Für ihre Arbeit in der Schule musste Taina Aleksandrovna mehr als eine Generation von Biologielehrbüchern ändern, insbesondere ein Botaniklehrbuch. Es war nicht zu übersehen, dass sich das Botanik-Lehrbuch im Laufe der Zeit merklich verändert hat: Einige Themen werden nun vertieft betrachtet, andere wiederum sehr oberflächlich, mit der Erwartung einer eigenständigen Detailstudie. Außerdem können einzelne Momente eines bestimmten Themas totgeschwiegen und im Rahmen eines anderen Themas betrachtet werden, oft sogar in einer anderen Klasse (im Fall, wenn der Unterricht auf Lehrbüchern einer Reihe eines Autors basiert). Dieser Ansatz ist gerechtfertigt, aber um ein ganzheitliches Bild zu erstellen, müssen Sie eine große Menge an Informationen ständig im Auge behalten: Jedes Mal, wenn Sie auf eine Klärung stoßen, müssen Sie sich an eine detailliertere Beschreibung des zuvor untersuchten Prozesses erinnern es und baue es in das bereits vorhandene Wissen ein, das du gerade erhalten hast. In der Erkenntnis, dass dies ziemlich schwierig ist, hat Taina Alexandrovna aufgrund ihrer Erfahrung Material aus bestehenden Schulbüchern und zahlreicher zusätzlicher wissenschaftlicher Literatur gesammelt und in anderer Form angeboten.
Botanik ist die Wissenschaft der Pflanzen. Jede Pflanze kann in einige gemeinsame Bestandteile unterteilt werden: Wurzel, Stamm, Blatt - all dies sind die Namen von Absätzen, in denen dieser Teil der Pflanze vollständig und vollständig beschrieben wird: seine Funktionen und sein Aufbau. Darüber hinaus wird es aufgrund von Informationen aus zusätzlichen Quellen oft als tiefer betrachtet, als vom Schullehrplan gefordert. Dadurch wissen Sie immer, in welchem Absatz Sie nach der Antwort auf die richtige Frage suchen müssen. Somit nur 10 Absätze, die die Themen Bakterien, Pilze und Flechten berücksichtigen, die traditionell im Studium der Botanik studiert werden.
Für diese Arbeit musste Taina Alexandrovna mehr als 200 Illustrationen mit ihren eigenen Händen erstellen. Jede Abbildung wurde auf der Grundlage vorhandener Abbildungen in anderen Lehrbüchern erstellt, jedoch häufig unter Berücksichtigung von Daten aus zusätzlicher Literatur geändert. Diese Aufmerksamkeit für die Zeichnungen war kein Zufall. Offensichtlich werden Bilder viel besser erinnert als Text. Daher werden in den Absätzen alle wichtigen Punkte illustriert.
Am Ende jedes Absatzes befindet sich ein zusammenfassendes Bild - es besteht aus darin enthaltenen reduzierten Zeichnungen, die in einer Form eingeschlossen sind, die mit dem Titel dieses Absatzes verbunden ist - zum Beispiel eine Zelle, ein Samen, ein Blatt, ein Stängel usw.
Wenn Sie nur diese Bilder vor sich haben, dann sagt Ihnen die Form des Bildes, um welches Thema es sich handelt, und die Bilder in diesem Formular sagen Ihnen, welche Illustrationen es enthält. Die Abbildungen zeigen wiederum, welche Begriffe in diesem Absatz von zentraler Bedeutung sind; es bleibt nur, sich an ihre Definition zu erinnern. Es ist erwähnenswert, dass jedes dieser verallgemeinernden Bilder nichts anderes als eine grafische Zusammenfassung oder, wie wir es auch nennen, ein „Block“ ist.
Wir hoffen, dass diese Abschnitte Ihnen dabei helfen, Ihr Wissen zu organisieren
STAATLICHER HAUSHALT BILDUNGSEINRICHTUNG FÜR HOCHSCHULBILDUNG
PJATIGORSK STAATLICHE PHARMAZEUTISCHE AKADEMIE DER BUNDESAGENTUR
FÜR GESUNDHEIT UND SOZIALE ENTWICKLUNG „Fachbereich Botanik
MA Galkin, L.V. Balaban, F.K. Silber
Botanik
Vorlesung
Lehrbuch zum selbstständigen Arbeiten von Studierenden der 1-2 Studiengänge (2,3 Semester)
im Fach "Botanik" (C2.B9) (Vollzeit- und Teilzeitstudium)
Zweite Auflage, erweitert, illustriert
Pjatigorsk 2011
UDC 581,4"8 (076,5)
Bundesbank 28.56ya73 L 16
Gutachter: Konovalov D.A., Dr. PhD, Professor der Abteilung für Pharmakognosie, PyatGFA
L16 Botanik: Vorlesung. Lehrbuch zum selbstständigen Arbeiten von Studierenden der 1-2 Kurse (2,3 Semester) im Fach „Botanik“ (C2.B9) (Vollzeit- und Teilzeitstudium) / M.A. Galkin, L.V. Balaban, F.K. Silber - Pjatigorsk: Pjatigorsk GFA, 2011. - 300 p.
Illustrierter Vorlesungskurs zur Botanik zusammengestellt in
in Übereinstimmung mit der GEF VPO 3 Generationen, ein Programm in Botanik für
pharmazeutischen Universitäten, umfasst fünf Sektionen - Morphologie, Anatomie,
Systematik, Geographie, Pflanzenphysiologie. Der Kurs basierte auf Vorlesungen
gelesen für Studierende der 1-2 Kurse von Lehrenden des Instituts für Botanik
PyatGFA (Abteilungsleiter Prof. Galkin M.A.). Die Vorlesung ist vorgesehen
zur Vorbereitung auf den Laborunterricht in Botanik in Vollzeit und Teilzeit
Abteilungen, für die unabhängige außerschulische Arbeit von Studenten der PyatGFA und
auch für Fernstudierende des Fernstudiums.
UDC 581,4"8 (076,5)
Bundesbank 28.56ya73 L 16
Zugelassen zur hochschulinternen Veröffentlichung Vorsitzender des CMS, V.V. Protokoll Nr. 15 des Gatsan-Professors vom 5. März 2011
© GOU VPO Staatliche Pharmazeutische Akademie Pjatigorsk, 2011
EINLEITUNG
In den letzten Jahren hat das Interesse an Fernunterricht und Selbstbildung zweifellos zugenommen. Das Ziel der Autoren ist es, die Effizienz und Qualität der Bildung zu steigern und
sowie die Intensivierung des Bildungsprozesses. Bei der Zusammenstellung einer Vorlesung haben die Autoren versucht, nicht nur die gesamte theoretische Basis der Botanik abzudecken, sondern die Arbeit auch qualitativ hochwertig zu illustrieren, um das Wissen der Studierenden ausreichend zu visualisieren.
Der Zweck des Studiums der Botanik an einer Pharmazeutischen Hochschule wird durch den Landesbildungsstandard Höhere Berufsbildung in der Fachrichtung 060301 - Pharmazie bestimmt. Ziel der Disziplin ist es, das Verständnis der Studierenden für den pflanzlichen Organismus als Bestandteil eines lebenden Systems, seine Variabilität, Artenvielfalt und Rolle in der Biogeozänose zu formen.
Die Aufgaben der Disziplin sind:
Erwerb theoretischer Kenntnisse auf dem Gebiet der Botanik;
Ausbildung der Befähigung zur Nutzung moderner Technologien im Bereich der Botanik;
Erwerb von Kompetenzen, die für die berufliche Tätigkeit eines Apothekers erforderlich sind;
Vertiefung des theoretischen Wissens in der Allgemeinen Biologie.
Für das Studium des Studiengangs Botanik benötigen Sie die Kenntnisse aus dem Studium der Disziplinen des humanitären, sozialen und wirtschaftlichen Kreislaufs C1,
wie Bioethik (C1.B.2) und Latein (C1.B.9), sowie Fächer des mathematisch-naturwissenschaftlichen C2-Zyklus, wie Biologie (C2.B.8),
Mikrobiologie (C2.B.12).
Disziplinen und Praktiken, für die die Entwicklung dieser Disziplin
(Modul) benötigt wie oben:
Die Beherrschung der Morphologie, Anatomie der Pflanzen ist für das Studium der Heilpflanzen im Rahmen der Pharmakognosie (C3.B.8) erforderlich.
Darüber hinaus sind Kenntnisse in Taxonomie, Pflanzengeographie und Pflanzenökologie für die Praxis in der Botanik erforderlich.
(S5.U) und Pädagogische Praxis der Pharmakognosie (S5.U), Produktionspraxis der Pharmakognosie: „Beschaffung und Annahme medizinischer Rohstoffe“ (S5.P).
Für das Studium pflanzlicher Arzneimittel im Studiengang Toxikologische Chemie (C3.B.10), Pharmakologie sind Kenntnisse in Zytologie, Pflanzenhistologie sowie Pflanzenhistochemie erforderlich
(S3.B.1), Klinische Pharmakologie (S3.B.2), Pharmakognosie (S3.B.8),
Pharmazeutische Chemie (S3.B.9) und Pharmazeutische Technologie (S3.B.6).
Ein Fachmann in seiner beruflichen Tätigkeit sollte in der Lage sein, Kenntnisse der Pflanzenmorphologie und Taxonomie anzuwenden. Nach Abschluss des Studiums der Botanik soll der Studierende in der Lage sein, makroskopische und mikroskopische Untersuchungen an Pflanzen durchzuführen. Dies erfordert Kenntnisse der Morphologie und Anatomie von Pflanzen, Kenntnisse der botanischen Terminologie.
Das Studium der Grundlagen der Pflanzenphysiologie hilft, die Essenz der Prozesse zu verstehen, die zur Bildung biologisch aktiver Substanzen führen, die in der medizinischen Praxis verwendet werden. Das Studium der Taxonomie ermöglicht es Ihnen, zu lernen, wie Sie durch die Vielfalt der Pflanzen navigieren und Heilpflanzen daraus isolieren können.
Als Ergebnis der Beherrschung der Disziplin muss der Student
Die wichtigsten biologischen Muster der Entwicklung der Pflanzenwelt und Elemente der Pflanzenmorphologie
Grundlagen der Taxonomie von Prokaryoten, Pilzen, niederen und höheren Pflanzen.
Die wichtigsten Bestimmungen der Lehre von den Zell- und Pflanzengeweben, diagnostischen Zeichen von Pflanzen, die bei der Bestimmung von Rohstoffen verwendet werden.
Die wichtigsten physiologischen Prozesse, die im Pflanzenorganismus ablaufen.
Grundlagen der Pflanzenökologie, Phytocenology, Pflanzengeographie.
Manifestationen der grundlegenden Eigenschaften von Lebewesen auf den wichtigsten evolutionären Organisationsebenen.
Selbständiges Arbeiten mit botanischer Literatur.
Arbeiten mit Mikroskop und Fernglas.
Bereiten Sie temporäre Objektträger vor.
Anatomische und morphologische Beschreibung und Definition der Pflanze durchführen; selbständig mit der Determinante arbeiten.
Durchführung einer geobotanischen Beschreibung der Phytozenosen, die zur Berücksichtigung der Heilpflanzenbestände erforderlich ist.
Führen Sie die Herbarisierung von Pflanzen durch.
Botanischer Begriffsapparat.
Die Technik der Mikroskopie und histochemischen Analyse von Mikropräparaten von Pflanzenobjekten.
Kenntnisse im Umgang mit biologischen und Polarisationsmikroskopen.
Die Fähigkeit, eine vorläufige Diagnose der systematischen Position der Pflanze zu stellen.
Fähigkeiten zum Sammeln und Herbarisieren von Pflanzen.
Methoden zur Beschreibung von Phytozenosen und Vegetation.
Methoden zur Erforschung von Pflanzen zum Zwecke der Diagnostik von Heilpflanzen und deren Verunreinigungen.
Die Nutzung von Vorlesungsdaten im Fernstudium von Studierenden im Studiengang Botanik ermöglicht:
Der Auszubildende überwacht ständig seinen aktuellen Wissensstand und arbeitet gezielt an dessen Verbesserung; sich regelmäßig mit dem Lehrer über die für ihn interessanten Themen über ein Computerkommunikationsnetz beraten; gezielt am Studium der Disziplin arbeiten;
den Prozess der eigenständigen Arbeit am Studium der Disziplin zu intensivieren.
Der Lehrer informiert den Schüler rechtzeitig; rechtzeitig
Anpassung des Lernprozesses durch Änderung des Aufgabenalgorithmus unter Berücksichtigung individueller Merkmale und des aktuellen Wissensstands des Schülers;
im persönlichen Kontakt mit dem Schüler zielgerichtet Pläne für den Einzelunterricht zu gestalten.
Die Materialien der Botanikvorlesung werden auf der Grundlage moderner Vorstellungen über Morphologie, Taxonomie und Anatomie in der Weltbotanik zusammengestellt.
Diese Ausgabe enthält die folgenden Abschnitte:
Die Geschichte der Erforschung der Flora des Kaukasus,
Die Rolle der Botanik im Leben der Staatlichen Pharmazeutischen Akademie Pjatigorsk.
Bei der Erstellung von Textfragmenten wurden die Werke von führenden russischen Botanikern (A. L. Takhtadzhyan, T.
I. Serebryakova, V. Kh. Tutayuk, G. P. Yakovlev, M.A. Galkin, A.E. Vasiliev, A.G.
Elenevsky) sowie Literaturquellen ausländischer Spezialisten (A.J.
Eames, L. G. McDaniels, K. Esau, P. Raven, R. Evert, R. Hine, D. Webb).
Die Übersetzung englischsprachiger Veröffentlichungen wurde direkt von den Autoren der Arbeit durchgeführt. Fotografien und anatomische Diagramme, die in Form von Illustrationen präsentiert werden, sind entweder Materialien von weltweit führenden Botanikern oder die eigenen Fotografien der Autoren (235 Fotografien).
B O T A N I C A
THEMA UND ABSCHNITTE DER BOTANIK
Botanik ist ein Zweig der Biologie, der sich mit der Erforschung von Pflanzen, ihrer Form, Struktur, Entwicklung, Lebensdauer, Verbreitung usw.
synthetisierte Wirtspflanzen als Ergebnis der Photosynthese.
Gegenwärtig ist die Botanik eine Sammlung mehrerer miteinander verbundener Abteilungen.
Morphologie von Pflanzen - untersucht die äußere Struktur von Pflanzen, untersucht die Muster und Bedingtheiten der äußeren Form von Pflanzen.
Pflanzenanatomie - untersucht die Merkmale der Gesetze der inneren Struktur von Pflanzen.
Pflanzenzytologie - untersucht die Struktur von Pflanzenzellen.
Histochemie der Pflanzen - Mit Hilfe mikrochemischer Reaktionen werden die in der Pflanzenzelle enthaltenen Substanzen aufgedeckt und untersucht.
Die Pflanzenembryologie ist ein Zweig der Botanik, der die Muster des Ursprungs eines Organismus in den ersten Stadien seiner Entwicklung untersucht.
Pflanzenphysiologie - untersucht die Vitalaktivität von Pflanzen: Stoffwechsel, Wachstum, Entwicklung usw.
Pflanzenbiochemie - untersucht die Prozesse der chemischen Umwandlung sowohl chemischer Verbindungen, aus denen der Körper selbst besteht, als auch von Substanzen,
aus der Umgebung eindringt.
Pflanzenökologie - untersucht die Beziehung zwischen Pflanzen und der Umwelt.
Geographie der Pflanzen - zeigt Verteilungsmuster von Pflanzen im Raum auf.
Geobotanik ist die Lehre von der Landbedeckung der Erde.
Die Pflanzentaxonomie befasst sich mit der Klassifizierung von Pflanzen und deren
Evolutionäre entwicklung.
BEI wie angewandte botanische Disziplinen sind
Pharmakognosie - Heilpflanzenkunde, Phytopathologie -
Studium von Pflanzenkrankheiten, Agrobiologie - Studium von Kulturpflanzen.
Geschichte der Botanik
Die Botanik ist eine der ältesten Naturwissenschaften. Das anfängliche Wissen über Pflanzen wurde mit ihrer Verwendung in der Wirtschaft und im menschlichen Leben für Nahrung, Kleidung und Heilung in Verbindung gebracht. Theophrastus (371-286 v. Chr.) wird zu Recht als Vater der Botanik bezeichnet. Theophrastus wurde der Begründer der Botanik als eigenständige Wissenschaft. Neben einer Beschreibung der Verwendung von Pflanzen in Wirtschaft und Medizin ging er auf theoretische Fragen ein:
die Struktur und die physiologischen Funktionen der Pflanze, die geografische Verbreitung, der Einfluss von Boden und klimatischen Bedingungen; versucht, die Pflanzen zu organisieren. Die Rolle des Reformators der Botanik spielte der große schwedische Wissenschaftler K. Linnaeus (1707-1778), der sein berühmtes Pflanzenreproduktionssystem (1735) schuf. Der Meilenstein, von dem aus eine neue Periode in der Entwicklung der Botanik begann, war das brillante Werk von Charles Darwin
"Der Ursprung der Arten" (1859). Von diesem Moment an dominieren in der Botanik evolutionäre Lehren.
Einen herausragenden Beitrag zur Entwicklung der Botanik leisteten einheimische Wissenschaftler.
IV Michurin war der größte Schöpfer von Pflanzenformen. Unter den ersten Phytocenologen nennen wir I.K. Pachossky, S.I. Korzhinsky, A.Ya.
G. F. Morozova, V. K. Sukacheva. Klassische Arbeiten zur Aufklärung des Mechanismus der Photosynthese gehören K. A. Timiryazev. Der Name von N. I. Vavilov, der das Gesetz der homologischen Reihen in der erblichen Variabilität formulierte, ist in leuchtende Buchstaben in die Geschichte der Botanik eingeschrieben. Ein Team einheimischer Botaniker hat ein einzigartiges Werk "Flora der UdSSR" geschaffen.
Die Geschichte der Erforschung der Flora des Kaukasus
Die Flora des Kaukasus hat die Köpfe der Naturforscher seit jeher erregt.
Viele Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern Europas versuchten, in diese interessante Region einzudringen und die hier wachsenden Pflanzen zu beschreiben. Die allererste Erwähnung der Vegetation des Kaukasus und der Artenzusammensetzung findet sich in Tournefort. UND.
P. de (1656-1708) - Französischer Botaniker, einer der ersten, der eine klare Unterscheidung zwischen den Kategorien von Gattung und Art vornahm, was den Weg für die systematischen Reformen ebnete, die in den 1730-1750er Jahren von Carl von Linné durchgeführt wurden.
Ihm zu Ehren schenkte Karl von Linné eine der Gattungen der Familie Borretsch
(Boraginaceae) Name Tournefortia (Tournefortia).
(1795-1855) - Russischer systematischer Botaniker, Direktor des Kaiserlichen Botanischen Gartens in St. Petersburg. Seine wichtigsten Schriften: „Verzeichnis der Pflanzen, welche während der 1829-1830 unternommene Reise im Kaukasus"(St. Petersburg, 1831), in dem er erstmals die Vegetation des Nordhangs des Elbrus beschrieb. Er beschrieb eine große Anzahl neuer Arten und sammelte das wertvollste Herbarmaterial, das im Herbarium des nach VL Komarov benannten Botanischen Instituts in St. Petersburg aufbewahrt wird.
F. K. Marschall von Bieberstein(1768-1826) - Deutscher Botaniker, Autor einer Zusammenfassung der stier-kaukasischen Flora "Flora Taurico-Caucasica". Pflanzengattung Biebersteinia (Biebersteinia) Steph. Die Familie der Geraniengewächse (Geraniaceae) wurde vom deutschen Botaniker F. Stefani nach Bieberstein benannt, außerdem gibt es eine beträchtliche Anzahl von Arten, die den Namen des Wissenschaftlers tragen: Bieberstein-Glocke (Campanula biebersteiniana C.A. Mey.), Bieberstein-Pfingstrose
(Paeonia biebersteiniana Rupr.).
H. H. Steven (1781-1863) - Russischer Botaniker und Entomologe, 1812
organisierte den Nikitsky Botanical Garden auf der Krim. Die Hauptwerke sind der Flora der Krim und des Kaukasus, der Taxonomie von Samenpflanzen und Insekten gewidmet. Zahlreiche Arten sind nach ihm benannt, darunter Papaver stevenianum Mikheev.
A. L. (1806-1893) - Schweizer Botaniker und Biogeograph.
Schöpfer des ersten Codes der botanischen Nomenklatur " Prodromus Systematis Naturalis Regni Vegetabilis" Prodr. (DC.), beschrieb eine Vielzahl neuer Arten verschiedener Familien, wie z. B. Corydalis caucasica DC.
BETREFFEND. Trautfetter (1809–1889) - Direktor (1866–1875)
Kaiserlicher Botanischer Garten. F.I. Ruprecht (1814-1870) - stellvertretender Direktor des Kaiserlichen Botanischen Gartens (1851-1855). Ruprecht wurde in den Kaukasus geschickt, um die Flora von Dagestan zu studieren.
Das Hauptwerk ist Flora Caucasi (1867).
GI (1831-1903) - Russischer Geograph und Naturforscher, Mitglied von
Korrespondent der Petersburger Akademie der Wissenschaften. Bei Expeditionen im Kaukasus sammelte er reiches Sammlungsmaterial. Die zu Raddes Lebzeiten erschienenen Bände des Museumum caucasicum waren umfangreich,
schön illustrierte Ausgaben. Sie widmeten sich der Zoologie,
Botanik, Geologie und Archäologie des Kaukasus. Die Radde-Birke ist nach ihm benannt.
(Betula raddeana Trautv.) ist ein Endemit des Kaukasus, die Rinde des Stammes dieser Birkenart hat eine rosa Farbe und die Zweige sind dunkelbraun.
IN UND. -korrespondierendes Mitglied Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Direktor des Botanischen Gartens von Odessa. Beschrieb 40 neue Pflanzenarten des Kaukasus, zum Beispiel,
Das Tutorial ist vorgesehen
für Fernstudenten
Fakultät für Pharmazie,
Studenten im Fachgebiet
060108 "Apotheke"
Das Lehrbuch wurde nach dem Staatlichen Bildungsstandard der Fachrichtung 060108 „Pharmazie“ und auf der Grundlage des Botanikprogramms für Studierende pharmazeutischer Universitäten (Fakultäten) 2000 erstellt.
Dieses Handbuch enthält Informationsmaterialien, die in pädagogischer, wissenschaftlicher und Referenzliteratur enthalten sind (die Liste ist beigefügt).
Botanik. Lehrbuch für Studierende des Fernstudiums
Fakultät für Pharmazie, Studenten des Fachgebiets
060108 "Apotheke". Zusammengestellt von: Antipova M.G. (Abschnitte „Grundlagen der Systematik der Organismen“, „Pilze“, „Protoktisten“, „Sporenpflanzen“, „Gymnospermen“, „Systematik der Blütenpflanzen“), Grishina E.I. (Sektionen: "Pflanzenzelle", "Pflanzengewebe", "Vegetative Organe der Pflanzen", "Botanische Geographie"), Krotova L.A. (Sektion "Prokaryoten"), Sviridenko B.F. (Abschnitte „Einführung“, „Pflanzenvermehrung“, „Pflanzenphysiologie“, „Fortpflanzungsorgane von Blütenpflanzen“). Omsk, 2007.
1. Einleitung
Das Leben auf der Erde ist eine Daseinsform der Materie. Lebendige Materie entstand spontan, also spontan, als natürliches Ergebnis kosmischer Prozesse und war die Vollendung der chemischen Evolution – der natürlichen Bildung und Anhäufung organischer Verbindungen. Leben kann definiert werden als die aktive Aufrechterhaltung und Selbstreproduktion einer bestimmten Struktur der Materie, wobei von außen empfangene Energie verbraucht wird. Aus dieser Definition folgt die Notwendigkeit einer ständigen Verbindung von Organismen mit der Umwelt, die durch den Austausch von Materie und Energie erfolgt. Die moderne Wissenschaft hat keine direkten Beweise dafür, wie und wo das Leben entstand. Es gibt nur indirekte Beweise, die durch Experimente gewonnen wurden, und Daten aus dem Bereich der Paläontologie, Geologie, Paläoklimatologie, Astronomie, Biochemie. Am bekanntesten sind die beiden Hauptanschauungen über den Ort und die Art der Entstehung des Lebens. Die Essenz des ersten wird auf die abiogene (dh außerhalb des Körpers) Entstehung von Lebewesen unter den Bedingungen der entstehenden Erde reduziert. Eine Theorie dieser Art wurde in den 1920er Jahren von A. I. Oparin und J. Haldane aufgestellt. Diese Ansichten stimmen am ehesten mit der Ansicht überein, dass das Leben auf der Erde monophyletisch ist, das heißt, es stammt von einem einzigen Vorfahren ab.
Nach anderen Hypothesen gilt der Kosmos als Ursprungsort des Lebens, von wo aus die Anfänge des Lebens mit der Materie von Meteoriten, Kometen oder auf andere Weise auf die Erde gebracht werden könnten (der Meteoritenbeschuss der Erde endete etwa vor 4 Milliarden Jahren). Hypothesen dieser Art sind eng mit der Idee eines polyphyletischen, dh wiederholten Ursprungs des Lebens verbunden und wurden einst vom Schöpfer der Doktrin der Biosphäre, V. I. Vernadsky, unterstützt.
Die Möglichkeit der biogenen Synthese organischer Verbindungen wie Aminosäuren, Purine, Pyrimidine, Zucker in der reduzierenden Atmosphäre der alten Erde in den 50-60er Jahren des 20. Jahrhunderts. wurde experimentell bestätigt, aber gleichzeitig wurden im zirkumstellaren Raum komplexe organische Moleküle gefunden, die aus dem Weltraum zur Erde gebracht werden konnten.
Die Komplexität der Lösung des Problems hängt jedoch nicht mit dem Nachweis der Möglichkeiten organischer Synthese auf der Erde oder im Weltraum zusammen, sondern mit dem Problem des Ursprungs des genetischen Codes. Eine wichtige und noch ungelöste Frage ist, wie organische Moleküle zu Systemen organisiert werden, die sich selbst reproduzieren können.
Lebende Materie zeichnet sich durch einige typische Merkmale aus. Das Hauptzeichen des Lebens ist die Diskretion, dh die Existenz in Form getrennter Organismen (Individuum, Individuum). Jeder Organismus ist ein offenes integrales System, durch das, wie aus der Definition des Lebens hervorgeht, Materie- und Energieströme fließen. Daher spricht man oft nicht nur von lebender Materie, sondern von lebenden Systemen.
Eine integrale Eigenschaft jedes lebenden Systems ist der Stoffwechsel oder Metabolismus. Parallel zum Stoffwechsel in jedem Organismus findet eine ständige Energieumwandlung und deren Austausch statt.
Lebende Organismen zeichnen sich durch Selbstreproduktion aus, was die Kontinuität und Kontinuität des Lebens sicherstellt.
Lebewesen sind selbstorganisierende und selbstregulierende Systeme. Dank der Selbstregulation werden verschiedene physiologische Prozesse auf einem bestimmten Niveau etabliert. Organismen sind offene thermodynamische Systeme, die zu jedem Stoff- und Energieaustausch fähig sind. Ohne Energie von außen können diese Systeme nicht existieren und ihre Integrität bewahren.
Diese grundlegenden Eigenschaften bestimmen die Komplexität lebender Systeme ebenso wie die Fähigkeit, in einer weniger geordneten Umgebung ein relativ hohes Maß an Ordnung selbstständig aufrechtzuerhalten und zu steigern.
Lebende Materie basiert auf zwei Klassen chemischer Verbindungen - Proteinen und Nukleinsäuren. Proteine sind für den Stoffwechsel und den Energiestoffwechsel in einem lebenden System verantwortlich, also für alle im Körper ständig ablaufenden Reaktionen von Auf- und Abbau. Nukleinsäuren sorgen für die Speicherung und Übertragung von Erbinformationen, also der Fähigkeit lebender Systeme, sich selbst zu reproduzieren. Sie sind eine Matrix, die einen vollständigen Satz von Informationen enthält, auf deren Grundlage artspezifische Zellproteine synthetisiert werden.
Die Zusammensetzung lebender Organismen umfasst auch Lipide (Fette), Kohlenhydrate. Organische Substanzen anderer Klassen finden sich in Vertretern bestimmter Organismengruppen.
Viele chemische Elemente, die in der Umwelt vorhanden sind, werden in lebenden Systemen gefunden. Das Leben benötigt jedoch etwa 20 von ihnen. Diese Elemente werden biogen genannt, weil sie ständig in der Zusammensetzung von Organismen enthalten sind und ihre lebenswichtige Aktivität sicherstellen. Im Durchschnitt bestehen etwa 70 % der Feuchtmasse von Organismen aus Sauerstoff (O), 18 % aus Kohlenstoff (C) und 10 % aus Wasserstoff (H). Es folgen Stickstoff (N), Calcium (Ca), Kalium (K), Phosphor (P), Magnesium (Mg), Schwefel (S), Chlor (Cl), Natrium (Na). Dies sind universelle biogene Elemente, die in den Zellen aller Organismen vorhanden sind und als Makronährstoffe bezeichnet werden. Einige Elemente kommen in Organismen in extrem geringen Konzentrationen (bis zu Tausendstel Prozent) vor, sind aber auch für das normale Leben notwendig (Spurenelemente). Ihre Funktionen und Rollen sind sehr vielfältig. Viele Spurenelemente sind Bestandteil von Enzymen, einige beeinflussen das Wachstum. Es gibt bis zu 30 Spurenelemente – Metalle (Al, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Co, Ni, Sr) und Nichtmetalle (I, Se, Br, F, As, B).
Das Vorhandensein biogener Elemente in Zellen hängt von den Eigenschaften des Organismus, von der Zusammensetzung der Umwelt, der Nahrung, den Umweltbedingungen, insbesondere von der Löslichkeit und Konzentration von Salzen in der Bodenlösung ab. Ein Mangel oder ein Überschuss an biogenen Elementen führt zu einer abnormalen Entwicklung des Organismus oder sogar zu seinem Tod. Zusätze von biogenen Elementen zum Boden, um ihre optimalen Konzentrationen zu erreichen, werden in großem Umfang in der Landwirtschaft verwendet.
Stoffwechsel oder Metabolismus ist eine Reihe von chemischen Umwandlungen, die in Organismen stattfinden, die ihr Wachstum, ihre Entwicklung, ihre Lebenstätigkeit, ihre Fortpflanzung, ihren ständigen Kontakt und ihren Austausch mit der Umwelt sicherstellen. Im Verlauf des Stoffwechsels kommt es zu einer Spaltung und Synthese von Molekülen, aus denen Zellen bestehen, der Bildung, Zerstörung und Erneuerung von Zellstrukturen und Interzellularsubstanz.
Der Stoffwechsel wird auf zwei entgegengesetzte, aber gleichzeitig miteinander verbundene Prozesse reduziert: Anabolismus und Katabolismus. Die erste reduziert sich auf den Aufbau von Körpersubstanzen durch Synthesereaktionen unter Energieverbrauch. Die zweite kombiniert Zerfallsreaktionen mit der Freisetzung von Energie. Die Prozesse des Auf- und Abbaus von Proteinen, Nukleinsäuren, Lipiden, Kohlenhydraten und Ascorbinsäure werden als Primärstoffwechsel oder Primärstoffwechsel bezeichnet. Sie sind charakteristisch für alle Lebewesen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung ihrer vitalen Aktivität. Die Bildung und Umwandlung anderer Klassen organischer Verbindungen sind Sekundärstoffwechsel. Der Sekundärstoffwechsel ist am häufigsten bei Pflanzen, Pilzen und einer Reihe von Prokaryoten (vom griechischen "pro" - vorher "karyon" - der Zellkern), also Organismen, die keinen morphologisch geformten Zellkern haben. Die Prozesse des sekundären Metabolismus und die sekundären Metaboliten selbst spielen oft eine bedeutende adaptive (adaptive) Rolle bei Organismen, denen die Fähigkeit fehlt, sich im Raum zu bewegen.
Organismen erhalten ihre Existenz und Integrität, indem sie Energie von außen erhalten. Diese Energie wird in Form von chemischer Bindungsenergie gespeichert. Am energieintensivsten sind Fette, Kohlenhydrate, weniger energieintensiv - Proteine. Die universelle Energiequelle für alles Leben auf der Erde ist die Energie der Sonnenstrahlung, aber die Art und Weise, wie sie von lebenden Organismen genutzt wird, ist unterschiedlich. Auf Lichtenergie angewiesen photoautotroph Organismen (grüne Pflanzen und phototrophe Prokaryoten). Sie speichern Energie, indem sie bei der Photosynthese aus anorganischen primäre organische Verbindungen bilden. Heterotroph Organismen (Tiere, Pilze, die meisten Prokaryoten) können keine organischen Verbindungen aus anorganischen bilden. Sie verwenden organische Formen dieses Elements als Kohlenstoffquelle. Als Energiequelle nutzen sie auch organische Substanzen, die im Lebensprozess von Photoautotrophen entstehen. X emoautotroph Organismen (einige Prokaryoten) erhalten Energie, die bei der Umlagerung von Molekülen mineralischer oder organischer Verbindungen im Verlauf chemischer Reaktionen freigesetzt wird. Mineralische Kohlenstoffformen dienen auch als Kohlenstoffquelle für verschiedene Gruppen von Chemoautotrophen.
Die Freisetzung von Energie erfolgt bei der Zersetzung organischer Verbindungen, meistens mit Hilfe von zwei Prozessen - Fermentation und Atmung.
Die individuelle Entwicklung eines einzelnen Organismus von der Geburt bis zum Tod wird als Ontogenese bezeichnet. Separate Ontogenese in der Generationskette summieren sich zu einem einzigen sequentiellen Prozess namens Hologenese. Die Gesamtheit der Ontogenesen, das heißt die Hologenese, liegt der Evolution zugrunde. Unter Evolution versteht man den Prozess der unumkehrbaren historischen Entwicklung der belebten Natur und ihrer individuellen Verknüpfungen, der zur Verkomplizierung oder Vereinfachung der Organisation der Lebewesen führt. Im Evolutionsprozess werden Mikroevolution und Makroevolution unterschieden.
Unter Mikroevolution implizieren die Artbildungsprozesse, begleitet von einer Veränderung der genetischen Zusammensetzung von Populationen, die Bildung von Anpassungen an eine sich verändernde Umwelt.
Makroevolution ist die Bildung von Taxa über dem Rang einer Art. Der Verlauf der Makroevolution wird durch die Mikroevolution bestimmt. Die Makroevolution verwirklicht sich in der Phylogenese, dh im Prozess der historischen Bildung und Entwicklung einzelner Arten und anderer systematischer Gruppen höheren Ranges. Wie alle Evolution ist die Phylogenese mit Ontogenese und Hologenese verbunden. Dieser Prozess wird normalerweise grafisch in Form eines phylogenetischen Baums (oder Stammes) dargestellt, der mögliche familiäre Bindungen zwischen einzelnen Zweigen der Lebenden (oder Stämme) zeigt. Der Verlauf der Phylogenese gehorcht meistens bestimmten Regeln, die als Evolutionsregeln bezeichnet werden ( Reis. 1.1).
Reis. 1.1. Schema der Beziehung zwischen Ontogenese und Phylogenese (Begriffserklärungen im Text).
Es gibt etwa 2-2,5 Millionen Arten von Organismen auf der Erde, und etwa 500 Millionen Arten sind in früheren geologischen Epochen ausgestorben. Bei einer solchen Vielfalt an Lebewesen können jedoch mehrere unterschiedliche Ebenen der Struktur und Untersuchung lebender Materie unterschieden werden. Die Hauptebenen der Struktur von Lebewesen: Molekulargenetik, Ontogenetik, Populationsart und Biogeozenose. Lebende Materie ist auf jeder Strukturebene durch spezifische Elementarstrukturen und Elementarphänomene gekennzeichnet.
Auf molekulargenetischer Ebene stellen Gene elementare Strukturen dar, und unter elementaren Phänomenen kann ihre Fähigkeit zur konvarianten Reduplikation - Selbstreproduktion mit Veränderungen nach dem Matrixprinzip und zu Mutationen - verstanden werden.
Auf der ontogenetischen Ebene sollte ein Individuum, ein Individuum, als elementare Struktur des Lebendigen betrachtet werden, und die Ontogenese oder die Entwicklung eines Individuums von der Geburt bis zum Tod sollte als elementares Phänomen betrachtet werden.
Grundlage der Populations-Arten-Ebene ist die Population, und der Prozess der freien Kreuzung (Panmixie) ist ein elementares Phänomen.
Der biogeozänotische Lebensstandard ist durch eine elementare Struktur gekennzeichnet – die Biogeozänose, und der Stoffwechsel und die Energie in der Biogeozänose ist ein elementares Phänomen.
Bei der Untersuchung lebender Materie werden mehrere Ebenen ihrer Organisation unterschieden:
1. molekular;
2. zellular;
3. Stoff;
4. Orgel;
5. ontogenetisch;
6. Bevölkerung;
7. spezifisch;
8. biogeocenotisch;
9. biosphärisch.
Jede Stufe entspricht einer speziellen Biowissenschaft, mehreren Biowissenschaften oder einem Zweig der Biologie.
Auf molekulargenetischer Ebene werden lebende Organismen molekularbiologisch und genetisch untersucht; auf der zellulären - Zytologie; zu Gewebe und Organ - Anatomie und Morphologie sowie Physiologie; zur Ontogenetik - Morphologie und Physiologie; auf die Population - Populationsgenetik; auf Artebene - Systematik und Evolutionslehre; zur Biogeozänotik - Geobotanik, Ökologie, Biogeozänologie; zur Biosphäre - Biogeozänologie.
Die Erde ist vor etwa 4,6 Milliarden Jahren als dichter Körper entstanden. Diese Figur stammt aus dem Beginn des sogenannten hadäischen Zeitalters (Nader). Es gibt keine geologischen Beweise, die die Existenz von Leben auf der Erde zu dieser Zeit bestätigen, aber es ist sicher, dass das Leben genau in Hadea auf der Erde entstand oder auf die Erde gebracht wurde, da verschiedene Organismen bereits zu Beginn des nächsten Äons in den archaischen Ablagerungen gefunden wurden. Es wird vermutet, dass durch die Anreicherung von Gewässern am Ende des Hadaikums mit Aminosäuren, Purin- und Pyrimidinbasen sowie Zuckern die sogenannte „Primärbrühe“ entstand, die den ältesten Heterotrophen als Nahrungsquelle diente.
Das Archäische Äon (Nadera) oder Archaean umfasst den Zeitraum von vor 3900 bis 2600 Millionen Jahren. Zu dieser Zeit ist das Aussehen der ältesten Sedimentgesteine, die durch aus der aquatischen Umwelt abgelagerte Partikel gebildet wurden, von denen einige im Gebiet des Limpopo (Afrika), Isua (Grönland), Waravuuna (Australien), Aldana ( Asien) Flüsse, stammt aus dieser Zeit. Diese Gesteine enthalten biogenen Kohlenstoff, der in seinem Ursprung mit der lebenswichtigen Aktivität von Organismen verbunden ist, sowie Stromatolithen und Mikrofossilien. Stromatolithen sind korallenartige Sedimentformationen (Karbonat, seltener kieselig), die Abfallprodukte der ältesten Autotrophen sind. Im Proterozoikum werden sie immer mit Cyanobakterien in Verbindung gebracht, aber ihre Herkunft im Archaikum ist nicht ganz klar. Mikrofossilien sind mikroskopisch kleine Einschlüsse fossiler Mikroorganismen in Sedimentgesteinen.
Im Archäikum wurden alle Organismen als Prokaryoten klassifiziert. Einige von ihnen waren offensichtlich Heterotrophen-Destruktoren (Zerstörer), die in der "Primärbrühe" gelöste organische Substanzen verwendeten und sie während ihrer lebenswichtigen Aktivität in einfache Verbindungen wie H 2 O, CO 2 und NH 3 umwandelten. Ein anderer Teil der archaischen Mikroorganismen bildete eine Gruppe von Produzenten – Organismen, die entweder zur anoxygenen Photosynthese (Photosynthese ohne Sauerstofffreisetzung) oder zur Chemosynthese fähig sind.
Moderne violette und grüne Schwefel-Photobakterien blieben im Stadium der anoxygenen Photosynthese. Der Elektronenspender im Prozess der Photosynthese war hauptsächlich H 2 S und nicht H 2 O. Erzeuger von Mikroorganismen konnten bereits Luftstickstoff fixieren.
Energie wurde in den meisten archaischen Organismen durch Fermentation oder spezifische anaerobe Atmung erzeugt, bei der Sulfate, Nitrite, Nitrate und andere Verbindungen als Quelle für Sauerstoff dienten, der in der Atmosphäre fehlte.
Die ältesten bakteriellen Biozönosen – Gemeinschaften lebender Organismen, die nur Erzeuger und Zerstörer umfassten, waren ähnlich wie Schimmelfilme (die sogenannten Bakterienmatten) am Grund von Stauseen oder in deren Küstenzone angesiedelt. Oasen des Lebens dienten oft als vulkanische Regionen, in denen Wasserstoff, Schwefel und Schwefelwasserstoff, die wichtigsten Elektronenspender, aus der Lithosphäre an die Oberfläche kamen. Der geochemische Kreislauf (Stoffkreislauf), der auf dem Planeten vor der Entstehung des Lebens existierte und sich offensichtlich am deutlichsten in der Zirkulation der Atmosphäre manifestierte, wurde durch den biogeochemischen Kreislauf ergänzt. Biogeochemische Zyklen (Zirkulation von mit Organismen assoziierten Substanzen), die mit Hilfe von Produzenten durchgeführt wurden - anoxygene Photosynthese und Destruktoren - waren relativ einfach und wurden hauptsächlich in Form von reduzierten Verbindungen wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak durchgeführt.
Im Proterozoikum oder Proterozoikum, das vor 2600 Millionen Jahren begann und vor 570 Millionen Jahren endete, änderte sich diese Situation. Fossile Überreste und verschiedene Lebensspuren in den Sedimentgesteinen dieser Zeit sind recht häufig. Stromatolithen bilden mehrere Meter dicke Schichten und ihre Existenz im Proterozoikum ist mit der lebenswichtigen Aktivität von Cyanobakterien verbunden. Diese neue Gruppe von Produzenten trat ganz am Anfang des Proterozoikums oder sogar am Ende des Archaikums auf die Bühne des Lebens. Sie hatte die Fähigkeit zur oxygenen Photosynthese, das heißt, sie konnte H 2 O als Elektronenspender verwenden, während freier Sauerstoff in die Atmosphäre freigesetzt wurde. Das Auftreten von Cyanobakterien führte zur Transformation der gesamten Biosphäre der Erde. Die reduzierende Erdatmosphäre ist in eine oxidierende übergegangen. Die anaerob lebende Bevölkerung des Planeten wurde allmählich durch eine aerobe ersetzt. Infolge der Aktivität von Cyanobakterien stieg die Sauerstoffkonzentration allmählich an und erreichte vor etwa 2 Milliarden Jahren 1 % der heutigen. Die Atmosphäre wurde oxidierend. Dies diente als Voraussetzung für die Entwicklung der aeroben Chemosynthese und des evolutionär jüngsten Energiegewinnungsprozesses, der aeroben Atmung. Biogeochemische Kreisläufe verändern sich und werden komplexer. Die Ansammlung von Sauerstoff ist zu einem Hindernis für die Zirkulation von Elementen in Form reduzierter Verbindungen geworden. Archaische Bakteriengemeinschaften strenger Anaerobier werden durch Cyanobakteriengemeinschaften (Cyanobakterienmatten) ersetzt, in denen photosynthetische Prokaryoten die dominierende Rolle spielen.
Die Veränderung der Atmosphäre erwies sich als Hauptvoraussetzung für das Auftreten strenger eukaryotischer Aerobier - dieses wichtigste biologische Ereignis des mittleren Proterozoikums. Die ersten Eukaryoten tauchten vor etwa 1,8 Milliarden Jahren auf und waren offenbar planktonische oder frei schwimmende Organismen. Alte eukaryotische Organismen könnten sowohl Heterotrophe als auch Autotrophe sein und die beiden vorbestehenden ökologischen Hauptgruppen von Produzenten und Destruktoren auffüllen. Im Proterozoikum existierten Prokaryoten und Eukaryoten lange Zeit zusammen als Teil von Algobakteriengemeinschaften (Gemeinschaften, in denen eukaryotische Algen und Bakterien Bestandteile waren), die vor 1,4 Milliarden Jahren Cyanobakteriengemeinschaften ablösten.
Der Ursprung der Eukaryoten wird unterschiedlich erklärt. Der traditionelle Standpunkt verbindet ihr Auftreten mit der allmählichen Komplikation der Struktur der prokaryotischen Zelle. Nach einer anderen Theorie, die heute von den meisten Biologen geteilt wird, entstanden Eukaryoten als Ergebnis einer intrazellulären Symbiose alter unbehüllter anaerober Mikroorganismen mit verschiedenen Arten von Oxyphotobakterien. Das Problem der Entstehung eukaryotischer Organismen ist noch nicht vollständig gelöst. Es gibt verschiedene Hypothesen über den Ursprung der eukaryotischen Organisation lebender Materie. Eine solche Hypothese ist die Hypothese der Endosymbiose (Symbiogenese). Diese Theorie wurde Ende des 19. bis Anfang des 20. Jahrhunderts aufgestellt. Das moderne Stadium ihrer Entwicklung ist mit der Arbeit der amerikanischen Biologin Lynn Margelis verbunden, die darauf hindeutet, dass die eukaryotische Zelle als Ergebnis mehrerer aufeinanderfolgender Endosymbiosen (der symbiotischen Existenz einer Zelle in einer anderen) alter unbehüllter anaerober Prokaryoten entstanden ist, die dazu fähig sind Fermentationsprozess mit verschiedenen prokaryotischen Aeroben. Eukaryotische Zellen wurden als Ergebnis der Symbiose zwischen extrem entfernten Arten von Prokaryoten gebildet: Nukleozytoplasma wurde von "Wirts" -Organismen gebildet, Mitochondrien von sauerstoffatmenden Bakterien, Plastiden von Eukaryoten. Im ersten Stadium der Endosymbiose entstanden verschiedene einzellige eukaryotische Protozoen, aus denen im Laufe der Evolution vielzellige Eukaryoten aus dem Reich der Pilze, Pflanzen und Tiere hervorgingen. Das allgemeine Schema des Endosymbioseprozesses ist in dargestellt Reis. 1.2.
Reis. 1.2. Schema der Entstehung eukaryontischer Zellen durch Endosymbiose (nach L. Margelis, mit Änderungen): 1 - verschiedene Gruppen von Oxyphotobakterien mit unterschiedlichen Pigmenten (Vorläufer von Chloroplasten), 2 - Thermoplasmen (hitzebeständige Prokaryoten), 3 - bewegliche nicht photosynthetische Prokaryoten (Vorläufer von Mitochondrien), 4 - bewegliche Spirochäten oder Spiroplasmen (Vorläufer von Flagellen) , 5 - heterotrophe amöboide eukaryotische Zelle , 6 - die älteste eukaryotische bewegliche Zelle mit einem Flagellum, 7 - das Reich der Pilze, 8 - das Reich der Tiere, 9 - die Zone mehrerer angenommener Symbiosen einer beweglichen eukaryotischen Zelle mit verschiedenen Gruppen von Oxyphotobakterien; Es entstanden verschiedene Linien der Pflanzenevolution, eine davon führte zu höheren Pflanzen (10).
Am Ende des Proterozoikums existierten offenbar vielzellige Pflanzen und Pilze, deren fossile Überreste jedoch nicht erhalten sind. Die ältesten vielzelligen Organismen erschienen vor etwa 950 Millionen Jahren. Seitdem beginnen Stromatolithen zu verschwinden, und die Ökosysteme der Erde sind um ein Glied komplexer geworden. Neben Erzeugern und Zerstörern gehörten dazu auch Verbraucher – Verbraucher der organischen Substanz lebender Organismen. Bereits vor Beginn des vierten Äons – dem Phanerozoikum – existierten Lebensgemeinschaften, in denen planktonische (freischwebende) und benthische (Boden-)Algen und mehrzellige Pflanzenfresser überwogen. Die Rolle von Cyanobakterien und anderen Prokaryoten bei der Bildung des Großteils der Biogeozänosen des späten Proterozoikums war unbedeutend.
Das Phanerozoikum oder Phanerozoikum (Nadera des scheinbaren Lebens) begann vor etwa 570 Millionen Jahren und dauert bis in die Gegenwart an. Phanerozoische Sedimentschichten sind reich an fossilen Tieren und Pflanzen. Der Beginn des Phanerozoikums wird durch das Auftreten einer großen Anzahl vielzelliger Tiere mit inneren oder äußeren Skeletten in den fossilen Überresten datiert. Das Phanerozoikum wird normalerweise in drei Epochen unterteilt: das Paläozoikum oder die Ära des alten Lebens, das Mesozoikum, die Ära des mittleren Lebens, und das Känozoikum, die Ära des neuen Lebens.
Ein Merkmal der Entwicklungsgeschichte lebender Organismen im Phanerozoikum war, dass bestimmte Tiergruppen bestimmten Pflanzengruppen entsprachen. Dies ist verständlich, da die Grundlage für die Entwicklung der Tiere durch das Gedeihen bestimmter Pflanzengemeinschaften geschaffen wurde. Daher war die Evolution der Pflanzen der Evolution der Tiere etwas voraus.
Die ältesten Landpflanzen, Rhinophyten, erschienen am Ende des Silur (vor 410-420 Millionen Jahren). In der zweiten Hälfte des Devon - Karbon (vor 430 - 300 Millionen Jahren) entstanden alle Hauptgruppen (Taxa) lebender und ausgestorbener Pflanzen mit Ausnahme der Angiospermen (Blüte). Die vorherrschenden Formen während des gesamten Paläozoikums, beginnend mit dem mittleren Devon, waren jedoch sporentragend: Schachtelhalm-, keulen- und farnartige, baumartige Formen, von denen oft Wälder gebildet wurden. Gymnospermen tauchten spätestens im Oberkarbon (vor 290 Millionen Jahren) auf der Erde auf, aber ihre Dominanz beginnt am Ende des Perms (vor etwa 220 Millionen Jahren) und dauert fast das gesamte Mesozoikum bis in die mittlere Kreidezeit an. In der Unterkreide tauchten vor etwa 145-120 Millionen Jahren Angiospermen auf, die in der Mitte der Oberkreide eine dominierende Stellung einnahmen. Sie behielten diese Position während des gesamten Känozoikums bis in unsere Zeit bei ( Reis. 1.3).
Reis. 1.3. Evolutionäres Alter der wichtigsten phylogenetischen Gruppen der Pflanzenwelt.
Seit der Zeit von K. Linnaeus (XVIII. Jahrhundert) dominierte in der Wissenschaft ein System aus zwei Hauptgruppen von Organismen (oder Königreichen der organischen Welt): Pflanzen ( Gemüse, oder Plintae) und Tiere ( Animalia). Allerdings ist die Entdeckung im XX Jahrhundert. Eine Reihe wichtiger Unterschiede im Stoffwechsel und der Zellultrastruktur verschiedener Organismengruppen veranlassten die Biologen, die etablierte Sichtweise zu ändern. Seit Mitte der 1950er Jahre. andere mögliche Systeme werden breit diskutiert (R. Whittaker, G. Curtis, Ch. Jeffrey, E. Dodson, A. Takhtadzhyan, Ya. Starobogatov). Die Anzahl der zugewiesenen Königreiche in diesen Systemen reicht von drei bis zehn. Die Einteilung der Lebenden in Königreiche basiert auf den Ernährungsmethoden, den Merkmalen der Ultrastruktur von Mitochondrien und Plastiden, der chemischen Zusammensetzung der Zellmembranen und den Hauptreservesubstanzen der Zellen und einigen anderen Prinzipien.
Nachfolgend eine kurze Auflistung der größten systematischen Gruppen, die es erlaubt, die Bedeutung und Stellung der im Botanikkurs untersuchten lebenden Taxa im allgemeinen System darzustellen.
Empire nicht-zelluläre Organismen (Noncellulata) . Vertreter haben keine morphologisch geformte Zelle. Das Imperium umfasst ein Reich der Viren ( Viren).
Reiche Zellorganismen (AUSellulata). Vertreter haben eine morphologisch gestaltete Zelle. Enthält zwei Unterreiche.
1. Sub-Imperium vor der Atomenergie (Prokaryoten ) - haben keinen morphologisch gebildeten Zellkern. Vereint zwei Königreiche:
a) das Reich der Archaebakterien (Archaebakterien) - basierend auf Zellmembranen haben saure Polysaccharide ohne Murein;
b) Das Reich der echten Bakterien oder Eubakterien (Eubakterien) – Murein-Glykoprotein ist als Hauptstrukturbestandteil von Zellmembranen enthalten.
2. Sub-Imperium nuklear oder eukaryotisch (Eukaryota ) - haben einen morphologisch geformten Zellkern. Es ist in vier Königreiche unterteilt:
a) Reich der Protoktisten (Protoktista) – Autotrophe oder Heterotrophe; der Körper ist nicht in vegetative Organe unterteilt; es gibt kein embryonales Stadium; haploide oder diploide Organismen; umfasst Algen und pilzähnliche Organismen.
b) Tierreich (Animalia) - Heterotrophe; Ernährung durch Einnahme oder Absorption; es gibt keine dichte Zellwand; diploide Organismen; Es gibt einen Wechsel der Kernphasen.
c) Reichspilze (Pilze, Mykota) - Heterotrophe; Ernährung durch Absorption; es gibt eine dichte Zellwand, basierend auf Chitin; haploide oder dikaryontische Organismen; der Körper ist nicht in Organe und Gewebe unterteilt;
d) das Pflanzenreich (Pflanzen) – Autotrophe; Ernährung durch den Prozess der aeroben Photosynthese; es gibt eine dichte Zellwand, basierend auf Zellulose; Charakteristisch ist der Wechsel der sexuellen (Gametophyten) und asexuellen Generation (Sporophyten), wobei die diploide Generation überwiegt. Zu den Pflanzen gehören fossile Rhinophyten und Zosterophyllophyten sowie moderne Moose, Schachtelhalme, Lycopsiden, Farne, Gymnospermen und Angiospermen.
Die Studienobjekte der Botanik sind in erster Linie Vertreter des Pflanzenreiches, phototrophe Protoktisten - Algen. Gleichzeitig werden in diesem Kurs Einzelfragen zur Morphologie und Systematik einiger Gruppen photoautotropher Prokaryoten (Cyanobakterien) sowie Pilze und pilzähnliche Organismen behandelt. Bis vor kurzem galten diese systematischen Gruppen als Vertreter des Pflanzenreiches.
Bei vielen Pflanzen und Algen werden die Funktionen der sexuellen und asexuellen Fortpflanzung von verschiedenen Generationen wahrgenommen, die oft durch morphologisch unterschiedliche Individuen repräsentiert werden. Die Verhältnisse dieser beiden Generationen in den Hauptgruppen sind in dargestellt Reis. 1.4.
Reis. 1.4. Korrelation und Struktur von sexuellen und asexuellen Generationen in Lebenszyklen. A - Algen; B - Moose, C - Farne, D - Gymnospermen, D - Angiospermen (blühend).
Jede der Hauptgruppen von Organismen ist Gegenstand einer unabhängigen biologischen Wissenschaft oder eines Komplexes verwandter Wissenschaften. Insbesondere Bakterien (mit Ausnahme von Cyanobakterien, die traditionell von Botanikern-Algologen, dh Spezialisten für Algen, untersucht wurden) werden von der Bakteriologie oder der breiteren Wissenschaft der Mikrobiologie untersucht, die sich für alle mikroskopisch kleinen lebenden Organismen interessiert. Die Protistologie erforscht Protozoen, d. h. einzellige, koloniale und vielzellige Eukaryoten, die eine Prägewebeorganisation haben. Die Mykologie (aus dem Griechischen "Mike" - Pilz) untersucht Vertreter des Reiches der Pilze. Die Botanik untersucht das Pflanzenreich und autotrophe Prokaryoten. Schließlich befasst sich die Zoologie mit tierischen Organismen. Ein besonderes Reich bilden vorzelluläre Lebensformen - Viren ( Viren) . Die Wissenschaft der Viren wird Virologie genannt.
Botanik (aus dem Griechischen "botane" - Pflanze, Gras) ist ein Komplex der biologischen Wissenschaften über Pflanzen. Die ersten datierten Informationen über Pflanzen sind in den Keilschrifttafeln des Alten Orients enthalten. Die Grundlagen der Botanik als Wissenschaft wurden von den alten Griechen gelegt. Der antike griechische Philosoph und Naturforscher Theophrastus (ca. 370-285 v. Chr.) wird von C. Linnaeus als „Vater der Botanik“ bezeichnet. Nach dem allgemeinen Niedergang der Naturwissenschaften im Mittelalter begann sich die Botanik ab dem 16. Jahrhundert intensiv zu entwickeln.
Im XVIII - XIX Jahrhundert. Es gibt eine Entwicklung und Differenzierung der Botanik in separate botanische Disziplinen und in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. der ganze Komplex der Pflanzenwissenschaften entsteht. Das Hauptgebiet der Botanik ist die Pflanzensystematik. Die Systematik beschreibt alle fossilen und modernen Pflanzenorganismen, entwickelt eine Klassifikation und schafft eine wissenschaftliche Grundlage für das Studium der Pflanzenstammesgeschichte, dh sie deckt die Verwandtschaftsverhältnisse der Taxa auf.
Die Morphologie untersucht die Merkmale und Muster der äußeren Struktur von Pflanzen. Die größten Erfolge auf diesem Wissensgebiet wurden vor allem im 19. und 20. Jahrhundert erzielt. Das Studium der inneren Struktur von Pflanzen ist eine Aufgabe Anatomie die Mitte des 17. Jahrhunderts entstand. nach der Erfindung des Mikroskops, aber wie die Morphologie wurden auch im 19. und 20. Jahrhundert wichtige Entdeckungen gemacht.
Die Embryologie ist eine botanische Disziplin, die die Muster der Bildung und Entwicklung des Pflanzenembryos untersucht. Die Grundlagen der Embryologie wurden in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts gelegt, aber grundlegende Entdeckungen wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts gemacht.
Die Physiologie ist eng mit der Morphologie und Biochemie der Pflanzen verbunden. Die Anfänge der Physiologie wurden durch Experimente zur Pflanzenernährung in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts gelegt. Heutzutage ist es eine sich aktiv entwickelnde Wissenschaft, die die in Pflanzen ablaufenden Prozesse untersucht: Photosynthese, Stofftransport, Wasserstoffwechsel, Wachstum, Entwicklung und Atmung.
Die Geographie der Pflanzen entstand zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Sie untersucht die wichtigsten Gesetzmäßigkeiten der räumlichen Verbreitung von Taxa (Arten, Gattungen und höher) und Pflanzengemeinschaften auf der Erde. Aus der botanischen Geographie Ende des 19. Jahrhunderts. Herausragend war die Geobotanik - eine Wissenschaft, die die wichtigsten Muster der Bildung, Zusammensetzung, Struktur und Funktionsweise von Pflanzengemeinschaften sowie die Merkmale ihrer räumlichen Verbreitung untersucht.
Die Pflanzenökologie beleuchtet die Beziehung von Pflanzenorganismen zu Umweltfaktoren und die Beziehung von Pflanzen zu anderen Organismen. Sie entstand an der Schnittstelle von Ökologie und Botanik um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert. und derzeit ist es einer der wichtigsten Zweige des Wissens über die Natur.
Neben den grundlegenden botanischen Disziplinen gibt es eine Reihe von angewandten Wissenschaften, die ebenfalls der Botanik zuzuordnen sind. Die wichtigste davon ist die botanische Ressourcenwissenschaft oder Wirtschaftsbotanik. Es berücksichtigt alle Aspekte der menschlichen Nutzung von Pflanzen.
Abhängig von den Objekten und Methoden ihres Studiums sowie den praktischen Bedürfnissen werden eine Reihe anderer botanischer Disziplinen unterschieden. Innerhalb der Pflanzenmorphologie wird die Karpologie unterschieden - ein Teil des Wissens über Früchte, aus der Anatomie - Palynologie, die Pollen und Sporen untersucht. Fossile Pflanzen sind Gegenstand der Paläobotanikforschung. Die Paläobotanik hat ihre eigenen Studienmethoden, die denen der Paläontologie nahe kommen.
Algologie studiert Algen, Briologie studiert Moose, Pteridologie studiert Farne.
Die besondere Rolle der Pflanzen im Leben auf der Erde besteht darin, dass ohne sie die Existenz von Tieren und Menschen nicht möglich wäre. Grüne Pflanzen sind die Hauptgruppe von Organismen, die in der Lage sind, Sonnenenergie zu speichern und aus anorganischen organische Substanzen zu erzeugen. In diesem Fall extrahieren Pflanzen Kohlendioxid (Kohlendioxid) aus der Atmosphäre und setzen Sauerstoff frei, wobei sie ihre konstante Zusammensetzung beibehalten. Als Primärproduzenten organischer Verbindungen sind Pflanzen das entscheidende Glied in den komplexen Nahrungsketten der meisten Heterotrophen, die die Erde bewohnen.
Dank der Photosynthese und der kontinuierlichen Umwandlung biogener Elemente wird die Stabilität der gesamten Biosphäre der Erde geschaffen und ihre normale Funktion sichergestellt.
Pflanzen, die unter verschiedenen Bedingungen leben, bilden Pflanzengemeinschaften (Phytocenosen), die eine Vielzahl von Landschaften und Umweltbedingungen für andere Organismen verursachen. Unter Beteiligung von Pflanzen werden Erde und Torf gebildet; Ansammlungen fossiler Pflanzen bildeten Braun- und Steinkohle. Tiefe Eingriffe in die Vegetation ziehen zwangsläufig irreversible Veränderungen in der Biosphäre und ihren einzelnen Teilen nach sich und können für den Menschen als biologische Spezies verheerend sein.
Es gibt fünf Hauptbereiche, in denen Pflanzen direkt oder indirekt verwendet werden:
1) als Nahrungs- und Futtermittel für Menschen,
2) als Rohstoffquellen für Industrie und Wirtschaft,
3) als Arzneimittel und Rohstoffe zur Herstellung von Arzneimitteln,
5) beim Schutz und der Verbesserung der Umwelt.
Der Nährwert von Pflanzen ist bekannt. Als Nahrungs- und Futtermittel werden in der Regel Vorratsnährstoffe enthaltende Teile oder die auf die eine oder andere Weise extrahierten Stoffe selbst verwendet. Der Bedarf an Kohlenhydraten wird hauptsächlich durch stärke- und zuckerhaltige Pflanzen gedeckt. Die Rolle pflanzlicher Proteinquellen in der Ernährung von Mensch und Tier wird hauptsächlich von einigen Pflanzen aus der Familie der Leguminosen übernommen. Die Früchte und Samen vieler Arten werden zur Herstellung von Pflanzenölen verwendet. Die meisten Vitamine und Mineralien kommen auch mit frischen pflanzlichen Lebensmitteln. Eine bedeutende Rolle in der menschlichen Ernährung spielen koffeinhaltige Gewürze und Pflanzen - Tee und Kaffee.
Die technische Nutzung von Pflanzen und deren Produkten erfolgt in mehreren Schwerpunktbereichen. Die am häufigsten verwendeten Holz- und Faserteile von Pflanzen. Der Wert von Holz wird bestimmt durch seinen Bedarf bei der Herstellung von Holzkonstruktionen jeglicher Art und bei der Papierherstellung. Die Trockendestillation von Holz ermöglicht die Gewinnung einer beträchtlichen Menge wichtiger organischer Substanzen, die in Industrie und Alltag weit verbreitet sind. Holz ist in vielen Ländern einer der Hauptbrennstoffe. Die Frage nach dem Ersatz von Kohle und Öl durch energiereiche Stoffe aus bestimmten Pflanzen ist akut.
Trotz der weit verbreiteten Verwendung von synthetischen Fasern haben Pflanzenfasern aus Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute und Linde eine große Bedeutung bei der Herstellung vieler Stoffe behalten. Pflanzen werden schon sehr lange für medizinische Zwecke verwendet. In der Volks- und traditionellen Medizin machen sie den Großteil der Medikamente aus. In der wissenschaftlichen Medizin in Russland wird etwa ein Drittel der zur Behandlung verwendeten Medikamente aus Pflanzen gewonnen. Es wird angenommen, dass mindestens 21.000 Pflanzen- und Pilzarten von den Völkern der Welt für medizinische Zwecke verwendet werden. In Russland werden etwa 55 Arten von Heilpflanzen angebaut. In den Lehrveranstaltungen Pharmakognosie und Pharmakologie erfahren die Studierenden mehr über die Verwendung von Pflanzen in der Medizin. Mindestens 1000 Pflanzenarten werden zu Zierzwecken angebaut.
Das Funktionieren aller Ökosysteme der Biosphäre, zu denen auch der Mensch gehört, wird vollständig von Pflanzen bestimmt. Pflanzliche Ressourcen werden (bei richtiger Nutzung) als erneuerbar eingestuft, im Gegensatz zu beispielsweise nicht erneuerbaren mineralischen Ressourcen. Am häufigsten werden Pflanzenressourcen in natürliche Pflanzenressourcen (dies umfasst alle Wildarten) und kultivierte Pflanzenressourcen unterteilt. In Umfang und Bedeutung im Leben der Menschheit unterscheiden sie sich erheblich. Die natürlichen Ressourcen der Flora sind begrenzt und könnten in ihrem natürlichen Umfang nur etwa 10 Millionen Menschen ernähren. Die am weitesten verbreiteten Wildpflanzen werden als technische Rohstoffquellen, in der menschlichen Wirtschaftstätigkeit und auch als Quelle von Arzneimitteln verwendet. Die Entstehung von Kulturpflanzen und die Entstehung zusätzlicher Pflanzenressourcen ist mit der Entstehung alter menschlicher Zivilisationen verbunden. Die Existenz dieser Zivilisationen konnte nur durch ein bestimmtes "Angebot" an Kulturpflanzen sichergestellt werden, die die notwendige Menge an pflanzlichen Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten liefern. Das Leben des modernen Menschen und die moderne Zivilisation sind ohne die weit verbreitete Nutzung von Kulturpflanzen undenkbar. Fast alle Kulturpflanzen (ca. 1500 Arten) sind Angiospermen. Mitte des 20. Jahrhunderts. Kulturpflanzen nahmen 15 Millionen km 2 ein, das sind etwa 10 % der gesamten Landoberfläche der Erde.
Die Steigerung der Ressourcen von Kulturpflanzen ist in einem sehr breiten Spektrum möglich, sowohl durch die Vergrößerung ihrer Anbaufläche (Extensivierung), als auch durch die Verbesserung der Landtechnik und die Züchtung hochproduktiver Sorten (Intensivierung). Es wird angenommen, dass die vollständige Mobilisierung erneuerbarer Ressourcen, einschließlich pflanzlicher Ressourcen, die Existenz von mindestens 6 Milliarden Menschen auf der Erde sichern kann.
Völker, die zur Landwirtschaft übergehen, haben oft selbstständig Pflanzen der sie umgebenden wilden Flora in die Kultur eingeführt. Es ist möglich, eine Reihe von Hauptzentren der antiken Landwirtschaft herauszuheben, die auch Ursprungszentren der Kulturpflanzen genannt werden. Die Lehre von den Ursprungszentren von Kulturpflanzen wurde zuerst von N. I. Vavilov (1887-1943) entwickelt. Nach seinen Vorstellungen gab es acht solcher Zentren. Derzeit werden zehn Herkunftszentren von Kulturpflanzen unterschieden (Abb. 1.5).
Reis. 1.5. Herkunftszentren von Kulturpflanzen (nach N.I. Vavilov, mit Änderungen): 1 - mediterran, 2 - westasiatisch, 3 - zentralasiatisch, 4 - äthiopisch, 5 - chinesisch, b - indisch, 7 - indonesisch, 8 - mexikanisch, 9 - peruanisch, 10 - westsudanesisch.
Kaukasische Völker mit einer angrenzenden Gruppe von Äthiopiern haben vier Zentren: Mittelmeer, Westasien, Äthiopien, Zentralasien. Die Mongoloiden hatten ein Zentrum - Nordchinesen. Unter den australoiden Völkern im Südosten und Süden Asiens entwickelte sich die Landwirtschaft autochthon (d. h. unabhängig) in zwei Schwerpunkten: indisch und indonesisch (oder indomalaiisch). Die amerikanischen Völker hatten mexikanische und peruanische Zentren. Die negroiden Völker des tropischen Afrikas hatten ein Hauptzentrum der Landwirtschaft - den Westsudan.
Das Mittelmeerzentrum vereint die an das Mittelmeer angrenzenden Regionen Europas, Afrikas und Asiens. Dies ist der Geburtsort einiger Sorten von Hafer, Flachs, Mohn, weißem Senf, Oliven, Johannisbrot, Kohl, Karotten, Rüben, Zwiebeln, Knoblauch, Spargel, Radieschen.
Der westasiatische Schwerpunkt liegt in Kleinasien, Transkaukasien, Iran. Dies ist der Geburtsort von Einkorn und Zweikornweizen, Hartweizen, Roggen und Gerste.
Das zentralasiatische (zentralasiatische) Zentrum umfasst die Becken des Syr Darya und Amu Darya, des indischen Pyatirechye (bildet den Indus). Es ist die Heimat von Weichweizen, Erbsen, Linsen, Kichererbsen, Mungbohnen, möglicherweise Hanf, Sarepta-Senf, Weintrauben, Birnen, Aprikosen und Äpfeln.
Äthiopisches Zentrum - Äthiopien und Somalia. Dies ist der Geburtsort von Sorghum, Sesam, Rizinus, Kaffeebaum, einigen Formen von Hafer und Dattelpalme.
Das chinesische Zentrum liegt in der gemäßigten Zone des Einzugsgebiets des Gelben Flusses. Hier wurden Kulturen von Hirse, Buchweizen, Sojabohnen, einer Reihe von Laubobstbäumen wie Kaki, chinesischen Pflaumen- und Kirschsorten gebildet.
Das indische Zentrum liegt auf der Halbinsel Hindustan. Die Hauptkulturen der antiken Landwirtschaft in diesem Schwerpunkt waren tropische Arten, von denen einige dann in Länder mit gemäßigtem Klima abwanderten. Das indische Zentrum ist der Geburtsort von Reis, asiatischer Baumwolle, Mango, Gurken und Aubergine.
Das indonesische Zentrum nimmt hauptsächlich das Gebiet des modernen Indonesien ein. Es war die Heimat von Yamswurzel, Brotfrucht, Mangostan, Bananen, Durian und möglicherweise der Kokospalme. Tropisches Gärtnern erhielt von hier seine wichtigsten Vertreter. Im indonesischen Herd wurden so wichtige Gewürzpflanzen wie schwarzer Pfeffer, Kardamom, Nelke und Muskatnuss angebaut.
Das mexikanische Zentrum umfasst den größten Teil des Territoriums Mittelamerikas. Von hier erhielt die Menschheit Mais (Mais), gemeine Bohnen, rote Paprika, Baumwolle der Neuen Welt (sogenanntes Hochland), Shag und wahrscheinlich Papaya oder Melonenbaum.
Das peruanische (südamerikanische) Zentrum nimmt das Territorium von Peru, Ecuador, Bolivien, Chile und teilweise Brasilien ein. Aus diesem Schwerpunkt wurden Kartoffeln, Tomaten, langstapelige „ägyptische“ Baumwolle, Ananas und Tabak in den Anbau übernommen. In letzter Zeit wurde hier der Chinarindenbaum herausgenommen und kultiviert.
Das westsudanesische Zentrum liegt in einem Teil des tropischen Afrikas. Von hier aus begann die Kultur von Ölpalmen, Kolanüssen und einer Reihe tropischer Hülsenfrüchte.
Etwa 30 % aller hergestellten Arzneimittel werden aus Heilpflanzenmaterial hergestellt. Rohstoffquelle sind sowohl Wild- als auch Kulturpflanzen. Damit ist eine ganze Reihe von Problemstellungen definiert, mit denen sich der Apotheker professionell auseinandersetzen muss. Zunächst einmal muss er Pflanzen erkennen und charakterisieren können, was eine gute Kenntnis ihrer Morphologie und Systematik unbedingt erforderlich macht. Die Authentizität von Heilpflanzenmaterialien im Prozess der pharmakognostischen Analyse wird auf der Grundlage der Untersuchung verschiedener makroskopischer und mikroskopischer Merkmale bestimmt. Ein obligatorischer Teil aller Normen, die die Qualität medizinischer Rohstoffe regeln, sind detaillierte makroskopische und mikroskopische Eigenschaften. Die makroskopische Analyse erfordert gute Kenntnisse der Pflanzenmorphologie und Kenntnisse der relevanten botanischen Terminologie. Bei der mikroskopischen Analyse untersuchen Apotheker-Analytiker Pflanzenmaterialien anatomisch. In diesem Fall helfen ihnen Kenntnisse der Pflanzenanatomie. Anatomische Untersuchungen von Objekten werden häufig bei gerichtsmedizinischen Untersuchungen eingesetzt, wenn Pflanzenreste am Tatort gefunden werden.
Das Studium der Pflanzenphysiologie ermöglicht es uns, das Wesen der Prozesse zu verstehen, die zur Bildung von Produkten des Primär- und Sekundärstoffwechsels (Stoffwechsel) in Pflanzen führen. Viele von ihnen sind pharmakologisch aktiv und werden in der medizinischen Praxis verwendet. Dem Apotheker begegnet der Anbau von Heilpflanzen relativ selten, die Beschaffung von wild wachsendem Heilpflanzenmaterial wird jedoch von vielen Apotheken durchgeführt. Daher ist die Kenntnis der Flora der Region für eine ordnungsgemäße Planung und Organisation der Ernte erforderlich. In den letzten Jahrzehnten haben verschiedene Gründe dazu geführt, dass die wichtigsten natürlichen Ressourcen einer Reihe von Heilpflanzen in traditionellen Erntegebieten erschöpft sind. Ressourcenstudien zur Identifizierung neuer industrieller Arrays von Heilpflanzen und Inventarisierung von Beständen an Heilpflanzenrohstoffen sind aktuell geworden. Diese Arbeiten werden von Apothekern-Pharmakognostikern durchgeführt. Ressourcenforschung ist ohne Kenntnisse der lokalen Flora, Elemente der botanischen Geographie und grundlegender geobotanischer Methoden nicht möglich. Schließlich ist der Apotheker verpflichtet, die wichtigsten Umweltschutzmaßnahmen durchzuführen, die beim Sammeln von Pflanzenmaterial zu berücksichtigen sind. Dies ist eine Garantie für die langfristige Nutzung des Dickichts wilder Heilpflanzen.
Die Lehrveranstaltung "Botanik" für Studierende der Landwirtschaftlichen Fakultät - Bachelor wird im ersten und zweiten Semester gelesen. Wöchentliche Belastung - 1 Stunde Vorlesungen pro Woche und 1 Stunde Laborunterricht. Am Ende des zweiten Semesters findet eine Prüfung statt.
Für den Unterricht benötigen Sie ein Skizzenbuch. Wir zeichnen alle mit einem einfachen Bleistift, Buntstifte, Filzstifte etc. sind nicht erlaubt. Bei der Vorlesung brauchst du jeweils ein dickeres Heft, da viel Stoff vorhanden ist.
Wir werden Testarbeiten im Labor schreiben. Fragen zur Vorbereitung werden vorab hier veröffentlicht. Für die Kontrolle wird eine Punktzahl vergeben. Am Ende des Semesters kann aufgrund des Ergebnisses der Kontrolle der Studierende bei Noten über drei von der Prüfung freigestellt bzw. bei Noten unter drei nicht zur Prüfung zugelassen werden!
Die Vorlesungen werden von Ph.D., Associate Professor Krutova Elena Konstantinovna gehalten
Vortrag Nummer 1. Botanik als Wissenschaft. Die Hauptzweige der Botanik. Von der Botanik untersuchte Objekte.
1. Botanik als Wissenschaft. Definition von Botanik. Bedeutung.
2. Die Hauptabteilungen der Botanik:
* Pflanzenhistologie
* Pflanzenmorphologie
* Pflanzenanatomie
* Pflanzentaxonomie
* Pflanzenphysiologie
* Pflanzenembryologie
* Phytocenologie
* Pflanzenökologie
* Geographie der Pflanzen
* Paläobotanik
3. Objekte der Botanik. Living Takhtajians System (1973). Platz der Pflanzen unter lebenden Organismen. Die kosmische Rolle der Pflanzen - sie wandeln die Energie des Sonnenlichts in die Energie chemischer Bindungen um, d.h. in organische Materie. Dank der Photosynthese haben die Menschen Gas, Öl und Kohle und damit Benzin usw. Pflanzen führen die primäre Synthese von Kohlenhydraten durch. Das bedeutet, dass sie Glukose aus anorganischen Stoffen – Kohlendioxid und Wasser – synthetisieren. Pflanzen sind die Basis aller ökologischen Pyramiden. Kurz gesagt, die gesamte Energie, die wir haben, ist Solarenergie, aber wir können sie dank Pflanzen nutzen.
4. Der Unterschied zwischen Pflanzen und Tieren und Pilzen.
* Ernährungstyp (autotroph/heterotrop/mixotrop)
* Unterschied auf Zellebene
* Plastiden
* Vakuolen mit Zellsaft
* Merkmale der Struktur der Zellwand
* Zellenzentrum
* Das Konzept des Protoplasten (Kelliker, 1862)
* Parenchymale und prosenchymale Zellformen (Link, 1807)
* Die Hauptorganellen der Pflanzenzelle
* Methode zur Aufnahme von Stoffen
* Merkmale des Wachstums
* Körperoberfläche
* Hauptreservenährstoff
* In welcher Form nehmen sie Stickstoff auf
* Meiose im Lebenszyklus
Vortrag Nummer 2. Der Aufbau einer Pflanzenzelle.
1. Zellwand
Primär
Sekundär
2. Porenstruktur der Zellwand
3. Zellwandwachstum
4. Die Hauptorganellen einer Pflanzenzelle
Membran
Mitochondrien
Plastiden
EPR
AG
Lysosomen
Nicht-Membran
5. Die Struktur der Plastiden und ihre Funktion
6. Vakuole, Zusammensetzung des Zellsaftes
7. Einschlüsse
Vortrag Nummer 3. Pflanzengewebe (Histologie)
1. Was ist Stoff? Eigenschaften von Pflanzengeweben. Komplexe und einfache Stoffe. Lebend und tot.
2. Klassifizierung von Pflanzengeweben
* Unterrichtsstoffe
Zellstruktur und Totipotenz
Funktionen und Konzept der Zelldifferenzierung
Herkunftsklassifikation
Primär
Sekundär
Standortklassifizierung
Apikal oder apikal
Seitlich oder seitlich
Einfügung oder Zwischenschaltung
Wundmeristeme. Kallus.
* Hautgewebe
Primäres integumentäres Gewebe
Epidermis
Epiblema
Sekundäre Hautgewebe
Periderm oder Kork
Kruste
* Unterliegende Gewebe oder Parenchym
Assimilationsparenchym oder Chlorenchym
Speicherparenchym
Absorbierendes Parenchym
Aquifer Parenchym
Luftparenchym
* Mechanische Stoffe
Sklerenchym
Bastfasern
Holzfasern
Skleriden
Collenchym
lamellar
Ecke
* Leitfähige Stoffe
Phloem
Xylem
Leitfähige Bündel
* Ausscheidungsgewebe
Innere Sekretion
Äußere Sekretion
Vortrag Nummer 4. Vegetative Organe von Pflanzen, Wurzel.
1) Vegetative und generative Organe.
1.1. Vegetativ - Wurzel, Stamm, Blatt
1.2. Generative - Blume, Frucht, Blütenstand usw.
2) Eigenschaften, die Pflanzenorganen innewohnen - Polarität, Symmetrie, Tropismus, Wachstumseigenschaften.
3) Wurzel. Wurzelzeichen. Root-Funktionen.
4) Klassifizierung der Wurzeln nach Form
5) Klassifizierung in Bezug auf den Untergrund
6) Klassifizierung nach Herkunft - Haupt-, Neben-, Unterordnung
7) Wurzelsystem
8) Klassifizierung von Wurzelsystemen nach Herkunft und Form
9) Wurzelspitzenzonen - Wurzelkappe, Teilungszone, Verlängerungszone (Wachstumszone), Saugzone, Leitungszone.
10) Die Struktur der Wurzel in der Teilungszone - der Wachstumskegel der Wurzel (Dermatogen, Pleroma, Periblema).
11) Wurzelstruktur in der Saugzone (Primärwurzelstruktur)
11.1. Epiblema und der Mechanismus der Aufnahme von Wasser und Mineralien durch die Wurzel
11.2. Primärer Cortex - Exoderm (verdickte Wände, Schutzfunktion), Mesoderm (absorbierendes Parenchym), Endoderm (in einer Reihe tot, Casparian-Bänder, durchgehende Zellen).
11.3. Zentraler Zylinder - Perizykel (primäres laterales Meristem), radiales leitendes Bündel (Diarch, Tetrarch usw.)
12) Übergang zur Sekundärstruktur der Wurzel
12.1. Wo beginnt sich das Kambium zu bilden?
12.2. Fester Ring aus Kambium, Kambium heterogenen Ursprungs (aus dünnwandigen Parenchymzellen und aus dem Perizykel)
12.3. Kambium ist ungleichmäßig geteilt (parenchymaler Ursprung - leitfähiges Gewebe, perizyklisch - Parenchym des Kerns oder radiale Strahlen)
12.4. Bildung von Phellogen und Abschuppung der primären Rinde
Vortrag Nummer 5. Wurzelmetamorphose.
1. Der Begriff der Metamorphosen
2. Wurzelmetamorphosen
2.1. Speicherwurzeln - Wurzelfrüchte und Wurzelknollen, was ist der Unterschied zwischen dem einen und dem anderen
2.2. Mykorrhiza
2.3. Knötchen
2.4. kontraktile Wurzeln
2.5. Plankenwurzeln
2.6. Säulenförmig
2.7. Gestelzt und atmend
Vortrag Nummer 6. Stengel.
1 Stamm als Sprossachse
2. Zeichen des Vorbaus und der Funktion. Die Flucht.
3. Morphologische Struktur des Sprosses - Knoten, Internodium, Sinus, Metamer
4. Klassifizierung der Triebe - in Wuchsrichtung entlang der Internodien entsprechend der Lage der Triebe im Raum
5. Morphologische Klassifikation pflanzlicher Lebensformen nach I.G. Serebryakov (holzig, halbholzig, Kräuter, Schlingpflanzen)
6. Eine Niere ist ein rudimentärer Spross. Die Struktur und Klassifizierung der Knospen nach Zusammensetzung, Lage am Stängel, nach Vorhandensein von Schutzschuppen, Zustand.
7. Blattanordnung
8. Wachsen und Verzweigen
9 Anatomie des Stiels
Wachstumskegel - Tunika und Körper, Anordnung der Meristeme im Stiel
Prokambium und Kambium
Die primäre Struktur des Stiels ist balkenförmig, massiv
10. Mais- und Roggenhalm - Balken-Primärstruktur des Stammes
11. Die Sekundärstruktur des zweikeimblättrigen Stammes - kontinuierlich (kein Strahl), Strahl, Übergang
12. Flachsstiel, Kirkazon, Sonnenblume, holziger Lindenstiel.
Vortragsnummer 7. Blatt.
1. Definition und Eigenschaften eines Blattes
2. Blattfunktionen.
3. Teile des Blattes - Blattspreite, Blattstiel, Nebenblätter, Vagina, Zäpfchen, Ohren, Glocke.
4. Klassifizierung der Blätter.
Einfach und komplex
In Form einer Blattspreite
Entsprechend der Form der Kante der Blattspreite
Entsprechend der Form der Basis der Blattspreite
5. Blattformationen
6. Heterophyllia
7. Blattader
8. Anatomischer Aufbau des dorsoventralen Blattes
9. Anatomie des isolierten Blattes
10. Anatomische Merkmale von Kiefernnadeln
Vortrag Nummer 8. Blatt- und Sprossmetamorphosen.
1. Was sind Metamorphosen und Modifikationen von Pflanzenorganen?
2. Ähnliche und homologe Organe
3. Blattmetamorphosen
Fleischige Blätter (Aloe, Fetthenne, Agave)
Antennen (Erbsen, Blattloser Rang, Dsungarische Waldrebe)
Dornen (Kaktus, Robinie, Wolfsmilch, Akazienflöte)
Phyllodes (Akazie von Australien)
Fanggeräte (Tau, Fangkrug, Pemphigus)
4. Metamorphosen der Flucht
fleischige Stängel (Kaktus)
Antennen (Wassermelone, Trauben, Passionsblume)
Dornen (Dorn, Pflaume, Birne, Weißdorn)
Cladodia und Phyllocladia (Mühlenbeckia, Zygocactus, Mäusedorn)
Rhizome
Langes Rhizom (Weizengras, Zopf, Huflattich)
Kurzrhizompflanzen (Iris, Kupena, Bergenia)
Stolon
Knolle
Oberirdische Knollen (Kohlrabi, Orchideen)
Rhizomknollen (taro = Taro)
Knollen auf Stolonen (Kartoffeln, Nachtschattengewächse, Topinambur, Japanische Chistets)
Birne
Imbricate (Lilie)
Tunika (Zwiebel, Hyazinthe)
Semi-Unikat (Scilla)
Knolle (Gladiole)
Kohlkopf (Weißkohl)
Vortrag Nummer 9. Pflanzenreproduktion.
1. Was ist Reproduktion
2. Arten der Reproduktion
3. Vegetative Vermehrung von Pflanzen
natürlich
Künstlich (Schneiden, Pfropfen, Schichten, klonale Mikrovermehrung)
4. Eigentlich asexuelle Fortpflanzung
Was ist ein streit
Der Platz der Meiose im Lebenszyklus der Pflanzen
Sporophyt
Sporangien
Sporogenese
Äquisporosität
Heterospore
5. Sexuelle Fortpflanzung
Die Essenz des sexuellen Prozesses
Gameten, Befruchtung, Zygote
Arten des sexuellen Prozesses
Isogamie,
Heterogamie
Oogamie
Chologamie
Konjugation
Geschlechtsorgane von Pflanzen
6. Generationswechsel und Kernphasenwechsel
Vortrag Nummer 10. Systematik der Pflanzen.
1. Geschichte der Taxonomie
2. Taxa
3. Nomenklatur
4. Phylogenetische Systeme
5. Das Königreich der Prokaryoten
allgemeine Eigenschaften
6. Königreich Drojanka
Abt. Archaebakterien
Abt. Eubakterien
Abt. Cyanobakterien
7. Merkmale von Vertretern der Abteilung Cyanobakterien
8. Verbreitung und Bedeutung von Cyanobakterien
9. Superreich der Eukaryoten
allgemeine Eigenschaften
10. Pflanzenreich
allgemeine Eigenschaften
11. Unterreich Niedere Pflanzen
Der Unterschied zwischen dem Niedrigeren und dem Höheren
M.: 2002 - T.1 - 862s., T.2 - 544s., T.3 - 544s.
Detaillierte moderne Daten zur Struktur und Vitalaktivität von Zellen und Geweben werden vorgestellt, alle Zellbestandteile werden beschrieben. Die Hauptfunktionen von Zellen werden betrachtet: Stoffwechsel einschließlich Atmung, Syntheseprozesse, Zellteilung (Mitose, Meiose). Eine vergleichende Beschreibung eukaryotischer (tierischer und pflanzlicher) und prokaryotischer Zellen sowie Viren wird gegeben. Die Photosynthese wird im Detail betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die klassische und moderne Genetik gelegt. Der Gewebeaufbau wird beschrieben. Ein bedeutender Teil des Buches ist der funktionellen Anatomie des Menschen gewidmet.
Das Lehrbuch präsentiert detaillierte und aktuelle Daten zu Aufbau, Leben und Taxonomie von Pflanzen, Pilzen, Flechten und Schleimpilzen. Besonderes Augenmerk gilt pflanzlichen Geweben und Organen, den strukturellen Merkmalen von Organismen in vergleichender Hinsicht sowie der Fortpflanzung. Unter Berücksichtigung neuester Errungenschaften wird der Vorgang der Photosynthese beschrieben.
Detaillierte moderne Daten über die Struktur und das Leben von Tieren werden präsentiert. Auf allen hierarchischen Ebenen – von ultrastrukturell bis makroskopisch – werden die häufigsten Gruppen von Wirbellosen und Wirbeltieren betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die vergleichenden anatomischen Aspekte verschiedener systematischer Tiergruppen gelegt. Ein bedeutender Teil des Buches ist den Säugetieren gewidmet.
Das Buch richtet sich an Schüler von Schulen mit vertieftem Biologiestudium, Bewerber und Studenten von Hochschulen, die in Bereichen und Fachrichtungen auf dem Gebiet der Medizin, Biologie, Ökologie, Veterinärmedizin studieren, sowie für Lehrer, Doktoranden und Universitätsprofessoren.
Band 1. Anatomie
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Die Größe: 23,3 MB
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Die Größe: 12,6 MB
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Band 2. Botanik
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Die Größe: 11,6 MB
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Band 3. Zoologie
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Die Größe: 24,5 MB
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Die Größe: 9,6 MB
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BAND 1.
Zelle
Viren
Stoffe
Organe, Systeme und Apparate von Organen
Merkmale der Entwicklung, des Wachstums und der Struktur einer Person
Effizienz, Arbeit, Müdigkeit und Ruhe
Innere Organe
Atmungssystem
Urogenitaler Apparat
Bewegungsapparat
Das Herz-Kreislauf-System
Organe der Hämatopoese und des Immunsystems
Unspezifischer Körperwiderstand
Nervensystem
Sinnesorgane
endokriner Apparat
Genetik
BAND 2.
Pflanzen
Pflanzengewebe
Pflanzenorgane, ihre Struktur und Funktionen
Photosynthese
Pflanzenklassifizierung
Pilze
Flechten
Schleimpilze oder Myxomyceten.
BAND 3.
SUBKÖNIGREICH EINZELLIG (MONOCYTOZOA) ODER PROTOZOA (PROTOZOA)
Typ Sarkomastigophora (Sarkomastigophora)
Sporozoa-Typ
Typ Knidosporidien (Cnidosporidien)
Art der Mikrosporidien (Mikrosporidien)
Typ Ciliaten (Infuzoria) oder Ciliary (Ciliophora)
UNTERKÖNIGREICH MEHRZELLIG (METAZOA)
Theorien über die Entstehung vielzelliger Organismen
Typ Darm (Coelenterata)
Art Plattwürmer (Plathelminthes)
Art Spulwürmer (Nemahelmentes)
Art Anneliden (Annedelia)
Art Arthropoda (Arthropoda)
Art Weichtier (Mollusca)
Geben Sie Akkorddaten (Chordata) ein
