Document 2383868

I. Аннотация
Предмет «Физиология растений» относится к числу фундаментальных
биологических дисциплин.
Изучение физиологии растений в настоящее время приобретает все большее
теоретическое и практическое значение в связи с огромными успехами
молекулярной биологии, генетики и других наук. Использование в
физиологии растений современных достижений – это та база в понимании
жизни растений, в формировании целостного естественнонаучного
мировоззрения, представления, которая подчеркивает своеобразие
растительного организма, его общие закономерности в организации всего
живого, а также связь с окружающей средой.
Изучение дисциплины позволит расширить научный кругозор студентов,
способствовать их развитию как самостоятельных специалистов и получить
знания, необходимые для проведения исследований на современном научнометодическом уровне.
1. Цель и задачи дисциплины
Цель курса – дать студентам современные представления о природе
основных физиолого-биохимических процессах зеленого растения,
механизмах их регулирования на разных уровнях организации растительного
организма и основных закономерностях взаимоотношений этого организма с
внешней средой.
Задачи курса - представить основные сведения о физиолого-биохимических
процессах, происходящих на разных уровнях организации растительного
организма; дать современные представления по основным направлениям
физиологии растений – растительной клетки, фотосинтезу, дыханию и
водному обмену.
2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина входит в базовую часть ООП «Биология» Б.1.Б.2.14 в модуль
«Дисциплины, формирующие общепрофессиональные компетенции».
Дисциплина изучается в пятом семестре.
Программа включает ряд разделов, которые содержат представления о
механизмах главных физиологических функций зеленого растения. Анализ
функций дается в эволюционном аспекте. Значительное место отводится
характеристике
процесса
фотосинтеза,
составляющего
основу,
энергетического обмена растения. Рассматриваются общие принципы
организации и механизмы действия регуляторных систем в клетке и в целом
организме. Большое внимание уделяется экологическим проблемам
физиологии.
Учебная дисциплина «Физиология растений» непосредственно связана с
дисциплинами «Анатомия и морфология растений», «Систематика высших и
низших растений», «Микробиология», «Органическая и неорганическая
химия», «Почвоведение» и др.
3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов.
4. Планируемые результаты обучения по дисциплине:
Формируемые
компетенции
ОПК-3
способность
понимать базовые
представления о
разнообразии
биологических
объектов, значение
биоразнообразия
для устойчивости
биосферы,
способностью
использовать
методы
наблюдения,
описания,
идентификации,
классификации,
культивирования
биологических
объектов
ОПК-4
способность
применять
принципы
структурной и
функциональной
организации
биологических
объектов и
владением знанием
механизмов
гомеостатической
регуляции;
владением
основными
физиологическими
методами анализа и
оценки состояния
живых систем
ОПК-5
способность
Требования к результатам обучения
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: особенности строения растительной клетки,
методы наблюдения, описания, идентификации и
классификации биологических объектов.
Уметь: использовать методы наблюдения, описания,
идентификации, классификации, культивирования
биологических объектов.
Владеть: базовыми представлениями о разнообразии
биологических объектов; методами наблюдения в
лабораторных условиях.
Знать: принципы структурной и функциональной
организации биологических объектов.
Уметь: применять основные физиологические методы
анализа и давать оценки состояния живых систем.
Владеть: навыками и методами прижизненного
наблюдения
за
растительными
объектами
с
соблюдением основных правил техники безопасности;
основными физиологическими методами анализа и
оценки состояния растений.
Знать: принципы клеточной организации растений
применять знание
принципов
клеточной
организации
биологических
объектов,
биофизических и
биохимических
основ, мембранных
процессов и
молекулярных
механизмов
жизнедеятельности
ОПК-6
способностью
применять
современные
экспериментальные
методы работы с
биологическими
объектами в
полевых и
лабораторных
условиях, навыки
работы с
современной
аппаратурой
Уметь: применять принципы клеточной организации
растений; находить, обрабатывать и критически
анализировать информацию из разных источников при
решении типовых задач по основным разделам
физиологии растений, применять ранее полученные
знания для объяснения результатов лабораторных
работ и полученных выводов.
Владеть:
биофизическими
и
биохимическими
основами, мембранных процессов и молекулярных
механизмов жизнедеятельности растений.
Знать: современные экспериментальные методы
работы с биологическими объектами в полевых и
лабораторных условиях.
Уметь: выполнять лабораторные исследования с
использованием требуемого оборудования, правильно
эксплуатировать аппаратуру и оборудование, определять
основные параметры.
Владеть: экспериментальными методами работы с
растениями для изучения их физиологии.
5. Образовательные технологии
В лекционном курсе применяются технические средства обучения для
чтения мультимедийных лекций, демонстрация фильмов и презентаций,
наглядные материалы в виде таблиц, рисунков, схем и живой растительный
материал. Для изучения физиологии растений, подготовки к зачетным
мероприятиям, в самостоятельной работе студенты используют учебники,
которые перечислены в разделе «основная литература» и новые электронные
издания. Для более углубленной подготовки студентам предлагается список
дополнительной литературы.
Теоретические положения лекционного курса развиваются и закрепляются на
лабораторных занятиях, при выполнении которых студенты приобретают
навыки анализа процессов, происходящих в отдельных анатомоморфологических структурах растения.
В процессе изучения курса, применяя активные методы обучения,
студенты проходят лабораторный практикум, задачи которого включают
элементы исследовательской работы. Выполнение этих лабораторных работ
способствует развитию навыков научного поиска, решения задач с
неизвестными составными, использованию разнообразных объектов
(растительного материала) для ответа на поставленную задачу, а также
способствует формированию научного мышления и оформительской научной
дисциплины.
В комплексе учебных и учебно-методических материалов, а также для
организации самостоятельной работы студентов по курсу, выпускаются
«Рабочие тетради по физиологии растений»: ч. 1. «Физиология растительной
клетки», ч. 2 «Фотосинтез», ч. 3 «Водообмен растений», где для каждой
лабораторной работы, дается краткое теоретическое введение по тематике,
ход ее выполнения. В конце тетради приводятся вопросы для
самостоятельной деятельности, зачетные вопросы. На каждое занятие
распечатываются меры по технике безопасности для данной работы.
Эффективность самостоятельной работы студентов проверяются в ходе
текущего и итогового контроля знаний в форме устного опроса,
коллоквиумов, тестового компьютерного контроля по темам и разделам
курса. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала
используется накопительная рейтинговая система.
6. Форма промежуточного контроля – зачет
7. Язык преподавания русский.
II. Структура дисциплины
1. Структура дисциплины для студентов очной формы обучения:
Учебная
программа –
наименование
разделов и тем
Физиология
растительной
клетки
Фотосинтез
Водный режим
растений и
транспорт
веществ
ИТОГО
Контактная работа (час.)
Всего
(час.)
Лекции
Лабораторные
работы
Самостоятельн
ая работа (час.)
24
2
16
6
36
16
8
12
48
18
12
18
108
36
36
36
ВВЕДЕНИЕ
Физиология растений - наука о функциях растительных организмов.
Физико-химический, экологический и эволюционный аспекты физиологии
растений. Предмет физиологии растений. Связь физиологии растений с
другими биологическими науками - биохимией, биофизикой, молекулярной
биологией, генетикой и др. Специфика задач физиологических исследований.
Сочетание различных уровней исследования (субклеточный, клеточный,
организменный, уровень биоценоза) как необходимое условие прогресса
фитофизиологии. Объект физиологии растений - организмы (эукариоты),
осуществляющие фотоавтотрофный образ жизни. Космическая роль зеленого
растения. Этапы развития физиологии растений, их связь с общим
развитием растениеводства и новых отраслей биотехнологии.
ТЕМА 1. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Клетка как организм и как элементарная структура многоклеточного
организма зеленого растения. Специфические особенности растительной,
грибной и животной клеток.
Структурная организация клетки - основа ее биохимической активности и
функционирования как целостной живой системы. Черты эволюции
клеточной организации на примере сравнения прокариотной и эукариотной
клеток. Основные, структурные элементы эукариотной клетки. Ядро.
Принципы
его
организации
и
функционирования.
Ядерноцитоплазматические взаимодействия. Рибосомы. Пластиды. Митохондрии.
Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи. Вакуоль. Пероксисомы,
глиоксисомы. Олеосомы. Цитоскелет. Клеточная оболочка (структура и
функции клеточной стенки, строение и синтез микрофибрилл целлюлозы,
строение и функции гемицеллюлоз, строение и функции пектинов).
Мембранный принцип организации поверхности протоплазмы и
органоидов клетки. Структура и свойства биологических мембран:
проницаемость и система активного транспорта. Основные функции
мембран.
Физико-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость,
эластические свойства, раздражимость, движение цитоплазмы и органоидов
и т.д.). Их физиологическое значение и роль во взаимодействии растения с
внешней средой.
ТЕМА 2. ФОТОСИНТЕЗ
Сущность и значение фотосинтеза. История развития учения о
фотосинтезе. Историческое значение работ К.А. Тимирязева. Общее
уравнение фотосинтеза, его компоненты. Роль фотосинтеза в процессах
энергетического и пластического обмена растительного организма.
Фотосинтез как процесс трансформации энергии света в энергию химических
связей.
Фотосинтетический аппарат растения
Структурная организация фотосинтетического аппарата. Строение
листа как органа фотосинтеза. Хлоропласты. Основные элементы структуры
хлоропластов - двойная мембрана, матрикс, тилакоиды, граны. Онтогенез
хлоропластов. Эволюция структуры фотосинтетического аппарата.
Пигменты хлоропластов
Пигментные системы фотосинтетических организмов. Хлорофиллы.
Химическая структура, спектральные свойства. Отдельные представители
группы хлорофиллов. Функции хлорофиллов. Основные этапы биосинтеза
молекулы хлорофилла.
Каротиноиды. Химическое строение, свойства. Спектры поглощения.
Функции в фотосинтезе.
Фикобилипротеины
(билихромопротеины,
фикобилины).
Распространение, химическое строение, спектральные свойства. Роль в
фотосинтезе.
Световые реакции фотосинтеза
Первичные процессы фотосинтеза. Поглощение света пигментами.
Электронно-возбужденные состояния пигментов (синглетное, триплетное).
Представление о фотосинтетической единице. Реакционные центры как
структурно-упорядочные образования пигментов и компонентов электронтранспортной цепи. Пигменты антенного комплекса и реакционного центра.
Преобразование энергии в реакционном центре.
Циклический и нециклический транспорт электронов. Электронтранспортная цепь фотосинтеза у высших растений. Представление о
совместном функционировании двух фотосистем, их характеристика,
функции. Реакции, связанные с выделением кислорода в фотосинтезе.
Фотофосфорилирование. История открытия. Развитие представлений о
механизме сопряжения окислительно-восстановительных реакций с синтезом
АТФ применительно к фотосинтезу. Характеристика основных типов
фотофосфорилирования.
Пути связывания углекислоты
Темновая стадия фотосинтеза. Природа первичного акцептора
углекислоты. Химизм реакций цикла Кальвина. Ключевые ферменты цикла.
Первичные продукты фотосинтеза, их природа.
Цикл Хэч-Слэка-Карпилова. САМ - тип метаболизма. Их экологическая
роль. Фотодыхание. Химизм, локализация в клетке, физиологическое
значение.
Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды. Современное
применение
Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от внешних условий и
состояния организма. Влияние на фотосинтез температуры, условий
освещения (интенсивности, спектрального состава света), содержания
углекислоты, условий минерального питания, водоснабжения, суточные и
сезонные ритмы фотосинтетических процессов. Компенсационная точка при
фотосинтезе и ее зависимость от особенностей организма.
Особенности фотосинтеза у растений разных экологических групп.
Культура растений в условиях искусственного освещения и при повышенных
концентрациях углекислого газа. Фотосинтез в условиях промышленной
фитотроники и в замкнутых экологических системах жизнеобеспечения.
Использование протококковых водорослей в биотехнологии. Фотосинтез и
общая продуктивность растительных организмов. Эволюция фотосинтеза.
ТЕМА 3. ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕИЙ И ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ
Значение воды в жизнедеятельности растений. Молекулярная структура воды
и физические свойства. Взаимодействие молекул воды и биополимеров,
гидратация. Состояние и фракционный состав внутриклеточной воды.
Свободная и связанная вода. Физиологическое значение отдельных фракций
воды в растении.
Водный баланс растения
Основные закономерности поглощения воды клеткой. Набухание
биоколлоидов, осмос-явления, лежащие в основе поступления воды в
растение. Термодинамические показатели водного режима растений:
активность воды, химический потенциал, водный потенциал. Градиент
водного потенциала как движущая сила поступления и передвижения воды в
клетках, тканях и целом растении. Сосущая сила как равность между
осмотическим потенциалом клеточного сока и тургорным противодавлением
оболочки. Сосущая сила и водный потенциал.
Механизм передвижения воды по растению. Пути ближнего и дальнего
транспорта. Движущие силы восходящего тока воды в растении. Верхний и
нижний концевые двигатели. Корневое давление, его механизм и значение в
жизни растений. Натяжение воды в сосудах; значение сил молекулярного
сцепления. Процессы когезии и адгезии.
Выделение воды растением. Гуттация, транспирация, физиологическое
значение этих процессов. Количественные показатели транспирации:
интенсивность, продуктивность, транспирационный коэффициент. Устьичная
и кутикулярная транспирация. Строение устьиц и механизмы их движений,
влияние света. Устьичное и внеустьичное регулирование транспирации.
Влияние внешних факторов на интенсивность транспирации (света,
температуры, влажности воздуха и почвы и др.). Суточный ход траспирации.
Экология водообмена растений
Особенности водообмена у растений разных экологических групп
(ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов) и пути адаптации на
влияние внешних факторов. Вклад отечественных и зарубежных
исследователей в развитие учения о водообмене.
Выделение веществ растениями
Способы секреции веществ у растительных организмов. Наружные
секреторные структуры. Железки и железистые волоски. Нектарники.
Солевые железки и волоски. Гидатоды. Внутренние секреторные структуры.
III. Фонды оценочных средств
1. Текущий контроль успеваемости
МЕТОДИЧСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме № 1 (по: Якушкина,
Бахтенко; 2005)
1.
Каковы структурные особенности растительной клетки? Чем клетки
животных отличаются от растительных клеток?
2.
Какие экспериментальные методы, появившиеся в ХХ в.,
способствовали расширению знаний о структуре и функциях клетки? Каковы
особенности этих методов?
3.
Охарактеризуйте главные компоненты, входящие в состав клеточной
оболочки, их химическую структуру, характер связей, возникающих между
ними.
4.
Как образуется клеточная оболочка? Каковы ее основные функции?
Объясните, что такое эластическая и пластическая растяжимость.
5.
Охарактеризуйте ультраструктуру и функции мембранных и не
мембранных органелл клетки.
6.
Отметьте особенности жидкостно-мозаичной структуры мембран.
Почему она имеет такое название? Как особенности структуры мембраны
связаны с выполняемыми функциями?
7.
Опишите физиологические процессы и структуру ядра.
8.
Как можно доказать роль ДНК как носителя наследственной
информации? Какие структурные особенности ДНК определяют ее роль?
9.
Какие главные различия в структуре и функциях ДНК и РНК? Какие
типы РНК вам известны?
10. Что такое трансгенные растения? Как их получают и какое значение
они имеют? 11. Дайте определение понятиям «диффузия» и «осмос». Чем
определяется направление диффузии? Что такое водный потенциал клетки?
Каковы его составляющие? 12. В каком состоянии клетки водный потенциал
равен: а) осмотическому потенциалу; б) нулю? 13. Допустим, что
осмотический потенциал клеточного сока равен – 15 бар. Рассчитайте, каков
будет водный потенциал и потенциал давления этой клетки: а) при
начинающемся плазмолизе; б) при полном тургоре. 14. Охарактеризуйте
этапы поступления ионов в клетку. Каково их значение? 15. Отметьте роль
транспортных белков и их типы. 16. Что такое симпорт и антипорт? 17. Что
является источником энергии для процессов активного транспорта? Какова в
этом роль транспортных АТФаз?
Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме № 2 (по: Якушкина,
Бахтенко; 2005) .
1.
Что такое гетеротрофный и автотрофный тип питания? Какие
источники энергии могут быть использованы для построения органического
вещества гетеротрофами и автотрофами?
2.
Каковы особенности поступления углекислого газа из атмосферы к
зеленым пластидам? Что способствует и что затрудняет этот процесс?
3.
В чем сходство и различие химического состава, структуры и
ультраструктуры митохондрий и хлоропластов? Что обозначают термины:
ламелы, тилакоиды, граны, строма? Как мембранная организация
хлоропластов связана с их функциями?
4. Назовите известные вам типы пластид. Какова их взаимосвязь?
5.
Как можно доказать, что существует цитоплазматическая пластидная
наследственность?
6.
Объясните, почему хлоропласты являются полуавтономными
органеллами. Выделите сходные черты в организации генетического
аппарата хлоропластов с бактериями и с эукариотами?
7. Что такое пигменты? Какова их физиологическая роль?
8. Химическое строение молекулы хлорофилла.
9. Этапы образования хлорофилла.
10. Что такое спектр поглощения и спектр действия? В чем значение работ
К.А. Тимирязева?
11. Какова физиологическая роль каротиноидов, фикобилинов? Что такое
хроматическая адаптация?
12. Какова зависимость использования энергии в разных лучах спектра?
Почему в процессе эволюции растение приобрело зеленый цвет?
13. Кратко охарактеризуйте основные этапы фотосинтеза. Какие
существуют доказательства, что фотосинтез включает световые и темновые
реакции?
14. Что такое светособирательный комплекс (ССК), где локализован, какие
пигменты в него входят? Каковы его функции и значение?
15. В чем состоит эффект «усиления» Эмерсона? Какой вывод следует из
него?
16.Фотосистемы один и два.
17.Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование.
18. Что определяет расположение отдельных переносчиков в
фотосинтетической электронтранспортной цепи? Какие переносчики в ней
участвуют?
19.
Какова роль марганца в фотохимических реакциях?
20. Цикл Кальвина. Назовите и охарактеризуйте основные фазы цикла
Кальвина.
21. Какой фермент называют Rubisco? В чем двойственность его функций?
22. С чем связано название путей превращения углерода в процессе
фотосинтеза: С3- и С4 – путь? Перечислите их различия.
23.
Цикл Хэтч-Слэка-Карпилова.
24.Что такое фотодыхание?
25.
Охарактеризуйте основные особенности САМ-пути
фотосинтеза.
26. Приведите примеры взаимного влияния внешних факторов на
интенсивность фотосинтеза.
27. Что такое компенсационная точка, как она меняется у светолюбивых и
теневыносливых растений?
28. От каких параметров фотосинтетического процесса зависит
продуктивность сельскохозяйственных растений?
Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме № 3 (по: Якушкина,
Бахтенко; 2005) .
1.
Какие особенности структуры молекул воды определяют ее физические
и химические свойства?
2.
Объясните,
почему
К.А.Тимирязев
называл
транспирацию
«необходимым физиологическим злом»?
3.
Почему устьица считаются одним из замечательных приспособлений
зеленого растения, выработанных в процессе эволюции?
4.
Каково соотношение количества воды, испаряемой через устьица и со
свободной водной поверхности той же площади? Чем это объясняется?
5.
Какие типы движения устьиц вам известны? Каков их механизм?
Каково значение АБК и ионов К+ в механизмах?.
6.
Какие выводы важно сделать об изменении интенсивности
транспирации в различных условиях среды, исходя из формулы Дальтона?
7.
Почему ветер усиливает транспирацию, а опушенность листьев
уменьшает транспирацию?
8.
Охарактеризуйте основные силы, вызывающие поступление воды в
клетки корня. В чем роль процессов метаболизма?
9.
Что такое плач растений? Каков механизм этого процесса?
10. Является ли транспирация абсолютно необходимой для поступления
воды? Как клетки корня получают воду, если транспирация минимальна?
11. Как свойства почвы влияют на поступление воды в клетки корня?
Какие силы препятствуют поступлению воды из почвы?
12. Объясните следующие термины: «полевая влагоемкость», «влажность
завядания», «мертвый запас». Почему вносимые удобрения при засухе могут
нанести вред растению?
13. Ближний и дальний транспорт воды.
14. Объясните сущность теории сцепления.
15. Каковы движущие силы водного тока? Охарактеризуйте разные точки
зрения.
16. Охарактеризуйте растения разных экологических групп по отношению
к воде.
Оценочные средства для проверки знаний
Тесты по теме № 1 (один или несколько правильных ответов):
1. У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют
а) митохондрии; б) хлоропласты; в) лизосомы; г) кольцевая ДНК
2. У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют
а) митохондрии; б) ЭПР; в) комплекс Гольджи; г) кольцевая ДНК
3. Вместо митохондрий и пластид у прокариот имеются
а) мезосомы; б) ЭПР; в) лизосомы; г) комплекс Гольджи
4. Вместо митохондрий и пластид у прокариот имеются
а) мезосомы; б) центриоли; в) лизосомы; г) комплекс Гольджи
5. В мембранах эукариот...
а) один слой липидов; б) два слоя липидов; в) три слоя липидов; г) четыре
слоя липидов
6. В живых клетках различают типы транспорта
а) один; б) два; в) три; г) четыре
7. В клетке осуществляют синтез белков – трансформацию матричной,
или информационной, РНК
а) митохондрии; б) рибосомы; в) лейкопласты; г) лизосомы
8. Органеллы клетки, обеспечивающие энергетические потребности
клеток
а) митохондрии; б) рибосомы; в) пероксисомы; г) лизосомы
9. …. многочисленны в клетках листьев, где они тесно связаны с
хлоропластами. В них окисляется синтезируемая в хлоропластах в ходе
фотосинтеза гликолевая кислота и образуется аминокислота глицин,
которая в митохондриях превращается в серин.
10. ......представляет собой систему каналов, пузырьков и цистерн,
ограниченную мембраной толщиной 5- 6 нм.
11. Распределить. В состав клеточной стенки входят А) структурные
компоненты, Б) компоненты матрикса стенки, В) инкрустирующие
компоненты и Г) вещества, откладывающиеся на поверхности стенки
а) кутин; б) воска; в) лигнин; г) суберин; д) гемицеллюлозы; е) пектин; ж)
белки; з) целлюлоза
12. …… придает клеткам механическую прочность, защищает их
содержимое от повреждений и избыточной потери воды, поддерживает
форму клеток и их размер, а также препятствует разрыву клеток в
гипотонической среде.
13. ……. является важной частью клетки, ее внутренней средой. Она
представляет собой сложную коллоидную систему, которая образована
белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, водой и другими
веществами.
14. Распределить. В состав клетки входят А) двумембранные органеллы, Б)
одномембранные органеллы и В) немембранные органеллы:
а) пластиды; б) митохондрии; в) клеточное ядро; г) рибосомы; д) клеточный
центр; е) ЭПР; ж) комплекс Гольджи; з) лизосомы; и) вакуоли; к)
центриоли; л) полисомы; м) микротрубочки и филаменты
15. Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит
путем...
а) осмоса; б) активного переноса; в) диффузии; г) градиента водного
потенциала
16. Формирование лизосом клетки происходит в...
а) рибосомах; б) ЭПР; в) комплексе Гольджи; г) митохондриях
17. Одна из важнейших функций лизосом...
а) синтез ферментов; б) переваривание отмерших клеток; в) синтез
гормонов; в) синтез АТФ
18. Где сосредоточен хлорофилл хлоропластов?
а) в гранах; б) в наружной мембране; в) в матриксе; г) в митохондриях
Тесты по теме № 2
(один или несколько правильных ответов)
1. В твердом виде «хлорофилл А» представляет собой
а) аморфное вещество сине-черного цвета б) жидкое вещество желтозеленого цвета в) аморфно-жидкое вещество оранжево-зеленого цвета г)
студенистое вещество фиолетового цвета
2. Хлорофиллы хорошо растворимы
а) в петролейном эфире; б) в воде ; в) в этиловом эфире; г) в бензоле
3. Хлорофиллы плохо растворимы
а) в петролейном эфире; б) в ацетоне; в) в этиловом спирте; г) в воде
4. Хлорофиллы нерастворимы
а) в хлороформе; б) в ацетоне; в) в воде; г) в петролейном эфире
5. Резко выраженные максимумы поглощения хлорофиллов лежат
а) в красной и зеленой частях спектра; б) в красной и синей частях спектра; в)
в красной и желтой частях спектра; г) в синей и оранжевой частях спектра
6. Замещение магния протонами при обработке хлорофилла кислотой
приводит к образованию
а) фикобилина; б) феофетина; в) ферредоксина; г) фикобилипротеина
7. Растворы хлорофиллов в полярных растворителях обладают
а) флуоресценцией; б) фосфоресценцией; в) синглетоценцией; г)
триплетоценцией
8. Поглощение молекулой хлорофилла кванта красного света приводит
а) к 1-ому синглетному электронвозбужденному состоянию б) к триплетному
электронвозбужденному состоянию в) ко 2-ому синглетному
электронвозбужденному состоянию г) к основному синглетному
электронвозбужденному состоянию
9. Максимальное содержание хлорофилла приурочено
а) к началу цветения; б) к началу плодоношения; в) к началу образования
первых плодов; г) к началу пожелтения листьев
10. По структуре фикобилины относятся
а) к группе желчных пигментов – билинов б) к группе желчных пигментов –
билирубинов в) к группе желчных пигментов – фикобилинов г) к группе
желчных пигментов - фитохромов
11. В своем составе фикобилины не содержат
а) атомов магния, или других металлов, а также фитола б) атомов азота,
других веществ, а также феофитина в) атомов магния, или других металлов, а
также фукоксантина г) атомов азота, других веществ, а также
фикоцианобилина
12. Явление хроматической комплексной адаптации предложено было
а) К.А. Тимирязевым; б) Р. Эмерсоном; в) В.Т. Энгельманом; г) К.Б. ван
Нилем
13. Каротиноиды – жирорастворимые пигменты
а) желтого, синего, красного цветов; б) желтого, оранжевого, красного
цветов; в) оранжевого, фиолетового, зеленого цветов; г) синего, желтого,
оранжевого цветов
14. Каротиноиды – группа соединений с формулами
а) С40 Н56; С40Н56О2 и С40Н56О4; С20Н24О4
б) С40 Н56; С40Н69О6 и С40Н56О4; С20Н24О4
в) С40 Н56; С40Н56О2 и С40Н60О4; С20Н24О4
г) С40 Н56; С40Н60О6 и С60Н56О4; С40Н56О4
15. Каротиноиды поглощают свет
а) в сине-фиолетовой и синей частях спектра; б) в желто-зеленой и
оранжевой частях спектра; в) в оранжево-красной и фиолетовой частях
спектра; г) в оранжево-красной и желтой частях спектра
16. Отличие каротиноидов от других пигментов
а) наличие на концах производных ионона; б) наличие на концах фитола и
лютеина; в) наличие на концах ацетил – СоА; г) наличие на концах кроцетина
17. Каротиноиды хорошо растворимы
а) в хлороформе; б) в ацетоне; в) в этаноле; г) в метаноле
18. Фикобилины поглощают лучи
а) в оранжевой и синей частях солнечного спектра; б) в красной и
фиолетовой частях солнечного спектра; в) в синей и красной частях
солнечного спектра; г) в зеленой и желтой частях солнечного спектра
19. Для каких растений характерны фикобилины
а) водорослей; б) мхов; в) лишайников; г) высших растений
20. Сколько молекул АТФ образуется при циклическом и
нециклическом фотофосфорилировании
а) 6 б) 5 в) 4 г) 3
21. Цикл Кальвина состоит из этапов
а) карбоксилирования, фазы окисления, фазы регенерации;
б) карбоксилирования, фазы восстановления, фазы фосфорилирования; в)
карбоксилирования, фазы роста, фазы восстановления; г) карбоксилирования,
фазы окисления, фазы восстановления
22. Самое сложное соединение в цикле Кальвина
а) эритрозо – 4- фосфат; б) седогептулозо-1,7- дифосфат; в) рибулозо- 1,5дифосфат; г) эритрозо – 4 –фосфат + фосфодиоксиацетон
23. Для каких растений характерен цикл Хетч-Слек-Карпилова
а) для суккулентов; б) для теплолюбивых растений; в) для водных растений;
г) для холодостойких растений
24. В гликолатном пути участвуют
а) двууглеродные соединения; б) трехуглеродные соединения; в)
четырехуглеродные соединения; г) пятиуглеродные соединения
25. Для какого цикла характерно накопление малата ночью
а) С 2 ; б) С3 ; в) С4 ; в) САМ
26. В какой органелле и чем в гликолатном пути возникающая перекись
водорода устраняется
а) сахарозой хлоропластов; б) каталазой пероксисомы; в) серином
митохондрии; г) глицином пероксисомы
27. Под компенсационной точкой понимается
а) та освещенность, при которой процессы фотосинтеза и минеральные
вещества уравновешивают друг друга; б) та освещенность, при которой
процессы фотосинтеза и дыхания уравновешивают друг друга; в) та
освещенность, при которой процессы роста и развития растений
уравновешивают друг друга; г) та освещенность, при которой процессы
фотосинтеза и водообмен уравновешивают друг друга
28. Выделяют пять аспектов космической и планетарной роли растений,
назовите их:
Тесты по теме № 3
(один или несколько правильных ответов)
1. Если клетка граничит с воздухом, то, теряя воду, она переходит в
состояние:
а) плазмолиза; б) циторриза; в) деплазмолиза; г) тургора
2. В состоянии полного насыщения клетки водой тургорное
давление:
а) больше осмотического; б) меньше осмотического; в) равно осмотическому;
г) равно сосущей силе
3. Что из перечисленного не является приспособлением для
сохранения влаги растением:
а) кутикула; б) кроющие волоски; в) погруженные устьица; г) пояски
Каспари
4. Наиболее интенсивно испарение влаги у большинства растений
идет при:
а) кутикулярной транспирации; б) устьичной транспирации; в)
перидермальной транспирации; г) гуттации
5. Вода находится в растениях в свободном и ………………. состоянии
6. Поступление воды в сухие семена происходит главным образом за
счет:
а) набухания биоколлоидов; б) осмотического давления; в) диффузии; г)
водного потенциала
7. Поднятие ксилемного раствора по сосудам ксилемы из корня в
надземные части обеспечивает ….
8. Выделение капельно-жидкой влаги на кончиках листьев:
а) транспирация; б) «плач»; в) пасока; г) гуттация
9. К пойкилогидрическим растениям не относятся:
а) бактерии; б) синезеленые водоросли; в) папоротники; г) лишайники
10.
К гомойогидрическим растениям относятся:
а) голосеменные; б) лишайники; в) цветковые; г) сине-зеленые водоросли
11.
Произрастают в условиях повышенной влажности и (или)
недостаточной освещенности:
а) мезофиты; б) ксерофиты; в) гидратофиты; г) гигрофиты
12.
Преобладают в местностях с жарким и сухим климатом:
а) мезофиты; б) ксерофиты; в) гидратофиты; г) гигрофиты
13.
Нижний концевой двигатель – это:
а) транспирация; б) сосущая сила; в) корневое давление; г) тургорное
давление
14.
Верхний концевой двигатель – это:
а) транспирация; б) сосущая сила; в) корневое давление; г) тургорное
давление
15. Поднятие воды вверх по стеблю обеспечивается:
а) транспирацией; б) когезией; в) адгезией; г) всеми этими явлениями
16. Движения устьиц регулируются:
а) светом; б) температурой; в) влажностью; г) всеми этими факторами
17. Вода в почве бывает:
а) капиллярная; б) гравитационная; в) пленочная; г) всех этих видов
18. Назовите гидролабильные растения:
а) злаки сухих степей; б) молочаи; в) лесные и луговые травы; г) лишайники
19. Химический потенциал чистой воды называют ………….
20. Механизм поднятия воды по растению вследствие развивающегося
корневого давления называют ………………
Оценочные средства для проверки умений
Вопросы и задачи по теме № 1 (Викторов Д.П. Практикум по физиологии
растений, изд-во Воронежского университета, 1993).
1. С помощью каких приемов можно отличить живую клетку от мертвой?
2. После выдерживания в течение 10 минут среза растительной ткани в
0,02%-ном растворе нейтрального красного вакуоли окрасились в малиновый
цвет, а клеточные стенки и цитоплазма остались бесцветными. Как объяснить
накопление красителя в клеточном соке?
3. Побег элодеи выдержан в течение 1 ч в растворе нейтрального красного,
после чего оторвали листья и рассмотрели на светлом фоне. Нижние
(взрослые) листья окрасились полностью, средние - частично, а у самого
молодого листа был окрашен только кончик. Как объяснить полученный
результат?
4. Листочки элодеи поместили в две чашки с раствором нейтрального
красного, добавив в одну чашку несколько капель раствора KNO3, а в другую
- Ca(NO3)2. В растворе, содержащем KNO3, клетки окрасились быстрее. Как
объяснить результат описанного опыта?
5. Какие особенности клетки придают ей свойства осмотической системы?
Чем отличается растительная клетка от осмометра?
6. У какого растения выше осмотическое давление клеточного сока: у
выросшего в тенистом влажном месте или у растущего в степи? Как
объяснить эти различия?
7. В клетках каких растений выше концентрация клеточного сока: у
растущих на солончаках или на незасоленных почвах? С чем это связано?
8. Чему равно осмотическое давление клеточного сока при 17 0 С, если
известно, что изотонический для данной клетки раствор сахарозы имеет
концентрацию 0,3 М?
9. Можно ли отнять воду от клетки после достижения ею состояния полного
завядания, т.е. полной потери тургора?
10. Клетка с осмотическим давлением клеточного сока 1 МПа погружена в
раствор KCl, осмотическое давление которого 2 МПа. Что произойдет с
клеткой?
11. Что занимает пространство между клеточной стенкой и цитоплазмой в
плазмолизированной клетке?
12. Что произойдет с плазмолизированными клетками после переноса их в
гипотонический раствор?
13. Чему равны сосущая сила и тургорное давление клетки: а) при полном
насыщении клетки водой, б) при плазмолизе?
14. Сосущая сила клетки равна 0,5 МПа. Чему равно тургорное давление этой
клетки, имеющей осмотическое давление 1,2 МПа?
15. Клетка погружена в дистиллированную воду. В каком случае клетка
будет всасывать воду, а в каком не будет?
16. Клетка погружена в гипотонический раствор. Осмотическое давление
клеточного сока составляет 1,0 МПа, наружного раствора - 0,7 МПа. Куда
будет перемещаться вода? (Разберите три возможных случая).
17. Кусочки одной и той же растительной ткани погружены в ряд растворов с
осмотическим давлением 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 МПа. Клетки этой ткани
перед погружением в растворы имели осмотическое давление 1,5 МПа и
тургорное давление 0,5 МПа. В каких растворах: а) клетки будут всасывать
воду, б) клетки будут отдавать воду, в) будет наблюдаться плазмолиз?
18. Диски, вырезанные из корнеплода свеклы, были погружены на 30 минут в
растворы сахарозы разной концентрации. Оказалось, что в 0,3 М растворе
диаметр диска не изменился, в 0,4 М растворе уменьшился, а в 0,2 М
увеличился. Как объяснить полученные результаты?
19. В 6 сосудов налиты растворы NaCl с концентрациями 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8
и 1,0 М. В эти растворы погрузили полоски, вырезанные из картофельного
клубня, длина которых равнялась 40 мм. Как объяснить полученные
результаты? Почему длина полосок оказалась одинаковой в трех последних
растворах?
20. Две живые клетки соприкасаются друг с другом. Куда будет
передвигаться вода, если у первой клетки осмотическое давление клеточного
сока равно 1,1 МПа, тургорное давление - 0,4 МПа, а у второй клетки
соответствующие показатели равны 1,5 и 1,2 МПа?
21. Две растительные клетки соприкасаются друг с другом. Куда пойдет
вода, если осмотическое давление первой клетки 1,0 МПа, а второй - 0,8
МПа? (Разберите три возможных случая).
Вопросы и задачи по теме №2 (Викторов, 1993).
1.
Почему экстрагирование с помощью 80-90%-ных водных растворов
спирта или ацетона приводит к полному обесцвечиванию листьев, тогда как
неполярные растворители (бензин, петролейный эфир) не могут извлечь весь
содержащийся в листьях хлорофилл?
2. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили вдвое больший объем
бензина, взболтали и дали отстояться. Какова будет окраска спиртового и
бензинового слоев? Как это объяснить?
3. С помощью какой реакции можно доказать, что хлорофилл является
сложным эфиром? Напишите уравнение этой реакции.
4. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили несколько капель 20%ного раствора КОН, прилили бензин, тщательно взболтали и дали отстояться.
Какова будет окраска спирта и бензина? Какие вещества будут растворены в
указанных растворителях?
5. С помощью какой реакции можно доказать, что в молекуле хлорофилла
содержится атом магния? Напишите уравнение этой реакции.
6.
К раствору феофитина добавили несколько кристаллов уксуснокислой
меди и нагрели до кипения. Как изменится при этом окраска раствора? Какая
реакция произойдет между феофитином и добавленным реактивом?
7.
Как объяснить разную окраску спиртовой вытяжки из зеленого листа
при рассмотрении ее в проходящем и отраженном свете?
8.
Почему очень концентрированные растворы хлорофилла имеют темнокрасный цвет?
9.
К спиртовому раствору хлорофилла добавили аскорбиновую кислоту и
метиловый красный, после чего выставили на яркий свет. Через 20 минут
красная окраска раствора сменилась зеленой вследствие восстановления
красителя. Какова роль хлорофилла в этой реакции?
10. Каков биологический смысл красной окраски глубоководных морских
водорослей?
11. Как объяснить хлороз яблони, выросшей на почве с высоким
содержанием извести?
12. Как доказать с помощью метода крахмальной пробы необходимость
света для фотосинтеза?
13. Как поставить опыт, доказывающий необходимость диоксида углерода
для фотосинтеза?
14. За 20 минут побег, площадь листьев которого равна 240 см2, поглотил
16 мг СО2 . Вычислить интенсивность фотосинтеза.
15. Сколько органического вещества выработает дерево за 15 минут, если
известно, что интенсивность фотосинтеза равна 20 мг/дм2ч, а площадь
листьев – 2,5 м2?
16. Два одинаковых листа в течение двух суток были закрыты
светонепроницаемыми чехлами, а затем освещены: первый лист красным, а
второй – желтым светом одинаковой интенсивности. У какого листа будет
более высокое содержание крахмала? С чем это связано?
17. Растение было освещено сначала зеленым, а затем синим светом той же
интенсивности. В каких лучах будет наблюдаться более быстрое поглощение
СО2 листьями? Почему?
18. Веточка элодеи была погружена в воду и освещена сначала красным, а
затем синим светом такой же интенсивности. В каких лучах будут быстрее
выделяться пузырьки О2? Как это объяснить?
19. В отличие от большинства растений у суккулентов устьица днем
закрыты, а ночью - открываются. Как протекает у них фотосинтез?
20. Компенсационная точка у теневыносливых растений составляет 0,5-1%
полного дневного освещения, а у светолюбивых 3-5%. Каковы причины
этого различия?
21. Как объяснить отмирание нижних ветвей деревьев в сомкнутом
насаждении? У какой породы ствол очищается от сучьев быстрее: у сосны
или у ели? Почему?
22. Что такое листовая мозаика? У каких растений обычно наблюдается
это явление – у светолюбивых или теневыносливых?
23. Профессор Л.А. Иванов приводит следующие данные: при слабом
освещении, составляющем 1% полного солнечного, листья клена поглотили
0,54 мг СО2, листья дуба выделили 0,12 мг СО2 за 1 час на 1 г сырой массы, а
у листьев ивы не наблюдалось ни поглощения, ни выделения СО2. Какие
выводы можно сделать на основании этого?
24. Как объяснить хорошее естественное возобновление (рост молодых
сеянцев) под пологом материнского древостоя липы, клена, вяза и полную
гибель подроста березы, дуба, осины?
25. Каковы причины гибели многих лесных трав (кислицы, недотроги,
майника) после вырубки леса?
26.
У многих растений нередко наблюдается выделение СО2 листьями в
полуденные часы летнего дня. Каковы причины этого явления?
26. По данным А.С. Оканенко в южных районах Украины более высокий
урожай дают сорта сахарной свеклы со светло-зелеными листьями, а в
Белоруссии и странах Прибалтике – с темно-зелеными. С чем это связано?
27. Как объяснить прекращение фотосинтеза у срезанного и поставленного в
воду листа при самых благоприятных внешних условиях?
28. Несмотря на то, что интенсивность фотосинтеза сосны примерно в 3 раза
меньше, чем березы (при одинаковых внешних условиях), прирост
органической массы этих пород при расчете на 1 га почти одинаков. Как это
объяснить?
29.
Интенсивность фотосинтеза овса в среднем в 2 раза выше, чем томатов
при тех же условиях, а урожай томатов с 1 га нередко бывает в 50 раз
больше. Каковы возможные причины этого несоответствия?
Вопросы и задачи по теме № 3 (Викторов, 1993).
1. Навески семян разных растений погрузили в воду. Через сутки
масса семян кукурузы увеличилась на 30%, подсолнечника - на 83%,
гороха - на 110%. Как объяснить полученные результаты?
2. Корни одинаковых сеянцев погружены в сосуды с растворами
безвредных солей. Как будет происходить всасывание воды сеянцами, если
осмотическое давление клеточного сока корневых волосков составляет 0,5
МПа, а осмотическое давление растворов 0,1; 0,3; 0,5 и 0,7 МПа?
3. Растение пересажено в почву. Осмотическое давление почвенного
раствора 0,2 МПа. В момент посадки осмотическое давление корневых
волосков равнялось 0,9 МПа, а тургорное давление - 0,8 МПа. Сможет ли это
растение жить на данной почве? Объясните.
4. Почему корни слабо поглощают воду их холодных почв?
5. Чем объясняется уменьшение интенсивности всасывания воды
корнями при затоплении почвы?
6. В металлическом сосуде с почвой вырастили растение. После того как
растение хорошо развилось, полив прекратили, а поверхность почвы
защитили от испарения. Когда у растения возникло устойчивое завядание,
из сосуда взяли пробу почвы 5,16 г и высушили при 100 градусах, после
чего масса пробы стала равна 4,80 г. Определить коэффициент завядания.
7. Почему К.А. Тимирязев называл транспирацию "неизбежным злом"?
8. Происходит ли транспирация при закрытых устьицах и у
безлистных побегов?
9. У одного из двух одинаковых листьев плюща смазали нижнюю
сторону тонким слоем вазелина, после чего определили интенсивность
транспирации, которая оказалась у обработанного листа в 10 раз меньше,чем
у контрольного. Сделайте вывод на основании описанных результатов.
10. Почему при увеличении тургора замыкающих клеток происходит
открывание устьичных щелей?
11. Концентрация ионов калия в замыкающих клетках устьиц возрастает
на свету в 4-5 раз. Какова причина этого явления?
12. Побег, взвешенный сразу после срезания, имел массу 10,26 г, а
через 3 минуты - 10,17 г. Площадь листьев побега равна 240 квадратным
см. Вычислить по приведенным данным интенсивность транспирации.
13. Чему равен транспирационный коэффициент деревьев, испаривших
за вегетационный период 2 т воды и накопивших за это время 10 кг
сухого вещества?
14. Транспирационный коэффициент равен 125 мл/г. Найти
продуктивность транспирации.
15. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний день при
достаточном количестве воды в почве и ликвидацию водного дефицита
ночью?
16. Растение было выдержано несколько часов в темноте, а затем
выставлено на прямой солнечный свет. Как изменится при этом
транспирация? Почему?
17. В одном из опытов Л.А. Иванова 20-летняя сосна была спилина 3
ноября, торец пня был тщательно смазан и закрыт клеенкой, после чего
периодически определяли влажность древесины пня, которая оказалась
равной: 3 ноября - 60,2, 5 ноября - 62,2, 9 ноября - 63,7%. Как объяснить
полученные результаты?
18. У некоторых растений незадолго перед дождем появляются капли
воды на кончиках листьев. Каковы причины этого явления?
19. Как может подниматься вода у деревьев на большую высоту?Объясните.
20. Назовите характерные черты растений по экологическим группам по
отношению к воде?
Оценочные средства для проверки владений
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ
ЗАНЯТИЙ
Тематический план лабораторных занятий отражен в рабочей учебной
программе. Работы выполняются по готовым практикумам, согласно плану.
Освоение курса «Физиология растений» предусматривает выполнение
18 лабораторных работ (по 2 часа в неделю). Выполнения лабораторных
работ является обязательным. Преподаватель оставляет за собой право
выбирать те или иные работы, выполнение которых он сочтет
целесообразным, в соответствии с техническими возможностями кафедры.
В практикумах или методичках (см. учебную рабочую программу) для
каждой работы приведены список материалов и оборудования (на одно
рабочее место), дается краткое теоретическое объяснение, описание порядка
и хода работы, указания, как оформить результаты работы (формы таблиц,
формулы для расчетов и т.п.).
Важная особенность практикумов и методических разработок (рабочие
тетради: см. выше) автора – отсутствие описания ожидаемых результатов и
готовых выводов. Такой метод развивает самостоятельность студентов и
способствует более прочному усвоению изучаемого материала.
После краткого объяснения выполнения работы, а также мер по техники
безопасности преподавателем, студенты, пользуясь пособиями, выполняют
определенную работу по рабочему плану. В начале каждого занятия
подгруппа обсуждает результаты предыдущей работы. По окончании каждой
темы проводятся контрольные мероприятия.
Примеры выполнения лабораторных работ отражены в методических
разработках по темам: «физиология растительной клетки»,
«фотосинтез», «водообмен растений»
для студентов 3 курса
биологического факультета профиль «Общая биология»
по курсу «Физиология растений»
№ пп
1
Тематический план лабораторных занятий
Название лабораторной работы
Количество часов
Физиология растительной клетки
Явление плазмолиза и деплазмолиза в
2
растительных клетках
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Определение осмотического давления
клеточного сока
Движение цитоплазмы
Свойство вязкости цитоплазмы
растительных клеток
Влияние ионов калия и кальция на вязкость
цитоплазмы
Накопление метиленовой синей в клетках
элодеи.
Накопление нейтрально красного в молодых
и старых растительных клетках
Прижизненное окрашивание клеток
нейтральным красным
Прижизненное окрашивание клеток
нейтральным красным при разных значениях
рН
Влияние температуры, реакции среды и
ядовитых веществ на проницаемость
клеточных мембран
Влияние температуры на поглощение
раститель-ными клетками мочевины.
Решение задач по теме: «Физиология
растительной клетки» (см. раб.тетрадь).
Отчет по теме.
Фотосинтез
Химические свойства пигментов зеленого
листа:
А) Получение спиртового раствора
(вытяжки) пигмаентов.
Б) Разделение пигментов по Краусу.
В) Омыление хлорофилла щелочью.
Г) Получение феофитина и восстановление
металлорганической связи.
Разделение пигментов методом бумажной
хроматографии
Свойства хлорофилла
А. Оптические свойства.
Б. Флюоресценция хлорофилла.
Фотосенсибилизирующее действие
хлорофилла.
Влияние внешних условий на интенсивность
фотосинтеза водного растения.
Определение фотосинтеза. Решение задач
(см. раб. тетрадь).
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
13
14
15
16
17
18
ВСЕГО:
Отчет по теме.
Водообмен растений
Зависимость набухания семян от характера
веществ
Влияние концентрации раствора на
прорастание семян.
Водообмен у растений.
Определение транспирации завядающих
побегов (по Арланду).
Определение сосущей силы клеток по
изменению концентрации растворов (по
Шардакову) методом струек.
Наблюдение за устьичным движением под
микроскопом.
Определение интенсивности транспирации и
относительной транспирации.
Определение сосущей силы клеток
упрощенным методом (по Уршпрингу).
Решение задач (см. раб. тетрадь).
Отчет по теме.
2
2
2
2
2
2
36
2. Промежуточная аттестация
Зачетные (контрольные) вопросы по теме 1.
1. Предмет, задачи, аспекты, уровни, направления физиологии
растений.
2. Связь физиологии растений с другими биологическими науками.
3. Объект изучения физиологии растений. Эукариоты и
прокариоты.
4. Этапы развития физиологии растений.
5. Клетка - как организм и как элементарная структура
многоклеточного организма зеленого растения.
6. Специфические особенности растительной и животной клетки.
7. Основные структурные элементы эукариотной клетки.
8. Структура и свойства биологических мембран.
9. Физико-химические свойства протоплазмы (проницаемость,
вязкость, движение и др.)
10.
Источники
энергии
в
биологических
системах.
Автотрофность и гетеротрофность. Общий энергетический цикл
клетки.
Зачетные (контрольные) вопросы по теме № 2
1. История развития учения о фотосинтезе. Работы
Тимирязева.
К.А.
2. Сущность и значение фотосинтеза.
3. Структурная
организация
фотосинтетического
аппарата.
Пигментные системы.
4. Хлоропласты. Ультраструктура. Онтогенез.
5. Хлорофиллы.
6. Фикобилипротеины.
7. Каротиноиды.
8. Первичные процессы фотосинтеза.
9. Фотофосфорилирование.
10.
Темновая стадия фотосинтеза.
11.
Фотодыхание.
12.
Цикл Хэч-Слэка-Карпилова.
13.
САМ- тип метаболизма.
14.
Особенности
фотосинтеза
у
растений
разных
экологических групп.
15.
Экология фотосинтеза.
Зачетные (контрольные) вопросы по теме № 3
1. Значение воды в жизнедеятельности растений.
2. Основные закономерности поглощения воды клеткой.
3. Механизм передвижения воды по растению.
4. Пути ближнего и дальнего транспорта.
5. Выделение воды растением.
6. Гуттация. Транспирация.
7. Устьичная и кутикулярная транспирация.
8. Особенности водообмена у растений разных экологических групп.
9. Роль работ Н.А. Максимова и его школы в формировании современных
представлений о водообмене и засухоустойчивости.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ НА ПРОВЕРКУ СФОРМИРОВАННОСТИ
КОМПЕТЕНЦИИ
Перечень компетенций с примерами оценочных средств
Компетенция
Знать
Тип контроля
и примеры заданий
ОПК-3
Способность понимать базовые представления о
разнообразии биологических объектов, значение
биоразнообразия для устойчивости биосферы,
способностью использовать методы наблюдения,
описания, идентификации, классификации,
культивирования биологических объектов
Особенности строения растительной клетки, методы
наблюдения, описания, идентификации и
классификации биологических объектов.
Примеры типовых тестов
1. У прокариот, в сравнении с эукариотами,
отсутствуют
Уметь
Тип контроля
и примеры
заданий
Владеть
Тип контроля
и примеры заданий
а) митохондрии; б) хлоропласты; в) лизосомы;
г) кольцевая ДНК
1. У прокариот, в сравнении с эукариотами,
отсутствуют
а) митохондрии; б) ЭПР; в) комплекс
Гольджи; г) кольцевая ДНК
2. Вместо митохондрий и пластид у
прокариот имеются
а) мезосомы; б) ЭПР; в) лизосомы; г) комплекс
Гольджи
Зачетные вопросы
1.
Предмет, задачи, аспекты, уровни,
направления физиологии растений.
2.
Связь физиологии растений с другими
биологическими науками.
3. Объект изучения физиологии растений.
Эукариоты и прокариоты.
Использовать методы наблюдения, описания,
идентификации, классификации, культивирования
биологических объектов.
1. С помощью, каких приемов можно отличить
живую клетку от мертвой?
2. После выдерживания в течение 10 минут среза
растительной ткани в 0,02%-ном растворе
нейтрального красного вакуоли окрасились в
малиновый цвет, а клеточные стенки и цитоплазма
остались бесцветными. Как объяснить накопление
красителя в клеточном соке?
3. Две растительные клетки соприкасаются друг с
другом. Куда пойдет вода, если осмотическое
давление первой клетки 1,0 МПа, а второй - 0,8
МПа? (Разберите три возможных случая).
Базовыми представлениями о разнообразии
биологических объектов; методами наблюдения в
лабораторных условиях.
1.
Побег элодеи выдержан в течение 1 ч в
растворе нейтрального красного, после чего
оторвали листья и рассмотрели на светлом фоне.
Нижние (взрослые) листья окрасились полностью,
средние - частично, а у самого молодого листа был
окрашен только кончик. Как объяснить полученный
результат?
2. Клетка с осмотическим давлением клеточного
сока 1 МПа погружена в раствор KCl, осмотическое
давление которого 2 МПа. Что произойдет с
Компетенция
Знать
Тип контроля
и примеры
заданий
Уметь
Тип контроля
и примеры
заданий
Владеть
Тип контроля
и примеры
заданий
клеткой?
3. Что занимает пространство между клеточной
стенкой и цитоплазмой в плазмолизированной
клетке?
ОПК-4
Способность применять принципы структурной и
функциональной организации биологических
объектов и владением знанием механизмов
гомеостатической регуляции; владением основными
физиологическими методами анализа и оценки
состояния живых систем
Принципы
структурной
и
функциональной
организации биологических объектов.
1. Сущность и значение фотосинтеза.
2.
Структурная
организация
фотосинтетического
аппарата.
Пигментные
системы.
3.
Хлоропласты.
Применять основные физиологические методы
анализа и давать оценки состояния живых систем.
1. В чем состоит эффект «усиления» Эмерсона?
Какой вывод следует из него?
2. Циклическое
и
нециклическое
фотофосфорилирование.
3. Приведите примеры взаимного влияния
внешних факторов на интенсивность фотосинтеза.
Навыками и методами прижизненного наблюдения
за растительными объектами с соблюдением
основных правил техники безопасности; основными
физиологическими методами анализа и оценки
состояния растений.
a.
К спиртовой вытяжке из зеленого листа
добавили вдвое больший объем бензина, взболтали
и дали отстояться. Какова будет окраска спиртового
и бензинового слоев? Как это объяснить?
b.
К спиртовой вытяжке из зеленого листа
добавили несколько капель 20%-ного раствора
КОН, прилили бензин, тщательно взболтали и дали
отстояться. Какова будет окраска спирта и бензина?
Какие вещества будут растворены в указанных
растворителях?
с. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний
день при достаточном количестве воды в почве и
ликвидацию водного дефицита ночью?
Компетенция
Знать
Тип контроля
и примеры
заданий
Уметь
Тип контроля
и примеры
заданий
Владеть
ОПК-5
Способность применять знание принципов
клеточной организации биологических объектов,
биофизических и биохимических основ,
мембранных процессов и молекулярных
механизмов жизнедеятельности
Принципы клеточной организации растений
1. Распределить. В состав клетки входят А)
двумембранные органеллы, Б) одномембранные
органеллы и В) немембранные органеллы: а)
пластиды; б) митохондрии; в) клеточное ядро; г)
рибосомы; д) клеточный центр; е) ЭПР; ж)
комплекс Гольджи; з) лизосомы; и) вакуоли; к)
центриоли; л) полисомы; м) микротрубочки и
филаменты
2. Распределить. В состав клеточной стенки
входят А) структурные компоненты, Б)
компоненты матрикса стенки, В) инкрустирующие
компоненты и Г) вещества, откладывающиеся на
поверхности стенки: а) кутин; б) воска; в) лигнин;
г) суберин; д) гемицеллюлозы; е) пектин; ж) белки;
з) целлюлоза
3. …… придает клеткам механическую прочность,
защищает их содержимое от повреждений и
избыточной потери воды, поддерживает форму
клеток и их размер, а также препятствует разрыву
клеток в гипотонической среде.
Применять принципы клеточной организации
растений; находить, обрабатывать и критически
анализировать информацию из разных источников
при решении типовых задач по основным разделам
физиологии растений, применять ранее полученные
знания для объяснения результатов лабораторных
работ и полученных выводов.
1. Какие особенности клетки придают ей свойства
осмотической
системы?
Чем
отличается
растительная клетка от осмометра?
2. У какого растения выше осмотическое давление
клеточного сока: у выросшего в тенистом влажном
месте или у растущего в степи? Как объяснить эти
различия?
3. В клетках каких растений выше концентрация
клеточного сока: у растущих на солончаках или на
незасоленных почвах? С чем это связано?
Биофизическими и биохимическими основами,
Тип контроля
и примеры
заданий
Компетенция
Знать
Тип контроля
и примеры
заданий
Уметь
Тип контроля
и примеры
заданий
Владеть
Тип контроля
и примеры заданий
мембранных процессов и молекулярных
механизмов жизнедеятельности растений.
Лабораторная работа. Определение сосущей силы
клеток по изменению концентрации растворов (по
Шардакову) методом струек. Сделать конкретные
выводы и рисунки.
ОПК-6
Способностью применять современные
экспериментальные методы работы с
биологическими объектами в полевых и
лабораторных условиях, навыки работы с
современной аппаратурой
Современные экспериментальные методы работы с
биологическими
объектами
в
полевых
и
лабораторных условиях.
Знать строение светового микроскопа и центрифуги.
Провести замеры клетки с помощью окуляр
микрометра. Найти скорость движение цитоплазмы.
Свойство вязкости цитоплазмы растительных
клеток.
Выполнять
лабораторные
исследования
с
использованием
требуемого
оборудования,
правильно
эксплуатировать
аппаратуру
и
оборудование, определять основные параметры.
Уметь работать со спектроскопом.
Лабораторная работа № 10. Свойства хлорофилла
А. Оптические свойства.
Б. Флюоресценция хлорофилла.
Фотосенсибилизирующее действие хлорофилла.
Тесты
Каротиноиды поглощают свет
а) в сине-фиолетовой и синей частях спектра; б) в
желто-зеленой и оранжевой частях спектра; в) в
оранжево-красной и фиолетовой частях спектра; г) в
оранжево-красной и желтой частях спектра
Экспериментальными методами работы с
растениями для изучения их физиологии.
Лабораторная работа № 16. Наблюдение за
устьичным
движением
под
микроскопом.
Определение интенсивности транспирации и
относительной транспирации. Отчет по работе.
Выводы. Рисунки.
IV. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) Основная литература:
1. Якушкина Н. И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. М., 2005.
2. Медведев С.С. Физиология растений. СПб. 2004.
б) Дополнительная литература:
1.
Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др.
Физиология растений. М., 2007. 640 с.
2.
Баславская С. С, Трубецкова О. М. Практикум по
физиологии растений. М., 1964. 328 с.
3.
Ботаника : учебник для вузов : в 4 т. : перевод с немецкого.
Т. 2 : Физиология растений / П. Зитте [и др.] ; под ред. В. В. Чуба /
на основе учеб. Э. Страсбургера [и др.] ; под ред. А. Г.
Еленевского [и др.]. - Москва : Академия, 2008. - 496 с.
4.
Викторов Д. П. Практикум по физиологии растений – 2-е
изд.- Воронеж, 1991. 160 с.
5.
Дерфлинг К. Гормоны растений: Системный подход. М.,
1985.
6.
Косулина Л.Г. и др. Физиология устойчивости растений к
неблагоприятным факторам среды. Ростов, 1993.
7.
Кретович Б.Л. Биохимия растений. М., 1980.
8.
Либберт Э. Физиология растений. М., 1976.
9.
Лутова Л.А. Биотехнология высших растений : Учебник
Санкт-Петербургский гос. ун-т, 2003. - 227 с. :
10.
Маркарова Е.Н. Физиология растений: Метод. указания
для студентов-заочников биол. и биол.-почв. фак. гос. ун-тов / Е.Н.
Маркарова, А.Т. Мокроносов; Науч.-метод. каб. по заоч. и веч.
обучению МГУ им. М.В. Ломоносова ; Науч.-метод. каб. по заоч.
обучению МГУ им. М.В. Ломоносова. - 2-е изд., испр. и доп. Москва : Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 47 с.
11.
Полевой В.В. Физиология растений. М., 1989.(51 экз.)
12.
Полевой В.В. Физиология роста и развития растений: Учеб.
пособие. / В. В. Полевой, Т. С. Саламатова; ЛГУ. - Л. : Изд-во
ЛГУ, 1991. - 238 с.
13.
Рубин Б.А. Курс физиологии растений : [Для биол. спец.
ун-тов] / Б. А. Рубин. - 4-е изд. перераб. и доп. - Москва : Высшая
школа, 1976. - 576 с.
V. Материально-техническое обеспечение дисциплины
СПИСОК КОЛЛЕКЦИЙ
1. Гербарий кафедры ботаники биологического факультета.
2. Коллекция влажных препаратов кафедры ботаники биологического
факультета.
VI. Сведения об обновлении рабочей программы дисциплины:
№п Обновленный раздел
.п. рабочей программы
Описание внесенных
изменений
Дата и протокол
заседания
дисциплины
II.Структура
дисциплины
1.
Учебная программа
кафедры,
утвердившего
изменения
Уточнена программа
согласно современным
тенденциям в
исследуемой сфере.
III. Фонд оценочных
средств
Методические
указания и оценочные
средства для текущего Уточнены тестовые
контроля
2.
задания и вопросы к
успеваемости,
зачету
промежуточной
аттестации, рубежного
контроля по итогам
освоения дисциплины.