4 - Ставропольский государственный аграрный университет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Декан агрономического
факультета, профессор
А.Н. Есаулко
«
»
2011 г.
Рабочая программа учебной дисциплины
Физиология и биохимия растений
наименование дисциплины
110400.62 - Агрономия
направление подготовки
«Агрономия», "Защита растений», «Плодоовощеводство»
профиль(и) подготовки
Бакалавр
Квалификация (степень) выпускника
Очная
Форма обучения
Ставрополь, 2011
1. Цели освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины (модуля) «Физиология и биохимия растений»
является:
- формировать систему знаний о процессах жизнедеятельности и функции
растительного
организма
на
всем
протяжении
его
онтогенеза
при
изменяющихся условиях внешней среды.
- формировать представление о функциях и функциональных системах
растений, обеспечивающих реализацию генетической программы роста и
развития.
- иметь представление о функциях автотрофного растения, которые
объединяют
процессы превращения веществ, превращения энергии,
изменения формы, управления и информации растительных организмов.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Учебная дисциплина (модуль) Б.3.Б.2. «Физиология и биохимия
растений» является дисциплиной базовой части профессионального цикла
Федерального
образовательного
государственного
стандарта
высшего
профессионального образования.
Для успешного освоения дисциплины должны быть сформированы ПК1, ПК – 3 компетенции на пороговом уровне.
Для изучения данной дисциплины (модуля) необходимы следующие
знания,
умения
и
навыки,
формируемые
предшествующими
дисциплинами:
Б3.Б1. Ботаника:
Знания: по анатомии, морфологии, систематики, изменения растений и
формирование урожая.
Умения: распознавать культурные и дикорастущие растения.
Навыки: отличать основные типы растительного покрова , ботанически
грамотно характеризовать их в описаниях, зарисовках и других материалах;
проведение самостоятельных исследований в полевых условиях.
2
Б2.Б4. Химия неорганическая:
Знания: основные понятия и законы, химические элементы и их
соединения,
сведения
соединений.
о
свойствах
Формирование
неорганических
первоначальных
и
органических
систематизированных
представлений о веществах, их превращениях и практическом применении;
овладение понятийным аппаратом и символическим языком химии;
осознание объективной значимости основ химической науки как области
современного естествознания, химических превращений неорганических и
органических веществ как основы многих явлений живой и неживой
природы; углубление представлений о материальном единстве мира;
Умения: уметь устанавливать связи между реально наблюдаемыми
химическими явлениями и процессами, происходящими в микромире,
объяснять причины многообразия веществ, зависимость их свойств от
состава и строения, а также зависимость применения веществ от их свойств;
Навыки:
приобретение опыта использования различных методов
изучения веществ: наблюдения за их превращениями при проведении
несложных химических экспериментов с использованием лабораторного
оборудования и приборов; формирование представлений о значении
химической науки в решении современных экологических проблем, в том
числе в предотвращении техногенных и экологических катастроф.
Перечень
последующих
учебных
дисциплин,
для
которых
необходимы знания, умения и навыки, формируемые данной учебной
дисциплиной:
-
Б3.Б8. земледелие, Б3.Б10. растениеводство, Б3.В.ОД 2. селекция и
семеноводство, Б3.Б9. агрохимия.
3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины
3
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов
следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному
направлению:
а) общекультурных (ОК):
- сознавать социальную значимость своей будущей профессии,
обладать
высокой
мотивацией
к
выполнению
профессиональной
деятельности (ОК-8)
б) профессиональных (ПК):
иметь базовые представления об основных теоретических и прикладных
направлениях агрономии.
- обладать способностью, распознавать по морфологическим признакам
наиболее распространенные
в регионах дикорастущие растения и
сельскохозяйственные культуры, оценивать их физиологическое состояние,
адаптационный потенциал и определять факторы улучшения роста, развития
и качества продукции (ПК – 3).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
Знать:
- сущность физиологических процессов протекающих в растительных
организмах
- закономерности роста, развития растений и формирование урожая.
Взаимосвязь растений в биоценозах и методы сохранения растительных
сообществ.
Уметь:
- определять их физиологическое состояние растений;
-
прогнозировать
последствия
опасных
для
сельского
хозяйства
метеорологических явлений на урожайность культуры;
Владеть:
Приемами управления обменом веществ конкретных видов и сортов
растений путем активного вмешательства в деятельность функциональных
4
систем,
определяющих
рост
и
развитие
растений
их
конечную
продуктивность и качество урожая.
4. Структура и содержание дисциплины (модуля)
Данные по рабочему учебному плану: 216 час., 6 зачет. ед.
Семестры
Трудоемкость
по
Госстандарту из них:
самостоятельная
работа аудиторные занятия –
в том числе:
лекции лабораторные семинарские практические экзамен
36
1
Семестры
недель в семестре
Форма контроля:
экзамен
зачет
курсовая работа
курсовой проект
1
2
5
6
7
8
Всего
216
3
72
4
144
42
48
90
30
60
90
14
14
24
34
38
48
4
2
2
36
2
3
17
4
20
+
+
5
5
6
7
8
Всего
37
2
3
4
5.
6.
7.
8.
9.
Ферменты как
биологические
катализаторы клеток.
Фотосинтез, общая
характеристика и
значение фотосинтеза в
природе.
Дыхание растений и его
биологическая роль в
жизни растений
Минеральное питание
растений.
Образование и
превращение веществ в
растениях.
Водный режим растений
Рост и развитие растений.
Приспособление и
устойчивость растений.
экзамен
Итого
23
16
27
4
4
4
2
6
6
11
Устный
опрос
10
Устный
опрос
ОК-8
ПК – 3
ОК-8
ПК – 3
Коллокв
иум
ОК-8
ПК – 3
ОК-8
ПК – 3
ОК-8
ПК – 3
ОК-8
ПК – 3
11
29
4
8
10
Устный
опрос
25
4
8
10
Устный
опрос
16
Устный
опрос
Коллокв
иум
25
4
6
22
4
6
2
7
10
2
2
2
4
39
6
6
36
216
38
48
6
11
4
Коды формируемых
компетенций
Сам. работы
Физиология и биохимия
растительной клетки.
практические
1
лабораторные
Разделы (модули)
дисциплины и темы
занятий
Всего
№
пп
Лекции
Количество часов
(очная форма
обучения)
Формы текущего
контроля успеваемости
5. УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
90
ОК-8
ПК – 3
Устный ОК-8
опрос
ПК – 3
Коллокв ОК-8
иум
ПК – 3
ОК-8, ПК-3
6. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Лекционный курс
Наименование
раздела учебной
дисциплины
(модуля)
1. Физиология и
биохимия
растительной
клетки.
2. Ферменты как
биологические
катализаторы
клеток.
3. Фотосинтез,
общая
характеристика
и значение
фотосинтеза в
природе.
Всего
часов
Содержание раздела
Место физиологии растений в
системе биологических дисциплин.
Главнейшие этапы развития
физиологии растений; Основные
направления современной
физиологии растений. Современные
методы и анализы физиологического
состояния растения. Проницаемость
протоплазмы и осмотические
свойства клетки протоплазмы, и
осмотические свойства клетки;
Поглощение и выделение веществ
клеткой. Мембранные системы
клетки и их проницаемость для
различных веществ; Теории
проницаемости. Теории осмоса;
Зависимость между осмотическим
давлением, тургорным давлением и
сосущей силой клетки; значение
осмотических явлений в жизни
клетки и целого растительного
организма.
4
Свойства и механизм действия
ферментов; кинетика ферментных
реакций;
Специфичность и обратимость действия
ферментов, зависимость их активности
от температуры и реакций среды;
активаторы и ингибиторы ферментов;
классификация ферментов.
Физико-химическая сущность
фотосинтеза. Лист как орган
фотосинтеза. Строение и химический
состав хлоропластов; пигментные
системы хлоропластов, их структура и
функции. Работы К.А. Тимирязева к
4
7
6
Наименование
раздела учебной
дисциплины
(модуля)
4. Дыхание и его
биологическая
роль в жизни
растений.
5.
Минеральное
питание
растений.
Всего
часов
Содержание раздела
фотосинтезу. Циклическое и
нециклическое фотофосфорилизование.
Фотоокисление воды.
Восстановительный пентозофосфатный
цикл (цикл Кальвина); особенности
фотосинтеза у С3 и С4 – растений;
фотосинтез по типу толстянковых (СМА
- метаболизм). Параметры оценки
фотосинтезов (фотосинтетический
потенциал, чистая продуктивность,
индекс листовой поверхности, КПД
фотосинтеза, биологическая и
хозяйственная продуктивность);
параметры оптимального посева;
использование показателей
фотосинтетической деятельности.
Общая характеристика дыхания;
Значение дыхания в жизни растений;
митохондрии, их строение, состав и
функции; дыхание аэробное и
анаэробное; теория генетической связи
дыхания и брожения. Гликолиз, его
регуляция и энергетика; аэробная фаза
дыхания. Цикл Кребса (ди- и
трикарбоновых кислот), его регуляция и
энергетика. Окислительное
фосфорилирование; баланс энергии при
дыхании; дыхательные коэффициенты,
зависимость их от субстратов;
регулирование дыхания при хранении
семян и сочной продукции.
М и определение
Выделение
физиологического состояния растений
разными методами. Необходимые
растению макро- и микроэлементы, их
усвояемые соединения и
физиологическая роль;
Принципы диагностики дефицита
питательных элементов. Ионный
8
4
4
Наименование
раздела учебной
дисциплины
(модуля)
Содержание раздела
транспорт в целом растении;
перемещение элементов по ксилеме и
флоэме; некорневое питание растений;
перераспределение и реутилизация
веществ в растении. Особенности
нитратного и аммонийного питания
растений; причины накопления нитратов
в растениях; минеральное питание в
фитоценозах и их круговорот в
экосистеме; физиологические основы
применения удобрений.
6 . Образование и
превращение веществ
в растениях.
Восстановление нитратов в растениях;
6
Образование аминокислот. Незаменимые
аминокислоты; биосинтез белков;
превращения аминокислот
(дезаминирование,
декарбоксилирование); превращение
азотистых веществ при прорастании
семян. Строение и свойства жиров;
жирные кислоты, входящие в состав
растительных масел; показатели,
характеризующие свойства и качество
растительных масел; биосинтез жиров.
Распад и окисление жиров. Химический
состав зерна при созревании; влияние
климатических факторов на химический
состав зерна злаков;
влияние удобрений на химический
состав зерна злаков. Химический состав
семян масличных культур; изменчивость
химического состава семян масличных
культур; влияние изменения условий
выращивания масличных культур на
химический состав их семян.
Химический состав зерна зернобобовых
культур;
изменение качества урожая
зернобобовых культур в зависимости от
географических условий и
агротехнических приемов;
9
Всего
часов
Наименование
раздела учебной
дисциплины
(модуля)
7. Водный
режим
растений
8. Рост и
развитие
растений
9. Приспособле
ние и
устойчивость
растений.
Всего
часов
Содержание раздела
Состояние воды в биологических
объектах и ее значение в
жизнедеятельности растительного
организма;
термодинамические основы водообмена
растений; движение воды в системе
почва - растение - атмосфера по
градиенту водного потенциала;
Двигатели и путь водного потока в
целостном растении. Физиология
устьичных движений; зависимость
транспирации от условий среды; пути
снижения транспирации;
транспирационный коэффициент и
коэффициент водопотребления.
Физиологические показатели,
применяемые для установления необходимости полива; использование
параметров водообеспеченности при
программировании урожаев; влияние
избытка воды на растения. Полегание
растений и его причины.
Закономерности роста и развития
растений и формирование урожая.
Понятие об онтогенезе, росте и
развитии растений. Фитогормоны
как факторы, регулирующие рост и
развитие целостного растения.
Локализация роста у высших
растений. Зависимость роста от
экологических факторов. Покой
растений, его прерывание и
продление. Движение растений.
Оценка физиологического состояния,
адаптационный потенциал. Определение
факторов улучшения роста, развития и
качества продукции.
Холодоустойчивость растений.
10
4
2
6
Наименование
раздела учебной
дисциплины
(модуля)
Содержание раздела
Всего
часов
Физиолого-биологические изменения;
теплолюбивых растений при
положительных температурах;
морозоустойчивость растений.
Способы повышения зимостойкости
растений. Определение
морозоустойчивости озимых злаков.
Определение жизнеспособности озимых
зерновых культур в зимний период
методом монолитов. Определение
состояния озимых зерновых культур по
отрастанию воде;
Изменение в обмене веществ, росте и
развитии растений при действии максимальных температур. Способы
повышения жароустойчивости растений;
Засухоустойчивость растений.
Совместное действие недостатка влаги и
высокой температуры на растение.
Физиологически особенности
засухоустойчивых сельскохозяйственных
растений. Современное состояние
физиологии солеустойчивости растений;
влияние засоления на растения,
механизм толерантности; типы
галофитов; .
Солеустойчивость культурных растений;
Диагностика солеустойчивости растений.
Всего:
38
11
6.2. Перечень лабораторных работ
Наименование раздела учебной Наименование практических
дисциплины (модуля)
лабораторных работ
1. Физиология
и
биохимия Определение
осмотического
растительной клетки
давления методом плазмолиза
определение
сосущей
силы
методом струек (по Шардакову)
и методом полосок.
2. Ферменты
как Получение шкалы гидролиза
биокатализаторы клеток.
крахмала
амилазой
при
различных температурах.
3. Фотосинтез,
общая Химические свойства пигментов
характеристика и значение листа. Оптические свойства
фотосинтеза в природе
пигментов.
Определение
интенсивности фотосинтеза по
поглощению
СО 2 в токе
воздуха.
4. Дыхание растений и его Определение
активности
биологическая роль в жизни каталазы
газометрическим
растений.
путем.
Определение
интенсивности дыхания сухих и
проросших семян. Определение
интенсивности дыхания семян в
закрытом сосуде при различных
температурах.
Определение
интенсивности семян в токе
воздуха.
5. Минеральное
питание Микрохимический анализ золы
растений.
растений. Антагонизм ионов.
Рост корней ячменя в растворе
чистой соли и смеси солей.
6. Образование и превращение Изучение действия инвертина на
веществ в растениях.
сахарозу. Липиды и их свойства.
Превращение
веществ
при
прорастании
семян.
Обнаружение запасных веществ
в
растительных
объектах.
12
Всего
часов
4
2
6
8
8
6
Наименование раздела учебной
дисциплины (модуля)
7. Водный режим растений
8. Рост и развитие растений.
9. Приспособление
устойчивость растений .
Наименование практических
лабораторных работ
Определение кислотного числа
жира.
Формы воды в растениях.
Определение
интенсивности
транспирации и относительной
транспирации
с
помощью
технических весов.
Наблюдение
периодичности
роста древесных побегов.
и Определение жароустойчивости
растений
(по
Мацкову).
Защитное действие сахарозы на
цитоплазму при отрицательных
температурах.
Определение
жизнеспособности
озимых
культур, окрашивание тканей.
Диагностика солеустойчивости
листьев
растений
по
интенсивности
разрушения
хлорофилла.
Всего:
Всего
часов
6
2
6
48
Перечень практических работ.
Наименование раздела учебной Наименование практических
дисциплины (модуля)
лабораторных работ
1. Водный режим растений
Определение
скорости
передвижения
воды
по
растению.
Изучение
интенсивности транспирации у
срезанных листьев при помощи
торсионных весов (по Иванову).
2. Рост и развитие растений.
Наблюдение за развитием злаков
по
морфологическим
изменениям в точках роста (по
Ф.М. Куперман).
Всего:
13
Всего
часов
2
2
4
6.3. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовой проект (работа), реферат учебным планом не предусмотрен.
№
№
п/п семестра
Наименование
раздела учебной
дисциплины (модуля)
Физиология и
биохимия растительной
клетки.
2.
Ферменты как
биологические
катализаторы клеток.
3.
Фотосинтез, общая
характеристика и
значение фотосинтеза в
природе.
1.
4
Дыхание растений и его
биологическая роль в
жизни растений
2.
Минеральное питание
растений.
3.
Образование и
превращение веществ в
растениях.
4.
Водный режим
растений
5.
Рост и развитие
растений.
6.
Приспособление и
устойчивость растений.
ИТОГО часов в семестре:
1.
3
14
Виды СРС
Подготовка к
устному опросу
Подготовка к
устному опросу
Всего
часов
Коды
формируемых
компетенций
6.4. Самостоятельная работа студента
10
ОК-8
ПК – 3
8
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
реферату.
ОК-8
ПК – 3
12
Подготовка к
устному опросу
10
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
устному опросу
10
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
коллоквиуму.
10
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
устному опросу
10
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
устному опросу
10
ОК-8
ПК – 3
Подготовка к
устному опросу
10
ОК-8
ПК – 3
90
Вид занятия
(лекционное,
практическое,
лабораторное)
Лекция
Лекция
Лекция
Лекция
Лекция
Лабораторные
занятия
Тема занятия
Физиология
растительной
клетки.
Ферменты как
биологически
е
катализаторы
клеток.
Фотосинтез,
общая
характеристик
а и значение
фотосинтеза в
природе.
Дыхание
растений и его
биологическая
роль в жизни
растений
Минеральное
питание
растений.
Изучение
действия
инвертина на
сахарозу.
Липиды и их
свойства.
Превращение
веществ при
прорастании
Интерактивная
форма
Интерактивная
лекция.
Объем, ауд.
часов/в том
числе в
интерактив
ной форме
2
Интерактивная
лекция.
Коды
формируемых
компетенций
6.5. Образовательные технологии
ОК-8
ПК – 3
ОК-8
ПК – 3
2
Круглый стол.
ОК-8
ПК – 3
4
Круглый стол.
ОК-8
ПК – 3
4
Дискуссия.
4
Обсуждение в
группах.
ОК-8
ПК – 3
2
15
ОК-8
ПК – 3
Лабораторные
занятия
Лабораторные
занятия
семян.
Обнаружение
запасных
веществ в
растительных
объектах.
Определение
кислотного
числа жира.
Формы воды в
растениях.
Определение
интенсивност
и
транспирации
и
относительно
й
транспирации
с помощью
технических
весов.
Определение
скорости
передвижения
воды по
растению.
Изучение
интенсивност
и
транспирации
у срезанных
листьев при
помощи
торзионных
весов (по
Иванову).
Наблюдение
периодичност
Обсуждение в
группах.
ОК-8
ПК – 3
4
Обсуждение в
группах.
16
4
ОК-8
ПК – 3
Лабораторные
занятия
и роста
древесных
побегов.
Наблюдение
за развитием
злаков по
морфологичес
ким
изменениям в
точках роста
(по Ф.М.
Куперман).
Определение Круглый стол
жароустойчив
ости растений
(по Мацкову).
Защитное
действие
сахарозы на
цитоплазму
при
отрицательны
х
температурах.
Определение
жизнеспособн
ости озимых
культур,
окрашивание
тканей.
Диагностика
солеустойчив
ости листьев
растений по
интенсивност
и разрушения
хлорофилла.
Всего:
ОК-8
ПК – 3
4
30
17
6.6.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и
учебно-методическое
обеспечение
самостоятельной
студентов.
Темы рефератов:
1. Химические компоненты клеточной мембраны.
2. Свойства и функции клеточных мембран.
3. Диффузия как один из механизмов транспорта веществ.
4. Раздражимость и ее законы.
5. Механизмы передачи раздражения.
6. Структура и функции ДНК.
7. Структура и функции РНК.
8. Водный обмен клетки.
9. Поступление воды в корень.
10.Транспорт воды по растению.
11.Влияние внешних факторов на водный обмен растения.
12.Влияние внутренних факторов на водный обмен растения.
13.Кислотный метаболизм толстянковых (САМ-фотосинтез).
14.Влияние внешних факторов на фотосинтез.
15.Влияние внутренних факторов на фотосинтез.
16.Транспорт ассимилянтов в растении.
17.Фотосинтез и урожай.
18.Дыхание как саморегулируемый процесс.
19.Физиологическая роль элементов минерального питания.
20.Основные закономерности поглощения веществ.
21.Влияние внешних факторов на поглощение веществ.
22.Ассимиляция элементов минерального питания.
23.Круговорот элементов минерального питания в растении.
24.Общие закономерности роста и развития растений.
25.Покой растений.
18
работы
26.Получение и применения гормонов.
27.Зависимость роста то внешних факторов.
28.Трапизмы и настии.
29.Основные закономерности и этапы онтогенеза.
30.Влияние внешних условий на зацветание растений.
31.Развитие и созревание плодов и семян.
32.Старение и смерть растений.
33.Действие высоких температур и жароустойчивость растений.
34.Действие дефицита воды и засухоустойчивость.
35.Действие отрицательных температур и морозоустойчивость.
36.Действие повышенного содержания солей в почвах на растения.
37.Газоустойчивость растений.
Вопросы к коллоквиуму:
Физиология и биохимия растительной клетки.
1. Химический состав цитоплазмы растительной клетки. Коллоидные и
физико-химические свойства цитоплазмы.
2. Нуклеиновые кислоты, их структура. Функциональные структуры
нуклеиновых кислот.
3. Маркоэргические соединения (сахарофосфаты, АТФ, УДФ и др.), их
роль в метаболизме клетки.
4. Классификация ферментов. Ферменты класса гидролаз.
5. Осмотические явления в клетке и их значение в жизни растения.
6. Понятие об осмотическом давлении. Осмотическое давление разных
клеток и тканей растений.
Ферменты как биокатализаторы растительных клеток.
1.
Классификация ферментов. Ферменты класса гидролаз.
2.
Активаторы и ингибиторы ферментов.
3.
Биологическая природа ферментов.
4.
Факторы влияющие на активность ферментов.
19
5.
Механизм катализа химических реакций.
6.
Применение ферментов в сельскохозяйственной практике.
7.
Специфичность и обратимость действия ферментов.
8.
Характеристика класс оксидоредуктаз.
Фотосинтез.
1. Понятие об углеродном питании растений. Физиологическая
сущность углеродного питания.
2. Строение, химический состав и функциональное значение
хлоропластов.
3. Фотосинтетическое возбуждение хлорофилла. Фотосинтез как
окислительно-восстановительный процесс.
4. Роль света в процессе фотосинтеза. Спектры поглощения света
хлорофиллом и каротиноидами. Понятие о реакционных центрах.
5. Световая стадия фотосинтеза, фотолиз воды.
6. Темновая стадия фотосинтеза. Заслуга М. Кальвина.
7. Влияние внутренних и внешних факторов на фотосинтез.
8. Суточные и возрастные изменения фотосинтеза.
9. Фотосинтез и урожайность. Фотосинтез в посевах.
Дыхание растений.
1. Заслуги А. Н. Баха и В. И. Палладина в изучении химизма дыхания.
Современное учение о химизме дыхания.
2. Химизм аэробной фазы дыхания. Заслуга Г. Кребса.
3. Энергетика дыхания. Понятие о физиологической эффективности
дыхания.
4. Аэробная фаза дыхания, её суть. Роль воды в окислении пировиноградной
кислоты.
5. Анаэробное дыхание. Промежуточные и конечные продукты анаэробного
дыхания.
6. Дыхательный коэффициент для различных субстратов.
20
7. Значение дыхания для растений.
Минеральное питание растений.
1. Механизм поглощения питательных веществ корнями растений.
2. Физиологическая
роль фосфора, серы, кремния, признаки
недостаточности этих элементов в растении.
3. Физиологическая роль калия, кальция, магния, железа, симптомы
«голодания» при недостатке в растениях этих элементов.
4. Физиологическая роль микроэлементов марганца, молибдена,
кобальта, признаки недостаточности этих элементов в растении.
5. Источники азота для растений, превращение азота в почве.
6. Нитратная и аммиачная формы азота, их поступление и
превращение в растениях.
7. Особенности азотного питания бобовых растений.
8. Физиологические нарушения при недостатке отдельных элементов
минерального питания.
9. Физиологические основы применения удобрений.
Образование и превращение веществ в растениях.
1. Углеводный обмен в растениях.
2. Биосинтез жиров.
3. Образование и превращение веществ в растениях при прорастании
семян.
4. Биосинтез белков растениях.
5. Показатели качества растительных масел.
Водный режим растений.
1. Поступление воды в растение. Верхние и нижние «двигатели» водного
потока.
2. Транспирация и её биологическое значение. Особенности верхнего
«двигателя» водного потока.
21
3. Интенсивность
транспирации.
транспирационный
Продуктивность
коэффициент.
Значение
транспирации,
этих
показателей
в
растениеводстве.
4. Причины движения устьичных клеток. Фотоактивная, гидроактивная и
гидропассивная реакции устьиц.
5. Понятие
об
относительной
транспирации.
Интенсивность
и
продуктивность транспирации, средние значение этих показателей.
6. Действие недостатка воды на растение.
Рост и развитие растений.
1. Понятие о росте и развитии. Принципы регуляции роста и развития.
2. Фитогормоны и их физиологическая роль.
3. Особенности действия фитогормонов на рост тканей и органов.
4. Применение ауксина и его синтетических аналогов.
5. Ингибиторы роста, их физиологическая роль и применение в
практике.
6. Яровизация, её суть и значение.
7. Теория циклического старения и омоложения растений.
8. Тропизмы, их природа. Виды тропизмов.
9. Физиологическая сущность покоя растений.
10. Глубокий покой у растений. Способы нарушения и продления
покоя растений.
Приспособление и устойчивость растений к неблагоприятным
внешним воздействиям.
1. Возможность
приспособления
растений
к
неблагоприятным
условиям (закаливание растений ).
2. Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений,
вызываемые действием пониженных температур.
22
3. Условия и причины вымерзания растений. Морозоустойчивость
растений.
4. Процессы, происходящие при замерзании растительных тканей.
Способы повышения морозоустойчивости.
5. Понятие
о
зимостойкости
растений.
Способы
повышения
зимостойкости.
6. Теория закаливания растений ( по И. И. Туманову ).
7. Полегание растений и его причины.
8. Изменение в обмене веществ растений при действии максимальных
температур. Жароустойчивость растений.
9. Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на
растение. Засухоустойчивость растений.
10. Пути повышения засухоустойчивости культурных растений.
11. Влияние засорения на растения.
12. Солеустойчивость культурных растений. Возможности повышения
солеустойчивости.
Вопросы для подготовки к зачету.
1. Основные морфологические компоненты клетки и их физиологическая
роль.
2. Основные химические компоненты клетки и их физиологическая роль.
3. Проницаемость протоплазмы. Явление колпачкового плазмолиза.
4. Осмотические свойства клетки, их роль в жизни растений.
5. Методы
определения
осмотического
давления
клетки.
Плазмолитический метод.
6. Величины осмотического давления у различных экологических групп
растений.
7. Сосущая сила клетки и методы ее определения.
8. Взаимосвязь осмотических явлений в клетке.
23
9. Использование осмотических явлений в качестве физиологических
критериев определения потребности растений в вегетационных
поливах в условиях орошения.
10. Общая характеристика и роль фотосинтеза в природе.
11. Роль пигментов растений в фотосинтезе.
12. Химические свойства пигментов.
13. Оптические свойства пигментов. Работы К.А. Тимирязева по
фотосинтезу.
14. Сущность световой фазы фотосинтеза.
15. Сущность темновой фазы фотосинтеза.
16. Методы учета фотосинтеза.
17.Основные величины фотосинтеза и их роль в формировании урожая.
18. Общая характеристика и роль дыхания в жизни растений.
19. Дыхательный коэффициент и его определение.
20. Зависимость дыхания и ее зависимость от температуры.
21. Методы определения дыхания растений.
22.Физиологическая эффективность дыхания.
23. Регулирование дыхания при хранении с.-х. продуктов.
24. Минеральный состав растений. Макро- и микроэлементы.
25. Антагонизм, синергизм аддитивность ионов.
26. Влияние исключения элементов из питательной смеси на растения.
27. Диагностика обеспеченности растений питательными элементами.
28. Биологическая роль воды в растениях.
29. Формы воды в растениях и их физиологическая роль.
30. Методы определения транспирации.
31. Величины транспирации и их определение.
32. Скорость передвижения
воды по растению и механизмы
обуславливающие.
24
ее
Экзаменационные вопросы.
1. Предмет, задачи и методы физиологии и биохимии растений.
2. Современные методы и анализы физиологического состояния растений.
3. Химический состав цитоплазмы растительной клетки. Коллоидные и
физико-химические свойства цитоплазмы.
4. Нуклеиновые кислоты, их структура. Функциональные структуры
нуклеиновых кислот.
5. Маркоэргические соединения (сахарофосфаты, АТФ, УДФ и др.), их
роль в метаболизме клетки.
6. Классификация ферментов. Ферменты класса гидролаз.
7. Осмотические явления в клетке и их значение в жизни растения.
8. Понятие об осмотическом давлении. Осмотическое давление разных
клеток и тканей растений.
9. Поглощение воды растительной клеткой. Сосущая сила клетки, её
величина и физиологическое значение, понятие о водном потенциале
клетки.
10. Поступление воды в растение. Верхние и нижние «двигатели» водного
потока.
11. Транспирация и её биологическое значение. Особенности верхнего
«двигателя» водного потока.
12. Интенсивность
транспирации.
транспирационный
Продуктивность
коэффициент.
Значение
этих
транспирации,
показателей
в
растениеводстве.
13.Причины движения устьичных клеток. Фотоактивная, гидроактивная и
гидропассивная реакции устьиц.
14. Понятие
об
относительной
транспирации.
Интенсивность
и
продуктивность транспирации, средние значение этих показателей.
15. Действие недостатка воды на растение.
16. Водный баланс растения. Водный дефицит, его виды. Влияние
недостатка воды на фотосинтез и дыхание растений.
25
17.Способы физиологического контроля водообеспеченности растений.
Физиологические основы орошения.
18. Понятие об углеродном питании растений. Физиологическая сущность
углеродного питания.
19. Строение,
химический
состав
и
функциональное
значение
хлоропластов.
20. Фотосинтетическое
возбуждение
хлорофилла.
Фотосинтез
как
окислительно-восстановительный процесс.
21. Роль света в процессе фотосинтеза. Спектры поглощения света
хлорофиллом и каротиноидами. Понятие о реакционных центрах.
22. Световая стадия фотосинтеза, фотолиз воды.
23. Темновая стадия фотосинтеза. Заслуга М. Кальвина.
24.Влияние внутренних и внешних факторов на фотосинтез.
25. Суточные и возрастные изменения фотосинтеза.
26. Фотосинтез и урожайность. Фотосинтез в посевах.
27. Заслуги А. Н. Баха и В. И. Палладина в изучении химизма дыхания.
Современное учение о химизме дыхания.
28. Химизм аэробной фазы дыхания. Заслуга Г. Кребса.
29. Энергетика дыхания. Понятие о физиологической эффективности
дыхания.
30. Аэробная
фаза
дыхания,
её
суть.
Роль
воды
в
окислении
конечные
продукты
пировиноградной кислоты.
31. Анаэробное
дыхание.
Промежуточные
и
анаэробного дыхания.
32. При определении чистой продуктивности растений кукурузы получены
следующие данные: средняя масса сухого вещества растения в начале
опыта составила 47,6 г, а площадь листьев – 2500 см2. Через 10 дней
масса сухого вещества растения достигла 61,3 г, средняя площадь
листьев – 3480 см2. Рассчитать чистую продуктивность фотосинтеза
растений кукурузы.
26
33.Интенсивность дыхания прорастающих семян пшеницы определяли по
количеству выделенной углекислоты путём поглощения её раствором
барита с последующим титрованием соляной кислотой. В опытную
колбу налили 10 мл гидрата окиси бария, для исследования взяли
навеску семян в 5 г с влажностью 50 %. Опыт продолжался 2,5 часа. На
титрование барита перед опытом пошло 10,7 мл соляной кислоты, после
опыта – 3,9 мл Определить интенсивность дыхания прорастающих
семян пшеницы в мг. СО2 за 1 час на 1 г абсолютно сухих семян.
34. При определении дыхательного коэффициента в прорастающих
семенах двух культур получены следующие данные: 1)поглощено 2,7
мл кислорода, выделено 0,9 мл углекислого газа; 2)поглощено 2,3 мл
кислорода, выделено 1,9 мл углекислого газа. Определить в каком
случае были семена пшеницы и семена подсолнечника. Объяснить,
почему именно так.
35.При уборке масса сухого вещества растений составила 740г. За время
вегетации
они
израсходовали
407,5
кг
воды.
Рассчитать
транспирационный коэффициент и продуктивность транспирации.
36. Рассчитать сколько центнеров воды израсходует на транспирацию
посев пшеницы площадью 10 га при урожае зерна в 20 ц с 1 га ( в
расчёте на сухое вещество). Соотношение зерна и соломы – 1:1,1,
транспирационный коэффициент 450.
37. Растения
ячменя
израсходовали
за
вегетацию
520
ц
воды.
Транспирационный коэффициент 570; соотношение зерна и соломы
1:0,7. Каков может быть урожай зерна с этих растений?
38.Механизм поглощения питательных веществ корнями растений.
39.Физиологическая
роль
фосфора,
серы,
кремния,
признаки
недостаточности этих элементов в растении.
40. Физиологическая
роль калия, кальция, магния, железа, симптомы
«голодания» при недостатке в растениях этих элементов.
27
41. Физиологическая роль микроэлементов марганца, молибдена, кобальта,
признаки недостаточности этих элементов в растении.
42. Источники азота для растений, превращение азота в почве.
43. Нитратная и аммиачная формы азота, их поступление и превращение в
растениях.
44. Особенности азотного питания бобовых растений.
45. Физиологические нарушения при недостатке отдельных элементов
минерального питания.
46. Физиологические основы применения удобрений.
47. Транспортные и запасные формы углеводов.
48. Транспортные формы азота в растении. Накопление белков в зерновке
злаковых культур в процессе созревания.
49. Качество растительных масел в зависимости от факторов внешней
среды. Превращение веществ при созревании семян масличных
культур.
50. Биохимическая роль витаминов в жизни растений.
51.Биохимическая роль веществ вторичного происхождения ( эфирных
масел, гликозидов, дубильных веществ, алкалоидов, сапонинов).
52. Понятие о росте и развитии. Принципы регуляции роста и развития.
53.Фитогормоны и их физиологическая роль.
54.Особенности действия фитогормонов на рост тканей и органов.
55. Применение ауксина и его синтетических аналогов.
56. Ингибиторы роста, их физиологическая роль и применение в практике.
57. Яровизация, её суть и значение.
58.Теория циклического старения и омоложения растений.
59. Тропизмы, их природа. Виды тропизмов.
60. Физиологическая сущность покоя растений.
61. Глубокий покой у растений. Способы нарушения и продления покоя
растений.
62.Особенности обмена веществ в прорастающих семенах.
28
63. Влияние внутренних и внешних условий на процесс прорастания
семян.
64.Созревание сочных плодов. Особенности превращения в сочных
плодах.
65. Созревание клубнеплодов и корнеплодов.
66. Послеуборочное дозревание плодов, суть биохимических превращений.
67. Физиология накопления белков и запасных углеводов в зерне злаковых
культур.
68. Ритмичность и периодичность жизнедеятельности растений.
69. Возможность приспособления растений к неблагоприятным условиям
(закаливание растений ).
70. Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений,
вызываемые действием пониженных температур.
71.Условия и причины вымерзания растений. Морозоустойчивость
растений.
72. Процессы, происходящие при замерзании растительных тканей.
Способы повышения морозоустойчивости.
73. Понятие
о
зимостойкости
растений.
Способы
повышения
зимостойкости.
74. Теория закаливания растений ( по И. И. Туманову ).
75. Полегание растений и его причины.
76. Изменение в обмене веществ растений при действии максимальных
температур. Жароустойчивость растений.
77. Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на
растение. Засухоустойчивость растений.
78. Пути повышения засухоустойчивости культурных растений.
79. Влияние засорения на растения.
80. Солеустойчивость культурных растений. Возможности повышения
солеустойчивости
29
6.7. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
№ контрольн. точки
Рейтинговая оценка знаний обучающихся
3 семестр
Число баллов
Срок
сдачи,
№ недели
Виды контроля
Опрос
по
теме:
«Физиология
растительной клетки». Определение
сосущей силы в растительных тканях.
2.
Опрос по теме: «Ферменты как
биокатализаторы клеток».
3.
Опрос по теме: «Фотосинтез».
Обсуждение
результатов
лабораторной работы.
4.
Опрос по теме: «Дыхание растений».
Методы учета дыхания растений.
Сумма баллов за семестр
Посещение лекций
Активность работы на занятиях
Поощрительные баллы
1.
Доклад по дисциплине
2.
Реферат
Итого:
1.
30
min
max
4
0
15
9
0
15
13
0
15
17
0
15
0
60
0
15
0
15
10
0
До 2 баллов
До 3 баллов
0
100
№ контрольн. точки
4 семестр
Число баллов
Срок
сдачи,
№ недели
Виды контроля
min
max
1. ___________________________________________________________________
Опрос по теме: «Минеральное 3
0
15
питание
растений».
Закладка
вегетационного опыта.
2. ___________________________________________________________________
Опрос по теме: «Образование и 7
0
15
превращение веществ в растениях».
3. ___________________________________________________________________
Выдача задания по теме : «Водный 12
0
15
режим растений» для подготовки
реферата.
4. ___________________________________________________________________
Опрос по теме: «Рост и развитие 16
0
15
растений».
5. ___________________________________________________________________
Обсуждение результатов опыта по 20
0
15
теме:
«Приспособление
и
устойчивость растений».
Сумма баллов за семестр
0
75
Посещение лекций
0
10
Активность работы на занятиях
0
10
Поощрительные баллы
0
5
6.______________________________________________________________________
Доклад по дисциплине
До 2 баллов
7.______________________________________________________________________
Реферат
До 3 баллов
Итого:
0
100
31
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
(модуля)
а) основная литература:
1. ЭБС
«Университетская
библиотека
ONLINE»:
Кузнецов
В.В.,
Дмитриева Г.А., Физиология растений: учебник – М.: Абрис, 2012. –
784 с.
2. ЭБС «Лань»: Дымина Е.В. Практические занятия по физиологии и
биохимии растений: учеб. Пособие/ Е.В. Дымина, И.И. Баяндина;
Новосиб. Гос. Аграрный университет – Новосибирск, 2010. – 136 с.
3. ЭБС «Университетская библиотека ONLINE»: Веретенников А.В.
Физиология растений: учебник для студентов вузов: - 3-е издание – М.:
«Академический проект», 2006. – 480 с.
4. Физиология растений: учеб. Для студ. вузов. / Н.Д. Алехина, Ю.В.
Балнокин и др.,
под ред. И.П. Ермакова – М.:
Издат. Центр
«Академия», 2007. – 640 с.
б) дополнительная литература:
1. Асалиев А.И., А.А. Беловолова. Физиология и биохимия растений.
Ставрополь, «АГРУС» - 2006 г. – 136 с. (Гр УМО) .
2. Физиология и биохимия с.х. растений: Учеб. для студ.вузов по агр.
спец. (Под ред. Н.Н. Третьякова – М.: Колос, 2000.- 640 с.-(учеб. пособ.
Для студ.вузов).
3. Биохимия. Учебник для вузов. / Под ред. В.Г. Щербакова – СПб.:
ГИОРД, 2003.-440 с.
4. Физиология растений (периодическое издание).
5. Физиология
и
биохимия
культурных
растений
(периодическое
издание).
Список литературы верен:
Директор НБ _________________________________ Обновленская М.В.
32
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
8.1. Требования к аудиториям (помещениям, местам) для проведения
занятий:
Стандартно оборудованные лекционные аудитории для проведения
интерактивных лекций: видеопроектор, экран настенный, др. оборудование
или компьютерный класс.
8.2. Требования к оборудованию рабочих мест преподавателя и
обучающихся:
Видеопроектор, ноутбук, переносной экран. В компьютерном классе должны
быть установлены средства MS Office __: Word, Excel, PowerPoint и др.
8.3. Требования к специализированному оборудованию:
Технологическое
оборудование
–
использование
агрохимического анализа, аналитические и
торсионные весы, термостат,
спектрофотометр, мультимедийные средства, и др.
33
лаборатории
Программа составлена в соответствии с требованиями
государственного
110400.62
образовательного
Агрономия
и
стандарта
ВПО
по
Федерального
направлению
учебного плана по профилю подготовки:
«Агрономия», «Защита растений» и «Плодоовощеводство»
Автор: Беловолова Алла Анатольевна доцент, канд. с.-х. наук,
Рецензенты: Войсковой А.И., д. с. – х. наук, профессор,
Романенко Е.С. к. с.-х. наук, доцент.
Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры протокол №___
от
“___ “ ________ 2011 г. и признана соответствующей требованиям ФГОС и
учебного плана по направлению 110400.62- Агрономия.
Зав. Кафедрой агрохимии
и физиологии растений, профессор
А.Н. Есаулко
Рабочая программа рассмотрена на заседании учебно-методической
комиссии агрономического факультета протокол № ___ от « ____»
__________________ 2011 г. и признана соответствующей требованиям
ФГОС и учебного плана по направлению 110400.62 - Агрономия.
34
Аннотация рабочей программы учебной дисциплины
«Физиология и биохимия растений»
по подготовке бакалавра по направлению
110400.62
Агрономия
шифр
направление подготовки
«Агрономия» . «Защита растений» и
«Плодоовощеводства»
профиль(и) подготовки
Общая трудоемкость изучения дисциплины составляет 6 ЗЕТ, 216 часов.
Программой дисциплины
предусмотрены следующие
виды занятий:
Лекции – 38ч., практические занятия – 4 ч.,
лабораторные – 48 ч., самостоятельная работа –
90 ч., экзамен – 36 ч.
Цель изучения
дисциплины
- формировать систему знаний о процессах
жизнедеятельности и функции растительного
организма на всем протяжении его онтогенеза
при изменяющихся условиях внешней среды.
- формировать представление о функциях и
функциональных
системах
растений,
обеспечивающих
реализацию
генетической
программы роста и развития.
-
иметь
представление
о
функциях
автотрофного растения, которые объединяют
процессы превращения веществ, превращения
энергии, изменения формы, управления и
информации растительных организмов.
Место дисциплины в
структуре ООП
Учебная
35
дисциплина
(модуль)
Б.3.Б.2.
«Физиология и биохимия растений» является
дисциплиной
базовой
профессионального
цикла
части
Федерального
образовательного государственного стандарта
высшего профессионального образования.
Компетенция,
формируемая в результате
освоения дисциплины
а) общекультурных (ОК):
сознавать
-
социальную
значимость
своей будущей профессии, обладать высокой
мотивацией к выполнению профессиональной
деятельности (ОК-8)
б) профессиональных (ПК):
иметь базовые представления об основных
теоретических и прикладных направлениях
агрономии.
- обладать способностью, распознавать по
морфологическим
признакам
наиболее
распространенные в регионах дикорастущие
растения и сельскохозяйственные культуры,
оценивать
их
физиологическое
адаптационный
потенциал
и
состояние,
определять
факторы улучшения роста, развития и качества
продукции (ПК – 3).
Знания, умения и навыки,
получаемые в процессе
изучения дисциплины
Знания:
жизненные
морфология
и
процессы
систематика
растений,
растений,
закономерности распределения растительных
сообществ, определения понятий: вещество,
химическая формула, относительная атомная
36
масса, относительная молекулярная масса,
валентность, оксиды, кислоты, основания,
соли,
амфотерность,
индикатор,
периодический закон, периодическая система,
периодическая таблица, изотопы, химическая
связь,
степень
окисления,
электролит;
химическая реакция.
Умения: разработка приемов управления
обменом
веществ,
фенологические
наблюдения в природе, описывать и различать
изученные
классы
неорганических
соединений, простые и сложные вещества,
химические
реакции;·
классифицировать
изученные объекты и явления;· наблюдать
демонстрируемые
и
проводимые
химические
опыты,
самостоятельно
реакции,
протекающие в природе и в быту, делать
выводы и умозаключения из наблюдений,
изученных
химических
закономерностей,
прогнозировать свойства неизученных веществ
по
аналогии
со
структурировать
свойствами
изученный
изученных,
материал
и
химическую информацию, полученную из
других источников.
Навыки: управление ходом роста и
развития,
качеством,
формированием
описывать
урожая
и
его
самостоятельно
проведенные наблюдения, используя для этого
естественный (русский, родной) язык и язык
химии
37
Для успешного освоения дисциплины должны
быть сформирована(ны) компетенция(и) на
повышенном уровне.
Краткая характеристика
учебной дисциплины
(основные блоки и темы)
Форма итогового
контроля знаний
Тема 1.Физиология и биохимия растительной
клетки .
Тема 2. Ферменты как биологические
катализаторы клеток.
Тема 3. Фотосинтез, общая характеристика и
значение фотосинтеза в природе.
Тема 4. Дыхание растений и его
биологическая роль в жизни растений.
Тема 5. Минеральное питание растений.
Тема 6. Образование и превращение веществ в
растениях.
Тема 7. Водный режим растений
Тема 8. Рост и развитие растений
Тема 9. Приспособление и устойчивость
растений.
Зачет,
Экзамен
Автор А.А. Беловолова, доцент кафедры агрохимии и физиологии растений.
38