Biologia to nauka o roślinach. Co studiuje botanika? Ogólna charakterystyka roślin

Botanika to dziedzina biologii zajmująca się badaniem roślin. Do tej grupy zaliczają się autotrofy, eukarionty i inne organizmy, w tym organizmy wielokomórkowe, które wytwarzają własne pożywienie. Królestwo roślin obejmuje ogromną różnorodność gatunków. Nauka o roślinach to nauka o gatunkach oraz ekologii, anatomii i fizjologii roślin.

Co studiuje botanika?

Botanika to dziedzina nauki o roślinach. Jedna z najstarszych nauk przyrodniczych bada metabolizm i funkcję organizmów, tzw. fizjologię roślin, a także procesy wzrostu, rozwoju i rozmnażania.

Nauka o roślinach jest odpowiedzialna za badanie dziedziczności (genetyki roślin), adaptacji do środowiska, ekologii i rozmieszczenia geograficznego. Wśród odmian warto wymienić geobotanikę, fitogeografię i paleontologię (naukę o skamielinach).

Historia botaniki

Botanika to dziedzina nauki o roślinach. Botanika uznawana jest za naukę już od czasów europejskiego kolonializmu, choć zainteresowanie człowieka roślinami sięga znacznie dalej. Obszar badań obejmował rośliny i drzewa występujące na własnej ziemi, a także okazy egzotyczne przywiezione podczas licznych podróży. A w czasach starożytnych, chcąc nie chcąc, musieliśmy badać niektóre rośliny. Od zarania dziejów ludzie próbowali poznać właściwości lecznicze roślin i okres ich wegetacji.

Owoce i warzywa odgrywają kluczową rolę w rozwoju społecznym całej ludzkości. Kiedy nie było nauki we współczesnym znaczeniu tego słowa, ludzkość badała rośliny w ramach rewolucji rolniczej.

Tak wybitne postacie starożytnej Grecji i Rzymu, jak Arystoteles, Teofrast i Dioskurides, a także inne ważne nauki, wyniosły botanikę na nowy poziom. Teofrast nazywany jest nawet ojcem botaniki, dzięki któremu powstały dwa przełomowe dzieła, które były używane przez 1500 lat i są nadal wykorzystywane do dziś.

Podobnie jak w przypadku wielu nauk, znaczący przełom w badaniach botaniki nastąpił w okresie renesansu i reformacji oraz u zarania oświecenia. Mikroskop wynaleziono pod koniec XVI wieku, co umożliwiło badanie roślin jak nigdy dotąd, łącznie z drobnymi szczegółami, takimi jak fitolity i pyłki. Zaczęła poszerzać się wiedza nie tylko o samych roślinach, ale także o ich rozmnażaniu, procesach metabolicznych i innych aspektach, które do tej pory były niedostępne dla ludzkości.

Grupy roślin

1. Wszystkie mszaki są uważane za najprostsze rośliny, są małe i nie mają łodyg, liści ani korzeni. Mchy preferują miejsca o dużej wilgotności i stale potrzebują wody do rozmnażania.

2. Wszystkie rośliny zarodnikowe, w przeciwieństwie do mchów, mają naczynia przewodzące sok, a także liście, łodygi i korzenie. Rośliny te są również w dużym stopniu zależne od wody. Przedstawicielami są na przykład paprocie i skrzypy.

3. Wszystkie rośliny nasienne są roślinami bardziej złożonymi i mają tak ważną przewagę ewolucyjną jak nasiona. Jest to niezwykle ważne, ponieważ zapewnia ochronę zarodka i zaopatrzenie go w pożywienie. Istnieją rośliny nagonasienne (sosna) i okrytozalążkowe (palmy kokosowe).

Ekologia roślin

Ekologia roślin różni się od botaniki i koncentruje się na tym, jak rośliny wchodzą w interakcję ze środowiskiem i reagują na zmiany środowiskowe i klimatyczne. Populacja ludzka stale rośnie, a zapotrzebowanie na ziemię rośnie, dlatego kwestia ochrony zasobów naturalnych i dbania o nie jest szczególnie paląca.

Ekologia roślin rozpoznaje jedenaście głównych typów środowisk, w których możliwe jest życie roślin:

lasy deszczowe,
lasy umiarkowane,
lasy iglaste,
tropikalne sawanny,
łąki umiarkowane (równiny),
pustynie i suche ekosystemy,
Regiony śródziemnomorskie,
tereny lądowe i podmokłe,
ekologia obszarów słodkowodnych, przybrzeżnych lub morskich oraz tundry.

Każdy typ ma swój własny profil ekologiczny i równowagę życia roślinnego i zwierzęcego, a sposób, w jaki na siebie oddziałują, jest ważny dla zrozumienia ich ewolucji.

Biologia: sekcja botaniki

Botanika to nauka o strukturze, aktywności życiowej, rozmieszczeniu i pochodzeniu roślin. Bada, systematyzuje i klasyfikuje wszystkie te cechy, a także rozmieszczenie geograficzne, ewolucję i ekologię flory. Botanika to dziedzina nauki o całej różnorodności świata roślin, która obejmuje wiele gałęzi. Na przykład badania paleobotaniki lub skamieniałe okazy wydobyte z warstw geologicznych. Przedmiotem badań są także skamieniałe glony, bakterie, grzyby i porosty. Zrozumienie przeszłości jest podstawą teraźniejszości. Nauka ta może nawet rzucić światło na naturę i zasięg gatunków roślin z epoki lodowcowej.

Archeobotanika ma charakter funkcjonalny, jeśli chodzi o badanie rozprzestrzeniania się rolnictwa, osuszania bagien i tak dalej. Botanika (biologia roślin) prowadzi badania na wszystkich poziomach, w tym ekosystemów, zbiorowisk, gatunków, osobników, tkanek, komórek i cząsteczek (genetyka, biochemia). Biolodzy badają wiele rodzajów roślin, w tym glony, mchy, paprocie, nagonasienne i rośliny kwiatowe (nasienne), w tym rośliny dzikie i uprawne.

Botanika to dziedzina nauki o roślinach i ich uprawie. Wiek XX uważany jest za złoty wiek biologii, gdyż dzięki nowym technologiom naukę tę można poznawać na zupełnie nowym poziomie. Zaawansowane zapewniają najnowocześniejsze narzędzia do badania zarówno roślin, jak i innych organizmów żywych zamieszkujących planetę Ziemia.

Plan

1. Botanika - nauka o roślinach.

2. Ogólna charakterystyka roślin.

3. Rozmieszczenie roślin i ich znaczenie w biosferze.

Podstawowe koncepcje: botanika, autotrofia, odżywianie, oddychanie, fotosynteza, wzrost, rozwój, fitohormony, ruchy wzrostu, znaczenie roślin.

Botanika - nauka o roślinach

Botanika to nauka o roślinach, ich strukturze, aktywności życiowej, rozmieszczeniu i pochodzeniu. Termin ten pochodzi od greckiego słowa „botane”, które oznacza „zioło”, „roślina”, „warzywo”, „zielony”.

Botanika bada różnorodność biologiczną świata roślin, systematyzuje i klasyfikuje rośliny, bada ich strukturę, rozmieszczenie geograficzne, ewolucję, rozwój historyczny, rolę biosfery, korzystne właściwości oraz poszukuje racjonalnych sposobów zachowania i ochrony flory. A głównym celem botaniki jako nauki jest zdobywanie i uogólnianie nowej wiedzy o świecie roślin we wszystkich przejawach jego istnienia.

Botanika jako nauka powstała około 2300 lat temu. Pierwsze pisemne uogólnienie wiedzy o roślinach, które do nas dotarło, znane jest dopiero ze starożytnej Grecji (IV-III w. p.n.e.), dlatego też pojawienie się botaniki jako nauki datuje się na ten czas. Teofrast (372-287 p.n.e.), uczeń wielkiego Arystotelesa, uważany jest za ojca botaniki dzięki swoim pisanym dziełom „Natural History of Plants” w 10 tomach oraz pisemnym dziełu „O przyczynach roślin” w 8 tomach. W Historii naturalnej roślin Teofrast wymienia 450 roślin i podejmuje pierwszą próbę ich naukowej klasyfikacji.

W pierwszym wieku naszej ery. Informacje te uzupełnili rzymscy przyrodnicy Dioscorides i Pliniusz Starszy. Średniowieczni naukowcy kontynuowali gromadzenie informacji rozpoczęte przez starożytnych naukowców. W okresie renesansu, w związku ze wzbogacaniem informacji o roślinach, pojawiła się potrzeba usystematyzowania świata roślin. Wielkie osiągnięcia w uporządkowaniu wiedzy botanicznej mają Karol Linneusz, który w połowie XVIII wieku wprowadził binarne nazewnictwo roślin, jako pierwszy podjął próbę klasyfikacji świata roślin i opracował sztuczny system, dzielący świat roślin na 24 klasy.

Obecnie botanika jest nauką multidyscyplinarną, która bada zarówno pojedyncze rośliny, jak i ich agregaty - grupy roślin, z których powstają łąki, stepy i lasy.

W procesie rozwoju botanika podzieliła się na szereg odrębnych nauk, z których najważniejszymi są: morfologia roślin – nauka o budowie i rozwoju głównych organów roślin; Wyróżniały się z tego: anatomia (histologia) roślin, która bada wewnętrzną strukturę organizmu roślinnego; biologia komórki roślinnej, która bada cechy strukturalne komórki roślinnej; embriologia roślin, która zajmuje się badaniem procesów zapłodnienia i rozwoju zarodków u roślin; fizjologia roślin - nauka o czynności życiowej organizmu roślinnego, jest ściśle powiązana z biochemią roślin - nauką o zachodzących w nich procesach chemicznych; genetyka roślin zajmuje się zagadnieniami zmienności i dziedziczności roślin; paleobotanika (fitopaleontologia) zajmuje się badaniem roślin kopalnych i jest ściśle związana z filogenezą roślin, której zadaniem jest odtworzenie historycznego rozwoju świata roślin; geografia roślin (fitogeografia) - nauka o wzorach rozmieszczenia roślin na kuli ziemskiej; Z niego wyłoniła się ekologia roślin – nauka o związku organizmu roślinnego ze środowiskiem – oraz fitocenologia (geobotanika) – nauka o grupach roślin.

Istnieje także szereg specjalistycznych dyscyplin zajmujących się badaniem poszczególnych grup świata roślin, np. algologia – nauka o glonach, lichenologia – o porostach, bryologia – o mszakach, dendrologia – nauka o gatunkach drzew, palinologia – o budowie zarodników i pyłków.

Ogólna charakterystyka roślin

Wszystkie rośliny mają wspólne cechy:

1. Organizmy roślinne składają się z komórek. V Komórka(z greckiego Kitos- komórka) to podstawowa jednostka strukturalna i funkcjonalna wszystkich żywych organizmów, elementarny system biologiczny posiadający wszystkie cechy żywej istoty, zdolny do samoregulacji, samoreprodukcji i rozwoju.

2. Rośliny są eukariontami (eukariotami). Eukarionty (eukarioty) to organizmy, których komórki mają jądro, przynajmniej na niektórych etapach cyklu komórkowego. Do eukariontów zaliczają się organizmy jednokomórkowe, kolonialne i wielokomórkowe.

3. Większość organizmów roślinnych - autotrofia Autotrofia(z greckiego autos - on sam, trofeum- odżywianie) - organizmy, które samodzielnie wytwarzają substancje organiczne ze związków nieorganicznych, wykorzystując energię światła słonecznego lub energię procesów chemicznych.

4. Komórki roślinne zawierają plastyd (z greckiego plastos – rzeźbiony): chloroplasty (z greckiego chloros – zielony i plastos – rzeźbiony), chromoplasty (z greckiego chroma – farba i plastos – rzeźbiony), leukoplasty (z greckiego leukos – bezbarwny i plasty - modne).

5. Substancje rezerwowe - skrobia, białko, tłuszcze.

6. Rośliny charakteryzują się procesami życiowymi (metabolizmem): a) odżywianie - proces wchłaniania i przyswajania przez rośliny ze środowiska substancji niezbędnych do utrzymania ich funkcji życiowych; Zgodnie z metodą żywienia organizmy roślinne dzielą się na autotrofy i heterotrofy (organizmy wykorzystujące do odżywiania gotowe substancje organiczne);

b) oddychanie - zespół procesów fizjologicznych zapewniających wejście tlenu do rośliny i uwolnienie dwutlenku węgla i wody; podstawą oddychania jest utlenianie (syn. utlenianie) substancji organicznych (białek, tłuszczów i węglowodanów), w wyniku czego uwalniana jest energia w postaci ATP (kwasu adenozynotrójfosforowego), niezbędnego do życia roślin; rośliny to tlenowce (od greckiego aer – powietrze) – organizmy, których życie wymaga wolnego tlenu z powietrza;

c) dzięki chloroplastom rośliny są w stanie to zrobić fotosynteza (z greckiego zdjęcia- światło, synteza - połączenie) - proces powstawania cząsteczek organicznych z nieorganicznych pod wpływem energii słońca; Energia słoneczna zamieniana jest na energię wiązań chemicznych.

Proces fotosyntezy składa się z dwóch faz:

1. Faza jasna występuje w tylakoidach chloroplastów. Energia kwantów świetlnych wychwytywana jest przez cząsteczki chlorofilu, co powoduje przejście elektronów na wyższy poziom energetyczny i ich oddzielenie od cząsteczki chlorofilu. Elektrony są wychwytywane przez cząsteczki nośnika, które również znajdują się w błonie tylakoidów. Elektrony utracone przez cząsteczki chlorofilu są kompensowane poprzez oddzielenie ich od cząsteczek wody fotoliza - rozkład wody pod wpływem światła na protony (H) i atomy tlenu (O). Atomy tlenu tworzą tlen cząsteczkowy, który jest uwalniany do atmosfery:

Uwolnione protony gromadzą się w jamie tylakoidów. Elektrony przemieszczają się przez błonę tylakoidów. Energia przenoszenia elektronów przez błonę jest zużywana na otwarcie kanału dla protonów w kompleksie syntetazy ATP. W wyniku uwolnienia protonów z jamy tylakoidów syntetyzowany jest ATP. Wreszcie protony wiążą się ze specyficznymi cząsteczkami nośnika (fosforan nukleotydu nukleotydu NADP-nikotynoamidoadeninowego). NADP może ulegać redukcji, wiązaniu się z protonami lub utlenieniu, uwalniając je. Dzięki temu kompleks NADP H 2 jest akumulatorem energii chemicznej, która służy do odtwarzania innych związków.

Zatem w lekkiej fazie fotosyntezy zachodzą następujące reakcje:

2. w Faza ciemna nie zależy od światła (reakcje zachodzą zarówno w ciemności, jak i na świetle). Odbywa się to w matrycy chloroplastowej. W tej fazie glukoza powstaje z dwutlenku węgla (CO2) pochodzącego z atmosfery. W tym przypadku wykorzystywana jest energia ATP i H+, która jest częścią NADP o H 2. Podczas syntezy węglowodanów cząsteczka CO 2 nie ulega rozszczepieniu, ale jest utrwalona („związana”) za pomocą specjalnego enzymu wiązania CO 2 - proces wieloetapowy. Specjalny enzym wiąże CO 2 z cząsteczką zawierającą pięć atomów węgla (C) (rybulozo-1,5-bifosforan). W tym przypadku powstają dwie trikarboksylowe cząsteczki 3-fosfoglicerynianów. Te związki trikarboksylowe są przekształcane przez enzymy, redukowane za pomocą energii NADP o H 2 i ATP i przekształcane w substancje, z których można syntetyzować glukozę (i niektóre inne węglowodany). Niektóre z tych cząsteczek wykorzystywane są do syntezy glukozy, a z innych powstają związki p-karboksylowe niezbędne do wiązania CO 2. W ten sposób energia światła, przekształcana w fazie lekkiej w energię ATP i innych cząsteczki nośnika energii, służy do syntezy glukozy.

Ciemną fazę fotosyntezy można opisać następującym równaniem:

Część cząsteczek syntetyzowanej glukozy ulega rozkładowi w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych komórki roślinnej, druga część wykorzystywana jest do syntezy substancji niezbędnych komórce. W ten sposób polisacharydy i inne węglowodany są syntetyzowane z glukozy. Nadmiar glukozy jest magazynowany w postaci skrobi.

Znaczenie fotosyntezy:

1) tworzenie materii organicznej, która jest podstawą odżywiania organizmów heterotroficznych;

2) powstawanie tlenu atmosferycznego, który zapewnia oddychanie organizmów tlenowych i tworzy tarczę ozonową naszej planety;

3) zapewnia stały stosunek CO 2 do A 2 w atmosferze. Sformułowany akademik K.A. Timiryazev koncepcja roli kosmicznej

zielone rośliny. Odbierając promienie słoneczne i przekształcając ich energię w energię wiązań związków organicznych, rośliny zielone zapewniają zachowanie i rozwój życia na Ziemi. Tworzą prawie całą materię organiczną i są podstawą żywienia organizmów heterotroficznych. Cały tlen w atmosferze jest również pochodzenia fotosyntetycznego. Zatem zielone rośliny są w pewnym sensie pośrednikiem między Słońcem a życiem na planecie Ziemia;

d) transpiracja (od łac. trans - przez, spiro - oddychanie, wydech) - fizjologiczny proces uwalniania wody w stanie gazowym przez żywe rośliny;

e) wzrost - wzrost rozmiarów organizmu roślinnego lub jego poszczególnych części i narządów w wyniku wzrostu liczby komórek poprzez podział, ich liniowe rozciąganie i wewnętrzne różnicowanie; trwa przez cały cykl życia;

f) rozwój – zespół jakościowych zmian morfologicznych i fizjologicznych zachodzących w roślinie na poszczególnych etapach jej cyklu życiowego; rozróżnić rozwój indywidualny (ontogeneza) i rozwój historyczny (filogeneza); normalny indywidualny rozwój organizmu roślinnego zależy nie tylko od czynniki zewnętrzne(światło, temperatura, wilgotność, tlen, długość fotoperiodu dnia), a także z czynniki wewnętrzne oraz z ich interakcji; główny czynniki wewnętrzne istnieją fitohormony (Tabela 5).

Tabela 5

FITOHORMONY ROŚLINNE

Nazwa fitohormonów	Funkcje	Edukacja
Auksyny (z greckiego auksyna - zwiększam)	determinuje wzrost pąków wierzchołkowych, hamuje wzrost pąków pachowych, wpływa na różnicowanie tkanki naczyniowej, determinuje ruchy wzrostu, może prowadzić do powstawania owoców bez nasion, kontroluje wydłużanie komórek	komórki merystemu (niezróżnicowana tkanka, z której rozwijają się nowe komórki)
Cytokininy (z greckiego - komórka, cyneo - przynieś ruch)	stymulują podziały komórkowe, powodują rozwój pąków bocznych, zachowują zieloną barwę liści, opóźniają starzenie się tkanek	merystem korzenia, owoc
Etylen	hamuje wzrost sadzonek na długość, opóźnia wzrost liści, przyspiesza kiełkowanie nasion i bulw, sprzyja dojrzewaniu owoców, starzeniu się organizmu
Gibereliny	aktywują podział komórek, stymulują fazę elongacji, pośpiechu, kwitnienia, wybudzają nasiona ze spoczynku, mogą powodować powstawanie owoców bez nasion, przyspieszają rozwój owoców	liście, korzenie
Kwas abscysynowy	hormon stresu, pomaga roślinie przystosować się do niesprzyjających warunków życia, opóźnia procesy wzrostu, przyspiesza opadanie liści i owoców, przyspiesza starzenie	liście, owoce, czapka korzeniowa

Fitohormony (z greckiego. fiton- roślina, hormao - excite) - są to substancje fizjologicznie czynne wytwarzane przez protoplast (żywą treść) komórek roślinnych i wpływające na procesy wzrostu i kształtowania; fitohormony działają w bardzo małych ilościach i mogą zarówno stymulować, jak i hamować pewne procesy (działają jako regulatory); Na rozwój organizmu roślinnego wpływają także sztuczne regulatory wzrostu i rozwoju (tab. 6);

Tabela 6

SZTUCZNE REGULATORY WZROSTU I ROZWOJU ORGANIZMÓW ROŚLINNYCH

Nazwa sztucznego regulatora	Funkcje	W jakim celu dana osoba używa
Opóźniacze (antyhyberelina)	hamują wzrost łodygi na długość, korzystnie wpływają na odporność na wyleganie	przyczyniają się do tworzenia karłowatych form
Sztuczne auksyny	działa podobnie jak naturalna auksyna, w wysokich stężeniach działa jak herbicydy (od łac. zioło- trawa, caedere- zabić), czyli zdolny do niszczenia roślin	używany do zwalczania chwastów
Defolianty	powodując sztuczne opadanie liści	w celu ułatwienia mechanicznego zbioru bawełny
Osuszacze	powodować więdnięcie nadziemnych części rośliny	ułatwiające mechaniczny zbiór roślin okopowych (marchew, buraki), bulw (ziemniaki)

istnieją) ruchy wzrostu - zmiany położenia organów roślinnych w przestrzeni w wyniku nierównomiernych procesów wzrostu (Tabela 7); Rośliny wyższe nie mają wyspecjalizowanych narządów do aktywnego ruchu, ale są w stanie reagować na różne zmiany w środowisku zewnętrznym i przystosowywać się do nich.

Tabela 7

RUCH WZROSTU ROŚLIN

Ruchy wzrostu

Nastya

(z greckiego nastos- zwarty, zamknięty)

Definicja

ruchy wzrostowe narządów i części roślin, które zachodzą pod wpływem jednolitego bodźca (zmiany natężenia światła, temperatury itp.)

Przykłady

fotonastia- otwieranie kwiatów rano i zamykanie wieczorem; zmiana położenia kwiatostanu w zależności od zmiany położenia słońca (słonecznik); termonastia- otwieranie kwiatów z pąków podczas przenoszenia ich z zimnego do ciepłego pomieszczenia; mechanonastia - rysowanie liścia poprzez ich dotknięcie (mimoza nieśmiała); owoce pękają przy dotknięciu (trawa łzowa); Chemonastia - gwałtowne ruchy komórek ochronnych aparatów szparkowych w odpowiedzi na stężenie CO 2, zakręty wzrostu włosków gruczołowych rosiczki pod wpływem substancji zawierających azot itp.

Tropizmi

(z greckiego tropos- zakręt, kierunek)

różne ruchy (zagięcia) narządów lub ich części spowodowane jednostronnym działaniem bodźca

pozytywne tropizmy - ruch narządów w kierunku bodźca (na przykład liście w kierunku światła); tropizmy negatywne - ruchy narządów są skierowane w stronę od bodźca (kierunek wzrostu korzenia od światła); W zależności od charakteru bodźca wyróżnia się: fototropizm (ekspozycja na światło), geotro-pismi (jednostronne działanie grawitacji), hydrotropizm (wpływ wilgotnego środowiska), chemotropizm (wpływ substancji chemicznej), trofotropizm (wpływ składników odżywczych)

Naturą człowieka jest chęć studiowania świata: natury, społeczeństwa, a nawet siebie. Już w czasach starożytnych pojawiło się wiele nauk, które wskazują, że badanie świata rozpoczęło się kilka tysięcy lat temu. Jedną z najstarszych nauk jest botanika. Czym jest botanika, czego się uczy, jakie jest znaczenie tego słowa? Rozwiążmy to.

„Botanika” w tłumaczeniu z języka greckiego oznacza „trawę, zieleń, roślinę”.

Znaczenia słowa „botanika”

Botanika to nauka o roślinach. Bada ich strukturę, warunki życia i ewolucję rozwoju. Naukowcy uważają, że biologia była jedną z pierwszych nauk. Ludzie, przechodząc na siedzący tryb życia, zaczęli uprawiać rośliny i zajmować się rolnictwem, więc ich zainteresowanie roślinami było bardzo duże. Botanika jest dziś nauką wielodyscyplinarną, obejmuje wiele dyscyplin (florystyka, organografia, fitocenologia, biochemia i inne). Celem botaników jest badanie warunków życia roślin i uzyskiwanie odmian produkcyjnych, odpornych zarówno na warunki naturalne, jak i choroby. Badania są bardzo ważne dla rozwoju rolnictwa kraju. Na przykład: „Botanika jako nauka XXI wieku z powodzeniem się rozwija, poszerzając przedmiot badań, udoskonalając metody i metody badania świata roślin planety”.
Botanika to także dyscyplina akademicka na uniwersytecie, przedmiot akademicki w szkole, w którym nauczyciele wprowadzają podstawy tej nauki. Na przykład: „Na lekcji botaniki nauczyciel bardzo ciekawie opowiedział o budowie kwiatu, pokazując ciekawą prezentację na temat jego budowy”.

Co studiuje botanika?

Definicja 1

Botanika- (z greckiego. botan- warzywo, warzywa, zioło, roślina) to złożona nauka zajmująca się badaniem roślin. Kompleksowo bada ich pochodzenie, rozwój, strukturę (zewnętrzną i wewnętrzną), klasyfikację, rozmieszczenie na powierzchni ziemi, ekologię (wzajemne powiązania i relacje z czynnikami środowiska) oraz ochronę.

Podobnie jak inne nauki, botanika ma swoją prehistorię. Jej początki sięgają czasów starożytnych, kiedy ludzie dopiero zaczynali wykorzystywać rośliny do swoich celów praktycznych (pożywienie, leczenie, szycie ubrań, mieszkanie). Przez długi czas przyrodnicy zajmowali się wyłącznie opisywaniem roślin - ich wielkością, kolorem, cechami poszczególnych organów, czyli przez dłuższy czas botanika miała jedynie charakter opisowy. Ta część biologii powstała w XVII-XVIII wieku. Pierwsze próby usystematyzowania świata roślin stały się początkiem zastosowania w botanice porównawczej metody opisowej, za pomocą której rośliny nie tylko opisywano, ale także porównywano pod względem cech zewnętrznych (morfologicznych). Wraz z wynalezieniem mikroskopu narodziła się botanika, a później, dzięki intensywnemu rozwojowi nauki i doskonaleniu technologii mikroskopowej, zaczął dominować kierunek eksperymentalny.

Obrazek 1.

Rośliny- jest źródłem kilkunastu substancji biologicznie czynnych, działających na organizm człowieka i zwierzęcia, zwłaszcza spożywanych w formie pożywienia. Ponieważ rośliny są integralną częścią życia ludzkiego, stały się przedmiotem dokładnych badań.

Wszystkie rośliny są podzielone na duże grupy o wartości 2 $:

niższe rośliny lub thalli (thalom);
rośliny wyższe lub rośliny liściaste.

Do roślin niższych zaliczają się glony.

Do roślin wyższych zaliczają się mszaki (mchy i wątrobowce), pteridofity (psilofity, psiloty, skrzypy i paprocie), nagonasienne i okrytozalążkowe.

Porosty, grzyby i bakterie bada się oddzielnie.

Notatka 1

Nowoczesna botanika- nauka multidyscyplinarna obejmująca szereg działów: taksonomia roślin, która zajmuje się klasyfikacją roślin w zależności od podobnych ogólnych cech. Podzielone jest na dwie części: florystykę i geografię botaniczną. Florystyka bada zbiorowiska roślinne na określonym obszarze. Geografia botaniczna bada rozmieszczenie roślin na kuli ziemskiej.

Taksonomia roślin- główna dyscyplina botaniczna. Dzieli cały świat roślin na odrębne grupy i wyjaśnia powiązania rodzinne i ewolucyjne między nimi. To zadanie ze specjalnego działu botaniki – filogenezy.

Początkowo badacze systematyzowali rośliny wyłącznie według cech zewnętrznych (morfologicznych). Obecnie do taksonomii roślin wykorzystuje się także ich cechy wewnętrzne (cechy budowy komórek: skład chemiczny, aparat chromosomowy, cechy środowiskowe). Morfologia roślin, która bada strukturę roślin. Nauka ta dzieli się na morfologię mikroskopową i morfologię makroskopową (organografię). Morfologia mikroskopowa bada strukturę komórek i tkanek roślinnych, a także embriologię. Morfologia makroskopowa bada narządy i części roślin.

Zdecydowano się podzielić niektóre działy morfologii na odrębne dyscypliny:

organografia (badania organów roślinnych),
palinologia (rozważa budowę zarodników i pyłku roślin),
karpologia (zajmuje się klasyfikacją owoców),
teratologia (przedmiot badań - deformacje i anomalie w budowie roślin),
anatomia roślin, która bada wewnętrzną strukturę roślin;
fizjologia roślin, która bada formy roślin w procesie ich ontogenezy i filogenezy, a także procesy zachodzące w roślinach, ich przyczyny, wzorce i relacje ze środowiskiem. Jest to ściśle powiązane z systematyką.
biochemia roślin, która bada procesy chemiczne zachodzące w roślinach związane ze wzrostem i rozwojem.
genetyka roślin, która bada zmiany genetyczne w roślinach, które zachodzą z udziałem człowieka lub bez niego.
fitocenologia zajmująca się badaniem roślinności Ziemi, określa dynamiczne zmiany w przyrodzie, ich zależności i wzorce (roślinność to połączenie wszystkich roślin na jednym obszarze tworzącym krajobraz;
geobotanika zajmująca się badaniem ekosystemów, czyli zależności pomiędzy roślinami, fauną i czynnikami przyrody nieożywionej (cały kompleks nazywa się biogeocenozą).
ekologia roślin, która bada rośliny pod kątem ich siedliska i określa idealne warunki do życia roślin.
paleobotanika, która bada rośliny kopalne w celu określenia ich historii ewolucyjnej.

Botanika jest również klasyfikowana według przedmiotów badań:

algologia - nauka o glonach,
bryologia zajmująca się badaniem mchów itp.
Badanie mikroskopijnych organizmów w świecie roślin również zostało wydzielone w odrębną dyscyplinę – mikrobiologię.
fitopatologia - zajmuje się chorobami roślin, które mogą być wywołane przez grzyby, wirusy lub bakterie.

Uwaga 2

W zależności od badanego obiektu wyodrębniono specjalne gałęzie botaniki: leśnictwo, naukę o łąkach, naukę o bagnach, naukę o tundrze i szereg dyscyplin pokrewnych.

Tradycyjnie botanika obejmuje mikologia- nauka o grzybach (od połowy XX wieku zaczęto je klasyfikować jako odrębne królestwo), a także lichenologia - nauka zajmująca się badaniem porostów.

Przedmiot badań botaniki- są to rośliny, ich budowa, rozwój, więzi rodzinne, możliwość ich racjonalnego wykorzystania gospodarczego.

Problemy botaniki:

Badanie roślin w celu zwiększenia ich odporności, produktywności i wytrzymałości.
Identyfikacja nowych gatunków roślin i ich zastosowanie.
Określenie wpływu roślin na organizm człowieka.
Określenie roli człowieka w rozwoju i zachowaniu roślinności planety.
Przeprowadzanie transformacji genetycznej roślin.

Metody badawcze w botanice:

metoda obserwacji- stosowane zarówno na poziomie mikroskopowym, jak i makroskopowym. Metoda ta polega na ustaleniu indywidualności badanego obiektu bez sztucznej ingerencji w jego procesy życiowe. Zebrane informacje służą do dalszych badań.

metoda porównawcza- służy do porównywania badanego obiektu z obiektami podobnymi i do ich klasyfikacji, szczegółowo analizując cechy podobne i wyróżniające w porównaniu z formami im bliskimi.

metoda eksperymentalna- służy do badania obiektów lub procesów w specjalnie stworzonych sztucznych warunkach. W przeciwieństwie do metody obserwacji, metoda eksperymentalna przewiduje specjalną interwencję eksperymentatora w przyrodzie, co pozwala ustalić konsekwencje wpływu niektórych czynników na przedmiot badań. Metodę można stosować zarówno in vivo, jak i w laboratorium.

monitorowanie to metoda stałego monitorowania stanu poszczególnych obiektów i przebiegu określonych procesów. modelowanie to metoda demonstrowania i badania pewnych procesów i zjawisk z wykorzystaniem ich uproszczonej symulacji. Umożliwia badanie procesów trudnych lub niemożliwych do odtworzenia eksperymentalnie lub bezpośredniej obserwacji w żywej przyrodzie.

metoda statystyczna- opiera się na statystycznej obróbce materiału ilościowego zebranego w wyniku innych badań (obserwacji, eksperymentów, modelowania), co pozwala na jego wszechstronną analizę i ustalenie pewnych prawidłowości.

Uwaga 3

Botanika to nauka badająca szatę roślinną powierzchni Ziemi na wszystkich poziomach - molekularnym, komórkowym, organizmowym, populacyjnym.

Nauka o roślinach - botanika

Każdy człowiek ma kontakt z żywą przyrodą – światem organicznym. Są to różne rośliny, zwierzęta, grzyby, bakterie. A sami ludzie są przedstawicielami świata organicznego.

Charakterystyka żywej przyrody i jej różnorodność badana jest przez naukę biologii (z gr. bios- "życie", logo- „nauczanie”).

Pierwsze żywe organizmy pojawiły się na Ziemi bardzo dawno temu, ponad 3,5 miliarda lat temu. Miały prostą budowę i były pojedynczymi małymi komórkami. Później powstały bardziej złożone organizmy jednokomórkowe, a następnie wielokomórkowe. Od tego czasu ich potomkowie osiągnęli ogromną różnorodność. Występują wśród nich zarówno organizmy duże, jak i mikroskopijnie małe: wszelkiego rodzaju zwierzęta, rośliny, grzyby, bakterie i wirusy.

Wszystkie są żywymi istotami, bardzo różniącymi się właściwościami. Dlatego wszystkie są podzielone na duże grupy, które naukowcy nazywają królestwa . Królestwa jednoczą organizmy podobne do siebie pod względem podstawowych właściwości.

Królestwo to bardzo duża grupa organizmów o podobnych cechach budowy, odżywiania i życia w przyrodzie.

Aby zachować żywą przyrodę w całej jej różnorodności, musisz wiedzieć, jak zbudowane są różne organizmy i jak są ze sobą powiązane w przyrodzie; zbadać warunki, w jakich żyją i rozwijają się przedstawiciele wszystkich królestw, jak szeroko są one rozpowszechnione na powierzchni ziemi, jaką rolę odgrywają w przyrodzie, jaka jest ich wartość dla ludzi i jakimi cechami się od siebie różnią. Aby to zrobić, musisz studiować biologię.

Znajomość biologii w szkole zaczyna się od nauki królestwa roślin .

Rośliny występują na całym świecie: na lądzie, w wodzie, w lasach, na bagnach, na łąkach, stepach, w ogrodach, parkach. Wszędzie można spotkać różnorodne rośliny – gatunki dzikie i uprawne. Rośliny mają wiele cech wspólnych: prawie wszystkie prowadzą siedzący tryb życia, posiadają chlorofil i są zdolne do tworzenia substancji organicznych pod wpływem światła. Dlatego należą do tego samego królestwa żywej natury - królestwa roślin.

Nauka zajmująca się badaniem królestwa roślin nazywa się botaniką (z gr. frajerzy– „trawa”, „roślina”).

Rośliny uprawne to rośliny specjalnie hodowane i uprawiane przez ludzi w celu zaspokojenia ich potrzeb. Są bardzo różnorodne, jest ich wiele stworzone przez człowieka, ale wszystkie pochodzą z dzikich roślin (ryc. 4).

Dzikie rośliny (patrz także § 48) to rośliny, które rosną, rozwijają się i rozprzestrzeniają bez pomocy człowieka.

Botanicy badają cechy strukturalne różnych roślin, badają, w jaki sposób rosną, żerują, rozmnażają się i jakich warunków środowiskowych potrzebują. Dowiadują się także, jak tak bogata różnorodność roślin pojawiła się na Ziemi, jakie były pierwsze rośliny, które z dawnych roślin przetrwały do dziś, jakie właściwości roślin są pożyteczne, a jakie szkodliwe dla człowieka oraz jak chronić roślinę świat Ziemi.

Badania roślin rozpoczęły się w IV wieku. pne mi. Starożytny grecki naukowiec Teofrast. Połączył swoje obserwacje z praktyczną wiedzą na temat wykorzystania roślin zgromadzoną przez rolników i uzdrowicieli, z poglądami naukowców na temat świata roślin i stworzył pierwszy system pojęć botanicznych. Dlatego w historii nauki Teofrast nazywany jest ojcem botaniki (ryc. 5).

Jego prawdziwe imię to Tirthamos (Tirtham), a imię Teofrast, czyli „boski mówca”, nadał mu jego nauczyciel Arystoteles za wybitny dar wymowy.

Historia botaniki pokazuje, jak nauka wyrosła z uogólnienia praktycznej wiedzy człowieka na temat uprawy roślin i wykorzystania ich do różnych celów, a także z obserwacji naukowców na temat roślin dzikich.

Obecnie botanicy badają prawa życia roślin, ich budowę zewnętrzną i wewnętrzną, procesy rozmnażania i aktywności życiowej, rozmieszczenie na powierzchni ziemi, warunki wzrostu, relacje z innymi organizmami żywymi i środowiskiem.

Obecnie mówi się o roślinach jako o podstawie życia całego organicznego świata. Tak naprawdę żywe rośliny oraz ich martwe i opadłe części - liście, owoce, gałęzie, pnie - dostarczają pożywienia nie tylko ludziom, ale także zwierzętom, grzybom i bakteriom. To rośliny stwarzają warunki do istnienia wszelkiego życia na Ziemi.