Куда бы вы ни посмотрели, почти всюду увидите растения или предметы, сделанные из них. Разные растения характерны для лугов, лесов, степей. растения покрывают значительные участки безводных пустынь и топких болот. Множество растений обитает в морях и океанах, озерах, прудах и реках всех стран мира. Даже Арктика и Антарктика не лишены растений: представителей растительного мира можно найти там в теплое время года. Множество разных культурных растений люди выращивают на полях, в садах и цветниках. Многие растения человек выращивает в оранжереях и в комнатах.

Большинство растений обладает зеленой окраской, но некоторые не имеют ее, например петров крест или заразиха. Велико значение зеленых растений в природе. растения обогащают воздух кислородом, необходимым для дыхания практически всех живых существ и поглощают из него углекислый газ. В лесах, на лугах, на болотах и в пустынях живут разнообразные представители животного мира. Растения служат пищей растительноядным животным, которыми в свою очередь питаются хищники. Люди тоже питаются растениями и продуктами их переработки, используют растения как сырье для различных отраслей промышленности, для приготовления лекарств, как строительный материал, топливо. Из древесины делают бумагу, искусственный шелк.

Человек использует разные части растений. Так, горох, фасоль, бобы выращивают для получения семян. Яблони, груши, сливы, вишни, огурцы, томаты дают сочные плоды. Морковь, репу, свеклу, петрушку выращивают ради корней. Из листьев капусты, салата, шпината, щавеля приготавливают овощные блюда. У льна и конопли используют волокна стеблей и семена. Розы, сирень, жасмин, астры, левкои разводят ради их красивых цветков. Трудно перечислить все, что получает человек от зеленых растений. Из плодов одной лишь пшеницы изготовляют хлеб, разные кондитерские изделия, макароны, крупы.

Но растения ценны не только тем, что дают пищу и сырье. Они украшают нашу жизнь, приносят радость. Самое скромное жилище становится уютнее, если на подоконнике стоят комнатные растения, а за окном зеленеют деревья, кустарники, травы...

Много интересных явлений из жизни растений раскроется перед теми, кто не пройдет торопливо по лесу или цветущему лугу, а внимательно приглядится к окружающему зеленому миру. Еще больше узнает тот, кто изучит ботанику.

Ботаника - наука о растениях . Название этой науки происходит от греческого слова ботанэ, что значит "зелень", "трава", "растение". Ботаника изучает жизнь растений, их внутреннее и внешнее строение, распространение растений на поверхности земного шара, взаимосвязь растений с окружающей природой и друг с другом.

Изучая ботанику, мы познаем законы жизни растений. Ботанику надо знать для того, чтобы правильно использовать растительный мир, минимально воздействуя на природу. Человек так сильно влияет на нее хозяйственной деятельностью, что многие виды живых организмов совсем исчезли с лица Земли, а многим угрожает вымирание. Изучение ботаники позволит каждому не только узнать жизнь растений, но и принять активное участие в преобразовании окружающего растительного мира.

Что изучает ботаника?

Определение 1

Ботаника - (от греч. botane - овощ, зелень, трава, растение) - комплексная наука, которая изучает растения. Она всесторонне рассматривает их происхождение, развитие, строение (внешнее и внутреннее), классификацию, распространение по земной поверхности, экологию (взаимоотношения и отношения с окружающими факторами), охрану.

Как и остальные науки, у ботаники имеется своя предистория. Зарождение её прослеживается с глубокой древности, когда люди ещё только начинали использовать растения для своих практических потребностей (питания, лечения, изготовления одежды, жилья). Достаточно долгое время естествоиспытатели занимались лишь описанием растений - их размеров, окраски, особенностей отдельных органов, то есть достаточно долгое время ботаника имела всего - навсего описательный характер. Этот раздел биологии формировался в $XVII-XVIII$ столетиях. Первые попытки систематизации растительного мира и стали началом использования в ботанике сравнительно - описательного метода, с помощью которого растения не только описывали, но и сравнивали по внешним (морфологическим) признакам. С изобретением микроскопа в ботанике зарождается, а позже, благодаря интенсивному развитию науки и усовершенствованию микроскопической техники, начинает доминировать экспериментальное направление.

Рисунок 1.

Растения - это источник более чем десяти биологически активных веществ, которые действуют на организм человека и животных, в частности при пищевом употреблении. Поскольку растения неотъемлемы в жизни человека, то они и стали объектом пристального изучения.

Все растения делятся на $2$ большие группы:

1. низшие растения, или слоевищные (таломные);
2. высшие растения, или листостебельные.

К низшим растениям относятся водоросли.

К высшим растениям относятся мохообразные (мхи и печёночники), папоротникообразные (псилофиты, псилоты, хвощи и папоротники), голосемянные и покрытосемянные.

Отдельно изучаются лишайники, грибы, бактерии.

Замечание 1

Современная ботаника - многоотраслевая наука, которая охватывает целый ряд разделов: систематику растений, которая занимается классификацией растений в зависимости от подобных общих характеристик. Её подразделяют на две части: флористика и ботаническая география. Флористика изучает сообщества растений на определённой территории. Ботаническая география изучает особенности распространения растений на земном шаре.

Систематика растений - основная ботаническая дисциплина. Весь растительный мир она разделяет на отдельные группы, объясняет родственные и эволюционные связи между ними. Это задание специального раздела ботаники - филогении.

Сначала исследователи систематизировали растения лишь по внешним (морфологическим) признакам. Сейчас же для систематики растений используют и их внутренние признаки (особенности строения клеток: их химический состав, хромосомный аппарат, экологические особенности). Морфологию растений, которая изучает строение растений. Подразделяется эта наука на микроскопическую морфологию и макроскопическую морфологию (органографию). Микроскопическая морфология изучает строение клеток и тканей растений, а также эмбриологию. Макроскопическая морфология изучает органы и части растений.

Некоторые разделы морфологии решили выделить в отдельные дисциплины :

• органографию (изучает органы растений),
• палинологию (рассматривает строение спор и пыльцы растений),
• карпологию (занимается классификацией плодов),
• тератологию (предмет изучения - уродства и аномалии в строении растений),
• анатомию растений, которая изучает внутреннее строение растений;
• физиологию растений, которая изучает формы растений в процессе их онтогенеза и филогенеза, а также процессы, происходящие в растениях, их причины, закономерности и взаимосвязь с окружающей средой. Она тесно связана с систематикой.
• биохимию растений, которая изучает химические процессы в растениях, связанные с ростом и развитием.
• генетику растений, которая изучает генетические изменения растений, происходящие с вмешательством или без вмешательства человека.
• фитоценологию, которая занимается изучением растительного покрова Земли, определяет динамические изменения в природе, а также их зависимости и закономерности (растительность - это сочетание всех растений на одной территории, которые составляют ландшафт;
• геоботанику, которая занимается изучением экосистем, то есть взаимоотношениями между растениями,животным миром и факторами неживой природы (весь это комплекс получил название биогеоценоза).
• экологию растений, которая изучает растения в зависимости от среды обитания и определяет идеальные условия для жизни растений.
• палеоботанику, которая изучает ископаемые растения с целью определения истории развития.

Ботаника также классифицируется по объектам изучения на :

• альгологию - науку о водорослях,
• бриологию, которая занимается исследованием мхов и др.
• исследование микроскопических организмов в мире растений также было выделено в отдельную дисциплину - микробиологию.
• фитопатология - занимается болезнями растений, которые могут быть вызваны грибами, вирусами или бактериями.

Замечание 2

В зависимости от изучаемого объекта выделились специальные отрасли в ботанике: лесоведение, луговедение, болотоведение, тундроведение и ещё ряд подобных дисциплин.

Традиционно в ботанику включают микологию - науку о грибах (со средины $ХХ$ ст. их стали выделять в отдельное царство), а также лихенологию - науку, которая изучает лишайники.

Предмет исследования ботаники - это растения, их строение, развитие, родственные связи, возможность их рационального хозяйственного применения.

Задачи ботаники :

1. Изучение растений для повышения их устойчивости, урожайности и выносливости.
2. Определение новых видов растений и их применение.
3. Определение действия растений на человеческий организм.
4. Определение роли человека в развитии и сохранении растительного покрова планеты.
5. Осуществление генетической трансформации растений.

Методы исследования в ботанике :

метод наблюдения - используется как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровнях. Этот метод состоит в установлении индивидуальности объекта, который исследуется, без искусственного вмешательства в его процессы жизнедеятельности. Собранная информация используется для дальнейшего исследования.

сравнительный метод - используется для сравнения объекта, который исследуется, с подобными объектами, так и классифицировать их, детально анализируя похожие и отличительные черты в сравнении с близкими к ним формами.

экспериментальный метод - используется для изучения объектов или процессов в специально созданных искусственных условиях. В отличии от метода наблюдения, экспериментальный метод предвидит специальное вмешательство экспериментатора в природу, что позволяет установить последствия от влияния тех или иных факторов на объект исследования. Метод может использоваться как в естественных условиях, так и в лаборатории.

мониторинг - это метод постоянного наблюдения за состоянием отдельных объектов, течением определённых процессов. моделирование - это метод демонстрации и исследования определённых процессов, явлений с помощью их упрощённой имитации. Он даёт возможность изучать процессы, которые сложно или невозможно воспроизвести экспериментально, или непосредственно наблюдать в живой природе.

статистический метод - основанный на статистической обработке количественного материала, собранного в результате других исследований (наблюдений, экспериментов, моделирования), что позволяет его всесторонне проанализировать и установить определённые закономерности.

Замечание 3

Ботаника - это наука, которая изучает растительный покров земной поверхности на всех уровнях - молекулярном, клеточном, организменном, популяционном.

Наука о растениях – ботаника

Каждый человек соприкасается с живой природой – органическим миром. Это различные растения, животные, грибы, бактерии. Да и сами люди – представители органического мира.

Особенности живой природы и ее разнообразие изучает наука биология (от греч. биос – "жизнь", логос – "учение").

Первые живые организмы появились на Земле очень давно, более 3,5 млрд лет назад. Они имели простое строение и представляли собой одиночные маленькие клетки. Позднее возникли более сложные одноклеточные, а затем и многоклеточные организмы. С тех пор их потомки достигли огромного разнообразия. Среди них есть и крупные, и микроскопически малые организмы: всевозможные животные, растения, грибы, бактерии и вирусы .

Все они представляют собой живые существа, очень разные по своим свойствам. Вот почему всех их делят на большие группы, которые ученые называют царствами . Царства объединяют организмы, сходные друг с другом по основным свойствам.

Царство – очень большая группа организмов, обладающих сходными признаками строения, питания и жизни в природе.

Чтобы сохранить живую природу во всем ее многообразии, нужно знать, как устроены разные организмы и как они взаимосвязаны в природе; изучать, в каких условиях живут и развиваются представители всех царств, как распространены они по земной поверхности, какую роль играют в природе, в чем их ценность для людей и по каким признакам они различаются между собой. Для этого надо изучать биологию.

Знакомство с наукой биологией в школе начинается с изучения царства растений .

Растения встречаются по всему земному шару: на суше, в воде, лесах, болотах, на лугах, в степях, садах, парках. Всюду можно видеть разнообразие растений – это дикорастущие и культурные виды. У растений много общих признаков: почти все они ведут неподвижный образ жизни, имеют хлорофилл и способны на свету образовывать органические вещества. Именно поэтому они принадлежат к одному царству живой природы – царству растений.

Наука, изучающая царство растений, называется ботаникой (от греч. ботане – "трава", "растение").

Культурными растениями называют растения, специально выведенные и выращиваемые человеком для удовлетворения своих потребностей. Они очень разнообразны, многие из них созданы человеком, но все они происходят от дикорастущих растений (рис. 4).

Дикорастущие растения (см. также § 48) – это растения, которые растут, развиваются и расселяются без помощи человека.

Ученые-ботаники выясняют особенности строения разных растений, изучают, как они растут, питаются, размножаются, какие условия окружающей среды им необходимы. Они выясняют также, как появилось на Земле такое большое разнообразие растений, какими были первые растения, какие из древних растений сохранились до наших дней, какие свойства растений полезны или вредны человеку и как сохранить растительный мир Земли.

Начало изучению растений заложил в IV в. до н. э. древнегреческий ученый Теофраст. Свои наблюдения он объединил с практическими знаниями об использовании растений, накопленными земледельцами и лекарями, с суждениями ученых о растительном мире и создал первую систему ботанических понятий. Поэтому в истории науки Теофраста называют отцом ботаники (рис. 5).

Его настоящее имя – Тиртамос (Тиртам), а имя Теофраст, т. е. "божественный оратор", дал ему его учитель Аристотель за выдающийся дар красноречия.

История ботаники показывает, как наука зародилась из обобщения практических знаний человека по возделыванию растений и использованию их для различных целей, а также из наблюдений ученых за дикорастущими растеними.

В настоящее время ботаники изучают законы жизни растений, их внешнее и внутреннее строение, процессы размножения и жизнедеятельности, распространение по земной поверхности, условия выращивания, взаимосвязи с другими живыми организмами и с окружающей средой.

Теперь о растениях говорят как об основе жизни всего органического мира. В самом деле, живые растения и их отжившие и опавшие части – листья, плоды, ветви, стволы – дают пищу не только человеку, но и животным, грибам и бактериям. Именно растения создают условия для существования всего живого на Земле.

Ботаника - это наука, которая занимается изучением растений . Она является разделом более обширной науки биологии, которая изучает все живые организмы на Земле. Предметом изучения ботаники являются внешнее и внутреннее строение растений, их жизнедеятельность на различных уровнях (клеточном, организменном и др.), эволюция, систематика, условия произрастания, зависимость растений от экологии, их роль в жизни человека и многое другое. Другими словами, ботаника является комплексной дисциплиной , состоящей из подразделов.

Ботаника достаточно древняя наука. Жизнь человека сильно зависит от растений, и, следовательно, он с древних времен интересовался особенностями их роста и развития. Еще в Древней Греции свой вклад в ботанику внес Аристотель, но куда больше - его ученик Теофраст. В средние века ботаника, как и другие науки, почти не развивалась. Ее новый расцвет начался в XVI-XVII веках. Посещение европейцами различных континентов привело к накоплению обширных сведений о живой природе. Описание организмов, систематизация знаний стали актуальными. Кроме того, появляются технические средства (микроскопы), позволяющие изучать внутреннее строение растений и процессы их жизнедеятельности.

Раньше к предмету изучения ботаники относили не только растения, но и грибы. Однако позже их выделили в отдельное царство, а науку, которая их изучает, назвали микологией. Грибы отличаются от растений прежде всего своей неспособность к фотосинтезу. В то же время грибы, как и растения, ведут прикрепленный образ жизни и растут в течение всей жизни. Именно поэтому у ботаников всегда было желание относить их к растениям.

В живой природе встречаются весьма уникальные организмы, отнести которые к тому или иному царству живого затруднительно. Примером таких организмов являются лишайники. Можно сказать, что они представляют собой тесный симбиоз гриба и одноклеточных водорослей или симбиоз гриба и синезеленых бактерий. Какая наука должна заниматься их изучением? Их изучает лихенология . Однако она является разделом ботаники. Таким образом, из-за сложности живого мира ученым приходится допускать ряд условностей.

На сегодняшний день на Земле произрастает и обитает более 300 тысяч видов растений (иногда их количество оценивают до 500 тысяч). Разнообразие растений огромно. Это одноклеточные и многоклеточные формы с более простым или сложным внутренним строением, отличающиеся по местам обитания, способам размножения, жизненным формам. К современным растениям относят водоросли, мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные и цветковые растения. Систематика растений сложна, долго формировалась и однозначно не сформирована до сих пор. Некоторые группы выделяют то в один таксон, то в другой. В современной ботанике большую роль играют генетические методы изучения родства растений, их эволюции. Это ведет к пересмотру ранее закрепившейся систематики и классификации, а, значит, изменению разделов ботаники.

До сих пор обычно деление растений на низшие и высшие. К низшим растениям относят водоросли, так как их тело не имеет органов и тканей и представлено талломом. Водоросли изучает наука ал ь гология , которая является разделом ботаники.

Несмотря на разнообразие растений, у всех их есть общие признаки. Именно совокупность этих признаков позволяет отнести тот или иной организм к растениям. Но каждый отдельный признак может присутствовать у других групп организмов, которые не являются предметом изучения ботаники. Даже фотосинтез, которой является основным характерным признаком растений, наблюдается также у синезеленых водорослей, которые относятся к бактериям, т. е. прокариотам (их клетки не имеют ядер). Однако пара признаков - наличие в клетках ядра и способность к фотосинтезу - уже позволяют однозначно относить организм к растениям.

Ботаника изучает не только отдельные систематические группы растений и их жизнедеятельность, но и значение растительного мира. Роль растений для планеты огромна. Они создают органическое вещество, условия обитания для других организмов, изменили состав атмосферы. Хотя растения не являются первыми организмами на Земле, именно их появление способствовало развитию царства животных.

Дорогие мои ученики!

Перед вами стоит задача освоить материал по ботанике. Для кого-то это «А, ерунда - пестики-тычинки», для кого-то – «кошмар, вообще ее не понимаю». Были ученики, которые заявляли: «Ненавижу ботанику!» (а она тебя?) Любовь к предмету возрастает по мере накопления знаний, вы это почувствуете, когда начнете детально изучать особенности растений, когда перед вами откроются тайны и загадки, о которых вы даже не подозревали! Ботаника – хитрюга, обводящая вокруг пальца непосвященных. Сами посудите: человек узнает, что у малины плод – не ягода, а вот у картошки – ягода; что у гороха и стручковой(!) фасоли нет стручков, что олений мох – это не мох, а корневище никакого отношения к корню не имеет! Нет, определенно, начиная изучать ботанику, я желаю вам запастись терпением и хорошим чувством юмора! В раздел Ботаника я условно включаю бактерий, вирусов и грибов, понимая, что они относятся к другим царствам.

План работы лучше распечатать и держать перед собой, отмечая, что уже понятно и усвоено. Изучение каждой темы проводите планомерно по лекциям, презентациям, конспектам лекций и школьному учебнику. Конспект рекомендую занести к себе в тетрадь не механически, а осмысленно.

В дистанционной школе по итогам прохождения каждого модуля – тематическое тестирование и открытые вопросы в папке Задания. Выполнение тестов и заданий должно проходить без использования тетради и учебника, желательно через день после изучения, иначе отработает только кратковременная память. Уточняющие вопросы можно задавать мне в Форуме.

У вас все получится! Вот вам путеводитель, чтобы не заблудиться в трех спорофитах голосеменных! Желаю, чтобы ботаника стала одним из любимых разделов! Успехов! С уважением, Наталья Павловна.

План изучения ботаники

Модуль 1 Бактерии и вирусы

Модуль 2 Грибы и лишайники

Модуль 3 Низшие растения - водоросли

Модуль 4 Споровые растения

Модуль 5 Семенные растения

Модуль 6 Ткани и органы цветковых

Модуль 7 Классификация Цветковых

Модуль 1 Бактерии и вирусы

Отдел Лишайники Характеристика лишайников как симбиотических организмов. Строение тела лишайников. Морфологические типы слоевища: накипные, листоватые, кустистые. Особенности размножения. Специфические свойства лишайников. «Пионеры» суши. Значение лишайников.

Модуль 3 Низшие растения

Царство Растения Особенности организмов, принадлежащих к царству Растения. Подцарство Низшие растения. Особенности подцарства Низшие растения. Водоросли. Строение тела водорослей на примере хламидомонады. Хроматофор, стигма, сократительные вакуоли. Размножение водорослей – половое и бесполое. Общая характеристика и основные представители отделов: Зеленые водоросли, Бурые водоросли, Красные водоросли. Значение водорослей.

Модуль 4 Споровые растения

Подцарство Высшие растения Характеристика Высших растений.

Отдел Моховидные. Общие признаки моховидных. Строение Кукушкина льна. Цикл развития мхов на примере Кукушкина льна. Гаметофит, гаметангии, гаметы, спорофит, спорангии, споры. Преобладание гаметофита в жизненном цикле – признак тупиковой ветви в эволюции. Особенности мхов рода Сфагнум. Образование болот, торф. Роль в природе.

Отдел Папоротниковидные. Общие признаки папоротниковидных. Местообитание. Строение папоротников, корневище, вайя. Размножение папоротников. Цикл развития. Заросток. Роль папоротников в природе и в эволюции. Образование каменного угля. Особенности строения хвощей и плаунов.

Модуль 5 Семенные растения

Отдел Голосеменные. Особенности семенных растений. Преимущество семени над спорой. Строение хвойных. Цикл развития голосеменных на примере Сосны обыкновенной. Мужская шишка, пыльцевой мешок, пыльца. Женская шишка, семезачаток, эндосперм с яйцеклеткой. Опыление. Оплодотворение. Строение семени. Роль голосеменных в природе и хозяйственной деятельности человека.

Отдел Покрытосеменные Особенности покрытосеменных, обеспечивающие господствующее положение данной группы. Многообразие и распространение покрытосеменных. Цикл развития. Цветок. Тычинка, пыльник, пыльца. Пестик, завязь, семезачаток, зародышевый мешок, центральная клетка, яйцеклетка, синергиды, антиподы. Опыление. Пыльцевая трубка, пыльцевход. Двойное оплодотворение. (С.Г. Навашин) Образование семени и плода. Роль в природе и хозяйственное значение цветковых.

Модуль 6 Ткани и органы цветковых растений

Ткань. Псилофиты (ринниофиты). Основные группы тканей растительного организма. Образовательные ткани (меристемы). Покровные ткани: эпидерма, пробка. Проводящие ткани: ксилема, флоэма. Основные ткани (паренхима). Механические и выделительные ткани. Органы. Классификация органов высших растений. Вегетативные и генеративные органы.

Генеративные органы цветковых растений. Цветок. Строение цветка и его частей (цветоножка, цветоложе, чашечка, венчик, околоцветник, пестик, тычинка). Функции. Классификация цветков по типу симметрии, по половой принадлежности. Формулы цветков. Опыление и типы опыления. Соцветия. Типы соцветий и их значение. Семя. Состав семян. Строение семени, происхождение его частей. Отличия семян Однодольных и Двудольных растений. Прорастание семян. Плод. Строение плода. Классификация плодов. Основные типы плодов. Сочные плоды: ягода, костянка, многокостянка, яблоко, тыквина, гесперидий. Сухие плоды: боб, стручок (стручочек), коробочка, семянка, зерновка, листовка, орех (орешек). Распространение плодов и семян.

Вегетативные органы цветковых растений. Побег. Строение побега, его функции. Почка – зачаточный побег. Вегетативные, генеративные и смешанные почки. Видоизменения побегов: корневище, клубень, клубнелуковица, луковица, колючки, усы. Стебель – осевая часть побега. Характеристика стебля, его функции. Анатомическое строение стебля древесных растений. Образование годичных колец. Передвижение минеральных и органических веществ по стеблю. Горизонтальный транспорт. Лист – боковая часть побега. Внешнее строение листа. Простые и сложные листья. Листорасположение. Анатомическое строение листа. Жилкование листьев. Видоизменения листьев: колючки, усики, ловчие аппараты. Особенности листьев растений, произрастающих во влажных и сухих местах. Корень. Отличительные черты корня, его функции. Зоны корня (деления, роста, всасывания, проведения) Корневой чехлик. Строение корня в поперечном разрезе. Почвенное питание растений. Удобрения. Видоизменения корней: корнеплод, корнеклубень, корни-присоски, воздушные корни, бактериальные клубеньки.

Вегетативное размножение растений. Способы вегетативного размножения растений в природе и сельском хозяйстве. Отводки, усы, клубни, луковицы, черенки, деление куста.

Модуль 7 Классификация цветковых растений

Сравнительная характеристика классов Двудольные и Однодольные растения. (строение цветка, лист, жилкование, корневая система, наличие камбия)

Основные признаки семейств по алгоритму:

Название

Жизненные формы

Формула цветка

Тип(ы) плода

Представители (6-7)

Семейства: Крестоцветные, Пасленовые, Розоцветные, Сложноцветные (формулу цветка не нужно, только соцветие), Бобовые; Злаковые и Лилейные.