Как изучают растения. Можно ли около школы увидеть дикорастущее растение? Современная ботаника изучает

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").

Как наука ботаника возникла и развилась в связи с практическими потребностями человека. С переходом человека к оседлому образу жизни дикие формы растений, будучи малопродуктивными, не могли удовлетворить его запросы. Это и послужило одной из причин зарождения земледелия.

Древнейшими центрами возделывания культурных растений был Египет, Китай, Индия, Вавилония, Центральная Америка, где еще до нашей эры культивировали рис, сорго, просо, пшеницу, чай, хлопчатник, маис и другие некоторые из них использовали в лечебных целях. Все разнообразие современных культурных растений создано упорным трудом человека в результате последующего накопления сведений о форме и свойствах растительных организмов, об их жизнедеятельности, распространенности, изменчивости и т.д.

В разработку отдельных разделов ботаники большой вклад внесли русские ученые: физиолог К.А. Тимирязев, изучавший процесс фотосинтеза в зеленом листе; цитолог и эмбриолог С.Г. Навашин, открывший двойное оплодотворение у цветковых растений; агрохимик Д.Н. Прянишников; генетик, ботаник и географ Н.И. Вавилов, который обосновал закон гомологических рядов наследственной изменчивости и собрал мировую коллекцию ценных растений.

Современная Ботаника - многоотраслевая наука, подразделяющаяся на частные дисциплины (отделы):

1. Систематика, которая классифицирует растения на основе общности строения и происхождения (задача создать систему в растительном мире):
   а) Флористика - часть систематики, которая изучает флору - список видов какой-то территории (ед. флоры является вид). Со времен Линнея (шведский ученный) растения имеют ФИО и пишутся на мертвом латинском языке: Ф. - семейство, И.,О. -род, вид.
   б) Ботаническая география - изучает дикие, спонтанные виды и занимается распространением их по шару.
2. Морфология-наука о внешнем строении органов растений и их видоизменениях (т.е. методы сравнения и описания, из потребностей человека). Делится на: а) Микроскопическая морфология. Сюда относится анатомия - изучает строение тканей и органов растений, эмбриология и гистология. б) Макроскопическая (органография). Основоположник морфологии считается И.Ф. Гете о метаморфозе растений.
3. Фитоценология - изучает растительность, т.е. исследует растительный покров Земли, его видовой состав, структуру, динамику связей со средой, закономерности распределения и развития растительных сообществ. (Растительность - это группа видов сложившихся в процессе эволюции на какой-то территории и составляющий определенный ландшафт).
4. Изучение функций растений: Физиология-наука о процессах, протекающих в растении: закономерностях роста, развития и жизненных отправлений в зависимости от внешних условий; Биохимия - изучает процессы химические, происходящие в растительном организме.

Важнейшие задачи современной Ботаники изучение строения растений в единстве с условиями их жизни, изучения их последовательности для создания новых сортов, повышение их урожайности, устойчивости к заболеваниям, полеганием и т.п. Многие растения способны использовать такие сложные органические вещества, как алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины из которых готовят лекарственные препараты. Действие их на организм человека различно: одни успокаивают нервную систему, другие способствуют лучшему пищеварению, третьи снижают кровяное давление. Ответственная роль человека в сохранении зеленого покрова Земли в создании сортов культурных растений -источника пищевых продуктов и лекарственных веществ, широко используемых в медицине и ветеринарии.

Наука о растениях – ботаника

Каждый человек соприкасается с живой природой – органическим миром. Это различные растения, животные, грибы, бактерии. Да и сами люди – представители органического мира.

Особенности живой природы и ее разнообразие изучает наука биология (от греч. биос – "жизнь", логос – "учение").

Первые живые организмы появились на Земле очень давно, более 3,5 млрд лет назад. Они имели простое строение и представляли собой одиночные маленькие клетки. Позднее возникли более сложные одноклеточные, а затем и многоклеточные организмы. С тех пор их потомки достигли огромного разнообразия. Среди них есть и крупные, и микроскопически малые организмы: всевозможные животные, растения, грибы, бактерии и вирусы .

Все они представляют собой живые существа, очень разные по своим свойствам. Вот почему всех их делят на большие группы, которые ученые называют царствами . Царства объединяют организмы, сходные друг с другом по основным свойствам.

Царство – очень большая группа организмов, обладающих сходными признаками строения, питания и жизни в природе.

Чтобы сохранить живую природу во всем ее многообразии, нужно знать, как устроены разные организмы и как они взаимосвязаны в природе; изучать, в каких условиях живут и развиваются представители всех царств, как распространены они по земной поверхности, какую роль играют в природе, в чем их ценность для людей и по каким признакам они различаются между собой. Для этого надо изучать биологию.

Знакомство с наукой биологией в школе начинается с изучения царства растений .

Растения встречаются по всему земному шару: на суше, в воде, лесах, болотах, на лугах, в степях, садах, парках. Всюду можно видеть разнообразие растений – это дикорастущие и культурные виды. У растений много общих признаков: почти все они ведут неподвижный образ жизни, имеют хлорофилл и способны на свету образовывать органические вещества. Именно поэтому они принадлежат к одному царству живой природы – царству растений.

Наука, изучающая царство растений, называется ботаникой (от греч. ботане – "трава", "растение").

Культурными растениями называют растения, специально выведенные и выращиваемые человеком для удовлетворения своих потребностей. Они очень разнообразны, многие из них созданы человеком, но все они происходят от дикорастущих растений (рис. 4).

Дикорастущие растения (см. также § 48) – это растения, которые растут, развиваются и расселяются без помощи человека.

Ученые-ботаники выясняют особенности строения разных растений, изучают, как они растут, питаются, размножаются, какие условия окружающей среды им необходимы. Они выясняют также, как появилось на Земле такое большое разнообразие растений, какими были первые растения, какие из древних растений сохранились до наших дней, какие свойства растений полезны или вредны человеку и как сохранить растительный мир Земли.

Начало изучению растений заложил в IV в. до н. э. древнегреческий ученый Теофраст. Свои наблюдения он объединил с практическими знаниями об использовании растений, накопленными земледельцами и лекарями, с суждениями ученых о растительном мире и создал первую систему ботанических понятий. Поэтому в истории науки Теофраста называют отцом ботаники (рис. 5).

Его настоящее имя – Тиртамос (Тиртам), а имя Теофраст, т. е. "божественный оратор", дал ему его учитель Аристотель за выдающийся дар красноречия.

История ботаники показывает, как наука зародилась из обобщения практических знаний человека по возделыванию растений и использованию их для различных целей, а также из наблюдений ученых за дикорастущими растеними.

В настоящее время ботаники изучают законы жизни растений, их внешнее и внутреннее строение, процессы размножения и жизнедеятельности, распространение по земной поверхности, условия выращивания, взаимосвязи с другими живыми организмами и с окружающей средой.

Теперь о растениях говорят как об основе жизни всего органического мира. В самом деле, живые растения и их отжившие и опавшие части – листья, плоды, ветви, стволы – дают пищу не только человеку, но и животным, грибам и бактериям. Именно растения создают условия для существования всего живого на Земле.

Ботаника – наука о растениях. Она 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).

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.

Основная ботаническая дисциплина - систематика растений - разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы - таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств - хорологией (фитохорологией). Изучение древесных и кустарниковых растений выделяют в особую дисциплину - дендрологию.

Фото: Bureau of Land Management Bureau of Land Management

В тесной связи с систематикой находится морфология растений, изучающая форму растений в процессе индивидуального (онтогенез) и исторического (филогенез) развития. Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением: органографию - описание частей и органов растений, палинологию - изучение пыльцы и спор растений, карпологию - описание и классификация плодов, тератологию - изучение аномалий и уродств (терат) в строении растений. Различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Изучением растений в их взаимоотношении со средой обитания занимается ряд отраслей ботаники, иногда объединяемых под общим названием экология растений. В более узком смысле экология изучает влияние на растение среды обитания, а также разнообразные приспособления растений к особенностям этой среды. На земной поверхности растения образуют определенные сообщества, или фитоценозы, повторяющиеся на более или менее значительных территориях (леса, степи, луга, саванны и т. д.). Исследованием этих сообществ занимается отрасль ботаники, называемая геоботаникой, или фитоценологией. В зависимости от объекта исследования в геоботанике выделяют лесоведение, луговедение, тундроведение, болотоведение и т. д.

Распространение отдельных видов растений на поверхности земного шара изучает география растений, а особенности распределения растительного покрова на Земле в зависимости от современных условий и исторического прошлого - ботаническая география.

Наука об ископаемых растениях - палеоботаника, или фитопалеонтология, имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники имеют важнейшее значение для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений. Её данными пользуется также геология (историческая геология и стратиграфия).

Полезные свойства дикорастущих растений и возможности их окультуривания изучаются экономической ботаникой (хозяйственная ботаника, ботаническое ресурсоведение). С экономической ботаникой тесно связана этноботаника - учение об использовании растений различными этническими группами населения земного шара. Важный раздел прикладной ботаники - изучение дикорастущих родичей культурных растений, обладающих ценными свойствами (например, иммунитетом к болезням, засухоустойчивостью и т. д.).

Физиологию растений и биохимию растений не всегда относят к ботанике, поскольку многие физиологические и биохимические процессы, протекающие в растениях, аналогичны или даже тождественны процессам, протекающим в животных организмах, и изучаются сходными методами. Однако биохимия и физиология растений отличаются рядом специфических черт, исключительно или почти исключительно свойственных растениям. Поэтому разграничить физиологию и биохимию растений от собственно ботаники нелегко, тем более, что физиологические и биохимические особенности растений могут рассматриваться как таксономические признаки, следовательно, интересовать систематиков растений. Эти же особенности чрезвычайно важны для понимания проблем экологии и геоботаники, географии растений и ботанической географии, экономической ботаники и т. д. Генетика растений обычно также рассматривается как раздел общей генетики, хотя некоторые главы её (генетика популяций, цитогенетика) тесно связаны с систематикой, особенно биосистематикой, экологией растений и геоботаникой.

Границы между перечисленными выше разделами ботаники в значительной мере условны, так как их методы нередко перекрещиваются, а данные взаимно используются. Трудно определить место таких наук, как физиологическая анатомия и экологическая физиология, или отделить использование химических особенностей растений в систематике (хемосистематика) от сравнительной биохимии растений; наряду с этим процессом идёт и весьма узкая специализация отдельных ботанических разделов.

Ботаника тесно связана со многими другими науками - с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику (использование признаков некоторых растений и их сообществ как индикаторов некоторых полезных ископаемых); с химией - через биохимию и физиологию, экономическую ботанику и фармакогнозию; с почвоведением и физической географией - через экологию и геоботанику; с техническими науками - через экономическую ботанику.

Геоботаника - это наука о растительности Земли, о совокупности растительных сообществ (фитоценозов), их составе, структуре, динамике в пространстве и времени на всей территории и акватории Земли.
В отечественной науке геоботаника рассматривается как синоним фитоценологии. Эти два наименования используются параллельно и оба достаточно распространены. Термин «геоботаника» подчёркивает значение природной среды (почв, климата и т. д.) для организации фитоценозов, термин «фитоценология» произошёл от объекта изучения науки - фитоценозов.
В европейской традиции более распространён термин «фитосоциология», который подчёркивает взаимоотношения между растениями как основу организации фитоценозов, подразделяется на фитоценологию, и фитоценохорологию (географию растений) и историческую геоботанику. Фитоценология изучает особенности сложения растительных сообществ, или фитоценозов, их динамику и классификацию.
Наиболее общее понятие геоботаники и предмет её изучения - растительный покров - это вся совокупность растений образующих растительные сообщества разных типов растительности в пределах определённого участка земной поверхности вне зависимости от его величины. Растительный покров расчленяют на отдельные пространственные единицы - фитоценозы. Фитоценоз - растительное сообщество, в пределах которого растительный покров имеет сходство по флористическому составу, структуре, взаимоотношениям между растениями-сообитателями. Совокупность фитоценозов отдельных регионов или районов земной поверхности называют растительностью (например, растительность Европы, растительность Московской области и т. д.).

Ботаника - естественноисторическая основа сельского и лесного хозяйства. Однако важнейшая задача ботаники - изучение закономерностей развития и охраны среды обитания человечества - биосферы и прежде всего растительного мира - фитосферы.



Цель: формирование представления о науке ботанике.

Образовательные:

• Выявить греко-латинский словообразовательный фундамент научных терминов.
• Определить объекты, изучаемые науками; «биология» и «ботаника».
• Установить взаимосвязи между отдельными представителями царств биологии.
• Познакомить учащихся с самыми необычными представителями царства растения.

Воспитательные:

• Продолжить формирование научного мировоззрения.
• Способствовать формированию добросовестного отношения к труду, дисциплинированности, аккуратности, культуре общения.

Развивающие:

• Продолжить развитие навыков работы с источниками информации.
• Создать условия для развития речи (индивидуальные выступления), для развития познавательного интереса (дополнительный материал).

Тип урока; урок изучения нового материала.

Форма обучения: индивидуальная, фронтальная и в группах.

Методы урока: словесные, наглядные, самостоятельные.

Оборудование: карточки для индивидуальной работы, кроссворд, презентация.

План урока. 45 минут

1. Организационный момент – 1 мин.
2. Изучение нового материала –34 мин.
3. Закрепление изученного – 6 мин.
4. Подведение итогов урока и домашнее задание – 4 мин.

Ход урока

1. Организационный момент. (1 минута)

Организация класса. Приветствие учащихся.

2. Изучение нового материала. (34 минуты)

Учитель: Здравствуйте, дорогие шестиклассники. Сегодня у вас первый урок нового для вас предмета биологии. Давайте вспомним, какие науки вы изучали в прошлом году?

Ответ учеников; математика, русский язык, литература, природоведение.

Учитель: Что вы помните из курса природоведения?

Ответ учеников; химические и физические явления, микроскоп, живые организмы, фотосинтез, планеты.

Учитель: Молодцы, вы так много запомнили! Предлагаю вам поиграть в игру, которая называется «Шифровальщик». Первое задание – расшифровать слово «природоведение».

Ответ учеников: получатся слова «Ведать» и «Природа».

Учитель: «Ведать» значит знать, владеть информацией. А что обозначает слово «природа»? Назовите объекты природы.

Ответ учеников; Природа – окружающая нас действительность. Объекты природы – дерево, река, ветер, магнит, молния, рыбы, собака и тд.

Учитель заносит список из несколько объектов на доску.

Учитель: В 6 классе природоведение разделилось на биологию и географию, а дальше, в более старших, классах вы начнете изучать физику и химию. Конечно, наук станет много, и я хочу помочь вам запомнить их название. Это словарь древнегреческих и латинских слов, попробуйте перевести и расшифровать названия наук, которые вы будете изучать в 6 классе – биология, география.

Учитель заносит слова «биология» и «география» на доску

Карточка 1 МИНИ СЛОВАРЬ
БИО	Био- (от др.-греч. βίος – жизнь) – приставка, означающая отношение к жизни
ФЮЗИС	Фюсис, фюзис (др.-греч. φύσις) – греческий теологический, философский, и научный термин, обычно переводимый на русский язык как «природа».
ЛОГОС	Ломгос (греч. λόγος – «слово», «мысль», «смысл», «понятие», «намерение») – термин, получивший широкое распространение в философии, обозначающий разумный принцип, управляющий миром
ГЕО	Гео - (от греч. γη, или греч. γαια «земля») – приставка, означающая отношение к наукам о земле
БОТАНЭ	Ботанэ (от греч.botany , что означает в переводе на русский язык – растение, овощ, трава, зелень.
ГРАФО	Графо … (от греч. grapho – пишу, черчу, рисую
ЗОО	зоо -. (греч. zoon живое существо, животное; zoe жизнь) составная часть сложных слов, означающая "относящийся к животным, к животному миру
МЕТРОН	Метрон (от греч. metрon – мера или размер) – означает упорядоченность, соблюдении некоторой меры, определяющей величину ритмических построений.

Ответ учеников; Биология-наука о живом, География– пишу о земле.

Учитель: Записать в тетрадь определение: «Биология – наука, изучающая особенности и разнообразие живой природы». А теперь вернемся к объектам природы, которые написаны на доске. Выбрать биологические объекты.

Ответы учеников: Дерево, рыбы, собака.

Учитель: А теперь поработаем по карточкам. Посмотрите на группы слов в первом столбике, постарайтесь определить, кто из них третий лишний? Запишите «чужака» во втором столбике.

Учитель: Вы правильно определили, «чужаков». Биологические объекты настолько разнообразны и не похожи друг на друга, что их разделили на 4 царства. Определение в тетрадь; «Царство объединяет организмы, обладающие сходными признаками, строения, питания, жизни»

Занести схему в тетрадь.

Учитель: Вернемся к предыдущему заданию, (карточка 2), определите теперь, из какого царства был «чужак».

После работы зачитываются ответы учеников.

Учитель: Как вы думаете, представители какого царства являются основой жизни на земле. Без них не смогли бы существовать остальные представители живых организмов?

Ответы учеников: Животные или растения.

В совместной дискуссии учитель подводит ученики т к выводу, что растения – основа жизни.

Учитель: Совместно с вами мы пришли к выводу, который запишем в тетрадь. «Растения – основа жизни всего органического мира». Поэтому и изучать биологию мы начнем с науки, изучающей растения. Заглянем в мини-словари, догадайтесь, как называется эта наука.

Ответ учеников; Ботаника

Учитель: занесем в тетрадь «Ботаника – наука, изучающая царство растения».

Учитель обращает внимание учеников на учебно-методический аппарат учебника.

Учитель: «БОТАНЭ» переводится как зелень, трава. Может быть вам покажется необычным это слово, может даже смешным, но сейчас вы узнаете, как называлась эта наука, во времена, когда учился Пушкин! Прочитайте 1 абзац текста, под знаком «Зеленый лист» на странице 5.

Ученики знакомятся с текстом.

Учитель ведет фронтальную беседу по вопросам;

Как назывались ботанические объекты во времена учебы маленького Саши Пушкина? («Прозябаемое царство»)

Почему растения на Руси имели такое название? (Растение– холодное, «озябшее»)

Как долго еще такое название растений существовало в России? (Уже через 15 лет, когда учился М.Ю.Лермонтов, в русском языке уже появилось слово «растение».)

Учитель: Человек давно начал использовать растения в своей жизни, с тех незапамятных времен многие растения стали иметь большое практическое значение для человека. Предлагаю вам поиграть в игру «Значение растений в жизни человека» вам дается 3 минуты на работу, а затем мы начнем составлять совместный список. Правило одно, защитывается значение, а не название растений, например: 1 – используется в пищу (капуста, картофель, морковь и т д) – и хотя перечислено 3 растения, это защитывается как один балл – «используется в пищу».

Игра «Значение растений в жизни человека»

1. Использование в пищу
2. Лекарственные растения
3. Изготовление одежды и обуви (хлопок, лен)
4. Изготовление жилищ и построек
5. Изготовление посуды (ложки, бочки, туески)
6. Отопление жилища (дрова)
7. Получение каучука
8. Изготовление химических реактивов (лакмус)
9. Изготовление музыкальных инструментов
10. Изготовление орудий труда (грабли и вилы)
11. Декоративность
12. Красители.
13. Яды. и т.д.

По истечении 2 минут первый ученик начинает зачитывать свой список, остальные добавляют только то, что еще не прозвучало, и все пополняют свой список.

Учитель: когда вы составляли список, то первое, что пришло вам на ум, было пищевое значение растений. Но уже давно, люди поняли, что мир растений это не только пища, он интересен и многообразен. Растения стали изучать, привозить диковинные растения из других стран, классифицировать их. Больше всех в этом направлении сделал древнегреческий ученый Теофраст. Его еще зовут – «отцом ботаники». Почему, вы расскажете мне через 3 минуты. Для этого познакомьтесь с информацией.

Карточка 3. Теофраст был основателем ботаники как самостоятельной науки: наряду с описанием применения растений в хозяйстве и медицине он рассматривал теоретические вопросы. Чем отличаются растения от животных? Какие органы существуют у растений? В чём состоит деятельность корня, стебля, листьев, плодов? Почему растения заболевают? Какое влияние оказывают на растительный мир тепло и холод, влажность и сухость, почва и климат? Может ли растение возникать само собой (произвольно зарождаться)? Может ли один вид растений переходить в другой? Он написал две книги о растениях: «Историю растений» и «Причины растений» в которых даются основы классификации и физиологии растений, описано около 500 видов растений. Теофраст в своих «ботанических» трудах, как истый натуралист, предполагал, что природа действует сообразно своим собственным предначертаниям, а не с целью быть полезной человеку.

Учитель ведет фронтальную беседу по прочитанному материалу. Начало беседы начинается с вопроса «Что вы узнали о Теофрасте?»

Учитель: Мы находим растения разных видов практически повсюду – на суше, в море, от засушливых пустынь до лесов, где льют бесконечные тропические дожди. Растения могут быть на теле животного и внутри него. К растениям относятся одноклеточные водоросли, такие крохотные, что увидеть их можно лишь в микроскоп, и огромные деревья, например гигантские секвойи, растущие на западе Северной Америки.

В целом обширное и пестрое царство растений насчитывает более 500 000 видов, и если бы я начала называть каждое, то на это ушло бы 150 часов. Я хочу, чтобы вы познакомились самыми необычными и удивительными растениями. Растениями– рекордсменами!

– Учитель разбивает класс на группы и каждой группе выдает заранее приготовленные карточки. Задание группе, прочитать и приготовить сообщение для класса. (См. Приложение 1 )

После 3 минут подготовке представители групп делают краткое сообщение. Учащиеся заносят краткую запись о необычных растениях в рабочую тетрадь. (Учитель может заранее приготовить презентацию, иллюстрирующую сообщения учеников)

Закрепление изученного материала. (6 минут)

Учитель. Сегодня мы познакомились с новой наукой, изучающей растения. Кто мне скажет, как называется наука, изучающая растения?

Ответы учеников: Ботаника.

Учитель. А что означает слово «ботаника»?

Ответы учеников: Зелень, трава.

Учитель, Итак вам нужно решить кроссворд, и поможет вам в этом слово «Зелень».

Реши кроссворд.

1. Растение, имеющее самый большой цветок.
2. Одно из самых больших деревьев, произрастающее в Северной Америке.
3. Высокое дерево, листья которого не дают тени. Произрастает в Австралии.
4. Растение с большими, плавающими листьями.
5. Наука, изучающая растения.
6. Растение пустыни, имеющее всего 2, сильно изорванных листа.

4. Подведение итогов урока и домашнее задание (4 минуты)

Взаимная проверка кроссворда в парах.

Учитель: Вы справились с заданием, теперь немного обобщим полученную информацию. Ответьте пожалуйста на следующие вопросы:

• Что было новым для вас на уроке?
• Что вам было интересно?
• Какие у вас остались или возникли вопросы?
• Могут ли полученные знания пригодиться в жизни?

Учитель: Спасибо, сегодня вы хорошо поработали на уроке. Запишите домашнее задание.

– По желанию: подобрать материал и оформить презентацию по теме «Чудеса царства растений».

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.