Ботаника

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное  
учреждение высшего образования 
«Самарский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Н. А. Мельникова, Ю. В. Степанова, Е. Х. Нечаева 
 
Ботаника 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кинель 2020 
 
2 

УДК 580(075) 
ББК 28.5я7 
   М48 
 
Рецензенты: 
д-р биол. наук, проф. кафедры «Биохимия, биотехнология  
и биоинженерия», ФГАОУ ВО «Самарский национальный  
исследовательский университет им. академика С. П. Королева», 
О. Н. Макурина;  
канд. биол. наук, доцент кафедры «Растениеводство и земледелие», 
ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 
Г. А. Бурлака 
 
 
Мельникова, Н. А.  
М48  Ботаника : учебное пособие / Н. А. Мельникова, Ю. В. Степанова, Е. Х. Нечаева. – Кинель : РИО Самарского ГАУ, 
2020. – 142 с.  
ISBN 978-5-88575-617-4 
 
Учебное пособие составлено в соответствии с программой дисциплины «Ботаника», преподаваемой в сельскохозяйственных вузах. Представлен теоретический материал по цитологии, гистологии, морфологии 
и анатомии вегетативных и генеративных органов и систематике растений. Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки: 35.03.04 Агрономия, 35.03.05 Садоводство, 35.03.01 Лесное дело, 35.03.07 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции. 
 
 
 
 
УДК 580(075)  
ББК 28.5я7 
ISBN 978-5-88575-617-4 
 
 
 
 
© ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2020 
© Мельникова Н. А., Степанова Ю. В., Нечаева Е.Х., 2020  
 
3 

Предисловие 
 
Учебное пособие «Ботаника» разработано с учетом требований Федерального Государственного образовательного стандарта 
высшего образования третьего поколения по направлениям подготовки 35.03.05 «Садоводство» и 35.03.04 «Агрономия», 35.03.01 
«Лесное дело», 35.03.07 «Технология производства и переработки 
сельскохозяйственной продукции» на основании рабочей программы дисциплины «Ботаника». 
Целью учебного издания по дисциплине «Ботаника» является 
изучение основ общей ботаники, приобретение теоретических 
знаний и практических навыков, необходимых для освоения программ дисциплин базового цикла подготовки бакалавров по 
направлениям 35.03.05 «Садоводство» и 35.03.04 «Агрономия», 
35.03.01 «Лесное дело», 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции», а так же формирование у обучающихся компетенций для решения профессиональных задач.  
Задачами учебного издания являются: 
- получение знаний о строении основных вегетативных органов 
покрытосеменных растений на клеточном, тканевом и органном 
уровнях, их метаморфозов; 
- получение знаний о строении генеративных органов покрытосеменных и о процессе образования семян и плодов;  
- изучение систематики растений и основных характеристик 
споровых и семенных растений с учетом жизненных форм; 
- получение представления о многообразии мира растений, эволюции их структурно-функциональной организации в ходе приспособления к изменяющимся условиям жизни на Земле;  
- заложение основ знаний об экологии травянистых и древесных растений для обеспечения возможности их использования в 
лесном хозяйстве. 
 
 
 
 
 
 
 
4 

1. Предмет изучения ботаники. Особенности строения 
растительной клетки и функции её органоидов 
 
1.1. Ботаника, как наука. Цели и задачи дисциплины.  
Основные разделы ботаники 
 
Ботаника – наука о растениях. Термин «ботаника» происходит 
от греческого слова botane, что означает в переводе на русский – 
язык  растение, овощ, трава, зелень. 
Растительный мир чрезвычайно разнообразен. В настоящее 
время принято считать, что на поверхности нашей планеты произрастает свыше 500 тыс. видов растений, из них около 200 тыс. видов цветковых, или покрытосеменных. 
В задачу ботаники как науки о растениях входит прежде всего 
всестороннее изучение огромнейшего разнообразия форм растений, населяющих нашу планету, и особенности их распространения по территории земного шара. Одновременно ботаника изучает 
внешнее, внутреннее строение и жизнедеятельность растений.  
Ботаника изучает как дикорастущие, так и культурные растения с целью разностороннего и наиболее рационального использования их на благо человека. Исследования ботаники тесно связаны 
со многими другими, особенно естественными, науками: химией, 
физикой, геологией и др., и поэтому ботаника является составной 
частью биологии (греч. био – жизнь, логос – учение) – комплексной науки, которая занимается всесторонним изучением живой 
(органической) природы (животных, растений и человека).  
В настоящее время ботаника представляет обширную науку, 
которую можно дифференцировать на большое количество отдельных разделов. Разделы эти тесно связаны между собой и в то 
же время могут рассматриваться как самостоятельные дисциплины, самостоятельные науки. 
Морфология растений изучает внешнее строение растений, 
форму отдельных органов, их видоизменения в зависимости от 
окружающей среды. Морфология считается одной из древних отраслей ботаники. 
Систематика растений изучает сходство, различие, родственные связи растений, их происхождение и объединение в 
группы в целях классификации. 
Анатомия растений – учение о микроскопическом строении 
 
5 

растений в связи с эволюцией и условиями среды. 
Цитология растений – раздел ботаники, который занимается 
изучением клетки, ее строения и жизненных функций.  
Гистология растений – наука о тканях. 
Эмбриология изучает развитие и строение зародыша семени. 
Физиология – раздел ботаники, занимающийся изучением 
жизненных процессов, которые происходят в живых растениях 
(рост, развитие, питание, дыхание и др.). 
Экология –  раздел ботаники, занимающийся взаимоотношениями растений и окружающей среды. 
Геоботаника – раздел ботаники, изучающий строение, состав, 
развитие и распространение растительных сообществ в зависимости от факторов среды. 
Ботаническая география изучает закономерности распространения растений по земному шару. 
Палеоботаника занимается изучением вымерших ископаемых 
растений на основании отпечатков в осадочных породах и окаменевших растений. 
 
1.2. Строение растительной клетки и компоненты протопласта 
 
Клетка – это наименьшая структурная и биологическая единица живой материи. Форма растительных клеток очень разнообразна и тесно связана с выполняемой ими физиологической функцией. Но среди этого разнообразия различают 2 основные формы  
паренхимную и прозенхимную. Паренхимные клетки могут быть 
изодиаметрическими, т.е. длина, ширина и толщина у них почти 
одинаковы, или слегка вытянутыми, причем длина превышает ширину не более чем в 2-3 раза.  
Прозенхимные клетки отличаются сильно вытянутой формой, 
длина у них значительно (иногда во много раз) превышает ширину. Клетки растений имеют обычно микроскопические размеры  от 
10 до 100 мкм в поперечнике.  
От клеток других эукариот – животных и грибов – растительные клетки отличают следующие особенности: наличие пластид; 
целлюлозно-пектиновая жесткая клеточная стенка; хорошо развитая система вакуолей; отсутствие центриолей при делении.  
Все живое содержимое клетки – это протопласт, а клеточная 
стенка и клеточный сок являются производными протопласта, 
 
6 

продуктами его жизнедеятельности. В протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ. 
Химический состав протопласта очень сложен и постоянно 
изменяется. Для протопласта характерно большое содержание воды, которая составляет 60...90 % его массы.  
Белки –  биополимеры, состоящие из мономеров – аминокислот. На долю белков приходится около 40...50 % сухой массы протопласта.  
Липиды – жироподобные вещества, разнообразные по строению и функциям. Простые липиды – жиры, воски – состоят из 
остатков жирных кислот и спиртов. Сложные липиды – комплексы 
липидов с белками (липопротеиды), ортофосфорной кислотой 
(фосфолипиды), сахарами (гликолипиды). Обычно они содержатся 
в количестве 2...3 %.  
Углеводы входят в состав протопласта в виде моносахаридов 
(глюкоза и фруктоза  С6Н12О6), дисахаридов (сахароза, мальтоза и 
др.  С12Н22О11), полисахаридов (крахмал, гликоген – (С6Н10О5)n).  
В состав протопласта входит обычно 2…6 % неорганических веществ (в виде ионов), а также другие органические соединения. 
Цитоплазма – обязательная часть живой клетки, где происходят все процессы клеточного обмена, кроме синтеза нуклеиновых 
кислот, совершающегося в ядре. Основу цитоплазмы составляет ее 
матрикс, или гиалоплазма. 
Гиалоплазма – бесцветная коллоидная система, которая обладает ферментативной активностью, – среда, обеспечивающая взаимодействие всех структур цитоплазмы.  
С гиалоплазмой связано неотъемлемое свойство цитоплазмы – 
движение, которое регулирует обмен веществ. Оно становится более энергичным при усиленной ее деятельности. Различают два 
типа движения цитоплазмы: струйчатое и вращательное. Струйчатое движение наблюдается в более молодых клетках, где цитоплазма образует постенный слой и тяжи, пересекающие полость 
клетки и соединенные с цитоплазмой, окружающей ядро. Оно хорошо заметно в волосках тычиночных нитей традесканции, в волосках тыквы, крапивы. 
Вращательное, или круговое, движение характерно для более 
старых клеток с центральной вакуолью, где цитоплазма образует 
лишь постенный слой. Цитоплазма движется по кругу вдоль стенки в одном направлении, увлекая ядро и хлоропласты, что делает 
 
7 

движение более заметным. Оно осуществляется за счет микрофиламентов. Вращательное движение хорошо видно в листьях водных растений – элодеи, валлиснерии. 
Скорость движения цитоплазмы незначительна  1-2 мм/с.  
От клеточного сока протопласт отделен мембраной, которая 
называется  тонопластом, от клеточной стенки – другой мембраной  – плазмалеммой. Биологические мембраны играют важную 
роль в организации и работе цитоплазмы. Биологические мембраны содержат липиды, белки и, в зависимости от выполняемой 
функции, пигменты, гликолипиды и т.д. Толщина мембран в 
большинстве случаев 10 нм.  
Мембраны – это липопротеиновые пленки. Одно из основных 
свойств клеточных мембран – их избирательная проницаемость 
(полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом 
или вообще не проходят, другие – наоборот. Благодаря этому мембраны регулируют поступление веществ в клетку и перемещение 
внутри нее. Мембранное строение органелл обеспечивает огромное увеличение внутренней деятельной поверхности клетки. На 
мембранах наиболее продуктивно работают многочисленные ферментные системы: концентрирование ферментов, упорядоченное 
их расположение ускоряют реакции, организуют их сопряжение 
(принцип конвейера), обеспечивают одновременное прохождение 
разных процессов. Благодаря мембранам осуществляется компартментация протопласта. Компартментация обеспечивает специализацию отдельных участков цитоплазмы, пространственную 
организацию биохимических процессов. 
Плазмалемма – наружная цитоплазматическая мембрана, отделяет цитоплазму от клеточной стенки. Играет важную роль в 
обмене веществ между цитоплазмой и внешней средой, в построении клеточной стенки. Изнутри связана с сократимыми микрофиламентами подстилающего слоя гиалоплазмы, которые обеспечивают изменение ее формы. Участвует в межклеточных контактах, 
образует выросты и впячивания в активных клетках. 
Тонопласт – внутренняя вакуолярная мембрана, играет барьерную роль, определяя во многом физиологические свойства клетки. 
Клеточное ядро всегда погружено в цитоплазму, и занимает 
центральное положение, в более старых клетках, имеющих одну 
крупную вакуоль, оно находится в постенном слое цитоплазмы 
 
8 

около оболочки. 
Ядро обладает способностью к активному движению и передвигается к наиболее деятельным участкам клетки. В некоторых 
клетках оно постоянно совершает маятникообразные, или колебательные, движения. 
Ядро является самым крупным органоидом клетки, размеры 
его колеблются от 0,5 мкм у некоторых грибов до 1,5 мм и более у 
представителей семейства цикадовых. Чаще всего клеточные ядра 
имеют размер 5...25 мкм. 
Форма ядра чаще шаровидная или слегка вытянутая, однако 
нередко оно приобретает амебовидную или разветвленную форму. 
Ядро клетки обладает очень сложной внутренней структурой, 
которая, как и его форма, не остается постоянной, а изменяется в 
процессе жизнедеятельности клетки.  
По химическому составу ядро отличается от цитоплазмы тем, 
что содержит особые белки  нуклеопротеиды, т. е. сложные соединения нуклеиновых кислот с белками, которые, кроме углерода, 
водорода, кислорода, азота и серы, содержат фосфор. В состав ядра входят также вода, липиды и минеральные соли, преимущественно кальция и магния. 
Нуклеиновые кислоты – вторая важнейшая группа биополимеров протопласта, хотя содержание их не превышает 1...2 % массы протопласта. Одноцепочечная молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) состоит из 4...6 тыс. нуклеотидов. Нуклеотиды построены из сахара рибозы, фосфорной кислоты и четырех типов азотистых оснований: аденина (А), гуанина (Г), урацила (У) и цитозина 
(Ц). Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) состоит из 
двух комплементарных цепей. ДНК также содержит фосфорную 
кислоту, аденин, гуанин и цитозин, но урацил заменен тимином 
(Т), а рибоза – дезоксирибозой. Молекула ДНК представляет собой 
двойную спираль, длина которой очень велика. Она достигает нескольких десятков и даже сотен микрометров и в сотни и тысячи 
раз больше самой крупной белковой молекулы. Молекулы ДНК 
состоят из 10...25 тыс. отдельных нуклеотидов. 
Ядро состоит из ядерной оболочки, хромосом, ядерного сока и 
одного или нескольких ядрышек. Мембраны внутри ядра не обнаружены. 
Ядерная оболочка очень тонка. Она состоит из двух поверхностных мембран  наружной и внутренней, которые расположены 
 
9 

на некотором расстоянии одна от другой, образуя околоядерное 
пространство. Наружная мембрана снабжена порами и выростами, 
соединяющимися с эндоплазматической сетью, что свидетельствует о тесном контакте между ядром и цитоплазмой и имеет большое 
значение в жизнедеятельности клетки. К наружной ядерной мембране часто прикрепляются рибосомы, придавая ей шероховатость. Оболочка ядра не является его постоянной составной частью. В неделящемся ядре она выражена четко, но в процессе деления ядерная оболочка исчезает и формируется вновь при образовании дочерних ядер. Хромосомы являются главной составной 
частью ядра. Хромосомы состоят из особого вещества – хроматина, который представляет собой нуклеопротеид, т. е. соединение 
белка и нуклеиновых кислот, находящихся примерно в равном количестве. Вся ядерная ДНК локализована в хроматине. Ядро 
управляет также биосинтезом белка, что осуществляется посредством синтезируемой в нем информационной РНК. Ядро является 
центральным органоидом клетки, направляющим всю ее жизнедеятельность. Оно участвует в образовании поверхностных мембран 
цитоплазмы и клеточной оболочки, обеспечивает формирование 
эндоплазматической сети, ему принадлежит ведущая роль в передаче наследственных особенностей организма при делении клеток. 
Рибосомы – это единственный немембранный органоид клетки. В них происходит биосинтез белка. Каждая рибосома состоит 
из двух субъединиц (большой и малой), в состав рибосом эукариот 
входят четыре молекулы рибосомальной РНК (рРНК) и белки. 
Формирование субъединиц рибосом происходит в ядре, сборка – в 
цитоплазме на молекуле и РНК.  
Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – это одномембранный органоид, состоящий из ультрамикроскопических каналов, пузырьков и цистерн, заполненных бесструктурным матриксом. Часть 
канальцев проходит из одной клетки в другие (плазмодесмы), 
обеспечивая связь между ними. 
Эндоплазматическая сеть поддерживает структуру цитоплазмы и служит основным внутриклеточным транспортным путем, по 
которому передвигаются вещества. На гладкой  ЭПС (агранулярный эндоплазматический ретикул)  происходит синтез жиров, углеводов, стероидных гормонов, накопление и выведение ядовитых 
веществ. На шероховатой  ЭПС (гранулярный эндоплазматический 
ретикул) канальцы несут прикрепленные рибосомы, здесь  
 
10 

происходит синтез белков.  
Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи) cостоит из отдельных 
диктиосом и пузырьков Гольджи. Диктиосомы – органеллы, представляющие собой пачки (2...7 и более) плоских округлых цистерн, 
ограниченных мембраной и заполненных матриксом. По краям 
цистерны переходят в состоящую из трубочек сеть. От этой сети 
или от края цистерн отчленяются пузырьки Гольджи. Здесь накапливаются, конденсируются и упаковываются вещества, подлежащие изоляции или удалению из цитоплазмы – чужеродные, ядовитые и т. д. Пузырьки Гольджи участвуют также в формировании 
новых клеточных стенок и плазмалеммы, происходящем после митоза. 
Лизосомы – округлые одномембранные органеллы, в матриксе 
которых содержится большое число гидролитических ферментов. 
Формируются в аппарате Гольджи. Лизосомы осуществляют внутриклеточное переваривание, автолиз. 
Пероксисомы (микротельца) – сферические или палочковидные мелкие (0,2...1,5 мкм) одномембранные органеллы с плотным 
матриксом, 
состоящим 
в 
основном 
из 
окислительновосстановительных ферментов. Функции зависят от типа клеток. 
При прорастании семян участвуют в превращении жирных масел в 
сахара; в фотосинтезирующих клетках в них происходят реакции 
светового дыхания – поглощение О2 и выделение СО2 на свету с 
образованием аминокислот. 
Сферосомы представляют собой шаровидные тельца, находящиеся в цитоплазме. Размер их колеблется от 0,2 до 1,3 мкм. На 
поверхности сферосом находится мембрана, внутренняя часть 
представлена матриксом в виде белковой стромы, содержащей 
специфические ферменты. Функция сферосом состоит в накоплении жиров.  
Пластиды – это органеллы, характерные исключительно для 
растительных клеток. В них происходит синтез углеводов. По 
окраске (наличию или отсутствию пигментов) различают три типа 
пластид: зеленые хлоропласты, желто-оранжевые и красные хромопласты, бесцветные лейкопласты. Возможно взаимное превращение пластид. Обычно в клетке встречается только один тип пластид. Пластиды развиваются из пропластид – сферических недифференцированных телец, которые содержатся в растущих частях 
растений (в клетках зародыша, образовательной ткани). Они 
 
11