Наука, изучающая мир растений, именуется ботаникой. В процессе практической деятельности людей появились знания о ботанике и со временем постепенно накапливались. Сбор корней, луковиц, клубней, семян можно считать начальным этапом в изучении человеком мира растений. Различать растения, ориентируясь, где съедобные, а где – нет, ядовитые или лекарственные, определять места их произрастания, сроки сбора, приготовления и особенности хранения, корни, а также то, как питается растение, какая почва должна быть, чтобы растение получало все необходимы питательные вещества для здорового полноценного роста — все это было человеку просто необходимо в повседневной жизни.
Время появления ботаники как отрасли науки относят к 200 – 300 гг. до нашей эры. Известные древние ученые Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.) и Феофраст (371 – 286 гг. до н . э.) стояли у ее истоков. Их заслугой является систематизация собранной информации о различных растениях, их строении, а также особенностях их культивирования, зонах распространения, применении в пищу и в хозяйстве.
Ботаника в современном мире является наукой, включающей множество отраслей. Основная направленность ее состоит в том, чтобы исследовать каждое растение, в отдельности, а также их сообщества, образующие в свою очередь леса, степи, луга. Огромный объем материалов изучается ботаническими науками – состав отдельных частей растений, особенности их роста, взаимоотношения их с окружающим миром; порядок распределения по природным зонам, особенности эволюции представителей царства растений, предпосылки для появления огромного количества уникальных растений, классификации их по различным признакам, возможности рационального применения особенно ценных в хозяйстве растений и проведение исследований для культивирования ранее не известных кормовых, овощных, плодовых и лекарственных растений. Актуальной является проблема охраны ресурсов природы и, в том числе, растений (особенно редких и вымирающих видов). Баланс в сообществах растений формируется в течение тысячелетий, поэтому нарушения в связи с исчезновением даже одного из растений наносят ощутимый урон природе.
Для проведения исследовательской работы широко применяются различные экспериментальные методы и технические приспособления, такие как микроскопическая (электронная и световая) и вычислительная техника, другое современное оборудование. Имеет место тесная взаимосвязь ботаники с другими науками – лесоводством, почвоведением, зоологией, агрономией, медициной, химией, геологией.
Цветковые растения – это корень, стебель, лист, цветок и плод, а точнее это деревья, кустарники и травы. Именно благодаря корню, стеблю и листьям растение питается. Вот почему корень, стебель и лист называют органами питания. При помощи цветков и плодов растение может размножаться. Другими словами цветок и плод называют органами размножения. К деревьям и кустарникам относятся многолетние растения с деревянистыми стеблями. Травы имеют сочные и зелёные травянистые стебли, которые в свою очередь бывают однолетние, двулетние и многолетние.
Строение растений
Семена
Питание растений
Корень растения
Листья растений Стебель растения – очень важный орган растения, по стеблю идёт передвижение питательных веществ и листья растения тянутся к свету. Кроме этого в стебле откладываются запасные органические вещества. Стебель растёт в высоту своей верхушкой, в толщину благодаря делению и росту клеток камбия. Стебли растений очень разнообразны, поэтому существуют надземные и подземные стебли, а также деревянистые и травянистые. Размножение растений — благодаря питанию, дыханию и росту — растения существуют, но чтобы продолжать свой род, растение должно размножаться. Размножаться растения могут различными способами – вегетативными, семенными. Переоценить хозяйственное значение размножения растений практически невозможно. Но благодаря различным способам размножения растений у людей есть возможность получить определенное количество необходимых растений, а также засеивать поля, заниматься высадкой лесов.
Жизнедеятельность растений — рассмотрев строение растений, можно выделить главные признаки: питание растений осуществляется из воздуха и из почвы; дыхание растений — как и любой другой живой организм, растение дышит кислородом; роль клеток в жизни растения – любое растение формируется из клеток, которые в свою очередь состоят из ядра и протоплазмы; рост и движение растений — растение постоянно растет, рост его стебля, корня и листьев очень заметен. Также увеличиваются в размерах за счет роста цветки и плоды; развитие растений — ярко выраженные изменения происходят с растениями в течение всего их существования; размножение растений – любые живые организмы могут размножаться, и растения тому не исключение.
Водоросли – это группа самых низших, автотрофных, как правило, водных, растений, содержащих хлорофилл и другие пигменты, которые вырабатывают органические вещества в процессе фотосинтеза. Цветков и семян не имеют, споры лишены твёрдой оболочки. Средой обитания водорослей является вода: пруды, реки, моря, озера, океаны. Только малая часть представителей этой группы растений могут обитать на суше в местах с повышенной влажностью. Водоросли имеют огромное значение в существовании водоемов. Благодаря жизнедеятельности водорослей, из воды поглощается углекислый газ и выделяется кислород. Вследствие этого процесса обеспечиваются благоприятные условия для дыхания и жизни обитателей озер, рек, прудов, в том числе рыб.
Грибы — царство живой природы, объединяющее в себе эукариотические организмы (сочетают в себе признаки, растений и животных). Грибы изучает наука микология, которая считается разделом ботаники, так как раньше грибы относили к царству растений. Строение грибов очень простое. Они не имеют цветков, листьев стеблей и корней. Все тело гриба представлено сплетением прозрачных нитей, формирующих грибницу. Грибы могут обитать в темных местах в связи с отсутствием у них хлорофилла, в результате чего грибам необходима для жизни влага. Грибы бывают съедобные и несъедобные.
Растительный мир удивительно разнообразен.
Это далеко не вся информация о растениях и деревьях. В дальнейшем Вы узнаете много интересной и полезной информации о стеблях, о передвижении веществ в растении, о многообразии цветковых растений и основных группах растений. |
Морфология растений
Морфология растений
Москва, ул. Хамовнический вал, д.6,
Центр педагогического мастерства
[email protected]
Войти
Морфология растений
На уровень вверх
Список литературы
- Жизнь растений. Том 3. Водоросли. Лишайники. М., 1977
- Жизнь растений. Том 4. Мхи. Плауны. Хвощи. Папоротники. Голосеменные растения. М., 1978
- Жизнь растений. Том 5, часть 1. Цветковые растения. Двудольные: магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды. М., 1980
- Жизнь растений. Том 5, часть 2. Цветковые растения. Двудольные: дилленииды, розиды, астериды. М., 1981
- Жизнь растений. Том 6. Цветковые растения. Однодольные. М., 1982
- Чуб В. В. Ботаника. Часть1. Строение растительного организма. М.: МАКС Пресс, 2005
- Зитте П., Вайлер Э. В., Кадераит Й. В., Брезински А., Кернер К.; на основе учебника Э. Страсбургера [и др.]; пер. с нем. Н.В.Хмелевской, К.Л.Тарасова, К.П. Глазуновой, А.П.Сухорукова. Ботаника. Учебник для вузов : в 4 т. — М.: Издательский центр «Академия», 2007.
- Васильев А. Е. и др. Ботаника: Анатомия и морфология растений: Учебное пособие. – Просвещение, 1988.
- Тахтаджян А. Л. Мир растений //М.: Просвещение. – 1980.Федоров А. А., Кирпичников М. Э., Артюшенко З. Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Лист //М.-Л.: Изд-во АН СССР. – 1956. – Т. 304.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
авторизация
Забыли пароль?
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Регистрация прошла успешно!
На адрес электронной почты, который Вы указали при регистрации, отправлено письмо с инструкцией для подтверждения Вашего аккаунта. Следуйте ей для получения доступа к полному функционалу портала.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Ваш аккаунт подтвержден!
Пожалуйста, авторизуйтесь. После авторизации вы сможете пользоваться функционалом портала без ограничений.
Забыли пароль?
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Смена пароля
Пожалуйста, введите адрес электронной почты Вашего аккаунта и мы пришлём туда Ваш новый пароль
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Смена пароля
На ваш адрес электронной почты выслано сообщение с новым паролем
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Ваша заявка принята!
Мы скоро ответим на нее по электронной почте.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Чтобы подать заявку на участие в мероприятии, пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь на портале.
Забыли пароль?
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ ЦЕНТРА ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА
Подтвердите ваш E-mail!
Чтобы подать заявку на участие в мероприятии, пожалуйста, подтвердите свой адрес электронной почты через автоматическое письмо, которое выслано на ваш адрес.
Конструкции завода: введение и краткое изложение
Части растения делятся на две основные части: корень и
стрелять. Корень состоит из всех структур под почвой, и
побег состоит из вышеперечисленных структур. Входит в состав побега семенных растений
это стебель, листья и семена. Кроме того,
покрытосеменные содержат цветы как часть их
стреляет. Каждая из этих структур по-разному жизненно важна для растений.
существование.
Семя, которое развивается из семяпочки после оплодотворения,
окружает зародыш растения и защищает его от высыхания. Каждое семя состоит
эмбриона, источника пищи и защитной внешней оболочки, и может находиться в состоянии покоя в течение
некоторое время до появления всходов. Семена покрытосеменных (семена цветковых растений)
содержатся в защитных завязях (впоследствии превращающихся в плоды), которые помогают
предохраняют семена от высыхания и способствуют их распространению.
Корни растения выполняют функцию запасания питательных веществ, приобретения
воды и минералов (из почвы), а также прикрепление растения к
подложка. Различные растения имеют разные типы корней, начиная от
стержневой (двудольные) к мочковатой корневой системе (однодольные) к
придаточные корни (лозы). Крошечные корневые волоски, отходящие от
корневой поверхности, обеспечивают растению огромную общую поглощающую поверхность и являются
отвечает за большую часть потребления воды и минералов растением.
Стебли растений (или стволы, как их называют у деревьев) в первую очередь служат для
транспортируют питательные вещества и обеспечивают физическую поддержку. Транспорт достигается за счет
сосудистая система (состоит из ксилемы и флоэмы), несущая
вода, минеральные вещества и продукты фотосинтеза по всему телу растения.
Ткани стеблей однодольных и двудольных растений расположены
по-разному, с дискретными сосудистыми пучками в однодольных и непрерывными кольцами
сосудистой ткани у многих двудольных.
Листья растения содержат хлорофилл и являются основными местами
фотосинтез. Из-за этой важной функции листья являются местом
газообмен в растениях и мелкие поры (устьица) на поверхности листа
пропускают углекислый газ и кислород (побочный продукт фотосинтеза) наружу.
окружающий воздух. Эти устьица регулируются замыкающими клетками, которые открываются и
закрыть в зависимости от наличия влаги в окружающей среде и защитить
растение от потери слишком большого количества воды в результате испарения (явление, называемое
транспирация).
Цветки содержат репродуктивные органы покрытосеменных растений. Каждый цветок состоит
из четырех оборотов, каждый из которых содержит одну из основных структур
цветок. Чашечка содержит чашелистики, а венчик содержит
лепестки; вместе чашечка и венчик составляют околоцветник, или не-
репродуктивная часть цветка. Андроцей содержит
тычинки. Тычинки, мужские репродуктивные органы, каждая содержит пыльник.
(участок производства пыльцы) и нити. Гинецей, в самом
центре цветка, содержит пестики (иногда называемые
плодолистика), женские репродуктивные органы. Каждый пестик состоит из
рыльце, столбик и завязь.
Почему исследования в области биологии растений сегодня? — Исследования и обучение в области биологии растений для 21 века
На протяжении всей истории человечества растения были объектом всепроникающего, а иногда и преобладающего художественного и интеллектуального интереса. Растения были важными объектами с самого раннего изучения жизненных процессов и занимали центральное место в научных исследованиях девятнадцатого и начала двадцатого веков.
Остаются веские причины для изучения основных жизненных процессов растений. Исследования растений обогащают нашу интеллектуальную жизнь и дополняют наши знания о других жизненных процессах. Результаты исследований растительных систем также могут научить нас как подходить к проблемам в сельском хозяйстве, здравоохранении и окружающей среде.
Растения, здоровье человека и цивилизация
Наше понимание жизни растений лежит в основе широкого круга видов деятельности и затрагивает практически все аспекты человеческой жизни. С самого начала развитие и процветание человеческих цивилизаций зависело от их способности управлять растениями, и иногда они падали из-за своей неспособности делать это. На протяжении всей истории растения собирали, продавали, выборочно адаптировали к новым условиям и разводили для получения новых комбинаций признаков. Растениями манипулировали для использования в качестве пищи и волокон, а также для многих других, особенно эстетических, целей.
Современная цивилизация опирается на успешное и устойчивое выращивание растений и на разумное использование базы биологических и физических ресурсов, от которых зависит их выращивание. Наши знания об окружающем нас мире будут неполными, если мы не включаем в наши открытия растения, и искажаются, если мы не уделяем должного внимания растительной жизни. У общества также есть много веских практических причин инвестировать в исследования растений и обучать своих граждан карьере, в которой важны знания о растениях. Благодаря фундаментальным открытиям в области жизни растений возникают технологии и возможности для широкого спектра практических применений ().
Рисунок 2
Потенциальное применение исследований в области плановой биологии.
Растения и окружающая среда
Только высшие растения и некоторые микроорганизмы могут преобразовывать световую энергию солнца в химическую энергию. Фотосинтезирующие организмы находятся в центре земного гостеприимства по отношению к другой жизни. Растения и фотосинтезирующие бактерии дали начало земной атмосфере. Они играют важную роль в регулировании климата, химических и биологических условий почвы и воды. Фотосинтетические растения являются источником ископаемого топлива, которое мы истощаем сегодня, и они обеспечивают наиболее легко собираемый источник возобновляемой энергии завтрашнего дня. Первичный атмосферный газ, используемый растениями в процессе фотосинтеза, двуокись углерода, является одним из основных «парниковых» газов. Растения регулируют круговорот углерода в биосфере. Растения, отчасти благодаря своим уникальным симбиотическим отношениям с микроорганизмами, также играют важную роль в регулировании распределения азота между атмосферными и жизненными процессами. Мы никогда не сможем полностью понять глобальную окружающую среду — и не будем серьезно надеяться на успешное управление ею в условиях стремительного роста населения — до тех пор, пока у нас не будет гораздо более полного понимания растений, их клеточных процессов, а также их экологии и популяционной биологии.
Растения играют важную роль в поддержании здоровой окружающей среды, например, контролируя эрозию и загрязнение воды, а также помогая уменьшить загрязнение воздуха. Они улучшают среду для деятельности человека повсюду — от закрытых помещений до обширных диких территорий.
Роль наземных растений и морского фитопланктона в поддержании среды, пригодной для проживания человека, недооценивается, но растет осознание насущной необходимости осветить роль растений. Накопленные последствия более чем вековой промышленной деятельности, взрывной рост населения, резкие изменения в землепользовании и другие последствия использования земли человеком показывают, что деятельность человека может перевесить буферные эффекты естественных процессов, регулирующих глобальный климат. Здоровье и благополучие человечества вполне может зависеть от нашего лучшего понимания того, на чем можно основывать более разумное использование растительной жизни.
Уникальные и интересные с научной точки зрения свойства растений
Растения отличаются от животных по нескольким важным признакам.
Развитие . Для роста растения из недифференцированной клетки в полноценный и зрелый организм требуется всего несколько гормонов. Более того, растительные клетки тотипотентны: можно регенерировать целое растение из одной клетки листа или корня. Напротив, специфические клетки (зародышевая линия) животного в раннем развитии образуют зародышевые клетки. Растения не имеют в этом смысле зародышевой линии и производят половые органы и гаметы из соматической ткани на поздних стадиях своего развития.
Биохимия . Растения являются практически единственным источником нового кислорода и углеводов на планете. Свет собирают уникальные органеллы — хлоропласты. Растения синтезируют 20 аминокислот, необходимых для белков, в том числе 10 аминокислот, которые человек не может производить. Более того, в уникальных симбиотических отношениях с некоторыми растениями микроорганизмы могут фиксировать атмосферный азот для использования растениями в синтезе аминокислот, белков и других соединений.
Физиология . У растений отсутствуют основные системы органов, присутствующие у животных. Тем не менее, их физиология позволяет им реагировать на окружающую среду. Вместо иммунной системы у них есть индуцируемые механизмы устойчивости к болезням, которые позволяют им вырабатывать естественные токсины против грибковых и бактериальных патогенов. Вместо нервной системы у них есть набор рецепторов и пигментов, которые позволяют им реагировать на окружающую среду. Вместо мышечной и скелетной системы у них есть новый набор волокон для поддержки. Они привязаны к своему субстрату и могут двигаться только за счет роста или набирания или потери воды.
Растения и глобальное потепление
Создатели моделей атмосферы пытаются оценить влияние изменений концентрации углекислого газа на глобальные погодные условия и температуру. Модели, которые предсказывают поглощение углекислого газа и потерю воды листьями, выращенными в различных условиях окружающей среды, могут внести важный вклад в объяснение глобального изменения климата. Другие исследования растений необходимы для разработки чувствительных способов определения того, какая часть световой энергии, поглощаемой листом, используется для фотосинтеза (для метаболизма и роста), а какая часть просто переизлучается в виде тепла. Эффективность, с которой растения используют свет, может сильно варьироваться в зависимости от переменных окружающей среды, таких как нехватка воды, температура, болезни или повреждение насекомыми, или колебания в поступлении азота или фосфора. Теоретические модели проходят тщательную проверку с достаточной степенью успеха. Кроме того, разрабатываются методы дистанционного зондирования для оценки фотосинтетической активности целых растительных сообществ в ответ на стресс. Моделирование и экспериментальные исследования обещают получение количественной информации, необходимой для обоснования прогнозов атмосферных изменений (или их отсутствия).
Растения в сельском хозяйстве, медицине и промышленности
Макроскопические и микроскопические растения образуют первое звено в наземных и водных пищевых цепях. Таким образом, растения составляют основу сельского хозяйства. Вместе с микроорганизмами и домашними животными растения являются сырьем для нашей еды и питья. Растения также обеспечивают многие материалы, используемые в одежде и зданиях. Применение базовых знаний о растениях сделало возможным современное сельское хозяйство. Например, исследования потребностей растений в питательных веществах привели к управлению плодородием почвы.
Зеленая революция была основана на фундаментальных знаниях, полученных в результате исследований в области генетики и питания растений. Генетическая манипуляция — это мощный проверенный метод повышения продуктивности, качества и устойчивости растений к болезням. Базовые знания о генетической наследственности, защитных реакциях, генетике патогенов и генетике популяций будут и впредь способствовать совершенствованию технологий, необходимых для обеспечения стабильного снабжения продовольствием.
Растения имеют решающее значение для здоровья человека. Они являются единственным источником некоторых незаменимых аминокислот, витаминов и других питательных веществ в нашем рационе. Исследования с растениями сыграли центральную роль в выяснении роли витаминов в здоровье и болезнях человека: растения с высоким содержанием аскорбиновой кислоты, такие как перец и цитрусовые, предотвращают цингу. Зерновые в рационе обеспечивают витамины группы В. Многие лекарства были впервые обнаружены в виде растительных продуктов до того, как были разработаны методы их синтеза. Исследования на растениях позволили получить сердечные гликозиды (такие как наперстянка), широкий спектр полезных алкалоидов (таких как скополамин, атропин, хинин и эфедрин), дикумарол и многие другие лекарства. Исследования низших растений и сельскохозяйственных почв дали много антибиотиков. Даже сегодня более 20 процентов всех отпускаемых по рецепту лекарств получают из растений.
Химическая промышленность возникла в результате работы немецких ученых, которые научились синтезировать красители из каменноугольной смолы, производного ископаемых растений, для замены обычно используемых красителей, полученных из дикорастущих и культурных растений. Теперь поиск был обращен вспять, и ищут продукты растительного происхождения для замены вредных красителей каменноугольной смолы. Современная промышленность и общество по-прежнему во многом зависят от химических продуктов, получаемых из растений, таких как мыло, моющие средства, каучук, краски, смолы, пластмассы, адсорбенты и клеи.
Растения и истоки современной биологии
Исследования растений сильно повлияли на развитие биологии и способствовали многим важным научным достижениям. Именно исследования растений привели к открытию закономерностей генетической наследственности (горох Грегора Менделя), роли света в регуляции физиологических реакций высших организмов (фитохромы), транспозиции генетических элементов (контролирующие элементы у кукурузы). и белковой природы ферментов (уреаза). Исследования с растительным вирусом способствовали выяснению структуры самой ДНК (рентгеноструктурный анализ вируса табачной мозаики) и роли нуклеиновых кислот в генетическом материале всех форм жизни.
Эти примеры иллюстрируют, как изучение растений повлияло на биологические исследования на протяжении нескольких поколений. Но насколько хорошо мы подготовлены к тому, чтобы справиться с возможностями и проблемами, которые ждут нас впереди? Методы современной биологии и, в частности, современной генетики позволяют решать многие трудные проблемы биологии растений. До эпохи рекомбинантной ДНК инструменты, доступные для генетических исследований развития растений, метаболизма и реакции на окружающую среду, были относительно грубыми. Теперь современная генетика предлагает новые перспективы наукам о растениях. В некоторых областях современной биологии растения представляют собой предпочтительную модельную систему для фундаментальной и исследовательской науки благодаря применению молекулярно-генетических методов. Теперь ученые могут легко переносить гены между видами растений, а поскольку геномы некоторых видов растений довольно малы, их можно легко изучать. Растения можно использовать для ответа на многие общие вопросы биологии в таких различных дисциплинах, как развитие, метаболизм, регуляция генов, симбиоз и структура хромосом.
В задачи данного отчета не входит описание программы исследований в области наук о растениях. Другие отчеты Национального исследовательского совета содержали соответствующие программы исследований, например, Инвестиции в исследования (NRC, 1989a), Возможности в биологии (NRC, 1989b) и Исследования в области лесного хозяйства: мандат на перемены (NRC, 1990). ).
В последние годы научное сообщество проявляет значительно возросший интерес к исследованиям растений. Способность современных методов отвечать на важные вопросы биологии растений стимулировала интерес ученых ведущих университетов и других исследовательских институтов в США и за рубежом. Хорошо финансируемые лаборатории биологии растений здесь и в других местах вносят вклад в исследования на переднем крае биологии. Этот повышенный интерес породил больше достойных исследовательских предложений, чем могут финансировать государственные учреждения. Неофициальный обзор частного сектора сельскохозяйственной биотехнологии показывает, что в конце 19 в.В 80-х годах около 250 миллионов долларов (без учета затрат на разработку) ежегодно тратилось на фундаментальные исследования в области биологии растений компаниями, работавшими в основном или исключительно с растениями.
Плодотворность современных исследований в области биологии растений продемонстрирована в специальных выпусках Science (16 ноября 1990 г.