. Это мохообразные (мхи и печеночники), голосеменные, покрытосеменные, а также папоротникообразные (хвощи, папоротники, псилоты и псилофиты).

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:

микроскопическую морфологию. Изучает строение клеток и тканей растений, эмбриологию;
макроскопическую морфологию (органография). Она изучает органы и части растений.

Разделы морфологии

Отдельные разделы морфологии — самостоятельные дисциплины:

Органография. Изучает органы и части растений;
Палинология. Предмет ее изучения — строение спор и пыльца растений;
Карпология. Классифицирует плоды;
Тератология. Исследует уродства и аномалии, возникающие в строении растений;
Анатомия растений. Изучает, как растения устроены внутри;
Физиология растений. Она занимается изучением форм растений, наблюдающихся в ходе онтогенеза и филогенеза, и процессов, которые происходят в растении: их причины, особенности и связь с окружающей средой. Физиология имеет отношение к систематике;
Биохимия растений. Ее интересуют химические процессы, происходящие в растениях — те, что связаны с ростом и развитием;
Генетика растений. В поле ее внимания — генетические изменения растений. При этом не важно, происходят они без человеческого вмешательства или с ним;
Фитоценология. Изучает растительный покров планеты, отмечает динамические изменения в природе, завиисимости и закономерности этих изменений;

Растительность в данном контексте — сочетание всех растений на одной территории, составляющие ее ландшафт.

Геоботаника. Концентрируется на изучении экосистем: взаимосвязи между растениями, животными и неживой природой (этот комплекс называют биогеоценозом);
Экология растений. В поле ее зрения — растения и среда их обитания, а также определение наиболее подходящих условий для растительного мира;
Палеоботаника. Она сфокусирована на изучении ископаемых растений, что дает возможность проследить историю развития.

Классификации ботаники по объекту изучения

Если выделять отдельные науки в ботанике кратко, то получится, что по объекту изучения эта классификация включает:

альгологию. Это наука о водорослях;
бриология. Исследует мхи и др;
микробиология. Занимается изучением микроскопических организмов;
фитопатология. В поле ее изучения — болезни растений, вызванные бактериями, вирусами и грибами.

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 ботаника изучает и грибы. Для этого есть отдельная дисциплина: микология, которая возникла, когда грибы выделили в отдельное царство.

Наука, изучающая лишайники — лихенология.

Предмет, задачи и методы исследования в ботанике

Предмет изучения в ботанике — растения: их строение, рост, родственные связи, возможности рационального применения.

Ботаника — это комплексный раздел биологии, изучающий растения. Как наука она появилась на базе практических запросов человека. Она получает и систематизирует знания о строении, жизнедеятельности, эволюции, экологии, распространении, уровнях организации растений.

Происхождение названия ботаники

Ботаника: предмет изучения науки

Рис. 1. То, что изучает ботаника

Рис. 2. Отличия грибов от растений

В XX в. быстрое развитие генетики и электронной микроскопии позволили увидеть отличия в метаболизме бактерий от всех остальных групп живых организмов. Постепенно круг низших растений сузился. Бактериологию и вирусологию стали изучать отдельно. В 70-х годах бактерии были вынесены в надцарство Прокариот (доядерных), а все остальные (кроме вирусов и архей) причислены к Эукариотам (настоящим ядерным). И хотя в школьной ботанике по-прежнему грибы, бактерий и растения рассматривают в одном учебнике, их давно разнесли для изучения по разным разделам биологии. Новое ещё и то, что водоросли нынче представляют собой сборную группу, из которых настоящими растениями являются только красные и зелёные водоросли. Поэтому, видимо, более точно говорить, что ботаника изучает не растения, а фотоавтотрофные организмы, хотя и тут есть исключения — фотосинтезирующие бактерии.

В настоящее время ботаника изучает растения, водоросли, лишайники и протисты, имеющие хлорофилл. Протисты как и водоросли не представляют собой единой группы из близких друг другу организмов. Важнейшей единицей, исследуемой ботаникой являются растения.

Рис. 3. Предмет изучения науки ботаники

Какие признаки растений выделяет ботаника?

В царство Растения входят фотоавтофототрофные организмы, т. е. синтезирующие органические вещества из неорганических за счёт энергии солнца. Они осуществляют фотосинтез с выделением кислорода (оксигенный). У их клеток есть ядро и плотная оболочка, главным образом состоящая из целлюлозы. Растения характеризуются чередованием поколений и преобладанием диплоидной стадии жизни.

Большая часть современных учёных предполагают, что для растений характерны 7 основных признаков. Но каждый из них можно обнаружить и у каких-либо других групп живых организмов. Поэтому судить о принадлежности к царству нужно учитывая все эти признаки. Однако встречаются и растения, у которых отсутствует та или иная характерная черта. Проследим какие признаки растений выделяет ботаника.

1. Наличие клеточной оболочки из целлюлозы . В процессе фотосинтеза клетки растений в избытке накапливают растворимые сахара. Они начинают тормозить процесс фотосинтеза. Клетка избавляется от излишков, удаляя их за пределы протопласта. При помощи ферментов на внешней стороне плазмалеммы сахара полимеризуются, превращаясь в нерастворимые полисахариды: целлюлозу (клетчатку), гемицеллюлозу (поликлетчатку), пектин. Так появляется углеводная оболочка клеток, придающая им прочность и определяющая их форму.

Прочные оболочки есть также у прокариот и грибов, но они состоят из других полисахаридов: у грибов – из хитина (полиацетилглюкозамина), у прокариот – из муреина (мукопептида или гликопептида).

Рис. 4. Клеточная оболочка растений

Автотрофно питаются и некоторые прокариоты. Но этот способ питания у них осуществляется чаще в форме хемосинтеза, при котором углерод усваивается за счёт энергии окисления неорганических веществ (серы, азота, соединений железа и др.). У других автотрофных прокариот, например, пурпуровых бактерий есть фотосинтез, но он проходит без выделения кислорода – аноксигенно. Только цианобактерии и хлороксибактерии как и растения способны к оксигенному фотосинтезу.

Рис. 5. Поступление и выделение веществ в растение при фотосинтезе

3. Поглощение пищи путём абсорбции (всасывания ) . Из-за прочных клеточных стенок питательные вещества внутрь клетки могут проникать только в виде растворов в жидком или газообразном состоянии. Такой способ поглощения питательных веществ называется осмотрофным. Он характерен также для грибов и прокариот. В противоположность им большинство животных поглощают твёрдую пищу путём заглатывания (фаготрофия, или голозойное питание).

4. Малоподвижный образ жизни. Прикреплённость и неспособность к быстрому реагированию – характерная черта многоклеточных растений. Они не имеют мускулов, нервной системы и органов чувств. Они не способны к локомоции (перемещению с места на место). Но у растений есть свои способы движения. В основе изменения положения частей их тела в пространстве лежит миграция воды в клетках (тургорное давление) или рост тканей. К быстрым движениям способны хищные растения, виды, закрывающиеся в ответ на раздражение и растения, активно распространяющие свои семена. Самые быстрые движения среди растений замечены у шелковицы белой. Она перемещает лепестки своих цветов со скоростью в 25 мкс. Все виды движения растений делят на 3 группы:

ростовые , возникающие в ответ на изменения, вызванные внешними раздражениями: тропизмы и настии ;
вызванные внутренними раздражениями – автономные ( нутации и периодические суточные движения — открывание и закрывание лепестков цветов и листьев);
без раздражения живого содержимого клетки: механические движения (растрескивание сухих плодов, спорангиев и др.).

Тропизмы (у животных сходные процессы называют таксисами) — рост или движение клетки относительно однонаправленного раздражителя, например, по отношению к свету (движение к нему или от него), к химическим веществам или под действием силы притяжения Земли. В основе тропизмов лежит движение цитоплазмы и неравномерное размещение фитогормонов (абсцизовой кислоты, ауксина и др.). Они связаны с изменением (ростом) тканей.

Настии — более быстрые ненаправленные ростовые движения некоторых органов растений в ответ на рассеянные внешние раздражения. Примером настий могут служить сжимание листьев у венериной мухоловки и росянки, у стыдливой мимозы.

Нутации — круговые движения чаще встречающиеся у вьющихся растений. Их стебли и усики нарастают верхушкой и обвивают опору.

Рис. 7. Примеры настий

Прикреплённый образ жизни растений привёл к особому способу их расселения по свету. Чаще они заселяют новые территории в виде зачатков (спор, зооспор или семян).

Исключения:у многих растений в жизненном цикле есть подвижная стадия. Активно двигаются сперматозоиды мхов, папоротников, некоторых голосеменных растений, зооспоры и гаметы бурых и зелёных водорослей. А среди бактерий и животных есть прикреплённые виды, относительно неподвижны и грибы.

5. Полярность . Возникла в связи с прикреплённым образом жизни организмов. Выражается в различии между противоположными точками клеток и растения в целом. У наиболее развитых растений это заметно по расчленению тела на корни и побеги. Полярность проявляется в скорости синтеза, передвижения и накопления веществ внутри тканей и многое другое.

6. Способность расти в течение всей жизни . Даже полусгнившие старые деревья каждую весну образуют новые побеги. Если рост растения прекратился, значит оно погибло. Многоклеточные организмы нарастают в определённых местах (точках роста): в верхушке почки, побега, кончике корня, в узлах стебля злаков. Растут всю жизнь и грибы. Не зря же их так долго относили к царству Растений.

7. Метамерия и модульность . Рост в течение всей жизни приводит к постоянному появлению новых побегов, частей корня и отмиранию старых. У растений много однотипных органов, их количество непостоянно и зависит от условий среды. Части растения закономерно повторяются вдоль продольной оси — эти участки называются метамерами. Это хорошо заметно на побегах, состоящих из узлов с листьями и пазушными почками. Растения состоят из множества повторяющихся частей: стволиков, боковых и придаточных корней, побегов. Ботаники их называют модулями.

Рис. 9. Метамерность растений

Ботаника как система наук

Раньше других из ботаники выделилась морфология — наука о внешнем и внутреннем строении органов растений, их происхождении и эволюции. Очень долго ботаника описывала только внешний вид растений. Но постепенно количество входящих в науку подразделов увеличилось. Основные наиболее ранние ботанические дисциплины:

анатомия и макроскопическая морфология — внутреннее и внешнее строение растительного организма, то, что можно увидеть невооружённым глазом;
микроскопическая морфология изучает строение, которое нельзя увидеть без увеличительных приборов. В её состав входят: цитология , эмбриология , гистология ;
эмбриология — исследует половые (генеративные) органы, развитие и строение зародыша;
физиология растений — познаёт их жизненные функции.

систематика — изучает историческое развитие и классификацию растений. В её границах выделяют науку о водорослях — альгологию , о лишайниках — лихенологию , о мхах — бриологию и др.;
геоботаника , или фитоценология — наука о растительных сообществах, о распространении их на земле. В её составе выделяют географию растений ;
биохимия растений — учение о химическом составе растений;
палеоботаника — изучает прежний облик растений Земли (ископаемые виды);
фитопатология — о болезнях растений;
карпология — раздел морфологии, изучающий семена растений;
флористика — совокупность растений, сосредоточенной в определённой территории;
селекциярастений — наука о методах выведения новых сортов;
экология растений — взаимоотношение растений с окружающей средой.

Это далеко не полный перечень ботанических дисциплин. Эти науки не обособлены друг от друга. Они взаимосвязаны, ведь растение, изучаемое со всех сторон, представляет собой единую систему. На развитие ботаники, особенно в последние годы, большое влияние оказывают генетика и молекулярная биология. Одновременно с фундаментальными дисциплинами развиваются и прикладные отрасли ботаники: фармакология, селекция, растениеводство, биотехнология, лесное хозяйство, парфюмерная промышленность.

Ботаника изучает растения, как и другие живые организмы по уровням их организации.

Наименьший — молекулярный уровень. На нём выявляются отличия между неживой и живой материями.
Клеточный — уровень, на котором исследуют строение, деление и жизненные процессы.
Организменный — получает знания о жизни особи с момента её зарождения до прекращения.
Популяционно-видовой — изучает совокупность растений одного вида, населяющие определённую территорию.
Биогеоценотический , или биосферный — исследует сложные взаимодействия всех живых организмов с неживой природой.

Значение растений для природы и человека

Рис. 10. Космическая роль растений

Биосфера (область распространения жизни) вообще появилась на Земле благодаря фотосинтезу. Растения и некоторые другие организмы улавливают углекислый газ и разлагают воду с выделением кислорода. Из-за этого на планете постепенно накопился кислород. Он служит причиной разрушения (окисления) горных пород, что способствует образованию почв и накоплению минеральных веществ нужных для питания растений. Благодаря кислороду у земли появился озоновый экран.

Рис. 11. Хвойный лес

Растения служат важнейшей составляющей почвы и главными её защитниками. В процессе жизни они поглощают из почвы и испаряют в атмосферу большое количество воды. При вырубании лесов и потраве полей вода, попадающая в почву, стекает и способствует её разрушению (эрозии). Леса экваториального пояса смягчают климат за счёт испарения воды. Растения – это укрытия и места обитания животных.

Человек использует растения с доисторических времён, ещё с тех пор, когда основой его существования было собирательство. Они давали людям продукты питания, материал для изготовления орудий труда и постройки жилищ, топливо и лекарства.

В неолите (VIII – III тыс. до н. э.) человек стал возделывать землю и выращивать растения. Земледелие появилось независимо в нескольких центрах: в Юго-Восточной и Передней Азии, в Средиземноморье, в долине Нила, в Центральной и Южной Америке. Человек научился выращивать и собирать урожаи наиболее ценных для себя культур. В результате отбора появлялись продуктивные сорта растений. В настоящее время существует около 1500 сортов культурных растений. Большие площади заняты зерновыми культурами, первое место в рационе населения Земли занимает рис, второе – кукуруза, третье – пшеница, меньшее значение имеют ячмень, овёс, рожь, просо. В культуре много овощных, плодовых, пряных, бобовых, кормовых, технических и декоративных растений.

Важное значение для человека имеют и естественные растительные сообщества: леса, луга, степи, тундры и др. Древесные породы дают человеку материал для изготовления бумаги, мебели, построек, деталей транспорта. Важны лесные ресурсы: ягоды, грибы, орехи, лекарственные растения.

Рис. 12. Ботанический сад Сингапура

Вам будет интересно

Понятие о строение семян предполагает усвоение понятие об органах растений вообще. У растений, как и…

Хлопковые, льняные, синтетические — это ткани, из которых люди шьют себе одежду. Она нужна им…

В ботанике листья – это вегетативные органы, части побега сосудистых растений. В норме они развиваются…

Строение растений очень разнообразно и отличаются даже в пределах одного вида. Древнейшие представители флоры, многие…

Часто в так называемых исторических фильмах мы видим, как хрупкие девушки натягивают средневековый боевой лук…

Читайте также: