Учреждение образования
«Международный государственный экологический университет
имени А.Д. Сахарова»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
МГЭУ им. А.Д. Сахарова
О.И. Родькин
«» 2013 Регистрационный № УД -_/р.
БОТАНИКА
Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности 1-33 01 01 Биоэкология Факультет экологической медицины Кафедра биологии человека и экологии Курс Семестр Лекции 26 часа Зачет семестр Лабораторные занятия 28 часов Аудиторных часов по учебной дисциплине 36 часов Всего часов Форма получения высшего по учебной дисциплине 104 часа образования очная Составили: А.Б. Авчинников старший преподаватель биологии человека и экологии МГЭУ им. А.Д. Сахарова 2013 г.Учебная программа составлена на основе учебной программы учреждения высшего образования по учебной дисциплине «Ботаника» для специальности 1-33 01 01 «Биоэкология», регистрационный № _ от «» 2013.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры биологии человека и экологии МГЭУ им. А.Д. Сахарова(протокол №от «» _ 20).
Заведующий кафедрой _ Е.Ю. Жук Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета экологической медицины МГЭУ им. А.Д. Сахарова (протокол №от «»
_ 20).
Председатель И.Э.Бученков
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
I.Типовая учебная программа по учебной дисциплине «Ботаника»
составлена в соответствии с требованиями образовательных стандартов высшего образования первой ступени по специальностям 1-31 Биология (по направлениям) и 1-33 01 01 Биоэкология.
Ботаника как наука о растениях изучает все особенности растительных организмов: строение, свойства, размножение, разнообразие, распространение и т.д. В процессе исторического развития она дифференцировалась на ряд более узких научных дисциплин. Курс «Ботаника» включает разделы: «Морфология растений», «Систематика высших растений», «Геоботаника».
Цель курса – сформировать у студентов целостную систему знаний о строении, разнообразии, классификации высших растений, о растительных сообществах c учетом современных научных достижений.
Основные задачи курса – сформировать научный взгляд на процессы эволюционного и индивидуального развития высших растений, на структуру их сообществ, развить у студентов биологическое мышление, овладеть основами фундаментальных и практических знаний в области структурнофункциональной организации растений, сформировать представление о многообразии и филогенетических связях растительных организмов как результате адаптации к среде обитания, понимание их роли в формировании и функционировании экосистем; заложить необходимую основу для таких дисциплин, связанных с растительными организмами, как «Физиология растений», «Микробиология», «Генетика», «Экология и рациональное природопользование» и т.д.
В разделе «Морфология растений» характеризуются особенности и закономерности строения растительной клетки, тканей, вегетативных и репродуктивных органов растений, рассматриваются общие проблемы эволюции формы тела, размножения и жизненных циклов растений, характеризуется цветок как особый репродуктивный орган.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- основные понятия (термины), особенности строения растительных организмов на макро- и микроскопическом уровнях, размножение растений, - характерные особенности, классификацию различных таксонов современных и ископаемых высших растений, - особенности формирования состава и структуры растительных сообществ, закономерности их изменения в пространстве и во времени, - роль высших растений в природе, - использование данных ботаники в охране окружающей среды, ресурсоведении, сельском хозяйстве, медицине, биотехнологии и др.;
ориентироваться в многообразии растительного мира, диагностировать различные таксономические группы растений, - использовать знания и практические навыки в педагогической, научной, производственной и природоохранной деятельности, при изучении других биологических дисциплин;
- основными методами ботаники для исследования растений на разных уровнях организации, - навыками идентификации различных таксономических групп высших растений, - основными методами и приемами описания растительных сообществ.
Для управления учебным процессом и организации контрольнооценочной деятельности рекомендуется использовать учебно-методические комплексы, проводить текущий контроль знаний на каждом лабораторном занятии, а итоговый контроль – на зачете.
Самостоятельная работа студентов включает подготовку к лабораторным работам. Среди эффективных педагогических методик и технологий, которые способствуют вовлечению студентов в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения разнообразных задач, следует выделить:
– технологию проблемно-модульного обучения;
– технологию учебно-исследовательской деятельности;
– интенсивное обучение;
– моделирование проблемных ситуаций и их решение.
В целях формирования современных и социально-профессиональных компетенций выпускника вуза в практику проведения занятий целесообразно внедрять методики активного обучения и дискуссионные формы.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Тема 1. Особенности строения клетки высших растений. Строение и разнообразие формы растительных клеток, отличие их от клеток животных.Оболочка клетки (клеточная стенка). Общий план строения (кристалллическая основа и матрикс) и функции оболочки клетки. Образование и строение первичной и вторичной оболочек растительной клетки. Понятие о первичных поровых полях и порах. Типы пор. Вторичные изменения клеточной оболочки (лигнификация, суберинизация, минерализация, ослизнение).
Пластиды. Образование, типы пластид, локализация в теле растения, строение, функции, изменение в процессе онтогенеза растений, генетическая общность пластид.
Вакуоли. Образование, строение функции, изменение в процессе жизнедеятельности растений.
Тема 2. Ткани. Понятие о тканях. Принципы классификации тканей.
Анатомо-морфо-логические и функциональные особенности тканей.
Меристемы (образовательные ткани). Положение в теле растений.
Цитологические особенности инициальных и основных клеток меристем.
Классификация меристем. Дифференцировка меристем конусов нарастания корня и стебля. Рост и специализация клеток – производных меристем.
Покровные ткани. Положение покровных тканей в теле растений, функции, классификация. Образование и характеристика первичных покровных тканей надземных и подземных органов. Образование, строение, онтогенетические и морфологические типы и роль устьичных комплексов эпидермы. Общий план строения устьица. Строение и значение трихом, их типы. Эмергенцы.
Отличительные особенности ризодермы. Образование и роль корневых волосков. Формирование и строение вторичной покровной ткани (перидермы). Особенности заложения феллогена в стебле и корне. Образование, строение и функция чечевичек.
Ритидом – третичная покровная ткань. Особенности формирования, строение, типы.
Основные ткани (паренхимы). Положение в теле растений, полифункциональность паренхим в связи с выполняемыми функциями (хлоренхима, аэренхима, типы запасающей паренхимы, склеренхиматозная паренхима, трансфузионная паренхима). Особенности строения клеток различных паренхим и паренхимных тканей. Возможности восстановления меристематической функции (дедифференциация клеток паренхимы), причины этого явления.
Механические ткани. Положение в теле растения, значение. Класссификация. Отличительные особенности колленхимы и склеренхимы. Особенности строения клеток и классификация колленхимы. Классификация склеренхимы, особенности строения волокон и склереид.
Проводящие ткани. Функции проводящих тканей, особенности васкулярных меристем. Классификация проводящих тканей.
Общая характеристика ксилемы. Строение и типы трахеальных элементов (трахеид и трахей). Образование трахеид и трахей в процессе эволюции и в ходе онтогенеза. Цитологические особенности трахеид и члеников сосуда. Дифференциация первичной ксилемы, отличительные особенности прото- и метаксилемы. Образование и строение вторичной ксилемы.
Общая характеристика флоэмы. Ситовидные клетки и клетки Страсбургера (альбуминовые клетки) голосеменных растений, ситовидные трубки и клетки-спутницы покрытосеменных. Понятие о ситовидных полях и ситовидных пластинках. Образование ситовидных трубок в процессе эволюции и в ходе онтогенеза. Цитологические особенности строения членика ситовидной трубки. Дифференциация первичной флоэмы, отличительные особенности прото- и метафлоэмы. Образование и строение вторичной флоэмы. Продолжительность функционирования проводящих элементов флоэмы.
Понятие о сосудисто-волокнистых пучках. Строение и типы сосудистоволокнистых пучков. Особенности заложения и развития флоэмы и ксилемы в пучках различного типа. Обкладочные клетки и их роль в транспортировке растворов органических и минеральных веществ. Проводящая система растений как сложное структурное образование.
Выделительные структуры. Расположение, классификация, строение, функции, значение в жизни растений различных выделительных структур.
Тема 3. Возникновение листостебельной организации высших растений. История открытия ископаемых растений. Реконструированная схема строения первопоселенцев суши (псилофитов, или риниофитов).
Эволюция формы тела высших растений. Возможные причины изменения тела, основная тенденция изменения тела. Дифференцировка тела высших растений. Возникновение органов. Понятие о вегетативных и репродуктивных органах.
Развитие надземной части растения: ветвление, эволюция типов ветвления, образование листьев. Понятие о микрофильной и макрофильной линиях эволюции. Усложнение анатомической структуры осевых органов:
понятие о стели (центральном цилиндре), эволюция типов стели (стелы), характеристика различных типов стели. Развитие подземной части растений, формирование корня и корневой системы. Первично бескорневые растения.
Тема 4. Анатомо-морфологическое строение вегетативных органов.
Корень. Определение понятия «корень». Основные и дополнительные функции. Строение конуса нарастания (апекса) корня. Развитие корня в онтогенезе. Морфолого-анатомическая дифференцировка молодого корня (вертикальные и горизонтальны зоны корня). Формирование первичной анатомической структуры, особенности строения центрального цилиндра и первичной коры. Переход корня от первичного анатомического строения ко вторичному, особенности процесса. Вторичное анатомическое строение корня. Ветвление корня, образование корневой системы. Классификация корневых систем, дифференциация и виды корней, входящих в корневую систему. Симбиоз высших растений с другими организмами, особенности и типы симбиоза, его значение.
Побег. Понятие о побеге. Почка как зачаточный побег. Строение и классификация почек. Строение конуса нарастания (апекса) побега. Развитие почек: формирование, строение, классификация побегов. Стебель как компонент побега: определение понятия «стебель», основные и дополнительные функции, морфологическая характеристика, особенности роста.
Общий план развития первичной анатомической структуры, характеристика топографических зон стебля, особенность заложения и развития проводящей системы стебля. Переход от первичной анатомической структуры ко вторичной. Многообразие вторичного строения стеблей у двудольных растений (травянистых и деревянистых). Особенности строения стеблей однодольных растений.
Лист как компонент побега: определение понятия «лист», основные и дополнительные функции. Заложение и развитие листа в онтогенезе.
Характеристика составных частей типичного листа (основание, листовая пластинка, черешок, прилистники). Принципы классификации листьев.
Морфологическая характеристика простых и сложных листьев. Листорасположение (филлотаксис) и его особенности. Понятие о трех категориях листьев (ярусных формациях), гетерофиллии, значение этих явлений.
Анатомическое строение листьев двудольных, однодольных и голосеменных растений. Формирование проводящей системы листа, связь проводящей системы листа с проводящей системой стебля. Жилкование листа, понятие об открытом и закрытом жилковании, классификация типов жилкования листа.
Способность вегетативных органов к метаморфизированию: понятие о метаморфозе, аналогичных и гомологичных органах. Общая характеристика метаморфизированных образований корневого и побегового (стебля и листа) происхождения, функциональное и биологическое значение. Анатомоморфологические особенности корнеплодов. Проявление свойств полярности, симметрии, конвергенции, корреляции, редукции, абортирования.
Тема 5. Размножение растений и особенности жизненных циклов.
Размножение как одно из основных свойств растительного организма.
Понятие о размножении, классификация и эволюция способов размножения.
Характеристика способов размножения. Место мейоза в жизненном цикле растений. Понятие о спорофите и гаметофите. Особенности образования, строения и типы спор. Особенности образования, строения и типы гамет.
Понятие о половом процессе, типы полового процесса у низших и высших растений. Понятие о жизненном цикле и поколениях у растений. Основные закономерности чередования поколений (смены фаз развития) и жизненных циклов у растений. Возникновение особого способа размножения – семенного.
Появление цветка как особого репродуктивного органа покрытосеменных растений.
покрытосеменных растений. Определение понятия «цветок».
Расположение цветков на растении. Соцветия: особенности строения, классификация, биологическое значение. Общий план строения цветка.
Гипотезы происхождения цветка (псевдантовая, эуантовая). Современное представление о морфологической природе частей цветка. Развитие цветка в онтогенезе, последовательность и особенность заложения и формирования всех его элементов. Околоцветник: понятие об околоцветнике, функции, строение, типы околоцветника, развитие в онтогенезе.
Андроцей: понятие об андроцее, типы андроцея. Развитие тычинки в процессе эволюции. Морфологическое и анатомическое строение тычинки.
Характеристика процессов, происходящих в пыльцевых камерах (микроспорангиях) пыльника: микроспорогенез, прорастание микроспор и образование мужского гаметофита (пыльцы). Типы мужского гаметофита у покрытосеменных растений. Строение пыльцы, морфологические и физиологобиохимические особенности.
Гинецей: понятие о гинецее, типы гинецея, эволюция гинецея.
Образование пестика в процессе эволюции и его дифференцировка.
Биологическое значение завязи, положение завязи в цветке. Семяпочка как особый тип мегаспорангия (макроспорангия). Заложение, развитие, строение, типы семяпочек, типы плацентации. Характеристика процессов, происходящих в семяпочке: мегаспорогенез (макроспорогенез), прорастание мегаспоры (макроспоры) и развитие женского гаметофита (зародышевого мешка). Строение типичного зародышевого мешка, функциональное значение его элементов.
Принципы классификации цветков. Понятие о формулах и диаграммах цветков, принципы их составления. Цветение и опыление. Типы опыления.
Связь строения цветков со способом опыления. Лабильность и подвижность способа опыления, обусловленная экологическими факторами. Дихогамия, гетеростилия и их биологическое значение. Прорастание пыльцы на рыльце пестика. Рост пыльцевой трубки, образование спермиев. Процесс двойного оплодотворения покрытосеменных растений, его биологическое и эволюционное значение. Развитие эндосперма и его типы. Образование зародыша. Понятие об апомиксисе. Классификация и биологическое значение апомиксиса. Распространение апомиксиса в растительном мире.
Развитие семени. Общий план строения семени. Морфологическое разнообразие семян (типы семян).
Понятие о плоде. Развитие и строение плода. Характеристика околоплодника, его биологическое значение. Принципы классификации плодов. Морфологическое разнообразие и характеристика сухих и сочных плодов. Приспособления семян и плодов к распространению. Типы диссеминации.
Условия прорастания семян, понятие о растениях с надземным и подземным типом прорастания. Формирование проростков у двудольных и
III. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Номер раздела, темы флоэмы. Понятие о сосудисто-волокнистых пучках. Выделительные структуры.Возникновение листостебельной организации высших растений.
История открытия ископаемых растений.
первопоселенцев суши (псилофитов, или риниофитов). Эволюция формы тела высших растений. Развитие надземной части растения:
ветвление, эволюция типов ветвления, образование листьев. Понятие о микрофильной и макрофильной линиях эволюции.
Анатомо-морфологическое строение вегетативных органов.
Корень. Определение понятия «корень».
Побег. Понятие о побеге. Лист как компонент побега. Анатомическое строение листьев двудольных, однодольных и голосеменных растений. Способность вегетативных органов к метаморфизированию: понятие о метаморфозе, аналогичных и гомологичных органах.
Размножение растений и особенности жизненных циклов.
Размножение как одно из основных свойств растительного организма. Понятие о размножении, размножения. Характеристика способов размножения. Появление цветка как особого репродуктивного органа покрытосемен-ных растений.
Цветок как особый репродуктивный орган покрытосеменных растений.
Расположение цветков на растении. Соцветия:
особенности строения, классификация, биологическое значение. Андроцей: понятие об андроцее, типы андроцея. Гинецей: понятие о гинецее, типы гинецея, эволюция гинецея.
Принципы классификации цветков. Развитие Морфологическое разнообразие семян (типы семян). Понятие о плоде. Развитие и строение плода. Условия прорастания семян, понятие о растениях с надземным и подземным типом прорастания.
IV. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Примерный перечень методик диагностирования Для аттестации студентов создаются фонды диагностических и оценочных средств, технологий и методик диагностирования.Процесс диагностики предполагает:
- контрольные работы;
- рефераты;
ЛИТЕРАТУРА
Основная Сауткина, Т.А. Морфология растений / Т.А. Сауткина, В.Д.Поликсенова. Мн.: БГУ, 2012.
Бавтуто, Г.А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г.А.
Бавтуто, В.М. Еремин. 2-е изд. Мн.: Вышэйшая школа, 1997.
Васильев, А.Е. Ботаника. Анатомия и морфология растений / А.Е.
Васильев и др. М.: Просвещение, 1978, 1988.
Еленевский, А.Г. Ботаника / А.Г. Еленевский, М.Л. Соловьева, В.Н. Тихомиров. М.: Академия, 2004.
Зубкевич, Г.И. Систематика высших растений. Голосеменные / Г.И. Зубкевич. Мн.: БГУ, 2004.
Курсанов, Л.И. Ботаника. Т. 1. Анатомия и морфология растений / Л.И. Курсанов и др. М.: Просвещение, 1966.
Лотова, Л.И. Морфология и анатомия высших растений / Л.И.
Лотова. М.: Эдиторная УРСС, 2000.
Миркин, Б. М. Современная наука о растительности: Учебник. / Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова, А. И. Соломещ. М.: Логос, 2001.
Тутаюк, В.Х. Анатомия и морфология растений / В.Х. Тутаюк.
М.: Высшая школа, 1980.
10. Яковлев, Г.П. Ботаника / Г.П. Яковлев, В.А. Челомбитько. СПб.:
Изд-во СПХФА, 2001.
Дополнительная Бавтуто, Г.А. Атлас по анатомии растений / Г.А. Бавтуто, В.М.
Еремин, М.П. Жигар. Мн.: Ураджай. 2001.
Бавтуто, Г.А. Практикум по анатомии и морфологии растений / Г.А. Бавтуто, Л.М. Ерей. Мн.: Новое знание, 2002.
Барсукова, Т.Н. Малый практикум по ботанике / Т.Н. Барсукова, Г.А. Белякова, В.П. Прохоров, К.Л. Тарасов. М.: Издательский центр «Академия», 2005.
Жизнь растений. В 6 т. / гл. ред. чл.-кор. АН СССР, проф. Ал.А.
Федоров. М.: Просвещение: 1978, Т. 4; 1980, Т. 5 (1); 1981, Т. 5 (2); 1982, Т. 6.
Жмылев, П.Ю. Биоморфология растений. Иллюстрированный словарь / П.Ю. Жмылев, Ю.Е. Алексеев, Е.А. Карпухина, С.А. Баландин. М.:
Изд-во Московского ун-та, 2005.
Левина, Р.Е. Морфология и экология плодов / Р.Е. Левина. Л.:
Наука, 1987.
Мейер, К.И. Практический курс морфологии архегониальных растений: Учебное пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982.
Первухина, Н.В. Проблемы морфологии и биологии цветка / Н.В.
Первухина. Л.: Наука, 1970.
Рейвн, П. Современная ботаника. Т.2. / П. Рейвн, Р. Эверт, С.
Айхорн. М.: Мир, 1990.
Сауткина, Т.А. Размножение растений. Учебное пособие / Т.А.
Сауткина, В.Д. Поликсенова. Мн.: БГУ, 2001.
Серебряков, И.Г. Морфология вегетативных органов высших растений / И.Г. Серебряков. М.: Советская наука, 1952.
Федоров, А.А. Атлас по описательной морфологии высших растений: в 4 т. / А.А. Федоров и др. М.: Наука, 1956-1979.
Хржановский, В.Г. Практикум по курсу общей ботаники / В.Г.
Хржановский, С.Ф. Пономаренко. М.: Высшая школа, 1979.
Эсау, К. Анатомия семенных растений / К. Эсау. М.: Мир, 1980, Т. 1-2.
25. Takhtajan, A.L. Flowering Plants. 2 ed. / A.L. Takhtajan. Springer, 2009.
«