Минстерство образования и науки республики



страница1/8
Дата13.06.2018
Размер1,69 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8

МИНСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ

КАЗАХСТАН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ

Документ СМК 3 уровня

УМКД

УМКД 042-18-21.1.56/03-2014

УМКД

Учебно –методические материалы по дисциплине «Лесная ботаника»

Редакция № ____ от ____


УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ДИСЦИПЛИНЫ

«Лесная ботаника»

для специальности: 5В080100 «Агрономия»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей – 2014

СОДЕРЖАНИЕ

1 Глоссарий

2 Лекции

3 Практические и лабораторные занятия

4 Курсовая работа (проект)

5 Самостоятельная работа обучающегося

1 ГЛОССАРИЙ

  1. Анатомия растений — рассматривает в основном внутреннее строение органов растений и слагающих их тканей.

  2. Бактериидомен(надцарство) прокариотных (безъядерных)микроорганизмов, чаще всего одноклеточных.

  3. Бесполое размножение, или агамогенез  форма размножения,при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи.

  4. Вегетати́вное размноже́ние — образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам.

  5. Высшие р астения — филогенетически более молодая группа растений.

  6. Геоботаника — изучает закономерности распределения растений на земной поверхности, взаимоотношения растений со средой и закономерности естественных группировок растений.

  7. Гетерогамия — слияние двух подвижных, разных по величине гамет; изо- и гетерогаметы образуются путем редукционного деления содержимого вегетативной клетки;

  8. Гомологичные органы (от греческого слова «гомология» — согласие, единодушие) — это органы,, которые имеют одинаковое происхождение, но могут различаться по форме и выполняемой функции.

  9. Грибы-царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных. Грибы изучает наука микология, которая считается разделом ботаники, поскольку ранее грибы относили к царству растений.

  10. Двудольные -класс покрытосеменных растений, у которых зародыш семени имеет две боковые супротивные семядоли.

  11. Дендрология — рассматривает древесные растения, взаимоотношения их со средой.

  12. За́вязь — термин морфологии растений; замкнутое полое вместилище, нижняя вздутая часть пестика обоеполого или женскогоцветка. Завязь содержит надёжно защищённые семяпочки.

  13. Изогамия — слияние подвижных гамет, одинаковых по форме и величине, но физиологически различных;

  14. Интродукция — учение о переселении растений и введении их в культуру.Морфология растений — изучает форму-растений, внешнее строение органов и их видоизменения.

  15. Лист — важнейший орган растения — возник в процессе эволюции и уплощения боковых вето- чек главного побега.

  16. Метаморфоз - Видоизменение, превращение, переход в другую форму развития с приобретением нового внешнего вида и функций 

  17. Однодольные -второй по величине класс покрытосеменных, или цветковых, растений.

  18. Оогамия — слияние двух гамет — крупной женской яйцеклетки (неподвижной) и более мелкой мужской, сперматозоида (подвижной);

  19. Пестик-часть цветка, образованная одним либо несколькими сросшимися плодолистиками; женский репродуктивный органцветковых растений.

  20. Прививка-особый прием, посредством которого живая часть одного растения вводится в ткань другого, для того чтобы при дальнейшем росте оба эти индивидума срослись в одно неразрывное целое.

  21. Плод -конечный этап развития цветка, видоизменённого в процессе двойного оплодотворения; генеративный органпокрытосеменных растений, который служит для формирования, защиты и распространения заключённых в нём семян.

  22. Систематика растений — занимается классификацией растений на основе их эволюции, создает системы растительного мира.

  23. Се́мя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизменённый женский спорангий) и содержащая зародыш.

  24. Стебель — это один из основных органов растения, который несет на себе почки, листья, цветки, плоды, а также служит для перемещения из листьев к корням органических соединений и из корней в листья воды с растворенными минеральными веществами.

  25. Тычинка — часть цветка цветковых растений, мужской репродуктивный орган, в котором образуетсяпыльца.

  26. Цветоложе — это верхняя расширенная часть цветоножки, служит оно для прикрепления всех остальных частей цветка.

  27. Цветко́вые расте́ния, или Покры́тосеменны́е  отдел высших растений, отличительной особенностью которых является наличие цветка в качестве органа полового размножения и замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные). Ещё одна существенная особенность цветковых растений — двойное оплодотворение.

  28. Черенкование — искусственный способ вегетативного размножения растений с использованием отделённой от материнского растения части (черенка).

  29. Физиология растений — изучает процессы жизнедеятельности растений и закономерности превращения в них веществ

 

2 ЛЕКЦИИ

Модуль1- Лесная ботаника

Лекция №1

Тема: Введение

Содержание лекционного занятия:

1. Роль растений в биосфере и жизни человека.

2. Краткая история ботаники.

3. Разделы ботаники
1 Вопрос. Роль растений в биосфере и жизни человека.

Растения бывают зеленые и незеленые, роль их в природе различна и сводится к следующему. Зеленые растения в процессе фотосинтеза из углекислого газа, воды и минеральных элементов за счет солнечной энергии строят богатые потенциальной химической энергией органические вещества; образующиеся при этом органические вещества — глюкоза, дисахариды используются для построения их тела и самими же растениями перерабатываются в различные другие, более сложные вещества — жиры, белки, клетчатку, лигнин, смолы, эфирные масла и т. д. Готовое органическое вещество служит пищей насекомым, грибам, бактериям, животным и человеку, которые сами неспособны создавать его. Отсюда вытекает важность и необходимость учета ресурсов растительных организмов земного шара и определения ежегодной продуктивности, т. е. прироста растительной массы в лесах, лугах, пашнях, болотах, а также в морях. Задача эта очень сложная и трудоемкая. В настоящее время накопилось довольно много данных по продуктивности отдельных экосистем и биосферы в целом. По Д. Дювиньо и М. Тангу (1968), ежегодно на земном шаре путем фотосинтеза создается до 83 млрд. т органического вещества, причем растения суши создают 53 млрд. т, или 64%, растения океанов и морей 30 млрд. т, или 36%, хотя суша занимает 29% общей площади земного шара, а океаны и моря — 71%- Представляют интерес данные о распределении растительной биомассы на суше. В тундре запасы растительной биомассы составляют около 12,5—25 т/га, в лесотундре — 50 т/га, в тайге — 300—400 т/га; в широколиственных и субтропических лесах — 400—500 т/га. Вечнозеленые леса влажных тропиков дают более 500 т/га; леса Бразилии— 1500— 1700 т/га; степи, горные луга, пампасы, саванны — 125— 150 т/га. Наименьшие количества растительной биомассы образуют субтропические и тропические пустыни — 2,5 т/га. Полярная зона практически непродуктивна. В процессе фотосинтеза происходит непрерывный газообмен — поглощение углекислого газа сопровождается выделением соответствующих объемов кислорода.



Первичная атмосфера Земли была, как уже сказано, лишена свободного кислорода. Лишь благодаря деятельности зеленых растений она обогатилась кислородом и превратилась в азотнокислородную атмосферу. Появление свободного кислорода значительно усилило выветривание горных пород, образование почв, увеличило энергию жизненных процессов, привело к возникновению кислородного дыхания, свойственного огромному большинству живых сущестб. Современные формы органической жизни могли образоваться только как следствие фотосинтетиче- ской деятельности зеленых растений. Однако и сейчас на Земле есть организмы, живущие и размножающиеся в отсутствии свободного кислорода (некоторые микроорганизмы). Они называются анаэробными, в противоположность аэробам, организмам, живущим в кислородной среде. Растения осуществляют сложный круговорот веществ в природе: одни из них создают органические вещества, другие — незеленые (бактерии и грибы) разрушают их на простые неорганические соединения (углекислый газ, воду, аммиак и др.) в процессах гниения и брожения. Растительный покров оказывает огромное влияние на формирование и изменение климата, исключительна роль растений в почвообразовательных процессах и в повышении плодородия почв. Одним из важных компонентов биосферы является лес. Лес — это сложное сочетание деревьев и множества других растений, которые сильно различаются размерами, строением, .размножением, типом питания и т. д., но все растения леса тесно связаны в своей жизнедеятельности друг с другом и с окружающей средой. В лесу совершаются сложные процессы обмена веществ и энергии между живыми организмами и внешней средой. Леса занимают 40% Суши Земли. Леса оказывают огромное влияние на биосферу: они являются мощным поставщиком кислорода. На их долю приходится 44%) кислорода, поставляемого ежегодно всеми земными растениями. Они вырабатывают больше 50% органических веществ, создаваемых наземными растениями. Леса являются своеобразным фильтром: они выделяют в атмосферу особые вещества — фитонциды, которые обеспечивают очистку воздуха от вредных микробов. Лес улучшает микроклимат, смягчает резкие колебания температуры, предохраняет почву от промерзания, улучшает водновоздушный режим почв, является мощным водорегулятором. В малолесных районах лес задерживает ветер и защищает поля от губительных засух и пыльных, или «черных», бурь. Полезащитное лесоразведение влияет на повышение урожая сельскохозяйственных культур. Лесные насаждения скрепляют почву на склонах и прекращают движение сыпучих песков, предотвращают развитие эрозионных процессов, повышают плодородие почв. Леca предохраняют устья рек, озера и водохранилища ст преждевременного заиления и разрушения берегов. Зеленые насаждения в городах (парки, лесопарки, скверы, бульвары, сады, уличные посадки и озелененные участки около домов) имеют огромное санитарно-гигиеническое и эстетическое значение. Они ослабляют летнюю жару и увеличивают относительную влажность воздуха, служат преградой для распространения звуковых волн и могут на 20% и более уменьшать силу городского шума. На них оседает до 72% взвешенных в воздухе частиц пыли и до 60% сернистого газа . Любая растительность разнообразит, украшает ландшафт и оздоровляет атмосферу. Велико значение растений в жизни человека, они в основном удовлетворяют все его главные потребности: в пище, одежде, жилище. Из пищевых растений наиболее важны хлебные злаки. Овощные и плодовые растения являются источником не только белков, жиров и углеводов, но и витаминов. Масличные растения идут на получение растительного масла для пищевых, лекарственных и технических целей. Широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности прядильные, дубильные, красильные, эфиромасличные, каучуконосные, лекарственные и другие растения. Огромное значение имеют древесные растения. Древесину человек применяет с незапамятных времен, в настоящее время ее используют во всех отраслях народного хозяйства. Древесина — это не только топливо и строительный материал, применяемый в промышленности, транспорте и сельском хозяйстве, но и бумага, целлюлоза, картон, искусственный шелк, шерсть, скипидар, спирты, ацетон, камфара, древесный уголь, эфирные масла и т. д., а также различные предметы широкого потребления. До 20 тыс. самых разнообразных изделий из дерева используются человеком в быту и на производстве. Несмотря на то, что древесину заменяют другими материалами, потребность в ней из года в год увеличивается. . Полезные свойства растений изучены еще недостаточно и используются далеко не полно. Так, из 300 тыс. видов высших растений в практических целях используют свыше 2500 видов. Возможно, что многие растения, считающиеся сейчас бесполезными или даже вредными, окажутся источниками лекарственного либо технического сырья или обладателями иных ценных для человека свойств и продуктов.

2 Вопрос.

Знакомство человека с растениями началось в глубокой древности. Сначала это были преимушественно те растения, плоды, семена, побеги и корневища которых человек использовал в пищу. Чтобы отличать растения друг от друга, человек начал давать им различные названия, которые передавались из поколения в поколение. В некоторых случаях названия давались по морфологическому строению или окраске растений (мышехвостик, синюха), иногда по их биологическим особенностям (подсолнечник, вьюнок, заразиха, одуванчик, живучка), экологическим признакам (подорожник, мокрица, солерос), вкусовым качествам (кислица, горчица) или по их действию (волдырник, болиголов). Начало искусственного разведения растений, по-видимому, относится к VI—V тысячелетиям до н. э. Позже человек научился использовать и распознавать растения лекарственные, прядильные, для постройки жилищ и, наконец, для украшения. За многолетнюю человеческую историю складывались определенные представления о растениях и их свойствах. Суммирование таких первоначально разрозненных знаний о растениях привело к зарождению науки о растениях, т. е. ботаники. Первые литературно оформленные данные о растениях дошли до наших дней в сочинениях греческих классиков III—IV вв. до н. э. Аристотеля и его ученика Теофраста, которого считают отцом ботаники. XV—XVIII вв. в развитии ботаники называют периодом «первоначальной инвентаризации» растений. В это время были разработаны основные понятия ботанической морфологии, появилась научная терминология, были выработаны принципы и методы классификации растений и созданы первые системы растительного мира. Первые системы были искусственными, так как строились по одному или нескольким произвольно взятым признакам морфологического строения какого-либо органа растения. Так, итальянский ученый XVI в. Андреа Чезальпино в основу своей классификации положил особенности строения плодов, количество и расположение семян в них. Вершиной искусственной классификации растений явилась система шведского натуралиста Карла Линнея (1707— 1778). Ученый уточнил технику описания растений, привел в порядок огромный накопленный до него материал, создав свою систему растений. Линней признавал наличие пола у растений и в основу своей классификации, которая получила название сексуальной (половой), положил характерные особенности тычинок, их количество и способы прикрепления. В работе «Виды растений» (1761) он описал 1260 родов и 7540 видов (История биологии, 1972). Линней уточнил понятие вида как основной систематической единицы и для названия растений ввел бинарную номенклатуру, т. е. название каждого растения приводится двумя латинскими названиями: первое для обозначения рода и второе для обозначения вида. Признавая реальное существование видов, Линней в то же время говорил об их постоянстве и неизменности. Он различал следующие соподчиненные друг другу систематические категории: классы, отряды, роды, виды и разновидности. Его система была очень наглядна, удобна и давала возможность довольно легко разобраться в большом разнообразии растений, но не отражала родства между ними. В XVIII в. делались попытки создания естественных систем, отражающих естественный порядок в природе, естественную близость отдельных форм. Системы строились уже по совокупности признаков растений с учетом их развития и родства между ними. Такой попыткой создать естественную систему является система французского ботаника А. Жюссье. Его система содержала 15 классов, 100 семейств и около 20 000 видов. Он ввел понятие о семействе. В течение XVII—XVIII вв. был накоплен огромный фактический материал, установлены некоторые общие закономерности в строении и функциях организмов. Много было собрано фактов, свидетельствующих о существовании тесной связи растений с окружающей средой, об их приспособлении к условиям существования. Начали накапливаться сведения об изменчивости организмов под влиянием изменения условий жизни, о закономерной смене форм жизни на протяжении прошедших геологических эпох. Однако все ограничивалось простой констатацией изменчивости в пределах низших систематических категорий и не переросло в идею об исторической преемственности видов и развитии всего органического мира от низшего к высшему. В естествознании этого периода господствовали метафизические воззрения, особенно ярко проявлявшиеся в представлении о неизменности видов. Целесообразное устройство живых организмов, приспособление их к среде обитания объяснялось «мудрой предусмотрительностью творца». Такие взгляды на органическую целесообразность господствовали и в первой половине XIX в. до появления трудов Ч. Дарвина. Несмотря на неоднократные высказывания о развитии мира, научно обоснованное учение об эволюции (развитии) организмов появилось только в XIX в. В начале XIX в. во Франции Ж- Ламарк впервые попытался научно обосновать эволюцию органического мира. Согласно Ламарку, живое в его простейших формах возникло из неживого. Как некое активное начало он признавал творца, но затем говорил о развитии природы по собственным естественным законам на основе строгих причинных связей. Развитие Ламарк рассматривал как непрерывный процесс без перерывов и скачков и, говоря об эволюции видов, он отрицал реальность их существования. Виды изменчивы, реальных границ в природе между ними нет. Природа, по мнению Ламарка, представляет собой непрерывную цепь изменяющихся индивидуумов, а систематики искусственно ради удобства классификации разбивают эту цепь на отдельные систематические группы. Идея эволюционного развития органического мира Ламарка не получила широкого признания. Он не смог привести прямых фактов в доказательство этой эволюции, не сумел вскрыть механизм, с помощью которого может совершаться этот процесс, и объяснить, как могла естественно сложиться целесообразность органических форм, их пригнанность к условиям существования без вмешательства творца. Первая половина XIX в. в истории естествознания — это период кризиса метафизического мировоззрения. Главной движущей силой развития естествознания были потребности общественного развития, промышленная революция. В начале XIX в. в самостоятельную науку начала оформляться морфология растений. Наряду с развитием описательной морфологии наблюдалась тенденция к сравнительно-морфологическому анализу. Возникло учение о метаморфозе органов. Создателями его были К- Вольф и В. Гете. Середина XIX в. ознаменовалась созданием клеточной теории. Создателями ее являются М. Шлейден (183S) и Т. Шванн (1839). Основные положения этой теории состоят з следующем: 1). клетка является основной структурной единицей всей органической природы; 2) несмотря на различия в размерах и форме, клетки всех организмов имеют сходство внутреннего строения; 3) новые клетки образуются па основе старых, жизнь каждого многоклеточного организма начинается с одной клетки. Открытие клеточного строения у живых организмов Ф. Энгельс отнес к числу величайших открытий XIX столетия в области естествознания. Единство клеточного строения всех организмов говорит об общности происхождения всего органического мира на нашей планете (История биологии, 1972). К концу первой половины XIX в. были подготовлены естественнонаучные основы для построения нового мировоззрения. Данные сравнительной анатомии, сравнительной эмбриологии, биогеографии и систематики растений, а также клеточная теория говорили о единстве органического мира, об общности его происхождения. Вместе с тем огромный фактический материал свидетельствовал об изменчивости организмов и не мог быть объяснен на основе господствующего представления о неизменности и постоянстве видов. Эволюционная теория Ч. Дарвина положила конец представлению о неизменяемости органического мира и повлекла за собой во второй половине XIX в. перестройку не только всей биологии, но и самого характера биологического мышления. В 1859 г. появилась книга Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора», в которой он изложил свою эволюционную теорию и опроверг метафизические и религиозные воззрения на сотворение мира и неизменность видов. Ч. Дарвин на огромном фактическом материале доказал, что живая природа развивается и в основе эволюции всего живого от более простого к более сложному, от менее совершенного к более совершенному лежат изменчивость, наследственность и отбор. Движущей силой естественного отбора является борьба за существование. Причиной изменчивости организмов являются факторы внешней среды, условия жизни. Приобретенные организмом новые признаки и свойства в результате закона наследственности сохраняются и передаются потомству. Сущность естественного отбора состоит в том, что организмы, которые обладают какими- либо преимуществами, т. е. более приспособленные к жизни в данной внешней среде, выживают, а менее приспособленные не выживают и не дают потомства. Культурные растения и домашние животные являются результатом искусственного отбора, производимого человеком из поколения в поколение. Однако Ч. Дарвин считал, что человек сам не может вызвать изменчивость у растений и животных, а способен только использовать и накапливать путем отбора изменения, которые даны самой природой. Процесс видообразования он рассматривал главным образом как следствие постепенных и последовательных накоплений мелких количественных изменений. После выхода книги «Происхождение видов» была низвергнута веками господствовавшая в биологии доктрина неизменности видов. Усилились работы по исследованию изменчивости и наследственности. Эволюционная идея воплощается в форму исторического метода исследования в биологии. Вторая половина XIX в. характеризуется быстрым ростом науки, развивающейся в острой борьбе материализма и идеализма. Эта борьба шла вокруг важнейших общебиологических проблем (специфика живой материи, эволюции органического мира, проблема наследственности и т. д.). Материалистическое направление боролось за признание единства формы и функции, отстаивало идею развития организмов и наличие тесной зависимости развита! растений от условий внешней среды. Отстаивали и развивали эволюционную теорию выдающиеся русские биологи В. О. Ковалевский, И. И. Мечников, И. М. Сеченов и особенно К. А. Тимирязев. Сущность идеологической борьбы по вопросу об историческом развитии организмов вначале сводилась к полному Отрицанию метафизиками возможности эволюции, а в последарвиновский период — к отрицанию материалистических основ такой эволюции. Во второй половине XIX в. на основе эволюционной идеи и исторического метода возникают новые отрасли биологии: филогенетическая систематика, эволюционная морфология, филогенетическая сравнительная анатомия, эволю ционная эмбриология, эволюционная биогеография и палеонтология. ' Этот период связан с разработкой филогенетических систем различных растительных групп. В начале XX в. чешский ботаник Г. Мендель раскрыл основы законов наследственности, указав на то, что наследственные свойства организма контролируют дискретные и устойчивые материальные задатки «носители наследственности». Впоследствии эти задатки В. Иогансен назвал генами, а Т. Бо- вери и В. X. Сэтток показали, что носителями -генов являются хромосомы. Однако о материальных носителях наследственности, механизме хранения и передачи генетической информации и внутреннем содержании процесса оплодотворения стало известно лишь в середине XX в. XX в. является столетием бурного развития биологии. Огромные достижения в биологии связаны с разработкой и широким применением новых методов и средств исследования, базирующихся на достижениях физики, химии, математики, техники — электронная микроскопия, метод меченых атомов. Созданы новые методы прижизненных исследований (культура клеток, тканей, органов). Наблюдается стремление к изучению явлений жизни на всех уровнях организации. В XX в. наряду с усиленным процессом дальнейшей дифференциации биологических наук, возникновением новых отраслей знаний (генетика, молекулярная биология, радиобиология и др.) идет возникновение комплексных «синтетических» дисциплин и областей исследования (проникновение в биологию математики и кибернетики). В середине XX в. были сделаны открытия огромного значения: выявлена структура и механизм биологических функций молекул ДНК. В 1951—1953 гг. Д. Уотсон, М. Уилкинс и Ф. Крик установили структуру молекулы ДНК, того генетического материала клетки, где хранится информация о наследственных признаках организма, и был расшифрован генетический код. Тем самым была доказана своеобразная универсальность

ДНК. В середине XX в. появилось много исследований, касающихся химического и биологического синтеза гена и белка. В XX в. продолжают интенсивно развиваться также морфология и систематика растений. Наблюдается дальнейшее развитие эволюционной теории. Разрабатывается проблема вида и видообразования. Происходит дальнейшее развитие филогенетической систематики с привлечением данных биохимии, молекулярной биологии и т. д. Перед морфологией XX в. стоят проблемы исследования морфогенеза, разнообразия жизненных форм у растений. В XX в. ботаника приобретает все большее практическое использование в медицине, сельском хозяйстве, промышленности, в охране окружающей среды. В ближайшее время возможно широкое применение «описательной ботаники» в области космической биологии и исследований мирового океана. Систематикам предстоит описать еще много новых видов растений.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница