Ботаника - наука о растениях, их форме, строении, жизнедеятельности и распространении. Роль растений в природе огромна. Они создают органические вещества - основу питания человека и животных, служат источником кислорода в атмосфере Земли, который необходим для дыхания большинству организмов, обеспечивают круговорот веществ в природе и оказывают большое влияние на климат и почвы. Кроме того, растения дают многообразное техническое сырье, а также различные лекарственные средства.
Важная роль растений в природе и жизни человека обусловливает значение ботаники. Особенно важно изучение ботаники для специалистов сельского хозяйства. Изучить растение и поставить его на службу человеку - такова задача сегодняшнего дня. Быстрый рост населения земного шара с предельной остротой выдвигает перед наукой проблему максимальной интенсификации сельскохозяйственного производства, повышения урожайности полей и продуктивности животноводства. Решать эти задачи невозможно без знания ботаники - одной из основ научной агрономии.
Классификация растений. Растительный мир крайне разнообразен. В настоящее время насчитывается около 500 тыс. видов растений. Ориентироваться в этом колоссальном количестве невозможно, не подразделив растения на систематические группы. В качестве основной единицы систематики принят вид. Вид - это совокупность особей, обладающих сходными морфологическими, физиологическими и биологическими признаками, единым происхождением и общим географическим распространением. Иначе говоря, особи одного вида обладают сходным внешним и внутренним строением, сходным обменом веществ и энергии, способностью к скрещиванию и воспроизведению, приспособленностью к определенным условиям существования; при этом они расселены на общей территории.
Вид - это не только систематическая единица, но и одна из важнейших форм существования жизни. Вид объединяет множество особей и так же реален, как отдельные особи.
Виды, сходные по многим признакам, объединяются в один (например, мягкая и пшеница твердая - в род пшеница). Название каждого вида состоит из двух слов, первое из которых - родовое название, а второе - видовое определение.
Низшие растения отличаются более примитивным строением: их тело не расчленено на корень, стебель и листья и представляет собой слоевище. Тело высших растений состоит из корня, стебля и листьев. Для них характерна внутренняя дифференциация на различные ткани (покровная, механическая, проводящая и др.).

Эта статья также доступна на , , и

.
2. Отдел Зеленые водоросли. Класс Равножгутиковые. Класс Коньюгаты.
3. Отделы Желто-зеленые и Диатомовые водоросли.
4. Царство грибы. Классы Оомицеты и Зигомицеты.
5. Царство грибы. Классы Аскомицеты и Базидиомицеты.
6. Лишайники.
7. Происхождение и эволюция низших растений и грибов

8. Первичные организмы – предки водорослей. Происхождение различных отделов водорослей.
9. Эволюция структур тела водорослей.
10. Эволюция форм размножения водорослей, их биологическое значение.
11.Возникновение, биологическое значение, эволюция смен ядерных фаз и чередование поколений у водорослей.
12. Происхождение грибов, признаки их примитивной организации.
13. Строение вегетативного тела грибов, их эволюция.
14. Способы размножения грибов и их эволюция.
15. Способы питания грибов и их эволюция.
16. Отдел Мохообразные. Классы Печеночные и Листостебельные.
17. Отдел Папоротникообразные. Равноспоровые и разноспоровые папоротники.

18. Семейство Сосновые
19. Семейство Лютиковые
20. Семейство Розовые
21. Семейство Бобовые
22. Семейства Бурачниковые, Яснотковые, Норичниковые
23. Семейство Астровые
24. Семейства Лилейные, Луковые, Ландышевые, Орхидные
25. Семейства Осоковые и Мятликовые

Литература

Основная
1. , и др. Низшие растения. М.: МГУ, 19с.
2. , Уранов. Систематика растений. М.: Просвещение, 19с.
3. Курс низших растений под редакцией. М.: Высшая школа, 19с.
4. , Сизова. Низшие растения. Метод. указания. М.: Изд-во Московского ун-та, 1983. 35с.
5. , . Ботаника высших или наземных растений. М.: Академия, 20с.
6. Черепанова грибов. СПб.: СПбГУ, 20с.

7. Еленевский высших или наземных растений. М.: Академия,2004.-432с.
8. , Аверьянов. М.: Просвещение. 1997. Ч.с.
9. Положий цветковых растений. – Томск: Томский госуниверситет, 2001. – 320с.
10. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. М.: Мир, 1990. Т. с.
11. Сергиевская высших растений. СПб: Лань, 199с.
Дополнительная
1 . Жизнь растений. М.: Просвещение. Т.2, 1976. Т.3, 1977. Т.4, 1977.
2 . , . Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы. М.: Академия, 20с.
3. Практикум по систематики растений и грибов. Под ред. . М.: Академия, 20с.
4. Э. Мюллер, В. Леффлер. Микология. М.: Мир, 19с.
5. , . Введение в генетику грибов. М.: Академия, 20с.
6. . Практический курс морфологии архегониальных растений. М.: издательство МГУ, 19с
7. . Введение в альгологию и микологию . М.: издательство МГУ, 20с.
8. . Высший уровень классификации организмов. Прокариоты и эукариоты. // Журнал общей биологии. 2004. №1. С.14-38.

9. , и др. Практикум по систематике растений и грибов. Издательский центр «Академия». 2001. – 160 с.
10. Тахтаджян магнолиофитов. Л: Наука, 198с.

11. Жизнь растений. М.: Просвещение. Т. 4, 5. Ч. 1, 2, Т.
12. и др. Ботаника. Систематика растений. М.: Высшая школа, 199с.
13. Лекарственные растения. Энциклопедия природы России: АВF, 199с.

14. Шостаковский высших растений. М.: Высшая школа, 197с.

Контрольные вопросы к зачету
1. Краткий очерк развития систематики растений. Задачи филогенетической систематики.
2. Современная система органического мира. Таксономические категории в систематике растений. Вид как основная систематическая (таксономическая) категория.
3. Сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Положение в системе живых организмов. Строение клетки, таллома, размножение, экология и распространение. Систематика отдела.
4. Общая характеристика и систематика отдела Зеленые водоросли.
5. Сравнительная характеристика порядков Вольво ксовые и Хлорококковые: строение, размножение, циклы развития типичных представителей.
6. Сравнительная характеристика порядков Улотриксовые, Хетофоровые, Сифонокладовые: строение, размножение, циклы развития типичных представителей.
7. Класс Коньюгаты. Особенности строения, размножения, систематика класса, отличительные черты порядков.
8. Класс Харовые водоросли. Отличительные черты строения, размножения.
9. Порядок Вошериевые как представитель отдела Разножгутиковые водоросли.
10. Общая характеристика отдела Бурые водоросли, принципы деления отдела на классы. Эволюция чередования поколений в отделе Бурые водоросли.
11. Класс Изогенератные водоросли. Эволюция их внешнего и внутреннего строения на примере представителей порядков Эктокарповые, Сфацелляриевые, Диктиотовые, Кутлериевые.
12. Класс Гетерогенератные водоросли. Порядок Ламинариевые: особенности строения, размножения и цикла развития.
13. Класс Циклоспоровые водоросли. Особенности строения, размножения и цикла развития на примере пор. Фукусовые.
14. Диатомовые водоросли: особенности строения тела, способы размножения, систематика.
15. Основные черты экологии водорослей, приспособленность строения тела к среде обитания. Значение водорослей в природе и для человека, их использование.
16. Первичные организмы – предки водорослей. Происхождение различных отделов водорослей.
17. Многообразие и эволюция структур тела водорослей.
18. Эволюция форм размножения у водорослей, их биологическое значение.
19. Возникновение, биологическое значение, эволюция смен ядерных фаз и чередование поколений у водорослей.
20. Общая характеристика царства Грибы: строение клетки тела, способы питания и размножения. Принципы выделения таксонов.
21. Класс Хитридиомицеты в царстве Грибы. Порядки Хитридиевые и Моноблефаридовые.
22. Оомицеты, их эволюция в связи с паразитизмом и переходом от водного к наземному существованию. Порядки Сапролегниевые, Пероноспоровые.
23. Класс Зигомицеты. Порядки Мукоровые и Энтомофторовые. Характеристика типичных представителей.
24. Общая характеристика класса Аскомицеты: происхождение, особенности строения, половое и бесполое спороношение, деление на подклассы.
25. Подкласс Голосумчатые грибы. Порядки Эндомицетовые и Тафриновые. Характеристика типичных представителей.
26. Группа порядков Плектомицеты. Особенности строения и размножения типичных представителей. Значение в хозяйстве и медицине.
27. Группа порядков Пиреномицеты. Отличительные особенности. Характеристика важнейших представителей порядков Эризифовые и Спорыньевые.
28. Характеристика группы порядков Дискомицеты. Оперкулятные и иноперкулятные дискомицеты.
29. Сравнительная характеристика сумчатых и базидиальных грибов. Развитие сумки и базидий.
30. Гименомицеты. Порядки Афиллофоровые и Агариковые, эволюция их плодовых тел.
31. Группа порядков Гастеромицеты: общие черты порядков, строение и эволюция плодовых тел, типичные представители.
32. Порядки ржавчинные и головневые грибы. Типы паразитизма. Циклы развития твердой, пыльной головни и линейной ржавчины.
33. Несовершенные грибы, принципы их классификации, распространение и значение.
34. Экология грибов, их роль в природе и хозяйственной деятельности человека.
35. Лишайники: особенности внешнего и внутреннего строения таллома, размножения; основные черты экологии. Принципы систематики.
36. Происхождение грибов и родственные связи между классами.
37. Общая характеристика отдела Мохообразные. Примитивность строения, физиологических процессов, распространение мохообразных. Отличительные черты классов.
38. Класс Печеночные мхи, особенности строения вегетативного тела, размножения, цикла развития на примере маршанции.
39. Порядки Сфагновые и Зеленые мхи: особенности строения, размножения, цикл развития.
40. Отдел Плауновидные. Общая характеристика, строение спорофита и гаметофита. Циклы развития равноспоровых и разноспоровых плауновидных.
41. Отдел Хвощевидные. Порядок Хвощевые, цикл развития хвоща полевого.
42. Общая характеристика отдела Папоротниковидные. Особенности строения, размножения, циклов развития, распространение. Принципы систематики.
43. Разноспоровые папоротникообразные, их значение в эволюции высших растений.
44. Особенности строения, размножения, цикла развития равноспоровых папоротниковидных.
45. Характеристика особенностей анатомической структуры высших растений в связи с приспособлением к жизни на суше. Эволюция стелей.
46. Происхождение и систематика высших растений.
47. Характеристика морфологической структуры высших растений, происхождение их вегетативных органов.
48. Особенности размножения и циклов развития высших споровых растений.
49. Общая характеристика семенных растений. Отличительные признаки Голосеменных и Цветковых растений.
50. Основные систематические отличия отдела Пинофиты и их происхождение.
51. Сравнительная характеристика классов Саговниковые, Шишконосные и Оболочкосеменные.
52. Порядок Хвойные, многообразие, эколого-биологическая характеристика, распространение.
53. Отдел Магнолиофиты. Эволюция вегетативной и генеративной сферы цветковых. Гипотезы происхождения.
54. Классификация цветковых растений. Понятие о систематических категориях.
55. Общая характеристика класса Могнолиопсиды (Двудольные) в сравнении с Лилиопсидами (Однодольными).
56. Подкласс Магнолииды как основа эволюционной системы Цветковых. Признаки примитивности в строении цветка.
57. Подкласс Ранункулиды. Эволюция цветков и плодов в семействе Лютиковые.
58. Подкласс Дилленииды как особая эволюционная ветвь. Характеристика семейства Капустные, многообразие, хозяйственное значение.
59. Подкласс Розиды. Характеристика семейства Розоцветные, разделение на подсемейства, основные пищевые и лекарственные растения.
60. Порядок Бобовоцветные, характерные черты семейств Мимозовые, Цезальпиниевые и Бобовые, эволюция цветка, роль в природе и хозяйственной деятельности человека.
61. Подкласс Ламииды. Эволюция в ряду семейств Бурачниковые, Яснотковые, Пасленовые и Норичниковые, их значение.
62. Подкласс Астериды как наиболее высокоорганизованный в системе цветковых растений.
63. Подкласс Кариофиллиды. Характеристика семейств Гвоздичные и Гречишные, их значение.
64. Класс Лилиопсиды. Происхождение односемядольности. Подкласс Лилииды, разделение на порядки.
65. Сравнительная характеристика семейств Лилейные, Луковые, Ландышевые и Аспарагусовые, их значение.
66. Семейство Орхидные. Эволюция цветка в связи с опылением насекомыми.
67. Отличительные черты семейства Осоковые, эколого-биологическая характеристика.
68. Семейство Мятликовые. Вегетативная и генеративная сферы, важнейшие культурные и дикорастущие злаки.
69. Основные направления эволюции цветковых растений.
70. Редкие и исчезающие растения

Отличительные особенности строения растительной клетки (сравнить с клетками животных, бактерий, грибов).Сравнительная характеристика специализированных растительных клеток.

Онто- и филогенетические изменения клеток проводящих тканей. Изменение стелы в ходе эволюции.

Особенности строения покровных тканей вегетативных органов растений.

Особенности строения механических тканей травянистых и древесных растений.

Типы строения семян в зависимости от расположения запасающих веществ.

Сравнительное анатомическое строение осевых органов растений.

Сравнительное анатомическое строение листьев растений разных экологических групп.

Сравнительное анатомическое строение вегетативных органов однодольных и двудольных растений.

Виды корней, их развитие и место заложения. Типы корневых систем.

Изменение строения корня и стебля в связи с запасанием питательных веществ.

Изменение структуры стебля в связи с различными условиями существования растений (лианы, суккуленты, гидрофиты, ксерофиты).

Проводящая система листьев. Строение, типы жилкования.

Строение сосудо -волокнистых пучков. Деятельность прокамбия и камбия. Первичная и вторичная ксилема и флоэма.

Типы ветвления. Эволюция ветвления (на примере высших и низших растений).

Разнообразие жизненных циклов низших и высших растений.

Разнообразие строения цветка в сем. Сложноцветные (привести формулы и диаграммы).

Возможные предки высших растений. Время и условия возникновения высших растений.

Разнообразие строения цветка в сем. Лютиковые (привести формулы и диаграммы).

Разнообразие строения цветка в сем. Норичниковые (привести формулы и диаграммы).

Разнообразие строения цветка у различных представителей класса однодольных.

Сравнение циклов развития высших споровых растений.

Разнообразие строения цветков и плодов у сем. Розоцветные.

Разнообразие соцветий. Классификация соцветий.

Особенности строения цветка и образования плодов у ветроопыляемых растений.

Разнообразие плодов. Основные признаки, положенные в основу классификации плодов.

Вегетативное размножение растений.

Морфология и анатомия листа у представителей различных семейств.

Строение андроцея и его особенности у различных семейств.

Строение гинецея и его особенности у различных семейств.

Типы волосков растений, их строение и значение на примере представителей различных семейств. Секреты растений.

Морфология простого листа и его видоизменение.

Классификация сложного листа.

Сравнительная характеристика строения цветка в связи с энтомофилией, анемофилией.

Анатомо-морфологическая характеристика прибрежных и водных растений.

Анатомическое строение листа покрытосеменных и голосеменных растений (однодольных и двудольных).

Запасающие ткани растений. Типы запасающих веществ.

Основные возбудители грибковых заболеваний. Фунгициды.

Что изучает ботаника?

Определение 1

Ботаника - (от греч. botane - овощ, зелень, трава, растение) - комплексная наука, которая изучает растения. Она всесторонне рассматривает их происхождение, развитие, строение (внешнее и внутреннее), классификацию, распространение по земной поверхности, экологию (взаимоотношения и отношения с окружающими факторами), охрану.

Как и остальные науки, у ботаники имеется своя предистория. Зарождение её прослеживается с глубокой древности, когда люди ещё только начинали использовать растения для своих практических потребностей (питания, лечения, изготовления одежды, жилья). Достаточно долгое время естествоиспытатели занимались лишь описанием растений - их размеров, окраски, особенностей отдельных органов, то есть достаточно долгое время ботаника имела всего - навсего описательный характер. Этот раздел биологии формировался в $XVII-XVIII$ столетиях. Первые попытки систематизации растительного мира и стали началом использования в ботанике сравнительно - описательного метода, с помощью которого растения не только описывали, но и сравнивали по внешним (морфологическим) признакам. С изобретением микроскопа в ботанике зарождается, а позже, благодаря интенсивному развитию науки и усовершенствованию микроскопической техники, начинает доминировать экспериментальное направление.

Рисунок 1.

Растения - это источник более чем десяти биологически активных веществ, которые действуют на организм человека и животных, в частности при пищевом употреблении. Поскольку растения неотъемлемы в жизни человека, то они и стали объектом пристального изучения.

Все растения делятся на $2$ большие группы:

1. низшие растения, или слоевищные (таломные);
2. высшие растения, или листостебельные.

К низшим растениям относятся водоросли.

К высшим растениям относятся мохообразные (мхи и печёночники), папоротникообразные (псилофиты, псилоты, хвощи и папоротники), голосемянные и покрытосемянные.

Отдельно изучаются лишайники, грибы, бактерии.

Замечание 1

Современная ботаника - многоотраслевая наука, которая охватывает целый ряд разделов: систематику растений, которая занимается классификацией растений в зависимости от подобных общих характеристик. Её подразделяют на две части: флористика и ботаническая география. Флористика изучает сообщества растений на определённой территории. Ботаническая география изучает особенности распространения растений на земном шаре.

Систематика растений - основная ботаническая дисциплина. Весь растительный мир она разделяет на отдельные группы, объясняет родственные и эволюционные связи между ними. Это задание специального раздела ботаники - филогении.

Сначала исследователи систематизировали растения лишь по внешним (морфологическим) признакам. Сейчас же для систематики растений используют и их внутренние признаки (особенности строения клеток: их химический состав, хромосомный аппарат, экологические особенности). Морфологию растений, которая изучает строение растений. Подразделяется эта наука на микроскопическую морфологию и макроскопическую морфологию (органографию). Микроскопическая морфология изучает строение клеток и тканей растений, а также эмбриологию. Макроскопическая морфология изучает органы и части растений.

Некоторые разделы морфологии решили выделить в отдельные дисциплины :

• органографию (изучает органы растений),
• палинологию (рассматривает строение спор и пыльцы растений),
• карпологию (занимается классификацией плодов),
• тератологию (предмет изучения - уродства и аномалии в строении растений),
• анатомию растений, которая изучает внутреннее строение растений;
• физиологию растений, которая изучает формы растений в процессе их онтогенеза и филогенеза, а также процессы, происходящие в растениях, их причины, закономерности и взаимосвязь с окружающей средой. Она тесно связана с систематикой.
• биохимию растений, которая изучает химические процессы в растениях, связанные с ростом и развитием.
• генетику растений, которая изучает генетические изменения растений, происходящие с вмешательством или без вмешательства человека.
• фитоценологию, которая занимается изучением растительного покрова Земли, определяет динамические изменения в природе, а также их зависимости и закономерности (растительность - это сочетание всех растений на одной территории, которые составляют ландшафт;
• геоботанику, которая занимается изучением экосистем, то есть взаимоотношениями между растениями,животным миром и факторами неживой природы (весь это комплекс получил название биогеоценоза).
• экологию растений, которая изучает растения в зависимости от среды обитания и определяет идеальные условия для жизни растений.
• палеоботанику, которая изучает ископаемые растения с целью определения истории развития.

Ботаника также классифицируется по объектам изучения на :

• альгологию - науку о водорослях,
• бриологию, которая занимается исследованием мхов и др.
• исследование микроскопических организмов в мире растений также было выделено в отдельную дисциплину - микробиологию.
• фитопатология - занимается болезнями растений, которые могут быть вызваны грибами, вирусами или бактериями.

Замечание 2

В зависимости от изучаемого объекта выделились специальные отрасли в ботанике: лесоведение, луговедение, болотоведение, тундроведение и ещё ряд подобных дисциплин.

Традиционно в ботанику включают микологию - науку о грибах (со средины $ХХ$ ст. их стали выделять в отдельное царство), а также лихенологию - науку, которая изучает лишайники.

Предмет исследования ботаники - это растения, их строение, развитие, родственные связи, возможность их рационального хозяйственного применения.

Задачи ботаники :

1. Изучение растений для повышения их устойчивости, урожайности и выносливости.
2. Определение новых видов растений и их применение.
3. Определение действия растений на человеческий организм.
4. Определение роли человека в развитии и сохранении растительного покрова планеты.
5. Осуществление генетической трансформации растений.

Методы исследования в ботанике :

метод наблюдения - используется как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровнях. Этот метод состоит в установлении индивидуальности объекта, который исследуется, без искусственного вмешательства в его процессы жизнедеятельности. Собранная информация используется для дальнейшего исследования.

сравнительный метод - используется для сравнения объекта, который исследуется, с подобными объектами, так и классифицировать их, детально анализируя похожие и отличительные черты в сравнении с близкими к ним формами.

экспериментальный метод - используется для изучения объектов или процессов в специально созданных искусственных условиях. В отличии от метода наблюдения, экспериментальный метод предвидит специальное вмешательство экспериментатора в природу, что позволяет установить последствия от влияния тех или иных факторов на объект исследования. Метод может использоваться как в естественных условиях, так и в лаборатории.

мониторинг - это метод постоянного наблюдения за состоянием отдельных объектов, течением определённых процессов. моделирование - это метод демонстрации и исследования определённых процессов, явлений с помощью их упрощённой имитации. Он даёт возможность изучать процессы, которые сложно или невозможно воспроизвести экспериментально, или непосредственно наблюдать в живой природе.

статистический метод - основанный на статистической обработке количественного материала, собранного в результате других исследований (наблюдений, экспериментов, моделирования), что позволяет его всесторонне проанализировать и установить определённые закономерности.

Замечание 3

Ботаника - это наука, которая изучает растительный покров земной поверхности на всех уровнях - молекулярном, клеточном, организменном, популяционном.

— наука о растениях. Она является комплексной дисциплиной, в состав которой входят разделы, изучающие строение растений (анатомия), процессы их жизнедеятельности (физиология), классификацию (систематика), закономерности распределения растений на земном шаре (география), структуру растительных сообществ (геоботаника), взаимосвязь растений и окружающей среды (экология), ископаемые растения прошлых геологических эпох (палеоботаника).

Растительный мир богат и разнообразен. Он насчитывает более 500 тыс. видов. Разнообразие растительного мира заключается в наличии одноклеточных и многоклеточных форм; одно-, двух- и многолетних растений: трав, кустарников и деревьев. Огромные пространства суши покрыты лесами и лугами. Растения заселяют все водные пространства. Они встречаются в пустынях и высоко в горах.

Значение растений в первую очередь определяется тем, что они способны к фотосинтезу. Зеленые растения снабжают кислородом все живые существа, обитающие на Земле. В процессе фотосинтеза они поглощают углекислый газ и выделяют кислород, создают органические вещества, которые служат пищей человеку и животным, увлажняют воздух. Поглощая из почвы растворы минеральных солей, растения участвуют в круговороте веществ в природе, в процессах почвообразования. Человек использует растения в качестве продуктов питания (злаковые, плодовые, овощные), как источник сырья для промышленности (каучуконосные, сахаристые, эфиромасличные, волокнистые, лекарственные). Велико также эстетическое значение растений в жизни человека.

Объекты изучения школьного курса ботаники по современной систематике относятся к трем различным царствам: