Geum.ru

Рабочая программа дисциплины «физиология» (физиология растений) Код дисциплины по учебному плану опд. Ф 1 (очное обучение)

Вид материалаРабочая программа

Содержание


Рабочая программа
Организационно-методический раздел
3. Содержание программы
Раздел 2. Фотосинтез
Раздел 3. Дыхание растений
Раздел 4. Водный режим растений
Раздел 5. Минеральное питание растений
Раздел 6. Рост и развитие растений
Раздел 7. Устойчивость растений
4.Формы промежуточного и итогового контроля
5. Учебно-методическое обеспечение курса
Лист обновления
Подобный материал:




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)

«Утверждаю»

_____________________

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«___»_______________20___г.


Биолого-почвенный факультет

Кафедра физиологии растений, клеточной биологии и генетики




^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины «ФИЗИОЛОГИЯ» (ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ)


Код дисциплины по учебному плану ОПД.Ф.2.1 (очное обучение)

ОПД.Ф.2.1 (очно-заочное обучение)

Для студентов специальности 020201.65 «БИОЛОГИЯ»


г. Иркутск


1^ .ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Физиология растений – это наука о функциях растительных организмов, к которым относятся энергетика (процессы фотосинтеза и дыхания), водный режим и минеральное питание, мембранный и дальний транспорт веществ, процессы роста, развития и размножения, механизмы устойчивости и адаптации к неблагоприятным факторам. Знание этих процессов является необходимой предпосылкой для рационального земледелия. Являясь теоретической наукой , физиология растений служит фундаментом агрономии, т.е. практики успешного выращивания сельскохозяйственных растений. Как писал классик отечественной физиологии растений К.А.Тимирязев: «Физиология растений – это научная основа земледелия» и на современном этапе – основа биотехнологии растений.

Целью курса физиология растений является формирование у студентов знаний о функционировании растений как единого целого посредством изучения важнейших физиологических процессов в их развитии и взаимосвязи с окружающей средой.

При чтении курса будут решаться следующие задачи: 1)изучить общие закономерности и конкретные механизмы функционирования растительного организма на молекулярном, клеточном и организменном уровнях, 2)рассмотреть системы регуляции физиологических процессов и их взаимосвязи на разных уровнях, 3)изучить механизмы устойчивости и адаптации растительных организмов к неблагоприятным факторам среды обитания.

Место курса в процессе подготовки специалистов. Курс физиологии растений является логическим завершением цикла ботанических дисциплин и базируется на знаниях анатомии, систематики растений, цитологии, биохимии, генетики. Содержание курса направлено на интегрирование ранее полученных знаний для усвоения механизмов функционирования основного энергопреобразующего и энергообеспечивающего компонента биосферы. В свою очередь знания, полученные студентами в процессе освоения курса физиологии растений, служат необходимым базисом для дальнейшего расширения общебиологического кругозора при изучении таких дисциплин как эволюционное учение, экология и др.


2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ( для очного обучения)



№
разделы
Всего часов
Виды подготовки
Самостоятельная работа

Лекции
Лабораторные

занятия
Самост.работа студентов
КСР

1
Введение
2
2
-
-
-

2
Физиология растительной клетки
27
8
8
10
1

3
Фотосинтез
56
18
16
20
2

4
Дыхание
23
6
8
8
1

5
Водный режим
21
4
8
8
1

6
Минеральное питание
21
6
8
6
1

7
Рост и развитие растений
29
10
6
12
1

8
Устойчивость растений
21
-
-
19
2

ВСЕГО (часы)



200
54
54
83
9


РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ ( для очно-заочного обучения)


№
разделы
Всего часов
Виды подготовки
Самостоятельная работа

Лекции
Практические

занятия
Самост.работа студентов
КСР

1
Введение
1
1
-
-
-

2
Физиология растительной клетки
22
4
-
18
-

3
Фотосинтез
52
6
4
39
3

4
Дыхание
36
5
2
28
1

5
Водный режим
34
4
2
28
-

6
Минеральное питание
47
4
3
40
-

7
Рост и развитие растений
23
4
3
16
-

8
Устойчивость растений
10
-
-
10
-

ВСЕГО (часы)



225
28
14
179
4



^ 3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

3.1Разделы программы

Введение

Предмет физиологии растений. Физиология растений как наука о жизнедеятельности растений. Основные этапы развития физиологии растений. Методы физиологии растений, связь с другими биологическими науками.

Объект физиологии растений - эукариотические фототрофные организмы. Место зеленых растений в экономике природы. Космическая роль зеленых растений.

Основные задачи физиологии растений: 1) познание закономерностей жизнедеятельности растений, раскрытие молекулярных основ физиологических процессов и механизмов их регуляции в системе целого организма; 2) интенсификация растениеводства в связи с проблемой производства продуктов питания; 3) разработка систем искусственного фотосинтеза и азотфиксации.


раздел 1. Физиология растительной клетки

Особенности строения растительных организмов в связи с автотрофным типом питания. Общие принципы организации живых структур (биополимеры, мембраны, принцип открытых систем, системы регуляции, способность к аккумуляции и трансформации энергии, принцип устойчивого неравновесия Бауера). Особенности строения растительной клетки, клеточные органоиды, пластиды, вакуоль, клеточная стенка. Особенности строения растительного организма. Основные органы и их функции. Функциональная и анатомо-морфогенетическая эволюция растений в связи с автотрофным способом питания.

Целостность растительного организма и системы регуляции. Иерархия систем регуляции. Внутриклеточные системы регуляции: на уровне ферментов, генная, мембранная. Межклеточные системы регуляции: трофическая, гормональная, электрофизиологическая. Организменный уровень регуляции (доминирующие центры, полярность, канализированные связи, осцилляции). Раздражимость как основа и результат интегральной деятельности систем регуляции.

Биоэнергетика клетки. Понятие макроэргической связи. Строение и свойства АТФ. Значение макроэргов в метаболизме. Сопряжение образования макроэргов с окислительно-восстановительными реакциями клетки. Мембрана как структурная основа биоэнергетических процессов. Трансформация энергии на сопрягающих мембранах. Электрохимический потенциал - движущая сила фосфорилирования. Основные положения хемиоосмотической теории сопряжения Митчела.


.


^ Раздел 2. Фотосинтез

История открытия фотосинтеза (Пристли, Шееле, Ингенгауз, Сенебье, Соссюр, Бусенго, Сакс, Энгельман). Фотосинтез и первое начало термодинамики (Майер, Гельмгольц). Значение работ К.А. Тимирязева в области фотосинтеза. Тимирязев о космической роли зеленых растений.

Общее уравнение фотосинтеза. Происхождение О2, выделяемого при фотосинтезе (гипотеза Байера, представления А. Н. Баха о фотолизе воды, работы Виноградова и Тейс, Рубена и Камена). Световая и темновая фазы фотосинтеза (Блэкман, Вильштеттер, Рихтер, Эмерсон и Арнольд).

Пигменты зеленых растений, их классификация. Значение работ М.С. Цвета. Строение хлорофилла (работы Бородина, Ненцкого и Мархлевского, Монтеверде, Вильштеттера, Фишера, Вудворда, Штрелля и Шлыка). Биосинтез хлорофиллов. Разные формы хлорофиллов. Физические и химические свойства хлорофилла, связанные с особенностями его строения (спектр поглощения, флюоресценция, фосфоресценция, гидрофобные и гидрофильные группы). Способы миграции энергии: диффузия энергоемких веществ, полупроводниковый перенос электронов и экситонов, индуктивный резонанс.

Фикобилины, строение и физико-химические свойства. Явление хроматической комплементарной адаптации у водорослей (Энгельман, Рихтер, Гайдуков).

Каротиноиды, их классификация и структура. Физико-химические свойства. Биосинтез каротиноидов. Роль каротиноидов в процессе фотосинтеза (представления Ивановского, Сапожникова и другие точки зрения, работы Френча).

Состояние пигментов в листьях (работы Любименко, Никашима и др.). Химический состав и структура хлоропластов. Представления о взаимном расположении белков, фосфолипидов и пигментов в мембране. Открытие субъединиц мембран хлоропластов (Парк и Пон, Мюллеталер и др.). Представление о квантосомах. Структура фотосинтетического аппарата у синезеленых водорослей. Гипотеза об эндосимбиотическом происхождении хлоропластов (Фаминцин и др.).

Функциональная активность хлоропластов. Реакция Хилла. Фотовосстановление НАДФ и фотофосфорилирование (Арнон, работы Красновского). Представление о двух пигментных системах (эффект усиления Эмерсона, данные Брауна, Вернона и др. О выделении двух фракций частиц из хлоропластов). Представление об аккумуляции, миграции и трансформации энергии света в фотосинтетических единицах и их реакционных центрах. Состав и функционирование I и II фотосистем. Нециклическое фотофосфорилирование. Циклическое фотофосфорилирование. Псевдоциклическое фотофосфорилирование. Химическая гипотеза образования АТФ. Хемиоосмотическая гипотеза фотофосфорилирования (Митчел). Квантовый выход фотосинтеза. Эффективность использования красных и синих лучей.

Путь углерода в фотосинтезе. Поиски первичного акцептора СО2 в работах группы Кальвина. Цикл Кальвина (С3-путь). Фиксация СО2 фосфоенолпировиноградной кислотой (С4- путь; Тарчевский, Карпилов, Хэтч и Слэк). Гликолатный путь (фотодыхание) в фотосинтезе. Возможность обращения цикла Кребса. Разнообразие продуктов фотосинтеза. Фотосинтетический коэффициент.

Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза. Регуляция световой стадии фотосинтеза Явление фотосинтетического контроля. Регуляция активности фотосинтетических ферментов. Регуляция цикла Кальвина. Регуляция процессов фотосинтеза в целом растении. Защитные механизмы фотосинтеза.

Экология фотосинтеза. Влияние света, температуры, содержания углекислоты, условий минерального питания, водоснабжения. Компенсационная точка при фотосинтезе. Суточный ход фотосинтеза.


^ Раздел 3. Дыхание растений

История развития учения о дыхании (Лавуазье, Шееле, Ингенгауз, Соссюр, Шенбайн). Перекисная теория биологического окисления (А.Н. Бах). Развитие учения об активации О2 в работах Хайяши и Мэзона. Значение работ Варбруга и Кейлина. Представление об активации водорода в работах Баха. Теория дыхания Палладина. Работы Виланда. Происхождение кислорода в СО2, выделяемой при дыхании. Взаимосвязь дыхания и брожения: представления Пфлюгера и Пфеффера, теория Костычева о генетической связи дыхания и брожения. Типы брожения. Современные представления об анаэробной и аэробной фазах дыхания.

Свойства ферментов как белковых катализаторов. Типы окислительных реакций. Оксидоредуктазы. Оксигеназы. Гликолиз (значение фосфорилирования гексозы, 1-е и 2-е субстратное фосфорилирование, обращенный гликолиз, энергетический выход гликолиза, использование промежуточных продуктов и пировиноградной кислоты). Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Глиоксилатный цикл и глюконеогенез. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Другие пути прямого окисления сахаров с образованием кислот. Взаимосвязи путей окисления глюкозы. Энергитический выход цикла Кребса и пентозофосфатного пути, использование промежуточных продуктов.

Электрон-транспортная цепь, структура и функции митохондрий. Хемиоосмотическая теория окислительного фосфорилирования Митчела. Разобщение электрон-транспортной цепи и фосфорилирования. Разнообразие путей переноса электронов и протонов у растений как приспособление к условиям существования. Цианидрезистентная электрон-транспортная цепь.

Субстраты дыхания и дыхательный коэффициент. Эффект Пастера. Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов. Влияние на дыхание температуры, концентрации СО2, света, содержание воды, минерального питания. Изменение интенсивности дыхания в онтогенезе растений.


^ Раздел 4. Водный режим растений

Структура и физические свойства воды в жидком и твердом состоянии. Влияние электролитов и неполярных групп на структуру воды. Взаимодействие воды с компонентами протоплазмы. Формы воды в растительных клетках. Осмотические явления в растительных клетках. Осмометры Дютроше и Пфеффера. Законы осмоса. Тургор и сосущая сила, их значение для растений. Значение воды для жизнедеятельности растений.

Формы воды в почве. Доступная и недоступная вода. Определение коэффициента завядания. Поглощение воды растительными клетками в процессе гидратации биоколлоидов. Общее представление о нижнем и верхнем концевых двигателях поглощения воды растениями. Корневое давление (плач растений, гуттация, предполагаемый осмотический механизм). Передвижение воды по тканям и сосудам. Состояние воды в сосудах. Представления Сабинина о полярности клеток эндодермы. Транспирация. Структура листа в связи с явлением транспирации, устьичная и кутикулярная транспирация. Законы Дальтона и Стефана о диффузии паров воды. Физиология движения устьиц. Регуляция транспирации. Значение восходящего тока воды для растения. Понятие о продуктивности транспирации. Суточный ход транспирации.

Особенности водного обмена у различных экологических групп растений (гигрофиты, мезофиты, ксерофиты). Физиологические основы орошаемого земледелия


^ Раздел 5. Минеральное питание растений

Развитие учения о корневом питании растений (Ван-Гельмонт, Тэер, Либих, Буссенго, Гельригель). Учение Гедройца о почвенном поглощающем комплексе. Работы Виноградского о роли почвенных микроорганизмов.

Элементарный химический состав растений. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Накопление отдельных элементов растениями.

Транспорт веществ. Поступление веществ в клетку растений и первые теории избирательного поглощения веществ (Траубе, Овертон, Колландер). Представление о кажущемся свободном пространстве. Активный и пассивный мембранный транспорт. Электрохимические механизмы поступления ионов в клетку. Ионные насосы. Контактный обмен между почвенными коллоидами и клетками корня. Механизмы мембранного транспорта метаболитов. Эндо-, экзо- и пиноцитоз.

Дальний транспорт (роль апопласта, симпласта и эндопласта). Структуры и функции плазмодесм. Флоэмный транспорт. Ксилемный транспорт. Путь ассимилятов от хлоропласта до потребляющих органов. Представления о механизмах дальнего транспорта. Аттрагирующее действие тканей. Отложение в запас.

Азот. Содержание азота в органах растений. Постоянный обмен азотистых соединений в растительных тканях. Группы азотфиксирующих организмов: клубеньковые бактерии (Бейеринк) и другие симбионты, свободноживущие почвенные бактерии (Виноградский, Бейеринк), бактерии, грибы и синезеленые водоросли в почвах и водоемах. Два представления о путях биологического связывания молекулярного азота.

Доказательства наличия восстановительного пути фиксации атмосферного азота (гипотеза Виноградского, данные Костычева, работы Бурриса и Миллера с использованием N215). Роль пировиноградной кислоты и ферредоксина в процессе азотфиксации. Схема фиксации молекулярного азота. О природе активного центра “нитрогеназы”. Симбиотическая азотфиксация в корневых клубеньках бобовых. Представление об “азотфиксирующей” единице (Бергенсен). Включение аммиачного азота в обмен веществ (Костычев, современные представления). Пути редукции нитратов у растений (Бах, Кретович и др.) значение работ Прянишникова и его учеников об усвоении растениями нитратных и аммиачных удобрений и о роли амидов. Представление о физиологически кислых и щелочных солях. Переаминирование (Браунштейн и Крицман), превращение азотистых веществ при прорастании семян. Роль глутамина в обезвреживании аммиака.

Сера и ее значение для растений. Формы серы, доступные для растений. Механизм редукции сульфатов у растений.

Роль фосфора в питании растений. Доступные формы фосфорных соединений. Участие фосфора в обмене веществ.

Общее представление о роли катионов (калия, кальция) в питании и жизнедеятельности растений. Влияние катионов на коллоидные свойства цитоплазмы и структуру ферментов. Представление об антагонизме ионов. Участие катионов в генерации биопотенциалов. Нейтрализация избыточной кислотности. Физиологическая роль калия, натрия, кальция, магния. Участие железа в обмене веществ. Роль микроэлементов в жизни растений (молибден, марганец, медь, цинк, бор).

Методы изучения минерального питания растений. Гидропоника.


^ Раздел 6. Рост и развитие растений

Общее представление о росте растений. Типы роста у растений: апикальный, интеркалярный, радиальный, базальный, равномерный. Большая кривая роста по Саксу. Физиология и биохимия деления, роста и дифференциации клеток растений. Влияние на рост растений и их органов температуры, света (роль фитохрома), аэрации, обеспеченности водой. Коррелятивный рост органов. Суточная и сезонная периодичность роста. Физиология покоя (глубокий и вынужденный покой). Управление покоем.

Фитогормоны: ауксины, гиббереллины, цитокинины, дормины. История их открытия, строение и биосинтез. Общие и специфические аспекты физиологического действия отдельных фитогормонов. Общие принципы гормональной регуляции. Гипотезы о механизме действия фитогормонов: влияние на работу хромосомного аппарата, на активность ферментов, на функциональную активность мембран.

Культура изолированных тканей. Практическое использование фитогормонов и их заменителей. Гербициды и охрана окружающей среды. Эволюция способов движения у растений. Тропизмы (геотропизм, фототропизм, хемотропизм, гидротропизм, травмотропизм). Роль ауксина в ростовых движениях (Дарвин, Холодный, Вент). Настии.

Фазы индивидуального развития растений. Вегетативное и генеративное развитие. Факторы, регулирующие цикл индивидуального развития. Стадия яровизации. Фотопериодизм. Роль фитохрома и фитогормонов. Дифференциация пола. Физиология опыления, оплодотворения и развития яйцеклетки. Старение.


^ Раздел 7. Устойчивость растений

Устойчивость как приспособление растений к условиям существования. Общие принципы адаптивных реакций растений. Понятие стресса, механизмы стресса у растений на клеточном, организменном и популяционном уровнях.

Засухоустойчивость и жаростойкость. Холодостойкость и морозостойкость. Устойчивость к засолению. Устойчивость к анаэробиозу. Газоустойчивость. Устойчивость против инфекционных заболеваний и других биологических факторов. Стресс и адаптация. Общие принципы надежности растительного организма.


3.2 Темы практических занятий

В соответствии с учебным планом по этому виду подготовки запланированы только лабораторные работы, темы которых приводятся:

1. Физиология растительной клетки. Явления плазмолиза и деплазмолиза

2. Определение осмотического давления клеточного сока плазмолитическим методом (по де Фризу)

3. Определение сосущей силы клеток упрощенным методом (по Урпшрунгу)

4. Пигменты зеленого листа

5. Разделение пигментов методом бумажной хроматографии

6. Определение фотосинтеза по накоплению органического углерода в листьях на свету (метод Тюрина-Бородулина)

7. Чистая продуктивность фотосинтеза

8. Обнаружение дегидрогеназ в растениях

9. Определение интенсивности дыхания (по Бойсен-Йенсену)

10 Определение интенсивности траспирации у срезанных листьев методом быстрого взвешивания (по Иванову)

11. Изучение состояния устьиц методом отпечатков

12. Микрохимический анализ золы

13. Обнаружение нитратов в растениях

14. Определение объема корневой системы

15. Определение общей и рабочей адсорбирующей поверхности корней

    1. Тематика заданий для самостоятельной работы


Тема: Физиология растительной клетки
  1. Химический состав и строение клеточных стенок. Каковы их свойства и функции?
  2. Что называют свободным пространством и в чем заключается биологическая роль его?
  3. Что такое плазмодесмы и каковы их функции?
  4. Что такое апопласт, симпласт и эндопласт? Какую роль они выполняют в регуляции биохимических процессов в растительном организме?
  5. Почему мембрану называют универсальной структурной единицей клетки?
  6. Объясните – почему клетку называют открытой термодинамической системой?
  7. Какую роль в растительных клетках выполняют вакуоли?
  8. Как образуются хлоропласты и какова их роль в клетке?
  9. Какими свойствами живой материи обладает клетка?
  10. Какие основные способы регуляции внутриклеточных процессов Вам известны?


Тема: Фотосинтез
  1. Что такое фотосинтез? И в чем его космическая и планетарная роль?
  2. Перечислить основные этапы формирования представлений о природе фотосинтеза.
  3. Назвать фотосинтетические пигменты растений, какова их роль? В чем заключается явление хроматической адаптации?
  4. На чем основано деление процесса фотосинтеза на световую и темновую фазы?
  5. Составьте схему преобразования энергии в процессе фотосинтеза.
  6. Дать определение фотосинтетического фосфорилирования. Какие виды фотофосфорилирования Вам известны?
  7. Назвать основные продукты световой фазы фотосинтеза.
  8. Что такое темновая фаза фотосинтеза? Как связаны световая и темновая фазы?
  9. Какие пути ассимиляции СО2 в растениях Вам известны?
  10. В чем сходство и различие ферментов рибулозодифосфаткарбоксилазы и фосфоенолпируваткарбоксилазы?
  11. Назвать основной фермент, регулирующий темновую фазу фотосинтеза.
  12. Что такое экология фотосинтеза? Какой из экологических факторов является определяющим для процесса фотосинтеза?
  13. В зонах с умеренным климатом концентрация СО2 в атмосфере меняется на протяжении года циклическим образом: зимой она бывает примерно на 1,5% выше, чем летом. Объяснить это явление.
  14. Почему поглощающим пигментом при фотосинтезе считается хлорофилл, хотя лист содержит также ряд других пигментов, поглощающих свет? Какова функция этих пигментов?
  15. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных минеральных веществ, фотосинтез часто замедлен. Указать вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.


Тема: Дыхание растений

  1. Охарактеризовать значение процесса дыхания в жизнедеятельности растительного организма.
  2. Какие основные пути дыхания различают? В чем их значение?
  3. Составить схему преобразования энергии в процессе аэробного дыхания.
  4. В чем сходство и различие субстратного и фосфорилирования мембранного типа как двух форм окислительного фосфорилирования?
  5. Перечислить в какие метаболические пути может включаться конечный продукт гликолиза ПВК.
  6. Охарактеризовать кратко глиоксилатный путь дыхания.
  7. Как связано дыхание с азотным обменом растений?
  8. Составьте схему, иллюстрирующую центральную роль цикла Кребса в клеточном метаболизме.
  9. Из какого промежуточного продукта дыхания образуются жирные кислоты?


Тема: Водный режим растений
  1. Объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве влаги в почве и ликвидацию водного дефицита ночью?
  2. У некоторых комнатных растений незадолго перед дождем появляются капли воды на кончиках листьев. Как объяснить это явление?
  3. Охарактеризуйте механизмы поступления воды в клетку
  4. В чем различие между активным и пассивным поступлением воды в растительный организм?
  5. Почему клетку называют осмотичесой системой?
  6. Что такое аквапорины и где они локализуются?
  7. Какие процессы, происходящие в растительном организме, влияют на поступление воды в растения?
  8. От каких внешних и внутренних факторов зависит интенсивность транспирации?
  9. Что такое антитранспиранты?


Тема: Минеральное питание растений
  1. Что такое органогены, макро-, микро- и ультрамикроэлементы?
  2. Рассказать о транспорте ионов в клетку. В чем роль клеточных стенок и мембран?
  3. Как происходит транспорт ионов по тканям корня в радиальном направлении?
  4. В чем различие ксилемного и флоэмного транспорта?
  5. Восстановление нитратов до аммиака в зеленой водоросли хлорелла значительно ускоряется под влиянием света. Каков возможный механизм этого влияния?



Тема: Рост и развитие растений.
  1. В чем особенности онтогенезе однолетних, двулетних и многолетних растений? 2. Какова физиологическая роль фитогормонов. Кратко охарактеризуйте механизмы действия гормонов.
  2. Перечислите фазы онтогенеза растительной клетки. Более подробно осветите фазу роста растяжением и фазу дифференциации.
  3. В чем проявляется периодичность и ритмичность роста растений?
  4. Каково биологическое значение фотопериодизма и яровизации.
  5. В чем заключается роль фитохрома и критохрома?
  6. В чем заключается различие между тропизмами и настиями?
  7. Назовите и охарактеризуйте фазы онтогенеза растений.
  8. Какие процессы характеризуют старение на клеточном уровне?
  9. Какие типы старения растений Вам известны? В чем значение старения?


Тема: Устойчивость растений
  1. Перечислите механизмы стресса растений на клеточном уровне.
  2. Что такое пойкило- и гомойогидрические растения?
  3. Каковы механизмы засухоустойчивости растений?
  4. Как БТШ защищают организмы от воздействия высоких температур?
  5. Каким образом суккуленты адаптируются к произрастанию в аридном климате?
  6. Назовите причины гибели растений под действием отрицательных температур.
  7. Какие растения называют галофитами? Гликофитами?
  8. Какие клеточные и молекулярные механизмы адаптации растений к избытку солей в субстрате существуют?
  9. Что такое растения-аккумуляторы, растения-индикаторы и растения-отражатели?
  10. Что такое фитохелатины и как они защищают растения от избытка солей в почве?
  11. Ход каких процессов в растительном организме нарушается под воздействием ионизирующего облучения?
  12. Какие системы репарации ДНК Вам известны?
  13. Какие из загрязнителей атмосферы наиболее токсичны для растений?
  14. От чего зависит газоустойчивость растений?
  15. Какие конститутивные и индуцибельные механизмы защиты растений от патогенов существуют?
  16. Что такое фитоалексины и как запускается их синтез?


3.4 Примерный список вопросов к экзамену


1.Общий план строения растительной клетки. Особенности, связанные с

типом питания.

2.Структура и функции одномембранных органелл растительной

клетки.

3.Структура и функции двумембранных органелл растительной клетки.

4.Физико-химические свойства цитоплазмы.

5.Структура и свойства клеточных мембран растений.

6.Химический состав клеточных стенок, их структура, функции.

7.Вакуоли. Химический состав, биологические функции.

8.Основная стратегия регуляции внутриклеточных процессов. Генетическая регуляция.

9.Ферментативная и мембранная регуляция внутриклеточных процессов.

10.Общее представление о межклеточных системах регуляции.

11.Общее уравнение фотосинтеза и значение этого процесса.

12.История изучения фотосинтеза.

13.Материальная база фотосинтеза.

14.Пигменты фотосинтеза. Их структура, классификация и функции. Явление хроматической адаптации.

15.Хлорофилл. Структура и свойства.

16.Первичные реакции фотосинтеза (фотофизический и фотохимический

этапы). Представление о ССК и РЦ.

17.Эффект усиления Эмерсона. Понятие о фотосистемах.

18.Характеристика основных компонентов фотосистем и принцип их последовательности в ЭТЦ.

19.Z-схема.

20.Механизм фотофосфорилирования.

21.Нециклическое, циклическое и псевдоциклическое фотофосфорилирование.

22.С3-путь восстановления СО2.

23.С4-путь и САМ-метаболизм.

24.Фотодыхание.

25.Регуляция фотосинтеза.

26.Экология фотосинтеза.

27.Фотосинтез и продуктивность растений. Пути повышения продуктивности.

28. Определение, значение, общее уравнение. Сходство и различие с фотосинтезом.

29. Понятие о дыхательных субстратах и дыхательном коэффициенте.

30. Ферменты, участвующие в процессе аэробного и анаэробного дыхания.

31. Гликолиз. Схема процесса, энергетический выход, регуляция.

32. Цикл Кребса. Схема процесса, энергетический выход, регуляция.

33. Окислительное фосфорилирование.

34. Цианидрезистентное дыхание,его физиологическая роль.

35. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Химизм, значение, связь с гликолизом.

36. Глиоксилатный цикл. Химизм, значение.

37. Глюконеогенез. Значение его для растений.

38. Центральная роль цикла Кребса в метаболизме растений.

39. Экология дыхания.

40. Развитие представлений о корневом питании почвы (теории водного питания, гумусового, минерального).

41. Почва как субстрат, питающий растения. Формы нахождения питательных веществ в почве.

42. Виды поглощения питательных веществ почвой (по Гедройцу).

43. Представление о питательных смесях и принципы их составления (ангагонизм и синергизм ионов, буферность растворов, физиологически кислые, щелочные и нейтральные растворы).

44. Незаменимые элементы минерального питания растений и их классификация.

45. Роль клеточных стенок в процессах адсорбции минеральных веществ из почвы. Контактный обмен.

46. Транспорт веществ через клеточные мембраны. Пассивный транспорт (диффузия, облегченная диффузия).

47. Активный мембранный транспорт. Первичный и вторичный активный транспорт.

48. Физиологическая роль азота для растений. Формы нахождения N в природе и пути поступления в растения.

49. Аммонификация, нитрификация и денитрофикация.

50. Химическая и биологическая азотфиксация. Свободноживущие и симбиотические азотфиксирующие микроорганизмы.

51. Механизм биологической азотфиксации.

52. Круговорот азота в природе.

53. Редукция нитратов в растениях.

54. Метаболизм Р и S в растениях.

55. Физиологические основы применения удобрений.

56. Вода, ее физические и химические свойства. Биологическое значение.

57. Формы воды в клетке. Отбухание и набухание биоколлоидов.

58. Осмотические явления в клетке. Термодинамические показатели:

активность, химический и водный потенциал, осмотический потенциал. Градиент водного потенциала. Представление об электроосмосе.

59. Механизмы поступления и передвижения воды в клетке.

60. Доступность воды в почве. Показатели водного режима почв.

61. Строение корня. Поступление воды в корень и ее передвижение к сосудам. Апопластный и симпластный путь.

62. Передвижение воды по растению. Понятие о нижнем концевом двигателе. Плач. Гуттация. Проблемы эмболии. Адгезия и когезия.

63. Транспирация. Физические законы транспирации. Кутикулярная и

устьичная транспирация. Механизм действия устьиц, регуляция устьичных движений.

64. Классификация растений по отношению к водному режиму. Механизмы засухоустойчивости растений. Классификация ксерофитов (морфологические и биохимические).

65. Фитогормоны - стимуляторы роста (ауксины, гиббереллины, цитокинины).

66. Фитогормоны - ингибиторы (абсцизовая кислота, этилен).

67. Применение ростовых веществ в растениеводстве.

68. Основные понятия о росте и развитии.

69. Онтогенез растительной клетки.

70. Параметры роста. Типы и критерии роста.

71. Влияние факторов внешней среды на рост растений .

72. Ростовые движения (тропизмы, настии).

73. Периодичность роста. Понятие о покое. Управление покоем.

74. Понятие о развитии растений. Этапы индивидуального развития растений.

75. Факторы внешней среды, регулирующие развитие растений. Яровизация.

76. Фотопериодизм растений. Роль фитохрома.

77. Детерминация пола у растений.

78. Представление о стрессе, надежности, адаптации у растений.

79. Устойчивость растений к низким температурам.

80. Солеустойчивость и устойчивость к недостатку кислорода.

81.Газоустойчивость растений

82. Радиоустойчивость растений

83. Устойчивость к инфекционным заболеваниям


^ 4.ФОРМЫ ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

4.1 Формы промежуточного контроля

По каждому разделу программы проводятся письменные 1-2 контрольные работы во время практических занятий , которые оцениваются по 5-бальной системе.

После изучения разделов «Фоосинтез» и «Дыхание» выполняется творческое задание в виде схемы «Взаимосвязь метаболических процессов в растительной клетке», в которой отражаются процессы фотосинтеза (световая и темновая фазы) и разных путей дыхания с использованием возможных субстратов дыхания (углеводы, липиды, белки). На схеме акцентируется центральная роль цикла Кребса в клеточном метаболизме. Составленная и соответствующим образом оформленная схема сдается на проверку 10 – 15 декабря. Оценивается «зачтено», в случае несоответствия возвращается на переделку.

К каждому разделу программы составлены контрольные вопросы (10), на которые студенты во время выполнения самостоятельной работы дают письменные или электронные ответы в недельный срок после завершения изучения раздела. Оцениваются как зачет по разделу.

По теме «Минеральное питание растений» выполняется и оформляется в письменной форме реферат, план которого выдается. Срок сдачи реферата не позднее 25 декабря, оценивается как зачет по соответствующей теме.

4.2. Форма итогового контроля – экзамен в форме собеседования во время сессии по экзаменационным билетам, которые приведены в Учебно-методическом комплексе. Результаты сдачи экзаменов оцениваются по 5-бальной системе.


^ 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА


Интернет-источники: Рекомендуется работа в сети Интернет на сайте Соросовского образовательного журнала, а также использование других Интернет-ресурсов и электронных научных библиотек для поиска необходимой литературы, например ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта

ссылка скрыта, ссылка скрыта


Оборудование

Кодоскоп «Ecovision 240». Диапроектор «Свитязь». Фотоэлектроколориметр «КФК-2». Весы торсионные типа ВТ. Весы торсионные Т3. Весы аналитические ВЛАО-200. Микроскопы МБС-10 стереоскопические, МВ-308, МЛ-2, Р-14, МБИ-6, МБИ-15, химическая посуда и реактивы.

Материалы

Схемы, таблицы, рисунки.


Рекомендуемая литература (основная)

Медведев С.С. Физиология растений: учебник / С.С.Медведев. - Санкт-Петербург: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2004. – 336 с.- Библиогр. : 318-320.

Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. М.: Высшая школа, 2005.

П. Зитте . Ботаника. Т.2. Физиология растений: учебник для вузов / П.Зитте, Э.В.Вайлер,


Рекомендуемая литература (дополнительная)

Полевой В.В. Фитогормоны: учеб.пособие / В.В.Полевой. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1982 – 249 с.

Рубин Б.А. Физиология и биохимия дыхания растений /Б.А.Рубин, М.Е.Ладыгина. -

М.: Изд-во МГУ, 1974 – 512 с.

Гудвин Т. Введение в биохимию растений /Т.Гудвин, Э.Мерсер – М.: Мир, 1986 – 704 с.

Орт Д. Фотосинтез / Д.Орт, Говинджи, Дж.Уитмарш и др. – М.: Мир, 1987 -728 с.: ил.

П.Рейвн. Современная ботаника. /П.Рэйви, Р.Эверт, С.Айкхорн – М.: Мир, 1990 -690 с.: ил.


^ ЛИСТ ОБНОВЛЕНИЯ

Дата
Внесенные обновления
Подпись автора
Подпись зав. кафедрой















Программу составила Батраева А.А., к.б.н., доцент кафедры физиологии растений, клеточной биологии и генетики биолого-почвенного факультета ИГУ __________

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры физиологии растений, клеточной биологии и генетики протокол №10 от 25.05.2011 г.


Зав. кафедрой физиологии растений, клеточной биологии и генетики чл.-корр. РАН Саляев Р.К. __________

Согласовано: председатель УМК биолого-почвенного факультета д.б.н., профессор Матвеев А.Н. __________