Ботаника – наука о растениях. Краткий очерк истории ботаники. Основные разделы и перспективы развития современной ботаники.
Клетка – элементарная структурно-функциональная ячейка жизни. Форма и величина клеток. Основные черты организации клеток, отличия растительных клеток от животных. Клетки прокариот и эукариот. Типичная клетка зеленых растений.
Ядро клетки, форма и величина ядер, их структура и химический состав. Митотическое и интерфазное состояние ядра, особенности структуры. Метаболическая и генетическая роль ядра.
Понятие о протопласте, физические свойства. Пограничные мембраны протопласта, структура и функции мембран. Полупроницаемость, осмотические явления в клетке.
Понятие о метаболитах и катаболитах. Образование органических веществ в клетке. Углеводы, запасные белки, жиры. Крахмальные и алейроновые зерна. Их типы, организация. Минеральные включения – их типы, функция.
Органеллы клетки: рибосомы, сферосомы, лизосомы, микротрубочки, микрофиламенты, микротельца. Их организация, функции, происхождение.
Органеллы клетки – эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи. Строение, функции, происхождение.
Вакуоли и клеточный сок, их функции. Тонопласт. Состав клеточного сока и его изменения в онтогенезе. Важнейшие сахароносные, дубильные и алколоидные растения. Пигменты клеточного сока.
Митохондрии, их структура и функции. Процессы, происходящие в митохондриях. Происхождение.
Цитоплазма. Физические свойства цитоплазмы. Вязкость, эластичность, движение. Плазмолиз. Гиалоплазма.
Хлоропласты, субструктура, происхождение, функции. Пигменты хлоропластов. Фотосинтез.
Лейкопласты, хромопласты. Их структура, разнообразие, функции. Онтогенез и взаимопревращение пластид.
Методы изучения растительных клеток. Метод микроскопирования. Строение светового микроскопа. Приготовление временных и постоянных препаратов.
Межклеточные связи – поры, перфорации, плазмодесмы. Типы, строение и значение в жизни растительного организма. Мацерация. Межклетники.
Образование и рост оболочки клетки. Роль фрагмопласта в ее формировании. Клеточная пластинка. Первичная и вторичная оболочка. Образование, химический состав, текстура и физические свойства.
Видоизменения клеточной оболочки. Инкрустирующие вещества. Биологическое значение видоизменений клеточной оболочки.
Типы деления ядра, митоз, основные фазы. Образование и роль ахроматинового веретена в растительной клетки. Фрагмопласт и образование перегородки в делящейся клетке. Значение митоза в филогенезе и онтогенезе. Амитоз. Эндомитоз и полиплоидия. Биологическое значение.
Мейоз, этапы и фазы. Биологическая роль мейоза, значение в филогенезе и онтогенезе растений. Понятие о репродукции и редукции хромосом.
Строение и функции хромосом. Диплоидный и гаплоидный набор хромосом. Редупликация хромосом.
Понятие о тканях. Принципы классификации. Первичные и вторичные ткани, временные и постоянные, простые и сложные.
Меристемы, размещение их в теле растения. Особенности цитологического строения. Понятие об инициалях, промеристеме, детерминированной меристеме. Классификация меристем по происхождению и по расположению в теле растения.
Структура покровных тканей, выполняющих функцию газообмена и транспирации. Особенности их строения, образования, функционирования. Первичная покровная ткань – эпидермис, его строение, функции и роль в онтогенезе и филогенезе. Особенности строения ризодермы.
Вторичная покровная ткань и ее физиологическое значение. Чечевички, их строение и функция. Корка, ее образование и структура.
Понятие о проводящих тканях. Флоэма, структура и функции. Проводящие элементы флоэмы.
Понятие о проводящих тканях. Ксилема, структура и функции. Проводящие элементы ксилемы.
Сосудисто-волокнистые проводящие пучки. Их типы, размещение в разных органах растений. Понятие о закрытых и открытых пучках.
Механические ткани, их типы и значение. Цитологическая характеристика механических тканей. Принципы размещения в теле растений.
Выделительные ткани растений. Ткани внешней секреции. Их строение, секреты, биологическое значение
Ткани внутренней секреции. Их строение, способы образования, продукты выделения, биологическое значение.
Ткани основной паренхимы. Происхождение, классификация, размещение в растительном организме, выполняемые функции.
Корень – определение. Функции корня. Ветвление корней. Типы корней и корневых систем. Зоны молодого корневого окончания. Чехлик, верхушечная меристема корня и ее деятельность.
Первичное анатомическое строение корня. Ризодерма. Функции первичной коры и центрального цилиндра. Барьерные ткани. Роль перицикла.
Вторичное анатомическое строение корня. Возникновение камбия и феллогена.
Метаморфозы корня. Корнеплоды и их морфологическая природа. Корневые клубни. Ходульные, досковидные, воздушные, дыхательные, цепляющиеся корни. Микориза и сожительство с бактериями.
Общая характеристика побега. Метамерность побега. Виды побегов по строению, направлению роста, функциям. Стебель – ось побега. Функции стебля.
Понятие о почке. Строение и типы почек. Развертывание побега из почек. Почко- и листорасположение. Классификация жизненных форм по Раункиеру.
Ветвление побега. Типы ветвления. Биологическое значение ветвления.
Общие черты анатомического строения стебля. Сравнительная характеристика первичной структуры стебля двудольных и однодольных растений.
Переход ко вторичному утолщению стебля и работа камбия. Строение древесного многолетнего стебля. Годичные слои. Особенности древесины различных растений.
Эволюционное учение о стелах, типы стел.
Лист. Определение. Функции листа. Морфологическое строение листа. Жилкование листьев, прикрепление листа к стеблю.
Классификация простых цельных листьев. Основные параметры листа. Сложные листья.
Онтогенез листа. Внутрипочечная фаза и внепочечная. Разнообразие листьев.
Анатомическое строение зеленого листа разных систематических групп: двудольных и однодольных.
Метаморфозы побега. Подземные побеги: корневища, столоны, клубни, луковицы, клубнелуковицы. Функции, биологическое значение метаморфозных побегов.
Метаморфозы побега. Надземные метаморфозы побега и листа. Функции и биологическое значение.
Вегетативное и споровое размножение растений, особенности, биологическое значение.
Цикл развития мха кукушкин лен. Цикл развития папоротника. Понятие о цикле воспроизведения, смене поколений, смене ядерных фаз.
Цикл развития разноспорового папоротника сальвинии плавающей. Цикл развития голосеменных растений. Понятие о цикле воспроизведения, смене поколений, смене ядерных фаз.
Цветок. Определение. Строение и функции. Пол цветка. Однодомные и двудомные растения. Формула и диаграмма цветка. Происхождение частей цветка.
Андроцей. Общая характеристика. Строение тычинки, ее происхождение. Микроспорогенез.
Гинецей. Общая характеристика. Плодолистики и их происхождение. Апокарпный гинецей. Типы ценокарпного гинецея. Семязачатки и типы плацентации. Мегаспорогенез. Зародышевый мешок и его развитие.
Опыление у цветковых растений. Автогамия и ее значение. Приспособления к защите от самоопыления. Перекрестное опыление. Общая характеристика, типы, биологическое значение. Разнообразие приспособлений к перекрестному опылению.
Двойное оплодотворение и его биологическое значение. Период после оплодотворения. Образование семени и плода. Отклонения в процессе оплодотворения. Апомиксис, полиэмбриония, партенокарпия, геокарпия.
Соцветие как специализированная часть системы побегов. Классификация соцветий. Характеристика рацемозных соцветий.
Биологическое значение соцветий и их происхождение. Классификация соцветий. Характеристика цимозных соцветий и их типы.
Плоды. Определение. Строение околоплодника (перикарпия). Участие различных частей цветка в его образовании. Истинные и ложные плоды. Принцип классификации плодов. Распространение плодов и семян.
Сочные плоды. Принципы классификации. Характеристика сочных плодов. Сухие плоды. Принципы классификации. Характеристика сухих плодов.
Общая характеристика семенного размножения. Семя – определение. Развитие семени, его биологическое значение. Строение семени: кожура, зародыш, эндосперм, перисперм. Классификация семян. Двусемядольные и односемядольные растения. Особенности структуры их семян.
Проросток, условия необходимые для распространения семян. Процессы, происходящие на стадии проростка. Типы проростков. Надземное и подземное прорастание семян.
Ответы
по ботанике:
1.
Современная
ботаника как сложная система научных
дисциплин
-отрасль естествознания,
исследующая растения; название ее
происходит от греческого слова βοτάνη
— трава, и должно бы переводиться
«травоведение». Занимаясь
распознаванием и классификацией всех
растительных форм, уяснением их взаимного
сродства, изучая их строение, историю
развития и весь ход жизненных процессов,
наука эта имеет главною целью разъяснить,
каким образом материя, на основании
присущих ей общефизических сил, принимает
и сохраняет разнообразные формы, которые
называются растениями. Деятельность
общефизических (механических, физических
и химических) сил, присущих растениям,
может быть разъясняема только по мере
разъяснения самого строения этих
организмов. Строение же растений,
составляющих весь материал Б., так
сложно, что наука и до сих пор еще далеко
не дошла до вполне ясного представления
о нем. История Б., бросая свет на ее
нынешнее положение и на самый способ
ее разработки, дает нам картину ее
развития и знакомит с некоторыми
теориями, знание которых необходимо
для понимания взглядов и мнений, теперь
повсеместно принятых. В ее современном
положении, всю Б. можно представить в
следующем подразделении:
Общая
ботаника:
|
Органография |
внешней |
|
внутреннего |
|
|
первоначальной |
|
|
развития |
|
|
Физиология |
|
|
Тератология |
|
|
Нозология |
Специальная
ботаника:
|
Фитография |
классификация, |
|
ботаническая |
|
|
палеоботаника |
|
|
ботаника |
-Разделы
ботаники, их задачи и методы исследований:
а)
Ботаника — это наука о растениях.
Ее
задача — всестороннее познание растений:
их строения, жизненных функций,
распространения, происхождения,
эволюции.
б) Изучением
растений в их взаимоотношении со средой
обитания занимается ряд отраслей
ботаники, иногда объединяемых под общим
названием экология растений. В более
узком смысле экология изучает влияние
на растение среды обитания, а также
разнообразные приспособления растений
к особенностям этой среды.
в)
На
земной поверхности растения образуют
определенные сообщества, или фитоценозы,
повторяющиеся на более или менее
значительных территориях (леса, степи,
луга, саванны и т. д.). Исследованием этих
сообществ занимается отрасль ботаники,
называемая в России геоботаникой, или
фитоценологией (за рубежом её часто
называют фитосоциологией). В зависимости
от объекта исследования в геоботанике
выделяют лесоведение, луговедение,
тундроведение, болотоведение и т. д. В
более широком смысле геоботаника
смыкается с учением об экосистемах, или
с биогеоценологией, изучающей
взаимоотношения между растительным
покровом, животным миром, почвой и
подстилающими почву горными породами.
Этот комплекс называется биогеоценозом.
г)
Распространение
отдельных видов растений на поверхности
земного шара изучает география растений,
а особенности распределения растительного
покрова на Земле в зависимости от
современных условий и исторического
прошлого — ботаническая география.
д)
Наука
об ископаемых растениях — палеоботаника,
или фитопалеонтология, имеет первостепенное
значение для восстановления истории
развития растительного мира. Данные
палеоботаники имеют важнейшее значение
для решения многих вопросов систематики,
морфологии (включая анатомию) и
исторической географии растений. Её
данными пользуется также геология
(историческая геология и стратиграфия).
е)
Полезные
свойства дикорастущих растений и
возможности их окультуривания изучаются
экономической ботаникой (хозяйственная
ботаника, ботаническое ресурсоведение).
С экономической ботаникой тесно связана
этноботаника — учение об использовании
растений различными этническими группами
населения земного шара. Важный раздел
прикладной ботаники — изучение
дикорастущих родичей культурных
растений, обладающих ценными свойствами
(например, иммунитетом к болезням,
засухоустойчивостью и т. д.)
Физиологию
растений и биохимию растений не всегда
относят к ботанике, поскольку многие
физиологические и биохимические
процессы, протекающие в растениях,
аналогичны или даже тождественны
процессам, протекающим в животных
организмах, и изучаются сходными
методами. Однако биохимия и физиология
растений отличаются рядом специфических
черт, исключительно или почти исключительно
свойственных растениям. Поэтому
разграничить физиологию и биохимию
растений от собственно ботаники нелегко,
тем более, что физиологические и
биохимические особенности растений
могут рассматриваться как таксономические
признаки, следовательно, интересовать
систематиков растений.
2.
-Строение
растительной клетки:
-Отличие
растительной клетки от животной
Растительная
клетка отличается от животной следующими
признаками:
а)
прочной клеточной стенкой значительной
толщины;
б)
особыми органоидами — пластидами, в
которых происходит первичный синтез
органических веществ из минеральных
за счет энергии света;
в)
развитой сетью вакуолей, в значительной
мере обусловливающих осмотические
свойства клеток.
В растительной клетке
есть все органоиды, свойственные и
животной клетке: ядро, эндоплазматическая
сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат
Гольджи. Вместе с тем растительная
клетка имеет существенные
отличия.
Растительная клетка как и
животная, окружена цитоплазматической
мембраной, но кроме неё ограничена
толстой клеточной стенкой, состоящей
из целлюлозы, которой нет у животных
клеток. Клеточная стенка имеет поры,
через которые каналы эндоплазматической
сети соседних клеток сообщаются друг
с другом.
3.
-Хлоропласты:
Пластиды
(хлоропласт, лейкопласт, амилопласт,
хромопласт) — это мембранные органоиды,
встречающиеся у фотосинтезирующих
эукариотических организмов (высшие
растения, низшие водоросли, некоторые
одноклеточные организмы). Подобно
митохондриям, пластиды окружены двумя
мембранами, в их матриксе имеется
собственная геномная система, функции
пластид связаны с энергообеспечением
клетки, идущим на нужды
фотосинтеза.
F:
Хлоропласты
— это структуры, в которых осуществляются
фотосинтетические процессы, приводящие
в конечном итоге к связыванию углекислоты,
к выделению кислорода и синтезу
сахаров.
При помощи хлорофилла зеленые
растения поглощают энергию солнечного
света и превращают ее в химическую.
Поглощение света с определенной длиной
волны приводит к изменению в структуре
молекулы хлорофилла, при этом она
переходит в возбужденное, активированное
состояние. Освобождающаяся энергия
активированного хлорофилла через ряд
промежуточных этапов передается
определенным синтетическим процессам,
приводящим к синтезу АТФ и к восстановлению
акцептора электронов НАДФН
(никотинамидадениндинуклеотид-фосфат)
до НАДФ·Н, которые тратятся в реакции
связывания СО2 и синтезе сахаров.
Суммарная
реакция фотосинтеза может быть выражена
следующим образом:
-Митохондрии
Это
двумембранная
гранулярная или нитевидная органелла толщиной
около 0,5 мкм. Характерна для
большинства эукариотических клеток
как автотрофов
(фотосинтезирующие
растения),
так и гетеротрофов (грибы, животные).
Энергетическая станция клетки.
F:
окисление
органических соединений и использование
освобождающейся при их распаде энергии
в синтезе молекул АТФ, который происходит
за счёт движения электрона по
электронно-транспортной цепи белков
внутренней мембраны. Количество
митохондрий в клетках различных
организмов существенно отличается:
так, одноклеточные зелёные водоросли
(эвглена, хлорелла, политомелла) и
трипаносомы имеют лишь одну гигантскую
митохондрию, тогда как ооцит и амёба
Chaos chaos содержат 300 000 и 500 000 митохондрий
соответственно; у кишечных анаэробных
энтамёб и некоторых других паразитических
простейших митохондрии отсутствуют.
-Понятие
о фотосинтезе и дыхание
а) Фотосинтез
(от др.-греч. φῶς — свет и σύνθεσις —
соединение, складывание, связывание,
синтез) — процесс образования органических
веществ из углекислого газа и воды на
свету при участии фотосинтетических
пигментов(хлорофилл у растений,
бактериохлорофилл и бактериородопсин
у бактерий). В современной физиологии
растений под фотосинтезом чаще понимается
фотоавтотрофная функция — совокупность
процессовпоглощения, превращения и
использования энергии квантов света в
различных эндэргонических реакциях, в
том числе превращения углекислого газа
в органические вещества.
б)
Дыхание:
Большинство растений в светлое
время суток вырабатывают кислород, но
в их клетках идёт и обратный процесс:
кислород поглощается в процессе дыхания.
Ночью в комнате, плотно уставленной
растениями, можно наблюдать снижение
концентрации кислорода и увеличение
концентрации углекислого газа.
На
самом деле, в живых клетках растений
процесс дыхания происходит круглосуточно.
Просто на свету скорость образования
кислорода в результате фотосинтеза
обычно превышает скорость его поглощения.
Так же как и у животных, клеточное дыхание
растений протекает в специальных
клеточных митохондриях.
Общие принципы
организации процесса дыхания на
молекулярном уровне у растений и животных
схожи. Однако в связи с тем, что растения
ведут прикрепленный образ жизни, их
метаболизм постоянно должен подстраиваться
к изменяющимся внешним условиям, поэтому
и их клеточное дыхание имеет некоторые
особенности (дополнительные пути
окисления, альтернативные ферменты).
Газообмен
с внешней средой осуществляется через
устьица чечевичек, трещины в коре (у
деревьев).
4.
-Клеточная
оболочка, ее химический состав, строение
и функция.
Клеточные оболочки
ограничивают эукариотические клетки.
В каждой клеточной оболочке можно
выделить как минимум два слоя. Внутренний
слой прилегает к цитоплазме и представлен
плазматической мембраной (синонимы —
плазмалемма, клеточная мембрана,
цитоплазматическая мембрана), над
которой формируется наружный слой. В
животной клетке он тонкий и называется
гликокаликсом (образован гликопротеинами,
гликолипидами, липопротеинами), в
растительной клетке — толстый, называется
клеточной стенкой (образован
целлюлозой).
F:
а)
отделение клеточного содержимого от
внешней среды,
б)
регуляция обмена веществ между клеткой
и средой,
в)
деление клетки на компартаменты
(«отсеки»),
г)
место локализации «ферментативных
конвейеров»,
д)
обеспечение связи между клетками в
тканях многоклеточных организмов
(адгезия),
е)
распознавание сигналов.
Термины
(полезно знать)
Эндоцитоз — процесс
поглощения клеткой крупных частиц и
макромолекул. фагоцитоз — захват и
поглощение крупных частиц (клеток,
частей клеток, макромолекул)
пиноцитоз
— захват и поглощение жидкого материала
(раствор, коллоидный раствор,
суспензия).
Экзоцитоз — процесс,
обратный эндоцитозу: выведение различных
веществ из клетки. При экзоцитозе
мембрана пузырька сливается с наружной
цитоплазматической мембраной, содержимое
везикулы выводится за пределы клетки,
а ее мембрана включается в состав
наружной цитоплазматической мембраны.
Таким способом из клеток желез внутренней
секреции выводятся гормоны, у простейших
— непереваренные остатки пищи.
Химический
состав
Все
компоненты, входящие в состав клеточной
стенки, можно разделить на 4 группы:
а)
Структурные компоненты, представленные
целлюлозой у большинства автотрофных
растений, хитином (грибы), глюканом
(дрожжи), манналом и ксиланом (водоросли).
б)
Компоненты матрикса, т.е. основного
вещества, наполнителя оболочки –
гемицеллюлозы, белки, липиды.
в)
Компоненты, инкрустирующие клеточную
стенку, (т.е. откладывающиеся и выстилающие
её изнутри) – лигнин и суберин.
г)
Компоненты, адкрустирующие стенку, т.е.
откладывающиеся на её поверхности, –
кутин, воск.
-Вторичные
химический изменения клеточной оболочки
(одревеснение, опробковение, кутинизация,
минерализация, ослизнение), их биолгическое
значение, влияние на кормовые
качестварастений.
Термины:
а)
Одревеснение, изменение клеточных
оболочек под воздействием лигнина,
заполняющего промежутки между
микрофибриллами целлюллозы.
б)
Опробковение- изменение первичной
оболочки растит, клетки в результате
отложения на ней слоев суберина и
отделения их от содержимого клетки
целлюлозной третичной оболочкой. О.
характерно для клеток покровных тканей
— экзодермы и пробки, защищающих внутр.
ткани корня и стебля от потери влаги и
колебаний темп-ры. О. способствует также
залечиванию ран и зарастанию рубцов
после опадения листьев.
в)
Кутинизация
— процесс отложения на внешней поверхности
клеточных оболочек пограничных тканей
аморфной пленки кутана.
г) При ослизнении
клеточных оболочек образуются слизи и
камеди. Те и другие представляют собой
высокомолекулярные углеводы, состоящие
большей частью из пентоз и их производных.
Они нерастворимы в спирте, эфире, а в
воде сильно набухают.
5.
-Клеточный
сок, его химический состав
Клеточный
сок играет чрезвычайно важную роль в
жизни растительных организмов. К. соком
называют водянистую жидкость, включенную
в виде более или менее крупных капель
внутрь протоплазмы клеточек. В самых
молодых растительных клеточках, напр.
в клеточках точки роста корня или стебля,
К. сока нет. Затем он появляется в виде
отдельных капелек, «вакуолей клеточного
сока», которые постепенно растут,
сливаются друг с другом и дают в конце
концов сплошную «соковую полость»,
одетую лишь тонким слоем протоплазмы,
образующей род мешка или пузыря.
Химический
состав представляет собой как правило
водный раствор различный веществ,
являющимися продуктами жизнидеютельности
протопласта ( в основном запасающими
веществами и отбросами).В воде накапливаются
различные соединения –минеральные и
органические.
6.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
06.02.2016303.09 Кб35ответы по геологии 1-15.docx
- #
- #
- #
Подборка по базе: 2 Ботаника Вариант XIII.doc, 1 Ботаника Вариант XIII.doc, Задания по теме Предмет, система и источники римского права.pdf, 9 класс 1 вариант Суммативное оценивание за разделы.docx, ТЕМА 12 ПРЕДМЕТ, МЕТОД И МЕТОДИКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДЕЯТЕЛЬ, 2 — Колонки, разделы, списки, табуляция.doc, ПР 45 Разбиение документа на разделы.docx, Третья модернизация Казахстана цели, задачи, механизмы.docx, Введение. Предмет, цели и задачи газодымозащитной службы.doc, повторение ботаника — анатомия с ответами.docx
- Ботаника: предмет, задачи, разделы
Ботаника, как наука, в ходе исторического развития вследствие разностороннего изучения растений дифференцировалась на ряд самостоятельных, но взаимно связанных друг с другом дисциплин (разделов): морфологию, анатомию, систематику, физиологию растений, экологию растений, географию растений, фитоценологию, палеоботанику и др. Каждая из этих наук имеет свою область исследования и применяет свойственные ей методы изучения.
- Морфология изучает внешнее строение растений, прослеживает изменение его в процессе индивидуального и исторического развития растений, выявляет зависимость формы растений от условий среды.
- Анатомия изучает внутреннее строение органов растений и слагающих их тканей. В её пределах выделяют цитологию (изучение растительных клеток), гистологию (изучение тканей), палинологию (изучение пыльцы) и другие дисциплины.
- Эмбриология растений изучает зарождение и ранние этапы развития растений.
- Систематика занимается классификацией растений, изучает родство, филогению растений. Располагая группы растений в систему, пытается выяснить процесс эволюции растительного мира.
- Физиология растений исследует жизненные процессы, протекающие внутри организма: дыхание, обмен веществ, рост и развитие растений, фотосинтез.
- Экология растений изучает взаимоотношения и взаимозависимость растений и среды, выявляет закономерности приспособления растений к условиям среды.
- География растений изучает закономерности распределения растений и растительных сообществ на поверхности Земли.
- Фитоценология или геоботаника, изучает процессы формирования и развития растительных сообществ, изменения их состава и состояния в связи с условиями среды, выясняет закономерности сложения растительного покрова Земли.
- Палеоботаника изучает ископаемые остатки растений, живших в прошлые геологические эпохи. Их изучение позволяет восстановить историю развития растительного мира, выяснить родственные связи между группами ныне живущих растений.
В зависимости от изучаемых групп растений выделяют такие разделы ботаники как альгология — исследует водоросли, бриология — мхи, лихенология — лишайники, фитопатология — болезни растений и их возбудителей, дендрология — деревья и кустарники и другие.
- История ботаники
Легендарный период как и история в целом, история ботаники рассматривает длительный период, начавшийся с перехода человека от инстинктивного выбора части растений для употребления в пищу до появления надёжной системы фиксации и передачи знаний на основании различных источников, носящих во многом легендарный характер. Источниками служат:
* сведения о древнейших памятниках письменности Двуречья (Шумер, Вавилон, Ассирия) и долины Нила (Древний Египет) * легендарные китайские книги о травах (например, «Бэнь цао», относимая к концу 3-го тысячелетия до н. э.)
Античность
Первыми источниками, описывающими растения не только с точки зрения пищевой или лекарственной полезности, считаются:
- произведения греческого учёного Аристотеля (наряду с гадательными и ошибочными мнениями, высказанными в записках Аристотеля, в них встречаются очень верные взгляды относительно сходства зародыша животного с зародышем растительным, о различии полов у некоторых растений, об их долговечности и т. д.)
- произведения его ученика Теофраста «История растений» и «Причины растений» в которых приведены описания около 500 видов растений
- даются основы классификации, разделение растений на деревья, кустарники, полукустарники и травы, разделение трав на многолетники, дву- и однолетники
- основы физиологии растений, описание строения цветка (положение завязи в цветке, различия между сростнолепестными и свободнолепестными венчиками)
Несмотря на то, что Теофраст в трудах своих не придерживается никаких особенных методов, он внёс в изучение растений идеи, совершенно свободные от предрассудков того времени и предполагал, как истый натуралист, что природа действует сообразно своим собственным предначертаниям, а не с целью быть полезной человеку.
- «Естественная история» (лат. Plinius Naturalis Historia, около 50-70 н. э.) римского натуралиста Плиния Старшего, в которой приведены все известные его современникам сведения о природе, упомянуто около 1 000 видов растений.
Древняя Индия
- «Аюрведа» — индийская «наука о жизни», относимая к 1-му тысячелетию до н. э включающая описание многих лекарственных растений.
- Комментарии и дополнения к «Аюрведе» в сочинениях индийских врачей Чарака (X—VIII вв. до н. э.), Сушрута и Вадбака (VIII—VII вв. до н. э.).
Арабы
- труды персидского учёного Абу Али Ибн Сины (Авиценны): * «Канон врачебной науки» (около 1010) с описанием многих растений, неизвестных в Европе.
Ацтеки
О лекарственных растениях Месоамерики вкратце упоминали почти все хронисты XVI века (Эрнан Кортес, Берналь Диас дель Кастильо, Диего Дюран, Тесосомок, Иштлильшочитль, Торквемада, Мотолиниа, Мендьета, Акоста, Мартин де ла Крус, Саагун). Бернардино де Саагун подошёл к этому вопросу с особым энтузиазмом, описав растения, приведя их местные названия, а в некоторых случаях и место произрастания.
- В «Общей истории о делах Новой Испании» Саагун дал описания 123 лекарственным травам. В целом, во «Флорентийском кодексе» упоминается 724 растения. Большинство упомянутых имеют лекарственное предназначение (266 растений) и съедобны (229), используются в ритуальной практике (81), имеют декоративное
применение (48). Но иногда некоторым растениям даны только общие названия для различных видов, например, для юкки и амарантов. Впервые были описаны кукуруза, чиа, авокадо, амарант, фасоль, тыква, агава, гуайява, черимойя, перец красный острый, табак, батат, какао, маниок, капулин, лукума, опунция, хикама, чёрная сапота, томат, ваниль, юкка и многие другие. Данные Саагуна отличаются от собранных ранее крещёным ацтеком Мартином де ла Крусом (1552), который написал на науатль иллюстрированную рукопись, переведённую на латынь Хуаном Бадиано под названием «Libellus de Medicinalibus Indorum Herbis» на 63 листах. Только 15 растений у последнего совпадают с теми, что у Саагуна, и 29 растений совпадают с теми, что у индейских информаторов. Всего в кодексе (книги X и XI) в специальных разделах о травах описано 251 лечебное растение и приведено 185 цветных рисунков. Сегодня многие из них изучены и введены в мировую медицинскую практику. В 1570—1577 годах в Мексике работал над созданием обширного труда на латыни по ботанике и зоологии Франсиско Эрнандес де Толедо[es], но его работа была опубликована лишь в 1615 году на испанском языке под названием «Естественная история Новой Испании». Эрнандес собрал сведения о 3076 растениях и более 500 животных и почти ко всем из них привёл характеристики. Основное отличие работ Саагуна и Эрнандеса не только в количестве собранных растений, но и в том, что Саагун опирался больше на сведения индейских информаторов, в то время как Эрнандес старался своими силами собирать растения и давать им собственные описания, следуя европейской традиции. В дальнейшем рукопись Саагуна была забыта, но книга Эрнандеса неоднократно использовалась другими учёными.
Средние века и Новое время
- труды немецкого философа и естествоиспытателя Альберта фон Больштедта (Альберт Великий) * установил различие между однодольными и двудольными растениями на основании разницы в строении стебля
Зарождение научных подходов
Легендарный период практически не оставил сведений о введении растений в культуру, получении новых сортов. Информация об этом начинает сохраняться с эпохи великих открытий человечества, заложивших основы всех современных наук.
- значительное повышение интереса к миру растений как к источнику лекарств, пряностей, ядов и пищевых продуктов:
- появление рукописных, а затем печатных «травников», количество описанных растений возрастает со временем * создание первых «сухих садов» — гербариев * создание ботанических садов живых растений, выращиваемых в специальных условиях, в Салерно (отнесено к 1309) и Венеции (отнесено к 1333).
Быстрый рост количества знаний о растениях, общее изменение в системе мировоззрений и методологии познания окружаего мира привели к зарождению научных подходов в ботанике: * немецкий ботаник Отто Брунфельс в книге «Живые изображения трав» (лат. Herbarium um vivae icones, 1530—1536) разделил растения на:
- «совершенные» (имеющие цветки)
- «несовершенные» (лишённые их)
- Итальянский врач и ботаник Андреа Чезальпино (в латинском произношении Цезальпин) опубликовал книгу «О растениях» (лат. De plantis, 1583), в предисловии к которой сделал попытку классифицировать растения, привлекая в дополнение к обычному в то время делению растений на деревья, кустарники и травы также признаки цветков, плодов и семян
- Швейцарский ботаник Иоганн Баугин (Жан Боэн) в «Всеобщей истории растений», опубликованной (1650) после его смерти, описал около 5000 растений.
- Его брат Каспар Баугин:
- создал критическое описание более 6000 растений
- использовал полиномиальные (многословные) наименования растений, представляющие краткое описание их важнейших свойств
- применил параллельно биномиальные (двухсловные) наименования, что привело к появлению бинарной номенклатуры, сохранившейся до настоящего времени * Джон Рэй в «Истории растений» (1686) ввёл понятие вида растений на основе происхождения каждого отдельного растения из одинаковых семян.
Быстрыми темпами развивались также практические методы исследования растений:
- использование изобретённого микроскопа привело к открытию английским учёным Робертом Гуком (1665) клеточного строения растений (ему же принадлежит и сам английский термин cell — клетка)
- итальянец Марчелло Мальпиги и англичанин Неемия Грю заложили основы анатомии растений
- голландец Жан Батист ван Гельмонт поставил первый опыт по физиологии растений, вырастив ветку ивы в бочке и установив, что почти 40-кратное увеличение её в весе за 5 лет не сопровождалось сколь-нибудь значительным уменьшением веса земли
- немецкий ботаник Рудольф Камерариус обнаружил половой процесс у растений.
- Значение растений
Значение растений в природе
- Растения выделяют в воздух кислород, которым дышат живые организмы (животные, растения и др.).
- Уменьшают количество углекислого газа в воздухе. Углекислый газ выделяется при дыхании живых организмов. Если бы его было слишком много, то животные не смогли бы дышать.
- Растения поддерживают влажность воздуха. Лесам делают климат более мягким, ослабляют ветер, благодаря им влага удерживается в почве, леса препятствуют образованию оврагов.
- Растения служат пищей многим животным и средой для их жизни.
Значение растений для человека
В жизни людей растения играют очень важную роль. В первую очередь они служат:
- пищей,
- кормом для сельскохозяйственных животных,
- строительным материалом,
- сырьем для производства (бумага, ткани и др.).
У растений, которые человек использует для еды, обычно очень древняя история. Многие из них были окультурены еще на заре цивилизации. Сейчас существует множество сртов пшеницы, ржи, кукурузы, картофеля, свеклы, моркови, капусты и множества других растений. Эти растения называются культурными.
Многие растения красивы и имеют декоративное значение. Их специально выращивают в садах и дома. Когда-то они также были дикорастущими, но затем были окультурены. Примеры декоративных растений: клематис, лаватера, роза.
Много растений имеют лекарственное значение как для человека, так и для домашних животных. Ряд из них специально выращивают для получения лекарств. Примеры лекарственных растений: подорожник, алтей, ландыш, термопсис, валериана. Например, из термопсиса готовят лекарства от кашля.
4) Растительная клетка: общая характеристика, особенности
Все живые организмы состоят из клеток (некоторые только из одной). Поэтому клетку называют основной структурно-функциональной единицей организма. Клетки имеют сложное строение, они состоят из различных частей-компонентов.
Растительная клетка снаружи покрыта клеточной стенкой, которая является достаточно прочной, представляет собой каркас, придающий клетке форму и защищающий ее. В клеточной стенке есть тонкие отверстия — поры. Под клеточной стенкой находится плазматическая мембрана, она представляет собой тонкое образование, отделяющее внутреннее содержимое клетки. Мембрана проницаема, она пропускает внутрь клетки вещества и выводит из клетки ненужные вещества.
Внутри клетка заполнена жидкой, но густой цитоплазмой. Именно в ней находятся все органеллы (части) клетки, протекают процессы жизнедеятельности клетки. Цитоплазма постоянно находится в движении.
Большинство клеток имеют одно ядро, в котором содержатся ядрышки. У ядра есть своя оболочка, которая называется ядерной. В ядре находятся хромосомы, в которых хранится наследственная информация. При делении клетки она передается в дочерние клетки.
У растительных клеток есть вакуоли — полости, заполненные клеточным соком. В клеточном соке накапливаются запасные питательные вещества и продукты жизнедеятельности, которые клетке ненужны. В клеточном соке растворены различные органические и минеральные вещества. Вакуоли на протяжении жизни клетки постепенно наполняются клеточным соком. В результате они достигают таких размеров, что сливаются в одну большую вакуоль. Ее называют центральной. Чем больше размер вакуоли, тем больше и размер клетки.
Самой главной особенностью растительных клеток является наличие в их цитоплазме множества пластид, к которым среди прочих относятся хлоропласты, именно в них протекает синтез органических веществ из неорганических под действием света (процесс фотосинтеза). Хлоропласты имеют зеленый цвет. Однако другие пластиды могут быть бесцветными (лейкопласты) или окрашенными в красно-оранжевые цвета (хромопласты). От того, какого цвета пластиды, зависит цвет органа растения. Так обычно листья имеют зеленый цвет из-за хлоропласт, а в цветках содержатся другие пластиды.
Хлоропласты имеют зеленый цвет из-за особого вещества — хлорофилла. Благодаря хлорофиллу протекает фотосинтез.
В лейкопластах откладываются запасные питательные вещества (например, крахмал).
Растительные клетки отличаются друг от друга, но сильнее они отличаются от животных клеток. Только у растительных клеток есть хлоропласты (и другие пластиды), вакуоли и клеточные стенки.
Клетки с одинаковыми свойствами и выполняющие одинаковые функции, расположенные чаще всего вместе, образуют ткани. Так одни группы клеток обеспечивают питание растения, другие проводят воду по растению, третьи — отвечают за рост и т. д.
5) Теории происхождения клетки.
Следует отметить три гипотезы происхождения эукариотических клеток:
- симбиотическая гипотеза, или симбиогенез,
- инвагинационная,
- химерная.
На сегодняшний день в научном мире основной гипотезой происхождения эукариот признается симбиогенез.
Согласно симбиогенезу такие органеллы клеток как митохондрии, хлоропласты и жгутики произошли путем внедрения одних прокариот в другую, более крупную прокариотическую клетку, сыгравшую роль клетки-хозяина.
В симбиотической гипотезе есть трудности при объяснении происхождения ядра эукариотических клеток и в вопросе, какой же все-таки прокариот выступил хозяином. Данные молекулярного анализа генома и белков эукариот показывают, что, с одной стороны, это был организм близкий к археям (раньше относились к бактериям, потом их выделили в отдельную ветвь). С другой стороны, в эукариотах имеются белки (и ответственные за их синтез гены), характерные для совершенной других групп прокариот.
Согласно инвагинационной гипотезе происхождения эукариотических клеток их органоиды образовались путем впячивания цитоплазматической мембраны с последующим отделением этих структур. Образовывались что-то вроде шариков, окруженных мембраной и содержащих внутри цитоплазму и захваченные сюда соединения и структуры. В зависимости от того, что попало внутрь, сформировались разные органоиды.
У прокариот нет настоящих органелл, их функции как раз и выполняют впячивания мембраны. Поэтому легко представить подобное ее отшнуровывание. Также в пользу инвагинационной гипотезы говорит схожесть цитоплазматической мембраны и двойных мембран органелл.
С точки зрения инвагинагенеза происхождение ядра легко объяснимо, но необъяснимо, почему геном и рибосомы ядерно-цитоплазматического комплекса отличаются от таковых в хлоропластах и митохондриях (вспомним, что в них также есть ДНК и рибосомы). Причем в указанных органеллах система биосинтеза белка (ДНК, РНК, рибосомы) схожа с прокариотами.
Это отличие хорошо объяснимо как раз с точки зрения первой, симбиотической, гипотезы. Согласно ей в анаэробный прокариот так или иначе попал аэробный прокариот. Он не переварился, а стал, наоборот, питаться за счет клетки-хозяина. В свою очередь он использовал кислород для получения энергии, а этот способ окисления намного
эффективнее, избыток энергии он отдавал хозяину-прокариоту, который в таком случае также получал выгоду. Возник симбиоз. В последствии внедрившийся прокариот упростился, часть его генома мигрировала в клетку-хозяина, он уже не мог существовать независимо.
Подобным образом симбиогенез объясняет происхождение хлоропластов. Только внедрялись уже прокариоты, способные к фотосинтезу (подобные синезеленым водорослям).
Первые эукариоты без фотосинтезирующих симбионтов дали начало животным, у которых они появились — растениям.
В настоящее время существуют простейшие (одноклеточные эукариотические организмы) у которых нет митохондрий или хлоропластов. Зато вместо них в цитоплазме поселяются прокариоты-симбионты, выполняющие соответствующие функции. Этот факт, а также схожесть системы биосинтеза белка митохондрий и пластид с прокариотами рассматриваются как доказательства симбиогенеза. Доказательством также служит то, что митохондрии и хлоропласты размножаются самостоятельно, они никогда не строятся клеткой с нуля.
В пользу третьей, химерной, гипотезы происхождения эукариотических клеток, говорит большой размер их генома, который превосходит бактериальный в тысячи и более раз, а также разнообразие синтезируемых белков, встречающихся в разных группах прокариот. Понятно, что на протяжении эволюции эукариот их геном усложнялся, он удвоился, в нем появилось множество регулирующих генов. Но все же первоначальное увеличение размера генома могло произойти за счет объединения геномов нескольких прокариот.
Возможно в древности некий прокариот приобрел способность к фагоцитозу и, питаясь таким образом, поглощал в том числе других прокариот, которые не всегда переваривались. Их геном содержал полезные для хозяина гены, и он включал их в свой геном. Возможно некоторые из оказавшихся внутри прокариот становились органеллами, что объединяет химерную гипотезу с симбиогенезом.
Поскольку все перечисленные гипотезы имеют сильные и слабые стороны, а также во многом не исключают положения друг друга, то, на наш взгляд, в происхождении структур эукариотических клеток могло сыграть роль сочетание множества факторов, описываемых разными гипотезами.
Следует также отметить, что согласно симбиотической гипотезе происхождение других мембранных органелл таких как вакуоли, комплекс Гольджи и др. можно рассматривать как дальнейшее упрощение, например, митохондрий.
Также отметим, что сочетание в эукариотах белков из разных прокариот вовсе может не указывать на химеризм первых. Возможно, что определенные ферментативные функции могут выполнять только белки конкретного строения. И эволюция эукариот повторно приходила к этому, независимо от эволюции не являющихся их предками групп прокариот. Скажем, происходила конвергенция на молекулярном уровне.
6) Цитоплазма. Гиалоплазма. Биологические мембраны.