Слайд 2
Возраст ботанической науки
Изучение растений продолжалось в течение тысячелетий,
однако, подобно всем отраслям науки, оно разделилось на специализированные
направления только за последние 300 лет.
Слайд 3
Отношения с другими науками
Немногим более 100 лет назад
ботаника еще относилась к медицине, и ею занимались главным
образом врачи, для которых она была увлечением или основным делом. Однако сейчас это — самостоятельная и очень важная научная дисциплина с многими разделами, хотя и сохранившая теснейшую связь с медициной.
Слайд 4
Лишь несколько групп организмов — растения, водоросли и
некоторые бактерии — способны поглощать энергию Солнца и запасать
ее в органических молекулах в ходе
фотосинтеза.
Фактически вся жизнь на Земле прямо или косвенно зависит от этого процесса.
Слайд 5
Перед ботаниками и агрономами стоит насущная задача —
прокормить быстро растущее население планеты. Современные растения — наиболее
перспективный возобновляемый источник энергии для человеческой деятельности, а ископаемые растения образовали огромные запасы газа, нефти и угля, от которых зависит вся современная промышленная цивилизация.
Слайд 6
Роль растений, а также водорослей и фотосинте-зирующих бактерий
заслуживает нашего внима-ния и по другой, более важной причине.
Как продуценты мировой экосистемы эти организмы снабжают все остальные существа, включая человека, энергией, кислородом и многими другими жизненно необходимыми элементами и веществами.
Изучив ботанику, легче оценить важнейшие экологические проблемы современности и, поняв их, способствовать созданию более здорового мира.
Слайд 7
Отрасли ботанической науки
Физиология растений изучает, как растения функционируют,
т. е. как они поглощают и преобразуют энергию, растут
и развиваются.
Морфология растений исследует внешнюю форму растений,
Анатомия растений — внутреннее строение,
Систематика, или таксономия растений, занимается их названиями и классификацией.
Среди многих других специальных областей назовем цитологию растений (изучение растительных клеток), генетику растений (науку о наследственности у растений) и экологию растений, исследующую взаимоотношения растений со средой обитания (произрастания).
Слайд 8
Система царств
К эукариотам относится много весьма
различных групп одно-клеточных организмов. Гетеро-трофных одноклеточных эука-риот, по традиции
называемых простейшими, относят к жи-вотным, а автотрофных – к растениям (водорослям). Оче-видно, что между ними су-ществуют тесные взаимосвязи, и говорить о двух различных эволюционных линиях непра-вомерно. Поэтому теперь всех одноклеточных эукариот объ-единяют в царство про-токтистов (Protoctista).
Слайд 9
Различия в способах питания
В то время как минеральное
питание растений происходит путем всасывания (осмоторфно), а углеродное питание
растений происходит за счет фотосинтеза (за исключением немногих видов, которые утратили эту способность, но явно произошли от обычных), животные пищу заглатывают (т.е. питаются фаготрофно), а грибы впитывают (абсорбируют), предварительно переварив пищу выделенными наружу ферментами. Каждая из этих трех эволюционных линий многоклеточных считается отдельным царством эукариот; остальных эукариот (весьма неоднородную группу) относят к царству протоктистов.
Слайд 10
Объекты нашего лекционного курса
В нашем курсе лекций будут
рассмотрены организмы, традиционно изучавшиеся ботаниками, т. е. растения, бактерии
(главным образом, фотосинтезирующие), грибы и автотрофные протоктисты (водоросли), — фактически все живые существа, кроме животных, которыми занимаются зоологи. Хотя мы не включаем в растительное царство водоросли, грибы и бактерии и будем стараться не называть эти организмы растениями, они обсуждаются здесь по традиции, а также потому, что обычно входят в ботаническую часть учебной программы подобно тому, как сама ботаника считалась когда-то частью медицины.
Однако следует иметь в виду, что бактериология, фикология (наука о водорослях) и микология (наука о грибах) — это вполне самостоятельные, общепризнанные области знания.
Слайд 11
Система царств, наук и сферы перекрывания
Слайд 12
Происхождение жизни и первые этапы эволюции
Согласно современным представлениям,
наша планета сформировалась около 4,5 млрд. лет назад. Первоначально
Земля была сухой, вода появилась в результате дегазации недр - выхода в атмосферу водяного пара
Слайд 13
По мере конденсации водя-ного пара
появлялись сначала мелкие лужицы, которые по-немногу становились все больше
и больше. Однако понадобилось 500-700 млн. лет для того, чтобы на Земле воз-никли более или менее крупные водоемы, которые по-степенно сформировали гидро-сферу - жидкую оболочку на-шей планеты, занимающую в настоящее время около 70% ее поверхности. Затем в резуль-тате оседания на дно водоемов различных частичек образова-лись и осадочные породы.
По мере конденсации водя-ного пара появлялись сначала мелкие лужицы, которые по-немногу становились все больше и больше. Однако понадобилось 500-700 млн. лет для того, чтобы на Земле воз-никли более или менее крупные водоемы, которые по-степенно сформировали гидро-сферу - жидкую оболочку на-шей планеты, занимающую в настоящее время около 70% ее поверхности. Затем в резуль-тате оседания на дно водоемов различных частичек образова-лись и осадочные породы.
Слайд 14
Считается, что первоначально атмосфера Земли состояла в
основном из газообразного азота и довольно большого количества водяного
пара и углекислоты.
На четыре элемента, образующие эти вещества — углерод, водород, азот и кислород, — приходится около 98% массы всех живых организмов. В грозовой первичной атмосфере Земли молекулы газов само-произвольно соединялись в новые более крупные молекулы. Кислород, составляющий сейчас около 21% земной атмосферы, практически отсутствовал, пока его в большом количестве не начали производить фотосинтезирующие организмы.
В результате ультрафиолетовые лучи (от которых мы защищены сейчас слоем озона, одного из соединений кислорода) достигали поверхности Земли, содействуя синтезу новых молекул.
Слайд 15
Циферблат биологической эволюции
Жизнь в истории Земли возникла рано
(до 6 ч утра по 24-часовой шкале).
Многоклеточных организмов
не было вплоть до сумерек
Человек появился менее, чем за минуту до полуночи
Слайд 16
На протяжении значительной части своей истории (не менее
2 млрд. лет) биосфера была прокариотной,
то есть в ее
состав вхо-дили только организ-мы, сходные с совре-менными бактериями.
Эукариотные организмы – разнообразные одноклеточные (около 1 млрд. лет назад), и многоклеточные (600 - 800 млн. лет назад) - заняли свое место в биосфере лишь позднее.
Слайд 17
Прокариотная (слева) и эукариотная клетки
Слайд 18
Система организмов по данным секвенирования наиболее консервативной рРНК
Слайд 19
Растения, эволюционировавшие из зеленых водорослей, приобрели ряд специфических
адаптаций к жизни на суше.
Они развиты у представителей
господствующей группы — сосудистых растений — и включают восковидную кутикулу, пронизанную специальными отверстиями — устьицами, через которые осуществляется газообмен; эффективную проводящую систему, доставляющую воду и поглощенные питательные вещества по стеблям от корней к листьям, и разносящей продукты фотосинтеза ко всем частям растения.
Слайд 20
Эволюция растений сопровождалась становлени-ем биомов — крупных наземных
сообществ, включающих и животных. Взаимодействующие системы, состоящие из биомов
и окружающей их неживой среды, называются экосистемами.
Человек, появившийся около 2 млн. лет назад, по меньшей мере 11 000 лет назад изобрел земледелие, став в результате господствующей на Земле экологической силой. Люди использовали знание растений в интересах собственного развития и будут делать это с еще большим размахом в будущем.
Слайд 21
Особенности растительной клетки
Слайд 22
Универсальная биологическая мембрана
Полупроницаемая перепонка из белков и фосфолипидов
Слайд 23
Эндоплазматическая сеть
и аппарат Гольджи
Слайд 25
Ядро в эукариотической растительной
клетке
Слайд 26
Двумембранные органеллы в клетках растений
Двумембранные органеллы в
клетках растений