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.