Ботаника – наука о растениях. Место растений в системе органического мира. Разделы ботаники. Значение растений для человека.
Ботаника изучает жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие. (Название этой науки происходит от греческого слова "ботанэ", что значит "зелень, трава, растение").
Объект изучения.Ботаника охватывает широкий круг проблем: закономерности внешнего и внутреннего строения (морфология и анатомия) растений, их систематику, развитие в течение геологического времени (эволюция) и родственные связи (филогенез), особенности прошлого и современного распространения по земной поверхности (география растений), взаимоотношения со средой (экология растений), сложение растительного покрова (фитоценология, или геоботаника), возможности и пути хозяйственного использования растений (ботаническое ресурсоведение, или экономическая ботаника).
Основные разделы ботаники.Морфология – внешнее и внутренне строение органов Р и становлении их структур органов в процессе эволюции. Органография-учение об органах Р. Цитология-учение о клетке. Гистология-учение о тканях. Эмбриология-учение об образовании и закономерностях развития Р. Геоботаника-наука о растительных сообществах. Палеоботаника – о растениях из прошлого. Анатомия – внутренне строение Р. Экология – среда обитания, взаимодействие Р друг с другом и окр. Средой. Систематика – описание всех видов Р, их классификаия по таксонам от вида до царства, эволюция. Физиология – процессы жизни Р. Фитоценология – изучает растительные сообщества (лес,болото). Флористика – изучает флору, составляет списки всех Р одной территории. География – распространение Р, ареалы. По объектам исследования в ботанике выделяют фикологию (альгологию) — науку о водорослях, микологию — о грибах, лихенологию — о лишайниках, бриологию — о мхах и др.; изучение микроскопических организмов, преимущественно из мира растений (бактерий, актиномицетов, некоторых грибов и водорослей), выделяют в особую науку — микробиологию. Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.
Отличительные черты растительной клетки. Строение клеточной оболочки. Пластиды, типы пластид, пигменты пластид. Субмикроскопическое строение хлоропласта. Запасные вещества растительной клетки: углеводы, сахара, крахмал, белки, жиры и эфирные масла, кристаллы оксалата кальция.
Понятие «ткани». Простые и сложные ткани. Образовательные ткани, классификация, характеристика, функция.
Классификация тканей растений разработана по генетическим и морфологическим признакам. Характеристика тканей растений определяется расположением ткани и выполняемым ею функциям.
1) Образовательные (меристемы)
- верхушечные
- боковые
- вставочные
- раневые
2) Покровные
- наружные
- внутренние ( регулируют прохождение в-в)
3) основная паренхима
- ассимиляционные ткани
- запасающие ткани
- аэренхима
- выделительные ткани: наружные, внутренние
4) Механические (опорные,склетные, арматурные)
- колленхима
- склеренхима
5) Проводящие
- ксилема (древесина)
- флоэма (луб)
6) Всасывающие
- ризодерма
- веломен
- всасывающий слой щитка в зародышах злаков
- паустории паразитных Р
- гидропоты
Покровные ткани, классификация, функции. Первичная покровная ткань стебля - эпидерма, ее строение и функции. Типы устьичных аппаратов. Первичная покровно-всасывающая ткань корня - ризодерма, ее строение, связанное с выполняемыми функциями. Вторичная покровная ткань - перидерма, ее образование и строение. Формирование и строение третичной покровной ткани - корки.
Проводящие ткани, классификация, функции. Ксилема. Первичная и вторичная ксилема, строение, формирование, функции. Элементы ксилемы, их типы, развитие и строение. Флоэма. Первичная и вторичная флоэма. Элементы флоэмы, их развитие, строение и функции. Проводящие пучки.
Проводящие ткани служат для передвижения по растению растворенных в воде питательных веществ. Подобно покровным тканям , они возникли как следствие приспособления растения к жизни в двух средах: почвенной и воздушной. В связи с этим появилась необходимость транспортировки питательных веществ в двух направлениях.
От корня к листьям движется восходящий, или транспирационный, ток водных растворов солей . Ассимиляционный, нисходящий, ток органических веществнаправляется от листьев к корням. Восходящий ток осуществляется почти исключительно по трахеальным элементам ксилемы , а нисходящий - по ситовидным элементам флоэмы .
Сильно разветвленная сеть проводящих тканей несет водорастворимые вещества и продукты фотосинтеза ко всем органам растения, начиная от тончайших корневых окончаний до самых молодых побегов. Проводящие ткани объединяют все органы растения. Помимо дальнего, т.е. осевого, транспорта питательных веществ, по проводящим тканям осуществляется и ближний - радиальный транспорт.
Все проводящие ткани являются сложными, или комплексными, т.е. состоят из морфологически и функционально разнородных элементов. Формируясь из одной и той же меристемы , два типа проводящих тканей - ксилема и флоэма - располагаются рядом. Во многих органах растений ксилема объединена с флоэмой в виде тяжей, называемых проводящими пучками .
Существуют первичные и вторичные проводящие ткани. Первичные проводящие ткани закладываются в листьях, молодых побегах и корнях. Они дифференцируются из клеток прокамбия . Вторичные проводящие ткани, обычно более мощные, возникают из камбия .
Ксиле́ма, или древеси́на — основная водопроводящая ткань сосудистых растений; один из двух подтипов проводящей тканирастений, наряду с флоэмой — лубом.
Ксилема состоит из мёртвых одеревеневших клеток, имеющих отверстия (перфорацию) — трахеид, а также из сосудов, образованных при слиянии ряда клеток; волокон и паренхимных клеток. У ряда видов сосуды отсутствуют, у остальных видов сосуды развиты по-разному, наибольшего развития достигая у покрытосеменных. Клетки ксилемы объединяются в так называемые проводящие (сосудисто-волокнистые) пучки, которые при рассмотрении стебля в разрезе образуют кольцо.
Основная функция — транспорт воды и минеральных солей от корней к листьям, то есть осуществляет восходящий ток.
Флоэ́ма (от греч. φλοῦς — кора) — то же, что и луб — проводящая ткань сосудистых растений, по которой происходит транспорт продуктов фотосинтеза к частям растения, где происходит их использование (подземные части, конусы нарастания) или накопление (зреющие семена, плоды). Вместе с ксилемой (древесиной), обеспечивающей транспорт воды и минеральных солей, образует проводящие пучки.
Обособленные тяжи проводящей системы, состоящие чаще из ксилемы и флоэмы , называют проводящими пучками. Первоначально они возникают из прокамбия . Вокруг пучков нередко формируется обкладка из живых или мертвых паренхимныхклеток. Они могут быть полными, т.е. состоящими из флоэмы и ксилемы , и неполными, состоящими только из ксилемы или флоэмы. В тех случаях, когда частьпрокамбия сохраняется и превращается затем в камбий , а пучок способен к вторичному утолщению, говорят об открытых пучках. Они встречаются у большинства двудольных и голосеменных . В закрытых пучках однодольных прокамбий полностью дифференцируется в проводящие ткани.
В зависимости от взаимного расположения флоэмы и ксилемы различают пучки нескольких типов. Чаще всего флоэма лежит по одну сторону от ксилемы. Такие пучки называют коллатеральными (открытые и закрытые). У части двудольных растений (из семейств пасленовых , вьюнковых , тыквенных и т д.) одна часть флоэмы располагается снаружи, а другая - с внутренней стороны ксилемы. Такой пучок называется биколлатеральным, a соответствующие участки флоэмы - наружной и внутренней флоэмой. Камбий находится между наружной флоэмой и ксилемой .
Встречаются также концентрические пучки, при этом либо флоэма окружает ксилему (центроксилемные пучки), либо, наоборот, ксилема окружает флоэму (центрофлоэмные). Центрофлоэмные пучки найдены в стеблях и корневищах рядадвудольных ( ревень , щавель , бегония ) и однодольных (многие лилейные , осоковые). Известны пучки промежуточные между закрытыми коллатеральными и центрофлоэмными. Центроксилемные пучки обычны для папоротников .
В центре молодых корней голосеменных и покрытосеменных , имеющих первичное строение, располагается проводящий пучок, получивший название радиального.Ксилема в таком пучке расходится лучами от центра, а флоэма располагается между лучами. Возникают эти пучки из прокамбия . В корнях двудольных и голосеменныхмежду ксилемой и флоэмой сохраняется слой прокамбиальных клеток, которые позднее дифференцируются в камбий . Встречаются однолучевые (монархные), двулучевые (диархные), трехлучевые (триархные), четырехлучевые (тетрархные), пятилучевые (пентархные) и многолучевые (полиархные) радиальные лучи. Последние обычны у однодольных .
Схематичное изображение строения различных типов проводящих пучков на поперечном их срезе (ксилема зачернена, флоэма показана точками, а камбий - продольными штрихами).
1 - открытый коллатеральный, 2 - открытый биколлатеральный, 3 - закрытый коллатеральный, 4 - концентрический закрытый центрофлоэмный, 5 - концентрический закрытый центроксилемный, 6 - закрытый радиальный проводящий пучок.