Содержание
Биология — наука о живой природе
Биология — о чём же эта наука?
Сам термин «биология» был введен Жан-Батистом Ламарком ещё в 1802 году.
Слово биология состоит из двух греческих слов: «биос» означает жизнь, «логос» означает изучение. Следовательно, биология — это наука о жизни, о живых организмах, их строении, жизнедеятельности, об их отношениях с окружающим миром и между собой.
Всего известно четыре основных царства живой природы: царство бактерии, растения, грибы и животные. Совокупность всех живых организмов на планете объединяется в общую оболочку Земли, которая называется биосфера.
Биосфера включает в себя нижние слои атмосферы — это воздушная среда, верхние слои литосферы — это земная оболочка, а также всю гидросферу. То есть живые организмы заселяют всю поверхность и толщу воды, все моря и океаны.
Современная биология подразделяется на ряд наук и поэтому относится к системным наукам. Изобразить это можно в виде древа так, что в корневой системе мы получим те науки, которые отвечают за строение, за развитие организмов, за их размножение и рост. Сюда относится, например, такая наука, как генетика.
Генетика — это наука изучающая наследственность и изменчивость. Благодаря достижением данной науки и используя метод генной инженерии в сельском хозяйстве сейчас разрабатываются новые сорта растений и высокопродуктивные породы животных, обладающих ценными для человека качествами. Сюда также можно отнести цитологию, гистологию и анатомию.
Цитология — это наука, изучающая строение клетки.
Анатомия изучает внутреннее и внешнее строение организмов.
Гистология отвечает за строение тканей растений, животных и человека.
В кроне дерева располагается науки, отвечающие за биоразнообразие, например, ботаника.
Ботаника — это наука, изучающая растения. В свою очередь она подразделяется на ряд других наук, например, альгологию (изучает водоросли), лихенология (изучает лишайники) и бриология (изучает мхи). Также есть ряд и других наук: микология (изучает грибы), зоология (изучает животный мир) и бактериология (изучает одноклеточные микроскопические организмы — бактерии).
Сложно переоценить роль биологии для жизни человека. Новейшие биологические исследования в области медицины помогают излечить рак и другие опасные для жизни заболевания. Также биология очень важна в сельском хозяйстве. Отрасль генетики занимается генной инженерией и позволяет получать новые качественные породы и сорта растений и животных.
Помимо этого, в биологии в последнее время очень активно выдвигают такую отрасль, как экология, поскольку необходимо защищать природу, беречь природные ресурсы и ценить то, что мы имеем на данный момент.
Какие царства живых организмов изучает биология? Разделы биологии и что они изучают
Название науке биологии было дано в 1802 году французским учёным Ламарком. В те времена она ещё начинала своё развитие. А что изучает современная биология?
Разделы биологии и что они изучают
Если говорить в общем смысле, биология изучает живой мир Земли. В зависимости от того, что изучает современная биология конкретно, она делится на несколько разделов:
- изучением живых организмов на молекулярном уровне занимается молекулярная биология;
- раздел биологии, изучающий живые клетки — цитология или цитогенетика;
- живые организмы – морфология, физиология;
- биосферу на уровне популяций и экосистем изучает экология;
- гены, наследственную изменчивость – генетика;
- раззвитие эмбриона – эмбриология;
- эволюционная биология и палеобиология занимаются теорией эволюции и древнейшими организмами;
- этология изучает поведение животных;
- общая биология – процессы, общие для всего живого мира.
Существует также множество наук, занимающихся исследованием тех или иных таксонов. Что же это за разделы биологии и что они изучают? В зависимости от того, какие царства живых организмов изучает биология, она делится на бактериологию, зоологию, микологию. Более мелкие таксономические единицы также изучаются отдельными науками, например энтомологией, орнитологией и так далее. Если биология изучает растения, то наука называется ботаникой. Рассмотрим более подробно.
Какие царства живых организмов изучает биология?
Согласно господствующей сейчас теории, живой мир обладает сложной структурой и делится на группы разной величины – таксоны. Классификацией живого мира занимается входящая в биологию систематика. Если нужен ответ на вопрос о том, какие царства живых организмов изучает биология, необходимо обратиться к этой науке.
Самый крупный таксон – империя, и живой мир состоит из двух империй – неклеточные (другое название – вирусы) и клеточные.
Из названия понятно, что члены первого таксона не достигли клеточного уровня организации.
Вирусы могут размножаться только в клетках другого, клеточного, организма – хозяина. Строение вирусов настолько примитивно, что некоторые ученые даже не считают их живыми.
Клеточные организмы делятся на несколько надцарств – эукариоты (ядерные) и прокариоты (доядерные) Первые имеют оформленное клеточное ядро с ядерной оболочкой, вторые его не имеют. В свою очередь, надцарства делятся на царства.
Царство эукариотов составляют три царства многоклеточных – животные, растения и грибы, и одно царство одноклеточных – простейшие. В царство простейших входит множество разнородных организмов, имеющих большие отличия. Иногда учёные разделяют простейших на несколько групп, в зависимости от типа питания и других особенностей.
Прокариоты принято делить на царства бактерий и архей.
В настоящее время ученые предлагают другое деление живой природы. Исходя из признаков, генетической информации и различий в строении клеток, выделяют три домена:
- археи;
- настоящие бактерии;
- эукариоты, в свою очередь делящиеся на царства.
Какие царства живых организмов изучает биология сегодня:
Домен или царство архей
Прокариотические микроорганизмы живут в океанах, почве, кишечнике человека (участвуют в процессе пищеварения), экстремальных условиях, таких как горячие источники и в других местах. Клетки прокариотов не имеют ядра и мембранных органелл. В отличие от бактерий, неизвестны археи, ведущие паразитический образ жизни; патогенными их также нельзя считать, хотя существуют исследования, указывающие на связь архей с периодонтитом. Все представители одного вида архей обладают идентичным генетическим материалом, так как у них отсутствует мейоз – размножаются бесполым путем. Не образуют спор, в отличие от других доменов. Имеют уникальный, отличный от эукариот и бактерий, геном.
Царство (домен) бактерий или эубактерий
Прокариоты обычно одноклеточные, но иногда образующие колонии (цианобактерии, актиномицеты). У них нет ядра, заключенного в мембрану, и мембранных органелл.
Клетка бактерии содержит неоформленный в ядро нуклеоид, содержащий генетическую информацию. Клеточная стенка состоит в основном из муреина, хотя у некоторых бактерий она отсутствует (микоплазмы). Большая часть бактерий относится к гетеротрофам, то есть питается органическими веществами. Но существуют и автотрофы, например, способные к фотосинтезу – цианобактерии, которые ещё называют сине-зелеными водорослями.
Некоторые бактерии полезны – содержащиеся в микрофлоре кишечника участвуют в пищеварении; некоторые – вредны (возбудители инфекционных заболеваний). Люди издавна умеют использовать бактерии в своих целях: для производства продуктов питания, лекарственных средств, удобрений и так далее.
Царство простейших
Включает всех эукариотов, не относящихся к животным, растениям и грибам. Сюда входят непосредственно простейшие с гетеротрофным типом питания, водоросли, грибоподобные простейшие. Обычно протисты – одноклеточные, однако часто способны к образованию колоний. Живут, как правило, в жидкой или влажной среде.
Эукариотические клетки имеют ядро и мембраны. Размножение как половое, так и бесполое. Существуют простейшие паразиты человека, животных и растений, вызывающие различные заболевания (дизентерия, малярия и другие). В то же время некоторые виды протистов несут пользу, образуя залежи известняка или выполняя функцию санитаров водоемов.
Царство грибов
Эукариотические организмы с гетеротрофным типом питания. Клетки имеют одно или несколько ядер. Клеточная стенка содержит хитин. Характерен симбиоз с высшими растениями и образование микоризы. Размножаются спорами. Способность к неограниченному росту и неподвижность в фазе вегетации роднят грибы с растениями. Тело гриба состоит из гиф – длинных нитей. Грибы бывают полезными, как те, которые люди употребляют в пищу (отделы аскомицеты, базиномицеты). Но многие виды грибов являются паразитами или патогенами, вызывающими болезни человека, животных и растений, повреждающими продукты. Некоторые виды грибов, такие как дрожжи или пенициллин, люди используют в своих целях.
Царство растений
Эукариоты; отличительные особенности – способность к неограниченному росту, автотрофный тип питания (фотосинтез), неподвижный образ жизни. Клеточная стенка из целлюлозы. Размножение половое. Делятся на подцарства низших и высших растений. Низшие растения (водоросли), в отличие от высших (споровые и семенные), не имеют органов и тканей.
Царство животных
Эукариотические многоклеточные организмы с гетеротрофным типом питания. Особенности – ограниченный рост, способность к передвижению. Клетки образуют ткани; клеточная стенка отсутствует. Размножение – половое, у низших групп возможно чередование полового и бесполого. Животные имеют нервную систему той или иной степени развития.
Учебное пособие по царству растений | CK-12 Foundation
Биология
Общая картина
Растения — это многоклеточные эукариоты, клеточные стенки которых состоят из целлюлозы. Растения необходимы для нашей окружающей среды, потому что они обеспечивают кислород и поглощают углекислый газ, создают среду обитания для животных и обеспечивают пищу почти для каждого живого организма на Земле.
Растения используют фотосинтез для производства энергии для себя и других живых существ. Растения произошли от каменных сорняков, которые размножались, выделяя споры, в виды, более способные распространять свои семена.
Ключевые термины
Растения: Многоклеточные эукариоты с клеточными стенками из целлюлозы.
Смена поколений: Переход от одного поколения к другому между гаплоидными и диплоидными стадиями жизненного цикла растений.
Гаплоид: Наличие только одной хромосомы каждого типа.
Диплоид: Имеющий по две хромосомы каждого типа (удвоенное количество хромосом у гаплоидов).
Гаметофит: Гаплоидная особь, полученная в результате бесполого размножения спорами.
Спорофит: Диплоидная особь, полученная путем оплодотворения гамет (половых клеток).
Спора: Репродуктивная структура приспособлена к расселению и выживанию в течение длительного времени в неблагоприятных условиях.
Вегетативное размножение: Размножение стеблями, корнями или листьями.
Stonewort: Водная водоросль, похожая на предка, от которого произошли многие ранние растения.
Ризоид: Волосообразная структура несосудистого растения, которая поглощает воду и минералы и прикрепляет растение к поверхности.
Сосудистая ткань: Тип растительной ткани, которая транспортирует жидкости по растению.
Лигнин: Жесткая, гидрофобная молекула углевода, которая придает жесткость и водонепроницаемость сосудистым тканям растений.
Семя: Содержит зародыш и запас пищи, заключенный в прочную оболочку.
Прорастание: Ранний рост и развитие зародыша растения в семени.
Голосеменные: Тип семенного растения, которое производит голые семена в шишках.
Конус: Структура, состоящая из чешуек, несущих голые семена у семенных растений, называемых голосеменными.
Покрытосеменное: Семенное растение, образующее цветки.
Цветок: Структура покрытосеменных, состоящая из мужских и женских репродуктивных структур.
Сорняки: Растения, которые растут там, где люди не хотят их видеть, например, на полях или в садах.
Что такое растения?
Растения это:
- Многоклеточные эукариоты
- Клетки имеют хлоропласты
- Клеточные стенки из целлюлозы
- Имеют специализированные репродуктивные системы
- Готовить пищу и расти с помощью фотосинтеза
- Требуются вода, солнечный свет и углекислый газ для производства энергии
Жизненный цикл растений
Все растения претерпевают смену поколений.
- Позволяет осуществлять как бесполое размножение ( гаплоидное поколение ), так и половое размножение ( диплоидное поколение ).
- Ранние растения размножаются с помощью споры и большую часть жизненного цикла проводят в виде гаплоидных гаметофитов . Для производства спор требуется мало энергии и вещества, и они вырастают в новые особи без необходимости оплодотворения.
- Современные растения размножаются гаметами с использованием пыльцы и семян и проводят большую часть жизненного цикла в виде диплоидных спорофитов.
- Бесполый способ размножения современных растений называется вегетативным размножением.
Рисунок: Чередование поколений между гаплоидными и диплоидными поколениями.
Изображение предоставлено: Джеффри Финкельштейн, GNU-FDL 1.2
Биология
Царство растений, продолжение.
Эволюция растений
- Лигнин: Прочная молекула углевода, которая «боится воды» или гидрофобна. Лигнин поддерживает сосудистые ткани в стебле. Гидроизоляция делает их более эффективными при транспортировке жидкостей.
- Корни, которые могут проникать в почву и камни, поглощать воду и минералы и закреплять растение.
- Листья с большим количеством хлоропластов.
4. В ходе эволюции растения получили семян. Прочная оболочка семени защищает и питает зародыш (зиготу, которая уже начала развиваться). Рост растения внутри семени называется прорастанием. Повышает шанс выжить эмбриона в тяжелых условиях.
5. Возникают различные виды семенных растений.
- Голосеменные растения производят открытые семена в шишках. Шишки состоят из перекрывающихся чешуек, которые представляют собой видоизмененные листья.
- Покрытосеменные растения — цветковые растения. Мужские и женские репродуктивные структуры обнаружены в 90 113 цветках.
Классификация живых растений
Несосудистые
Растения
Печеночники
отсутствие листьев, корней и стеблей; расти низко к земле;
размножаются спорами; нуждаются во влажной среде обитания
Роголистники
не имеют листьев, корней и стеблей; выше, чем печеночники, но все же растут низко к земле; длинные и заостренные спорофиты; размножаются спорами; нуждаются во влажной среде обитания
мхи
10 000
не имеют листьев, корней и стеблей; расти низко к земле; размножаются спорами; нужна влажная среда обитания; растут плотными группами; наиболее сходны с сосудистыми растениями и имеют корневидную, листовидную и стеблевидную структуру
Сосудистые
Растения
Плауны
корни и крошечные листья; отсутствие стеблей; растут низко к земле; размножаются спорами; нуждаются во влажной среде обитания
11,000
крупные листья в вайях; жесткие стебли; высокорослый; размножаются спорами; нуждаются во влажной среде обитания
Гинкго
только один живой вид; размножаются семенами и пыльцой
Биология
Царство растений прод.
Классификация живых растений (продолжение)
Саговники
деревья с толстыми стволами и папоротниковидными листьями; размножаются семенами и пыльцой; дают семена в яркоокрашенных шишках
Хвойные деревья
в большинстве это деревья с игольчатыми листьями, такие как сосны; размножаются семенами и пыльцой; производят семена в шишках
Gnetae
деревья с деревянными стволами; адаптации к сухости; размножаются семенами и пыльцой; давать семена в шишках
Цветковые растения
258 650
огромное разнообразие; размножаются семенами и пыльцой; производят семена в завязях цветов; завязи могут превращаться в плоды, что способствует распространению семян
Важность растений
- Обеспечивают пищей почти все наземные организмы
- Производство кислорода и поглощение углекислого газа
- Кислород необходим для клеточного дыхания
- Используя углекислый газ, растения помогают уменьшить парниковый эффект и глобальное потепление
- Рециркулирующие вещества в биогеохимических циклах (пример: транспирация, фиксация азота)
- Предоставить множество продуктов для использования человеком
- Создание среды обитания для многих организмов
- Сорняки доставляют неудобства, потому что они занимают место и ресурсы, препятствуя росту желаемых растений.
Что я могу делать со специализацией в области ботаники?
Что я могу делать со специализацией в Ботанике?
Что я могу делать со специализацией в области ботаники?
Что такое ботаника?
Ботаника — это научное исследование растений, показывающее их функции, то, как они выглядят, как они связаны друг с другом, где они растут, как люди используют растения и как растения эволюционировали. Ботаника часто включает изучение водорослей, может иметь дело с грибками и бактериями и обычно исследует жизнь растений, от крошечных плавающих рясок до гигантских секвой. Растения необходимы для жизни людей, обеспечивая нас всей пищей, прямо или косвенно, а также кислородом, которым мы дышим. Кроме того, царство растений — это аптечка природы, потому что растения являются источником многих наиболее важных лекарственных средств, используемых сегодня. Некоторые растения дают прекрасные цветы, за которые люди платят сотни долларов, растения и растительные материалы носят люди, а некоторые растения производят токсины, которые убивают животных, в том числе людей.
Растения являются основой всех земных сообществ, и они существенно влияют на климат мира, глобальные круговороты питательных веществ и воды, а также на жизнь животных каждый день.
Зачем изучать ботанику?
Поскольку растения настолько разнообразны, ботаники — ученые, изучающие растения, — разделяют общий интерес и любопытство к сотням тысяч видов растений на Земле. В то время как некоторые ботаники получают докторскую степень. и могут проводить исследования и преподавать в колледже или университете, гораздо больше ботаников получают степень бакалавра и находят работу в самых разных местах и профессиях. Если вы хотите работать в тропическом лесу или на ферме, изучение ботаники поможет вам подготовиться. Если вы хотите искать новые лекарства или расширять границы в изучении клеточных и молекулярных процессов в растениях, работа с ботаником может привести вас в правильном направлении. Если вы хотите понять экологические и глобальные процессы, ботанические знания имеют решающее значение.
Если вы хотите стать врачом или стоматологом или работать в сфере здравоохранения, степень ботаники может быть использована как средство для достижения вашей цели. Или, если вы просто хотите научиться выращивать более крупные овощи, более яркие цветы или более здоровые газоны, Ботаника будет вам чрезвычайно полезна.
Что я могу изучать?
| Plant Ecology | Plant Anatomy |
| Economic Botany | Plant Molecular Biology |
| Ecosystem Ecology | Plant Physiology |
| Paleobotany | Plant Systematics |
| Plant-Animal Interactions | Field Биология |
| Клеточная биология | Репродуктивная биология растений |
| Genetics | Biology Education |
| Global Change Biology | Plant Care and Cultivation |
| Plant Ultrastructure | Plant Development Biology |
| Environmental Biology | Sexual Plant Reproduction |
Где я могу работать?
Потребность в ботаниках и специалистах по ботанике в будущем будет расти.
Заголовок недавней новостной статьи из журнала Nature : «Университеты США обнаружили, что спрос на ботаников превышает предложение». Предприятия, промышленность и исследовательские центры также ищут ботаников. Например, Центр изучения растений Данфорта в Сент-Луисе недавно открылся, и теперь в нем работают многие ботаники, чтобы углубить понимание основ биологии растений, применить новые знания на благо питания и здоровья человека, а также повысить устойчивость сельского хозяйства во всем мире. В Оклахоме в Фонде С. Р. Ноубла работают ботаники, которые изучают способы повышения продуктивности растений с помощью фундаментальных исследований и прикладных биотехнологий. По мере того, как население Земли продолжает стремительно увеличиваться, необходимость выращивать более урожайные культуры и более питательные продукты будет зависеть от талантов ботаников. Поскольку все люди используют ресурсы и производят отходы, нагрузка на окружающую среду также будет возрастать, и ботаники будут нуждаться в помощи в решении проблем загрязнения воздуха, воды и почвы, а также в сохранении экосистем по всему миру.
Мир постоянно меняется, но потребность в будущих ботаниках остается сильной.
ВОЗМОЖНЫЕ РАБОТОДАТЕЛИ
|
Ботаника Карьера Веб-сайты для вакансий:
http://www. ars.usda.gov/careers/scientificcareers/ | ||
| 4. /карьера/ | ||
| http://www.ashs.org/hortcareer.html | ||
| http://www.sysbot.org/ | | |
| http://www.aibs.org/index.html | ||
| http://www.oesc.state.ok.us/jobnet/ | ||
| http://www.state.ok.us/~opm/ | ||
| http://www.usajobs.opm.gov/ | ||
| http://www.coolworks.com/showme/ | ||
 |