лекционный курс

УДК 581.4'8(076.5)

ББК 28.56я73 Л 16

Рецензент: Коновалов Д.А., д. фарм. н., профессор кафедры фармакогнозии ПятГФА

Л16 Ботаника: Лекционный курс. Учебное пособие для самостоятельной работы студентов 1-2 курсов (2,3 семестры) по дисциплине «Ботаника» (С2.Б9) (очная и заочная форма обучения)/ М.А. Галкин, Л.В. Балабан, Ф.К. Серебряная.- Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2011.- 300 с.

Иллюстрированный лекционный курс по ботанике составлен в

соответствии с ФГОС ВПО 3 поколения, программой по ботанике для

фармацевтических вузов, включает пять разделов - морфологию, анатомию,

систематику, географию, физиологию растений. В основу курса легли лекции,

читаемые для студентов 1-2 курсов преподавателями кафедры ботаники

ПятГФА (зав. кафедрой проф. Галкин М.А.). Лекционный курс предназначен

для подготовки к лабораторным занятиям по ботанике очного и заочного

отделения, для самостоятельной внеаудиторной работы студентов ПятГФА, а

также для дистанционного обучения студентов заочного отделения.

УДК 581.4'8(076.5)

ББК 28.56я73 Л 16

Допущено к внутривузовскому изданию Председатель ЦМС, В.В. Гацан профессор Протокол № 15 от « 5 » марта 2011 г.

©ГОУ ВПО Пятигорская государственная фармацевтическая академия, 2011

2

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы замечается несомненное усиление интереса к дистанционному обучению и самообразованию. Цель, которую поставили перед собой авторы, это повышение эффективности и качества обучения, а

также интенсификация учебно-воспитательного процесса. Составляя курс лекций, авторы старались не только охватить всю теоретическую базу ботаники, но и качественно проиллюстрировать работу для достаточной визуализации знаний студента.

Цель изучения ботаники в фармацевтическом ВУЗе определена ФГОС ВПО по специальности 060301 – Фармация. Цель дисциплины - сформировать у студента представление о растительном организме как компоненте живой системы, его вариабельности, видовом многообразии и роли в биогеоценозе.

Задачами дисциплины являются:

- приобретение теоретических знаний в области ботаники;

-формирование умения использовать современные технологии в области ботаники;

-приобретение компетенций, необходимых в профессиональной деятельности провизора;

-закрепление теоретических знаний по общей биологии.

Для изучения курса ботаники необходимы знания, полученные при изучении дисциплин гуманитарного, социального и экономического цикла С1,

таких как биоэтика (С1.Б.2) и латинский язык (С1.Б.9), а также дисциплин математического и естественнонаучного цикла С2, таких как биология(С2.Б.8),

микробиология(С2.Б.12).

Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины

(модуля) необходимо как предшествующее:

Освоение морфологии, анатомии растений необходимо для изучения лекарственных растений в курсе фармакогнозии (С3.Б.8).

Кроме того, знание систематики, географии растений и экологии растений необходимо для прохождения как полевой практики по ботанике

3

(С5.У), так и учебной практики по фармакогнозии (С5.У), производственной практики по фармакогнозии: "Заготовка и приека лекарственного сырья" (С5.П).

Знание цитологии, гистологии растений, а также гистохимии растений необходимо при изучении лекарственных препаратов растительного происхождения в курсе токсикологической химии (С3.Б.10), фармакологии

(С3.Б.1), клинической фармакологии (С3.Б.2), фармакогнозии(С3.Б.8),

фармацевтической химии(С3.Б.9) и фармацевтической технологии(С3.Б.6).

Специалист в своей профессиональной деятельности должен уметь применять знания по морфологии и систематике растений. Завершив изучение курса ботаники, студент должен владеть умением выполнять макроскопический и микроскопический анализ растений. Для этого необходимы знания морфологии и анатомии растений, владение ботанической терминологией.

Изучение основ физиологии растений поможет понять суть процессов, которые приводят к образованию биологически активных веществ, используемых в медицинской практике. Изучение систематики позволит научиться ориентироваться в многообразии растений, выделять из него лекарственные растения.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен

Знать:

Основные биологические закономерности развития растительного мира и элементы морфологии растений

Основы систематики прокариот, грибов, низших и высших растений.

Основные положения учения о клетке и растительных тканях, диагностические признаки растений, используемые при определении сырья.

Основные физиологические процессы, происходящие в растительном организме.

Основы экологии растений, фитоценологии, географии растений.

Проявления фундаментальных свойств живого на основных эволюционнообусловленных уровнях организации.

4

Уметь:

Самостоятельно работать с ботанической литературой.

Работать с микроскопом и бинокуляром.

Готовить временные микропрепараты.

Проводить анатомо-морфологическое описание и определение растения; самостоятельно работать с определителем.

Проводить геоботаническое описание фитоценозов, необходимое для учета запасов лекарственных растений.

Проводить гербаризацию растений.

Владеть:

Ботаническим понятийным аппаратом.

Техникой микроскопирования и гистохимического анализа микропрепаратов растительных объектов.

навыками работы с биологическими и поляризационными микроскопами.

Навыками постановки предварительного диагноза систематического положения растения.

Навыками сбора растений и их гербаризации.

Методами описания фитоценозов и растительности.

Методами исследования растений с целью диагностики лекарственных растений и их примесей.

Использование данных курса лекций в дистанционном обучении студентов по курсу ботаники позволяет:

 Обучаемому постоянно контролировать текущий уровень своих знаний и целенаправленно работать над его повышением; регулярно по компьютерной сети связи консультироваться с преподавателем по интересующим его вопросам; целенаправленно работать над изучением дисциплины;

интенсифицировать процесс самостоятельной работы над изучением дисциплины.

 Преподавателю своевременно консультировать студента; своевременно

5

корректировать процесс обучения, изменяя алгоритм заданий с учетом индивидуальных особенностей и текущего уровня знаний студента;

целенаправленно формировать планы индивидуальных занятий с обучаемым при личном контакте.

Материалы курса лекций по ботанике составлены, исходя из современных представлений о морфологии, систематики и анатомии в мировой ботанике.

В данное издание включены следующие разделы:

История изучения флоры Кавказа,

Роль ботаники в жизни Пятигорской государственной фармацевтической академии.

При подготовке текстовых фрагментов работы были использованы как оригинальные материалы ведущих российских ботаников (А. Л. Тахтаджян, Т.

И. Серебрякова, В. Х. Тутаюк, Г. П. Яковлев, М.А. Галкин, А.Е Васильев, А. Г.

Еленевский), так и источники литературы зарубежных специалистов (А. Дж.

Имс, Л. Г. Мак Даниэльс, К. Эзау, П. Рейвн, Р. Эверт, Р. Хайн, Д. Уэбб).

Перевод англоязычных публикаций осуществлен непосредственно авторами работы. Фотографии и анатомические схемы, представленные в виде иллюстраций, являются либо материалами ведущих мировых ботаников, либо собственными фотографиями авторов (235 фотографий).

6

Б О Т А Н И К А

ПРЕДМЕТ И РАЗДЕЛЫ БОТАНИКИ

Ботаника - это раздел биологии, занимающийся изучением растений, их формы, строения, развития, жизнедеятельности, распространения и пр.

Растения - это особое царство живых организмов, сочетающих в себе наличие оформленного ядра в клетках, изначальную способность синтезировать пигмент хлорофилл в хлоропластах, который обеспечивает в совокупности со световой энергией процесс фотосинтеза. Растения-паразиты не имеют хлорофилла, но питаются органическими веществами,

синтезированными растениями-хозяевами в результате фотосинтеза.

В настоящее время ботаника представляет совокупность целого ряда взаимосвязанных разделов.

Морфология растений - изучает внешнее строение растений, исследует закономерности и обусловленность внешней формы растений.

Анатомия растений - исследует особенности закономерностей внутреннего строения растений.

Цитология растений - изучает строение клеток растений.

Гистохимия растений - с помощью микрохимических реакций выявляет и исследует вещества, находящиеся в растительной клетке.

Эмбриология растений - раздел ботаники, исследующий закономерности зарождения организма в первые этапы его развития.

Физиология растений - изучает жизнедеятельность растений: обмен веществ, рост, развитие и т.п.

Биохимия растений - исследует процессы химических превращений как химических соединений, входящих в состав самого организма, так и веществ,

поступающих в него из окружающей среды.

Экология растений - изучает взаимоотношения растений и среды.

География растений - выявляет закономерности распределения растений в пространстве.

Геоботаника - изучает растительный покров Земли.

7

Систематика растений - занимается классификацией растений и их

эволюционным развитием.

Вкачестве прикладных ботанических дисциплин выступают

фармакогнозия - изучающая лекарственно растения, фитопатология -

изучающая заболевание растений, агробиология - изучающая культурные растений.

История ботаники

Ботаника - одна из старейших естественных наук. Первоначальное познание растений было связано с использованием их в хозяйстве и быту человека для питания, одежды, врачевания. Отцом ботаники справедливо называют Теофраста (371-286 гг. до н.э.). Теофраст стал основателем ботаники как самостоятельной науки. Наряду с описанием применения растений в хозяйстве и медицине он рассматривал вопросы теоретического характера:

строение и физиологические отправления растения, географическое распространение, влияние почвенных и климатических условий; пытался систематизировать растения. Роль реформатора ботаники сыграл великий шведский ученый К. Линней (1707-1778), который создал свою знаменитую половую систему растений (1735). Рубежом, от которого начался новый период в развитии ботаники, стал гениальный труд Ч. Дарвина

«Происхождение видов» (1859). С этого момента в ботанике наступает господство эволюционных учений.

Выдающийся вклад в развитие ботаники внесли отечественные ученые.

Величайшим творцом растительных форм был И.В.Мичурин. Среди первых фитоценологов называем И.К.Пачосского, С.И.Коржинского, А.Я.Гордячина,

Г.Ф.Морозова, В.К.Сукачева. Классические труды по выяснению механизма фотосинтеза принадлежат К.А.Тимирязеву. Яркими буквами в историю ботаники вписано имя Н.И.Вавилова, сформулировавшего закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Коллективом отечественных ботаников создан уникальный труд «Флора СССР».

8

История изучения флоры Кавказа

Флора Кавказа волновала умы естествоиспытателей испокон веков.

Многие ученые разных стран Европы старались попасть в этот интересный край и описать растения, произрастающие здесь. Самые первые упоминания о растительности Кавказа и о видовом составе можно встретить у Турнефора. Ж.

П. де (1656-1708) - французский ботаник, одним из первых провѐл чѐткое различение между категориями рода и вида, что проложило дорогу реформам систематики, предпринятым в 1730—1750-х годах Карлом Линнеем.

В его честь Карл Линней дал одному из родов семейства Бурачниковые

(Boraginaceae) имя Турнефортия (Tournefortia).

(1795-1855)- русский систематик-ботаник, был директором Императорского ботанического сада в Петербурге. Наиболее важные сочинения его: "Verzeichnis der Pflanzen, welche wahrend der 1829-1830 unternommenen Reise im Kaukasus" (Санкт-Петербург, 1831), в котором впервые описал растительность северного склона г. Эльбрус. Им описано большое количество новых видов и собран ценнейший гербарный материал, который хранится в Гербарии Ботанического Института им.В.Л.Комарова в г. Санкт-Петербурге.

Ф. К. Маршал фон Биберштейн (1768-1826) - немецкий ботаник, автор конспекта о тавро-кавказской флоре «Flora Taurico—Caucasica». Род растений Биберштейния (Biebersteinia) Steph. семейства гераниевые (Geraniaceae) назван в честь Биберштейна немецким ботаником Ф.Штефани, кроме того сущствует значительное количество видов, носящих имя ученого: колокольчик Биберштейна (Campanula biebersteiniana C.A.Mey.), пион Биберштейна

(Paeonia biebersteiniana Rupr.).

9

Х. Х. Стевен (1781-1863) - русский ботаник и энтомолог, в 1812

организовал Никитский ботанический сад в Крыму. Основные труды посвящены флоре Крыма и Кавказа, систематике семенных растений и насекомых. В его честь названо большое количество видов, в том числе Papaver stevenianum Mikheev.

А.Л. (1806-1893) - швейцарский ботаник и биогеограф.

Создатель первого кодекса ботанической номенклатуры «Prodromus Systematis Naturalis Regni Vegetabilis» Prodr. (DC.), описал большое количество новых видов различных семейств, например Corydalis caucasica DC.

Р.Э. Траутфеттер (1809–1889) - директор (1866-1875 г.г.)

Императорского ботанического сада. Ф.И. Рупрехт (1814-1870) - помощник директора Императорского ботанического сада (1851-1855). Рупрехт был командирован на Кавказ со специальной целью изучения дагестанской флоры.

Основным трудом является Flora Caucasi (1867).

Г.И. (1831-1903) - русский географ и натуралист, член-

корреспондент Петербургской Академии наук. Во время экспедиций по Кавказу он собрал богатый коллекционный материал. Опубликованные при жизни Радде тома «Museum caucasicum» представляли собой обширные,

прекрасно иллюстрированные издания. Они были посвящены зоологии,

ботанике, геологии и археологии Кавказа. В его честь названа береза Радде

(Betula raddeana Trautv.) –эндемик Кавказа, кора ствола этого вида березы имеет розоватый цвет, а ветви тѐмно-буроватые.

В.И. -член-корр. Академии наук СССР, директор Одесского ботанического сада. Описал 40 новых видов растений Кавказа, например,

10