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.

Ботаника – это раздел биологии, который изучает растения. Это определение ботаники мы все знаем ещё со школьной скамьи, но мало кто знает, что и ботаника делится на несколько разделов. Причём все эти разделы изучают только строго определённые растения или их свойства. Итак, что же такое ботаника и как она зародилась?

Ботаника как наука стала складываться очень – очень давно. Ведь многие сведения о растениях были известны ещё древнему человеку, ну а первые учёные в этой области, например римский натуралист Плиний Старший, просто систематизировал все эти накопленные знания и собрал их в одну книгу – «Естественная история».

В России же ботаника сначала была всего лишь наукой, которая изучала только лекарственные растения, причём, больший акцент делался на полезные свойства этих растений, а не на их форму, строение цветка или способы размножения. Огромный вклад в ботанику как в науку внёс шведский учёный Карл Линней. Именно он внёс в изучение растительного мира деление на классы, отряды, роды и виды. Именно он описал десять тысяч растений со всеми подробнейшими характеристиками. Именно этот учёный собрал самый большой в мире гербарий.

А затем пришла очередь и Чарльза Дарвина. Его основной труд «Происхождение видов» заставил многих учёных того времени отказаться от своих теорий и принять новое видение мира.

Современная ботаника – это не просто наука, которая изучает царство растений. Сюда входят многие разделы, каждый из которых играет немаловажную роль в изучении растений. Так, например, в современной ботанике есть и анатомия растений, которая изучает внутреннее строение растительных тканей, и фитопатология, которая занимается изучением болезней растительного мира, и эмбриология растений, наука, которая очень пристально изучает пути зарождения растительного организма, и лесоводство, и палеоботаника, которая занимается изучением ископаемых растений…

Есть в ботанике и ещё один термин, без которого эта наука просто не смогла бы существовать. Это Биноминальная номенклатура. Каждое растение согласно этой номенклатуре должно называться по имени рода и по имени вида, к которому оно относится. Rosa canina Linnaeus – это название шиповника согласно биноминальной номенклатуре. Первое слово – это название рода, второе – имя вида. Иногда после названия растения в биноминальной номенклатуре помещают ссылку на ту работу, в которой то или иное растение было описано впервые.

Однако есть в этой науке и деление по объектам исследования. Так, например, микология изучает только грибы и всё, что с ними связано, альгология – это целая наука о водорослях, а лихенология – это раздел ботаники, который изучает лишайники.

Без начальных знаний ботаники просто невозможно правильно выращивать растения. Именно на ботанике построено всё современное сельское хозяйство, и если агроном не будет знать хотя бы его азов, то ему будет очень сложно справиться со своей задачей. А ещё ботаника помогает правильно высаживать растения и кустарники в парках и скверах. И, конечно же, основная роль науки о растениях состоит в том, чтобы развивать и охранять среду обитания цветов, грибов, кустарников и многих – многих других представителей нашей флоры.

Раздел: Введение. Общее знакомство с растениями. (1).

Тема: Мир растений. Наука о растениях - ботаника.

Цель урока: Познакомить учащихся с правилами поведения в кабинете биологии, с правилами техники безопасности; дать представление о месте биологии в системе естественных наук, структуре науки биологии, познакомить учащихся с основными биологическими дисциплинами, дать понятие о царствах живой природы, о многообразии живых организмов; сформировать представление об основных свойствах жизни, об общих и отличительных чертах растений и животных, о грибах как отдельном царстве, имеющем общие признаки, как с растениями, так и с животными; дать общее представление о характерных особенностях, объединяющих растительный мир; показать многообразие растений на земле, их связь с окружающей средой; дать представление о значении растений в природе и жизни человека.

Оборудование: гербарии, комнатные растения, коллекции насекомых, чучела животных, животные из живого уголка; таблицы с изображением растений, животных, грибов, лишайников, геохронологическая шкала.

Ключевые понятия и термины: биология, ботаника, зоология, микология, микробиология, живые организмы, царства органического мира, микроорганизмы, грибы, растения, животные, доядерные организмы (прокариоты), ядерные организмы (эукариоты); признаки живого, отличия животных и растений, признаки грибов, многообразие растений, значение растений.

ХОД УРОКА.

I. Организационный момент.

II. Сообщение темы и целей урока.

III. Формирование знаний, умений, навыков.

1. Рассказ о правилах поведения в кабинете биологии, так как несоблюдение техники безопасности при работе в кабинете может быть связано с риском для учащихся и возможностью повреждения оборудования и наглядных материалов. Желательно также иметь в кабинете стенд с подробным изложением правил техники безопасности, так как напоминать о них детям придется постоянно.

2. Изучение нового материала. Беседа учителя с учащимися

Биология изучает мир живых организмов, их строение, жизнедеятельность. А какие группы живых организмов вы можете назвать? Животные, растения, грибы, лишайники, микроорганизмы.

А как вы думаете, что означает слово «биология»! Вы можете подобрать к нему однокоренные слова? Геология, экология, Греческие корни. Слово «биос» означает жизнь, а «логос» — учение. Это значит, что биология переводится с греческого как «учение о жизни» или, иными словами, наука о живых организмах. Сам термин появился только в 1802 г. , его предложил французский ученый Жан Батист де Ламарк. Но, как мы уже говорили, жизнь на Земле существует в различных формах. Поэтому и биология делится на несколько «ветвей» — самостоятельных наук. Одна из них — ботаника — наука, изучением которой мы с вами займемся в этом году. Основоположником ботаники считается древнегреческий ученый Теофраст. Он жил в 370—286 годах до нашей эры и был учеником знаменитого Аристотеля. Он собрал и объединил разрозненные знания о растениях в единую науку. А кто знает, что означает слово «ботаника»? Это слово тоже происходит от греческого слова «ботанэ», что означает «трава», «зелень», «растение». Но на какие же еще «ветви» делится наука биология?

Давайте вместе с вами заполним таблицу. (Учитель подводит итог сказанному детьми и дополняет их ответы, заполняя таблицу, заранее начерченную на доске). Дети рисуют такую же таблицу в тетради.

Структура науки биологии

В этом году мы с вами будем изучать не только растения, но и грибы, лишайники, микроорганизмы.

Но как можно разобраться во всем многообразии живых организмов? Для этого их необходимо разделить на несколько больших групп. Такие большие группы живых организмов называют царства. Попробуйте самостоятельно дать определение этому понятию. Запишите определение в тетрадь: Царство — самая крупная единица систематики. Систематика — это наука о классификации. К ней мы с вами еще вернемся.

Все живые организмы принято делить на четыре царства: дробянки, животные, грибы и растения. Самые примитивные из них — дробянки. Клетки этих организмов не содержат ядра, поэтому их называют доядерными, или прокариотами. Все остальные организмы относятся к ядерным, или эукариотам.

Рассказ учителя с элементами беседы

Итак, наука биология изучает живые организмы. Для начала давайте вспомним, чем живые организмы отличаются от неживых. Итак, все живые организмы обладают следующими свойствами: дыхание (поглощение и выделение газов), питание, размножение (воспроизведение себе подобных), рост (увеличение массы и размеров организма) и развитие (качественные изменения организма), раздражимость (реакция на изменение окружающей среды), смерть. Каждым из этих свойств или несколькими свойствами сразу могут обладать и неживые организмы. Например, сосулька растет: вода стекает по ней и замерзает, вы все это неоднократно наблюдали. Про размножение компьютерного вируса вы все тоже слышали. Лавины, камнепады, реки тоже двигаются.

Все живые организмы на Земле, даже самые маленькие, обладают всеми этими свойствами. Но есть еще одно свойство, которое мы не назвали, тем не менее, оно очень важно. Все живые организмы состоят из клеток или их производных; об этом мы с вами еще поговорим на последующих уроках.

Со свойствами живых организмов мы с вами уже разобрались. А вот чем растения отличаются от животных, грибов, микроорганизмов? (Дети рисуют такую же таблицу в тетради.)

Различия животных и растений

Признак сравнения	Растения	Животные
	Образуют питательные вещества за счет энергии света	Питаются готовыми органическими веществами
	Не ограничен	Большинство растет до определенного возраста
Движение	Малоподвижны, большинство ведут прикрепленный образ жизни или не имеют спец.органов.	Активно передвигаются, большинство имеют специфические органы для передвижения
Газообмен	Большинство вдыхает кислород, выдыхает углекислый газ. Способны к фотосинтезу (поглощение углекислого газа и выделение кислорода)	Большинство вдыхает кислород, выдыхает углекислый газ. Не способны к фотосинтезу
Строение клетки	Клеточная стенка состоит из клетчатки (целлюлозы); есть пластиды, обеспечивающие фотосинтез, окраску плодов, цветов	Наружный слой клетки тонкий, эластичный; пластиды отсутствуют

Грибы же занимают как бы промежуточное место между растениями и животными. Хотя раньше их относили к растениям. Это и не удивительно, ведь они не перемещаются с места на место, не хватают пищу, а растут всю жизнь на одном месте. Но надо сказать, что кроме грибов, которые мы привыкли видеть в лесу, есть еще и другие. Например, плесень, которая завелась на старом хлебе — это тоже гриб. Или дрожжи, которые кладут в тесто — тоже гриб. Если более подробно рассмотреть это царство, то можно выделить несколько признаков, которые объединяют их с растениями или с животными. Давайте, их перечислим.

Признаки грибов, сближающие их с царством растений:

Прикрепленный образ жизни.

Неограниченный рост в течение жизни.

Наличие целлюлозы в клеточных стенках некоторых грибов (только у водных грибов).

Признаки грибов, сближающие их с царством животных:

Наличие хитина в клеточных стенках.

Наличие мочевины в качестве промежуточного продукта метаболизма.

Изучением грибов мы займемся на последующих уроках, а сейчас вернемся к растениям. Как вы думаете, сколько видов растений существует на Земле? Общее число ныне живущих видов растений — приблизительно 400 — 500 тысяч! (По разным данным). Теофрасту было известно около 600 видов растений.

И действительно, куда бы мы ни посмотрели, везде нас окружают растения. Одни живут на суше, а другие в воде. Одни из них микроскопические, а другие достигают гигантских размеров. Большая часть суши покрыта растениями, даже в безводных пустынях можно встретить значительное количество растений. Арктика и Антарктика в теплое время года тоже покрыты растениями. Как известно, большую часть земного шара занимают моря. Здесь широко представлены водные растения — преимущественно разнообразные виды водорослей. Некоторые из них достигают колоссальных размеров — до 100 метров в длину.

Роль растений в природе и жизни человека огромна. Как вы думаете, какова роль растений в природе? Большинство растений имеют зеленый цвет, а значит, способны к фотосинтезу, то есть способны превращать энергию солнца в энергию органических веществ, то есть они являются источником пищи для всех остальных организмов на Земле. Кроме того, в процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, необходимый для дыхания других живых организмов. Точно определить объем работы, выполняемый растениями, практически невозможно. По весьма прибли-зительным подсчетам растения в процессе фотосинтеза образуют ежегодно около 400 млрд тонн органических веществ, поглощая при этом около 175 млрд. тонн углерода. Параллельно они выделяют в атмосферу кислород, так необходимый нам для дыхания.

Представьте себе, что одно взрослое дерево выделяет за сутки столько кислорода, сколько нужно для дыхания трех человек. А один гектар зеленых насаждений поглощает в течение часа восемь килограммов углекислого газа. Примерно столько, сколько выделяют двести человек за то же время!

Кроме этой, планетарной роли, зеленые растения являются также местообитанием и убежищем для многих животных. Кроме того, животные используют растения не только в качестве пищи, но и как «лекарства» от некоторых болезней.

Но огромна роль растений и в жизни человека. Попробуйте ответить на вопрос «Каково значение зеленых растений в жизни человека?»

Основные сферы использования растений человеком.

Продукты питания.

Корм для животных.

Одежда из растительных тканей (хлопок, лен).

Источник сырья для промышленности и хозяйственной деятельности.

Лекарственные средства и сырье для медицинских препаратов.

Декоративная роль.

Охрана и улучшение окружающей среды.

Но биология даже со всеми входящими в нее науками не смогла бы ответить на многие интересующие нас вопросы, поэтому ей на помощь приходят физика, химия, география и многие другие науки. Например, в ботанике специалисты выделяют целый ряд специальных отраслей, многие из которых связаны с различными науками.

Структура науки ботаники

Предмет изучения

Анатомия растений

Внутреннее строение растений

Морфология растений

Внешнее строение растений

Физиология растений

Процессы, происходящие в растении

Систематика растений

Классификация растений

Геоботаника

Строение и значение растительных сообществ

Селекция

Сорта растений и их свойства

Цитология

Клетка (у нас - растительная)

Биохимия растений

Химический состав растений

Палеоботаника

Ископаемые растения

Экология растений

Связь растений с окружающей средой

В настоящее время о жизни растений известно очень много, но это не значит, что все вопросы уже решены. Ведь чем больше секретов природы мы узнаем, тем больше нам открывается непонятного, неизвестного и увлекательного.

IV. Закрепление знаний, умений, навыков.

1. На какие науки делится наука биология?

2. Что изучает наука ботаника?

3. Что изучает наука зоология?

4. Что изучает наука микробиология?

5. Что изучает наука микология?

6. Какие организмы относят к доядерным?

7. Назовите признаки живых организмов.

8. Каковы основные различия животных и растений?

9. Назовите признаки грибов, сближающие их с царством животных.

10. Назовите признаки грибов, сближающие их с царством растений

11. Какова роль растений и в жизни человека?

12. Какова роль растений в природе?

13. Каково общее число ныне живущих видов растений?

V. Итог урока.

2. Подумайте, где и как еще человек использует растения.

Творческое задание. Сочините сказку, в которой главными героями были бы растения. Придумайте рассказ на тему «Что бы произошло, если бы на Земле исчезли все растения?» Сказку или рассказ напишите на отдельном листочке, красиво оформите и сдайте учителю.

Человеку свойственно желание изучать мир: природу, общество, да и самого себя. Ещё в древности появились многие науки, которые свидетельствуют о том, что изучение мира началось уже несколько тысячелетий назад. Одной из древнейших наук является ботаника. Что такое ботаника, что она изучает, каково значение данного слова? Разберёмся в этом.

«Ботаника» в переводе с греческого обозначает «трава, зелень, растение».

Значения слова « ботаника»

• Ботаника - это наука о растениях. Она изучает их строение, условия обитания, эволюцию развития. Учёные считают, что биология возникла одной из первых наук. Люди, перейдя к оседлому образу жизни, начали выращивать растения, заниматься земледелием, поэтому их интерес к растениям был очень высок. На сегодняшний день ботаника - это многоотраслевая наука, в ней существует масса дисциплин (флористика, органография, фитоценология, биохимия и другие). Цель учёных-ботаников - это изучение условий жизни растений, получение урожайных сортов, устойчивых и к природным условиям, и к заболеваниям. Исследования очень важны для развития сельского хозяйства страны. Например: "Ботаника как наука в 21-ом веке успешно развивается, расширяя предмет исследований, совершенствуя методы и способы изучения растительного мира планеты."
• Ботаника - это и учебная дисциплина в вузе, учебный предмет в школе, на котором преподаватели знакомят с основами данной науки. Например: "На уроке ботаники учитель очень увлекательно рассказывал о строении цветка, демонстрируя интересную презентацию о его строении."

План

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 "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 и письменной работе "О причинах растений" в 8-и 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 ученые продолжили накопление информации, начатое античными учеными. В эпоху Возрождения в связи с обогащением сведений о растениях возникла потребность в систематизации растительного мира. Большие заслуги в деле упорядочения ботанических знаний принадлежат Карлу Линнею, который в середине 18 века ввел 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, степи, леса.

В процессе развития ботаника дифференцировалась на ряд отдельных наук, из которых важнейшие: морфология растений - наука о строении и развитие основных органов растений; из нее 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 нее выделились экология растений - наука о взаимоотношениях растительного организма и среды - и фитоценология (геоботаніка) - наука о растительные группировки.

Выделяют еще ряд специализированных дисциплин, которые изучают отдельные группы растительного мира, например альгологію - науку о водорослях, ліхенологію - о лишайники, бріологію - о мохообразные, дендрологию - науку о древесные породы, палінологію - о строении спор и пыльцы.

Общая характеристика растений

Всем растениям присущи общие черты:

1. Растительные организмы состоят из клеток. в Клетка (от греч. kytos - клетка) - основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, элементарная биологическая система, которая имеет все признаки живого, способная к саморегуляции, самовоспроизведению и развитию.

2. Растения являются еукаріотами (евкаріотами). Эукариоты (евкаріоти) - организмы, клетки которых имеют ядро, по крайней мере на определенных этапах клеточного цикла. Среди эукариот есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы.

3. Большинство растительных организмов - автотрофи. Автотрофи (от греч. autos - сам, trophe - питание) - организмы, которые самостоятельно производят органические вещества из неорганических соединений с использованием энергии солнечного света или энергии химических процессов.

4. Клетки растений содержат пластиди (от греч. plastos - вылепленный): хлоропласты (от греч. chloros - зеленый и plastos - вылепленный), хромопласти (от греч. chroma - краска и plastos - вылепленный), лейкопласты (от греч. leukos - бесцветный и plastos - вылепленный).

5. Запасные вещества - крахмал, белок, жиры.

6. Растениям характерны процессы жизнедеятельности (обмена веществ): а) питание - процесс поглощения и усвоения растениями из окружающей среды веществ, необходимых для поддержания их жизнедеятельности; по способу питания растительные организмы разделяют на автотрофи и гетеротрофы (организмы, которые для своего питания используют готовые органические вещества);

б) дыхание - совокупность физиологических процессов, обеспечивающих поступление в растение кислорода и выделение углекислого газа и воды; основу дыхания составляет окисления (син. окисления) органических веществ (белков, жиров и углеводов), в результате чего освобождается энергия в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты), которая необходима для жизни растений; растения являются аэробами (от греч. aer - воздух) - организмами, для жизнедеятельности которых необходим свободный кислород воздуха;

в) благодаря хлоропластам растения способны к фотосинтеза (от греч. photos - свет, synthesis - соединение) - процесс образования органических молекул из неорганических за счет энергии солнца; солнечная энергия превращается при этом в энергию химических связей.

Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз:

1. Световая фаза осуществляется в тилакоїдах хлоропластов. Энергия квантов света улавливается молекулами хлорофилла, что вызывает переход электронов на более высокий энергетический уровень и отрыв их от молекулы хлорофилла. Электроны захватываются молекулами-переносчиками, которые также находятся в мембране тилакоїдів. Потерянные молекулами хлорофилла электроны компенсируются путем отделения их от молекул воды в процессе фотолізу - разложения воды под действием света на протоны (Н) и атомы кислорода (О). Атомы кислорода образуют молекулярный кислород, который выделяется в атмосферу:

Освободившиеся протоны накапливаются в полости тилакоїдів. Электроны движутся мембраной тилакоїду. Энергия переноса электронов по мембране тратится на открытие канала для протонов в АТФ-синтетазному комплексе. Вследствие выхода протонов из полости тилакоїдів синтезируется АТФ. Наконец, протоны связываются со специфическими молекулами-переносчиками (НАДФ-нікотинамідаденіндинуклео-тидфосфат). НАДФ способен восстанавливаться, свя язуючись с протонами, или окисляться, высвобождая их. Благодаря этому комплекс НАДФ Н 2 является аккумулятором химической энергии, которая используется для восстановления других соединений.

Таким образом, в световой фазе фотосинтеза происходят такие реакции:

2. в Темновая фаза не зависит от света (реакции происходят как в темноте, так и на свету). Она проходит в матриксе хлоропласта. В этой фазе из углекислого газа (СО 2), который попадает из атмосферы, образуется глюкоза. При этом используется энергия АТФ и Н+, что входит в состав НАДФ o Н 2 . Молекула СО 2 при синтезе углеводов не расщепляется, а фиксируется (зв" связывается) с помощью особого фермента. Фиксация СО 2 - многоступенчатый процесс. Особый фермент свя связывает СО2 с молекулой, которая содержит пять атомов углерода (С) (рибуло-зо-1,5-біфосфатом). При этом образуются две трикарбонові молекулы 3-фосфогліцератів. Эти трикарбонові соединения меняются ферментами, восстанавливаются с помощью НАДФ o Н 2 и энергии АТФ и превращаются в вещества, из которых может синтезироваться глюкоза (и некоторые другие углеводы). Часть таких молекул используется на синтез глюкозы, а из других образуются п" ятикарбонові соединения, нужные для фиксации СО 2 . Таким образом, энергия света, превращена в течение световой фазы в энергию АТФ и других молекул - носителей энергии, используется для синтеза глюкозы.

Темнову фазу фотосинтеза можно описать следующим уравнением:

Часть молекул синтезируемой глюкозы расщепляется для обеспечения потребностей растительной клетки в энергии, другая часть используется для синтеза необходимых клетке веществ. Так, из глюкозы синтезируются полисахариды и другие углеводы. Избыток глюкозы откладывается про запас в виде крахмала.

Значение фотосинтеза:

1) образование органического вещества, которая является основой питания гетеротрофных организмов;

2) образование кислорода атмосферы, который обеспечивает дыхания аэробных организмов и создает озоновый экран нашей планеты;

3) обеспечивает постоянство соотношения между СО 2 и А 2 в атмосфере. Академик К.А.Тімірязєв сформулировал понятие о космическую роль

зеленых растений. Воспринимая солнечные лучи и преобразуя их энергию в энергию связей органических соединений, зеленые растения обеспечивают сохранение и развитие жизни на Земле. Они образуют почти всю органическое вещество и является основой питания гетеротрофных организмов. Весь кислород атмосферы тоже имеет фотосинтетичне происхождения. Таким образом, зеленые растения являются как бы посредником между Солнцем и жизнью на планете Земля;

г) транспирация (от лат. trans - через, spiro - дышу, выдыхаю) - физиологический процесс выделения живыми растениями воды в газообразном состоянии;

д) рост - увеличение размеров растительного организма или отдельных его частей и органов вследствие увеличения числа клеток путем деления, их линейного растяжения и внутренней дифференциации; продолжается в течение всего жизненного цикла;

е) развитие - совокупность качественных морфологических и физиологических изменений растения на отдельных этапах ее жизненного цикла; различают индивидуальное развитие (онтогенез) и историческое развитие (филогенез); нормальное индивидуальное развитие растительного организма зависит не только от внешних факторов (свет, температура, влага, кислород, длина светового периода суток), а и от внутренних факторов и от их взаимодействия; основными внутренними факторами есть фитогормоны (табл. 5).

Таблица 5

ФИТОГОРМОНЫ РАСТЕНИЙ

Название фитогормонов	Функции	образования
Ауксины (от греч. auxein - увеличиваю)	предопределяет рост верхушечной почки, подавляет рост пазушных почек, влияет на дифференцировку проводящей ткани, обусловливает ростовые движения, может привести к образованию плодов без семян, контролирует удлинение клеток	клетки меристемы (недиференційо-вана ткань, из которой развиваются новые клетки)
Цитокинины (от греч. - клетка, cyneo-привожу движение)	стимулируют деление клеток, обусловливают рост боковых почек сохраняют зеленую окраску листьев, задерживают старение тканей	меристема корня, плоды
Этилен	тормозит рост в длину проростков, задерживает рост листьев, ускоряет прорастание семян, клубней, способствует созреванию плодов, старение организма
Гиббереллины	активируют деление клеток, стимулируют фазу растяжения, стрелкование, цветение, выводят семена из состояния покоя, могут вызвать образование плодов без семян, ускоряют развитие плодов	листья, корни
Абсцизова кислота	гормон стресса, способствует приспособлению растения к неблагоприятным условиям существования, задерживает ростовые процессы, ускоряет опадение листьев и плодов, ускоряет старение	листья, плоды, корневой чехлик

Фитогормоны (от греч. phyton - растение, hormao - возбуждаю) - это физиологически активные вещества, вырабатываемые протопластом (живой содержание) растительных клеток и влияют на ростовые и формообразующие процессы; фитогормоны активны в очень малых количествах и могут как возбуждать, так и тормозить определенные процессы (действуют как регуляторы); на развитие растительного организма влияют и искусственные регуляторы роста и развития (табл.6);

Таблица 6

ИСКУССТВЕННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА

Название искусственного регулятора	Функции	С какой целью использует человек
Ретарданты (антигібереліни)	тормозят рост стебля в длину, оказывают благоприятное влияние на устойчивость к полеганию	способствуют созданию низкорослых форм
Искусственные ауксины	функции подобные природного ауксина, в большой концентрации выступают как гербициды (от лат. herba - трава, caedere - убивать), то есть способны уничтожать растения	применяют для борьбы с сорняками
Дефолианты	вызывающие искусственный листопад	для облегчения механического сбора урожая хлопчатника
Десиканты	вызывают увядание надземной части растения	для облегчения механического сбора урожая корнеплодов (морковь, свекла), клубней (картофель)

есть) ростовые движения - изменения положения органов растений в пространстве вследствие неравномерных ростовых процессов (табл. 7); у высших растений нет специализированных органов для активного перемещения, но они способны реагировать на различные изменения внешней среды и приспосабливаться к ним.

Таблица 7

РОСТОВЫЕ ДВИЖЕНИЯ РАСТЕНИЙ

Ростовые движения Настії (от греч. nastos - уплотненный, закрытый)	Определение ростовые движения органов и частей растений, которые возникают под воздействием равномерной действия раздражителя (изменение интенсивности освещения, температуры и т.д.)	Примеры фотонастії - раскрытие цветков утром и закрывание вечером; изменение положения соцветия в зависимости от изменения положения солнца (подсолнечник); термонастії - раскрытие цветков из бутонов при переносе их с холода в теплое помещение; механонастії - составление листа от прикосновения к ним (мимоза застенчивая); растрескивание плодов при прикосновении (разрыв-трава); хемонастії - тургорні движения замыкающих клеток устьиц в ответ на концентрацию СО 2 , ростовые изгибы железистых волосков росянки под влиянием азотсодержащих веществ и т.п.
Тропізми (от греч. tropos - поворот, направление)	разнообразные движения (изгибы) органов или их частей, вызванных односторонним действием раздражителя	положительные тропізми - движения органов в сторону раздражителя (например, листьев к свету); негативные тропізми - движения органов направлены от раздражителя (направление роста корня от света); в зависимости от природы раздражителя различают: фототропізми (воздействие света), геотро-пізми (одностороннее действие силы земного притяжения), гідротропізми (влияние влажной среды), хемотропізми (действие химического вещества), трофотропізми (влияние питательных веществ)