физиология растений - Ставропольский государственный

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения и социального развития
Российской Федерации
ГБОУ ВПО СтГМА Минздравсоцразвития России
КАФЕДРА БИОЛОГИИ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе, профессор
А.Б. Ходжаян
«___»_____________ 2011 г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
для направления подготовки 020400 «Биология»
Квалификация: бакалавр
Профиль: экология
Форма обучения: заочная
Нормативный срок обучения: 5 лет
Всего ЗЕТ __4____
Всего часов ___144____, из них:

аудиторных занятий __12___ часов
- лекций __4___ часа
- практических занятий _8_ часов

самостоятельная работа __123__ часа
формы контроля:
- контрольная работа __1__, семестр _шестой_
- экзамен: семестр___шестой__ (9 часов)
г. Ставрополь
2011 г.
Рабочая учебная программа разработана в соответствии с
- ФГОС ВПО по направлению подготовки 020400 «Биология»,
утвержденным приказом Минобрнауки России от 04.02.10 г.
№ 101;
- рабочим учебным планом по направлению подготовки 020400
«Биология», утвержденным Ученым советом академии от 31 августа
2011 года протокол № 1;
- типовой (примерной) учебной программой по дисциплине «Физиология
растений»
Рабочая учебная программа обсуждена и одобрена на заседании кафедры
биологии
«___» _______________2011 года протокол № _____
Зав. кафедрой, проф. _________________
А.Б. Ходжаян
Одобрена Цикловой методической комиссией факультета гуманитарного и
медико-биологического образования
«___» _______________2011 года протокол № _____
Председатель ЦМК, проф.
_________________Т.Б. Сергеева
Согласована:
Декан факультета гуманитарного и медико-биологического образования, проф.
_________________
Н.А. Федько
Начальник УМУ
_____________
Н.П. Вышковский
«___» _______________ 2011 года
Руководитель ЦУКО, проф.
______________
Ю.В. Первушин
«___» _______________ 2011 года
Рецензент: профессор кафедры ботаники, зоологии и общей биологии СевероКавказского федерального университета, доктор ветеринарных наук
________________ И.М. Мануйлов
2
Пояснительная записка
Программа дисциплины «Физиология растений» составлена
для бакалавров заочной формы 3-го года обучения по направлению
подготовки 020400 «Биология».
Физиология растений - биологическая наука, изучающая
общие
закономерности
жизнедеятельности
растительных
организмов. При изучении дисциплины бакалавры получают
знания о процессах, протекающих в растительных организмах, о
взаимодействии клеток, тканей и органов при осуществлении
растениями разных функций. Студенты знакомятся с методами
проведения
практических
работ,
получают
навыки
самостоятельной исследовательской деятельности.
Дисциплина «Физиология растений» изучается в объеме 144
часа (4 зачетные единицы), из них 12 часов – аудиторная работа (4
часа – лекции, 8 часов – практические занятия), 123 часа –
самостоятельная работа студентов и 9 часов отводится на экзамен.
Курс «Физиология растений» состоит из 2 разделов:
«Введение. Физиология растений – наука о функциях
растительных организмов», «Процессы жизнедеятельности
растительных организмов», в которых последовательно
рассматривается организация и координация функциональных
систем растения.
Освоение теоретических основ курса «Физиология растений»
сопровождается практическими занятиями, на которых у студентов
формируются
представления
о
сущности
основных
физиологических
процессов,
происходящих
у растений,
механизмах их регуляции и основных закономерностях
взаимоотношений растительного организма с внешней средой.
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Цель освоения дисциплины – формирование у студентов
целостной системы знаний о физиолого-биохимических процессах
и механизмах их регуляции на разных уровнях организации
растительного организма.
Общие задачи дисциплины состоят в:
3
•
ознакомлении
студентов
с
основными
физиологобиохимическими процессами, происходящими на разных уровнях
организации растительного организма;
• ознакомлении студентов с основными разделами физиологии
растений и современными методическими разработками в этих
областях;
• рассмотрении особенностей функционирования растений в
условиях действия неблагоприятных факторов окружающей среды
и современных представлений о формировании их устойчивости к
стрессорам.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Физиология растений» (Б3.Б.2.1) входит в
«Профессиональный цикл» (Б3) базовой части (Б3.Б) рабочего
учебного плана и предназначена для студентов 3 курса заочной
формы обучения направления подготовки 020400 – Биология
(бакалавриат).
Наука «Физиология растений» имеет тесную связь с такими
дисциплинами как «Общая биология», «Ботаника», «Экология»,
«Физика», «Химия», «Современные проблемы биологии»,
«Современные проблемы экологии».
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Перечень компетенций в соответствии с ФГОС:
● общекультурных (ОК):
- заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);
- умеет работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
● профессиональных (ПК):
демонстрирует
знание
принципов
структурной
и
функциональной организации биологических объектов и
механизмов гомеостатической регуляции; применяет основные
физиологические методы анализа и оценки состояния живых
систем (ПК-3);
4
- применяет современные экспериментальные методы работы с
биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях,
навыки работы с современной аппаратурой (ПК-5);
Перечень знаний, умений, навыков в соответствии с ФГОС:
студент должен:
▪ знать
1) механизмы протекания основных жизненных процессов
растений;
2) способы регуляции жизненных процессов растений;
3) характер влияния факторов внешней среды на протекание
основных жизненных процессов у растений;
4) основные методы изучения физиологии растений.
▪ уметь
1) использовать теоретические и экспериментальные методы
исследований на практике;
2) пользоваться основными закономерностями функционирования
растительных организмов в качестве научной основы земледелия,
растениеводства и биотехнологии;
3) находить, систематизировать научную информацию по
отдельным разделам физиологии растений.
▪ владеть
1) понятийным аппаратом дисциплины;
2) навыками защиты рефератов.
4. Компетенции, знания, умения и навыки при освоении
дисциплины
№
п/п
1.
Индекс ОК по
ФГОС
Наименование
разделов (модулей)
дисциплины
Введение.
Физиология
растений – наука о
функциях
растительных
организмов
16
+
18
+
5
Индекс
ПК по
ФГОС
3
5
+
+
В результате изучения
учебной дисциплины
обучающиеся должны
Знать
Уметь
Владеть
1,2,3,4
1,3
1
2.
Процессы
жизнедеятельности
растительных
организмов
+
+
+
1,2,3,
4
+
1,2,3
1,2
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет:
4
зачетные единицы (ЗЕТ),
144
Вид учебной работы
1. Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Семинары (С)
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторный практикум (ЛП)
2.
Самостоятельная
работа
студентов (СРС)
В том числе:
Контрольная работа
Другие виды самостоятельной
работы:
УИРС (реферат)
Изучение учебного материала
при подготовке к занятиям
Подготовка к экзамену
3. Промежуточная аттестация
(зачет / экзамен)
Всего
часов
Объем по семестрам
VI
12
12
4
8
-
4
8
-
123
123
12
12
8
8
43
43
60
60
9
Общая трудоемкость дисциплины
(часы)
часа.
144
9
144
6. Содержание дисциплины
6.1. Содержание разделов дисциплины
Раздел №1. Введение. Физиология растений – наука о
функциях растительных организмов
Физиология растений - наука об организации и координации
функциональных систем зеленого растения. Физико-химический,
6
экологический и эволюционный аспекты физиологии растений. Задача
физиологии растений - познание закономерностей жизнедеятельности
растений, раскрытие молекулярных основ сложных функций и
механизмов
их
регуляции
в
системе
целого
организма.
Методологические основы фитофизиологии. Редукционизм, органицизм
и интегратизм как подходы к изучению живых систем. Сочетание
различных уровней исследования как необходимое условие прогресса
физиологии растений. Специфические методы фитофизиологии как
науки.
Объект физиологии растений. Космическая роль зеленого
растения.
Этапы развития физиологии растений, их связь с общим
развитием биологии и с практикой. Отечественные школы физиологов
растений. Физиология растений - теоретическая основа растениеводства
и новых отраслей биотехнологии. Физиологические основы
продуктивности
растений.
Главные
проблемы
современной
фитофизиологии.
Физиология растительной клетки
Клетка как организм и как элементарная структура
многоклеточного организма - сравнение функций. Специфические
особенности растительной и животной клеток. Автотрофность и
гетеротрофность. Структурная организация клетки - основа ее
биохимической активности и функционирования как целостной живой
системы. Эволюция клеточной организации на примере сравнения
прокариотной и эукариотной клетки.
Мембранные системы клетки и мембранный принцип ее
организации. Структура и свойства биологических мембран, их роль в
клетке (проницаемость, системы активного транспорта, биосинтезов и
процессинга макромолекул). Модели структурно-функциональной
организации мембран.
Основные структурные элементы эукариотной клетки. Ядро, его
организация и функционирование. Генетический аппарат растительной
клетки. Пластиды и митохондрии. Гипотезы происхождения клеточных
органелл.
Взаимодействие
ядерного,
митохондриального
и
хлоропластного геномов. Двойной генетический контроль за синтезом
белков
в
хлоропластах
и
митохондриях.
Плазмалемма.
Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, пероксисомы, глиоксисомы,
лизосомы, вакуоли, их строение и основные функции. Цитоскелет,
особенности его строения в связи с биологическими функциями.
7
Строение клеточной стенки, ее химический состав и основные
функции (защитная, опорная, функции в морфогенезе, транспорте).
Физико-химические свойства протоплазмы и их изменения в жизненном
цикле клетки.
Функциональные взаимодействия различных органоидов клетки,
их изменения в клеточном цикле и при ее дифференциации.
Регуляторные системы клетки. Внутриклеточные факторы регуляции
обмена: биохимические, генетические, мембранные.
Раздел №2. Процессы жизнедеятельности растительных
организмов
Водный режим
Общая характеристика водного обмена растительного организма.
Растения и круговорот воды на Земле. Молекулярная структура и
физические свойства воды. Взаимодействие молекул воды и
биополимеров,
гидратация.
Свободная
и
связанная
вода.
Физиологическое значение различных фракций воды в растении.
Основные закономерности поглощения воды клеткой. Набухание
биоколлоидов, осмос - явления, лежащие в основе поступления воды в
растение. Термодинамические показатели, определяющие поведение
воды: активность воды, химический потенциал, водный потенциал.
Составляющие водного потенциала: осмотический потенциал,
матричный потенциал, потенциал давления. Градиент водного
потенциала как движущая сила поступления и передвижения воды в
системе "почва-растение-атмосфера", в клетках, тканях и целом
растении.
Механизм передвижения воды по растению. Пути ближнего и
дальнего транспорта. Движущие силы восходящего тока воды в
растении. Верхний и нижний концевые двигатели. Корневое давление,
механизм его развития и значение в жизни растений. Натяжение воды в
сосудах; значение сил молекулярного сцепления.
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 (света,
температуры, влажности воздуха и почвы) на интенсивность
транспирации. Суточный ход транспирации. Экология водообмена
8
растений. Особенности водообмена у растений разных экологических
групп (ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов) и пути адаптации
растений к водному дефициту.
Фотосинтез
Значение процесса фотосинтеза, и история его изучения. Роль
фотосинтеза в процессах энергетического и пластического обмена
растительного организма. Фотосинтез как процесс трансформации
энергии
света
в
энергию
химических
связей.
Масштабы
фотосинтетической деятельности в биосфере. Эволюция биосферы и
фотосинтез. Структурная организация фотосинтетического аппарата.
Хлоропласты. Хлорофиллы. Распространение хлорофиллов среди
различных групп организмов. Функции хлорофиллов. Основные этапы
биосинтеза молекулы хлорофилла. Каротиноиды. Химическое строение,
свойства. Спектры поглощения. Функции в фотосинтезе. Регуляция
биосинтеза
пигментов.
Явление
хроматической
адаптации.
Функциональное и экологическое значение спектрально-различных форм
пигментов у фотосинтезирующих организмов.
Первичные процессы фотосинтеза. Электронно-возбужденные
состояния пигментов (синглетное, триплетное). Типы дезактивации
возбужденных состояний. Флуоресценция. Механизмы миграции энергии
в
системе
фотосинтетических
пигментов.
Представление
о
фотосинтетической единице. Антенные комплексы. Реакционные
центры, модели их структурной организации. Преобразование энергии в
реакционном центре. Окислительно-восстановительные превращения
хлорофилла реакционного центра. Электрон-транспортная цепь
фотосинтеза,
природа
ее
основных
компонентов.
Фотофосфорилирование.
Характеристика
основных
типов
фотофосфорилирования
циклического,
нециклического,
псевдоциклического. Механизм сопряжения электронного транспорта и
образования
АТФ.
Темновая
стадия
фотосинтеза.
Связь
фотосинтетической ассимиляции СО2 с фотохимическими реакциями.
Природа первичного акцептора углекислоты. Химизм реакций цикла
Кальвина, его ключевые ферменты. Первичные продукты фотосинтеза,
их превращения. Регенерация акцепторов СО2. Первичный синтез
углеводов. Фотодыхание. Цикл Хэтча-Слэка-Карпилова. Особенности С3и С4- растений и САМ-тип метаболизма. Взаимосвязь фотосинтеза и
процессов усвоения азота.
Функциональная роль хлоропласта. Потоки метаболитов в
хлоропласт и из него. Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза
от внешних условий и состояния организма. Фотосинтез и общая
9
продуктивность растительных организмов и их сообществ. Фотосинтез в
онтогенезе растения. Теория фотосинтетической продуктивности.
Эволюция фотосинтеза. Хемосинтез. Бактериальный фотосинтез.
Дыхание
Физиологическая роль дыхания. Специфика дыхания у растений.
Развитие представлений о природе механизмов и о путях окислительновосстановительных превращений в клетке. Каталитические системы
дыхания (дегидрогеназы, оксидазы, оксигеназы, карбоксилазы,
трансферазы).
Механизмы
активации
водорода
субстрата
и
молекулярного кислорода.
Пути окисления органических веществ в клетке. Унификация
субстратов дыхания. Механизм активации дыхательных субстратов, пути
их включения в процессы биологического окисления. Основные пути
диссимиляции углеводов. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы и
его роль в конструктивном обмене клетки. Гликолитический путь
окисления; основные стадии. Гликолиз. Цикл Кребса. Глиоксалатный
цикл. Механизмы регуляции циклов. Электрон-транспортная цепь
митохондрий: структурная организация, основные компоненты, их
окислительно-восстановительные потенциалы. Комплексы переносчиков
электронов.
Альтернативность
каталитических
механизмов
биологического окисления.
Окислительное фосфорилирование. Единство элементарных
энергетических процессов в живой природе. Фосфорилирование на
уровне субстрата и фосфорилирование в дыхательной цепи. Основные
положения хемиосмотической теории сопряжения Митчела. Мембраны
как структурная основа биоэнергетических процессов. Трансформация
энергии на сопрягающих мембранах. Электрохимический потенциал движущая сила фосфорилирования. Регуляция электронного транспорта
и фосфорилирования.
Дыхание как центральное звено обмена веществ. Значение
дыхания в конструктивном метаболизме. Связь с другими функциями
клетки. Дыхание роста и дыхание поддержания. Количественные
показатели газообмена (поглощение кислорода, выделение углекислоты,
дыхательный коэффициент). Регуляция дыхания. Зависимость дыхания
от внешних и внутренних факторов.
Минеральное питание
Роль растений в круговороте минеральных элементов в биосфере.
Потребность растений в элементах минерального питания. Содержание и
соотношение минеральных элементов в почве и в растениях и факторы,
их определяющие. Классификации элементов, необходимых для
10
растений. Основная функция ионов в метаболизме: структурная и
каталитическая. Почва как источник минеральных элементов. Твердая
фаза почвы, почвенный раствор, состав и структура почвенного
поглощающего комплекса.
Корень как орган поглощения минеральных элементов и воды, а
также место специфических синтезов. Система взаимодействия "кореньпочва". Рост корня как основа поступления минеральных элементов.
Ближний транспорт ионов в тканях корня. Симпластический и
апопластический пути. Дальний транспорт. Восходящее передвижение
веществ по растению: пути и механизмы. Перераспределение и
реутилизация ионов в растении.
Взаимосвязь минерального питания с процессами роста и развития
растений. Механизм поглощения ионов. Роль процессов диффузии и
адсорбции, их характеристика. Понятия водного свободного
пространства и Доннановского свободного пространства. Транспорт
ионов через плазматическую мембрану. Пассивный перенос. Активный
транспорт ионов (первичный и вторичный активный транспорт).
Уравнение Нернста. Движущие силы транспорта ионов и формы
потребляемой энергии. Механизмы транспорта ионов через мембраны:
АТФазы, редокс-цепи, ионные каналы, портерные системы (симпорт,
антипорт, унипорт). Кинетика процессов поглощения. Участие
мембранных структур клетки в поглощении и компартментации ионов.
Роль вакуоли. Пиноцитоз. Взаимосвязь процессов поглощения веществ
корнем с другими функциями растения (дыханием, фотосинтезом,
водообменом, биосинтезами, ростом).
Физиологическая и биохимическая роль основных элементов
питания. Азот и его значение в жизни растений. Круговорот азота в
природе. Источники азота для растений. Симбиотическая фиксация
молекулярного азота. Структурная и функциональная характеристика
нитрогеназы. Минеральные формы азота, используемые растением.
Ферментные системы, участвующие в усвоении нитратов, регуляция их
синтеза и активности. Биохимические пути ассимиляции аммиака в
растении. Синтез аминокислот, амидов. Запасные и транспортные формы
минерального и органического азота, накопление нитратов в тканях.
Круговорот азота по растению. Азотный обмен и дыхание. Азотный
обмен и фотосинтез: взаимодействие азотного и углеродного потоков;
роль первичных реакций фотосинтеза в усвоении окисленного азота.
Сера. Основные соединения серы в растении, их роль в структурной
организации клетки, участие в окислительно-восстановительных
реакциях. Источники серы для растения. Механизм восстановления
11
сульфатов, отдельные этапы процесса, ферментные системы. Фосфор.
Значение разных типов фосфорсодержащих соединений в клетке.
Поступление фосфора в клетку, пути его включения в обмен. Участие
соединений, содержащих фосфор, в образовании клеточных структур,
ферментных систем. Макроэргические соединения фосфора, их роль в
энергетическом обмене. Калий, его значение в обмене растительного
организма. Влияние калия на физические свойства протоплазмы, на
ферменты углеводного обмена, синтез белков и др. Роль калия в
поддержании ионного баланса в тканях, в процессах осморегуляции.
Кальций и его роль. Участие в образовании клеточной стенки,
поддержании структурной целостности мембран и регуляции их
проницаемости. Регуляторная роль кальция. Магний. Формы участия
магния в метаболизме. Магний в составе хлорофилла. Участие в
реакциях переноса фосфатных групп, в формировании функциональноактивных клеточных структур.
Микроэлементы. Роль микроэлементов в метаболизме растений.
Металлы как компоненты простетических групп и как активаторы
ферментных систем. Особенности поступления микроэлементов в
растения. Физиологическая роль железа, меди, марганца, молибдена,
цинка, бора и других микроэлементов. Участие микроэлементов в
формировании и функционировании электрон-транспортных цепей
фотосинтеза и дыхания, в азотном и углеводном обмене, в ростовых
процессах и других реакциях метаболизма.
Физиологические основы применения удобрений. Гидропоника.
Значение работ Д.Н. Прянишникова, Д.А. Сабинина в создании теории
минерального питания. Корневое питание как важнейший фактор
управления продуктивностью и качеством урожая. Генотипические
различия в минеральном питании разных видов и сортов.
Транспорт веществ в растении
Восходящий и нисходящий ток веществ в растении. Передвижение
органических веществ. Ближний и дальний (флоэмный) транспорт
ассимилятов.
Транспортные формы веществ. Возможный механизм и регуляция
флоэмного транспорта. Зависимость транспорта веществ от температуры,
водного режима, минерального питания. Донорно-акцепторные
взаимодействия и роль транспортных систем в интеграции
физиологических функций целого растения.
Физиология роста и развития
Рост растений. Критерии роста и большая кривая роста.
Основные этапы кривой роста и их характеристика. Покой семян и выход
12
их из состояния покоя. Процессы стратификации и скарификации.
Особенности ростовых процессов: наличие специфических меристем;
рост клеток растяжением. Значение внешних факторов для ростовых
процессов. Физиология роста и развития вегетативных органов растений
(корня, стебля, листа). Основные свойства ростовых процессов: суточные
и сезонные ритмы; корреляции и апикальное доминирование; полярность
и факторы, определяющие поляризацию клеток, тканей и органов;
физиологическая и травматологическая регенерация. Культура
изолированных тканей. Дифференциация тканей. Кинетика ростовых
процессов. Гормональная система растения. Определение фитогормонов.
Развитие растений. Теория циклического старения и омоложения
растений. Этапы развития растений. Регуляция процесса развития.
Влияние внешних условий на процесс развития. Фотопериодизм.
Фотопериодические
группы
растений.
Роль
фитохрома
в
фотопериодической реакции. Физиологические основы покоя растений.
Покой семян. Покой почек. Регуляция процессов покоя.
Физиологические основы устойчивости растений
Стресс и его физиологические основы. Специфические и
неспецифические ответные реакции на стресс. Адаптивные защитноприспособительные реакции. Активные формы кислорода и система
антиоксидантной защиты
Устойчивость растений к засухе. Влияние на растения недостатка
воды. Физиологические основы засухоустойчивости растений.
Физиологические основы орошения.
Устойчивость растений к высоким и низким температурам.
Холодостойкость растений. Морозоустойчивость растений. Причины
гибели растений от мороза. Закаливание растений. Зимостойкость
растений.
Устойчивость растений к засолению и затоплению. Влияние на
растения избытка солей. Физиологические особенности солеустойчивых
растений. Устойчивость к затоплению. Влияние на растения недостатка
или отсутствия кислорода. Аллелопатические взаимодействия в ценозах.
Физиология
и
биохимия
формирования
качества
урожая
сельскохозяйственных культур (на примере одной культуры).
6.2. Разделы (модули) дисциплины и формы занятий
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины
Л
ПЗ
13
СРС
Форма
контроля
(экзамен)
Всего
часов
1.
2.
Введение. Физиология
растений – наука о
функциях растительных
организмов
Процессы
жизнедеятельности
растительных
организмов
Экзамен
ВСЕГО:
2
2
40
44
2
6
83
91
9
4
8
123
9
144
6.3. План лекций
№ Колп
во
/ часо
п
в
Тема лекции
1.
2
Введение в науку
«Физиология
растений»
2.
2
Фотосинтез
4 часа
Перечень учебных вопросов
1. Предмет, объект, задачи, методы
изучения физиологии растений как науки.
2. Этапы развития физиологии растений
3. Место физиологии растений в системе
биологических наук.
4. Проблемы
современной
фитофизиологии.
1. Значение процесса фотосинтеза.
2. Лист
как
орган
фотосинтеза.
Особенности диффузии СО2 в листе.
3. Пигменты фотосинтеза.
4. Энергетика и этапы фотосинтеза.
ИТОГО:
6.4. План практических занятий
№
п/п
1.
Колво
часов
2
Тема занятия
Перечень учебных вопросов
Растительная
клетка
1. Строение растительной клетки:
a) Состав и строение цитоплазмы
клетки.
b) Цитоплазматическая мембрана:
строение и функции.
14
2.
2
Водный обмен
3.
2
Воздушное
питание
растений
2
Минеральное
питание
4.
c) Клеточная стенка.
d) Строение и функции органоидов
цитоплазмы.
e) Строение и функции ядра клетки.
2. Обмен веществ и особенности его
регуляции.
3. Диффузия и осмос в растительной
клетке.
4. Клетка как осмотическая система.
5. Поступление
веществ
в
растительную клетку.
1. Распределение воды в клетке и в
организме.
2. Транспирация. Строение листа.
Устьица.
3. Структура устьиц у двудольных и
однодольных растений.
4. Устьичная транспирация.
5. Влияние внешних условий на
степень открытости устьиц.
6. Корень, как орган поглощения воды.
1. Лист как орган фотосинтеза.
Хлоропласты. Пигменты фотосинтеза
2. Этапы фотосинтеза:
a) фотофизический;
b) фотохимический (световой);
c) ферментативный (темновой).
3. Влияние условий на интенсивность
процесса фотосинтеза
1. Макро
и
микроэлементы,
их
физиологическая роль.
2. Классификация
химических
элементов.
3. Недостаток элементов минерального
питания.
4. Корневая
система
как
орган
поглощения солей.
5. Особенности
усвоения
молекулярного азота.
15
6. Химизм
азота.
8 часов
фиксации
атмосферного
ИТОГО
6. 5. Лабораторный практикум не предусмотрен
6.6. Занятия, проводимые в интерактивной форме
№
п/п
Лекционный курс и темы
практических занятий
Лекционный курс
1.
ИТОГО: 33,3 % от аудиторных занятий
Используемые
интерактивные
образовательные
технологии
Лекция-визуализация
Колво
часов
6.7. Самостоятельное изучение разделов (тем)
Наименование
раздела (модуля)
Раздел №1.
Введение.
Физиология
растений – наука о
функциях
растительных
организмов
Вопросы, выносимые на самостоятельное
изучение
Редукционизм,
органицизм
и
интегратизм как подходы к изучению живых
систем.
Сочетание
различных
уровней
исследования
(субклеточный,
клеточный,
организменный,
биоценотический)
как
необходимое условие прогресса физиологии
растений. Космическая роль зеленого растения.
Этапы развития физиологии растений,
их связь с общим развитием биологии и с
практикой. Отечественные школы физиологов
растений. Физиология растений - теоретическая
основа растениеводства и новых отраслей
биотехнологии.
Физиологические
основы
продуктивности растений.
Физиология растительной клетки
Специфические
особенности
растительной
и
животной
клеток.
Автотрофность и гетеротрофность. Эволюция
клеточной организации на примере сравнения
прокариотной и эукариотной клетки.
Функциональные
взаимодействия
различных органоидов клетки, их изменения в
16
4
4
клеточном цикле и при ее дифференциации.
Регуляторные
системы
клетки.
Внутриклеточные факторы регуляции обмена:
биохимические, генетические, мембранные.
Раздел №2.
Водный режим
Процессы
Общая характеристика водного обмена
жизнедеятельности растительного
организма.
Растения
и
растительных
круговорот воды на Земле. Молекулярная
организмов
структура и физические свойства воды.
Взаимодействие молекул воды и биополимеров,
гидратация. Свободная и связанная вода.
Физиологическое значение различных фракций
воды в растении. Основные закономерности
поглощения
воды
клеткой.
Набухание
биоколлоидов, осмос - явления, лежащие в
основе поступления воды в растение.
Термодинамические показатели, определяющие
поведение воды: активность воды, химический
потенциал, водный потенциал. Составляющие
водного потенциала: осмотический потенциал,
матричный потенциал, потенциал давления.
Градиент водного потенциала как движущая
сила поступления и передвижения воды в
системе "почва-растение-атмосфера", в клетках,
тканях и целом растении.
Механизм
передвижения
воды
по
растению. Пути ближнего и дальнего
транспорта. Движущие силы восходящего тока
воды в растении. Верхний и нижний концевые
двигатели. Корневое давление, механизм его
развития и значение в жизни растений.
Натяжение воды в сосудах; значение сил
молекулярного сцепления.
Фотосинтез
Масштабы
фотосинтетической
деятельности в биосфере. Эволюция биосферы
и фотосинтез. Структурная организация
фотосинтетического
аппарата.
Явление
хроматической адаптации. Функциональное и
17
экологическое значение спектрально-различных
форм
пигментов
у
фотосинтезирующих
организмов.
Функциональная
роль
хлоропласта.
Потоки метаболитов в хлоропласт и из него.
Экология
фотосинтеза.
Зависимость
фотосинтеза от внешних условий и состояния
организма. Фотосинтез и общая продуктивность
растительных организмов и их сообществ.
Фотосинтез в онтогенезе растения. Теория
фотосинтетической продуктивности. Эволюция
фотосинтеза.
Хемосинтез.
Бактериальный
фотосинтез.
Дыхание
Физиологическая
роль
дыхания.
Специфика дыхания у растений. Развитие
представлений о природе механизмов и о путях
окислительно-восстановительных превращений
в клетке. Каталитические системы дыхания
(дегидрогеназы,
оксидазы,
оксигеназы,
карбоксилазы,
трансферазы).
Механизмы
активации водорода субстрата и молекулярного
кислорода.
Пути окисления органических веществ в
клетке. Унификация субстратов дыхания.
Механизм активации дыхательных субстратов,
пути их включения в процессы биологического
окисления. Основные пути диссимиляции
углеводов. Пентозофосфатный путь окисления
глюкозы и его роль в конструктивном обмене
клетки. Гликолитический путь окисления;
основные стадии. Гликолиз. Цикл Кребса.
Глиоксалатный цикл. Механизмы регуляции
циклов.
Электрон-транспортная
цепь
митохондрий:
структурная
организация,
основные компоненты, их окислительновосстановительные потенциалы. Комплексы
переносчиков электронов. Альтернативность
каталитических механизмов биологического
окисления.
18
Окислительное
фосфорилирование.
Единство
элементарных
энергетических
процессов в живой природе. Фосфорилирование
на уровне субстрата и фосфорилирование в
дыхательной цепи. Основные положения
хемиосмотической теории сопряжения Митчела.
Мембраны
как
структурная
основа
биоэнергетических процессов. Трансформация
энергии
на
сопрягающих
мембранах.
Электрохимический потенциал - движущая сила
фосфорилирования. Регуляция электронного
транспорта и фосфорилирования.
Дыхание как центральное звено обмена
веществ. Значение дыхания в конструктивном
метаболизме. Связь с другими функциями
клетки. Дыхание роста и дыхание поддержания.
Количественные
показатели
газообмена
(поглощение
кислорода,
выделение
углекислоты,
дыхательный
коэффициент).
Регуляция дыхания. Зависимость дыхания от
внешних и внутренних факторов.
Минеральное питание
Роль
растений
в
круговороте
минеральных
элементов
в
биосфере.
Потребность
растений
в
элементах
минерального питания. Основная функция
ионов
в
метаболизме:
структурная
и
каталитическая.
Почва
как
источник
минеральных элементов. Твердая фаза почвы,
почвенный раствор, состав и структура
почвенного поглощающего комплекса.
Система взаимодействия "корень-почва".
Рост
корня
как
основа
поступления
минеральных элементов. Ближний транспорт
ионов в тканях корня. Симпластический и
апопластический пути. Дальний транспорт.
Восходящее
передвижение
веществ
по
растению:
пути
и
механизмы.
Перераспределение и реутилизация ионов в
растении.
19
Взаимосвязь минерального питания с
процессами роста и развития растений.
Механизм поглощения ионов. Роль процессов
диффузии и адсорбции, их характеристика.
Понятия водного свободного пространства и
Доннановского
свободного
пространства.
Транспорт ионов через плазматическую
мембрану. Пассивный перенос. Активный
транспорт ионов (первичный и вторичный
активный транспорт). Уравнение Нернста.
Движущие силы транспорта ионов и формы
потребляемой энергии. Механизмы транспорта
ионов через мембраны: АТФазы, редокс-цепи,
ионные каналы, портерные системы (симпорт,
антипорт, унипорт). Кинетика процессов
поглощения. Участие мембранных структур
клетки в поглощении и компартментации ионов.
Роль
вакуоли.
Пиноцитоз.
Взаимосвязь
процессов поглощения веществ корнем с
другими функциями растения (дыханием,
фотосинтезом, водообменом, биосинтезами,
ростом).
Азот и его значение в жизни растений.
Круговорот азота в природе. Источники азота
для растений. Симбиотическая фиксация
молекулярного
азота.
Структурная
и
функциональная характеристика нитрогеназы.
Минеральные формы азота, используемые
растением. Ферментные системы, участвующие
в усвоении нитратов, регуляция их синтеза и
активности. Биохимические пути ассимиляции
аммиака в растении. Синтез аминокислот,
амидов. Запасные и транспортные формы
минерального
и
органического
азота,
накопление нитратов в тканях. Круговорот азота
по растению. Азотный обмен и дыхание.
Азотный обмен и фотосинтез: взаимодействие
азотного и углеродного потоков; роль
первичных реакций фотосинтеза в усвоении
окисленного азота. Сера. Основные соединения
20
серы в растении, их роль в структурной
организации клетки, участие в окислительновосстановительных реакциях. Источники серы
для растения. Механизм восстановления
сульфатов,
отдельные
этапы
процесса,
ферментные системы. Фосфор. Значение разных
типов фосфорсодержащих соединений в клетке.
Поступление фосфора в клетку, пути его
включения в обмен. Участие соединений,
содержащих фосфор, в образовании клеточных
структур,
ферментных
систем.
Макроэргические соединения фосфора, их роль
в энергетическом обмене. Калий, его значение в
обмене растительного организма. Влияние
калия на физические свойства протоплазмы, на
ферменты углеводного обмена, синтез белков и
др. Роль калия в поддержании ионного баланса
в тканях, в процессах осморегуляции. Кальций и
его роль. Участие в образовании клеточной
стенки, поддержании структурной целостности
мембран и регуляции их проницаемости.
Регуляторная роль кальция. Магний. Формы
участия магния в метаболизме. Магний в
составе хлорофилла. Участие в реакциях
переноса фосфатных групп, в формировании
функционально-активных клеточных структур.
Металлы как компоненты простетических
групп и как активаторы ферментных систем.
Особенности поступления микроэлементов в
растения. Физиологическая роль железа, меди,
марганца, молибдена, цинка, бора и других
микроэлементов. Участие микроэлементов в
формировании и функционировании электронтранспортных цепей фотосинтеза и дыхания, в
азотном и углеводном обмене, в ростовых
процессах и других реакциях метаболизма.
Физиологические основы применения
удобрений. Гидропоника. Значение работ Д.Н.
Прянишникова, Д.А. Сабинина в создании
теории минерального питания. Корневое
21
питание как важнейший фактор управления
продуктивностью
и
качеством
урожая.
Генотипические различия в минеральном
питании разных видов и сортов.
Транспорт веществ в растении
Восходящий и нисходящий ток веществ в
растении. Передвижение органических веществ.
Ближний и дальний (флоэмный) транспорт
ассимилятов.
Транспортные
формы
веществ.
Возможный механизм и регуляция флоэмного
транспорта. Зависимость транспорта веществ от
температуры, водного режима, минерального
питания. Донорно-акцепторные взаимодействия
и роль транспортных систем в интеграции
физиологических функций целого растения.
Физиология роста и развития
Рост растений. Критерии роста и
большая кривая роста. Основные этапы кривой
роста и их характеристика. Покой семян и
выход их из состояния покоя. Процессы
стратификации и скарификации. Особенности
ростовых процессов: наличие специфических
меристем; рост клеток растяжением. Значение
внешних факторов для ростовых процессов.
Физиология роста и развития вегетативных
органов растений (корня, стебля, листа).
Основные свойства ростовых процессов:
суточные и сезонные ритмы; корреляции и
апикальное доминирование; полярность и
факторы, определяющие поляризацию клеток,
тканей и органов; физиологическая и
травматологическая регенерация. Культура
изолированных
тканей.
Дифференциация
тканей.
Кинетика
ростовых
процессов.
Гормональная система растения. Определение
фитогормонов.
Развитие растений. Теория циклического
старения и омоложения растений. Этапы
развития
растений.
Регуляция
процесса
22
развития. Влияние внешних условий на процесс
развития. Фотопериодизм. Фотопериодические
группы
растений.
Роль
фитохрома
в
фотопериодической реакции. Физиологические
основы покоя растений. Покой семян. Покой
почек. Регуляция процессов покоя.
Физиологические основы устойчивости
растений
Стресс и его физиологические основы.
Специфические и неспецифические ответные
реакции на стресс. Адаптивные защитноприспособительные реакции. Активные формы
кислорода и система антиоксидантной защиты
Устойчивость растений к засухе. Влияние
на растения недостатка воды. Физиологические
основы
засухоустойчивости
растений.
Физиологические основы орошения.
Устойчивость растений к высоким и
низким
температурам.
Холодостойкость
растений.
Морозоустойчивость
растений.
Причины гибели растений от мороза.
Закаливание растений. Зимостойкость растений.
Устойчивость растений к засолению и
затоплению. Влияние на растения избытка
солей.
Физиологические
особенности
солеустойчивых растений. Устойчивость к
затоплению. Влияние на растения недостатка
или отсутствия кислорода. Аллелопатические
взаимодействия в ценозах.
Физиология и биохимия формирования качества
урожая сельскохозяйственных культур (на
примере одной культуры).
7. Библиотечно-информационные ресурсы
7.1. Литература
● Основная литература:
1. Андреева, И.И. Ботаника : учеб. / И.И. Андреева, Л.С.
Родман. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : КолосС, 2010. - 584
с.
23
2. Барабанов, Е.И. Ботаника : учеб. / Е.И. Барабанов, С.Г.
Зайчикова. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2010. - 448 с.
● Дополнительная литература:
1. Физиология растений: краткий терминологический словарь :
учеб. пособие / ГОУ ВПО "Ставроп. гос. ун-т" / сост. А. В.
Аулова. – Ставрополь : Параграф, 2011. – 61 с.Практикум по
физиологии растений : учеб. пособие / под ред. В.Б.
Иванова. - М. : Академия, 2004. - 144 с.
2. Яковлев, Г.П. Ботаника : учеб. / Г.П. Яковлев, В.А.
Челомбитько, В.И. Дорофеев ; под ред. Р.В. Камелина. - 3-е
изд., испр. и доп. - СПб. : СпецЛит, 2008. - 687 с. : ил.
7.2. Базы данных, справочные и поисковые системы, Интернетресурсы, ссылки.
1. Лекции в Power Point по дисциплине «Физиология растений».
2. Онлайн - энциклопедия по физиологии растений [Электронный
ресурс] : Режим доступа: http://fizrast.ru/.
8. Оценочные средства
8.1. Примерная тематика рефератов.
1. Системы регуляции и интеграции у растений
2. Развитие и структура пластид
3. Электронно-транспортная цепь хлоропластов: компоненты и
процесс транспорта электронов
4. Современные представления о механизме фосфорилирования у
хлоропластов и митохондрий
5. Зависимость фотосинтеза от экзогенных и эндогенных факторов
среды
6. Зависимость дыхания растений от экзогенных и эндогенных
факторов среды
7. Особенности водного режима растений разных экологических
групп
8. Особенности поступления и транспорта минеральных элементов в
растения
9. Гетеротрофный путь питания растений
10. Выделение веществ у растений
11. Гормональная регуляция роста и развития растений
24
12. Регуляция пола у растений
13. Механизмы адаптации растений к неблагоприятным факторам
окружающей среды
14. Культуры растительных клеток
15. Культура изолированных тканей
16. Микроклональное размножение растений
17. Дифференциация тканей
18. Физиология покоя растений
19. Физиология прорастания семян
20. Физиология цветения растений
21. Механизмы морфогенеза растений
22. Фитогормоны
23. Гидропоника
24. Современное состояние и достижения физиологии растений
Методические указания для написания реферата (УИРС)
Реферат должен быть набран на листах формата А4, на
компьютере, ориентируясь на следующие параметры: шрифт 14,
межстрочный интервал 1, поля: слева – 3 см, справа – 1,5 см, верхние и
нижние – по 2 см, выравнивание по ширине, абзац – 1,25 см. Текст
необходимо подразделять на главы, параграфы и озаглавливать их.
В основной части желательно использовать фактический материал,
количественные данные, иллюстрации в виде таблиц, графиков,
рисунков.
В заключении даются ясно сформулированные и пронумерованные
выводы. Список литературы оформляется в соответствии с ГОСТом.
Структура и оформление реферата приводятся ниже.
1. Введение. Во введении отражается следующее:
– актуальность, проблема выбранной тематики;
– цель работы;
– постановка задачи;
– предполагаемые пути решения поставленной задачи.
2. Основная часть. Если основная часть не разбита на главы, то она
должна быть озаглавлена. Если основная часть разбивается на главы, то
само название «Основная часть» обычно не пишется. В этом случае
название каждой главы отражает суть рассматриваемой в ней части
проблемы.
3. Заключение (выводы). Формулируются основные выводы,
обоснование которых содержится в основной части.
25
4. Список использованной литературы. При составлении списка
литературы следует ориентироваться на список литературы,
предложенный преподавателем. Далее в зависимости от выбранной темы
реферата привлекаются библиотечно-информационные ресурсы СтГМА,
при отсутствии нужной литературы используются ресурсы краевой
библиотеки, интернета.
8.2. Примерная тематика контрольных работ
Вариант № 1.
1. Основные компоненты растительной клетки, особенности их
строения и функции.
2. Циклическое фотосинтетическое фосфорилирование, его
характеристика.
3. Апопласт (свободное пространство), его роль в поступлении
ионов в растительную клетку.
4. Древесное растение, имеющее листовую поверхность 12 м2,
испарило за 2 часа 3 кг воды. Определите интенсивность
транспирации.
Вариант № 2.
1. Физико-химические свойства цитоплазмы, её взаимодействие с
внешней средой.
2. Показатели фотосинтеза, их связь с продуктивностью растений
3. Общее понятие стресса. Особенности фитостресса.
4.Транспирационный коэффициент равен 125 мл/г. Найти
продуктивность транспирации.
Вариант № 3.
1. Клетка как осмотическая система. Роль осмотического давления
в жизнедеятельности клетки.
2. Электронно-возбуждённое состояние хлорофилла. Типы
дезактивации возбужденного состояния
3. Физиологическая роль азота.
4. Сколько воды испарит растение за 5 минут, если площадь его
листьев равна 200 см2, а интенсивность транспирации - 12%г/м2.ч?
Вариант № 4.
1. Структура и роль воды в жизнедеятельности растений.
2. Механизмы миграции энергии в системе фотосинтетических
пигментов.
26
3. Фотопериодизм.
4. За 1 час в процессе фотосинтеза растение усвоило 520 мг
углекислого газа и накопило 0,4 г сухой массы. Вычислите
коэффициент эффективности фотосинтеза.
Вариант № 5
1. Микроструктура хлоропластов
2. Активный транспорт ионов через мембрану
3. Типы покоя и факторы, его обуславливающие
4. Растение, имеющее листовую поверхность 2,3 дм2, испарило за
1,5 ч 3 г воды. Чему равна интенсивность транспирации?
ТРЕБОВАНИЯ К НАПИСАНИЮ ТЕКСТА
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И ОФОРМЛЕНИЮ
Контрольная работа рассматривается как одна из основных форм
обучения на заочном отделении. Контрольная работа призвана научить
умению правильно ориентироваться в обширном фактическом материале,
выбирать из него главное.
Прежде чем приступить к написанию работы, студент должен
тщательно продумать, какие узловые вопросы он выберет для освещения
в своей работе, и подготовить подробный план изложения материала.
Достоинства контрольной работы во многом зависят от умения
систематизировать основные вопросы и темы и определить логичность и
последовательность развития темы.
Фактический материал контрольной работы должен быть
максимально иллюстрирован. Рисунки, схемы, графики, таблицы могут
быть срисованы из учебных пособий или скопированы из электронных
источников.
В конце работы должен быть приведен список использованной
литературы с указанием страниц из книг и журналов. Места издания,
года и издательства.
Работа
должна
иметь
выраженную
профессиональную
направленность. Необходимо обратить серьезное внимание на стиль
изложения, отсутствие грамматических и стилистических ошибок.
Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена: четким
почерком, с достаточными интервалами между строчками, без
значительных помарок и исправлений. Объем работы – одна ученическая
тетрадь (или 12-15 страниц машинописного текста формата А4, шрифт
14, межстрочный интервал 1,5).
27
Контрольная работа должна быть прислана или сдана в деканат
факультета ГМБО в указанные в графике учебного процесса сроки.
Во время сессии контрольные работы на рецензирование не
принимаются. Без зачета по контрольной работе студенты к экзамену не
допускаются. На экзамене студент должен предъявить экзаменатору
рецензию.
При повторной отправке, переработанной или доработанной после
соответствующих замечаний контрольной работы необходимо вложить в
тетрадь копию рецензии.
8.3. Примерная тематика итоговых тестов
1. Клеточные мембраны построены из:
1) белков и углеводов;
2) липидов и белков;
3) нуклеиновых кислот и липидов;
4) нуклеиновых кислот.
2. В росте клеточной стенки участвует:
1) аппарат Гольджи;
2) эндоплазматический ретикулум;
3) микротрубочки
4) вакуоль.
3. Какие органоиды растительной клетки относятся к
полуавтономных?
1) митохондрии, хлоропласты;
2) ядро, рибосомы, аппарат Гольджи;
3) ЕР, микротрубочки, митохондрии;
4) хлоропласты, рибосомы.
4. Рибосомы в клетке:
1) свободно плавают в цитоплазме;
2) содержатся в ядре;
3) значительная часть лежит в гранулярной эндоплазматической сети, а
часть свободно плавает в цитоплазме;
4) отсутствуют.
5. Функции аппарата Гольджи заключаются в:
1) химической модификации веществ клетки;
2) упаковке веществ в пузырьки и в выведении их в виде секретов;
3) выводе синтезированных веществ во внешнюю среду, участие в
синтезе клеточной стенки;
4) синтез белка.
28
6. В каких из перечисленных органелл растительной клетки
накапливается крахмал?
1) в хлоропластах и ядре;
2) в хлоропластах и лейкопластах;
3) в вакуолях и митохондриях;
4) в ядре и рибосомах.
7. В каких структурных компонентах клетки имеет место
поглощение энергии квантов света?
1) в рибосомах;
2) в хлоропластах;
3) в гиалоплазме;
4) в митохондриях.
8. Набор гидролитических ферментов в клетке содержится:
1) в лизосомах;
2) в митохондриях;
3) в хлоропластах;
4) в лейкопластах.
9. Какие органоиды в клетке энергетическими системами и центром
дыхания?
1) ядро;
2) митохондрии;
3) хлоропласты;
4) лейкопласты.
10. Почему митохондрии считают полуавтономными органоидами
клетки?
1) они являются энергетическими станциями клетки;
2) они образованы двумя мембранами;
3) у них есть собственные белоксинтезирующая система и ДНК;
4) в них осуществляется синтез АТФ.
11. Чем отделена цитоплазма растительной клетки от окружающей
среды?
1) плазмолеммой;
2) тонопластом;
3) клеточной стенкой;
4) плазмолеммой и клеточной стенкой.
12. Какую функцию выполняют рибосомы?
1) транспортную;
2) синтез белков;
3) синтез жиров;
4) синтез углеводов.
29
13. Митохондрии называют энергетическими станциями клетки, так
как они осуществляют:
1) синтез АТФ;
2) синтез белка;
3) расщепление АТФ;
4) расщепление белка.
14. Функции ядра:
1) участие в делении клетки;
2) построение клеточной стенки;
3) хранение и передача наследственной информации;
4) участие в фотосинтезе.
15. В группу органогенных химических элементов относятся:
1) кислород, углерод, водород, железо;
2) углерод, магний, кислород, йод;
3) водород, кислород, углерод, азот;
4) кислород, углерод, йод, железо.
16. Содержание минеральных соединений в сухой массе растений
составляет:
1) 50%;
2) 75%;
3) 5%;
4) 17%.
17. Полисахаридами у растений являются:
1) глюкоза и фруктоза;
2) крахмал, целлюлоза, пектин;
3) сахароза и гликоген;
4) гликоген.
18. Какие лучи света поглощаются каротиноидами?
1) желтые;
2) синие;
3) красные;
4) зеленые.
19. В каком случае можно обнаружить осмотическое давление
раствора?
1) в системе: раствор - стекло – растворитель;
2) в растворе сахарозы в колбе;
3) в системе: вакуолярной сок - цитоплазма корневого волоска почвенный раствор;
4) все ответы верны.
20. Самое высокое осмотическое давление клеточного сока
30
отмечается в клетках растений:
1) в степных растениях;
2) в гигрофитах;
3) в галофитах;
4) все ответы верны.
20. Органы растений, служащие конечными двигателями водного
тока:
1) корень, стебель;
2) стебель, листья;
3) корень, листья;
4) корень, цветок.
8.4. ПРИМЕРНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К
ЭКЗАМЕНУ:
1. Предмет, задачи и методы физиологии растений.
2. Клетка как элементарная структурная единица организма.
3. Основные принципы жизнедеятельности растительной клетки.
4. Клеточная оболочка: ее состав, строение, функции.
5. Современная концепция строения биологических мембран.
6. Функции и свойства биологических мембран.
7. Механизм транспорта веществ через мембрану.
8. Строение, химический состав и функции пластид.
9. Митохондрии - дыхательные центра клетки.
10. Вакуоль, ЭПС, рибосомы, ядро.
11. Цитоплазма, плазмодесмы, аппарат Гольджи.
12. Раздражимость и реакция клетки на повреждающее воздействие.
13. Химический состав растительной клетки.
14. АТФ и другие макроэргические соединения.
15. Витамины.
16. Углеводы, их строение и свойства.
17. Основные классы углеводов, их функции в растениях.
18. Липиды растительной клетки.
19. Аминокислоты: строение, свойства, классы.
20. Биосинтез белка.
21. Структура и функции белков.
22. Биологическая роль ферментов.
23. Кинетика ферментативной реакции.
24. Регуляция ферментативной деятельности.
25. Основные классы ферментов.
31
26. Физиологическая роль воды в растении. Структура, свойства и
формы воды в клетке.
27. Клетка как осмотическая система.
28. Значение транспорта воды и путь водного тока в растении.
29. Особенности корневой системы как органа поглощения.
30. Почва как среда водоснабжения растений.
31. Корневое давление, его зависимость от внешних и внутренних
условий.
32. Транспирация устьичная и кутикулярная.
33. Физиология устьичных движений.
34. Влияние на растения недостатка воды.
35. Влияние на растения избытка влаги в почве.
36. Влияние внутренних и внешних условий на транспирационный
коэффициент и коэффициент водопотребления.
37. Фотосинтез как основа энергетики биосферы.
38. Лист - основной орган фотосинтеза.
39. Хлоропласты, их состав, строение и функции.
40. Хлорофиллы.
41. Каротиноиды.
42. Световая фаза фотосинтеза.
43. Метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза - цикл
Кальвина).
44. Цикл Хетча и Сленка.
45. Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза.
46. Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды.
47. Индекс листовой поверхности и фотосинтетический потенциал.
48. Интенсивность и чистая продуктивность фотосинтеза.
49. Значение и сущность дыхания, его роль в обмене веществ.
50. Основные пути окисления дыхательного субстрата.
51. Анаэробная фаза дыхания (гликолиз).
52. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса).
53. Окислительный пентозофосфатный цикл.
54. ЭТЦ дыхания и окислительное фосфорилирование.
55. Зависимость дыхания от внутренних факторов.
56. Экологические аспекты дыхания.
57. Необходимые растению элементы минерального питания.
58. Макроэлементы, их усвояемые соединения, нарушения при недостатке
в растении.
59. Микроэлементы, их роль и доступные формы.
60. Диагностика минерального питания растений.
32
61. Поглощение минеральных веществ растением.
62. Радиальный транспорт ионов в корне.
63. Восходящий и нисходящий транспорт веществ в растении.
64. Регулирование растением скорости поглощения ионов.
65. Азотное питание растений.
66. Усвоение растениями нитратного азота.
67. Ассимиляция аммиака растениями.
68. Фосфор, доступные формы, круговорот.
69. Сера как необходимый элемент питания растений.
70. Калий, его значение в жизни растений.
71. Магний, кальций, алюминий, кремний и другие металлы.
72. Физиологическая роль микроэлементов, общая характеристика.
73. Физиологические основы применения удобрений.
74. Источники азота для растений.
75. Минеральные вещества в фитоценозах и их круговорот в экосистеме.
76. Плотность и распределение корней в посеве.
77. Влияние ризосферной микрофлоры на питание растений.
78. Особенности питания растений в беспочвенной культуре.
79. Влияние факторов среды на минеральное питание растений.
80. Понятие о росте и развитии растений.
81. Фитогормоны роста.
82. Фитогормоны старения и стресса.
83. Применение фитогормонов и физиологически активных веществ в с/х.
84. Биотехнология.
85. Факторы среды, влияющие на рост и развитие растений.
86. Движение растений (тропизмы и настии).
87. Онтогенез растений, его этапы.
88. Яровизация.
89. Фотопериодизм.
90. Формирование семян как эмбриональный этап онтогенеза.
91. Влияние внутренних и внешних факторов на качество семян.
92. Физиология покоя и прорастания семян.
93. Физиологические основы хранения сельскохозяйственной продукции.
94. Дыхание как основной энергетический процесс в прорастающих
семенах.
95. Приспособление и устойчивость растений.
96. Защитно-приспособительные реакции растений на повреждающие
воздействия.
97. Аллелопатические взаимодействия в ценозах.
33
100. Физиология и биохимия формирования качества
сельскохозяйственных культур (на примере одной культуры).
урожая
9. Материально-техническое обеспечение
Практические занятия и лекции проводятся в учебных
аудиториях кафедры биологии, оснащенных мультимедийной
аппаратурой (ноутбук, проектор, экран), телевизорами, DVD
проигрывателями, микроскопами, лупами, таблицами, муляжами,
необходимым набором микро- и макропрепаратов.
Учебная группа не более 14-15 человек. Каждое рабочее
место
оснащено
микроскопом
и
соответствующими
микропрепаратами.
Все учебные аудитории оборудованы телевизионными
экранами, через которые демонстрируются необходимые
микрофотографии препаратов, таблицы, схемы.
Самостоятельная подготовка студентов на кафедре биологии
может проходить в специально оборудованных кабинетах и
кафедральном музее, а также в компьютерных классах академии с
выходом в интернет и читальном зале научной библиотеки СтГМА.
10. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
со смежными (последующими) дисциплинами
№ разделов данной
дисциплины,
необходимых для
изучения смежных
дисциплин
1
2
№
п/п
Наименование дисциплин
2.
Основы биотехнологии
Агроэкология
и
экологическая
безопасность
Учение о биосфере
Экология
и
рациональное
природопользование
Экологическая
физиология
растений
Фитогеография
3.
4.
5.
6.
7.
34
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Разработчик:
Место работы
СтГМА,
кафедра биологии
Занимаемая
должность
доцент
35
Инициалы, фамилия
Э. Н. Макаренко
36
37