Ботаника - это раздел науки о растениях. Что такое растение

Биология. Раздел растения.

1.Ботаника - наука о растениях.

2.Значение растений в жизни человека и в природе.

3.строение растительного организма.

Ботаника - наука о растениях, их строении, жизни и жизненных процессах.

Современная ботаника - это многоотраслевая наука, включающая частные дисциплины:

Систематика - это наука, которая изучает классификацию растений на основе общности строения и происхождения.

Цитология - это наука о строении клетки.

Морфология - это наука о внешнем строении органов растения и их видоизменении.

Физиология - это наука о процессах, происходящих в растениях: закономерности роста, развития и жизненных процессов.

Флористическая география - это наука, изучающая закономерности распространения видов растений на земле.

Фитоценология - это наука исследующая растительный покров земли, его видовой состав, распределение и развитие растительных сообществ.

Анатомия растений - это наука изучающая внутреннее строение органов растений.

Генетика - это наука изучающая законы наследственности и изменчивости растительного организма.

Палеоботаника - это наука изучающая древние ископаемые растения.

Значение растений в природе.

1.Регулируют состав атмосферного воздуха, т.е. поглощают углекислый газ и выделяют кислород.

2.Аккомулируют солнечную энергию и переводят ее в энергию химических связей - это происходит в результате фотосинтеза: высокомолекулярные органические вещества синтезируются, поэтому зеленые растения являются продуцентами биогеоценоза, т.е. являются начальным звеном в цепи питания.

3.Зеленые растения являются убежищем для животных. Из растений происходят полезные ископаемые (торф, уголь, нефть, алмазы).

4.Органические остатки обогащают почву перегноем - гумусом.

5.Являются составной частью органического, газового и т.д. круговоротов в природе.

Значение растений в жизни человека.

1.Это основной источник питания.

2.Это источник одежды и обуви.

3.Является сырьем целого ряда промышленностей: пищевой, химической, парфюмерной, фармацевтической, текстильной, строительной и т.д.

4.Источник здоровья, вдохновения и красоты.

5.Источник кислорода.

6.Растения вырабатывают фитонциды - летучие антибактериальные вещества.

Строение растительного организма.

(на примере цветковых растений)

Растение - это целостный организм состоящий из вегетативных и генеративных органов.

Вегетативные органы - это корень, стебель, листья. Они служат органами размножения. Корень - укрепляет растение в почве и поглощает из почвенного субстрата воду и минеральные вещества под действием сосущей силы. Корень служит для запаса питательных веществ (у многолетних растений). Стебель - связывающая функция между двумя полюсами (корень и лист), т.е. по стеблю по восходящему току продвигается вода и минеральные вещества, а по нисходящему току органические вещества, которые у многолетних растений откладываются в запас. Листья - выполняют три основные функции: транспирация, фотосинтез, газообмен.

Генеративные органы - это цветок, являющийся органом семенного размножения, из цветка образуется плод внутри которого развивается семя.

Виды тканей. Строение и функции.

1. Образовательная или меристема.

1.Первичноверхушечная меристема - образована клетками с крупными ядрами, тонкими стенками, с густой цитоплазмой без вакуолей. Клетки расположены плотно, не разделены межклетниками. Клетки этой ткани живые паренхиматические, постоянно делятся путем митоза. Находится в вегетативной почке побега, образуют конус нарастания, а также находятся на вершине корня, и образует зону деления и зону роста корня, в основании листовых пластинок. Функции: это рост побега в высоту, рост корня в длину, а также рост листовых пластинок.

2.Вторичнобоковая меристема или камбий - образована клетками с крупными ядрами, в благоприятное время находятся в постоянном делении путем митоза. Клетки расположены в один ряд, тонкостенные с густой цитоплазмой. Находится в стебле многолетнего дерева или кустарника между корой и древесиной, в корнях многолетнего растения, между первичной корой и цилиндром корня. Функции: рост корня и стебля в толщину.

3.Вставочная меристема - строение как у первичной. Находится у основания междоузлей.

4.Раневая или коллус - находится в листьях и других органах растения.

2. Проводящая

1.Ксилема - образована сосудами, трахеями, трахеидами, которые представлены полыми трубками, состоящими из нескольких клеток, расположенных в один ряд. Стенки клеток одревесневшие с отмершим содержимым внутри, длинна до 10 см. Стенки перфорированы. Находится в цилиндре корня, в древесине стебля, в жилках листьев. Функции: а) осуществляет восходящий ток воды и минеральных веществ от корня по стеблю до листа, б)придают опору растению, а также выполняют защитную функцию.

2.Флоэма - образована ситовидными трубками, которые образованны живыми вытянутыми клетками, разделенными перегородками. Клетки перфорированы, через отверстия происходит движение цитоплазмы. Рядом располагаются клетки спутницы - это клетки с ядрами и множеством митохондрий. Находится в первичной коре корня, в лубе стебля, в жилках листьев. Функции: осуществляет нисходящий ток органических веществ от листьев по стеблю к корню.

3.Сосудистоволокнистые пучки - это комплекс состоящий из ксилемы и флоэмы. Находится в лубе стебля древесных культур, в жилках листьев, в цилиндре корня, в жилках цветов. Функции: а) транспорт веществ по нисходящему и восходящему току, б) укрепление органов растения и связь их в единое целое.

3. Покровная

1.Кожица или эпидерма - представлена плотно сомкнутыми клетками. Клетки живые с ядрами, с мелкими лейкопластами и густой цитоплазмой, стенки утолщенные, иногда на стенках имеется кутикула - это пленка из жироподобного вещества кутина. Иногда на кожице можно видеть покров из ворсинок, где скапливаются эфирные масла или образуется восковой налет. В эпидерме имеются устьица состоящие из двух замыкающих клеток между которыми находится устичная щель. Находится во всех частях цветка и зеленого стебля, покров листьев, на всех молодых растениях. Функции: а)защита от неблагоприятных условий, б)где имеются устьица - транспирация и газообмен.

2.Пробка или перидерма - образована мертвыми клетками, стенки утолщены, пропитаны жироподобным веществом - суберином. Клетки плотно примыкают друг к другу, без межклетников. Покрывает многолетние стебли древесных культур, многолетние корни, корневища, клубни. Функции: надежно защищает от неблагоприятных условий окружающей среды, транспирация через чечевички, которые находятся в пробке. Чечевички -особые основания заполненные, гидроскопической тканью, которая состоит из живых тонкостенных клеток.

3.Корка - покровный комплекс, состоящий из нескольких слоев: пробка и другие мертвые ткани. Покрывает старые многолетние ветви, стволы, корни деревьев и кустарников. Функции: служит более надежной защитой растению, для газообмена в корке образуются трещины на дне которых формируются чечевички.

4. Механическая

1.Колленхима - представлена живыми слегка вытянутыми клетками. Находится в черешках и листовых пластинках. Функции: придает прочность листу, каркас и опору растению.

2.Склеренхима - образована вытянутыми клетками, которые образуют волокна. Оболочки клеток равномерно утолщены, часто одревесневшие. Находится в лубе и древесине стебля, в цилиндре и первичной коре корня. Функции: придают опору и прочность, создают каркас.

3.Склереиды - образованы клетками с сильно утолщенными оболочками, не образует волокон. Функции: опора и прочность.

5. Основная или паренхима.

1.Ассимиляционная столбчатая паренхима - образована живыми клетками имеющими цилиндрическую форму, клетки близко примыкают друг к другу, внутри имеют густую цитоплазму с большим количеством хлоропластов, клетки с тонкими стенками. Находится в мякоти листа под верхней кожицей. Функции: фотосинтез.

2.Губчатая ассимиляционная паренхима - образована живыми клетками, неправильной формы с большим количеством хлоропластов, стенки тонкие, клетки расположены беспорядочно - хаотично, образуя большое число межклетников. Находится в мякоти листа под нижней кожицей. Функции: фотосинтез, газообмен, транспирация.

3.Запасающая паренхима - образована тонкостенными клетками, которые заполнены зернами крахмала, белка, каплями жира или большими вакуолями с клеточным соком. Находится в корнеплодах, клубнях, луковицах, плодах, семенах, в сердцевине древесных культур, в корнях, у некоторых растений в листьях. Функции: отложение в запас белка, жира, углеводов, важна для вегетативного размножения и для развития почек.

4.Всасывающая паренхима - образована корневыми волосками, клетки имеют вытянутую форму, заполненные цитоплазмой, имеются вакуоли и ядро. Находится в зоне всасывания молодых корней. Функции: всасывание воды и минеральных веществ под действием сосущей силы.

5.Воздухоносная паренхима - представлена рыхло расположенными клетками, с тонкими стенками, между клетками имеются воздухоносные полости, которые сообщаются с атмосферой через устьица или чечевички. Находится в корне, стебле, листе. Функции: дыхание (сильно развита у болотных растений в листьях).

6.Выделительная ткань - а) млечники - представлены живыми многоядерными клетками. Находится в флоэме. Функции: вырабатывает млечный сок - латакс; б) выделительная ткань - образована мертвыми клетками в которых накапливаются ядовитые вещества. Находится в листе, стебле, в цветках ядовитых растений; в) нектарники - образованы живыми клетками с тонкими стенками, с большими вакуолями. Находится в цветке, в пестике. Функции: выделяют нектар, сахарную жидкость; г) железистые волоски -образованы живыми клетками. Находится на корнях, листьях. Функции: выделяют различные вещества во внешнюю среду (эфирные масла).

Корень.

1.Понятие корня.

2.Виды корней.

3.Типы корневых систем.

4.Внутреннее строение корня.

5.Зоны корня.

6.Рост корня.

7.Поглощение корнем воды и минеральных веществ.

8.Дыхание корня.

9.Удобрения. Внесение удобрений в почву.

10.Значение обработки почвы.

11.Видоизмененные корни их значение.

Корень - это вегетативный орган, обладающий осевой радиальной симметрией и длительным верхушечным ростом. Эволюционно корень возник последним в связи с выходом растений на сушу.

Значение - 1) механическая функция, т.е. закрепление растения в почве.

выполняет функцию всасывания из почвы воды и минеральных веществ - трофическая функция.

синтетическая - принимает участие в первичном синтезе некоторых органических веществ.

служит вместилищем для запаса питательных веществ - запасающая функция.

у корнеотпрысковых растений корень выполняет функцию вегетативного размножения.

корни растений вступают в симбиоз с грибами или клубеньковыми бактериями (микориза или грибокорень).

перенос веществ в наземные органы - транспортная функция.

Виды корней : 1) главные - это такие корни, которые обладают положительным геотропизмом, т.е. под влиянием земного притяжения они растут вертикально вниз. Этот корень развивается из зародышевого корешка. 2) боковые - это корни образующиеся на главных или придаточных корнях, обладают боковым геотропизмом, т.е. под действием земного притяжения они растут горизонтально или под углом к поверхности. 3) придаточные - это корни возникающие на разных органах растения, т.е. на стеблях, на листьях.

Корневая система - это совокупность всех корней одного растения.

стержневая - имеет хорошо выраженный главный корень от которого отходят боковые. Такая корневая система характерна для двудольных растений. Длина главного корня зависит от условий окружающей среды.

мочковатая - состоит из придаточных корней, главный корень слабо выражен или отсутствует, а от придаточного отходят боковые корни. Такая корневая система характерна для однодольных растений.

Зоны корня -1.Верхушка корня покрыта клетками корневого чехлика - эти клетки выполняют защитную функцию и снижают трение корня о частицы почвы облегчают его передвижение. Это происходит за счет выделения обильной слизи на корневом чехлике. Клетки корневого чехлика живые, тонкостенные, непрерывно обновляются по мере продвижения корня (ткань покровная).

2.Зона деления - находится под чехликом и представлена клетками первично верхушечной меристемы. Клетки округлые, тонкостенные, с крупными ядрами и густой цитоплазмой без вакуолей. Клетки этой ткани постоянно делятся путем митоза, давая н7ачало всем тканям корня.

3.Зона роста - (ткань образовательная верхушечная меристема). Образовавшиеся клетки в зоне деления продвигаются в зону роста, где происходит интенсивный рост клеток за счет поступления питательных веществ. После достижения взрослых размеров клетки приступают к дифференцированию.

4.Зона всасывания - это зона образована корневыми волосками (ткань - всасывающая паренхима). Всасывание воды и минеральных веществ происходит за счет разности осмотического и тургурного давления, т.е. сосущей силы. Корневые волоски - вытянутые живые клетки с крупными ядрами, большим количеством митохондрий, имеются вакуоли. На единице площади корневых волосков бывает огромное количество (у гороха на 1мм. -230 волосков).

5.Зона проведения - выше зоны всасывания в цилиндре корня. Образована проводящей тканью: ксилемой или флоэмой. Сосуды ксилемы находятся в цилиндре корня (восходящий ток воды и минеральных веществ), а ситовидные трубки флоэмы находятся в первичной коре (отток органических веществ).

Рост корня - 1.Верхушечный, т.е. в длину за счет первичной верхушечной образовательной меристемы, которая формирует зону роста и зону деления. Ткань образована клетками с крупными ядрами, клетки имеют тонкие стенки, густую цитоплазму без вакуолей. Клетки живые, плотно прилегают друг к другу и не разделены межклетниками, постоянно делятся путем митоза. Верхушечный рост корня можно приостановить у культурных растений за счет прищипки (отделения зоны роста и зоны деления).

2.Рост корня в толщину за счет вторично боковой меристемы или камбия. Ткань образована клетками с крупными ядрами, клетки расположены в один ряд, имеют тонкие стенки и густую цитоплазму. В благоприятное время клетки находятся в постоянном делении путем митоза. Ткань находится между цилиндром и первичной корой, т.е. между ксилемой и флоэмой. За счет деления клеток камбия происходит годичный прирост (у многолетних древесных культур в корнях образуются годичные колца).

Лист

Лист — это та «волшебная фабрика», где под действием солнечных лучей происходит превращение, которому могли бы позавидовать средневековые алхимики. Из неорганических веществ (воды, углекислого газа) растение создаёт вещества органические. Помимо этого лист дышит, испаряет воду.

Каждый лист можно сравнить с чутким прибором. Он прекрасно чувствует небольшие изменения освещённости. Пока солнце движется по небосклону, черешки листьев непрерывно «работают», поворачивая каждый лист так, чтобы на него падало как можно больше света. Если комнатное растение развернуть от света, то на следующий день можно будет увидеть, что все его листья дружно «повернулись обратно». Впрочем, иногда лист начинает избегать чрезмерного освещения. У эвкалиптов, например, в разгар дневной жары листья поворачиваются «ребром» к свету.

Листья «стараются» не затенять друг друга. Это хорошо можно видеть у плюща, который при небольшом количестве листьев может покрывать стену

сплошным «зелёным ковром». Такое расположение листьев называется листовой мозаикой.

Ощущают листья и гравитацию (всемирное тяготение). Причём, как неожиданно выяснили учёные, в первую очередь они ориентируются именно на силу тяжести, а не на свет. Когда растения выращивали «вверх ногами» (точнее, корнями) и освещали тоже снизу, листья всё равно поворачивались вверх. Видимо, в природе растения не сталкивались со случаями, когда свет падал бы снизу!

Природа немало потрудилась, создавая существующее разнообразие форм листьев. Учёные различают простые и сложные листья. Сложный лист состоит из нескольких листочков на общем черешке (например, у клевера, конского каштана). Главное отличие его от простого — не в сильной рассечённости, а в том, что каждый листочек может опасть отдельно. Листья могут превращаться в колючки (у барбариса), усики (у гороха), ловчие аппараты (об этом рассказано в статье «Хищные растения»).

На каждом листе видны многочисленные жилки (раньше их называли «нервами»). Но ничего общего с нервами животных у них нет. Это «трубопровод» листа, по которому он сообщается со всем растением. Каков срок жизни листа? У листопадных растений — около полугода. Но и у вечнозелёных растений срок жизни листьев не так уж велик. У сосны лист (хвоинка) в среднем живёт 2 года, у лавра — 4 года, у ели — до 12 лет. Только у вельвичии удивительной (см. ст. «Голосеменные») два её единственных листа живут несколько столетий.

Очиток едкий (семейство толстявковых): листья сильно утолщены, за что растение получило в народе название «заячья капуста».

Молочай страшный: листья видоизменились в колючки.

Расположение листьев: очерёдное, супротивное, мутовчатое.

Сколько листьев может быть на одном дереве? Ботаники знают ответ и на этот вопрос. Например, на старом дубе растёт около четверти миллиона листьев, а на кипарисе — 50 млн. хвоинок.

Корень

Между корнями и листьями существует «разделение труда». Листья обеспечивают всё растение органическими веществами, а корни снабжают его водой и минеральными солями. Корень закрепляет растение в почве, помогает ему противостоять ветрам и бурям. В поисках воды и минеральных солей он проникает в толщу земли, порой на большую глубину. Например, корень верблюжьей колючки, растущей в пустынях Средней Азии, уходит на глубину до 15 м, достигая грунтовых вод. А рекорд проникновения в глубь земли принадлежит корням инжира (120 м) и вяза (110 м).

Слова о том, что корень ищет в почве необходимые вещества, — не преувеличение. Посадите в бедную почву по кругу диаметром до метра какие-нибудь семена. В центр положите комок навоза. Когда растения хорошо разовьются, раскопайте землю возле круга. Вы увидите, что все растения протянули свои корни к лежащему в центре комку и густо оплели его ими.

Растёт корень чаще всего прямо вниз.

Корень верблюжьей колючки порой уходит в глубину на 15 м.

Растения с мочковатой (1) и стержневой (2) корневыми системами.

Дыхательные корни мангрового дерева

Как он чувствует силу тяжести? Учёные выяснили, что главную роль в этом играет корневой чехлик. (Чехлик, как колпачок, защищает от повреждений растущую верхушку корня.)

Ещё Чарлз Дарвин обратил внимание на то, что корень, лишённый чехлика, «теряет ориентацию» в пространстве и начинает расти «куда попало». Дарвин назвал такой корень «обезглавленным». Он сделал интересное наблюдение: если положить растение набок, «обезглавить» корень, а затем вернуть растение в прежнее положение, то корень будет как бы «по памяти» расти под прямым углом (т. е. параллельно поверхности земли). Дарвин даже сравнил такое растение с животным, у которого очень медленно движутся импульсы по нервам. Предположим, говорил он, что, лёжа на земле, такое животное решило подняться, после чего было обезглавлено. И вот через несколько часов, когда импульс дошёл по назначению, лишённое головы животное поднялось с земли.

В клетках чехлика под микроскопом заметны крупные зёрна (т. е. крупинки) крахмала. Есть предположение, что эти зёрна играют такую же роль, как «ушные камешки» у животных (об органах равновесия см. ст. «Органы чувств»), своим давлением указывая направление действия силы тяжести. Любопытно и то, что в полной невесомости высшие растения, как правило, погибают.

Воду и минеральные соли — пищу растения — корень впитывает через корневые волоски. Корневые волоски — мощное орудие всасывания. Каждый из них состоит всего из одной клетки и очень мал (хотя «пушок» из корневых волосков можно увидеть невооружённым глазом). Проводя опыт, биологи измерили длину всех корней одного растения ржи. Она оказалась равной 623 км, а с корневыми волосками — 11 тыс. км! (Правда, надо сказать, что в полевых, а не оранжерейных условиях общая длина всех корней примерно в десять раз меньше указанной.)

Известны случаи, когда стебли прорастали через затвердевший асфальт, который нельзя было пробить даже кайлом. Но корни ещё сильнее. Они могут «прогрызать» насквозь даже самый твёрдый камень, проникая сперва в ничтожные трещины, а затем шаг за шагом разрушая его. Понятно, что даже самая твёрдая почва для них — тем более не преграда.

Некоторые растения, например сосну обыкновенную, можно встретить на песках, на голых гранитных скалах, на болотах. Корни у неё в каждом случае разные. На песках у неё будет глубокий стержневой корень, доходящий до грунтовых вод. А на болоте — какой смысл забираться вглубь? Влаги и так хватает. Здесь корни сосны будут ветвиться в верхних слоях почвы.

Ботаники выделяют два основных типа корневых систем. Стержневые корни (как у петрушки) — прекрасная опора. А мочковатая корневая система (как у злаков) зато охватывает больший объём почвы.

Корнеплоды (свёкла, репа, морковь и др.) — это видоизменённые корни. Есть и более необычные разновидности корней. Например, дыхательные корни. Корню, как и другим частям растения, нужно дышать, а в болотном иле, где идёт брожение, кислорода почти нет. Если у речки, протекающей сквозь болото, растут ивы, то в воде у берегов речки часто видна настоящая щётка корней красного цвета, торчащих вверх. Они впитывают кислород из проточной воды и снабжают им корни ивы, погружённые в ил.

Живой мир нашей планеты очень разнообразен. Для его исследования создана целая система наук – биология, а растения, бактерии, грибы, лишайники и другие виды являются предметом ее изучения. Современной науке уже известны, описаны и классифицированы следующие виды:

• животные – свыше миллиона;
• растения – около полумиллиона;
• грибы – несколько сотен тысяч;
• бактерии – более десяти тысяч.

Но при этом число еще не описанных видов примерно такое же (а в случае с микроорганизмами – еще больше).

Классификация

В биологии существует несколько классификаций организмов по различным признакам. Остановимся на двух из них, которые будут использованы при дальнейшем кратком описании растений, бактерий, грибов и лишайников.

По отношению клеток к кислороду в биологии выделяют две группы:

1. Аэробы. Для их жизнедеятельности необходим свободный доступ молекулярного кислорода. При его отсутствии они погибают.
2. Анаэробы. Обитают в средах без доступа кислорода, который для них губителен.

Кроме того, существуют факультативные анаэробы, способные переходить с одного типа дыхания на другой, и аэротолерантные анаэробы, безразличные к факту наличия или отсутствия кислорода.

Приведенные классификации условны, так как иногда довольно трудно отнести организм к той или иной группе.

Растения

Одной из основных групп многоклеточных организмов являются растения. Биология относит к ним деревья, кустарники, цветы, травы, мхи, папоротники, хвощи, плауны и т.д. Часто к растениям причисляют водоросли – все или только отдельные виды.

Свойства растений

К характерным признакам растений в биологии принято относить следующие:

• клетки имеют плотную (как правило, целлюлозную) оболочку, которая не пропускает твердые частицы;
• подавляющая часть – фототрофы, способные к фотосинтезу, в результате которого выделяется свободный кислород;
• чаще всего имеют зеленый цвет из-за содержащегося в клетках пигмента (хлорофилла);
• ведут преимущественно неподвижный образ жизни;
• рост происходит в течение всей жизни;
• чаще всего присутствует разделение на подземную и надземную части.

Нельзя сказать, что все признаки уникальны, но тем не менее, они позволяют понять, о какой группе организмов идет речь.

Биологией описано около полумиллиона видов растений. Это число все время увеличивается, так как постоянно происходит открытие новых видов.

Культурные растения

Растения, как и животные, подверглись одомашниванию человеком. Кроме того, были выведены новые сорта и новые виды растений.

Главнейшими из них являются следующие:

• хлебные – пшеница, рожь, ячмень, овес, просо, сорго;
• зернобобовые – фасоль, горох, чечевица;
• сахароносные – сахарная свекла и сахарный тростник;
• масличные – подсолнечник, арахис, маслина.

Не стоит забывать о зерновых, овощных, плодовых, ягодных и других культурных растениях. Сюда же стоит отнести чай, кофе, какао, виноград, цветы, табак, кормовые и технические сорта растений.

Значение

Значение растений трудно переоценить. Прежде всего, это обогащение атмосферы кислородом. Растения являются активными участниками круговорота веществ в природе, служат частью, а иногда и основой питания многих организмов, включая человека. Заселенные ими степи, луга и леса являются средой обитания других представителей флоры и фауны. Растения участвуют в образовании почвы и предохраняют ее от эрозии.

Растения широко используются человеком в следующих отраслях:

• пищевая промышленность – ягоды, фрукты, овощи, съедобные растения;
• легкая промышленность – производство тканей из волокнистых растений: хлопчатника, льна, конопли;
• деревообработка и строительство – получение целлюлозы, производство и использование строительных материалов, деревянной посуды, спичек, мебели;
• энергетика – использование дерева и его производных (брикетов из древесных стружек и пыли, каменного угля, торфа) в качестве источника энергии;
• химия и медицина – каучук, ценные смолы, эфирные масла, красители, лекарственные растения и витамины.
• животноводство – различные травы в качестве кормовой базы.

Бактерии

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы величиной от 0,5 до 13 мкм (0,0005-0,013 мм). Одни из них ведут неподвижный образ жизни, другие же могут передвигаться за счет извивания, скольжения по поверхности или с помощью жгутиков, расположенных с одного или обоих полюсов клетки.

В биологии принято выделять следующие виды по форме бактерий:

• шаровидные – кокки и их группы в виде двух клеток (диплококки), цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки) и другие варианты;
• палочковидные, включая бациллы (дизентерийная, чумная палочки);
• изогнутые – вибрионы, спириллы, спирохеты.

Среда обитания

Бактерии живут практически везде – в воздухе, воде, почве, в мертвых и живых тканях растений, животных и человека. На их жизнедеятельность влияют основные факторы:

1. Температура. Оптимальным считается диапазон от +4 до +40°С.
2. Кислород. Среди бактерий есть и аэробы, и анаэробы, и факультативные анаэробы, и даже аэротолерантные анаэробы, например молочнокислые бактерии.
3. Кислотность. Для большинства бактерий кислая среда губительна.
4. Прямой солнечный свет. Большая часть бактерий погибает, находясь под воздействием прямых солнечных лучей.

Неблагоприятные условия приводят к замедлению или полной остановке размножения бактерий, а могут вызвать и их гибель. Часть же бактерий, например, бациллы-возбудители туберкулеза, сибирской язвы, способны образовывать споры. Этот процесс хорошо изучен биологией и заключается в переходе клетки в состояние покоя и образовании вокруг нее плотной защитной оболочкой. Спора может переносить воздействие вредных внешних факторов довольно длительное время – до десятков, а иногда и сотен лет, не теряя жизнеспособность. В пригодных для жизни условиях спора прорастает, и из нее появляется живая клетка бактерии.

Свойства

Размножение бактерий осуществляется путем простого деления клетки на две части. В благоприятных условиях каждые 15-20 минут их количество может удваиваться. Кроме того, в биологии зафиксирована примитивная форма полового размножения.

В природных условиях бактерии выполняют следующую роль:

• снабжают растения многими полезными веществами, например, азотом;
• разлагают навоз, удобрения, мертвые останки растений и животных;
• участвуют в переработке клетчатки, находясь в пищеводе животных и человека.

Человеком бактерии используются в следующих целях:

• производство уксуса и витамина С – ;
• получение кисломолочных продуктов, сыров, засолка овощей, производство силоса – молочнокислые бактерии;
• производство антибиотиков – стрептомицеты.

Грибы

Современной биологии известно около ста тысяч видов грибов. Их уникальность состоит в сочетании свойств растений и животных.

С растениями грибы объединяют следующие свойства:

• наличие клеточной оболочки;
• неподвижность и рост в течение жизни;
• размножение спорами;
• питание растворенной в воде органикой.

Как и животные, грибы имеют следующие характеристики:

• относятся к ярко выраженным гетеротрофам;
• не способны к фотосинтезу;
• запасное питательное вещество – гликоген, а не крахмал;
• клеточная оболочка хитиновая, а не из целлюлозы.

Свойства

Тело гриба образуется тонкими нитями (гифами). Их совокупность в биологии называют грибницей, или мицелием. Рост гриба сопровождается проникновением гифов внутрь питательной среды, где они разрастаются, образуя множественные ветви.

В биологии существует несколько классификаций грибов:

В природе грибы, способствуя разложению различных органических материалов, увеличивают плодородие почв. Человеком грибы используются в следующих областях:

• пищевая промышленность – съедобные грибы для приготовления блюд, и дрожжи для приготовления напитков методом брожения и ферментации пищевых продуктов;
• медицина – производство антибиотиков и других лечебных препаратов;
• химия – получение химических веществ для технических целей.

При этом грибы могут вызывать у человека кожные заболевания, болезни внутренних органов. Ядовитые грибы и продукты, зараженные токсинами микроскопических грибов, приводят к серьезным отравлениям, иногда смертельным. Вредны также грибы-галлюциногены. Кроме того, к негативным явлениям относятся вызываемые грибами болезни растений, разрушение древесины живых деревьев, плесневыми грибами.

Лишайники

Биология рассматривает лишайники как содружество грибов (90% состава) и одноклеточных водорослей (10%), а иногда и цианобактерий. Грибы-гетеротрофы снабжают водоросли водой и минеральными веществами, поглощаемыми из почвы. Водоросли-автотрофы обеспечивают грибы синтезируемыми ими органическими веществами.

Свойства

Тело лишайника (слоевище) может быть гомомерным, когда водоросли хаотично расположены между гифами грибов, и гетеромерным, то есть иметь упорядоченные функциональные слои.

Размножение лишайников осуществляется посредством клеток водоросли, оплетенных гифами гриба, которые сформировались внутри слоевища (соредии) или выглядят как выросты на теле слоевища (изидии). Кроме того, кусочек высохшего слоевища, отнесенный ветром в благоприятную среду, может образовать новый лишайник.

Такое уникальное строение лишайников позволяет им выживать в условиях, которые непригодны для отдельного существования грибов и водорослей. Биологией фактически установлена способность лишайников долго обходиться без влаги, выживать при температуре –50 и +60°С. Их фотосинтез продолжается даже при отрицательной температуре. При этом большинство лишайников погибает даже при незначительном загрязнении среды.

Значение

Лишайники, первыми осваивая безжизненные участки, подготавливают среду для других организмов. Служат кормом для животных, например, северных оленей, а отдельные виды съедобны даже для людей. Используются для получения красок и лакмуса. Служат биологическими индикаторами загрязненности среды.

При этом лишайники – причина первой стадии эрозии горных пород.

Биология дает ответы на вопрос о пользе или вреде того или иного . Но общепризнанным фактом является то, что не существует «ненужных» организмов. Удаление из любой экосистемы любого его члена отрицательно сказывается на всей среде.

О роли отдельного организма нельзя судить отвлеченно, ведь в природе широко развиты взаимосвязи между различными видами. Так, растения часто живут в симбиозе с грибами, снабжая друг друга необходимыми веществами. Рассмотренные выше лишайники тоже являются примером взаимовыгодного сотрудничества.

Ботаника - это область биологии, изучающая растения. В эту группу входят автотрофы, эукариоты и другие организмы, в том числе многоклеточные, которые производят свои собственные продукты питания. Царство растений - это огромное разнообразие видов. Наука о растениях занимается изучением видов, а также экологии, анатомии и физиологии растений.

Что изучает ботаника?

Ботаника - это раздел науки о растениях. Одна из древнейших естественных занимается изучением обмена веществ и функции организмов, так называемой физиологией растений, а также процессов роста, развития и размножения.

Наука о растениях отвечает за изучение наследственности (генетика растений), приспособления к окружающей среде, экологии, географического распространения. Среди разновидностей стоит упомянуть геоботанику, фитогеографию и палеонтологию (изучение окаменелостей).

История ботаники

Ботаника - это раздел науки о растениях. Как науку ботанику стали рассматривать, начиная с периода европейского колониализма, хотя человеческий интерес к растениям уходит своими корнями гораздо дальше. Область исследования охватывала растения и деревья на своей земле, а также экзотические образцы, привезенные во время многочисленных путешествий. А в древности волей-неволей приходилось изучать те или иные растения. Еще на заре времен люди пытались выявить лечебные свойства растений, их вегетационный период.

Фрукты и овощи были жизненно важны для социального развития всего человечества. Когда еще не было науки в современном понимании этого слова, человечество исследовало растения в рамках сельскохозяйственной революции.

Такие видные деятели Древней Греции и Рима, как Аристотель, Теофраст и Диоскорид, среди прочих важнейших наук продвинули на новый уровень и ботанику. Теофраста даже называют отцом ботаники, благодаря которому были написаны два основополагающих труда, которые использовались на протяжении 1500 лет и продолжают применяться по сей день.

Как и во многих науках, в эпоху Возрождения и Реформации и на заре Просвещения наметился значительный прорыв в изучении ботаники. Микроскоп изобрели в конце 16-го века, что позволило изучать растения как никогда раньше, включая мелкие детали, такие как фитолиты и пыльца. Стали расширяться знания не только о самих растениях, но также об их размножении, обменных процессах и других аспектах, которые до тех пор были закрыты для человечества.

Группы растений

1. Самыми простыми растениями считаются все мохообразные, они небольшие, не имеют стеблей, листьев и корней. Мхи предпочитают места с повышенной влажностью и постоянно нуждаются в воде для воспроизводства.

2. Все сосудистые споровые растения, в отличие от мхов, имеют сосуды, проводящие сок, а также листья, стебель и корень. Эти растения также находятся в сильной зависимости от воды. В качестве представителей можно назвать, например, папоротники и хвощи.

3. Все семенные являются более сложными растениями, обладающими таким важным эволюционным преимуществом, как семена. Это чрезвычайно важно, поскольку гарантирует защиту эмбриона и обеспечение его пищей. Различают голосеменные (сосна) и покрытосеменные (кокосовые пальмы).

Экология растений

Экология растений отличается от ботаники, ее предметом изучения является то, как растения взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на экологические и климатические изменения. Человеческая популяция постоянно увеличивается, и требуется все больше земли, поэтому особо остро стоит вопрос об охране природных ресурсов и бережном к ним отношении.

Экология растений признает одиннадцать основных типов среды, в которой возможна жизнь растений:

• тропические леса,
• леса умеренного пояса,
• хвойные леса,
• тропические саванны,
• луга умеренной зоны (равнины),
• пустыни и засушливые экосистемы,
• средиземноморские регионы,
• наземные и водно-болотные угодья,
• экология пресноводных, прибрежных или морских участков и тундры.

У каждого типа есть свой экологический профиль и сбалансированный растительный и животный мир, и то, как они взаимодействуют, важно для понимания их эволюции.

Биология: раздел ботаника

Ботаника - наука о строении, жизнедеятельности, распространении и происхождении растений, она исследует, систематизирует и классифицирует все эти характеристики, а также географическое распространение, эволюцию и экологию флоры. Ботаника - это раздел науки о всем многообразии растительного мира, который включает в себя множество ответвлений. Например, палеоботаника изучает или окаменевшие экземпляры, извлеченные из геологических слоев. Предметом изучения являются также окаменелые водоросли, бактерии, грибы и лишайники. Понимание в прошлом имеет основополагающее значение для современности. Эта наука может даже пролить свет на характер и масштабность видов растений времен Ледникового периода.

Археоботаника является функциональной в плане изучения распространения земледелия, осушения болот и так далее. Ботаника (биология растений) проводит исследования на всех уровнях, в том числе экосистемы, сообщества, виды, особи, ткани, клетки и молекулы (генетика, биохимия). Биологи исследуют многие виды растений, включая водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и цветковые (семенные) растения, в том числе дикорастущие и культурные.

Ботаника - это раздел науки о растениях и растениеводстве. 20-й век считается золотым веком биологии, так как благодаря новым технологиям эту науку можно исследовать на совершенно новом уровне. Продвинутые предоставляют новейшие инструменты для исследования как растений, так и других живых организмов, населяющих планету Земля.

Одно из главных отличий растений от животных и грибов - способность создавать органиче­ские вещества из неорганических с помощью солнечного света (процесс фотосинтеза).

Подцарство: Низшие растения

Тело низших растений (слоевище, или таллом) не разделено на истинные листья, стебель и корень, хотя может иметь их внешние подобия. Отделы (тип) :

Подцарство: Высшие растения

У высших растений тело разделяется на настоящие листья, стебель и корень. Отделы (тип):

1. Моховидные, мхи, бриофиты
   Наиболее примитив­ные из числа наземных растений. Встречаются в основном во влажных, затенённых местах. Мхи распространены во всех климатических поя­сах. У мхов нет настоящих проводящих тканей, вода и минеральные вещества поглощаются всей поверхностью тела. Высота не более 20 см. Большинство мхов - многолетние растения, встречаются группами (подушками, куртинками). Мохообразные - единственные наземные растения, у которых преобладает половое (гаплоидное) поколение - гаметофит. Бесполое поколение (спорофит) у мхов представлено спорогоном, который прикреплён к гаметофиту и питается за его счёт.
2. Папоротникообразные (споровые)
   В основном наземные травянистые растения, встречаются также водные и древовидные формы. Предпочитают влажные и затенённые места.
3. Голосеменные
   Голосеменные растения - древняя группа семенных растений, появившаяся в конце девона, около 370 млн. лет назад.

   Деревянистые растения.
   Главное отличие от покрытосеменных (цветковых) - отсутствие цветков и плодов, а также сосудов и древесных волокон в стебле.
   Семена лежат «голо», то есть не скрыты в завязи.
   Голосеменные включают более 1 000 видов.

4. Покрытосеменные, цветковые
   Наиболее высокоорганизованные наземные растения, травы, кус­тарники и деревья.
   Основные отличительные признаки - наличие цветка и плода .
   Семена скрыты (покрыты) в завязи, из которой образуется плод.
   В стебле имеются сосуды и древесные волокна.
   В настоящее время цветковые являются преобладающей формой наземной растительности
   (описано свыше 250 тысяч видов).

   Класс:

   1. Двудольные
      
      • зародыш семени имеет две семядоли,
      • жилкование листьев - сетчатое,
      • имеется центральный стержневой корень,
      • количество лепестков и других частей цветка обычно кратно 4 или 5.
      В классе Двудольные описано 6 подклассов, 128 порядков, 418 семейств, приблизительно 10 000 родов и около 199 000 видов растений.
   2. Однодольные
      Типичные отличительные признаки:
      • зародыш семени имеет одну семядолю,
      • жилкование листьев - параллельное или дуговое,
      • корневая система - мочковатая,
      • число частей цветка кратно 3.
      В класс однодольных растений включаются 5 подклассов, 37 порядков, около 125 семейств, более 3000 родов и около 59 000 видов.

   Наиболее крупные по числу видов семейства цветковых растений:
   • Астровые, или Сложноцветные (Asteraceae, Compositae) - 27773 видов в составе 1765 родов;
   • Орхидные (Orchidaceae) - 27135 видов в составе 925 родов;
   • Бобовые (Fabaceae, Leguminosae) - 23535 видов в составе 917 родов.