Біологія наука про рослини. Що вивчає ботаніка? Загальна характеристика рослин

Ботаніка - це сфера біології, що вивчає рослини. До цієї групи входять автотрофи, еукаріоти та інші організми, зокрема багатоклітинні, які виробляють свої власні продукти харчування. Царство рослин – це величезна різноманітність видів. Наука про рослини займається вивченням видів, а також екології, анатомії та фізіології рослин.

Що вивчає ботаніка?

Ботаніка – це розділ науки про рослини. Одна з найдавніших природних займається вивченням обміну речовин та функції організмів, так званої фізіологією рослин, а також процесів росту, розвитку та розмноження.

Наука про рослин відповідає за вивчення спадковості (генетика рослин), пристосування до навколишнього середовища, екології, географічного поширення. Серед різновидів варто згадати геоботаніку, фітогеографію та палеонтологію (вивчення скам'янілостей).

Історія ботаніки

Ботаніка – це розділ науки про рослини. Як науку ботаніку стали розглядати, починаючи з періоду європейського колоніалізму, хоча людський інтерес до рослин сягає своїм корінням набагато далі. Область дослідження охоплювала рослини та дерева на своїй землі, а також екзотичні зразки, що були привезені під час численних подорожей. А в давнину мимоволі доводилося вивчати ті чи інші рослини. Ще на зорі часів люди намагалися виявити лікувальні властивості рослин, їхній вегетаційний період.

Фрукти та овочі були життєво важливими для соціального розвитку всього людства. Коли ще не було науки у сучасному розумінні цього слова, людство досліджувало рослини в рамках сільськогосподарської революції.

Такі видатні діячі Стародавню Грецію і Риму, як Аристотель, Теофраст і Діоскорид, серед інших найважливіших наук просунулися нового рівень і ботаніку. Теофраст навіть називають батьком ботаніки, завдяки якому були написані дві основні праці, які використовувалися протягом 1500 років і продовжують застосовуватися до цього дня.

Як і в багатьох науках, в епоху Відродження та Реформації та на зорі Просвітництва намітився значний прорив у вивченні ботаніки. Мікроскоп винайшли в кінці 16 століття, що дозволило вивчати рослини як ніколи раніше, включаючи дрібні деталі, такі як фітоліти та пилок. Стали розширюватися знання не тільки про самі рослини, але також про їх розмноження, обмінні процеси та інші аспекти, які до того часу були закриті для людства.

Групи рослин

1. Найпростішими рослинами вважаються всі мохоподібні, вони невеликі, не мають стебел, листя та коріння. Мохи віддають перевагу місцям з підвищеною вологістю і постійно потребують води для відтворення.

2. Усі судинні спорові рослини, на відміну мохів, мають судини, які проводять сік, і навіть листя, стебло і корінь. Ці рослини також знаходяться у сильній залежності від води. Як представники можна назвати, наприклад, папороті та хвощі.

3. Усі насіннєві є складнішими рослинами, що мають таку важливу еволюційну перевагу, як насіння. Це надзвичайно важливо, оскільки гарантує захист ембріона та забезпечення його їжею. Розрізняють голонасінні (сосна) та покритонасінні (кокосові пальми).

Екологія рослин

Екологія рослин відрізняється від ботаніки, її предметом вивчення є те, як рослини взаємодіють із навколишнім середовищем та реагують на екологічні та кліматичні зміни. Людська населення постійно збільшується, і потрібно дедалі більше землі, тому особливо гостро стоїть питання про охорону природних ресурсів і дбайливе до них ставлення.

Екологія рослин визнає одинадцять основних типів середовища, в якому можливе життя рослин:

тропічні ліси,
ліси помірного поясу,
хвойні ліси,
тропічні савани,
луки помірної зони (рівнини),
пустелі та посушливі екосистеми,
середземноморські регіони,
наземні та водно-болотні угіддя,
екологія прісноводних, прибережних чи морських ділянок та тундри.

Кожен тип має свій екологічний профіль і збалансований рослинний і тваринний світ, і те, як вони взаємодіють, важливо для розуміння їх еволюції.

Біологія: розділ ботаніка

Ботаніка - наука про будову, життєдіяльність, поширення та походження рослин, вона досліджує, систематизує та класифікує всі ці характеристики, а також географічне поширення, еволюцію та екологію флори. Ботаніка - це розділ науки про все різноманіття рослинного світу, який включає безліч відгалужень. Наприклад, палеоботаніка вивчає або скам'янілі екземпляри, витягнуті з геологічних шарів. Предметом вивчення є також скам'янілі водорості, бактерії, гриби та лишайники. Розуміння у минулому має основне значення для сучасності. Ця наука може навіть пролити світло на характер і масштабність видів рослин часів Льодовикового періоду.

Археоботаніка є функціональною у плані вивчення поширення землеробства, осушення боліт тощо. Ботаніка (біологія рослин) проводить дослідження всіх рівнях, зокрема екосистеми, співтовариства, види, особини, тканини, клітини і молекули (генетика, біохімія). Біологи досліджують багато видів рослин, включаючи водорості, мохи, папороті, голонасінні та квіткові (насіннєві) рослини, у тому числі дикорослі та культурні.

Ботаніка - це розділ науки про рослини та рослинництво. 20 століття вважається золотим століттям біології, оскільки завдяки новим технологіям цю науку можна досліджувати на абсолютно новому рівні. Просунуті надають нові інструменти дослідження як рослин, і інших живих організмів, що населяють планету Земля.

План

1. Ботаніка – наука про рослини.

2. Загальна характеристика рослин.

3. Поширення рослин та його значення в біосфері.

Основні поняття:ботаніка, автотрофи, харчування, дихання, фотосинтез, зростання, розвиток, фітогормони, ростові рухи, значення рослин.

Ботаніка - наука про рослини

Ботаніка - це наука про рослини, їх будову, життєдіяльність, поширення та походження. Цей термін походить від грецького слова "botane", що означає "трава", "рослина", "овоч", "зелень".

Ботаніка досліджує біологічну різноманітність світу рослин, систематизує та класифікує рослини, досліджує їх будову, географічне поширення, еволюція, історичний розвиток, біосферну роль, корисні властивості, шукає раціональні шляхи збереження та охорони флори. І основна мета ботаніки як науки - здобуття та узагальнення нових знань про світ рослин у всіх проявах його існування.

Ботаніка як наука сформувалася близько 2300 років тому. Перше письмове узагальнення знань про рослини, яке дійшло до нас, відоме тільки з античної Греції (IV-Ш ст. до н.е.), а відтак і виникнення ботаніки як науки датується саме цим часом. Теофраст (372-287 до н.е.), учень великого Аристотеля, вважається батьком ботаніки завдяки його письмовим працям "Природна історія рослин" у 10-ти томах та письмовій роботі "Про причини рослин" у 8-и томах. У "Природній історії рослин" Теофраст згадує про 450 рослин і робить першу спробу їхньої наукової класифікації.

У першому столітті н. римські дослідники природи Діоскорід і Пліній Старший доповнили ці відомості. Середньовічні вчені продовжили накопичення інформації, започатковане античними вченими. В епоху Відродження у зв'язку зі збагаченням відомостей про рослини виникла потреба у систематизації рослинного світу. Великі заслуги у справі впорядкування ботанічних знань належать Карлу Ліннею, який у середині 18 століття запровадив бінарну номенклатуру рослин, першим зробив спробу класифікації рослинного світу та розробив штучну систему, розподіливши рослинний світ на 24 класи.

Зараз ботаніка - багатогалузева наука, яка вивчає як окремі рослини, так і їх сукупності - рослинні угруповання, з яких формуються луги, степи, ліси.

У процесі розвитку ботаніка диференціювалася на ряд окремих наук, з яких найважливіші: морфологія рослин - наука про будову та розвиток основних органів рослин; з неї виділилися: анатомія (гістологія) рослин, що вивчає внутрішню будову рослинного організму; клітинна біологія рослин, що вивчає особливості будови рослинної клітини; ембріологія рослин, яка досліджує процеси запліднення та розвитку зародка у рослин; фізіологія рослин - наука про життєдіяльність рослинного організму, близько пов'язана з біохімією рослин - наукою про хімічні процеси в них; генетика рослин вивчає питання мінливості та спадковості рослин; палеоботаніка (фітопалеонтологія) вивчає викопні рослини та близько пов'язана з філогенією рослин, завданням якої є відтворення історичного розвитку рослинного світу; географія рослин (фітогеографія) – наука про закономірності поширення рослин на земній кулі; з неї виділилися екологія рослин – наука про взаємини рослинного організму та середовища – та фітоценологія (геоботаніка) – наука про рослинні угруповання.

Виділяють ще ряд спеціалізованих дисциплін, які вивчають окремі групи рослинного світу, наприклад альгологію – науку про водорості, ліхенологію – про лишайники, бріологію – про мохоподібні, дендрологію – науку про деревні породи, палінологію – про будову спор та пилок.

Загальна характеристика рослин

Всім рослинам притаманні загальні риси:

1. Рослинні організми складаються із клітин. в Клітина(Від грец. kytos- Клітина) - основна структурна та функціональна одиниця всіх живих організмів, елементарна біологічна система, яка має всі ознаки живого, здатна до саморегуляції, самовідтворення та розвитку.

2. Рослини є еукаріотами (евкаріотами). Еукаріоти (евкаріоти) – організми, клітини яких мають ядро, принаймні на певних етапах клітинного циклу. Серед еукаріотів є одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми.

3. Більшість рослинних організмів - автотрофів. Автотрофі(від грец. autos - сам, trophe- харчування) - організми, які самостійно виробляють органічні речовини з неорганічних сполук із використанням енергії сонячного світла чи енергії хімічних процесів.

4. Клітини рослин містять пластиді (від грец. plastos - виліплений): хлоропласти (від грец. chloros - зелений і plastos - виліплений), хромопласті (від грец. chroma - фарба і plastos - виліплений), лейкопласти (від грец. leukos - безбарвний і plastos -виліплений).

5. Запасні речовини – крохмаль, білок, жири.

6. Рослин характерні процеси життєдіяльності (обміну речовин): а) харчування - процес поглинання та засвоєння рослинами з навколишнього середовища речовин, необхідних для підтримки їх життєдіяльності; за способом харчування рослинні організми поділяють на автотрофи та гетеротрофи (організми, які для свого харчування використовують готові органічні речовини);

б) дихання - сукупність фізіологічних процесів, що забезпечують надходження в рослину кисню та виділення вуглекислого газу та води; основу дихання становить окислення (син. окислення) органічних речовин (білків, жирів та вуглеводів), внаслідок чого звільняється енергія у вигляді АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти), яка необхідна для життя рослин; рослини є аеробами (від грец. aer – повітря) – організмами, для життєдіяльності яких необхідний вільний кисень повітря;

в) завдяки хлоропластам рослини здатні до фотосинтезу (Від грец. photos- світло, synthesis - з'єднання) - процес утворення органічних молекул з неорганічних за рахунок енергії сонця; сонячна енергія перетворюється у своїй на енергію хімічних зв'язків.

Процес фотосинтезу і двох фаз:

1. Світлова фаза здійснюється у тилакоїдах хлоропластів. Енергія квантів світла вловлюється молекулами хлорофілу, що викликає перехід електронів більш високий енергетичний рівень і відрив від молекули хлорофілу. Електрони захоплюються молекулами-переносниками, які також перебувають у мембрані тилакоїдів. Втрачені молекулами хлорофілу електрони компенсуються шляхом відокремлення їх від молекул води в процесі фотолізу - Розкладання води під впливом світла на протони (Н) та атоми кисню (О). Атоми кисню утворюють молекулярний кисень, що виділяється в атмосферу:

Протони, що звільнилися, накопичуються в порожнині тилакоїдів. Електрони рухаються мембраною тилакоїду. Енергія перенесення електронів мембраною витрачається на відкриття каналу для протонів в АТФ-синтетазному комплексі. Внаслідок виходу протонів із порожнини тилакоїдів синтезується АТФ. Нарешті, протони зв'язуються зі специфічними молекулами-переносниками (НАДФ-нікотинамідаденіндинуклео-тидфосфат). НАДФ здатний відновлюватися, зв'язуючись із протонами, або окислюватись, вивільняючи їх. Завдяки цьому комплекс НАДФ Н2 є акумулятором хімічної енергії, що використовується для відновлення інших сполук.

Таким чином, у світловій фазі фотосинтезу відбуваються такі реакції:

2. в Темнова фазане залежить від світла (реакції відбуваються як у темряві, так і на світлі). Вона проходить у матриксі хлоропласту. У цій фазі з вуглекислого газу (2), який потрапляє з атмосфери, утворюється глюкоза. При цьому використовується енергія АТФ та Н+, що входить до складу НАДФ o Н2. Молекула 2 при синтезі вуглеводів не розщеплюється, а фіксується (зв" зв'язується) за допомогою особливого ферменту. - багатоступінчастий процес. Особливий фермент зв'язує СО 2 із молекулою, що містить п'ять атомів вуглецю (С) (рибуло-зо-1,5-біфосфатом). При цьому утворюються дві трикарбонові молекули 3-фосфогліцератів. Ці трикарбонові сполуки змінюються ферментами, відновлюються за допомогою НАДФ o Н 2 та енергії АТФ та перетворюються на речовини, з яких може синтезуватися глюкоза (і деякі інші вуглеводи). Частина таких молекул використовується на синтез глюкози, а з інших утворюються п'ятикарбонові сполуки, потрібні для фіксації СО 2 . Таким чином, енергія світла, перетворена протягом світлової фази на енергію АТФ та інших молекул - носіїв енергії, використовується для синтезу глюкози.

Темнову фазу фотосинтезу можна описати наступним рівнянням:

Частина молекул глюкози, що синтезується, розщеплюється для забезпечення потреб рослинної клітини в енергії, інша частина використовується для синтезу необхідних клітині речовин. Так, із глюкози синтезуються полісахариди та інші вуглеводи. Надлишок глюкози відкладається про запас у вигляді крохмалю.

Значення фотосинтезу:

1) утворення органічної речовини, яка є основою живлення гетеротрофних організмів;

2) утворення кисню атмосфери, що забезпечує дихання аеробних організмів та створює озоновий екран нашої планети;

3) забезпечує сталість співвідношення між 2 і А 2 в атмосфері. Академік К.А.Тімірязєв сформулював поняття про космічну роль

зелені рослини.Сприймаючи сонячні промені та перетворюючи їх енергію на енергію зв'язків органічних сполук, зелені рослини забезпечують збереження та розвитку життя Землі. Вони утворюють майже всю органічну речовину та є основою харчування гетеротрофних організмів. Весь кисень атмосфери також має фотосинтетичне походження. Таким чином, зелені рослини є посередником між Сонцем і життям на планеті Земля;

г) транспірація (від лат. trans – через, spiro – дихаю, видихаю) – фізіологічний процес виділення живими рослинами води в газоподібному стані;

д) зростання - збільшення розмірів рослинного організму або окремих його частин та органів внаслідок збільшення числа клітин шляхом поділу, їхнього лінійного розтягування та внутрішньої диференціації; продовжується протягом усього життєвого циклу;

е) розвиток – сукупність якісних морфологічних та фізіологічних змін рослини на окремих етапах її життєвого циклу; розрізняють індивідуальний розвиток (онтогенез) та історичний розвиток (філогенез); нормальний індивідуальний розвиток рослинного організму залежить не тільки від зовнішніх факторів(світло, температура, волога, кисень, довжина світлового періоду доби), а і від внутрішніх факторівта від їх взаємодії; основними внутрішніми факторамиє фітогормони (табл. 5).

Таблиця 5

ФІТОГОРМОНИ РОСЛИН

Назва фітогормонів	Функції	освіти
Ауксини (Від грец. auxein -збільшую)	визначає зростання верхівкової бруньки, пригнічує зростання пазушних бруньок, впливає на диференціювання провідної тканини, зумовлює ростові рухи, може призвести до утворення плодів без насіння, контролює подовження клітин	клітини меристеми (недиференційована тканина, з якої розвиваються нові клітини)
Цитокінін (Від грец. - Клітка, cyneo-наводжу рух)	стимулюють поділ клітин, зумовлюють ріст бічних бруньок, зберігають зелене забарвлення листя, затримують старіння тканин.	меристема кореня, плоди
Етилен	гальмує зростання у довжину проростків, затримує зростання листя, прискорює проростання насіння, бульб, сприяє дозріванню плодів, старіння організму.
Гібберелліни	активують поділ клітин, стимулюють фазу розтягування, стрілкування, цвітіння, виводять насіння зі стану спокою, можуть викликати утворення плодів без насіння, прискорюють розвиток плодів	листя, коріння
Абсцизова кислота	гормон стресу, сприяє пристосуванню рослини до несприятливих умов існування, затримує ростові процеси, прискорює опадіння листя та плодів, прискорює старіння	листя, плоди, кореневий чохлик

Фітогормони (від грец. phyton- рослина, hormao - збуджую) - це фізіологічно активні речовини, що виробляються протопластом (живий вміст) рослинних клітин та впливають на ростові та формоутворюючі процеси; фітогормони активні в дуже малих кількостях і можуть збуджувати, так і гальмувати певні процеси (діють як регулятори); на розвиток рослинного організму впливають і штучні регулятори росту та розвитку (табл.6);

Таблиця 6

ШТУЧНІ РЕГУЛЯТОРИ ЗРОСТАННЯ І РОЗВИТКУ РОСЛИННОГО ОРГАНІЗМУ

Назва штучного регулятора	Функції	З якою метою використовує людина
Ретарданти (антигібереліні)	гальмують зростання стебла в довжину, сприятливо впливають на стійкість до вилягання	сприяють створенню низькорослих форм
Штучні ауксини	функції подібні до природного ауксину, у великій концентрації виступають як гербіциди (від лат. herba- трава, caedere- вбивати), тобто здатні знищувати рослини	застосовують для боротьби з бур'янами
Дефоліанти	викликають штучний листопад	для полегшення механічного збирання врожаю бавовнику
Десиканти	викликають в'янення надземної частини рослини	для полегшення механічного збирання врожаю коренеплодів (морква, буряк), бульб (картопля)

є) ростові рухи – зміни положення органів рослин у просторі внаслідок нерівномірних ростових процесів (табл. 7); у вищих рослин немає спеціалізованих органів для активного переміщення, але вони здатні реагувати на різні зміни довкілля та пристосовуватися до них.

Таблиця 7

РОСТОВІ РУХИ РОСЛИН

Ростові рухи

Настії

(Від грец. nastos- ущільнений, закритий)

Визначення

ростові рухи органів та частин рослин, що виникають під впливом рівномірної дії подразника (зміна інтенсивності освітлення, температури тощо)

Приклади

фотонастії- розкриття квіток вранці та закриття ввечері; зміна становища суцвіття залежно від зміни становища сонця (соняшник); термонастії- розкриття квіток з бутонів при перенесенні їх із холоду в тепле приміщення; механонастії - складання листа від дотику до них (мімоза сором'язлива); розтріскування плодів при дотику (розрив трава); хемонастії - тургорні рухи замикаючих клітин продихів у відповідь на концентрацію СО 2 , ростові вигини залозистих волосків росички під впливом азотовмісних речовин тощо.

Тропізми

(Від грец. tropos- Поворот, напрям)

різноманітні рухи (вигини) органів або їх частин, спричинених односторонньою дією подразника

позитивні тропізми - рухи органів у бік подразника (наприклад, листя до світла); негативні тропізми - рухи органів спрямовані від подразника (напрямок зростання кореня від світла); залежно від природи подразника розрізняють: фототропізми (Вплив світла), геотро-пізми (одностороння дія сили земного тяжіння), гідротропізми (вплив вологого середовища), хемотропізми (дія хімічної речовини), трофотропізми (вплив поживних речовин)

Людині властиве бажання вивчати світ: природу, суспільство, та й саму себе. Ще в давнину з'явилися багато наук, які свідчать про те, що вивчення світу почалося вже кілька тисячоліть тому. Однією з найдавніших наук є ботаніка. Що таке ботаніка, що вона вивчає, яке значення цього слова? Розберемося в цьому.

«Ботаніка» у перекладі з грецької означає «трава, зелень, рослина».

Значення слова «ботаніка»

Ботаніка – це наука про рослини. Вона вивчає їхню будову, умови проживання, еволюцію розвитку. Вчені вважають, що біологія виникла однією з перших наук. Люди, перейшовши до осілого способу життя, почали вирощувати рослини, займатися землеробством, тому їх інтерес до рослин був дуже високий. На сьогоднішній день ботаніка – це багатогалузева наука, в ній існує безліч дисциплін (флористика, органографія, фітоценологія, біохімія та інші). Мета вчених-ботаніків - вивчення умов життя рослин, отримання врожайних сортів, стійких і до природним умовам, і до захворювань. Дослідження дуже важливі у розвиток сільського господарства країни. Наприклад: "Ботаніка як наука в 21 столітті успішно розвивається, розширюючи предмет досліджень, удосконалюючи методи та способи вивчення рослинного світу планети."
Ботаніка - це навчальна дисципліна у вузі, навчальний предмет у школі, у якому викладачі знайомлять з основами цієї науки. Наприклад: "На уроці ботаніки вчитель дуже захоплююче розповідав про будову квітки, демонструючи цікаву презентацію про її будову."

Що вивчає ботаніка?

Визначення 1

Ботаніка- (Від грец. botane- овоч, зелень, трава, рослина) – комплексна наука, яка вивчає рослини. Вона всебічно розглядає їх походження, розвиток, будову (зовнішню та внутрішню), класифікацію, поширення по земній поверхні, екологію (взаємини та відносини з навколишніми факторами), охорону.

Як і інші науки, ботаніка має свою передісторію. Зародження її простежується з давнини, коли люди ще тільки починали використовувати рослини для своїх практичних потреб (харчування, лікування, виготовлення одягу, житла). Досить довгий час дослідники природи займалися лише описом рослин - їх розмірів, забарвлення, особливостей окремих органів, тобто досить довгий час ботаніка мала всього - лише описовий характер. Цей розділ біології формувався в $ XVII-XVIII століттях. Перші спроби систематизації рослинного світу стали початком використання у ботаніці порівняльно - описового методу, з допомогою якого рослини як описували, а й порівнювали по зовнішнім (морфологічним) ознаками. З винаходом мікроскопа в ботаніці зароджується, а пізніше завдяки інтенсивному розвитку науки і вдосконаленню мікроскопічної техніки починає домінувати експериментальний напрямок.

Малюнок 1.

Рослини- це джерело більш ніж десяти біологічно активних речовин, що діють на організм людини та тварин, зокрема, при харчовому вживанні. Оскільки рослини невід'ємні у житті, вони й стали об'єктом пильного вивчення.

Всі рослини поділяються на $2$ великі групи:

нижчі рослини, або слані (таломні);
вищі рослини, або листостебельні.

До нижчих рослин належать водорості.

До вищих рослин відносяться мохоподібні (мохи та печіночники), папоротеподібні (псилофіти, псилоти, хвощі та папороті), голосем'яні та покритонасінні.

Окремо вивчаються лишайники, гриби, бактерії.

Зауваження 1

Сучасна ботаніка- багатогалузева наука, що охоплює цілу низку розділів: систематику рослин, що займається класифікацією рослин залежно від подібних загальних характеристик. Її поділяють на дві частини: флористика та ботанічна географія. Флористика вивчає угруповання рослин на певній території. Ботанічна географія вивчає особливості поширення рослин на земній кулі.

Систематика рослин- Основна ботанічна дисципліна. Весь рослинний світ вона поділяє на окремі групи, пояснює родинні та еволюційні зв'язки між ними. Це завдання спеціального розділу ботаніки – філогенії.

Спочатку дослідники систематизували рослини лише за зовнішніми (морфологічними) ознаками. Нині ж для систематики рослин використовують та його внутрішні ознаки (особливості будови клітин: їх хімічний склад, хромосомний апарат, екологічні особливості). Морфологію рослин, що вивчає будову рослин. Поділяється ця наука на мікроскопічну морфологію та макроскопічну морфологію (органографію). Мікроскопічна морфологія вивчає будову клітин та тканин рослин, а також ембріологію. Макроскопічна морфологія вивчає органи та частини рослин.

Деякі розділи морфології вирішили виділити окремі дисципліни:

органографію (вивчає органи рослин),
палінологію (розглядає будову спор та пилку рослин),
карпологію (займається класифікацією плодів),
тератологію (предмет вивчення - потворності та аномалії у будові рослин),
анатомію рослин, що вивчає внутрішню будову рослин;
фізіологію рослин, яка вивчає форми рослин у процесі їх онтогенезу та філогенезу, а також процеси, що відбуваються в рослинах, їх причини, закономірності та взаємозв'язок з навколишнім середовищем. Вона тісно пов'язана із систематикою.
біохімію рослин, яка вивчає хімічні процеси в рослинах, пов'язані із зростанням та розвитком.
генетику рослин, яка вивчає генетичні зміни рослин, що відбуваються із втручанням або без втручання людини.
фітоценологія, яка займається вивченням рослинного покриву Землі, визначає динамічні зміни в природі, а також їх залежності та закономірності (рослинність - це поєднання всіх рослин на одній території, які становлять ландшафт;
геоботаніку, яка займається вивченням екосистем, тобто взаємовідносинами між рослинами, тваринним світом та факторами неживої природи (весь це комплекс отримав назву біогеоценозу).
екологію рослин, яка вивчає рослини залежно від довкілля та визначає ідеальні умови для життя рослин.
палеоботаніку, яка вивчає викопні рослини з метою визначення історії розвитку

Ботаніка також класифікується за об'єктами вивчення на:

альгологію - науку про водорості,
бріологію, яка займається дослідженням мохів та ін.
Вивчення мікроскопічних організмів у світі рослин також було виділено в окрему дисципліну - мікробіологію.
Фітопатологія – займається хворобами рослин, які можуть бути викликані грибами, вірусами чи бактеріями.

Примітка 2

Залежно від об'єкта, що вивчається, виділилися спеціальні галузі в ботаніці: лісознавство, лугознавство, болотознавство, тундрознавство і ще ряд подібних дисциплін.

Традиційно в ботаніку включають мікологію- Науку про гриби (з середини $ХХ$ ст. їх стали виділяти в окреме царство), а також ліхенологію - науку, яка вивчає лишайники.

Предмет дослідження ботаніки- це рослини, їх будова, розвиток, родинні зв'язки, можливість їхнього раціонального господарського застосування.

Завдання ботаніки:

Вивчення рослин для підвищення їх стійкості, врожайності та витривалості.
Визначення нових видів рослин та їх застосування.
Визначення впливу рослин на людський організм.
Визначення ролі людини у розвитку та збереженні рослинного покриву планети.
Здійснення генетичної трансформації рослин.

Методи дослідження у ботаніці:

метод спостереження- Використовується як на мікроскопічному, так і на макроскопічному рівнях. Цей метод полягає у встановленні індивідуальності об'єкта, що досліджується, без штучного втручання у його процеси життєдіяльності. Зібрана інформація використовується для подальшого дослідження.

порівняльний метод- використовується для порівняння об'єкта, що досліджується, з подібними об'єктами, так і класифікувати їх, детально аналізуючи схожі та відмінні риси порівняно з близькими до них формами.

експериментальний метод- використовується для вивчення об'єктів чи процесів у спеціально створених штучних умовах. На відміну від методу спостереження експериментальний метод передбачає спеціальне втручання експериментатора в природу, що дозволяє встановити наслідки від впливу тих чи інших факторів на об'єкт дослідження. Метод може використовуватися як у природних умовах, так і в лабораторії.

моніторинг- це метод постійного нагляду за станом окремих об'єктів, перебігом певних процесів. моделювання - це метод демонстрації та дослідження певних процесів, явищ за допомогою їхньої спрощеної імітації. Він дає можливість вивчати процеси, які складно чи неможливо відтворити експериментально, чи безпосередньо спостерігати у живій природі.

статистичний метод- заснований на статистичній обробці кількісного матеріалу, зібраного в результаті інших досліджень (спостережень, експериментів, моделювання), що дозволяє його всебічно проаналізувати та встановити певні закономірності.

Примітка 3

Ботаніка- це наука, яка вивчає рослинний покрив земної поверхні всіх рівнях - молекулярному, клітинному, организменном, популяційному.

Наука про рослини – ботаніка

Кожна людина стикається із живою природою – органічним світом. Це різноманітні рослини, тварини, гриби, бактерії. Та й самі люди – представники органічного світу.

Особливості живої природи та її різноманітність вивчає наука біологія (від грец. біос- "Життя", логос- "Вчення").

Перші живі організми з'явилися на Землі дуже давно, понад 3,5 млрд. років тому. Вони мали просту будову і були одиночними маленькими клітинами. Пізніше виникли складніші одноклітинні, а потім і багатоклітинні організми. З того часу їхні нащадки досягли величезної різноманітності. Серед них є і великі, і мікроскопічно малі організми: всілякі тварини, рослини, гриби, бактерії та віруси.

Усі вони є живі істоти, дуже різні за своїми властивостями. Ось чому їх ділять на великі групи, які вчені називають царствами . Царства поєднують організми, подібні один з одним за основними властивостями.

Царство - дуже велика група організмів, що мають подібні ознаки будови, харчування і життя в природі.

Щоб зберегти живу природу в усьому її різноманітті, потрібно знати, як влаштовані різні організми та як вони взаємопов'язані у природі; вивчати, у яких живуть і розвиваються представники всіх царств, наскільки поширені вони з земної поверхні, яку роль грають у природі, у яких їх цінність для людей і за якими ознаками вони різняться між собою. Для цього потрібно вивчати біологію.

Знайомство з наукою біологією у школі починається з вивчення царства рослин .

Рослини зустрічаються по всій земній кулі: на суші, у воді, лісах, болотах, на луках, у степах, садах, парках. Усюди можна бачити різноманітність рослин – це дикорослі та культурні види. У рослин багато загальних ознак: майже всі вони ведуть нерухомий спосіб життя, мають хлорофіл і здатні на світлі утворювати органічні речовини. Саме тому вони належать до одного царства живої природи – царства рослин.

Наука, що вивчає царство рослин, називається ботанікою (від грец. ботані- "Трава", "Рослина").

Культурними рослинами називають рослини, спеціально виведені та вирощувані людиною для задоволення своїх потреб. Вони дуже різноманітні, багато хто з них створені людиною, але всі вони походять від дикорослих рослин (рис. 4).

Дикорослі рослини (див. також § 48) – це рослини, які ростуть, розвиваються та розселяються без допомоги людини.

Вчені-ботаніки з'ясовують особливості будови різних рослин, вивчають, як вони ростуть, харчуються, розмножуються, які умови довкілля їм потрібні. Вони з'ясовують також, як з'явилася на Землі така велика різноманітність рослин, якими були перші рослини, які з давніх рослин збереглися до наших днів, які властивості рослин корисні чи шкідливі для людини і як зберегти рослинний світ Землі.

Початок вивчення рослин заклав у IV ст. до зв. е. давньогрецький вчений Теофраст. Свої спостереження він об'єднав із практичними знаннями про використання рослин, накопиченими землеробами та лікарями, з судженнями вчених про рослинний світ та створив першу систему ботанічних понять. Тому історія науки Теофраста називають батьком ботаніки (рис. 5).

Його справжнє ім'я - Тіртамос (Тіртам), а ім'я Теофраст, тобто "божественний оратор", дав йому його вчитель Аристотель за видатний дар красномовства.

Історія ботаніки показує, як наука зародилася з узагальнення практичних знань людини з обробітку рослин та використання їх для різних цілей, а також зі спостережень вчених за дикорослими рослинами.

В даний час ботаніки вивчають закони життя рослин, їх зовнішню та внутрішню будову, процеси розмноження та життєдіяльності, поширення по земній поверхні, умови вирощування, взаємозв'язки з іншими живими організмами та з навколишнім середовищем.

Тепер про рослини говорять як про основу життя всього органічного світу. Справді, живі рослини і їх частини, що віджили і опали – листя, плоди, гілки, стовбури – дають їжу не тільки людині, а й тваринам, грибам та бактеріям. Саме рослини створюють умови існування всього живого Землі.