Інтерактивний комплекс навчально-методичного забезпечення Кредитно-модульна система організації

Вид материала

Содержание

5. Тематика індивідуальної роботи
6. Матеріал для самостійної роботи
Методи вивчення рослинних організмів. Значення ботанічних знань для підготовки фахівців із агрохімії та ґрунтознавства
Практичне значення рослин. Найважливіші господарські групи рослин
Бінарна номенклатура в систематиці рослин
Практичне значення водоростей. Ґрунтові водорості
Відділ Слизовики

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 13

^ 5. Тематика індивідуальної роботи

Рослини як бур’яни полів і городів.
Дикорослі кормові види рослин.
Дикорослі харчові та вітамінні види рослин.
Лікарські види дикорослих рослин.
Гриби як збудники хвороб рослин.
Практичне використання водоростей, грибів і лишайників.
Коренеплоди та коренебульби, їх будова та практичне використання.
Штучне вегетативне розмноження культурних рослин.
Розвиток пилку, мікроспорогенез і мікрогаметогенез у покритонасінних рослин.
Розвиток насінного зачатка, мегаспорогенез і мегагаметогенез у покритонасінних рослин.
Характеристика різних способів запилення квітів, їх адаптаційні особливості.
Характеристика різних видів апокарпних і ценокарпних плодів.
Характеристика різних способів розповсюдження плодів і насіння, їх адаптаційні особливості.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Жовтецеві та Гвоздичні.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Лободові та Розові.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Гарбузові та Капустяні.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Бобові та Селерові.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Пасльонові та Огірочникові.
Характеристика родин Двосім’ядольних рослин – Глухокропивові та Айстрові.
Характеристика родин Односім’ядольних рослин – Лілійні та Амарилісові.
Характеристика родин Односім’ядольних рослин – Осокові та Тонконогові.
Еколого-морфологічна класифікація рослин.
Рослини з гетеротрофним способом живлення (паразити та напівпаразити).
Вікові та сезонні зміни в житті рослин.
Рідкісні та зникаючі види рослин України, їх охорона.
Геоботанічне районування України та Рівненської області.
Флора та рослинність хвойних лісів України.
Флора та рослинність мішаних і листяних лісів України.
Флора та рослинність різних типів лук на території України.
Флора та рослинність різних типів боліт на території України.
Флора та рослинність степів України.
Флора та рослинність прісних водойм України.

^ 6. Матеріал для самостійної роботи

До теми 1: Ботаніка як наука

Історія виникнення та розвитку ботаніки. Роль вітчизняних учених у розвитку ботанічної науки

Ботаніка – одна з найперших біологічних наук, яка своїми коренями сягає в глибоку давнину й виникнення якої було пов’язане з насущними практичними потребами людини (використання рослин у їжу, для виготовлення одягу, для лікування, розпізнавання корисних і отруйних рослин, вирощування окремих рослин у культурі). Весь подальший розвиток ботаніки відбувався передусім під впливом практичних запитів суспільства.

Практичні знання людей про оточуючі їх рослини відомі з незапам’ятних часів. Ще до виникнення ботаніки як науки люди вміли розрізняти рослини, розпізнавати їх корисні та шкідливі властивості, групувати рослини за певними ознаками. Багато різноманітних і корисних відомостей про рослини було нагромаджено первісними людьми, а потім у стародавніх державах Індії, Єгипту, Передньої Азії й Китаю, що володіли писемністю.

Виведені людиною культурні рослини відомі ще з часів кам’яного віку. Походження деяких із них є зовсім загадковим, оскільки близьких до них форм у природній флорі не існує.

Ботаніка як наука сформувалася приблизно 2300 років тому назад. Основоположниками ботаніки були стародавні мислителі – Арістотель і Теофраст (або Феофраст), які жили в IV столітті до нашої ери. Ботанічні праці Арістотеля не збереглися й тому батьком ботаніки вважають Теофраста. Він залишив декілька книг, які спеціально присвячені рослинам. Зокрема, в своїй 9-томній праці “Природна історія рослин” учений описав і систематизував біля 600 видів рослин.

Важливе значення для розвитку ботаніки й особливо такого її розділу, як анатомії рослин, мав винахід світлового мікроскопа (вперше найпростіший мікроскоп сконструювали голландські брати Янсени; потім його вдосконалив і використав у біологічних дослідженнях їх співвітчизник А. Левенгук). За допомогою мікроскопа в 1665 році англійський учений Р. Гук відкрив клітини, дещо пізніше італійський біолог М. Мальпігі та англійський біолог Н. Грю ввели поняття “тканини” та запропонували їх найпростіші класифікації. В 1781 році Ф. Фонтан уперше побачив ядро та замалював його, й лише в 1833 році Р. Броун встановив, що ядро є важливим і обов’язковим компонентом клітини. В 1839 році чеський учений Я. Пуркін’є відкрив цитоплазму, а Ф. Дюжарден узагальнив відомості про неї. Пізніше в клітині були відкриті крохмальні зерна, кристалічні включення, хлоропласти. В 1838-1839 роках німецькі вчені Т. Шванн і М. Шлейден сформулювали основні положення клітинної теорії.

У другій половині ХІХ століття російський учений І. Чистяков описав поділ ядра, а І. Герасімов дослідив фізіологічну роль ядра в клітині. Завдяки працям І. Чистякова, В. Флеммінга, Е. Страсбургера було відкрите явище поділу клітин, що дало можливість німецькому вченому Р. Вірхову доповнити клітинну теорію важливим положенням про те, що кожна нова клітина виникає з попередньої. В 1931 році завдяки відкриттю Є. Руска та М. Кнолля вперше було використано електронну мікроскопію для біологічних досліджень. Це сприяло розвиткові цитології та дало можливість вивчати тонку структуру клітини.

Щодо розвитку фізіології рослин, то ще в ХVII столітті англійський учений Геллс і голландський вчений Я.Б. Ван Гельмонт, досліджуючи мінеральне живлення рослин і переміщення речовин по їх стеблі, заклали основи експериментальної фізіології рослин. Вивченню процесів мінерального живлення рослин присвятили свої дослідження такі вчені, як Ж.Б. Буссенго, Ю. Лібіх, Ю. Сакс. Вивченням процесів фотосинтезу в рослинах займалися такі вчені, як І. Інгенгауз, Д. Прістлі, Ж. Сенеб’є, Н. Соссюр. Як наука, фізіологія рослин остаточно оформлюється лише на кінець ХVIIІ століття. На початку ХХ століття російський учений К. Тімірязєв багато зробив для вивчення процесів фотосинтезу.

Унаслідок відкриття європейцями в ХV-XVI століттях нових континентів у Європу із заморських країн почали привозити небачені раніше рослини й почали швидко нагромаджуватись відомості про нові види рослин, що вимагало їх наукової класифікації. В середині ХVI століття було винайдене засушування рослин і складання гербарію. Виникають і починають поширюватись ботанічні сади. Важлива роль щодо систематизації знань про видову різноманітність рослин належить шведському ботаніку К. Ліннею (він увів бінарну номенклатуру, розробив діагнози видів, описав і систематизував усі відомі йому види рослин, уточнив техніку морфологічного опису). Саме в працях К. Ліннея систематика й описова морфологія досягли найбільшого вираження.

У 1759 році К. Вольф описав виникнення органів на кінці пагона. Німецький учений, поет і художник Й. Гете вивчав метаморфози рослин, створив теорію походження квітки, заклавши цим самим основи теоретичної морфології рослин. Важливе значення для розвитку цього розділу ботаніки мали також дослідження О. Декандоля.

Колосальними успіхами ботаніки було позначене саме ХІХ століття. Оформились і виникли нові її розділи – фізіологія, біохімія та анатомія рослин, ембріологія, географія, екологія та геоботаніка, вчення про водорості, гриби та інші організми, палеоботаніка й т. д. По-суті, якраз у ХІХ столітті ботаніка набула сучасного вигляду. В усіх її розділах був нагромаджений величезний фактичний матеріал. Особливо важливе значення для подальшого розвитку ботаніки, як і всієї біології, мала створена англійським ученим Ч. Дарвіном еволюційна теорія.

У 1849-1851 роках В. Гофмейстер детально описав цикли розвитку спорових і насінних рослин та показав їх принципову схожість. Були досліджені процеси запліднення в рослин і утворення зародка. В кінці XIX століття С. Навашин відкрив подвійне запліднення в Покритонасінних.

Вивченням різних груп нижчих рослин і грибів займалися Л. Ценковський, М. Воронін, О. Баранецький, Л. Курсанов, К. Мейєр.

Значний внесок у розвиток географії рослин зробив німецький ботанік О. Гумбольдт. Великі заслуги у вивченні різноманітності рослинного світу мали дослідження російських учених – С. Крашеніннікова (вивчення природи Камчатки), І. Гмеліна й П. Палласа (дослідження Сибіру та півдня Росії), В. Зуєва та І. Лєпьохіна (вивчення півночі та півдня Росії, Уралу та Сибіру), О. Бекетова (створив велику школу фітогеографів), М. Вавілова (пошук диких предків культурних рослин у різних регіонах світу), В. Комарова (один із керівників складання “Флоры СССР”). В. Докучаєв і його учні розробили вчення про природні зони.

Із українських учених, які сприяли розвиткові ботаніки, слід назвати такі прізвища, як Л. Делоне, Г. Левитський, В. Фаворський, М. Холодний, Я. Модилевський, О. Рогович, Й. Пачоський (один із засновників фітоценології), А. Андржейовський (уродженець Рівненської області), М. Максимович, В. Липський (займався вивченням флори різних регіонів тодішньої Росії; уродженець Рівненської області), Д. Зеров (флористичне дослідження різних регіонів України) й багато інших.

Серед сучасних українських ботаніків слід відмітити: К. Ситника (дослідження процесів життєдіяльності рослин, особливо фотосинтезу; колишній директор Інституту ботаніки ім. М. Холодного НАН України), Я. Дідуха (розвиток індикаційної геоботаніки; колишній директор Інституту ботаніки, уродженець Рівненщини), Ю. Шеляг-Сосонка (розвиток теоретичних основ охорони рослинного світу, дослідження флори водойм), Р. Бурду (вивчення процесів антропічної трансформації флори), В. Заверуху (вивчення флори Волино-Поділля; уродженець Рівненщини), В. Мельника (вивчення раритетних видів рослин лісу, їх штучне вирощування; завідувач відділом природної флори Національного ботанічного саду ім. М. Гришка НАН України, уродженець Рівненської області), Т. Андрієнко (вивчення раритетних видів рослин України та обґрунтування створення об’єктів природно-заповідного фонду), С. Волгіна (розвиток анатомії насінних рослин), С. Мосякіна (розвиток систематики рослин), В. Протопопову (вивчення синантропних видів рослин), В. Собка (вивчення видів родини Зозулинцеві та інших рідкісних видів), Д. Доброчаєву (розвиток систематики рослин), Є. Брадіс (вивчення флори боліт), Д. Дубину (вивчення флори вищих водних рослин), І. Григору (вивчення флори Полісся), І. Дудку (провідний міколог) та багатьох інших.

^ Методи вивчення рослинних організмів. Значення ботанічних знань для підготовки фахівців із агрохімії та ґрунтознавства

Оскільки ботаніка вивчає досить багато різних сторін організації та функціонування рослинних організмів, то в кожному конкретному випадку застосовується свій набір методів дослідження. В ботаніці використовуються як загальні методи (спостереження, порівняння, аналіз, експеримент, узагальнення), так і багато спеціальних методів (біохімічні та цитохімічні, методи світлової (звичайна, фазово-контрастна, інтерференційна, поляризаційна, флуоресцентна, ультрафіолетова) та електронної (трансмісійна, скануюча) мікроскопії, методи культури клітин, мікроскопічна хірургія, методи молекулярної біології, генетичні методи, електрофізіологічні методи, методи заморожування та сколювання, біохронологічні методи, біометричні методи, математичне моделювання, статистичні методи).

Спеціальні методи враховують особливості того або іншого рівня організації рослинного світу. Так, для вивчення нижчих рівнів організації використовують різні біохімічні методи, методи якісного та кількісного хімічних аналізів. Для вивчення клітин використовують різні цитологічні методи, особливо методи електронної мікроскопії. Для вивчення тканин і внутрішньої будови органів використовуються методи світлової мікроскопії, мікроскопічної хірургії, вибіркового фарбування. Для вивчення рослинного світу на популяційно-видовому та біоценотичному рівнях використовують різні генетичні, геоботанічні та екологічні методи досліджень. У систематиці рослин важливе місце займають такі методи, як порівняльно-морфологічний, палеонтологічний, історичний, цитогенетичний.

Засвоєння матеріалу з різних розділів ботаніки є теоретичною основою в підготовці майбутніх спеціалістів агрохіміків-ґрунтознавців. Завдяки нерозривному взаємозв’язку організму рослини та середовища її існування, морфологічні ознаки та внутрішня будова рослини значною мірою визначаються особливостями ґрунту. Одночасно напрямок та інтенсивність протікання фізіологічних і біохімічних процесів також залежать від хімічного складу ґрунту й інших його властивостей, що в кінцевому підсумку визначає приріст біомаси рослини та продуктивність рослинництва як галузі в цілому. Тому ботанічні знання дають можливість обґрунтовувати потребу та дози внесення в ґрунт різних речовин, впливати на урожайність культурних рослин. Фактично будь-який вплив на ґрунт із метою підвищення врожайності культурних і дикорослих рослин базується на даних, отриманих у різних розділах ботаніки. Методи біологічного контролю за ростом і розвитком рослин майже повністю базуються на ботанічній морфології та ембріології.

У свою чергу рослинний світ виступає досить важливим фактором ґрунтоутворення та зумовлює багато властивостей ґрунту. Кожному типу рослинності характерні певні види ґрунтів і ці закономірності успішно використовується для картування ґрунтів. Види рослин і їх окремі систематичні групи можуть виступати надійними фітоіндикаторами едафічних (ґрунтових) умов. Індикаційна геоботаніка дає ґрунтознавцям і агрохімікам один із важливих методів оцінки якості ґрунтів, їх фізико-хімічних і хімічних властивостей,

Ботаніка є теоретичною основою агрохімії, а також таких прикладних галузей, як рослинництво та лісівництво. Нині введено в культуру біля 2 тис. видів рослин, однак із них широко вирощується лише незначна частина. Багато дикорослих видів флори можуть у майбутньому стати досить перспективними культурами. Ботаніка обґрунтовує можливість і доцільність сільськогосподарського освоєння природних територій, проведення меліоративних заходів із метою підвищення продуктивності природних угруповань рослин, зокрема лук і лісів, сприяє освоєнню й раціональному використанню рослинних ресурсів суші, прісних водойм і Світового океану.

Для фахівців у галузі агрохімії та ґрунтознавства ботаніка виступає базовою основою, яка дозволяє більш глибоко усвідомити суть ґрунтоутворюючих процесів, побачити залежність тих або інших властивостей ґрунту від особливостей рослинного покриву, зрозуміти потреби культурних рослин у конкретних поживних елементах.

До теми 2: Рослинні організми в системі живого, їх значення в природі та житті людини

Глобальна та регіональна екологічна роль рослин на планеті

Рослини відіграють на нашій планеті виключно важливу екологічну роль, забезпечуючи тут відповідні умови й можливість існування інших груп організмів, зокрема й людини. За своїм значенням і масштабами екологічну роль рослин можна розділити на глобальну та регіональну.

Глобальна екологічна роль рослин виявляється майже виключно в масштабах усієї планети та має загальнопланетарне значення. Вона визначається наступним. Більшість рослин за способом живлення є автотрофами, тому вони завдяки процесу фотосинтезу здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних. При цьому відбувається трансформація електромагнітної енергії сонячного випромінювання в хімічну. Синтезована таким чином органічна речовина, що створюється рослинами, споживається іншими групами організмів (гетеротрофними), в тому числі й людиною, що забезпечує можливість їх існування. Тому в екосистемах рослини виступають головними продуцентами. Так, у процесі фотосинтезу, за підрахунками вчених, щорічно утворюється біля 4000 млрд. т органічної речовини. В живій речовині біосфери за масою значно переважають саме рослини.

Рослини є одними з головних регуляторів, які підтримують сталість газового складу атмосфери, насамперед, певний уміст О₂ і СО₂. Рослини приймають активну участь у міграції більшості хімічних елементів (насамперед, Н, О, С, N, Р, S і багатьох біометалів). Саме рослини започатковують ланцюги живлення, поглинаючи з ґрунтового субстрату мінеральні форми елементів, які в переважній більшості нездатні засвоювати інші групи організмів. Надзвичайно важлива роль рослин у процесах біологічного вивітрювання гірських порід. Тому вони є одним із визначальних ґрунтоутворюючих факторів і факторів підтримання родючості ґрунту. Лишайники та мікроскопічні водорості першими поселяються на позбавлених життя субстратах і започатковують процеси ґрунтоутворення.

Рослини впливають на радіаційний і водний баланси нашої планети та значною мірою формують її клімат.

Дуже часто окремі види рослин виступають як едифікатори в екосистемах, тобто вони відіграють ведучу, провідну роль у формуванні структури екосистеми та її функціонуванні й створюють умови для існування інших організмів (наприклад, сосна в сосновому лісі, сфагнові мохи на окремих видах боліт).

Регіональна екологічна роль рослин виявляється локально в межах більш або менш великих територій і має переважно місцеве значення. Вона визначається наступним. За участю рослин утворюються поклади корисних копалин (торф, вугілля, нафта, газ). Рослини очищують воду та повітря, впливають на особливості клімату місцевості й значною мірою формують її мікроклімат. Саме рослини визначають аспект (загальний вигляд) місцевості. Рослини закріплюють ґрунт і протидіють процесам його ерозії. Рослини є акумуляторами вологи та виконують водозахисну роль, нагромаджуючи або затримуючи воду з опадів. Непорушений рослинний покрив зменшує негативну дію таких стихійних явищ, як повені, вітрові та пилові бурі, снігопади, зсуви тощо.

^ Практичне значення рослин. Найважливіші господарські групи рослин

Виключно важливим є практичне значення рослин. Виникнення ботаніки як науки було пов’язане саме з насущними потребами людського суспільства та потребами практики. Однак, і сьогодні рослини виступають надзвичайно цінним і незамінним природним ресурсом. Практичне використання мають як окремі види рослин, так і їх угруповання (наприклад, ліс, лучні угіддя).

Насамперед, рослинні організми забезпечують основу харчування людини. Адже переважну більшість продуктів харчування людство отримує за рахунок культурних рослин, однак чимало дикорослих видів також споживається в їжу. Зокрема, культурні рослини складають основу рослинництва як найважливішої галузі сільського господарства. Внаслідок штучного добору та селекції людина створила цінні сорти культурних рослин, які складають основу її харчування. Нині в культуру введено понад 2000 видів рослин, але широко використовується відносно невелике їх число. Продукція ж тваринництва також отримується за рахунок рослинних кормів. Досить багато видів рослин, як культурних, так і дикорослих, використовуються як кормові й таким чином забезпечують отримання необхідної кількості тваринної продукції. Серед рослинних організмів є вітамінні, медоносні, особливо багато лікарських. Вони широко використовуються як сировина для фармацевтичної промисловості та в народній медицині. Різні плоди та овочі, особливо якщо вони поїдаються в сирому вигляді, мають не тільки харчове, але й особливе значення в харчовому раціоні, оскільки в них містяться різні спеціальні речовини, наприклад, вітаміни або їх попередники, різні пігменти, органічні кислоти, пектинові речовини, що виробляються лише в рослинах.

Серед представників флори десятки видів є технічними й забезпечують різні галузі промисловості сировиною. З таких рослин отримують натуральні волокна, каучук, ефірну олію та різні пахучі речовини, різноманітні барвники та фарбу, дубильні речовини, різні олії, іншу продукцію хімічної промисловості. Багато видів дерев дають цінну деревину та різну продукцію її переробки (різні сорти паперу, спирти, фурфурол, каніфоль і багато інших).

Різні види дерев і чагарників широко використовуються як ґрунтопокращуючі та протиерозійні й за їх участю створюються схилові, придорожні та полезахисні насадження. Прибережно-водні рослинні угруповання служать своєрідним біофільтром водойм.

Рослини та їх угруповання відіграють надзвичайно важливу санітарно-гігієнічну, рекреаційну, естетичну та культурно-освітню роль. Важко переоцінити рекреаційне значення таких рослинних угруповань, як ліси та луки. Чимало видів рослинного царства є високо декоративними та широко використовуються для озеленення населених пунктів, для висаджування на клумбах і на присадибних ділянках. Окремі види одночасно виконують і санітарно-гігієнічну роль, поглинаючи гази, пил, шумові звуки.

Одночасно види рослин можуть виступати бур’янами полів і городів, утворювати зарості навколо смітників і звалищ. Деякі види рослин можуть псувати будівлі, дороги, опорні стовпи та інші споруди. Отруйні види рослин знижують кормову цінність пасовищ і сіножатей, є небезпечними для людини. Окремі види рослин можуть викликати алергію та інші хвороби людей, бути збудниками хвороб сільськогосподарських тварин, проміжними господарями деяких паразитичних видів тварин, можуть виступати вторинними джерелами розповсюдження інфекційних захворювань.

Рослини широко використовуються з навчально-освітньою метою. Види культурної та дикорослої флори є об’єктами наукових досліджень.

Залежно від мети й напрямку використання тих або інших видів рослин можна виділити такі їх найважливіші господарські групи: харчові (хлібні злакові культури – рис, пшениця, жито, кукурудза, просо та інші, зернобобові – соя, квасоля, горох, земляний горіх, овочеві, фруктово-ягідні); вітамінні (наприклад, шипшина, цитрусові, чорна смородина, виноград, журавлина, цибуля); лікарські (наприклад, подорожник, м’ята, звіробій, мучниця, котячі лапки, цмин, перстач прямостоячий, ехінацея, чебрець, лепеха звичайна); медоносні (наприклад, липа, гречка, робінія або біла акація, фацелія пижмолиста, плакун, люцерна, конюшина та інші бобові, кульбаба); кормові (наприклад, тимофіївка, тонконіг, конюшина, еспарцет, костриця лучна, грястиця, пажитниця багаторічна, лисохвіст); деревинні (наприклад, дуб, бук, ясен, ялиця, ялина, сосна, в’яз, коркове, залізне та червоне дерева); прядивні або волокнисті (наприклад, льон, бавовник, кенаф, коноплі, рамі, кендир, канатник); дубильні (наприклад, ялина, дуб, бук, верба, сумах); ефірно-олійні та пряні (наприклад, троянди, лаванда, базилік, ладанне дерево, майоран, меліса, м’ята, лавр, кардамон, перець, кориця, ваніль); олійні (наприклад, ріпак, льон кучерявий, коноплі, соя, гірчиця, рижій, соняшник, рицина); цукристі (цукровий буряк, цукрова тростина); каучуконосні (наприклад, гевея, коксагиз, таусагиз); фарбувальні (наприклад, марена красильна, дрік, синяк, вайда, чина, королиця); смолоносні (різні види хвойних дерев); декоративні (наприклад, кипарис, альбіція або акація, платан, троянда, піон, чорнобривці, нарцис, лілія, латаття біле, лотос); фітомеліоративні (наприклад, ріпак, серадела, люпин, буркун); ґрунтозакріплюючі (різні види чагарників, житняк, костриця); звукопоглинаючі (наприклад, тополя, верба, клен); санітарно-гігієнічні (наприклад, сосна, ялина, яловець, липа, тополя); отруйні (наприклад, дурман, блекота, болиголов, вех широколистий, цикута отруйна, вовчі ягоди); бур’яни та рудеральні (наприклад, пирій повзучий, галінсога, осот, плоскуха, чорнощир нетреболистий, нетреба); алергенні (наприклад, амброзія, борщівник Сосновського).

До теми 3: Різноманітність рослинних організмів, їх класифікація

Прояви різноманітності рослинних організмів. Морфологічні типи рослин і їх еволюція

Рослинний світ вражає своєю різноманітністю. За підрахунками учених на нашій планеті зростає понад 500 тисяч видів рослин. Однак, це приблизне число видів, оскільки вчені щороку описують нові види й не тільки в малодосліджених районах тропічних лісів Амазонки та Південно-Східної Азії, але й в освоєних районах Європи.

Різноманітність рослинних організмів проявляється в наступному: в їх відмінностях за розмірами (від мікроскопічних одноклітинних водоростей до гігантських морських водоростей і високих деревних рослин), у відмінностях за формою тіла, внутрішньою будовою, зовнішнім виглядом, тривалістю життя, особливостями фізіологічних і біохімічних процесів, особливостями життєвого циклу та відмінностями за багатьма іншими ознаками. Досить різноманітними є й екологічні умови існування рослин, яким вдалося освоїти навіть найбільш несприятливі місцезростання.

Одним із проявів різноманітності рослинного світу є існування декількох морфологічних типів рослинних організмів. Морфологічний тип визначають за складністю внутрішньої будови й зовнішнім виглядом організму. За цими ознаками виділяють такі основні морфологічні типи рослин: 1) одноклітинний; 2) колоніальний; 3) неклітинний; 4) багатоклітинний.

В одноклітинному типі всі функції та процеси, що характерні для живого організму, здійснюються в одній клітині, яка одночасно є цілісним організмом і виконує всі його функції. Тут клітинний рівень структурної організації співпадає з організменним. Цей тип будови характерний для нижчих рослин – прокаріотичних і окремих груп евкаріотичних водоростей, а також для деяких груп грибів (у вищих рослин одноклітинну стадію мають лише окремі фази, наприклад, статеві клітини, спори).

Колоніальний тип є проміжним між одноклітинним і багатоклітинним. Колонія представляє собою скупчення клітин. У ній досить добре виражені індивідуальні властивості клітин, тобто вони з’єднані в основному механічно (однак, у високоорганізованих колоніях уже спостерігається розподіл функцій між окремими групами клітин). Клітинні колонії різних видів відрізняються ступенем автономності їх клітин – від майже випадкових скупчень до добре організованих утворень, у яких групи клітин чітко розподілені за виконуваними функціями, мають певні відмінності в будові й, таким чином, віддалено нагадують багатоклітинні утворення. Цей тип зустрічається лише в нижчих рослин, зокрема в окремих видів водоростей (наприклад, вольвокс, пандорина, сценедесмус).

Неклітинний або сифональний тип будови утворюється в результаті значного збільшення розмірів однієї клітини або злиття окремих клітин, іноді їх значного числа. Клітинна оболонка та плазмалема між ними при цьому руйнуються, внаслідок чого виникає одна гігантська псевдоклітина, з багатьма ядрами в протопласті. Цей тип будови зустрічається рідко й характерний для окремих видів водоростей (наприклад, ботридій, каулерпа) і для нижчих грибів (наприклад, слизовиків).

Багатоклітинний тип будови характерний для багатьох видів нижчих рослин, вищих грибів і всіх вищих рослин (у вищих рослин клітини утворюють справжні тканини й чітко диференційовані на окремі органи). Для високоорганізованих нижчих багатоклітинних форм можна спостерігати первинну диференціацію талома на тканини та органи, що імітують органи вищих рослин. Однак, справжні тканини та органи в них не виникають.

Найбільшою різноманітністю морфологічних типів відзначаються нижчі рослини, що представлені всіма типами. В основі їх еволюції лежить одноклітинний тип, який став вихідним для інших типів. У подальшому з нього шляхом диференціації виник багатоклітинний тип, однак це відбувалося через проміжний тип, яким є колонії. Саме в результаті більш глибокої диференціації та спеціалізації клітин найбільш високоорганізованих колоній виник багатоклітинний тип. Подальше поглиблення спеціалізації в тілі багатоклітинних організмів у процесі еволюційного розвитку привело до виникнення справжніх тканин і добре виражених органів. Неклітинний тип будови вважається еволюційним тупиком, оскільки він має значні недоліки в організації. Цей тип виник шляхом звичайного збільшення розмірів однієї клітини або шляхом злиття багатьох клітин в одну структуру.

^ Бінарна номенклатура в систематиці рослин

Основою класифікації є вид (одиниця класифікації або елементарна одиниця). Споріднені види об’єднують у вищі систематичні категорії. Найвищою систематичною категорією для рослин після царства є відділ. Назва конкретної категорії – це є відповідна систематична одиниця. Основні категорії можуть поділятися на допоміжні. Так, наприклад, у межах роду з численними видами використовують ще такі допоміжні категорії, як підрід, секція, підсекція, ряд. Родини можуть поділятись на підродини й триби.

Основи сучасної систематики рослин були закладені ще шведським ботаніком К. Ліннеєм. Саме він увів у систематику подвійну або бінарну номенклатуру для назв видів. Згідно цієї бінарної номенклатури наукова назва виду подається латинською мовою й складається з двох частин: перша частина – назва роду, друга частина – видовий епітет. Наприклад, кропива дводомна – Urtica dioica L. В кінці назви виду вказується повне або скорочене прізвище вченого, який уперше описав даний вид рослин. Одночасно, кожен вид має свою назву на національній мові країни.

Види – це є реальні біологічні окремості царства Рослини, на відміну від інших надвидових категорій (наприклад, родів або родин), які встановлюються систематиками для зручності класифікації. Одночасно поняття “вид” досить складне й у нього вкладають багато, іноді різнобічного змісту. Іноді виділяють окрему біологічну науку – фітоейдологію (назва запропонована українським ботаніком В. Клоковим), яка розробляє теорію й практику розпізнавання та правила опису видів.

Поліморфні види одні ботаніки розглядають у широкому розумінні й їх називають ліннеонами (так їх розумів К. Лінней). Інші ботаніки часто достатньо відособлені морфо-фізіологічні та географічні раси описують як “дрібні види” й їх називають жорданонами (за прізвищем французького систематика Жордана). Між жорданонами немає чітких меж і між ними існує ціла серія перехідних форм. Поліморфні види часто поділяють на підвиди, різновиди або варіації, форми, раси.

До теми 4: Субклітинний і клітинний рівні організації рослинного світу

Клітинна будова рослин. Різноманітність рослинних клітин

Переважна більшість видів рослин характеризується клітинною будовою. Лише невелике число їх (наприклад, зелені водорості – ботридій, каулерпа) мають неклітинну будову. Проте, як вважають учені, їх неклітинна будова має вторинне походження в основі якого також лежить клітина.

Клітинна будова живих організмів, у тому числі й рослин, була підтверджена створенням клітинної теорії німецькими вченими М. Шлейденом і Т. Шванном у ХІХ столітті. Пізніше вона була доповнена та розвинута іншими вченими. Згідно основних положень цієї теорії клітина – це елементарна структурна, функціональна та відтворювальна одиниця живого або, як її часто ще називають, – “атом життя”. Вона лежить в основі будови, функціонування та розмноження кожного окремого рослинного організму.

Біологічна наука, що займається вивченням будови клітини, її складових частин, функцій різних клітин, називається цитологією (від гр. сл. “кitos” – посудина і гр. сл. “logos” – вчення).

Різноманітність рослинних клітин проявляється в їх відмінностях за розмірами, формою, функціями та іншими ознаками. В середньому розмір клітин варіює в межах 10-60 мкм. Однак, зустрічаються клітини, що можна побачити неозброєним оком (наприклад, клітини м’якоті яблука, кавуна, гарбуза; кореневі волоски, що представляють собою окрему клітину, можуть мати довжину до 8 мм; луб’яні волокна – 40-50 мм; клітини водорості хари – 10 см і більше). Досить різноманітною є форма клітин. Так, окремо існуючі рослинні клітини можуть мати спіральну, яйцеподібну, овальну та інші форми. В багатоклітинних організмах форма клітин може бути призматичною, таблитчастою, кубічною або ще складнішою. За співвідношенням довжини та ширини, виділяють паренхімні (від гр. сл. “parenchima” – однакове) клітини, якщо довжина та ширина однакові або майже однакові, й прозенхімні (від гр. сл. “pros” – у напрямку до) клітини, в яких довжина перевищує ширину більш як у 5-10 разів.

Оскільки більшість клітин рослинного організму мають малі розміри, то побачити такі клітини й вивчити їх будову можна лише використовуючи збільшувальні прилади, зокрема, різні типи світлових і електронних мікроскопів.

До теми 5: Різноманітність нижчих рослин

Поняття про нижчі рослини

Усі рослини за складністю їх морфо-анатомічної будови прийнято поділяти на нижчі та вищі. Тіло нижчих рослин називається таломом або сланню. Переважна більшість видів нижчих рослин має досить примітивну будову. До цієї групи належить багато видів, які представлені одноклітинним і колоніальним типами морфологічної будови. Серед них зустрічаються також чимало неклітинних форм. У багатоклітинних нижчих рослин тіло недиференційоване на справжні тканини та органи, хоча в найбільш організованих із них спостерігається деяка аналогія з тканинами й органами вищих рослин. Органи статевого розмноження – овогонії та антеридії в переважній більшості є одноклітинними.

Нижчі рослини є найбільш давньою за походженням групою рослинного світу. Вони зростають у найрізноманітніших екологічних умовах, однак за числом видів і загальною масою переважають у водному та ґрунтовому середовищах. За способом живлення нижчі рослини є переважно автотрофами (гриби є гетеротрофними організмами). Вони характеризуються різноманітними способами статевого, й особливо, нестатевого розмноження.

До нижчих рослин відносять 11 відділів водоростей із царства Рослини, а також Синьо-зелені та Прокаріотичні зелені водорості з царства Дроб’янки. Традиційно до цієї групи включають і представників царства Гриби разом із лишайниками.

^ Практичне значення водоростей. Ґрунтові водорості

Водорості мають важливе екологічне та практичне значення. Види водоростей разом із мікроорганізмами першими заселяють безжиттєві субстрати. Багато видів ґрунтових водоростей беруть активну участь у процесах ґрунтоутворення (при підзолистому процесі в ґрунті нагромаджується значна кількість зелених водоростей, при дерновому – діатомових, азотфіксуючі водорості нагромаджують у ґрунті азот). Водорості забезпечують водойми киснем. Вони є кормом для риб і водоплавних птахів, оскільки мають високу поживну цінність. Водорості в свіжому вигляді та перероблені (борошно, силос) використовують на корм сільськогосподарським тваринам. Їх можна використовувати як органічне добриво. З водоростей отримують агар, солі брому та йоду, їх використовують у текстильній та паперовій промисловостях.

Ґрунтові водорості поширені в ґрунті та на його поверхні. Шар існування водоростей у ґрунті сягає лише декількох сантиметрів у глибину, глибше чисельність їх різко зменшується. Максимальна глибина, на якій були виявлені життєздатні водорості, тим не менше досить значна – 2,7 м. У приповерхневому шарі, куди проникає світло, водорості живляться як типові фототрофи, а в більш глибоких шарах вони переходять на сапрофітний спосіб живлення.

Загальне число видів ґрунтових водоростей приблизно оцінюється 2000. Із евкаріотичних рослинних водоростей найбільш чисельними є види з відділів Діатомові та Зелені водорості; Золотисті й Червоні – зустрічаються досить рідко. Досить поширеними в ґрунтах є також прокаріотичні Синьо-зелені водорості.

Для вологого ґрунту, що виникає при висиханні калюж та інших тимчасових водойм, досить типовим є рід Ботридій. Разом із ним часто зустрічаються види родів Вошерія, Стіжеолоній, окремі види Хламідомонади. В ґрунті, що багатий на йони амонію, зростає зелена водорість Празіола.

Чисельність водоростей у ґрунті залежить від багатьох факторів: водного й сольового режиму, від надземної рослинності, від агротехніки. Число водоростей на окультурених ґрунтах є більшим, ніж на цілинних.

^ Відділ Слизовики

Відділ Слизовики /Myxophyta/ об’єднує порівняно невелике число видів своєрідних грибних організмів (близько 450 видів), які розповсюджені досить широко, тобто є космополітами.

Слизовики живуть, головним чином, у лісах, у глибині гнилих пеньків, під опадом кори та листків, у тріщинах і щілинах стовбурів відмерлих дерев.

Вегетативне тіло слизовиків представляє собою цитоплазматичну масу з великим числом ядер, яка позбавлена клітинних перетинок. Таке тіло називають плазмодієм. До складу плазмодія входить біля 75 % води, а сухий залишок майже на 30 % складається з білка; є також глікоген. В окремих видів слизовиків може міститися до 28 % карбонату кальцію.

Розміри плазмодіїв слизовиків варіюють у широких межах – від мікроскопічних до декількох сантиметрів у діаметрі. Плазмодії значного числа видів слизовиків містять пігменти, що надають їм різного забарвлення – червоного, яскраво-жовтого, рожевого, фіолетового, майже чорного. Всередині плазмодія можуть знаходитись пульсуючі вакуолі, а також присутні типові органели.

За способом живлення основна маса слизовиків представлена сапрофітними формами. Всією своєю поверхнею вони активно вбирають органічні речовини з навколишньої вологи. Однак, в окремих випадках плазмодій може активно захоплювати тверді харчові частинки, живих бактерій, амеб, джгутикових, міцелій і спори грибів. Тому слизовиків не можна вважати чисто сапрофітними організмами. Серед слизовиків зустрічаються й внутрішньоклітинні паразити рослин. Їх тіло також має вигляд плазмодія. Однак, на відміну від вільно живучих сапрофітних форм, вони не утворюють ніяких спеціальних органів спороношення, оскільки вмістилищем для спор служить оболонка клітин рослини-господаря.

Органами спороношення, де формуються спори, є плодові тіла. Найпростіше плодове тіло слизовиків представляє собою щось подібне до подушечки. При цьому плазмодій, не змінюючи своєї форми, утворює зовні перетинчасту або хрящувату оболонку. В складніших випадках плазмодій формує поодинокі або скупчені, на ніжках або сидячі плодові тіла.

Найчастіше відділ Слизовики поділяють на три класи – Протостелієві, Міксогастрові або Власне слизовики та Плазмодіофорові. Найбільш широко розповсюдженим родом слизовиків є рід Лікогала з класу Міксогастрові. Його коралово-рожевий плазмодій утворює на мертвій деревині органи спороношення у вигляді кульок або горошинок, розміром від декількох міліметрів до 15 см у діаметрі. Зовні вони нагадують грибів-дощовиків.

Практичне значення Слизовиків невелике. Однак, деякі види цього відділу є збудниками хвороб і паразитами вищих рослин, зокрема й культурних. Найважливішим представником паразитичних форм є збудник кили капусти та інших Капустяних – Плазмодіофора капустяна з класу Плазмодіофорові. Вона вражає корені рослин і викликає розростання (рак) клітин. Спонгоспора пасльонова є збудником борошнистої парші картоплі й вражає її бульби, корені, зрідка столони.

До теми 6-7: Тканинний рівень організації рослинного світу

Поняття про тканини, їх класифікація. Виникнення тканин у процесі історичного розвитку рослин

Характерною особливістю вищих рослин є те, що їх клітини об’єднуються в групи, утворюючи справжні тканини. Тканина – це сукупність взаємопов’язаних клітин, які мають спільне походження, подібні за будовою та виконуваними функціями. В тканині клітини пов’язані структурно й функціонально. Наука, що вивчає тканини, їх походження, характерні особливості, функції, називається гістологією (від гр. сл. ”histos” – тканина).

Рослинні тканини можна класифікувати за різними ознаками – за походженням, за щільністю та компактністю розташування клітин, за складністю, за виконуваними функціями, за рівнем життєдіяльності, за характером диференціації та іншими ознаками. За складністю виділяють прості тканини, клітини яких однорідні за будовою та виконують одну функцію, й комплексні тканини, що є поліфункціональними й складаються з різнорідних елементів. Залежно від виконуваних функцій виділяють такі типи тканин – твірні, покривні, основні, механічні, провідні, видільні та інші. За походженням тканини бувають первинними, що походять від малодиференційованих клітин, і вторинні, що утворюються внаслідок поділу вже диференційованих дорослих клітин. За щільністю розрізняють пухкі (з добре вираженими міжклітинниками) та щільні тканини. За характером диференціації тканини поділяють на ембріональні та постійні.

Основною причиною виникнення тканин у процесі еволюції рослин був їх вихід на сушу. При цьому рослини потрапили в зовсім інше, ніж водне, середовище існування, що характеризується більш складним впливом зовнішніх умов. У надземних умовах існування рослинам необхідні були більш надійні зовнішні покриви для захисту від різноманітних несприятливих і мінливих умов. Закріплення рослин у ґрунтовому субстраті зумовило диференціацію їх тіла на підземну частину, що виконує функцію мінерального живлення, й на надземну частину, що виконує функцію повітряного живлення. Це зумовило формування різних типів покривної та основної тканин. На суші виникли ускладнення з поступанням різних речовин до органів рослин. Тому розвиваються спеціальні провідні елементи. Для підтримання тіла в просторі, надання йому певної форми й протидії зовнішнім навантаженням необхідна була спеціальна укріплююча тканина, функцію якої почала виконувати механічна тканина.

До теми 8: Корінь

Blog

Інтерактивний комплекс навчально-методичного забезпечення Кредитно-модульна система організації

Содержание