Bioloogia on taimede teadus. Mida uurib botaanika? Taimede üldised omadused

Botaanika on bioloogia haru, mis uurib taimi. Sellesse rühma kuuluvad autotroofid, eukarüootid ja muud organismid, sealhulgas mitmerakulised organismid, mis toodavad ise toitu. Taimeriik sisaldab tohutult erinevaid liike. Taimeteadus on liikide ning taimede ökoloogia, anatoomia ja füsioloogia uurimine.

Mida uurib botaanika?

Botaanika on taimeteaduse haru. Üks vanemaid loodusteadusi uurib organismide ainevahetust ja talitlust, nn taimefüsioloogiat, aga ka kasvu-, arengu- ja paljunemisprotsesse.

Taimeteadus vastutab pärilikkuse (taimede geneetika), keskkonnaga kohanemise, ökoloogia ja geograafilise leviku uurimise eest. Sortidest väärivad mainimist geobotaanika, fütogeograafia ja paleontoloogia (fossiilide uurimine).

Botaanika ajalugu

Botaanika on taimeteaduse haru. Botaanikat on teaduseks peetud Euroopa kolonialismi ajast peale, kuigi inimeste huvi taimede vastu ulatub palju kaugemale. Uurimisala hõlmas oma maa taimi ja puid, aga ka arvukate reiside käigus tagasi toodud eksootilisi isendeid. Ja iidsetel aegadel, tahes-tahtmata, pidime teatud taimi uurima. Alates aegade algusest on inimesed püüdnud kindlaks teha taimede raviomadusi ja nende kasvuperioodi.

Puu- ja köögiviljad on olnud kogu inimkonna sotsiaalse arengu jaoks üliolulised. Kui teadust selle sõna tänapäevases tähenduses polnud, uuris inimkond taimi põllumajandusrevolutsiooni osana.

Sellised Vana-Kreeka ja Rooma silmapaistvad tegelased nagu Aristoteles, Theophrastus ja Dioscorides tõstsid botaanika teiste oluliste teaduste hulgas uuele tasemele. Theophrastast nimetatakse isegi botaanika isaks, tänu kellele kirjutati kaks põhjapanevat teost, mida kasutati 1500 aastat ja kasutatakse tänapäevani.

Nagu paljude teaduste puhul, ilmnesid ka botaanika uurimises olulised läbimurded renessansi ja reformatsiooni ajal ning valgustusajastu koidikul. Mikroskoop leiutati 16. sajandi lõpus, võimaldades uurida taimi nagu kunagi varem, sealhulgas väikseid detaile, nagu fütoliitid ja õietolm. Teadmised hakkasid laienema mitte ainult taimede endi, vaid ka nende paljunemise, ainevahetusprotsesside ja muude aspektide kohta, mis olid seni inimkonnale suletud.

Taimerühmad

1. Kõiki samblaid peetakse kõige lihtsamateks taimedeks, nad on väikesed ja neil ei ole varsi, lehti ega juuri. Sammald eelistavad kõrge õhuniiskusega kohti ja vajavad paljunemiseks pidevalt vett.

2. Erinevalt sammaldest on kõikidel sooneostaimedel anumad, mis juhivad mahla, samuti lehed, varred ja juured. Need taimed sõltuvad suuresti ka veest. Esindajate hulgas on näiteks sõnajalad ja korte.

3. Kõik seemnetaimed on keerulisemad taimed, millel on nii oluline evolutsiooniline eelis nagu seemned. See on äärmiselt oluline, sest see tagab embrüo kaitsmise ja toiduga varustamise. On taimseemneid (mänd) ja katteseemneid (kookospalmid).

Taimeökoloogia

Taimeökoloogia erineb botaanikast ja keskendub sellele, kuidas taimed oma keskkonnaga suhtlevad ning keskkonna- ja kliimamuutustele reageerivad. Inimeste arv kasvab pidevalt ja maad on vaja järjest rohkem, mistõttu on loodusvarade kaitsmise ja nende eest hoolitsemise küsimus eriti terav.

Taimeökoloogia tunneb ära üksteist peamist keskkonnatüüpi, milles taimede elu on võimalik:

vihmametsad,
parasvöötme metsad,
okasmetsad,
troopilised savannid,
parasvöötme niidud (tasandikud),
kõrbed ja kuivad ökosüsteemid,
Vahemere piirkonnad,
maismaa- ja märgalad,
magevee-, ranniku- või merealade ja tundra ökoloogia.

Igal varjupaigal on oma ökoloogiline profiil ning taime- ja loomaelu tasakaal ning nende evolutsiooni mõistmiseks on oluline nende suhtlemine.

Bioloogia: botaanika sektsioon

Botaanika on teadus taimede ehitusest, elutegevusest, levikust ja päritolust, mis uurib, süstematiseerib ja klassifitseerib kõiki neid tunnuseid, aga ka taimestiku geograafilist levikut, arengut ja ökoloogiat. Botaanika on teadusharu, mis käsitleb kogu taimemaailma mitmekesisust, mis hõlmab paljusid harusid. Näiteks paleobotanika uuringud või geoloogilistest kihtidest välja võetud kivistunud isendid. Uuritakse ka kivistunud vetikaid, baktereid, seeni ja samblikke. Mineviku mõistmine on oleviku jaoks ülioluline. See teadus võib isegi heita valgust jääaja taimeliikide olemusele ja ulatusele.

Arheobotanika on funktsionaalne põllumajanduse leviku, soode kuivendamise jms uurimisel. Botaanika (taimebioloogia) viib läbi uuringuid kõikidel tasanditel, sealhulgas ökosüsteemide, koosluste, liikide, isendite, kudede, rakkude ja molekulide (geneetika, biokeemia) osas. Bioloogid uurivad mitut tüüpi taimi, sealhulgas vetikaid, samblaid, sõnajalgu, seemnetaimi ja õitsvaid (seemnetaimi), sealhulgas looduslikke ja kultuurtaimi.

Botaanika on taimede ja taimekasvatuse teaduse haru. 20. sajandit peetakse bioloogia kuldajastuks, kuna tänu uutele tehnoloogiatele saab seda teadust uurida täiesti uuel tasemel. Täpsemad pakuvad uusimaid tööriistu nii taimede kui ka teiste planeedil Maa elavate elusorganismide uurimiseks.

Plaan

1. Botaanika – teadus taimedest.

2. Taimede üldised omadused.

3. Taimede levik ja tähtsus biosfääris.

Põhimõisted: botaanika, autotroofia, toitumine, hingamine, fotosüntees, kasv, areng, fütohormoonid, kasvuliigutused, taimede tähtsus.

Botaanika – taimede teadus

Botaanika on teadus taimedest, nende ehitusest, elutegevusest, levikust ja päritolust. See termin pärineb kreekakeelsest sõnast "botane", mis tähendab "ürti", "taim", "köögivili", "roheline".

Botaanika uurib taimemaailma bioloogilist mitmekesisust, süstematiseerib ja liigitab taimi, uurib nende struktuuri, geograafilist levikut, evolutsiooni, ajaloolist arengut, biosfääri rolli, kasulikke omadusi ning otsib ratsionaalseid viise taimestiku säilitamiseks ja kaitsmiseks. Ja botaanika kui teaduse põhieesmärk on saada ja üldistada uusi teadmisi taimemaailma kohta selle olemasolu kõigis ilmingutes.

Botaanika kui teadus kujunes välja umbes 2300 aastat tagasi. Esimene meieni jõudnud kirjalik üldistus taimede kohta on teada alles Vana-Kreekast (IV-III sajand eKr) ja seetõttu ulatub botaanika kui teaduse esilekerkimine just sellesse aega. Suure Aristotelese õpilane Theophrastus (372-287 eKr) peetakse botaanika isaks tänu tema 10-köitelistele teostele “Taimede looduslugu” ja 8-köitesele teosele “Taimede tekkepõhjustest”. Theophrastus mainib teoses The Natural History of Plants 450 taime ja teeb esimese katse nende teaduslikuks liigitamiseks.

Esimesel sajandil pKr. Rooma loodusteadlased Dioscorides ja Plinius vanem täiendasid seda teavet. Keskaegsed teadlased jätkasid iidsete teadlaste alustatud teabe kogumist. Renessansiajal tekkis seoses taimede info rikastamisega vajadus taimemaailma süstematiseerida. Suured saavutused botaaniliste teadmiste organiseerimisel kuuluvad Carl Linnaeusele, kes 18. sajandi keskel võttis kasutusele taimede binaarse nomenklatuuri, oli esimene, kes üritas taimemaailma klassifitseerida ja töötas välja kunstliku süsteemi, jagades taimemaailma 24 klassi.

Nüüd on botaanika multidistsiplinaarne teadus, mis uurib nii üksikuid taimi kui ka nende agregaate – taimerühmi, millest moodustuvad niidud, stepid ja metsad.

Arengu käigus eristus botaanika mitmeks eraldiseisvaks teaduseks, millest olulisemad on: taimemorfoloogia - teadus taimede põhiorganite ehitusest ja arengust; Sellest paistsid silma: taimede anatoomia (histoloogia), mis uurib taimeorganismi sisemist ehitust; taimerakubioloogia, mis uurib taimeraku ehituslikke iseärasusi; taimeembrüoloogia, mis uurib taimede viljastamise ja embrüo arengu protsesse; taimefüsioloogia - teadus taimeorganismi elutegevusest, on tihedalt seotud taimede biokeemiaga - teadus nendes toimuvatest keemilistest protsessidest; taimegeneetika uurib taimede varieeruvuse ja pärilikkuse küsimusi; paleobotaanika (fütopaleontoloogia) uurib fossiilseid taimi ja on tihedalt seotud taimede fülogeneesiga, mille ülesandeks on rekonstrueerida taimemaailma ajalooline areng; taimegeograafia (fütogeograafia) - teadus taimede leviku mustritest maakeral; Sellest kujunesid välja taimeökoloogia – teadus taimeorganismi ja keskkonna vahelistest suhetest – ning fütocenoloogia (geobotanika) – taimerühmade teadus.

On ka mitmeid spetsialiseeritud teadusharusid, mis uurivad taimemaailma üksikuid rühmi, näiteks algoloogia – vetikate teadus, lihhenoloogia – samblike kohta, brüoloogia – sammaltaimede kohta, dendroloogia – puuliikide teadus, palünoloogia – ehituse kohta. eostest ja õietolmust.

Taimede üldised omadused

Kõigil taimedel on ühised omadused:

1. Taimeorganismid koosnevad rakkudest. V Kamber(kreeka keelest kytos- rakk) on kõigi elusorganismide põhiline struktuurne ja funktsionaalne üksus, elementaarne bioloogiline süsteem, millel on kõik elusolendi tunnused ja mis on võimeline isereguleeruma, ise paljunema ja arenema.

2. Taimed on eukarüootid (eukarüootid). Eukarüootid (eukarüootid) on organismid, mille rakkudel on vähemalt teatud rakutsükli etappidel tuum. Eukarüootide hulka kuuluvad üherakulised, koloonia- ja mitmerakulised organismid.

3. Enamik taimeorganisme - autotroofia Autotroofia(Kreeka keelest autos - tema ise, trofee- toitumine) - organismid, mis toodavad iseseisvalt anorgaanilistest ühenditest orgaanilisi aineid, kasutades päikesevalguse energiat või keemiliste protsesside energiat.

4. Taimerakud sisaldavad plastidi (Kreeka sõnast plastos – voolitud): kloroplastid (kreeka keelest chloros – roheline ja plastos – vormitud), kromoplastid (kreeka keelest chroma – värv ja plastos – vormitud), leukoplastid (kreeka keelest leukos – värvitu ja plastid - moodne).

5. Varuained - tärklis, valk, rasvad.

6. Taimi iseloomustavad elutähtsad protsessid (ainevahetus): a) toitumine - nende elutalitluse säilitamiseks vajalike ainete omastamise ja assimilatsiooni protsess taimede poolt keskkonnast; Toitumise meetodi järgi jagunevad taimeorganismid autotroofideks ja heterotroofideks (organismid, kes kasutavad toitumiseks valmis orgaanilisi aineid);

b) hingamine - füsioloogiliste protsesside kogum, mis tagab hapniku sisenemise taimesse ning süsihappegaasi ja vee vabanemise; hingamise aluseks on orgaaniliste ainete (valkude, rasvade ja süsivesikute) oksüdatsioon (sün. oksüdatsioon), mille tulemusena vabaneb energia ATP (adenosiintrifosforhape) kujul, mis on vajalik taimede eluks; taimed on aeroobid (kreeka keelest aer – õhk) – organismid, kelle eluks on vaja õhust vaba hapnikku;

c) tänu kloroplastidele on taimed võimelised fotosüntees (kreeka keelest fotod- valgus, süntees - ühendus) - päikeseenergia toimel orgaaniliste molekulide moodustumise protsess anorgaanilistest molekulidest; Päikeseenergia muundatakse keemiliste sidemete energiaks.

Fotosünteesi protsess koosneb kahest etapist:

1. Kerge faas esineb kloroplastide tülakoidides. Valguskvantide energia püüavad kinni klorofülli molekulid, mis põhjustab elektronide üleminekut kõrgemale energiatasemele ja nende eraldumist klorofülli molekulist. Elektronid püüavad kinni kandemolekulid, mis asuvad samuti tülakoidmembraanis. Klorofüllimolekulide poolt kaotatud elektronid kompenseeritakse nende eraldamisega veemolekulidest protsessi käigus fotolüüs - vee lagunemine valguse mõjul prootoniteks (H) ja hapnikuaatomiteks (O). Hapnikuaatomid moodustavad molekulaarse hapniku, mis eraldub atmosfääri:

Vabanenud prootonid kogunevad tülakoidi õõnsusse. Elektronid liiguvad läbi tülakoidmembraani. Elektronide ülekandeenergia läbi membraani kulub prootonite kanali avamiseks ATP süntetaasi kompleksis. Prootonite vabanemise tõttu tülakoidi õõnsusest sünteesitakse ATP. Lõpuks seonduvad prootonid spetsiifiliste kandjamolekulidega (NADP-nikotiinamiidadeniinnukleotiidfosfaat). NADP-d on võimalik redutseerida, seonduda prootonitega või oksüdeerida, vabastades need. Tänu sellele on kompleks NADP H 2 keemilise energia akumulaator, mida kasutatakse teiste ühendite taastamiseks.

Seega toimuvad fotosünteesi valgusfaasis järgmised reaktsioonid:

2. sisse Tume faas ei sõltu valgusest (reaktsioonid toimuvad nii pimedas kui ka valguses). See toimub kloroplasti maatriksis. Selles faasis moodustub atmosfäärist tulevast süsinikdioksiidist (CO 2) glükoos. Sel juhul kasutatakse ATP ja H+ energiat, mis on osa NADP o H 2-st. Süsivesikute sünteesi käigus CO 2 molekuli ei lõhestata, vaid fikseeritakse ("seotakse") spetsiaalse ensüümi abil CO 2 fikseerimine - mitmeastmeline protsess. Spetsiaalne ensüüm seob CO 2 molekuliga, mis sisaldab viit süsinikuaatomit (C) (ribuloos-1,5-bifosfaat). Sel juhul moodustuvad kaks 3-fosfoglütseraadi trikarboksüülmolekuli. Need trikarboksüülühendid muudetakse ensüümide toimel, redutseeritakse NADP o H 2 ja ATP energia abil ning muudetakse aineteks, millest saab sünteesida glükoosi (ja mõningaid teisi süsivesikuid). Mõnda neist molekulidest kasutatakse glükoosi sünteesiks ja teistest tekivad p-karboksüülühendid, mis on vajalikud CO 2 fikseerimiseks. Seega muundub valguse energia valgusfaasis ATP energiaks ja muuks. energiakandja molekulid, kasutatakse glükoosi sünteesiks.

Fotosünteesi pimedat faasi saab kirjeldada järgmise võrrandiga:

Osa sünteesitud glükoosi molekule lagundatakse taimeraku energiavajaduse rahuldamiseks, teine osa kasutatakse raku jaoks vajalike ainete sünteesimiseks. Seega sünteesitakse glükoosist polüsahhariide ja teisi süsivesikuid. Liigne glükoos ladestub tärklisena.

Fotosünteesi tähendus:

1) orgaanilise aine teke, mis on heterotroofsete organismide toitumise aluseks;

2) õhuhapniku teket, mis tagab aeroobsete organismide hingamise ja loob meie planeedi osoonikilbi;

3) tagab püsiva CO 2 ja A 2 suhte atmosfääris. Akadeemik K.A. Timirjazev sõnastas kosmilise rolli mõiste

rohelised taimed. Võttes vastu päikesekiiri ja muutes nende energia orgaaniliste ühendite sidemete energiaks, tagavad rohelised taimed elu säilimise ja arengu Maal. Need moodustavad peaaegu kogu orgaanilise aine ja on heterotroofsete organismide toitumise aluseks. Ka kogu atmosfääris leiduv hapnik on fotosünteetilist päritolu. Seega on rohelised taimed justkui vahelüliks Päikese ja elu vahel planeedil Maa;

d) transpiratsioon (ladina keelest trans - läbi, spiro - hingan, välja hingan) - elustaimede gaasilises olekus vee vabanemise füsioloogiline protsess;

e) kasv - taimeorganismi või selle üksikute osade ja elundite suuruse suurenemine, mis on tingitud rakkude arvu suurenemisest jagunemise, nende lineaarse venitamise ja sisemise diferentseerumise kaudu; jätkub kogu elutsükli jooksul;

f) areng - kvalitatiivsete morfoloogiliste ja füsioloogiliste muutuste kogum taimes selle elutsükli üksikutel etappidel; eristada individuaalset arengut (ontogenees) ja ajaloolist arengut (fülogenees); taimeorganismi normaalne individuaalne areng ei sõltu mitte ainult välised tegurid(valgus, temperatuur, niiskus, hapnik, päeva fotoperioodi pikkus), ja ka alates sisemised tegurid ja nende koostoimest; peamine sisemised tegurid on fütohormoone (tabel 5).

Tabel 5

TAIME FÜTOHOORMOONID

Fütohormoonide nimed	Funktsioonid	haridust
Auksiinid (kreeka keelest aukseiin - ma suurendan)	määrab apikaalse punga kasvu, pärsib kaenlaaluse pungade kasvu, mõjutab vaskulaarkoe diferentseerumist, määrab kasvuliigutused, võib põhjustada seemneteta viljade moodustumist, kontrollib rakkude pikenemist	meristeemrakud (diferentseerumata kude, millest arenevad uued rakud)
Tsütokiniinid (kreeka keelest - rakk, cyneo - too liikumine)	stimuleerida rakkude jagunemist, põhjustada külgmiste pungade kasvu, säilitada lehtede rohelist värvi, aeglustada kudede vananemist	juure meristeem, vili
Etüleen	pärsib seemikute pikkuse kasvu, aeglustab lehtede kasvu, kiirendab seemnete ja mugulate idanemist, soodustab viljade valmimist, organismi vananemist
Giberelliinid	aktiveerida rakkude jagunemist, stimuleerida pikenemise faasi, poldumist, õitsemist, viia seemned puhkeolekust välja, võib põhjustada seemneteta viljade teket, kiirendada viljade arengut	lehed, juured
Abstsitsiinhape	stressihormoon, aitab taimel kohaneda ebasoodsate elutingimustega, aeglustab kasvuprotsesse, kiirendab lehtede ja viljade langemist, kiirendab vananemist	lehed, viljad, juuremüts

Fütohormoonid (kreeka keelest. füton- taim, hormao - erutada) - need on füsioloogiliselt aktiivsed ained, mida toodavad taimerakkude protoplast (elussisu) ja mis mõjutavad kasvu ja kuju kujundamise protsesse; fütohormoonid on aktiivsed väga väikestes kogustes ja võivad teatud protsesse nii stimuleerida kui ka pärssida (toimida regulaatoritena); Taimeorganismi arengut mõjutavad ka tehislikud kasvu ja arengu regulaatorid (tabel 6);

Tabel 6

TAIMEORGANISMI KASVU JA ARENGU KUNISTLIKUD REGULAATORID

Kunstliku regulaatori nimi	Funktsioonid	Mis eesmärgil inimene kasutab
Retardandid (antihübereliin)	pärsivad varre kasvu pikkuses, avaldavad soodsat mõju lamamiskindlusele	aidata kaasa kidurate vormide loomisele
Kunstlikud auksiinid	toimib sarnaselt looduslikule auksiinile, toimib suurtes kontsentratsioonides herbitsiididena (alates lat. herba- muru, caedere- tappa), see tähendab, et on võimeline taimi hävitama	kasutatakse umbrohu tõrjeks
Defoliandid	põhjustab lehtede kunstlikku langemist	puuvilla mehaanilise koristamise hõlbustamiseks
Desikandid	põhjustada taime maapealsete osade närbumist	juurviljade (porgand, peet), mugulate (kartul) mehaanilise koristamise hõlbustamiseks

esinevad) kasvuliigutused - ebaühtlastest kasvuprotsessidest tingitud muutused taimeorganite asendis ruumis (tabel 7); Kõrgematel taimedel ei ole aktiivseks liikumiseks spetsiaalseid organeid, kuid nad on võimelised reageerima erinevatele väliskeskkonna muutustele ja nendega kohanema.

Tabel 7

TAIMEDE KASVULIIKUMID

Kasvu liikumised

Nastiya

(kreeka keelest nastos- tihendatud, suletud)

Definitsioon

elundite ja taimeosade kasvuliigutused, mis toimuvad ühtlase stiimuli mõjul (valguse intensiivsuse, temperatuuri muutused jne)

Näited

fotonastia- lillede avamine hommikul ja sulgemine õhtul; õisiku asendi muutus sõltuvalt päikese asendi muutumisest (päevalill); termonastia- lillede avanemine pungadest nende viimisel külmast ruumist sooja; mehhanonastia - lehe joonistamine nende puudutamisel (mimoos häbelik); puuviljade lõhenemine puudutamisel (pisarrohi); Kemonastia - stoomi kaitserakkude turgornilised liikumised vastusena CO 2 kontsentratsioonile, päikesepaisteliste näärmekarvade kasvukõverad lämmastikku sisaldavate ainete mõjul jne.

Tropizmi

(kreeka keelest tropos- pööre, suund)

elundite või nende osade mitmesugused liigutused (painded), mis on põhjustatud stiimuli ühepoolsest toimest

positiivsed tropismid - elundite liikumine stiimuli poole (näiteks lehed valguse poole); negatiivsed tropismid - elundiliigutused on suunatud stiimulist eemale (juurekasvu suund valgusest eemale); Sõltuvalt stiimuli olemusest eristatakse neid: fototropism (valgusega kokkupuude), geotro-pizmi (raskusjõu ühepoolne mõju), hüdrotropism (niiske keskkonna mõju), kemotropism (keemilise aine mõju), trofotropism (toitainete mõju)

Inimesele on omane soov uurida maailma: loodust, ühiskonda ja isegi iseennast. Isegi iidsetel aegadel ilmus palju teadusi, mis näitavad, et maailma uurimine algas mitu tuhat aastat tagasi. Üks vanimaid teadusi on botaanika. Mis on botaanika, mida see uurib, mis on selle sõna tähendus? Selgitame välja.

"Botaanika" tähendab kreeka keelest tõlkes "rohi, rohelus, taim".

Sõna "botaanika" tähendus

Botaanika on taimede teadus. Ta uurib nende struktuuri, elutingimusi ja arengut. Teadlased usuvad, et bioloogia oli üks esimesi teadusi. Inimesed, olles üle läinud istuvale eluviisile, hakkasid taimi kasvatama ja tegelema põlluharimisega, mistõttu oli nende huvi taimede vastu väga suur. Tänapäeval on botaanika multidistsiplinaarne teadus, selles on palju erialasid (floristika, organograafia, fütotsenoloogia, biokeemia jt). Botaanikute eesmärk on uurida taimede elutingimusi, saades saagikaid sorte, mis on vastupidavad nii looduslikele tingimustele kui ka haigustele. Teadustöö on riigi põllumajanduse arengu seisukohalt väga oluline. Näiteks: "Botaanika kui teadus 21. sajandil areneb edukalt, laiendab uurimisobjekti, täiustab planeedi taimemaailma uurimise meetodeid ja meetodeid."
Botaanika on ka ülikoolis akadeemiline distsipliin, koolis akadeemiline aine, milles õpetajad tutvustavad selle teaduse põhitõdesid. Näiteks: "Botaanikatunnis rääkis õpetaja väga huvitavalt lille ehitusest, näidates huvitavat ettekannet selle ehitusest."

Mida uurib botaanika?

Definitsioon 1

Botaanika- (kreeka keelest. botaanika- köögiviljad, rohelised, ürdid, taimed) on keeruline teadus, mis uurib taimi. Selles uuritakse põhjalikult nende päritolu, arengut, struktuuri (välist ja sisemist), klassifikatsiooni, levikut maapinnal, ökoloogiat (vastastikuseid seoseid ja seoseid keskkonnateguritega) ja kaitset.

Nagu teistel teadustel, on ka botaanikal oma eellugu. Selle päritolu võib otsida iidsetest aegadest, mil inimesed alles hakkasid taimi oma praktilistel vajadustel (toit, ravi, riiete valmistamine, eluase) kasutama. Loodusteadlased tegelesid üsna pikka aega ainult taimede kirjeldamisega - nende suurus, värvus, üksikute elundite omadused, see tähendab, et botaanika oli üsna pikka aega ainult kirjeldava iseloomuga. See bioloogia osa moodustati 17.–18. sajandil. Esimestest taimemaailma süstematiseerimiskatsetest sai alguse võrdleva kirjeldusmeetodi kasutamine botaanikas, mille abil taimi mitte ainult kirjeldati, vaid ka võrreldi väliste (morfoloogiliste) tunnuste järgi. Mikroskoobi leiutamisega sündis botaanika ning hiljem hakkas tänu teaduse intensiivsele arengule ja mikroskoopilise tehnoloogia täiustamisele domineerima eksperimentaalne suund.

Pilt 1.

Taimed- on rohkem kui kümne bioloogiliselt aktiivse aine allikas, mis toimivad inimese ja looma kehale, eriti toiduna tarbides. Kuna taimed on inimelu lahutamatud osad, on neid põhjalikult uuritud.

Kõik taimed on jagatud $2 $ suurtesse rühmadesse:

madalamad taimed ehk talli (thalom);
kõrgemad taimed või lehttaimed.

Madalamate taimede hulka kuuluvad vetikad.

Kõrgemate taimede hulka kuuluvad samblad (samblad ja maksarohud), pteridofüüdid (psilofüüdid, psilootid, korte- ja sõnajalad), seemne- ja katteseemnetaimed.

Eraldi uuritakse samblikke, seeni ja baktereid.

Märkus 1

Kaasaegne botaanika- multidistsiplinaarne teadus, mis hõlmab mitmeid jaotisi: taimede taksonoomia, mis käsitleb taimede klassifitseerimist sarnaste üldtunnuste järgi. See on jagatud kaheks osaks: lillekasvatus ja botaaniline geograafia. Floristika uurib taimekooslusi teatud piirkonnas. Botaaniline geograafia uurib taimede levikut maakeral.

Taimede taksonoomia- peamine botaaniline distsipliin. Ta jagab kogu taimemaailma eraldi rühmadesse ning selgitab nendevahelisi perekondlikke ja evolutsioonilisi seoseid. See on ülesanne botaanika eriosast - fülogeneesist.

Algul süstematiseerisid teadlased taimi ainult väliste (morfoloogiliste) tunnuste järgi. Tänapäeval kasutatakse taimede taksonoomias ka nende sisemisi omadusi (rakkude ehituse tunnused: keemiline koostis, kromosoomiaparaat, keskkonnaomadused). Taimede morfoloogia, mis uurib taimede ehitust. See teadus jaguneb mikroskoopiliseks morfoloogiaks ja makroskoopiliseks morfoloogiaks (organograafia). Mikroskoopiline morfoloogia uurib taimerakkude ja -kudede struktuuri, samuti embrüoloogiat. Makroskoopiline morfoloogia uurib taimede elundeid ja osi.

Mõned morfoloogia osad otsustati eraldada eraldi distsipliinideks:

organograafia (uurib taimeorganeid),
palünoloogia (vaatab taimede eoste ja õietolmu struktuuri),
karpoloogia (tegeleb puuviljade klassifitseerimisega),
teratoloogia (õppeaine - taimede struktuuri deformatsioonid ja anomaaliad),
taimede anatoomia, mis uurib taimede siseehitust;
taimefüsioloogia, mis uurib taimede vorme nende ontogeneesi ja fülogeneesi protsessis, samuti taimedes toimuvaid protsesse, nende põhjuseid, mustreid ja seoseid keskkonnaga. See on tihedalt seotud taksonoomiaga.
taimede biokeemia, mis uurib taimedes toimuvaid kasvu ja arenguga seotud keemilisi protsesse.
taimegeneetika, mis uurib taimede geneetilisi muutusi, mis toimuvad inimese sekkumisega või ilma.
fütotsenoloogia, mis uurib Maa taimestikku, määrab dünaamilised muutused looduses, samuti nende sõltuvused ja mustrid (taimestik on kooslus kõigist ühe ala taimedest, mis moodustavad maastiku;
geobotaanika, mis uurib ökosüsteeme ehk seoseid taimede, loomastiku ja eluta looduse tegurite vahel (kogu kompleksi nimetatakse biogeocenoosiks).
taimeökoloogia, mis uurib taimi seoses nende elupaigaga ja määrab taimede eluks ideaalsed tingimused.
paleobotanika, mis uurib fossiilseid taimi nende evolutsiooniajaloo kindlakstegemiseks.

Botaanika liigitatakse ka uurimisobjektide järgi:

algoloogia - vetikate teadus,
brüoloogia, mis uurib samblaid jne.
Ka taimemaailma mikroskoopiliste organismide uurimine eraldati omaette distsipliiniks – mikrobioloogiaks.
fütopatoloogia – tegeleb taimehaigustega, mida võivad põhjustada seened, viirused või bakterid.

Märkus 2

Olenevalt uuritavast objektist eristati botaanika eriharud: metsandus, niiduteadus, sooteadus, tundrateadus ja hulk sarnaseid erialasid.

Traditsiooniliselt hõlmab botaanika mükoloogia- seeneteadus (alates 20. sajandi keskpaigast hakati neid liigitama eraldi kuningriigiks), samuti lihhenoloogia - samblikke uuriv teadus.

Botaanika õppeaine- need on taimed, nende struktuur, areng, perekondlikud sidemed, nende ratsionaalse majandusliku kasutamise võimalus.

Botaanika probleemid:

Taimede uurimine nende vastupidavuse, produktiivsuse ja vastupidavuse suurendamiseks.
Uute taimeliikide määramine ja nende rakendamine.
Taimede mõju määramine inimorganismile.
Inimese rolli kindlaksmääramine planeedi taimestiku arengus ja säilimises.
Taimede geneetilise muundamise läbiviimine.

Uurimismeetodid botaanikas:

vaatlusmeetod- kasutatakse nii mikroskoopilisel kui ka makroskoopilisel tasemel. See meetod seisneb uuritava objekti individuaalsuse tuvastamises ilma kunstliku sekkumiseta selle elutähtsatesse protsessidesse. Kogutud teavet kasutatakse edasiseks uurimiseks.

võrdlev meetod- kasutatakse uuritava objekti võrdlemiseks sarnaste objektidega ja nende klassifitseerimiseks, analüüsides üksikasjalikult sarnaseid ja eristavaid tunnuseid võrreldes neile lähedaste vormidega.

eksperimentaalne meetod- kasutatakse objektide või protsesside uurimiseks spetsiaalselt loodud tehistingimustes. Erinevalt vaatlusmeetodist näeb eksperimentaalmeetod ette eksperimenteerija spetsiaalse sekkumise loodusesse, mis võimaldab kindlaks teha teatud tegurite mõju tagajärjed uuritavale objektile. Meetodit saab kasutada nii in vivo kui ka laboris.

jälgimine on meetod üksikute objektide seisundi ja teatud protsesside käigu pidevaks jälgimiseks. modelleerimine on meetod teatud protsesside ja nähtuste demonstreerimiseks ja uurimiseks nende lihtsustatud simulatsiooni abil. See võimaldab uurida protsesse, mida on raske või võimatu katseliselt reprodutseerida või eluslooduses vahetult jälgida.

statistiline meetod– põhineb muude uuringute (vaatlused, katsed, modelleerimine) tulemusena kogutud kvantitatiivse materjali statistilisel töötlemisel, mis võimaldab seda igakülgselt analüüsida ja kindlaid mustreid paika panna.

Märkus 3

Botaanika on teadus, mis uurib maapinna taimkatet kõigil tasanditel – molekulaarsel, rakulisel, organismilisel, populatsioonil.

Taimeteadus – botaanika

Iga inimene puutub kokku elava loodusega – orgaanilise maailmaga. Need on erinevad taimed, loomad, seened, bakterid. Ja inimesed ise on orgaanilise maailma esindajad.

Eluslooduse omadusi ja selle mitmekesisust uurib bioloogiateadus (kreeka keelest. bios- "elu", logo- "õpetamine").

Esimesed elusorganismid ilmusid Maale väga kaua aega tagasi, enam kui 3,5 miljardit aastat tagasi. Neil oli lihtne struktuur ja need olid üksikud väikesed rakud. Hiljem tekkisid keerukamad üherakulised ja seejärel mitmerakulised organismid. Sellest ajast alates on nende järeltulijad saavutanud tohutu mitmekesisuse. Nende hulgas on nii suuri kui ka mikroskoopiliselt väikeseid organisme: igasuguseid loomi, taimi, seeni, baktereid ja viirusi.

Kõik nad on elusolendid, oma omadustelt väga erinevad. Seetõttu on nad kõik jagatud suurteks rühmadeks, mida teadlased nimetavad kuningriigid . Kuningriigid ühendavad organisme, mis on põhiomadustelt sarnased.

Kuningriik on väga suur rühm organisme, millel on sarnased ehituse, toitumise ja looduses esinevad omadused.

Eluslooduse säilitamiseks kogu selle mitmekesisuses on vaja teada, kuidas erinevad organismid on üles ehitatud ja kuidas nad on looduses omavahel seotud; uurida, millistes tingimustes elavad ja arenevad kõigi kuningriikide esindajad, kui laialt on nad maakeral levinud, millist rolli nad looduses mängivad, milline on nende väärtus inimese jaoks ja mille poolest nad üksteisest erinevad. Selleks peate õppima bioloogiat.

Bioloogiateadusega tutvumine koolis algab õppimisega taimeriigid .

Taimi leidub kõikjal maailmas: maal, vees, metsades, soodes, niitudel, steppides, aedades, parkides. Kõikjal võib näha erinevaid taimi – nii metsikuid kui kultiveeritud liike. Taimedel on palju ühiseid omadusi: peaaegu kõik nad elavad istuvat eluviisi, sisaldavad klorofülli ja on võimelised valguse käes moodustama orgaanilisi aineid. Seetõttu kuuluvad nad samasse eluslooduse kuningriiki – taimeriiki.

Taimeriiki uurivat teadust nimetatakse botaanikaks (kreeka keelest. nohikud– “rohi”, “taim”).

Kultuurtaimed on taimed, mida inimene on spetsiaalselt aretanud ja kasvatanud oma vajaduste rahuldamiseks. Neid on väga erinevaid, neid on palju inimese loodud, kuid need kõik pärinevad looduslikest taimedest (joon. 4).

Metsikud taimed (vt ka § 48) on taimed, mis kasvavad, arenevad ja hajuvad ilma inimese abita.

Botaanikud selgitavad välja erinevate taimede ehituslikud iseärasused, uurivad, kuidas nad kasvavad, toituvad, paljunevad ja milliseid keskkonnatingimusi nad vajavad. Samuti saavad nad teada, kuidas nii mitmekesised taimed Maal tekkisid, millised olid esimesed taimed, millised iidsetest taimedest on säilinud tänapäevani, millised taimede omadused on inimesele kasulikud või kahjulikud ning kuidas taime säilitada. Maa maailm.

Taimede uurimine algas 4. sajandil. eKr e. Vana-Kreeka teadlane Theophrastus. Ta ühendas oma tähelepanekud põllumeeste ja ravitsejate kogutud praktiliste teadmistega taimede kasutamise kohta, teadlaste hinnangutega taimemaailma kohta ning lõi esimese botaaniliste mõistete süsteemi. Seetõttu nimetatakse Theophrastust teaduse ajaloos botaanika isaks (joon. 5).

Tema tegelik nimi on Tirthamos (Tirtham) ja nime Theophrastus, st "jumalik kõneleja", andis talle õpetaja Aristoteles silmapaistva kõneoskuse ande eest.

Botaanika ajalugu näitab, kuidas teadus tekkis inimese praktiliste teadmiste üldistamisest taimede kasvatamise ja nende erinevatel eesmärkidel kasutamise kohta, aga ka teadlaste vaatlustest looduslike taimede kohta.

Praegu uurivad botaanikud taimede eluseaduspärasusi, nende välist ja sisemist ehitust, paljunemis- ja elutegevuse protsesse, levikut üle maapinna, kasvutingimusi, suhteid teiste elusorganismidega ja keskkonnaga.

Nüüd räägitakse taimedest kui kogu orgaanilise maailma elu alusest. Tegelikult pakuvad elusad taimed ning nende surnud ja langenud osad – lehed, viljad, oksad, tüved – toitu mitte ainult inimestele, vaid ka loomadele, seentele ja bakteritele. Just taimed loovad tingimused kogu elu eksisteerimiseks Maal.