sovremennye_napravleniya_fiziologii-mag

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Биологический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
___________________Е.Г.Елина
"_____" _______________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Современные направления исследований
физиологии растений и животных
Направление подготовки
020400 Биология
Магистерская программа
Общая биология
Квалификация выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Саратов,
2011
1. Цели освоения дисциплины.
Целями освоения дисциплины «Современные направления исследований физиологии растений и животных» является формирование у студентов современных представлений о системных механизмах регуляции физиологических процессов растений и животных, двигательных и вегетативных функций на основе обратных связей, о важнейших
нервных и гуморальных механизмах, обеспечивающих индивидуальные и гендерные
формы адаптации в условиях стресса, их развитии в онто- и филогенезе, о болезнях стресса и адаптации.
.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры.
Цикл М.3, Профессиональный цикл, вариативная часть, изучается во 2 и 3 семестре.
Для успешного освоения дисциплины необходимы знания физиологии растений,
человека и животных, экологии растений и человека, биохимии. В процессе изучения
дисциплины затрагиваются вопросы, смежные с курсами анатомии, физиологии растений,
человека и животных, фармакологии, медицины. Освоение данной дисциплины необходимо для выполнения научно-исследовательских работ.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.
В процессе освоения дисциплины формируются следующие компетенции ОК-1,
ПК-3, ПК-10-13, СК-1, СК-3:
ОК-1: способен к творчеству (креативность) и системному мышлению;
ПК-3: самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет фундаментальные проблемы, ставит задачу и выполняет полевые, лабораторные биологические исследования при решении конкретных задач по специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, демонстрирует ответственность за качество работ и научную достоверность результатов.
ПК-10: глубоко понимает и творчески использует в научной и производственнотехнологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов специальных дисциплин магистерской программы.
ПК-11: умеет планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в соответствии с целями магистерской программы).
ПК-12: применяет методические основы проектирования и выполнения полевых и
лабораторных биологических и экологических исследований с использованием современной аппаратуры и вычислительных комплексов (в соответствии с целями магистерской
программы), генерирует новые идеи и методические решения.
ПК-13: самостоятельно использует современные компьютерные технологии для
решения научно-исследовательских и производственно-технологических задач профессиональной деятельности, для сбора и анализа биологической информации.
СК-3: владеет современными методами общей биологии и эффективно использует
их для решения практических задач биомедицины, сельского хозяйства, биотехнологии,
охраны природы и образования.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать - основные системные принципы организации физиологических функций растений
и животных, регуляции их гомеостаза, физиологических двигательных и вегетативных функций, этапы формирования двигательных безусловных и условных актов и механизмов поддержания гомеостаза, нейрогуморальные механизмы стресса
и адаптации, роль гендерного фактора в устойчивости к болезням цивилизации.
Уметь - применять полученные знания в постановке целей и задач научноисследовательской работы, в анализе полученных экспериментальных данных, при
написании тезисов и статей по результатам научных исследований.
Владеть - навыками работы с научной литературой, навыками проведения экспериментальной научно-исследовательской работы в области физиологии.
4. Структура и содержание дисциплины.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единицы, 288 часов.
4.1 Структура дисциплины.
1
2
3
4
4
5
6
8
Модуль 1. Современные
направления исследований физиологии растений.
Молекулярно - генетические механизмы морфогенеза растений
Гормональная система
растений
Электрофизиология растений
Рецепция и трансдукция
сигналов растительной
клеткой
Фотосинтез как основа
биоэнергетики
Фотосинтез как основа
продуктивности растений
Минеральный обмен в
растениях
Экологическая физиология растений
Виды учебной работы,
включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Неделя семестра
Раздел
дисциплины
Семестр
№
п
/
п
лекц
практ Самост всего
Формы текущего
контроля успеваемости (по неделям семестра)
Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
2
16
16
34
94
144
2
1, 2
2
4
10
16
Опрос
2
2, 3, 4
2
4
10
16
Опрос
2
3, 5, 6
2
4
10
16
Опрос
2
4, 7, 8
2
4
10
16
Опрос
2
5, 9,10
2
4
10
16
Опрос
2
6, 11, 12
2
4
10
16
Опрос
2
7, 13, 14
2
4
10
16
Опрос
2
8, 15,16
2
4
10
16
Контрольная
работа
1
2
3
4
5
6
Промежуточная аттестация
Итого по модулю 1.
Модуль 2. Современные
направления исследований физиологии животных.
Исследование системных
механизмов адаптацииактуальная проблема физиологии и медицины.
Учение Г.Селье о стрессе,
его стадиях и механизмах.
Двойственность стресса.
Болезни адаптации (цивилизации).
Стресс-реализующие и
стресс-лимитирующие
механизмы. Понятие адаптационной энергии.
Эустресс, дистресс.
Роль гендерного фактора в
процессах стресса и адаптации. Социальный и медицинский аспект полового диморфизма в устойчивости к болезням цивилизации.
Стресс как системная многоуровневая реакция. Значение высших отделов
мозга в мобилизации физического, эмоционального и интеллектуального
потенциала.
Роль эмоций в жизни человека и животных. Значение положительных
эмоций в преодолении
отрицательных последствий стресса. Аутотренинг.
Промежуточная аттестация
Итого по модулю 2.
Итого по дисциплине
2
4
4
Зачет
16
34
84
144 Зачёт
3
12
12
24
108
144
3
1
2
2
10
14
Опрос
3
2, 3, 4
2
4
10
16
Опрос,
рефераты
3
3, 5, 6
2
4
12
Опрос, рефера18 ты, составление
схем
3
4, 7, 8
2
4
12
Опрос, рефера18 ты, составление
схем
3
5, 9, 10
2
6
14
22
Опрос, рефераты
3
6, 11, 12
2
4
14
20
Контрольная
работа
36
36 Экзамен
108
166
144 Экзамен
288
3
12
28
24
58
4.2. Содержание дисциплины.
Модуль 1. Современные направления исследований физиологии растений
Раздел 1. Молекулярно - генетические механизмы морфогенеза растений
Проблемы роста и морфогенеза, процессы деления, растяжения и дифференциации
клеток. Идентификация ключевых генов, ответственных за процессы поддержания вегетативных и флоральных меристем, дифференцировку растительных клеток и органов. Взаимодействие белков, продуктов экспрессии гомеозисных генов, между собой и с регуляторными участками различных генов. Определение молекулярно-генетических механизмов пространственно-временной регуляции процессов роста и развития растений.
Раздел 2. Гормональная система растений
Метаболизм, спектры биологического действия, клеточные и молекулярные механизмам действия фитогормонов, их взаимодействие между собой. Применение регуляторов роста и развития в растениеводстве и биотехнологии.
Раздел 3. Электрофизиология растений
Биоэлектрогенез клеток растений в покое. Факторы, модифицирующие электрогенез клеток в покое - температура, свет, гормоны, прочие факторы. Роль структурной лабильности клеточных мембран в регуляции потенциала покоя. Потенциалы действия растений. Рецепция раздражения. Пути распространения потенциала действия и его трансформация в физиологический ответ.
Раздел 4. Рецепция и трансдукция сигналов растительной клеткой
Основные закономерности рецепции гормональных сигналов у растений; анализ
принципов гормональной регуляции морфогенеза растений; рецепция стрессовых факторов; морфогенетическая роль ультрафиолетового, синего и красного света; основные типы
хеморецепции, вовлеченные в развитие симбиотических отношений.
Раздел 5. Фотосинтез как основа биоэнергетики
Фотосинтетический обмен углерода у разных экологических групп наземных растений при различных условиях существования; взаимодействие клеток и тканей растений
в процессе фотосинтеза; адаптация фотосинтетического аппарата высших растений и водорослей к природным техногенным факторам.
Раздел 6. Фотосинтез как основа продуктивности растений
Хлоропласты как источники ассимилятов. Фотосинтез в системе донорноакцепторных связей растительного организма. Теория фотосинтетической продуктивности. Общие масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере и проблемы экологического равновесия.
Раздел 7. Минеральный обмен в растениях
Молекулярные механизмы мембранного транспорта ионов и его регуляции в клетках и в системе «корень-побег»; принципы формирования и механизмы поддержания
ионного гомеостаза растений; экологические аспекты минерального питания; функциональное участие важнейших макро- и микроэлементов в процессах роста и метаболизма
растений. Теория и практика минерального питания растений в гидропонной культуре.
Фитотоксическое действие тяжелых металлов.
Раздел 8. Экологическая физиология растений
Экологические факторы, закономерности их действия и взаимовлияния, факторный
анализ; физиология устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям, перцепция
и трансдукция стрессовых сигналов, своеобразие функционирования систем регуляции в
растениях в субоптимальных условиях среды и их роль в повышении устойчивости; экологические аспекты важнейших физиологических процессов - фотосинтеза, дыхания, водного обмена, минерального питания, роста и развития растений, гормонального баланса в
зависимости от ряда внешних воздействий: температуры, содержания воды, недостатка
или избытка кислорода, накопления его активных форм, несбалансированного минерального питания, засоления почвы, загрязнения воздуха, уровня ионизирующих излучений,
фитопатогенов.
Модуль 2. Современные направления исследований физиологии животных
Раздел 1. Исследование системных механизмов адаптации - актуальная проблема физиологии и медицины.
Физиология как фундаментальная биологическая дисциплина и основа медицинских знаний. Системные подходы к исследованию физиологических функций. Принцип
обратной связи как основа механизмов регуляции. Теория функциональных систем
П.К.Анохина.
Раздел 2. Учение Г.Селье о стрессе, его стадиях и механизмах. Двойственность
стресса. Болезни адаптации (цивилизации).
История открытия неспецифических защитных реакций. Стадии тревоги, адаптации, истощения Гипофизарно-надпочечниковый комплекс - центральное звено адаптивных реакций. Двойственность стресса: стресс как защитная реакция и общее патогенетическое звено болезней цивилизации. Стрессогенность современной жизни. Изменения
структуры заболеваемости и смертности в современных индустриально развитых странах.
Раздел 3. Стресс-реализующие и стресс-лимитирующие механизмы. Понятие
адаптационной энергии. Эустресс, дистресс.
Центральные и периферические механизмы регуляции стресса и адаптации. Роль
адренергических и холинергических нейронов в стресс-реакции. Тип вегетативной регуляции и стресс-устойчивость. Значение серотонинергической системы и опиоидных пептидов в развитии стресса. Гормональные компоненты стресса – гипоталамический, гипофизарный уровень. Глюкокортикоиды. Резервы адаптации, их ограниченность. Эустресс,
дистресс. Общность реализации и отличия эмоционального сопровождения.
Раздел 4. Роль гендерного фактора в процессах стресса и адаптации. Социальный и медицинский аспект полового диморфизма в устойчивости к болезням цивилизации.
Увеличение продолжительности жизни в развитых странах. Обострение проблемы
половых различий в устойчивости, выживаемости и продолжительности жизни в современном обществе. Повышенная склонность мужской субпопуляции к болезням цивилизации. Роль фактора пола в стресс-устойчивости на разных этапах онтогенеза у животных
и человека. Гендерные особенности стресс-реализующих и стресс-лимитирующих механизмов.
Раздел 5. Стресс как системная многоуровневая реакция. Значение высших
отделов мозга в мобилизации физического, эмоционального и интеллектуального
потенциала.
Системность механизмов, обеспечивающих стресс-реакцию. Значение важнейших
органов чувств (слуховой, зрительный, обонятельный и др. анализаторы) и коры больших
полушарий в восприятии сигналов опасности. Роль гипоталамических областей в оценке
стимула - его индифферентности или потенциальной опасности. Включение аппарата
эмоций. Ретикулярная формация как активатор работы всего мозга. Двигательные компоненты стресс-реакции. Нейрогуморальные механизмы стресс-реакции. Мобилизация интеллектуальных ресурсов при стрессах у человека..
Раздел 6. Роль эмоций в жизни человека и животных. Значение положительных эмоций в преодолении отрицательных последствий стресса. Аутотренинг.
Эмоции как субъективный компонент поведенческих актов. Психоэмоциональные
стрессы. Эмоции и потребности. Биологические и социальные потребности, общность и
различия их у животных и человека. Эмоциогенные зоны промежуточного мозга. Оценочная, коммуникативная роль эмоций. Биологическая теория эмоций П.К.Анохина. Информативная теория эмоций П.В.Симонова. Функциональная асимметрия больших полушарий и эмоции. Роль положительных эмоций в преодолении стресса. Аутотренинг.
5. Образовательные технологии.
При реализации учебного курса "Современные направления исследований физио-
логии растений и животных" используются следующие формы обучения: лекции и семинары. При чтении лекций предусматривается использование мультимедийного оборудования, иллюстративного материала, создание проблемных ситуаций, включение элементов беседы. Для лучшего усвоения и закрепления материала на семинарских занятиях заслушиваются выступления студентов по вопросам семинарских занятий, проводится решение ситуационных задач, разбор конкретных ситуаций, составление тематических словариков, различных схем, таблиц, тематических кроссвордов, ролевые игры.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации
по итогам освоения дисциплины.
Для самостоятельной работы по различным темам курса «Современные направления исследований физиологии растений и животных» и выполнения заданий обучающиеся используют учебную и учебно-методическую литературу, а также оригинальные статьи
по результатам исследований кафедр в ведущих журналах.
Предполагаются следующие виды самостоятельной работы – написание рефератов,
составление таблиц, многоуровневых схем регуляции стресса и адаптации, реализующих
поведенческие, физиологические и мотивационно-эмоциональные компоненты поведения.
Вопросы для текущего контроля
Модуль 1. Современные направления исследований физиологии растений
1. Молекулярно - генетические механизмы морфогенеза растений
1. Основные проблемы роста и морфогенеза растений.
2. Процессы деления и растяжения клеток.
3. Дифференцировка клеток.
4. Определение генов, ответственных за процессы поддержания вегетативных меристем.
5. Индентификация генов, ответственных за процессы поддержания флоральных
меристем.
6. Взаимодействие белков, продуктов экспрессии гомеозисных генов, между собой.
7. Взаимодействие белков, продуктов экспрессии гомеозисных генов, с регуляторными участками различных генов.
8. Возможные молекулярно-генетические механизмы пространственно-временной
регуляции процессов роста и развития растений.
2. Гормональная система растений
1. Метаболизм классических групп гормонов – ауксинов, гиббереллинов, кинетинов, этилена и абсцизовой кислоты.
2. Метаболизм неклассических групп гормонов
3. Спектры биологического действия гормонов.
4. Клеточные и молекулярные механизмам действия фитогормонов.
5. Взаимодействие гормонов между собой.
6. Применение регуляторов роста и развития в растениеводстве и биотехнологии.
3. Электрофизиология растений
1. Биоэлектрогенез клеток растений в покое – метаболическая и фотоиндуцированная составляющие.
2. Факторы, модифицирующие электрогенез клеток в покое.
3. Роль структурной лабильности клеточных мембран в регуляции потенциала покоя.
4. Потенциалы действия растений.
5. Типы импульсной электрической активности растений.
6. Рецепция раздражения.
7. Пути распространения потенциала действия.
8. Трансформация потенциала действия в физиологический ответ.
4. Рецепция и трансдукция сигналов растительной клеткой
1. Основные закономерности рецепции гормональных сигналов у растений.
2. Принципы гормональной регуляции морфогенеза растений.
3. Рецепция стрессовых факторов.
4. Морфогенетическая роль ультрафиолетового света.
5. Морфогенетическая роль синего и красного света.
6. Основные типы хеморецепции.
5. Фотосинтез как основа биоэнергетики
1. Структурная и биохимическая организация аппарата фотосинтеза.
2. Первичные процессы фотосинтеза.
3. Фотоэнергетические реакции хлоропластов.
4. Метаболизм углерода при фотосинтезе.
5. Возрастная физиология фотосинтеза.
6. Влияние внешних факторов на энергетику фотосинтеза.
6. Фотосинтез как основа продуктивности растений
1. Хлоропласты как источники ассимилятов.
2. Представление о донорно-акцепторной единице.
3. Фотосинтез в системе донорно-акцепторных связей растительного организма.
4.Теория фотосинтетической продуктивности.
5. Возможность создания общей теории продуктивности растений.
6. Общие масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере.
7. Проблемы экологического равновесия и фотосинтез.
7. Минеральный обмен в растениях
1. Молекулярные механизмы мембранного транспорта ионов.
2. Регуляции транспорта ионов в клетках и в системе «корень-побег.
3. Принципы формирования и механизмы поддержания ионного гомеостаза растений.
4. Экологические аспекты минерального питания.
5. Функциональное участие важнейших макро- и микроэлементов в процессах роста и метаболизма растений.
6. Теория и практика минерального питания растений в гидропонной культуре.
7. Фитотоксическое действие тяжелых металлов.
8. Экологическая физиология растений
1. Экологические факторы, закономерности их действия и взаимовлияния.
2. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям.
3. Перцепция и трансдукция стрессовых сигналов.
4. Своеобразие функционирования систем регуляции в растениях в субоптимальных условиях среды и их роль в повышении устойчивости.
5. Экологические аспекты фотосинтеза.
6. Экологические аспекты дыхания и фотодыхания растений.
7. Экологические аспекты водного обмена и минерального питания растений.
8. Экологические аспекты роста и развития растений.
9. Гормональный баланс растений в зависимости от ряда внешних воздействий.
Модуль 2. Современные направления исследований физиологии животных.
1. Исследование системных механизмов адаптации - актуальная проблема физиологии и медицины.
1. Физиология как фундаментальная биологическая дисциплина и основа медицинских знаний.
2. Системные подходы к исследованию физиологических функций. Понятие о гомеостазе. Кибернетический принцип обратной связи как основы поддержания гомеостаза. Жесткие и гибкие константы. Углеводный гомеостаз. Температурный гомеостаз.
3. Роль сенсорных коррекций в процессе построения движений (Н.А.Бернштейн).
4. Теория функциональных систем П.К.Анохина. Узловые механизмы функциональных систем.
5. Полезный приспособительный результат как системообразующий фактор. Разнообразие полезных приспособительных результатов - основа иерархии функциональных систем.
6. Узлы функциональной системы: афферентный синтез, принятие решения, акцептор
результатов действия. Обратная афферентация.
2. Учение Г.Селье о стрессе, его стадиях и механизмах. Двойственность стресса. Болезни адаптации (цивилизации).
1. История открытия неспецифических защитных реакций Г. Селье
2. Стадии стресса: тревоги, адаптации, истощения.
3. Гипофизарно-надпочечниковый комплекс - центральное звено адаптивных реакций.
4. Двойственность стресса: стресс как защитная реакция и общее патогенетическое
звено болезней цивилизации.
5. Стрессогенность современной жизни. Изменения структуры заболеваемости и
смертности в современных индустриально развитых странах. Пандемия сердечнососудистых заболеваний.
6. Роль психоэмоциональных стрессов в генезе болезней адаптации. Кардиотоксические эффекты гормонов стресса.
3. Стресс-реализующие и стресс-лимитирующие механизмы. Понятие адаптационной энергии. Эустресс, дистресс.
1. .Центральные и периферические механизмы регуляции стресса и адаптации.
2. Роль адренергических и холинергических нейронов в стресс-реакции.
3. Тип вегетативной регуляции и стресс-устойчивость.
4. Значение серотонинергической системы и опиоидных пептидов в развитии стресса.
5. Гормональные компоненты стресса – гипоталамический, гипофизарный уровень.
6. Глюкокортикоиды, их роль в стрессе. Глюконеогенез. Двигательные реакции как
обязательный компонент стресса.
7. Резервы адаптации, их индивидуальный объем и их ограниченность.
8. Эустресс, дистресс. Общность реализации и отличия эмоционального сопровождения.
4. Роль гендерного фактора в процессах стресса и адаптации. Социальный и медицинский аспект полового диморфизма в устойчивости к болезням цивилизации.
1. Увеличение продолжительности жизни в развитых странах. Причины изменения
структуры заболеваемости и смертности в современном обществе. Сердечнососудистые, онкологические заболевания, диабет.
2. Проблема половых различий в устойчивости, выживаемости и продолжительности
жизни и ее обострение в развитых странах. Повышенная склонность мужской субпопуляции к болезням цивилизации.
3. Роль фактора пола в стресс-устойчивости на разных этапах онтогенеза у животных
и человека (экспериментальные и клинические данные).
4. Гендерные особенности стресс-реализующих и стресс-лимитирующих механизмов.
Активность симпато- и парасимпатических отделов вегетативной нервной системы
у разных полов.
5. Половые особенности серотининергической и опиоидной систем. Роль полового
фактора в активности гипофизарных стрессорных гормонов.
6. Гендерные особенности периферических компонентов стрессорных реакций. Антиоксидантная защита в женском и мужском организме.
5. Стресс как системная многоуровневая реакция. Значение высших отделов мозга в
мобилизации физического, эмоционального и интеллектуального потенциала.
1. Системность механизмов, обеспечивающих стресс-реакцию.
2. Значение важнейших органов чувств - слуха, зрения, обоняния и др. в восприятии
сигналов опасности. Сравнительные характеристики чувствительности органов
чувств у животных и человека. Строение синтез-анализаторов.
3. Кора больших полушарий – высший центр анализа и синтеза внешних и внутренних стимулов. Первичные и вторичные центры анализа зрительной, слуховой, тактильной и мышечной афферентации.
4. Роль гипоталамических областей в оценке стимула - его индифферентности или
потенциальной опасности. Включение аппарата эмоций.
5. Ретикулярная формация как активатор работы всего мозга. История ее открытия.
Мэгун и Моруцци.
6. Двигательные компоненты стресс-реакции. Поведение типа «нападение-бегство».
Последствия подавления конечного звена стрессорных реакций у цивилизованного
человека.
7. Нейрогуморальные механизмы стресс-реакции. Гипоталамический, гипофизарный,
периферический уровни.
8. Мобилизация интеллектуальных ресурсов при стрессах у человека. 1 и 2 сигнальная системы у человека, взаимодействие между ними. Типы высшей нервной деятельности животных и человека. Тип ВНД и характер. Тип ВНД и устойчивость к
стрессам.
6. Роль эмоций в жизни человека и животных. Значение положительных эмоций в
преодолении отрицательных последствий стресса. Аутотренинг.
1. Эмоции как субъективный компонент поведенческих актов. Эмоции и врожденные
формы поведения-инстинкты. Эмоции и приобретенные формы поведения. Динамический стереотип, его становление, ломка
2. Психоэмоциональные стрессы, их доминирование в структуре стрессов современного человека. Последствие этого в отношении здоровья человека.
3. Эмоции и потребности. Биологические и социальные потребности, общность и различия их у животных и человека.
4. Эмоциогенные зоны промежуточного мозга. Центры положительных и отрицательных эмоций (Олдз, Лили, Гесс, Дельгадо).
5. Оценочная, коммуникативная, подкрепляющая роль эмоций. Роль эмоций в онтогенетическом развитии.
6. Биологическая теория эмоций П.К.Анохина. Эволюция эмоций. Информативная
теория эмоций П.В.Симонова. Эмоции и потребности.
7. Функциональная асимметрия больших полушарий и эмоции. Роль положительных
эмоций в преодолении стресса. Феномен Казинса. Аутотренинг.
Темы рефератов
Модуль 1. Современные направления исследований физиологии растений
1. Развитие растительного организма. Полярность клеток и растения.
2. Гены – перключатели развития.
3. Донорно-акцепторные взаимосвязи..
4. Фотоморфогенез. Рецепция и физиологическая роль красного света..
5. Фотоморфогенез. Рецепция и физиологическая роль синего света.
6. Процессы раздражимости и возбудимости у растений..
7. Водный дефицит и устойчивость к засухе.
8. Адатация растений к низким температурам..
9. Адаптация растений к засолению.
10. Устойчивость растений к фитофагам.
11. Гормональный статус растения в норме и при стрессе.
12. Негормональные регуляторы роста и развития растений.
13. Гормоны цветения растений.
14. Влияние тяжелых металлов на физиологические процессы.
Модуль 2. Современные направления исследований физиологии животных
1. Системные подходы к исследованию физиологических функций. Роль обратных связей в регуляции гомеостаза.
2. Теория функциональных систем П.К.Анохина. Системообразующий фактор, узлы
функциональной системы.
3. Формирование акцептора результатов действия, его роль в регуляции вегетативных
функций и двигательных актов.
4. Принципы системогенеза.
5. Концепция стресса. Механизмы и стадии его развития.
6. Стрессогенность современной жизни. Роль психоэмоциональных стрессов в развитии
болезней адаптации.
7. Стресс-реализующие и стресс-лимитирующие системы. Участие симпато - парасимпатических отделов в стрессе.
8. Гормональные механизмы стресс-реакции-центральные и периферические.
9. Роль гендерного фактора в устойчивости, выживаемости и продолжительности жизни.
10. Нейрогуморальные механизмы гендерных различий в стресс-устойчивости.
11. Стресс как системная реакция организма. Участие анализаторов и высших отделов
мозга в ее реализации.
12. Значение ретикулярной формации и гипоталамических центров в стресс-реакции.
13. Потребностно-мотивационный аспект поведения. Роль эмоций в жизни человека и животных.
15. Теории эмоций Анохина, Симонова. Значение положительных эмоций в преодолении
стресса.
Вопросы для промежуточного контроля
Модуль 1. Современные направления исследований физиологии растений
1. Клеточные основы роста и развития растений.
2. Влияние полярности клеток на морфогенез.
3. Идентификация основных генов – переключателей развития.
4. Взаимодействие белков, продуктов экспрессии гомеозисных генов, с регуляторными
участками различных генов.
5. Молекулярно-генетические механизмы пространственно-временной регуляции процессов роста и развития растений.
6. Метаболизм классических групп гормонов – ауксинов, гиббереллинов, кинетинов,
этилена и абсцизовой кислоты.
7. Метаболизм неклассических групп гормонов
8. Спектры биологического действия гормонов.
9. Взаимодействие гормонов между собой на уровне целого растения.
10. Биоэлектрогенез клеток растений в покое – метаболическая и фотоиндуцированная
составляющие.
11. Факторы, модифицирующие электрогенез клеток в покое.
12. Роль структурной лабильности клеточных мембран в регуляции потенциала покоя.
13. Потенциалы действия растений.
14. Типы импульсной электрической активности растений.
15. Рецепция раздражения и его усиление.
16. Предполагаемые пути и механизмы распространения потенциала действия.
17. Физиологическая роль потенциала покоя и потенциала действия в растении.
18. Основные закономерности рецепции гормональных сигналов у растений.
19. Принципы гормональной регуляции морфогенеза растений.
20. Рецепция стрессовых факторов на молекулярном и клеточном уровнях.
21. Морфогенетическая роль ультрафиолетового света.
22. Морфогенетическая роль синего и красного света.
23. Распространение света по тканям растения.
24. Основные типы хеморецепции.
25. Структурная и биохимическая организация аппарата фотосинтеза.
26. Первичные процессы фотосинтеза.
27. Фотоэнергетические реакции хлоропластов.
28. Метаболизм углерода при фотосинтезе у разных групп растений.
29. Возрастная физиология фотосинтеза.
30. Влияние внешних факторов на энергетику фотосинтеза.
31. Хлоропласты как источники ассимилятов.
32. Представление о донорно-акцепторной единице.
33. Фотосинтез в системе донорно-акцепторных связей растительного организма.
34. Теория фотосинтетической продуктивности.
35. Общие масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере.
36. Проблемы экологического равновесия и фотосинтез.
37. Молекулярные механизмы мембранного транспорта ионов.
38. Регуляции транспорта ионов в клетках и в системе «корень-побег.
39. Принципы формирования и механизмы поддержания ионного гомеостаза растений.
40. Экологические аспекты минерального питания.
41. Функциональное участие важнейших макро- и микроэлементов в процессах роста и
метаболизма растений.
42. Теория и практика минерального питания растений в гидропонной культуре.
43. Фитотоксическое действие тяжелых металлов, механизмы их накопления и выведения.
44. Экологические факторы, закономерности их действия и взаимовлияния.
45. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным воздействиям.
46. Перцепция и трансдукция стрессовых сигналов.
47. Своеобразие функционирования систем регуляции в растениях в субоптимальных
условиях среды и их роль в повышении устойчивости.
48. Экологические аспекты фотосинтеза.
49. Экологические аспекты дыхания и фотодыхания растений.
50. Экологические аспекты водного обмена и минерального питания растений.
51. Экологические аспекты роста и развития растений.
52. Гормональный баланс растений в зависимости от ряда внешних воздействий.
53. Общие механизмы устойчивости.
54. Временная структура адаптационного процесса.
Модуль 2. Современные направления исследований физиологии животных.
1. Учение о гомеостазе. Кибернетический принцип в регуляции параметров гомеостаза.
2. Теория функциональных систем П.К.Анохина. Полезный приспособительный результат.
3. Взаимодействие внешних и внутренних факторов на стадии афферентного синтеза.
4. Стадия «принятия решения» - переходная в деятельности функциональной системы,
императивность этой стадии.
5. Акцептор результатов действия - модель будущего действия и аппарат сличения. Его
генетические и онтогенетические механизмы.
6. Принципы системогенеза: гетерохронии, консолидации, минимального обеспечения
функций.
7. Стресс как неспецифическая защитная реакция. Стадии тревоги, адаптации, истощения.
8. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система – центральный механизм стресса.
9. Стресс-реализующие нейромедиаторные и гормональные механизмы.
10. Стресс-лимитирующие нейрогуморальные и периферические механизмы.
11. Стадии дезадаптации при стрессах, их роль в генезе «болезней цивилизации».
12. Стрессогенность жизни в современном обществе, изменения в структуре заболеваемости и смертности.
13. Основные гормоны стресса-катехоламины и глюкокортикоиды. Их роль при стрессах.
Патогенетическое значение этих гормонов при частых, длительных и тяжелых стрессах.
14. Резервы адаптации, их ограниченность и индивидуальность.
15. Причины увеличения продолжительности жизни в развитых странах.
16. Обострение проблемы половых различий в устойчивости, выживаемости и продолжительности жизни в развитых странах.
17. Повышенная склонность мужской субпопуляции к болезням цивилизации.
18. Гендерные особенности устойчивости к стрессорным факторам на разных этапах онтогенеза.
19. Роль гендерного фактора в нейрогуморальных механизмах регуляции стресса и адаптации.
20. Активация перекисного окисления липидов как общее патогенетическое звено болезней адаптации.
21. Гендерные особенности периферических компонентов стрессорных реакций.
22. Роль фактора пола в кардиоваскулярной стресс-реактивности и стресс-устойчивости.
23. Системность стрессорных реакций, участие высших отделов мозга.
24. Роль коры больших полушарий в анализе афферентной информации, поступающей от
органов чувств.
25. Строение коры больших полушарий - первичные, вторичные и третичные зоны. Понятие об анализаторах, их строение. Периферический, проводниковый и корковый отделы.
26. Ассоциативные зоны коры как организаторы сложного целенаправленного поведения
при стрессорных раздражениях.
27. Активация ретикулярной формации ствола мозга как необходимое звено стрессорных
реакций.
28. Периферические компоненты стрессорных реакций-гормональный и двигательный.
29. Негативные последствия для здоровья человека подавления двигательных проявлений
стрессорных реакций.
30. Роль второй сигнальной системы в инициации стрессорных состояний и в преодолении их.
31. Типы высшей нервной деятельности человека и животных. Тип ВНД, стрессреактивность и стресс- устойчивость.
32. Эмоциогенные зоны гипоталамуса и гиппокампа. Экспериментальные доказательства
центров отрицательных и положительных эмоций.
33. Роль эмоций в инстинктивной деятельности и в условнорефлекторной сфере поведения.
34. Значение эмоций в раннем онтогенезе, на этапе импринтинга.
35. Эмоции и потребности. Биологические и социальные потребности животных и человека.
36. Высшие регистры человеческой личности. Эмоции, связанные с удовлетворением этических, эстетических и познавательных потребностей.
37. Биологическая теория эмоций Анохина. Первичная эмоция. Эволюция эмоций.
38. Альтруизм-инструмент эволюции. Альтруизм и эмоциональный резонанс в животном
мире.
39. Информационно-потребностная теория эмоций Симонова.
40. Эмоции и функциональная асимметрия полушарий.
41. Роль положительных эмоций в преодолении стресса. Источники положительных эмоций у человека, их связь с его интеллектом и эстетическими запросами.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
а) основная литература:
1. Физиология человека: Учебник для вузов / Под ред.В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько.- М.: Медицина, 2007.
2. Физиология растений: Учебние для студ. вузов / Под ред. И.П.Ермакова. – М.:
Академия, 2005. 635 с.
б) дополнительная литература:
1. Алейникова Т.В., Думбай В.Н., Кураев Г.А., Фельдман Г.Л. Физиология центральной нервной системы: учеб. пособие.- Ростов н/Д : Феникс, 2006. - 376 с.
1. Хомутов А.Е. Физиология центральной нервной системы: учеб. пособие. - Ростов
н/Д : Феникс, 2006. - 379 с.
2. Батуев А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем: учебник.- М.; СПб.: Питер, 2006.- 316 с.
3. Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности: учебник.- Ростов н/Д : Феникс, 2002; 2005.- 478 с.
4. Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука, 2002. 294 с.
5. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф. Фтотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты. М.: МГУ, 1992. 320 с.
6. Мокроносов А.Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза. М.: Наука, 1981. 196 с.
в) дополнительная литература из фонда библиотеки кафедры физиологии человека и животных:
1. Функциональные системы организма: Руководство/Под ред.К.В.Судакова.-М.: Медицина, 1987.-432 с.
2. Тигранян Р.А. Стресс и его значение для организма. М: Наука, 1988.-176 с.
3. Анищенко Т.Г., Глушковская-Семячкина О.В., Шорина Л.Н., Игошева Н.Б. Физиология высшей нервной деятельности: учеб. пособие.- Саратов: Изд-во Гос. учеб.науч. центра "Колледж", 2004. - 93 с. (30 экз.)
4. Федоров Б.М. Стресс и система кровообращения. М.:Медицина,1991.-320 с.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Учебная и учебно-методическая литература, оригинальные статьи сотрудников кафедр, отражающие системные исследования коллективов кафедр по проблемам стресса и
адаптации, мультимедийное оборудование для просмотра слайдов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 020400 Биология.
Авторы:
Зав. кафедрой кафедры физиологии
человека и животных д.б.н., профессор
_____________________ Т.Г. Анищенко
Зав. кафедрой микробиологии и
физиологии растений, д.б.н., профессор _____________________ С.А.Степанов
Программа одобрена на заседании кафедры физиологии человека и животных
24.02.2011 года, протокол № 19, и на заседании кафедры микробиологии и физиологии
растений 17.03.2011 года, протокол № 3.
Зав. кафедрой кафедры физиологии
человека и животных д.б.н., профессор _____________________ Т.Г. Анищенко
Зав. кафедрой микробиологии и
физиологии растений, д.б.н., профессор _____________________ С.А.Степанов
Декан биологического факультета
д.б.н., профессор
_____________________ Г.В. Шляхтин
Приложение 1.
Оценка качества освоения студентами
учебной дисциплины «Современные направления исследований
физиологии растений и животных»
в соответствии с бально-рейтинговой системой
Ведущие
преподаватели:
зав.кафедрой
микробиологии
и
физиологии
А.С.Степанов, доцент кафедры физиологии человека и животных О.В.ГлушковскаяСемячкина.
Качество освоения студентами учебной дисциплины «Современные направления
исследований физиологии растений и животных» определяется суммой баллов, набранных в ходе
- текущей аттестации – 80 баллов,
- промежуточной аттестации (экзамен) – 20 баллов.
Аттестация по модулю 1. «Современные направления исследований физиологии
растении» данной дисциплины включает:
Текущая аттестация
Тестовые задания
Самостоятельная аудиторная работа :
Письменный и устный контроль знаний на семинарских
(практических) занятиях*
Контрольная работа
Самостоятельная внеаудиторная работа:
Подготовка доклада**
Научно-исследовательская деятельность:
Отчет о выполнении практических (лабораторных) работ ***
Промежуточная аттестация (зачет)
Коэффициент Максимальное
количество
баллов
0
0
0,6
100
0,1
60
40
100
0,1
100
0,2
100
Аттестация по модулю 2. «Современные направления исследований физиологии
животных» данной дисциплины включает:
Текущая аттестация
Тестовые задания
Самостоятельная аудиторная работа :
Письменный и устный контроль знаний на семинарских
(практических) занятиях*
Контрольная работа
Самостоятельная внеаудиторная работа:
Подготовка доклада**
Научно-исследовательская деятельность:
Отчет о выполнении практических (лабораторных) работ ***
Промежуточная аттестация (экзамен)
Коэффициент Максимальное
количество
баллов
0
0
0,6
100
0,1
60
40
100
0,1
100
0,2
100
Примечание:
* Результаты письменного и устного контроля знаний на семинарских (практических) занятиях оцениваются
следующим образом: средняя итоговая оценка по пятибалльной системе умножается на 12 (Например, оценка «5» 5 х 12= 60 баллов; «4,5» 4,5 х 12 = 54; «4» 4 х 12 = 48 и т.д.).
** Рабочей программой дисциплины предусмотрена подготовка студентом одного доклада. Максимальная
оценка – 100 баллов.
*** Максимальная оценка в 100 баллов выставляется при условии своевременного предоставления правильных отчетов о выполнении всех практических (лабораторных) работ.
Пересчет в итоговую оценку суммы баллов, полученной студентом по всем видам
текущего и промежуточного контроля, производится в соответствии со следующей шкалой:
Сумма баллов, набранных студентом по итогам изучения
дисциплины
Экзамен
Зачет
0-55
56-70
71-85
85-100
«неудовлетворительно»
«не зачтено»
«удовлетворительно»
«хорошо»
«отлично»
«зачтено»
Темы докладов и рефератов представлены в тексте рабочей программы.