Все разделы ботаники и что они изучают

Что изучает ботаника: виды растений, систематика, морфология, классификация ботаники, предмет, задачи и методы изучения в ботанкие

Что изучает ботаника как наука?

Определение ботаники и этапы ее развития

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

Что означает слово «ботаника»? Само слово «ботаника» происходит от греческого слова «βοτάνη», что означает зелень, трава, растение, овощ.

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:

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:

Разделы морфологии

Отдельные разделы морфологии — самостоятельные дисциплины:

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

Классификации ботаники по объекту изучения

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

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, изучающая лишайники — лихенология.

Предмет, задачи и методы исследования в ботанике

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

Выделяют 5 основных задач ботаники:

Основных методов исследования в ботанике 6:

Источник

Ботаника — (от греч. botane — овощ, зелень, трава, растение).

Это один из разделов биологии, комплексно исследующий мир растений. Флора земли – это миллионы видов.

Как система знаний о растениях, ботаника формировалась во времена Древней Греции и Египта.

Она возникла и развивалась вместе с хозяйственной деятельностью человека, медициной.

Эти книги не только описывали растение, но указывали на их полезность для человека. Период великих географических открытий дал толчок развитию всех естественных наук, и ботаника – не исключение.

Выдающийся ботаник и естествоиспытатель, шведский ученый Карл Линней создал и узаконил классификацию ботанического мира. Каждое растение на латинском языке получило два названия: рода и вида. Такая систематика существует и сейчас.

Изобретение микроскопа привело к открытию клеточного строения растений и бурному развитию экспериментальных направлений развития науки. По сей день растения являются объектом изучения, так как они неотъемлемая часть нашей жизни.

Традиционно все растения делятся на две большие группы:

Современная наука о растениях включает в себя ряд разделов. Основной раздел – это систематика. Она занимается естественной классификацией растений по сходным признакам и объединяет их в виды.

Это основа любой отрасли ботаники. Систематику можно разделить на две части: флористическую и географическую ботанику. Флористика рассматривает закономерности распространения видов растений на различных территориях, ареалах распространения.

Ботаническая география отвечает на вопрос: «Почему в одном регионе растут определенные растения, а в другом – нет». Она изучает географические законы распространения растений на планете.

Рассматривая развитие отдельных видов растений в историческом развитии, устанавливаются их генетические родственные связи. Этим занимается специальный раздел – филогения.

Из истории развития ботаники известно, что первоначально растения систематизировались по внешним признакам – морфологическим. В наши дни используются знания клеточного строения растений.

Морфологию делят на макро- и микро-уровни. Макроморфология изучает внешнее строения растения в целом. Микроморфология изучает растение с помощью микроскопа. Это цитология, эмбриология, гистология.

В морфологии растений выделяются такие разделы как:

Науку о растениях можно классифицировать по объектам изучения:

В 18 веке немецкий учены Гумбольдт А. обосновал появление тех или иных видов растений, их развитие от географической среды произрастания. Это послужило развитию таких отраслей ботаники как болотоведение, тундроведение, луговедение, лесоведение и т.п.

В современном мире наиболее важными задачами ботаники являются:

Открытие новых видов растений и возможность их применения в жизни человека.

Изучение свойств растений, их устойчивости и выносливости к болезням, повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Исследование действий растений на организм человека и животный мир.

Влияние человека на формирование экосистем, защиты и сохранения растительного покрова нашей планеты.

Изучение наследственности и изменчивости растений – как основа выращивания генномодифицированных растений. Выявление положительных и отрицательных влияний таких растений на человека и окружающий мир.

Ботаника как и любая наука использует различные методы исследования:

Ботаника – это современная многоотраслевая наука, изучающая флору планеты Земля.

Она использует как традиционные методы, так и современные химические, физические, молекулярные методы исследований. Глобальной проблемой современности стало производство продуктов питания.

Эту задачу решают различные науки.

Первое место занимает ботаника. Предметом ее исследования является растение, все аспекты его жизнедеятельности и полезности для человека. Не менее глобальной является проблема сохранения благоприятного климата на планете.

Современная ботаника призвана разработать научные основы охраны природных экосистем.

Большое внимание отводится охране редких и исчезающих видов растений, занесенных в Красную книгу.

Источник

Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

Лекция 1. Ботаника как наука.(2ч.)

Цели:

1) Познакомить студентов с ботаникой, как одним из разделов биологии и с основными разделами ботаники. Отметить отличительные особенности растений, как основного объекта ботаники, их роль в природе и жизни человека.

2) Формирование базовых представлений о разнообразии биологических объектов, понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы.

Рассматриваемые вопросы:

1. Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

2. Отличительные особенности растений.

3. Роль растений в природе.

4. Роль растений в жизни человека

Методический инструментарий преподавателя:

— активные формы: лекция-беседа

Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

Ботаника — сложная система научных дисцип­лин, изучающих растительный мир во всем его богатстве форм и жизненных —проявлений. Вместе с зоологией, изучающей животный мир, она входит в состав биологии — науки о живых существах, о жизни во всех ее проявле­ниях.

Разделы ботаники.Изучение растений продолжалось в течение тысячелетий, однако, подобно всем отраслям науки, оно разделилось на специализированные направления только за последние 300 лет. Немногим более 100 лет назад ботаника еще относилась к медицине, и ею занимались главным образом врачи, для которых она была увлечением или основным делом. Однако сейчас это — важная научная дисциплина с многими раздела­ми. Растения изучают с различных сторон. Исторически возник ряд разделов, каждый из которых решает свои задачи и исполь­зует собственные методы исследования.

Морфология (греч. морфа — форма; логос — слово, учение) изу­чает внешние формы и внутренние структуры, воспринимаемые непосред­ственно человеческим глазом или с помощью инструментов (лупы, светового или электронного микроскопов). Этот раздел можно также назвать с т р у ктурной ботаникой. Морфология составляет первоначальную и совер­шенно необходимую основу для всех других ботанических дисциплин. Поэтому изучение ботаники начинается с морфологии.

Морфология, в свою очередь, включает ряд разделов, морфологических по своему существу. Цитология (греч. китос, цитос — сосуд, клетка) изучает строение и жизнедеятельность клеток. Гистология (греч. гистос — ткань) растений исследует растительные ткани и их распределение в органах растений. Обычно в качестве особого раздела выделяют анато­мию (греч. анатомео — разрезаю) растений, которая с помощью микроско­па изучает строение растений и, следовательно, включает цитологию и гис­тологию. Разделом анатомии является также гистохимия, которая с помощью микроскопа и химических реакций устанавливает распределение веществ в клетках и тканях.

В качестве одного из разделов структурной ботаники исторически обо­собилась эмбриология (греч. эмбрион — зародыш) растений, изу­чающая зарождение и ранние этапы развития растений.

Физиология исследует жизненные процессы, присущие растениям (обмен веществ, рост, развитие и пр.). Она широко использует методы физики и химии, являясь наукой по преимуществу экспериментальной. От физиологии обособились биохимия и биофизика растений.

Систематика растений ставит перед собой несколько целей. Прежде всего необходимо описать все существующие виды. Эти виды должны быть классифицированы, т. е. распределены по более крупным таксономи­ческим (греч. таксис — расположение по порядку; номос — закон) груп­пам (таксонам) — родам, семействам, порядкам, классам и отделам. Такая инвентаризация видов и расположение их в легко обозримой и удобной системе совершенно необходимы, в каком бы направлении ни изуча­лись растения дальше. Однако главная задача систематики — восстановле­ние путей эволюционного развития растительного мира. Для решения этой задачи систематика использует не только морфологический анализ; она привлекает и оценивает данные всех ботанических дисциплин. По выраже­нию академика А. Л. Тахтаджяна, ее можно назвать «фундаментом и венцом биологии».

Восстановлению хода эволюционного развития растений помогает палеоботаника (греч. палайос — древний), которая изучает виды растений, существовавшие в далекие геологические времена и вымершие, но дошедшие до нас в виде окаменелостей и отпечатков в горных породах.

Фитоценология изучает растительные сообщества — фитоценозы (греч. фитон — растение; койнос — общий). Под фитоценозом понимают со­вокупность растений, исторически приспособившихся к совместному сущест­вованию на определенной территории. Фитоценозы обладают своей устой­чивой структурой. Они повторяются, образуя леса, луга, болота, пустыни. Особенности фитоценозов нельзя объяснить только особенностями отдель­ных видов растений, входящих в их состав, поскольку по сравнению с отдельными растениями фитоценозы представляют собой качественно но­вый уровень организации живого мира, со своими более сложными законами строения и развития.

С фитоценологией тесно связана флористика, главная задача которой заключается в составлении флор. Под флорой понимают список всех видов, обитающих на определенной территории.

География растений изучает распределение видов растений и фитоценозов на поверхности Земли в зависимости от климата, почв и геоло­гической истории.

Экология (греч. ойкос — дом) растений исследует взаимосвязи рас­тений с окружающей средой, влияние последней на их строение и жизне­деятельность. Любой организм представляет собой результат длительной приспособительной эволюции в определенных условиях обитания. Поэтому его строение и жизнедеятельность можно понять только при сопоставлении с особенностями природного окружения. Следовательно, все разделы бота­ники должны носить экологический характер. В соответствии с этим выде­ляют экологическую морфологию, экологическую анатомию, экологическую физиологию и т. д. Экология использует методы наблюдения, описания и эксперимента.

Перечисленные основные разделы ботаники нерезко обособлены друг от друга, и их выделение в качестве самостоятельных научных дисциплин в значительной степени условно. Это легко понять, вспомнив, что изучается целостный организм: его форму нельзя понять, не зная, какие функции эта форма выполняет и как она приспособлена к условиям обитания. Надо также проследить возрастное развитие растения. Многие вопросы ре­шаются только при сравнении исследуемого растения с другими видами. Не зная закономерностей развития организмов, нельзя понять структуру и динамику сообществ.

Таким образом, взаимосвязь и взаимообусловленность явлений природы неизбежно определяют методы их научного познания. Обособление разделов ботаники полезно с точки зрения систематизации и упорядочения наших знаний, а также объясняется узкой специализацией отдельных ученых в связи с колоссальным ростом общего объема наших знаний и разработкой новых, более трудоемких методов исследования.

Однако в ботанике, как и в любой другой науке, наряду со специализа­цией происходит и обратный процесс — интеграция: возникают направления, идеи, которые обобщают, объединяют данные разных разделов.

Стремление к объединению выразилось в появлении ряда новых разде­лов на стыках, т. е. на ранее возникших границах (например, экологическая анатомия, биохимическая систематика).

Процесс объединения выразился также в разработке идей, осуществляе­мых усилиями многих наук. Например, сложилась идея изучения явлений жизни на качественно различных уровнях ее организации. Каждый из этих уровней (молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой и биосферно-биоценотический) имеет свои закономерности, которые при переходе к следующему уровню не исчезают, а включаются в новые, более сложные закономерности. Поэтому полное представление о биологических структурах или процессах требует изучения на разных уровнях.

Источник

Основные разделы ботаники

Тема 1 ВВЕДЕНИЕ. ЦИТОЛОГИЯ И ГИСТОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Отличительные особенности растений

Ботаника– наука о растениях, их строении, жизнедеятельности, распространении. Объектом изучения ботаники являются растения на разных уровнях их организации.

На Земле насчитывается свыше 500 000 видов растений, из них более 300 000 – цветковых. Растения характеризуются рядом особенностей организации, которые позволяют выделить их в особое царство.

Отличительными признаками растений являются:

1) преобладание автотрофного способа питания, т.е. способность создавать органические вещества из неорганических, используя энергию Солнца.

Однако и среди растений встречаются гетеротрофные организмы, например растения-паразиты (раффлезия, повилика, заразиха);

3) малоподвижный образ жизни в связи с возможностью получать необходимые для фотосинтеза вещества (углекислый газ, воду, энергию Солнца) на месте; получение минерального питания путем всасывания через корни; наличие жесткой клеточной стенки.

Нельзя сказать, что растения являются полностью неподвижными организмами, т. к. они растут в течение всей жизни и расселяются с помощью спор и семян.

Значение растений в природе и жизни человека

Значение растений в природе

— создание в процессе фотосинтеза из неорганических веществ и воды органических соединений, которые служат пищей живым организмам планеты;

— накопление в процессе фотосинтеза солнечной энергии в органическом веществе зеленых растений, за счет которой развивается жизнь на Земле;

— обеспечение атмосферного воздуха кислородом, необходимого для дыхания большинства организмов;

— поддержание природного равновесия в кругообороте веществ и энергии в биосфере Земли.

Значение растений в жизни человека

— в качестве продуктов питания для человека и корма для животных,

— как источники сырья для промышленности и хозяйственной деятельности,

— как лекарственные средства и сырье для получе­ния медицинских препаратов,

— в деко­ративном озеленении,

— в охране и улучшении окружающей среды.

История ботаники

«Отцом ботаники» считается греческий ученый Теофраст (372–287 гг. до н.э.), который описал свыше 500 видов растений, сделав попытку их классификации. Дальнейшее развитие ботаники в античном мире, особенно в Древнем Риме, шло в прикладном направлении и касалось в основном земледелия и медицины.

Древнеримский ученый Плиний Старший (23–79 гг. н.э.) написал первый учебник по ботанике, дошедший до наших дней.

В период средневековья развитие ботаники приостановилось, что было связано с периодом инквизиции католической церкви.

Переломный момент наступил в конце XV века в эпоху великих географических открытий. Из заморских стран стали привозить новые виды растений, возникла необходимость в описании, наименовании и классификации.

В середине XVI века было положено начало гербаризации. Таким образом, в этот период закладываются основы ботанической терминологии, достигает расцвета описательная морфология растений.

В 1583 г. итальянец Чезальпино сделал попытку классификации растений, в основу которой положил признаки строения плодов и семян. Марчелло Мальпиги (1628–1694) и Неемий Грю (1641–1712) положили начало анатомии растений, описав клетки, ткани различных видов и их значение.

Систематика и описательная морфология XVIII в. достигла высшего развития в трудах шведского ботаника Карла Линнея (1707–1778). В 1735 г. Линней выпустил книгу «Система природы», где классифицировал растения по строению органа размножения – андроцея. Он выделил 24 класса. Эта система была искусственна, т.к. в ее основу было положено не родство растений, а сходство некоторых признаков. Важным нововведением Линнея в систематику была бинарная номенклатура. В ней каждый вид обозначался двумя словами (первое – название рода, второе – видовое название).

Значительными успехами в ботанике был отмечен XIX век. Во всех разделах ботаники был накоплен огромный фактический материал, что создало базу для обобщающих теорий.

Важнейшими из них стали клеточная теория и теория эволюционного развития жизни. В 1838 г. немецкий ботаник М. Шлейден установил, что клетка – это универсальная структурная единица в теле растений, а в 1839 г. зоолог Т.Шванн распространил этот вывод и на животных. Разработка клеточной теории оказала огромное влияние на дальнейшее развитие биологии и положила начало цитологии.

Развитие ботаники в России началась с открытия в Петербурге в 1725 г. Академии наук. Еще в XVII веке у нас существовали «аптекарские огороды», где выращивались и изучались лекарственные растения. Публиковались «травники», аналогичные тем, которые были распространены в то время в Западной Европе. Наиболее важные открытия связаны с именами следующих ученых.

Андрей Сергеевич Фаминцын (1835-1918) один из первых специалистов в этой области обмена веществ и превращение энергии в растениях (1883).

Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) крупнейший физиолог растений, автор классических исследований по фотосинтезу.

Владимир Иванович Палладин (1859-1922) работал над изучением химизма дыхания растений и спиртового брожения.

Константин Игнатьевич Мейер (1881-1965) известен своими работами в области эмбриологии и филогенетической систематики мохообразных, в области альгологии, морфогении высших растений.

Сергей Гаврилович Навашин (1857-1930) завоевал себе мировую славу открытием двойного оплодотворения у покрытосеменных растений (1898).

Николай Иванович Вавилов (1887-1943) создал учение о мировых центрах происхождения культурных растений. Под его руководством была создана крупнейшая в мире коллекция семян культурных растений.

Иван Владимирович Мичурин (1855-1935) разработал методы селекции плодово-ягодных растений методом отдаленной гибридизации (подбор родительских пар, преодоление нескрещиваемости и др.).

Основные разделы ботаники

В связи с изучением растений на разных уровнях их организации исторически возник ряд разделов ботаники, каждый из которых решает свои задачи и использует собственные методы исследований.

Выделяют следующие разделы ботаники, которые имеют следующие объекты исследования:

Цитология – строение и функции растительных клеток;

Гистология – ткани, их расположение, функциональные особенности;

Анатомия – внутреннее строение растений, с использованием оптических приборов;

Морфология растений – внешнее строение растений, отдельные органоы, их видоизменения в зависимости от условий среды;

Физиология – жизненные процессы растений (фотосинтез, транспорт веществ, рост, развитие, дыхание);

Эмбриология – закономерности образо­вания и развития зародыша растений.

Систематика – классификация растений.

Микология – представители царства грибов;

Микробиология – микро­скопические живые организмы

Альгология – водоросли, бриоло­гия – мхи, птеридология – папоротники.

Палеоботаника – вымершие виды, дошедшие до нас в виде окаменелостей и отпечатков.

Фитоценология – растительные сообщества (фитоценозы) и взаимодействия между их компонентами.

География растений – распределение видов растений и фитоценозов по поверхности Земли в зависимости от климата, почвы и геологической истории.

Экология расте­ний – отношение растительных организмов к факторам среды и взаимоотношения растений с другими организмами.

Цитология растений

Впервые изображения клетки были сделаны Робертом Гуком в 1665 г. после изобретения микроскопа. Название «клетка» (cellula) также дано Гуком.

Только много лет спустя, когда сильно продвинулось вперед развитие ботаники и зоологии и накопилось много сведений о микроскопическом строении живых организмов, были сформулированы основные положения клеточной теории.

Строение тканей и органов высших растений на клеточном уровне возможно изучить только с помощью микроскопа. В зависимости от метода получения увеличенного изображения объекта различают световую и электронную микроскопию. Максимальное увеличение светового микроскопа – 1000-1500 раз, а электронного – 10000-100000 раз.

2) наличие клеточной стенки с целлюлозой;

3) развитая система вакуолей с вакуолярным соком;

4) отсутствие центриолей при делении (кроме некоторых низших растений);

5) рост путем растяжения.

Дата добавления: 2016-06-06 | Просмотры: 7832 | Нарушение авторских прав

Источник