Предмет ботаники. Взаимосвязь основных разделов ботаники.

Предмет ботаники. Взаимосвязь основных разделов ботаники.

Ботаника – это радел биологии, занимающийся изучением растений, их формы, строения, жизнедеятельности, распространения, свойств и пр.

Растения – это особое царство живых организмов, имеющее: оформленное ядро в клетках, способность синтезировать пигмент хлорофилл в хлоропластах, который обеспечивает процесс фотосинтез. Растения-паразиты не имеют хлорофилла, но питаются органическими веществами, синтезированными растениями-хозяевами в результате фотосинтеза.

Ботаника представляет собой совокупность взаимосвязанных разделов:

· Морфология растений – изучает внешнее строение растений, исследует закономерности и обусловленность внешней формы растений.

· Анатомия растений – исследует особенности закономерностей внутреннего строения растений.

· Цитология растений – изучает строение клеток растений.

· Гистохимиярастений – с помощью микрохимических реакций выявляет и исследует вещества, находящиеся в растительной клетке.

· Эмбриология растений – раздел ботаники, исследующий закономерности зарождения организма в первые этапы его развития.

· Физиология растений – изучает жизнедеятельность растений: обмен веществ, рост, развитие и др.

· Биохимия растений – исследует процессы химических превращений как химических соединений, входящих в состав самого организма, так и веществ, поступающих в него из окружающей среды.

· Экология растений – изучает взаимоотношения растений и среды.

· География растений – выявляет закономерности распределения растений в пространстве.

· Геоботаника – изучает растительной покров Земли.

· Систематика растений – занимается классификацией растений и их эволюционным развитием.

Методы:

§ Наблюдение – подробное описание какого-либо органа с детальным рассмотрением;

§ Сравнение – классификация описательного материала и определение принадлежности растения к таксономической группе;

§ Эксперимент – метод, позволяющий выявить морфологические изменения растений в разных условиях окружающей среды.

2. Основные направления современной ботаники:

· Описательная морфология – изучает многообразие внешнего строения растений.

· Сравнительная – исследует сведения о внешнем строении растений путем сравнительного изучения.

· Эволюционная – изучает внешнее строение растений с целью определения путей и направлений эволюции членов и органов растений.

Изучение биоразнообразия и антропогенной трансформации фитосистем, биоразнообразия и экологии водорослей и грибов, проблемы интродукции и акклиматизации растений, фитоценологии и геоботаники, экологии растений и структурной ботаники, а также популяционной экологии и генетики растений.

Эволюция растений. Краткая характеристика.

Появились растения на Земле примерно 3,4 млрд. лет тому назад. Предками растений явились гетеротрофные организмы из группы флагеллят, у которых сформировалась пигментная система, способная улавливать и использовать световую энергию и, сопряженная с ней, система запасания этой энергии в связях органических молекул.

Возникновение растений и ранние этапы их эволюции связаны с водной средой. Поэтому первыми растениями Земли стали водоросли.

Дальнейшая эволюция растений связана с выходом их на сушу и возникновением сосудистых растений. Ботаники сходятся во мнении, что предками сухопутных растений, являются зеленые водоросли, у которых таллом расчленен на простертую (стелющуюся) и прямостоящую части.

Риниофиты - это ископаемые растения, вымершие в позднем девоне (450 млн. лет назад), которые имели тело, расчлененное на надземные теломы и горизонтальные корневищеобразные органы - ризомоиды. Размножались риниофиты спорами. Споры образовывались в крупных спорангиях, развивающихся на концах вертикальных надземных теломов.

Считается, что эти первые сосудистые растения дали начало трем линиям развития, представленных хвощами, плаунами и папоротниками. Хвощевидные и плауновидные явились самостоятельными филами, а папоротники через группу семенных папоротников дали начало голосеменным и покрытосеменным растениям.

Метаморфоз, редукция, атавизм. Примеры.

Метаморфоз – это значительные видоизменения гомологичных органов (усики гороха, усы винограда, колючки, корнеплоды).

Редукция – это недоразвитие тех или иных структур, чаще всего в результате потери функций, которые они ранее выполняли (листья у растений-паразитов).

Атавизм – появление у данной особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших (проростки картофеля имеют цельные листья).

Гомологичные, аналогичные органы. Примеры.

Гомологи–органы растения или их части, имеющие общее происхождение, но отличающиеся по внешнему строению (гомологичны лист, колючка барбариса, ловчий аппарат).

Аналоги – органы или их части, выполняющие одинаковую функцию и приспособленные к ней, имеющие одинаковый внешний вид, но различающиеся по своему морфологическому происхождению от разных исходных форм (аналогичны колючки барбариса, боярышника, гледичии, т.к. колючка барбариса имеет листовое происхождение, а боярышника и гледичии – стеблевое).

Метаморфозы побега, их эволюционное значение. Примеры.

В процессе эволюции растений происходило адаптивное развитие побега в целом. Появились побеги удлиненные и укороченные. Зачастую даже простой побег в верхней части бывает удлиненный, а в нижней - укороченный и наоборот. Это явление зависит от размеров междоузлий. Так, нижняя часть побега пастушьей сумки, типичный пример укороченного побега. А вот, так называемые, «плодушки» у яблонь - это целиком укороченный побег. К специализированным побегам можно отнести ствол и сучья, из которых формируется система скелетных осей.

Весьма обычными метаморфозами побегов являются корневища, луковицы, клубни - системы, где четко просматриваются все элементы побега или их рудименты. Это все подземные структуры.

Менее распространены надземные видоизменения побега. Это, прежде всего, побеги суккулентов - растений, запасающих в паренхимных тканях воду. К таким растениям, кроме известных всем кактусов, относятся виды рода очиток, родиола (золотой корень), молодило и пр.

К надземным видоизменениям побега относятся стеблевые клубни (кольраби), кочан, образующийся у отдельных сортов капусты, уплощенные филлокладии иглицы, выводковые почки (мятлик луковичный, каланхоэ).

Метаморфозы листьев, их эволюционное значение. Примеры.

Метаморфозы листьев не являются редким явлением. Они могут полностью (барбарис) или частично превращаться в колючки (чертополох), в усики (горох, вика, чина). Довольно часто листья в процессе эволюции видоизменяются в чешуйки. У луковиц листья превратились в сочные и сухие чешуи.

У многих австралийских акаций пластинка листа не развивается, а черешок превратился в плоское образование, называемое филлодием, которое и выполняет основные функции листа. Это уже пример редукции части листа. И этой редукции чаще всего подвергается листовая пластинка. У солероса от листьев остаются лишь влагалища, у черного саксаула - основания черешков.

Особую морфу представляют листья насекомоядных растений. Это и захлопывающиеся листья, и листья в виде кувшинов, и розетко-образующие листья.

· Колючки –выполняют защитную функцию, защищают от излишнего испарения влаги, от поедания животными (кактус, барбарис)

· Усики – служат для закрепления растения в вертикальном положении.

· Ловчие аппараты – могут быть представлены в виде кувшинчиков, пузырьков, листовых пластинок с железистыми волосками (росянка)

· Чешуйки – могут быть мясистыми (лук), кроющие – жесткие выполняют защитную функцию.

Предмет ботаники. Взаимосвязь основных разделов ботаники.

Ботаника – это радел биологии, занимающийся изучением растений, их формы, строения, жизнедеятельности, распространения, свойств и пр.

Растения – это особое царство живых организмов, имеющее: оформленное ядро в клетках, способность синтезировать пигмент хлорофилл в хлоропластах, который обеспечивает процесс фотосинтез. Растения-паразиты не имеют хлорофилла, но питаются органическими веществами, синтезированными растениями-хозяевами в результате фотосинтеза.

Ботаника представляет собой совокупность взаимосвязанных разделов:

· Морфология растений – изучает внешнее строение растений, исследует закономерности и обусловленность внешней формы растений.

· Анатомия растений – исследует особенности закономерностей внутреннего строения растений.

· Цитология растений – изучает строение клеток растений.

· Гистохимиярастений – с помощью микрохимических реакций выявляет и исследует вещества, находящиеся в растительной клетке.

· Эмбриология растений – раздел ботаники, исследующий закономерности зарождения организма в первые этапы его развития.

· Физиология растений – изучает жизнедеятельность растений: обмен веществ, рост, развитие и др.

· Биохимия растений – исследует процессы химических превращений как химических соединений, входящих в состав самого организма, так и веществ, поступающих в него из окружающей среды.

· Экология растений – изучает взаимоотношения растений и среды.

· География растений – выявляет закономерности распределения растений в пространстве.

· Геоботаника – изучает растительной покров Земли.

· Систематика растений – занимается классификацией растений и их эволюционным развитием.

Методы:

§ Наблюдение – подробное описание какого-либо органа с детальным рассмотрением;

§ Сравнение – классификация описательного материала и определение принадлежности растения к таксономической группе;

§ Эксперимент – метод, позволяющий выявить морфологические изменения растений в разных условиях окружающей среды.

2. Основные направления современной ботаники:

· Описательная морфология – изучает многообразие внешнего строения растений.

· Сравнительная – исследует сведения о внешнем строении растений путем сравнительного изучения.

· Эволюционная – изучает внешнее строение растений с целью определения путей и направлений эволюции членов и органов растений.

Изучение биоразнообразия и антропогенной трансформации фитосистем, биоразнообразия и экологии водорослей и грибов, проблемы интродукции и акклиматизации растений, фитоценологии и геоботаники, экологии растений и структурной ботаники, а также популяционной экологии и генетики растений.