Biologi adalah ilmu tentang tumbuhan. Apa yang dipelajari botani? Ciri-ciri umum tumbuhan

Botani adalah cabang biologi yang mempelajari tumbuhan. Kelompok ini mencakup autotrof, eukariota, dan organisme lain, termasuk organisme multiseluler, yang menghasilkan makanannya sendiri. Kerajaan tumbuhan berisi berbagai macam spesies. Ilmu tumbuhan adalah studi tentang spesies dan ekologi, anatomi, dan fisiologi tumbuhan.

Apa yang dipelajari botani?

Botani merupakan salah satu cabang ilmu tumbuhan. Salah satu ilmu alam tertua yang mempelajari metabolisme dan fungsi organisme, yang disebut fisiologi tumbuhan, serta proses pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi.

Ilmu tumbuhan bertanggung jawab untuk mempelajari hereditas (genetika tumbuhan), adaptasi terhadap lingkungan, ekologi, dan sebaran geografis. Di antara varietas yang patut disebutkan adalah geobotani, fitogeografi, dan paleontologi (studi tentang fosil).

Sejarah botani

Botani merupakan salah satu cabang ilmu tumbuhan. Botani telah dianggap sebagai ilmu sejak masa kolonialisme Eropa, meskipun minat manusia terhadap tanaman sudah ada sejak lama. Area penelitiannya meliputi tumbuhan dan pepohonan di tanah mereka sendiri, serta spesimen eksotik yang dibawa kembali selama berbagai perjalanan. Dan di zaman dahulu, mau tak mau, kita harus mempelajari tumbuhan tertentu. Sejak dahulu kala, orang telah mencoba mengidentifikasi khasiat obat dari tanaman dan musim tanamnya.

Buah-buahan dan sayur-sayuran sangat penting bagi perkembangan sosial seluruh umat manusia. Ketika belum ada ilmu pengetahuan dalam pengertian modern, umat manusia mengeksplorasi tanaman sebagai bagian dari revolusi pertanian.

Tokoh-tokoh terkemuka Yunani Kuno dan Roma seperti Aristoteles, Theophrastus dan Dioscorides, di antara ilmu-ilmu penting lainnya, memajukan botani ke tingkat yang baru. Theophrastus bahkan disebut sebagai bapak botani, berkat dua karya penting yang ditulisnya yang digunakan selama 1500 tahun dan terus digunakan hingga saat ini.

Seperti banyak ilmu pengetahuan lainnya, terobosan signifikan dalam studi botani muncul selama Renaisans dan Reformasi serta awal Pencerahan. Mikroskop ditemukan pada akhir abad ke-16, sehingga memungkinkan untuk mempelajari tumbuhan dengan cara yang belum pernah ada sebelumnya, termasuk detail kecil seperti fitolit dan serbuk sari. Pengetahuan mulai berkembang tidak hanya tentang tumbuhan itu sendiri, tetapi juga tentang reproduksinya, proses metabolisme dan aspek-aspek lain yang selama ini tertutup bagi umat manusia.

Kelompok tumbuhan

1. Semua lumut dianggap tumbuhan paling sederhana; ukurannya kecil dan tidak memiliki batang, daun, atau akar. Lumut lebih menyukai tempat dengan kelembapan tinggi dan selalu membutuhkan air untuk berkembang biak.

2. Semua tumbuhan spora berpembuluh, tidak seperti lumut, memiliki pembuluh yang mengalirkan sari, begitu pula daun, batang, dan akar. Tanaman ini juga sangat bergantung pada air. Perwakilannya termasuk, misalnya, pakis dan ekor kuda.

3. Semua tumbuhan berbiji adalah tumbuhan yang lebih kompleks yang memiliki keunggulan evolusioner penting seperti benih. Hal ini sangat penting karena memastikan embrio terlindungi dan mendapat makanan. Ada gymnospermae (pinus) dan angiospermae (kelapa).

Ekologi tumbuhan

Ekologi tumbuhan berbeda dengan botani dan berfokus pada bagaimana tumbuhan berinteraksi dengan lingkungannya dan merespons perubahan lingkungan dan iklim. Populasi manusia terus meningkat, dan semakin banyak lahan yang dibutuhkan, sehingga masalah perlindungan sumber daya alam dan pemeliharaannya menjadi sangat akut.

Ekologi tumbuhan mengenal sebelas jenis lingkungan utama yang memungkinkan kehidupan tumbuhan:

hutan hujan,
hutan beriklim sedang,
hutan jenis konifera,
sabana tropis,
padang rumput beriklim sedang (dataran),
gurun dan ekosistem kering,
Wilayah Mediterania,
daratan dan lahan basah,
ekologi wilayah air tawar, pesisir atau laut dan tundra.

Setiap filum memiliki profil ekologi dan kehidupan tumbuhan dan hewan yang seimbang, dan cara mereka berinteraksi penting untuk memahami evolusi mereka.

Biologi: bagian botani

Botani adalah ilmu tentang struktur, aktivitas kehidupan, sebaran dan asal usul tumbuhan; ia mengeksplorasi, mensistematisasikan, dan mengklasifikasikan semua karakteristik ini, serta sebaran geografis, evolusi, dan ekologi tumbuhan. Botani merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan tentang seluruh keanekaragaman dunia tumbuhan yang mencakup banyak cabang. Misalnya studi paleobotani atau spesimen fosil yang diambil dari lapisan geologi. Fosil alga, bakteri, jamur dan lumut kerak juga menjadi subjek penelitian. Memahami masa lalu adalah hal mendasar untuk masa kini. Ilmu pengetahuan ini bahkan mungkin menjelaskan sifat dan luasnya spesies tumbuhan Zaman Es.

Archaeobotany berfungsi dalam mempelajari persebaran pertanian, drainase rawa, dan lain sebagainya. Botani (biologi tumbuhan) melakukan penelitian di semua tingkatan, termasuk ekosistem, komunitas, spesies, individu, jaringan, sel dan molekul (genetika, biokimia). Ahli biologi mempelajari banyak jenis tumbuhan, termasuk alga, lumut, pakis, gymnospermae, dan tumbuhan berbunga (berbiji), termasuk tumbuhan liar dan budidaya.

Botani merupakan salah satu cabang ilmu tentang tumbuhan dan pertumbuhan tanaman. Abad ke-20 dianggap sebagai masa keemasan biologi, karena berkat teknologi baru, ilmu ini dapat dieksplorasi pada tingkat yang benar-benar baru. Yang canggih menyediakan alat terbaru untuk mempelajari tumbuhan dan organisme hidup lainnya yang menghuni planet Bumi.

Rencana

1. Botani - ilmu tentang tumbuhan.

2. Ciri-ciri umum tumbuhan.

3. Sebaran tumbuhan dan kepentingannya dalam biosfer.

Konsep dasar: botani, autotrofi, nutrisi, respirasi, fotosintesis, pertumbuhan, perkembangan, fitohormon, pergerakan pertumbuhan, pentingnya tumbuhan.

Botani - ilmu tentang tumbuhan

Botani adalah ilmu tentang tumbuhan, strukturnya, aktivitas kehidupan, persebaran dan asal usulnya. Istilah ini berasal dari kata Yunani “botane” yang berarti “herba”, “tanaman”, “sayuran”, “hijau”.

Botani mengeksplorasi keanekaragaman hayati dunia tumbuhan, mensistematisasikan dan mengklasifikasikan tumbuhan, mempelajari strukturnya, sebaran geografis, evolusi, perkembangan sejarah, peran biosfer, sifat-sifat bermanfaat, dan mencari cara rasional untuk melestarikan dan melindungi tumbuhan. Dan tujuan utama botani sebagai suatu ilmu adalah memperoleh dan menggeneralisasikan pengetahuan baru tentang dunia tumbuhan dalam segala manifestasi keberadaannya.

Botani sebagai ilmu terbentuk sekitar 2300 tahun yang lalu. Generalisasi tertulis pertama tentang pengetahuan tentang tumbuhan yang sampai kepada kita hanya diketahui dari Yunani kuno (abad IV-III SM), dan oleh karena itu kemunculan botani sebagai ilmu sudah ada sejak saat ini. Theophrastus (372-287 SM), murid Aristoteles yang agung, dianggap sebagai bapak botani berkat karya tulisnya “Natural History of Plants” dalam 10 jilid dan karya tulis “On the Causes of Plants” dalam 8 jilid. Dalam The Natural History of Plants, Theophrastus menyebutkan 450 tumbuhan dan melakukan upaya pertama dalam klasifikasi ilmiahnya.

Pada abad pertama Masehi. Naturalis Romawi Dioscorides dan Pliny the Elder melengkapi informasi ini. Ilmuwan abad pertengahan melanjutkan akumulasi informasi yang dimulai oleh ilmuwan kuno. Pada masa Renaisans, sehubungan dengan pengayaan informasi tentang tumbuhan, muncul kebutuhan untuk mensistematisasikan dunia tumbuhan. Prestasi besar dalam pengorganisasian pengetahuan botani adalah milik Carl Linnaeus, yang pada pertengahan abad ke-18 memperkenalkan tata nama biner tumbuhan, orang pertama yang mencoba mengklasifikasikan dunia tumbuhan dan mengembangkan sistem buatan, membagi dunia tumbuhan menjadi 24 kelas.

Sekarang botani adalah ilmu multidisiplin yang mempelajari baik tumbuhan individu maupun kumpulannya - kelompok tumbuhan yang membentuk padang rumput, stepa, dan hutan.

Dalam proses perkembangannya, botani dibedakan menjadi beberapa ilmu tersendiri, yang terpenting adalah: morfologi tumbuhan - ilmu tentang struktur dan perkembangan organ utama tumbuhan; Dari situ menonjol: anatomi (histologi) tumbuhan, yang mempelajari struktur internal organisme tumbuhan; biologi sel tumbuhan, yang mempelajari ciri-ciri struktural sel tumbuhan; embriologi tumbuhan, yang mempelajari proses pembuahan dan perkembangan embrio pada tumbuhan; fisiologi tumbuhan - ilmu tentang aktivitas kehidupan organisme tumbuhan, berkaitan erat dengan biokimia tumbuhan - ilmu tentang proses kimia di dalamnya; genetika tanaman mempelajari masalah variabilitas dan hereditas tanaman; paleobotani (fitopaleontologi) mempelajari fosil tumbuhan dan berkaitan erat dengan filogeni tumbuhan, yang tugasnya merekonstruksi sejarah perkembangan dunia tumbuhan; geografi tumbuhan (fitogeografi) - ilmu tentang pola sebaran tumbuhan di dunia; Dari situlah muncul ekologi tumbuhan - ilmu tentang hubungan antara organisme tumbuhan dan lingkungan - dan fitocenologi (geobotani) - ilmu tentang kelompok tumbuhan.

Ada juga sejumlah disiplin ilmu khusus yang mempelajari kelompok individu dunia tumbuhan, misalnya algologi - ilmu tentang alga, lichenologi - tentang lumut kerak, bryologi - tentang lumut, dendrologi - ilmu tentang jenis pohon, palinologi - tentang struktur dari spora dan serbuk sari.

Ciri-ciri umum tumbuhan

Semua tumbuhan memiliki ciri-ciri umum:

1. Organisme tumbuhan terdiri dari sel. V Sel(dari bahasa Yunani kytos- sel) adalah unit struktural dan fungsional dasar dari semua organisme hidup, suatu sistem biologis dasar yang memiliki semua tanda-tanda makhluk hidup, yang mampu mengatur diri sendiri, memperbanyak diri dan berkembang.

2. Tumbuhan bersifat eukariota (eukariota). Eukariota (eukariota) adalah organisme yang selnya memiliki inti, setidaknya pada tahap tertentu dalam siklus sel. Eukariota termasuk organisme uniseluler, kolonial dan multiseluler.

3. Sebagian besar organisme tumbuhan - autotrofi Autotrofi(dari bahasa Yunani autos - dirinya sendiri, piala- nutrisi) - organisme yang secara mandiri menghasilkan zat organik dari senyawa anorganik dengan menggunakan energi sinar matahari atau energi proses kimia.

4. Sel tumbuhan mengandung plastik (dari bahasa Yunani plastos - terpahat): kloroplas (dari bahasa Yunani chloros - hijau dan plastos - terpahat), kromoplas (dari bahasa Yunani chrome - cat dan plastos - terpahat), leucoplasts (dari bahasa Yunani leukos - tidak berwarna dan plastik - kuno).

5. Zat cadangan - pati, protein, lemak.

6. Tumbuhan dicirikan oleh proses vital (metabolisme): a) nutrisi - proses penyerapan dan asimilasi oleh tumbuhan dari lingkungan zat-zat yang diperlukan untuk mempertahankan fungsi vitalnya; Menurut cara nutrisinya, organisme tumbuhan dibagi menjadi autotrof dan heterotrof (organisme yang menggunakan bahan organik siap pakai untuk nutrisinya);

b) respirasi - serangkaian proses fisiologis yang memastikan masuknya oksigen ke dalam tumbuhan dan pelepasan karbon dioksida dan air; dasar respirasi adalah oksidasi (syn. oksidasi) zat organik (protein, lemak dan karbohidrat), sebagai akibatnya energi dilepaskan dalam bentuk ATP (asam adenosin trifosfat), yang diperlukan untuk kehidupan tanaman; tumbuhan adalah aerob (dari bahasa Yunani aer - udara) - organisme yang hidupnya membutuhkan oksigen bebas dari udara;

c) berkat kloroplas, tumbuhan mampu melakukannya fotosintesis (dari bahasa Yunani foto- cahaya, sintesis - koneksi) - proses pembentukan molekul organik dari molekul anorganik karena energi matahari; Energi matahari diubah menjadi energi ikatan kimia.

Proses fotosintesis terdiri dari dua tahap:

1. Fase terang terjadi pada tilakoid kloroplas. Energi kuanta cahaya ditangkap oleh molekul klorofil, yang menyebabkan transisi elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi dan pemisahannya dari molekul klorofil. Elektron ditangkap oleh molekul pembawa, yang juga terletak di membran tilakoid. Elektron yang hilang oleh molekul klorofil dikompensasi dengan memisahkannya dari molekul air dalam proses tersebut fotolisis - penguraian air di bawah pengaruh cahaya menjadi proton (H) dan atom oksigen (O). Atom oksigen membentuk oksigen molekuler, yang dilepaskan ke atmosfer:

Proton yang dilepaskan terakumulasi di rongga tilakoid. Elektron bergerak melalui membran tilakoid. Energi transfer elektron melintasi membran digunakan untuk membuka saluran bagi proton di kompleks ATP sintetase. Karena pelepasan proton dari rongga tilakoid, ATP disintesis. Terakhir, proton berikatan dengan molekul pembawa spesifik (NADP-nicotinamide adenine nucleotide phosphate). NADP mampu direduksi, berikatan dengan proton, atau teroksidasi, melepaskannya. Berkat ini, kompleks NADP H 2 menjadi akumulator energi kimia, yang digunakan untuk mereduksi senyawa lain.

Jadi, pada fase terang fotosintesis terjadi reaksi berikut:

2. masuk Fase gelap tidak bergantung pada cahaya (reaksi terjadi baik dalam gelap maupun terang). Itu terjadi di matriks kloroplas. Pada fase ini, glukosa terbentuk dari karbon dioksida (CO 2) yang berasal dari atmosfer. Dalam hal ini, energi ATP dan H+ digunakan, yang merupakan bagian dari NADP o H 2. Selama sintesis karbohidrat, molekul CO 2 tidak dipecah, tetapi difiksasi (“terikat”) menggunakan enzim khusus - proses multi-tahap. Enzim khusus mengikat CO 2 dengan molekul yang mengandung lima atom karbon (C) (ribulose-1,5-bifosfat). Dalam hal ini, dua molekul trikarboksilat dari 3-fosfogliserat terbentuk. Senyawa trikarboksilat ini diubah oleh enzim, direduksi dengan bantuan NADP o H 2 dan energi ATP dan diubah menjadi zat dari mana glukosa (dan beberapa karbohidrat lainnya) dapat disintesis. Beberapa dari molekul ini digunakan untuk sintesis glukosa, dan dari molekul lain, senyawa p-karboksilat terbentuk, diperlukan untuk fiksasi CO 2. Dengan demikian, energi cahaya, diubah selama fase cahaya menjadi energi ATP dan energi lainnya. molekul pembawa energi, digunakan untuk sintesis glukosa.

Fase gelap fotosintesis dapat digambarkan dengan persamaan berikut:

Beberapa molekul glukosa yang disintesis dipecah untuk memenuhi kebutuhan energi sel tumbuhan, sebagian lagi digunakan untuk mensintesis zat-zat yang diperlukan sel. Dengan demikian, polisakarida dan karbohidrat lainnya disintesis dari glukosa. Kelebihan glukosa disimpan sebagai pati.

Arti fotosintesis:

1) pembentukan bahan organik yang menjadi dasar nutrisi organisme heterotrofik;

2) pembentukan oksigen atmosfer, yang menjamin respirasi organisme aerobik dan menciptakan lapisan ozon di planet kita;

3) memastikan rasio konstan antara CO 2 dan A 2 di atmosfer. Akademisi K.A. Timiryazev merumuskan konsep peran kosmik

tanaman hijau. Dengan menerima sinar matahari dan mengubah energinya menjadi energi ikatan senyawa organik, tumbuhan hijau menjamin kelestarian dan perkembangan kehidupan di Bumi. Mereka membentuk hampir semua bahan organik dan merupakan dasar nutrisi bagi organisme heterotrofik. Semua oksigen di atmosfer juga berasal dari fotosintesis. Jadi, tumbuhan hijau seolah-olah merupakan perantara antara Matahari dan kehidupan di planet Bumi;

d) transpirasi (dari bahasa Latin trans - melalui, spiro - saya bernapas, menghembuskan napas) - proses fisiologis pelepasan air dalam bentuk gas oleh tanaman hidup;

e) pertumbuhan - peningkatan ukuran organisme tumbuhan atau bagian-bagian dan organ-organnya karena peningkatan jumlah sel melalui pembelahan, peregangan linier dan diferensiasi internal; berlanjut sepanjang siklus hidup;

f) perkembangan - serangkaian perubahan morfologi dan fisiologis kualitatif pada tumbuhan pada setiap tahap siklus hidupnya; membedakan antara perkembangan individu (ontogenesis) dan perkembangan sejarah (filogeni); perkembangan individu normal suatu organisme tumbuhan tidak hanya bergantung pada faktor eksternal(cahaya, suhu, kelembaban, oksigen, lama penyinaran hari itu), dan juga dari faktor internal dan dari interaksi mereka; utama faktor internal ada fitohormon (Tabel 5).

Meja 5

FITOHORMON TANAMAN

Nama fitohormon	Fungsi	pendidikan
Auksin (dari bahasa Yunani auksein - saya meningkat)	menentukan pertumbuhan tunas apikal, menghambat pertumbuhan tunas ketiak, mempengaruhi diferensiasi jaringan pembuluh darah, menentukan pergerakan pertumbuhan, dapat menyebabkan pembentukan buah tanpa biji, mengontrol pemanjangan sel	sel meristem (jaringan yang tidak berdiferensiasi tempat sel-sel baru berkembang)
Sitokinin (dari bahasa Yunani - sel, cyneo - bawa pergerakan)	merangsang pembelahan sel, menyebabkan tumbuhnya tunas lateral, menjaga warna hijau daun, menunda penuaan jaringan	meristem akar, buah
Etilen	menghambat pertumbuhan panjang bibit, menghambat pertumbuhan daun, mempercepat perkecambahan biji dan umbi-umbian, mendorong pematangan buah, penuaan tubuh
Giberelin	mengaktifkan pembelahan sel, merangsang fase pemanjangan, perbautan, pembungaan, mengeluarkan biji dari dormansi, dapat menyebabkan terbentuknya buah tanpa biji, mempercepat perkembangan buah	daun, akar
Asam absisat	hormon stres, membantu tanaman beradaptasi dengan kondisi kehidupan yang kurang menguntungkan, menunda proses pertumbuhan, mempercepat gugurnya daun dan buah, mempercepat penuaan	daun, buah, tutup akar

Fitohormon (dari bahasa Yunani. fiton- tumbuhan, hormao - menggairahkan) - ini adalah zat aktif fisiologis yang dihasilkan oleh protoplas (kandungan hidup) sel tumbuhan dan mempengaruhi pertumbuhan dan proses pembentukan bentuk; fitohormon aktif dalam jumlah yang sangat kecil dan dapat merangsang dan menghambat proses tertentu (bertindak sebagai pengatur); Pengatur pertumbuhan dan perkembangan buatan juga mempengaruhi perkembangan organisme tumbuhan (Tabel 6);

Meja 6

PENGATUR PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN ORGANISME TANAMAN BUATAN

Nama regulator buatan	Fungsi	Untuk tujuan apa seseorang menggunakan
Retardan (antihyberelin)	menghambat pertumbuhan panjang batang, memiliki efek menguntungkan pada ketahanan terhadap penginapan	berkontribusi pada penciptaan bentuk terhambat
Auksin buatan	berfungsi mirip dengan auksin alami, dalam konsentrasi tinggi bertindak sebagai herbisida (dari lat. ramuan- rumput, caedere- membunuh), yaitu mampu merusak tanaman	digunakan untuk mengendalikan gulma
Defolian	menyebabkan daun buatan rontok	untuk memfasilitasi pemanenan kapas secara mekanis
pengering	menyebabkan layu pada bagian tanaman di atas tanah	untuk memfasilitasi pemanenan mekanis tanaman umbi-umbian (wortel, bit), umbi-umbian (kentang)

ada) gerakan pertumbuhan – perubahan posisi organ tumbuhan dalam ruang akibat proses pertumbuhan yang tidak merata (Tabel 7); Tumbuhan tingkat tinggi tidak memiliki organ khusus untuk pergerakan aktif, tetapi mereka mampu merespon berbagai perubahan lingkungan luar dan beradaptasi dengannya.

Tabel 7

GERAKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

Gerakan pertumbuhan

jahat

(dari bahasa Yunani nastos- dipadatkan, ditutup)

Definisi

gerakan pertumbuhan organ dan bagian tumbuhan yang terjadi di bawah pengaruh rangsangan yang seragam (perubahan intensitas cahaya, suhu, dll)

Contoh

fotonasti- pembukaan bunga pada pagi hari dan penutupan pada sore hari; perubahan posisi bunga tergantung pada perubahan posisi matahari (bunga matahari); termonasti- pembukaan bunga dari kuncup saat memindahkannya dari ruangan dingin ke ruangan hangat; mechanonasty - menggambar daun dari menyentuhnya (mimosa pemalu); buah pecah-pecah bila disentuh (rumput sobek); Chemonastia - gerakan turgorny sel penjaga stomata sebagai respons terhadap konsentrasi CO 2, lengkungan pertumbuhan rambut kelenjar matahari terbenam di bawah pengaruh zat yang mengandung nitrogen, dll.

Tropismi

(dari bahasa Yunani tropos- belok, arah)

berbagai gerakan (tikungan) organ atau bagian-bagiannya yang disebabkan oleh aksi unilateral suatu stimulus

tropisme positif - pergerakan organ menuju rangsangan (misalnya daun menuju cahaya); tropisme negatif - gerakan organ diarahkan menjauhi rangsangan (arah pertumbuhan akar menjauhi cahaya); Tergantung pada sifat stimulusnya, ada: fototropisme (paparan cahaya), geotro-pizmi (efek gravitasi satu sisi), hidrotropisme (efek lingkungan lembab), kemotropisme (efek zat kimia), trofotropisme (efek nutrisi)

Sudah menjadi sifat manusia untuk ingin mempelajari dunia: alam, masyarakat, dan bahkan diri sendiri. Bahkan pada zaman dahulu kala, banyak ilmu pengetahuan bermunculan yang menunjukkan bahwa studi tentang dunia dimulai beberapa ribu tahun yang lalu. Salah satu ilmu tertua adalah botani. Apa itu botani, apa yang dipelajarinya, apa arti kata tersebut? Mari kita cari tahu.

“Botani” yang diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti “rumput, tanaman hijau, tanaman.”

Arti kata "botani"

Botani adalah ilmu tentang tumbuhan. Dia mempelajari struktur mereka, kondisi kehidupan, dan evolusi perkembangan. Para ilmuwan percaya bahwa biologi adalah salah satu ilmu pengetahuan pertama. Masyarakat yang beralih ke gaya hidup sedentary mulai bercocok tanam dan bertani, sehingga minat mereka terhadap tanaman sangat tinggi. Saat ini botani merupakan ilmu multidisiplin, terdapat banyak disiplin ilmu di dalamnya (floristry, organografi, fitocenologi, biokimia dan lain-lain). Tujuan para ahli botani adalah mempelajari kondisi kehidupan tanaman, memperoleh varietas produktif yang tahan terhadap kondisi alam dan penyakit. Penelitian sangat penting bagi perkembangan pertanian negara. Misalnya: “Botani sebagai ilmu pengetahuan di abad ke-21 berhasil berkembang, memperluas subjek penelitian, meningkatkan metode dan metode untuk mempelajari dunia tumbuhan di planet ini.”
Botani juga merupakan suatu disiplin ilmu di universitas, mata pelajaran akademik di sekolah, di mana para guru memperkenalkan dasar-dasar ilmu ini. Misalnya: “Dalam pelajaran botani, guru berbicara dengan sangat menarik tentang struktur bunga, menampilkan presentasi yang menarik tentang strukturnya.”

Apa yang dipelajari botani?

Definisi 1

Botani- (dari bahasa Yunani. botani- sayur-sayuran, sayuran hijau, herba, tumbuhan) adalah ilmu kompleks yang mempelajari tumbuhan. Secara komprehensif mengkaji asal usul, perkembangan, struktur (eksternal dan internal), klasifikasi, sebaran di permukaan bumi, ekologi (keterkaitan dan hubungan dengan faktor lingkungan), dan perlindungan.

Seperti ilmu-ilmu lainnya, botani memiliki prasejarah tersendiri. Asal usulnya dapat ditelusuri kembali ke zaman dahulu kala, ketika masyarakat baru mulai memanfaatkan tumbuhan untuk kebutuhan praktisnya (makanan, pengobatan, pembuatan pakaian, perumahan). Untuk waktu yang cukup lama, para naturalis hanya terlibat dalam mendeskripsikan tumbuhan - ukuran, warna, ciri-ciri organ individu, yaitu untuk waktu yang cukup lama, botani hanya bersifat deskriptif. Bagian biologi ini terbentuk pada abad ke-17-18. Upaya pertama untuk mensistematisasikan dunia tumbuhan menjadi awal penggunaan metode deskriptif komparatif dalam botani, yang dengannya tumbuhan tidak hanya dideskripsikan, tetapi juga dibandingkan menurut ciri-ciri eksternal (morfologis). Dengan ditemukannya mikroskop, lahirlah botani, dan kemudian, berkat perkembangan ilmu pengetahuan yang intensif dan peningkatan teknologi mikroskopis, arah eksperimental mulai mendominasi.

Gambar 1.

Tanaman- merupakan sumber lebih dari sepuluh zat aktif biologis yang bekerja pada tubuh manusia dan hewan, khususnya bila dikonsumsi sebagai makanan. Karena tumbuhan merupakan bagian integral dari kehidupan manusia, tumbuhan telah menjadi objek penelitian yang cermat.

Semua tanaman dibagi menjadi kelompok besar $2$:

tumbuhan tingkat rendah, atau thalli (thalom);
tumbuhan tingkat tinggi, atau tumbuhan berdaun.

Tumbuhan tingkat rendah termasuk alga.

Tumbuhan tingkat tinggi antara lain lumut (lumut dan lumut hati), pteridofita (psilofita, psilot, ekor kuda, dan paku-pakuan), gimnospermae, dan angiospermae.

Lumut, jamur, dan bakteri dipelajari secara terpisah.

Catatan 1

Botani modern- ilmu multidisiplin yang mencakup beberapa bagian: taksonomi tumbuhan, yang berkaitan dengan klasifikasi tumbuhan berdasarkan ciri-ciri umum yang serupa. Ini dibagi menjadi dua bagian: geografi bunga dan geografi botani. Budidaya Bunga mempelajari komunitas tumbuhan di suatu daerah tertentu. Geografi botani mempelajari distribusi tumbuhan di dunia.

Taksonomi tumbuhan- disiplin botani utama. Dia membagi seluruh dunia tumbuhan menjadi kelompok-kelompok terpisah dan menjelaskan hubungan keluarga dan evolusi di antara mereka. Ini adalah tugas dari bagian khusus botani - filogeni.

Pada mulanya para peneliti mensistematisasikan tumbuhan hanya berdasarkan ciri-ciri luar (morfologi). Saat ini, untuk taksonomi tumbuhan, ciri-ciri internalnya juga digunakan (ciri-ciri struktur sel: komposisi kimianya, peralatan kromosom, ciri-ciri lingkungan). Morfologi tumbuhan, yang mempelajari struktur tumbuhan. Ilmu ini terbagi menjadi morfologi mikroskopis dan morfologi makroskopis (organografi). Morfologi mikroskopis mempelajari struktur sel dan jaringan tumbuhan, serta embriologi. Morfologi makroskopis mempelajari organ dan bagian tumbuhan.

Beberapa bagian morfologi diputuskan untuk dipisahkan menjadi disiplin ilmu tersendiri:

organografi (mempelajari organ tumbuhan),
palinologi (mempertimbangkan struktur spora tanaman dan serbuk sari),
karpologi (berkaitan dengan klasifikasi buah-buahan),
teratologi (subjek studi - kelainan bentuk dan anomali pada struktur tumbuhan),
anatomi tumbuhan, yang mempelajari struktur internal tumbuhan;
fisiologi tumbuhan, yang mempelajari bentuk-bentuk tumbuhan dalam proses entogenesis dan filogenesisnya, serta proses-proses yang terjadi pada tumbuhan, penyebab, pola dan hubungannya dengan lingkungan. Hal ini berkaitan erat dengan taksonomi.
biokimia tumbuhan, yang mempelajari proses kimia pada tumbuhan yang berhubungan dengan pertumbuhan dan perkembangan.
genetika tanaman, yang mempelajari perubahan genetik pada tanaman yang terjadi dengan atau tanpa campur tangan manusia.
fitocenologi, yang mempelajari vegetasi bumi, menentukan perubahan dinamis di alam, serta ketergantungan dan polanya (vegetasi adalah kombinasi semua tumbuhan dalam satu area yang membentuk lanskap;
geobotani, yang mempelajari ekosistem, yaitu hubungan antara tumbuhan, fauna, dan faktor alam mati (keseluruhan kompleksnya disebut biogeocenosis).
ekologi tumbuhan, yang mempelajari tumbuhan dalam hubungannya dengan habitatnya dan menentukan kondisi ideal bagi kehidupan tumbuhan.
paleobotani, yang mempelajari fosil tumbuhan untuk mengetahui sejarah evolusinya.

Botani juga diklasifikasikan menurut objek kajiannya:

algologi - ilmu tentang alga,
briologi, yang mempelajari lumut, dll.
Studi tentang organisme mikroskopis di dunia tumbuhan juga dipisahkan menjadi disiplin ilmu tersendiri - mikrobiologi.
fitopatologi - menangani penyakit tanaman yang dapat disebabkan oleh jamur, virus atau bakteri.

Catatan 2

Tergantung pada objek yang diteliti, cabang-cabang khusus botani diidentifikasi: kehutanan, ilmu padang rumput, ilmu rawa, ilmu tundra dan sejumlah disiplin ilmu serupa.

Secara tradisional, botani mencakup ilmu jamur- ilmu tentang jamur (sejak pertengahan abad ke-20 mereka mulai diklasifikasikan sebagai kerajaan tersendiri), serta lichenologi - ilmu yang mempelajari lumut kerak.

Subyek kajian botani- ini adalah tumbuhan, strukturnya, perkembangannya, ikatan keluarga, kemungkinan penggunaan ekonomi rasionalnya.

Masalah botani:

Mempelajari tanaman untuk meningkatkan ketahanan, produktivitas dan daya tahannya.
Identifikasi spesies tumbuhan baru dan penerapannya.
Penentuan pengaruh tumbuhan terhadap tubuh manusia.
Penentuan peran manusia dalam pengembangan dan pelestarian vegetasi planet ini.
Melakukan transformasi genetik tanaman.

Metode penelitian di bidang botani:

metode observasi- Digunakan pada tingkat mikroskopis dan makroskopis. Metode ini terdiri dari penetapan individualitas objek yang diteliti tanpa campur tangan buatan dalam proses vitalnya. Informasi yang dikumpulkan digunakan untuk penelitian lebih lanjut.

metode komparatif- digunakan untuk membandingkan objek yang diteliti dengan objek serupa, dan mengklasifikasikannya, menganalisis secara rinci ciri-ciri yang serupa dan khas dibandingkan dengan bentuk-bentuk yang dekat dengannya.

metode eksperimen- digunakan untuk mempelajari objek atau proses dalam kondisi buatan yang dibuat khusus. Berbeda dengan metode observasi, metode eksperimen memberikan intervensi khusus dari pelaku eksperimen terhadap alam, yang memungkinkan untuk menetapkan akibat dari pengaruh faktor-faktor tertentu terhadap objek penelitian. Metode ini dapat digunakan baik secara in vivo maupun di laboratorium.

pemantauan adalah metode pemantauan terus-menerus terhadap keadaan objek individu dan jalannya proses tertentu. pemodelan adalah metode mendemonstrasikan dan mempelajari proses dan fenomena tertentu dengan menggunakan simulasi yang disederhanakan. Hal ini memungkinkan untuk mempelajari proses yang sulit atau tidak mungkin untuk direproduksi secara eksperimental, atau untuk diamati secara langsung di alam yang hidup.

metode statistik- berdasarkan pengolahan statistik bahan kuantitatif yang dikumpulkan sebagai hasil penelitian lain (pengamatan, eksperimen, pemodelan), yang memungkinkannya dianalisis secara komprehensif dan ditetapkan pola-pola tertentu.

Catatan 3

Botani adalah ilmu yang mempelajari tutupan vegetasi permukaan bumi pada semua tingkatan – molekuler, seluler, organisme, populasi.

Ilmu Tumbuhan - Botani

Setiap orang bersentuhan dengan alam yang hidup - dunia organik. Ini adalah berbagai tumbuhan, hewan, jamur, bakteri. Dan manusia sendiri adalah perwakilan dari dunia organik.

Ciri-ciri satwa liar dan keanekaragamannya dipelajari oleh ilmu biologi (dari bahasa Yunani. bios- "kehidupan", logo- "mengajar").

Organisme hidup pertama kali muncul di Bumi sejak dahulu kala, lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu. Mereka memiliki struktur sederhana dan merupakan sel tunggal yang kecil. Belakangan, organisme uniseluler dan multiseluler yang lebih kompleks muncul. Sejak itu, keturunan mereka telah mencapai keberagaman yang luar biasa. Diantaranya terdapat organisme besar dan kecil secara mikroskopis: semua jenis hewan, tumbuhan, jamur, bakteri dan virus.

Semuanya adalah makhluk hidup, sangat berbeda sifatnya. Itulah sebabnya mereka semua terbagi menjadi kelompok besar, yang disebut para ilmuwan kerajaan . Kingdom menyatukan organisme yang memiliki sifat dasar yang mirip satu sama lain.

Kingdom adalah sekelompok organisme yang sangat besar yang memiliki kesamaan karakteristik struktur, nutrisi, dan kehidupan di alam.

Untuk melestarikan alam yang hidup dalam segala keanekaragamannya, Anda perlu mengetahui bagaimana berbagai organisme tersusun dan bagaimana mereka saling berhubungan di alam; untuk mempelajari kondisi di mana perwakilan semua kerajaan hidup dan berkembang, seberapa luas mereka berada di permukaan bumi, apa peran mereka di alam, apa nilainya bagi manusia dan berdasarkan karakteristik apa mereka berbeda satu sama lain. Untuk melakukan ini, Anda perlu belajar biologi.

Pengenalan ilmu biologi di sekolah diawali dengan belajar kerajaan tanaman .

Tumbuhan ditemukan di seluruh dunia: di darat, di air, hutan, rawa, padang rumput, stepa, kebun, taman. Di mana-mana Anda dapat melihat beragam tanaman - spesies liar dan budidaya. Tumbuhan memiliki banyak ciri umum: hampir semuanya menjalani gaya hidup yang tidak banyak bergerak, memiliki klorofil dan mampu membentuk zat organik dalam cahaya. Itulah sebabnya mereka termasuk dalam kerajaan satwa liar yang sama - kerajaan tumbuhan.

Ilmu yang mempelajari kingdom tumbuhan disebut botani (dari bahasa Yunani. kutu buku– “rumput”, “tanaman”).

Tanaman yang dibudidayakan adalah tanaman yang dibiakkan dan ditanam secara khusus oleh manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Mereka sangat beragam, banyak sekali diciptakan oleh manusia, tetapi semuanya berasal dari tumbuhan liar (Gbr. 4).

Tumbuhan liar (lihat juga § 48) adalah tumbuhan yang tumbuh, berkembang dan menyebar tanpa bantuan manusia.

Ilmuwan botani mengetahui ciri-ciri struktural tanaman yang berbeda, mempelajari bagaimana mereka tumbuh, memberi makan, berkembang biak, dan kondisi lingkungan apa yang mereka butuhkan. Mereka juga mengetahui bagaimana berbagai macam tumbuhan muncul di Bumi, seperti apa tumbuhan pertama, tumbuhan purba manakah yang bertahan hingga saat ini, khasiat tumbuhan apa yang berguna atau berbahaya bagi manusia, dan bagaimana cara melestarikan tumbuhan tersebut. dunia Bumi.

Studi tentang tumbuhan dimulai pada abad ke-4. SM e. ilmuwan Yunani kuno Theophrastus. Dia menggabungkan pengamatannya dengan pengetahuan praktis tentang penggunaan tanaman yang dikumpulkan oleh petani dan tabib, dengan penilaian para ilmuwan tentang dunia tumbuhan, dan menciptakan sistem konsep botani pertama. Oleh karena itu, dalam sejarah ilmu pengetahuan, Theophrastus disebut sebagai bapak botani (Gbr. 5).

Nama aslinya adalah Tirthamos (Tirtham), dan nama Theophrastus, yaitu “orator ilahi,” diberikan kepadanya oleh gurunya Aristoteles karena bakat kefasihannya yang luar biasa.

Sejarah botani menunjukkan bagaimana ilmu pengetahuan muncul dari generalisasi pengetahuan praktis manusia dalam membudidayakan tumbuhan dan menggunakannya untuk berbagai tujuan, serta dari pengamatan para ilmuwan terhadap tumbuhan liar.

Saat ini, para ahli botani sedang mempelajari hukum kehidupan tumbuhan, struktur eksternal dan internalnya, proses reproduksi dan aktivitas kehidupan, distribusinya di permukaan bumi, kondisi pertumbuhan, hubungan dengan organisme hidup lain dan lingkungan.

Sekarang tumbuhan disebut-sebut sebagai dasar kehidupan seluruh dunia organik. Faktanya, tumbuhan hidup beserta bagian-bagiannya yang mati dan gugur - daun, buah, cabang, batang - menyediakan makanan tidak hanya bagi manusia, tetapi juga bagi hewan, jamur, dan bakteri. Tumbuhanlah yang menciptakan kondisi bagi keberadaan semua kehidupan di Bumi.