Галкин М.А., Балабан Л.В. Ботаника. Лекционный курс
Подождите немного. Документ загружается.
ПЯТИГОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
Кафедра ботаники
БОТАНИКА
Лекционный курс
Пятигорск, 1999
ПЯТИГОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА БОТАНИКИ
БОТАНИКА
Лекционный курс
Курс 1-2
Семестр 2-3
Раздел «Ботаника» объём в часах – 35 ч.
Пятигорск, 1999
2
УДК 58(07)
Авторы Галкин М. А., Балабан Л. В.
Рецензент доктор фармац. наук, профессор Челомбитько В. А.
Утверждено на заседании ЦМС ПятГФА
« ____» _____________ 1999 г.
Председатель ЦМС
_________________ проф. Погорелов В. И.
Написано в соответствии с программой для фармацевтических вузов. Включает
пять разделов - морфологию, анатомию, систематику, географию, физиологию
растений. В основу курса легли лекции, читаемые для студентов 1-2 курсов
преподавателями кафедры ботаники ПятГФА (зав.кафедрой проф. Галкин М.А.).
Предназначено для самостоятельной работы студентов.
Редакционный совет: Вергейчик Е.Н. (председатель),
Беликов В.Г. (заместитель), Погорелов В.И. (заместитель),
Пшуков Ю.Г., Гацан В.В., Муравьева Д.А., Гаевый М.Д.,
Карпова В.В., Браташова Т.И. (секретарь), Литвяк Б.И.
3
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................10
ПРЕДМЕТ И РАЗДЕЛЫ БОТАНИКИ....................................................................................12
ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ В ПРИРОДЕ...............................................................................................13
ЗНАЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА................................................................................13
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ БОТАНИКИ......................................................................................13
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ РАСТЕНИЙ............................................................14
МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ..................................................................................................15
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРФОЛОГИИ РАСТЕНИЙ, ЕЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ..............................................15
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МОРФОЛОГИИ РАСТЕНИЙ. ВЕТВЛЕНИЕ...................................................16
ЯВЛЕНИЕ СИММЕТРИИ................................................................................................................16
МЕТАМОРФОЗ, ГОМОЛОГИИ, АНАЛОГИИ, РЕДУКЦИИ, АТАВИЗМ...............................................17
МОРФОЛОГИЯ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ....................................................................18
МОРФОЛОГИЯ ЧЛЕНОВ СОСУДИСТЫХ РАСТЕНИЙ. МОРФОЛОГИЯ КОРНЯ..................................18
Метаморфозы корней........................................................................................................20
Корни с особыми функциями.......................................................................................20
Определение корня........................................................................................................20
Морфология стебля...........................................................................................................21
Морфология листа.............................................................................................................22
Простые листья..............................................................................................................22
Сложные листья.............................................................................................................23
Метаморфозы и редукция листьев...............................................................................23
Морфология побега..........................................................................................................24
Специализация и метаморфоз побегов........................................................................25
Жизненные формы.............................................................................................................26
Редукция вегетативных органов у цветковых паразитов и полупаразитов.................26
МОРФОЛОГИЯ ОРГАНОВ РАСТЕНИЯ............................................................................................27
Стробилы и цветки............................................................................................................27
Структурная морфология пыльцы и семязачатка...........................................................28
Морфология гинецея.........................................................................................................29
Морфология соцветий.......................................................................................................30
4
Морфология семян............................................................................................................31
Морфология плодов..........................................................................................................32
Морфология соплодий......................................................................................................33
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ..........................................33
Жизненные формы.....................................................................................................33
Корневые системы.....................................................................................................33
Стебли.........................................................................................................................33
Лист и листорасположение.......................................................................................33
Цветок и соцветие......................................................................................................34
Семя............................................................................................................................34
Плоды..........................................................................................................................34
СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ................................................................................................35
ТИПЫ СИСТЕМ.............................................................................................................................35
ТАКСОНОМИЧЕСКИЕ КАТЕГОРИИ И ТАКСОНЫ, БИНАРНАЯ НОМЕНКЛАТУРА ВИДА -
ВАЖНЕЙШИЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМАТИКИ..................................................................................................36
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМАТИКИ.................................................................................36
МЕТОДЫ СИСТЕМАТИКИ РАСТЕНИЙ...........................................................................................36
НАДЦАРСТВО ЯДЕРНЫЕ ОРГАНИЗМЫ - EUCARYOTA..............................................38
ЦАРСТВО ГРИБЫ – МУСЕTALIA, FUNGI, MYCOTA......................................................................38
ПОДЦАРСТВО НАСТОЯЩИЕ ГРИБЫ - MYCOBIONTA..................................................39
ОТДЕЛ НАСТОЯЩИЕ ГРИБЫ - EUMYCOTA...................................................................................39
Класс зигомицеты - Zygomycetes.....................................................................................39
Класс аскомицеты - Аscomycetes.....................................................................................39
Класс дейтеромицеты – Deuteromycetes..........................................................................39
Класс базидиомицеты - Basidiomycetes...........................................................................40
ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ - LICHEUES................................................................................................40
ПОДЦАРСТВО ГРИБООБРАЗНЫЕ - МУХОBIONTA.......................................................40
ОТДЕЛ ООМИКОТЫ - OOMYCOTA................................................................................................40
ОТДЕЛ СЛИЗЕВИКИ - МУXOMYCOTA..........................................................................................40
ОТДЕЛ ХИТРОДИОМИКОТЫ - CHYTRIDIOMYCOTA......................................................................40
ОТДЕЛ АКРАЗИОМИКОТЫ - ACRASIOMYCOTA............................................................................41
ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ – PLANTAE...................................................................................41
ПОДЦАРСТВО БАГРЯНКИ - RHODOBIONTA..................................................................41
5
ОТДЕЛ КРАСНЫЕ ВОДОРОСЛИ - RHODOPHYTA...........................................................................41
ПОДЦАРСТВО НАСТОЯЩИЕ ВОДОРОСЛИ - PHYCOBIONTA......................................41
ОТДЕЛ БУРЫЕ ВОДОРОСЛИ - PHAEOPHYTA.................................................................................42
ОТДЕЛ ЗЕЛЕНЫЕ ВОДОРОСЛИ - CHLOROPHYTA..........................................................................42
ПОДЦАРСТВО ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ - EMBRYOPHYTA.............................................43
ОТДЕЛ РИНИЕВЫЕ - RHYNIOPHYTA.............................................................................................43
ОТДЕЛ ЗОСТЕРОФИЛЛОВЫЕ И ZOSTEROPHYLLOPHYTA..............................................................44
ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ - ВГУОPHYTA...........................................................................................44
Класс печеночники - Hepaticopsida..................................................................................44
Класс антоцеротовые - Anthocerotopsida.........................................................................45
Класс мхи - Bryopsida........................................................................................................45
Подкласс сфагновые мхи - Sphagnidae........................................................................45
Подкласс андреевые мхи - Andreaeidae.......................................................................45
Класс бриевые мхи - Bryidae............................................................................................45
ГРУППА ОТДЕЛОВ СОСУДИСТЫХ СПОРОВЫХ РАСТЕНИЙ...................................46
ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ - LICOPODIOPHYTA..............................................................................46
Класс плауновидные - Licopodiopsida.............................................................................46
Класс полушниковые - Isoetopsida...................................................................................46
ОТДЕЛ ХВОЩЕВИДНЫЕ - EQUISETOPHYTA.................................................................................46
ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКИ - POLYPODIOPHYTA................................................................................47
ГРУППА ОТДЕЛОВ СЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ.................................................................47
ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ – PINOPHYTA ИЛИ GYMNOSPERMAE...................................................47
Класс семенные папоротники или птеридоспермы – Lyginopteridopsida или
Pteridospermae................................................................................................................................47
Класс саговниковые или цикадопсиды - Cycadopsida....................................................48
Класс беннеттитовые - Bennettitopsida............................................................................48
Класс гнетовые - Gnetopsida.............................................................................................48
Порядок эфедровые - Ephedrales..............................................................................48
Порядок вельвичиевые - Welwitschiales..................................................................48
Порядок гнетовые - Gnetales.....................................................................................49
Класс гинкговые - Ginkgopsida.........................................................................................49
Класс хвойные - Pinopsida.................................................................................................49
Подкласс хвойные - Pinidae..........................................................................................49
Порядок Pinales..........................................................................................................49
6
Порядок Cupressales..................................................................................................49
Порядок Taxales.........................................................................................................50
ОТДЕЛ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ ИЛИ ЦВЕТКОВЫЕ – MAGNOLIOPHYTA ИЛИ ANGIOSPERMAE........51
Класс Magnoliopsida (=Dicotyledones).............................................................................51
Подкласс Magnoliidae....................................................................................................51
Подкласс Ranunculidae..................................................................................................52
Подкласс Cariophyllidae................................................................................................53
Порядок Caryophyllales.............................................................................................53
Порядок Polygonales..................................................................................................54
Порядок Plumbaginales..............................................................................................54
Подкласс Hamamelididae...............................................................................................54
Подкласс Dilleniidae......................................................................................................55
Порядок Malvales.......................................................................................................55
Порядок Urticales.......................................................................................................56
Порядок Capparales....................................................................................................56
Порядок Euphorbiales................................................................................................56
Подкласс Rosidae...........................................................................................................56
Порядок Rosales.........................................................................................................57
Порядок Myrtales.......................................................................................................57
Порядок Fabales.........................................................................................................58
Порядок Apiales.........................................................................................................58
ЭКЗОТИЧЕСКИЕ ROSALES............................................................................................................59
Подкласс Lamiidae.........................................................................................................60
Подкласс Asteridae.........................................................................................................61
Класс Liliopsida (=Monocotyledones)................................................................................62
Подкласс Liliidae............................................................................................................62
Порядок Liliales..........................................................................................................62
Порядок Asparagales..................................................................................................63
Порядок Orchidales....................................................................................................63
Порядок Poales...........................................................................................................64
Порядок Arecales........................................................................................................64
Подкласс Triurididae......................................................................................................65
ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ. УЧЕНИЕ ОБ АРЕАЛЕ....65
ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ..........................................................................................................65
7
СРЕДА РАСТЕНИЙ............................................................................................................66
КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ...........................................................................................66
ЭДАФИТНЫЕ УСЛОВИЯ.....................................................................................................67
БИОТОНИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ......................................................................................68
ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА.......................................................................................................68
ИСТОРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ.............................................................................................68
УЧЕНИЕ О РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВАХ (ФИТОЦЕНОЛОГИЯ).........................68
КЛАССИФИКАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ.....................................................69
ПРИМЕРЫ КЛАССИФИКАЦИИ ДЛЯ ЛЕСОВ...................................................................70
А Н А Т О М И Я Р А С Т Е Н И Й.......................................................................................71
КЛЕТКА. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТКИ РАСТЕНИЙ........................................71
ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ............................................................................................72
ТИПЫ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ. ФОРМА КЛЕТОК.................................................................72
ТКАНИ РАСТЕНИЙ................................................................................................................73
Образовательные ткани (меристемы)..............................................................................74
Покровные ткани...............................................................................................................75
Механические ткани..........................................................................................................76
Проводящие ткани.............................................................................................................76
Основные ткани.................................................................................................................76
Выделительные (секреторные) ткани..............................................................................77
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЙ КОРНЯ............................................................................78
Особенности анатомического строения мясистых корней............................................80
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СТЕБЛЯ...........................................................................80
Строение стебля водных растений, корневищ и клубней.............................................82
Стелярная теория. Анатомо-топографическое строение корня и стебля.....................83
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЛИСТА.............................................................................84
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЛИСТОВОЙ ПЛАСТИНКИ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ.........84
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧЕРЕШКА......................................................................................85
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ИГОЛЬЧАТЫХ ЛИСТЬЕВ ГОЛОСЕМЕННЫХ...................................85
ЦЕЛОСТНОСТЬ ПРОВОДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ В ТЕЛЕ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ.......86
АНАТОМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ........................................86
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ СЕМЯН............................................................................87
АНАТОМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ОКОЛОПЛОДНИКА......................................................88
8
ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ................................................................................89
ПОНЯТИЕ О ФОТОСИНТЕЗЕ И ПИТАНИИ РАСТЕНИЙ....................................................................89
Транспорт веществ............................................................................................................90
Дыхание и обмен веществ.................................................................................................91
Рост и развитие..................................................................................................................91
Этапы органогенеза в жизненном цикле высших растений..........................................92
ОХРАНА РАСТЕНИЙ................................................................................................................93
Л И Т Е Р А Т У Р А.....................................................................................................................95
9
ВВЕДЕНИЕ
Ботаника - одна из старейших естественных наук. Первоначальное познание
растений было связано с использованием их в хозяйстве и быту человека для
питания, одежды, врачевания и пр.
Отцом ботаники справедливо называют Теофраста (371-286 гг. до н.э.).
Теофраст стал основателем ботаники как самостоятельной науки. Наряду с
описанием применения растений в хозяйстве и медицине он рассматривал вопросы
теоретического характера: строение и физиологические отправления растения,
географическое распространение, влияние почвенных и климатических условий;
пытался систематизировать растения.
Роль реформатора ботаники сыграл великий шведский ученый К. Линней
(1707-1778), который создал свою знаменитую половую систему растений (1735).
Рубежом, от которого начался новый период в развитии ботаники, стал
гениальный труд Ч. Дарвина «Происхождение видов» (1859). С этого момента в
ботанике наступает господство эволюционных учений.
Выдающийся вклад в развитие ботаники внесли отечественные ученые.
Величайшим творцом растительных форм был И.В.Мичурин. Среди первых
фитоценологов называем И.К.Пачосского, С.И.Коржинского, А.Я.Гордячина,
Г.Ф.Морозова, В.К.Сукачева. Классические труды по выяснению механизма
фотосинтеза принадлежат К.А.Тимирязеву. Яркими буквами в историю ботаники
вписано имя Н.И.Вавилова, сформулировавшего закон гомологических рядов в
наследственной изменчивости. Коллективом отечественных ботаников создан
уникальный труд «Флора СССР». Широко известны в мире ученых ботаники,
работавшие на Кавказе: А.А.Гроссгейм, Р.М.Середин, А.И.Галушко.
Курс ботаники в Пятигорской государственной фармацевтической академии
изучается в течение двух семестров - второго и третьего. После второго семестра
студенты проходят учебно-полевую двухнедельную практику по ботанике. Курс
состоит из 35 лекционных и 105 лабораторных часов.
Лабораторные занятия и лекции обеспечиваются сотрудниками кафедры
ботаники, которая существует с 1943 г. - года основания академии.
Кафедра в разное время возглавлялась известными учеными: доктором
биологических наук Серединым Р.М., доктором фармацевтических наук
Челомбитько В.А. Авторитет кафедры определяется и тем, что тут проходили
стажировку проф. Галушко А.И., проф. Грушвицкий И.В. Бывали на кафедре
проф. Яковлев Г.П., проф. Хржановский В.Г., проф. Прокудин Ю.К., проф.
Пономарев А.И. и многие другие. Кафедра щедро делилась своими сотрудниками
с другими вузами и учреждениями. Доц. Михеев А.Д. в настоящее время работает
ведущим научным сотрудником БИН РАН, проф. Федоров Б.Д. возглавлял
кафедру ботаники Дагестанского госуниверситета.
В настоящее время на кафедре ботаники 8 человек профессорско-
преподавательского состава, из них один доктор биологических наук, два кандидата
10