Физиология растений

 

 «Физиология растений»

 

Сивцова А.М.

 

Дисциплина «Физиология  растений» входит в Федеральный  компонент дисциплин предметной подготовки (ДПП) специальности «050102. 65 - Биология».

Общий объем на дисциплину составляет 300 часов. Она изучается  на 3 и 4 курсах, в 6 и 7 семестрах. Лекционный курс рассчитан на 44 часа, лабораторный курс – на 92 часа. На СРС отведено 156 часа. Изучение дисциплины завершается зачетом в 6 семестре и экзаменом в 7 семестре.

Особенностью дисциплины является то, что по ней выполняются курсовая и выпускная квалификационная работа, проводится полевая практика. Значительная часть вопросов выносится на междисциплинарный государственный экзамен.

Изучение физиологии растений играет важную роль в образовании  учителя-биолога.

На первых курсах студент изучает анатомию, морфологию и систематику растений. Физиология растений - наука о функциях растения, и без понимания функциональной основы всех данных об анатомии и морфологии растений они не могут быть глубоко  осознаны и использованы. В настоящее время изучение физиологии растений приобретает еще большее значение в связи с впечатляющими успехами молекулярной биологии и генетики, которые имели революционное значение в развитии биологии во второй половине XX века.

 

 Рекомендуемая  литература

  Основная:

         -     Алехина Н.Д., Балнокин  Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология  растений.-   М.:Изд.центр «Академия»,2007.- с.640.

• Иванов В. Б. Практикум по физиологии растений. – М.: Академия, 2001.
• Медведев С. С. Физиология растений. – СПб.: Изд – во С. – Петерб. университета, 2004.
• Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Т. Физиология растений. – М.: Владос, 2006. – 463 с.

  Дополнительная:

• Голомазова Г. М. Влияние высших факторов на фотосинтез хвойных.  - Красноярск, 1987.
• Горышкина Т. К. Экология растений. – М.: Высшая школа, 1979.
• Грин Р., Стаут У., Тейлор Д. Биология. – М.: Мир, 1990. Т. 1-3.
• Гусев М. В. Малый практикум по физиологии растений. – М.: МГУ, 1982.
• Гэлстон А, Девис П., Сэтиф Р. Жизнь земного растения. – М.: Мир, 1983.
• Денисова Г. А. Терпеноидсодержащие структуры растений. – Л.: Наука, 1989.
• Жолкевич В.Н., Гусев Н. А. и др. Водный обмен растений. – М.: Наука, 1989.
• Миллер М.С., Савицкая Н.Н. Практические занятия по физиологии растений, - Л., 1974.
• Практикум по физиологии растений /под редакцией Третьякова. – М.: Колос, 1982
• Рубин Б.А. Курс физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1976.
• Слейчер Р. Водный режим растений. – М.: Мир, 1970.
• Хит О. Фотосинтез. – М.: Мир, 1972.
• Холл Д., Рао К. Фотосинтез. – М.: Мир, 1983.
• Шабельская Э.Ф. Физиология растений. – М.: Высшая школа, 1987.
• Бухольцев А. Н. Учебно-методическое пособие по курсу физиология растений – М.: Просвещение, 1986.
• Васильева З. В., Кириллова Г. А. Строчкова А. В. Учебно-методическое пособие по физиологии растений. – М.: Просвещение, 1977.
• Викторов Д. П. Малый практикум по физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1983.
• Полевой В. В. Физиология растений. - М.: Высшая школа, 1989.
• Якушкина Н. И. Физиология растений. - М.: Просвещение, 1993.
• Тетюрев В. А. Спроси мнение самого растения. Научно – популярная литература, М.: Детская литература, 1984.
• Тетюрев В. А. Методика экспериментов по физиологии растений. Пособие для учителей. 4-е изд., перераб. М.: Просвещение, 1980.

 

Тематика рефератов  и  курсовых работ

 

- Жизнь и исследовательская  деятельность С. Фаминцына.

- Работы  И. П. Бородина  и Палладина В.И.

- Жизнь и научная  деятельность К. А. Тимирязева.

- М. Цвет – жизнь  и научная деятельность.

- История изучения  минерального питания растений

- Вклад русских ученых  в развитие учения о минеральном  питании  растений.

- Исследования Д. А. Сабинина  и И. И. Колосова по поглощению  солей

- Исследования А. Л. Курсанова  по передвижению веществ.

- Работы Д. Н. Прянишникова  в области азотного обмена.

- История открытия фитогормонов

- Природные ингибиторы роста

- Синтетические регуляторы роста

- Ретарданты

- М. Х. Чайлахян – автор  гормональной теории цветения

- Н. П. Кренке – автор теории  циклического старения и омоложения

- Фитохромная система растений

- Пол растений и его гормональная  регуляция

- Работы Максимова Н.А. в области водного обмена

- История изучения  фотосинтеза

- Устойчивость растений  к неблагоприятным воздействиям

- Фотосинтетический аппарат  растений

- Механизм влияния  засухи на фотосинтетическое  усвоение СО₂

- Донорно-акцепторные  отношения в растении

- Водный режим орошаемых   с/х культур

- Особенности водного  обмена растений

- Фотосинтез как процесс  углеродного питания растений

- Особенности минерального  питания растений

- Устойчивость растений  к действию низких и высоких  температур

- Устойчивость растений к инфекционным заболеваниям

- Устойчивость растений  к водному стрессу

- Солеустойчивость растений

- Эволюция дыхания

- Эволюция фотосинтеза

- Особенности дыхательного  обмена растений

- Особенности азотного  питания растений

- Фотосинтез и урожай

- Гормональная регуляция физиологических процессов

- Фитогормоны

- Особенности роста  и развития растений

- Особенности химизма  фотосинтеза

- Фотосинтез как основа  продукционного процесса

- Фотосинтез бактерий

- Особенности фотосинтеза  Толстянковых

- С₄- фотосинтез

- Фотосинтез как окислительно-восстановительный  процесс

- Выращивание растений  без почвы

- Движение растений

- Фитохромная система  растений

- Гормональная теория  развития растений

- Приспособления растений  к условиям внешней среды и  устойчивость растений

- Изучение темпов роста  и продуктивности злаковых культур

- Изучение  влияния  климатических условий на водный  обмен с/х  растений

- Изучение особенностей  роста овощных культур, выращенных  в разных условиях

- Изучение влияния  циркона на рост и продуктивность злаков

- Изучение влияния  эпина на рост и продуктивность  сортов картофеля

- Изучение влияния  фитогормонов на  устойчивость  с/х культур к инфекциям

- Ауксины как регуляторы  роста растений

- Цитокинины как регуляторы  физиологических процессов растительного организма

- Применение регуляторов  в практике выращивания с/х  культур

- Использование АБК,  этилена в регуляции физиологических  процессов

 

Перечень вопросов к зачету (экзамену)

 

 «Физиология растений».

(7 семестр,  ОДО; 8 семестр, ОЗО)

 

1. Предмет, задачи и методы физиологии растений.

2. История развития физиологии растений как науки. Роль отечественных ученых в развитие физиологии растений.

3. Физиологическая  роль мембран и проницаемость  клеток для разных соединений.

4. Топипотентность  клетки и культура изолированных клеток и тканей. Использование ее в биотехнологии и селекции.

5. Уровни регуляции метаболизма клетки (генетический, мембранный, трофический).

6. Физические  и химические свойства воды и ее значение в организации живой материи.

7. Состояние, распределение и формы воды в клетке и организме.

8. Пойкилогидрические  и гомойогидрические растения.

9. Поглощение воды клетками. Осмотические явления в клетках. Явления плазмолиза и деплазмолиза.

10. Водный потенциал клеток растения. Его составляющие. Методы измерения водного потенциала.

11. Поглощение воды корнем. Корневая система как орган поглощения воды. Путь воды по сосудам корня. Апопласт и симпласт. Эндодерма как физиологический барьер.

12. Корневое  давление, величина корневого давления. Механизм создания корневого давления и активного транспорта воды.

13. Передвижение  воды по стеблю. Присасывающее  действие листьев. Теория сцепления. Понятие о когезии и адгезии.

14. Нижний  и  верхний  концевые двигатели  водного  тока,  их  величина источники энергии. Градиент водного потенциала как движущая сила водного тока в растении.

15. Транспирация, ее значение для растения. Устьичная и кутикулярная транспирации. Этапы транспирации.

16. Устьичная и внеустьичная регуляция транспирации. Влияние внешних условий на движение устьиц. Типы движения устьиц.

17. Влияние на транспирацию внешних условий: влажности воздуха, температуры, света, влажности почвы, ветра. Суточные и сезонные изменения транспирации.

18. Водный     режим     растений     разных     экологических    типов.     Физиологическая неоднородность ксерофитов.

19. Засухоустойчивость  растений. Ксероморфная структура. Особенности обмена веществ у засухоустойчивых растений. Правило Заленского.

21. Влияние водного  стресса на физиологические процессы  у растений.

22. Фотосинтез  как процесс питания растений. Уникальность этого процесса. Значение фотосинтеза в круговороте углерода и кислорода на Земле, в жизни биосферы.

23. История открытия  и изучения фотосинтеза.

24. Химические и   оптические   свойства  хлорофиллов.   Этапы   биосинтеза хлорофилла. Влияние внешних условий на образование хлорофилла.

25. Каротиноиды,  их химическое строение, спектры  поглощения, условия образования. Физиологическая роль каротиноидов.

26. Фикобилины,    их    химическая    структура,    спектр    поглощения.    Хроматическая адаптация растений к условиям освещения.

27. Фотофизический   этап   фотосинтеза.   Поглощение   квантов   света   и   возбуждение хлорофилла.   Синглетный   и   триплетный   уровни   возбуждения.   Перенос   энергии возбуждения.

28. Хлоропласты, их  строение и образование. Гипотезы  о происхождении хлоропластов.

29. Понятие  о фотосинтетической единице,  светособирающем комплексе, реакционном центре и фотосистеме. Эффект Эмерсона.

30. Фотохимический  этап фотосинтеза. Циклический и нециклический поток электронов.

31. Образование   кислорода.  Доказательство  водного   происхождения   кислорода при фотосинтезе.

32. Фотосинтетическое  фосфорилирование. Теория Митчелла.

33. Доказательства  участия в фотосинтезе темновых  реакций. Длительность темновой и световой фаз. Локализация их в структурах хлоропластов. Цикл Кальвина.

34. Цикл Хетча-Слэка.  Его особенности. Анатомическая  структура листьев С₄-растений, особенности хлоропластов из клеток мезофилла и обкладки.

35. Фотосинтез по типу Толстянковых (САМ-путь фотосинтеза). Особенности, значение.

36. Оксигеназная  функция РБФ-карбоксилазы (оксигеназы). Фотодыхание (гликолатный цикл) у Сз-растений. Его химизм, значение.

37. Влияние  условий на фотосинтез: свет, углекислый  газ, температура, водоснабжение, минеральное питание.

38. Фотосинтез    и    продуктивность    растений.    Урожай    биологический    и урожай хозяйственный.   Зависимость   урожая   от   чистой   продуктивности  фотосинтеза и величины листовой поверхности. Работы А.А. Ничипоровича.

39. История учения о  минеральном питании растений.

40. Элементы, входящие в состав растительного  организма. Химический состав  золы различных растений.

41. Необходимые растению  макро- и микроэлементы. Их  физиологическая роль.

42. Поглощение  ионов растительной клеткой. Пассивный и активный транспорт ионов через мембрану клетки. Роль Na+, К+ -АТФазы, Н -АТФазы. Сопряженный транспорт различных ионов через мембрану.

43. Корень как орган  поглощения минеральных ионов.  Особенности поступления солей  в корневую систему. Влияние факторов на поступление солей.

44. Особенности  азотного обмена у растений. Круговорот  азота в биосфере. Доступные для растений формы азота.

45. Усвоение молекулярного азота. Несимбиотические и симбиотические азотфиксаторы. Химизм фиксации азота атмосферы.

46. Пути ассимиляции  нитратов и аммиака в растении. Роль глутаминовой кислоты и глутамина в биосинтезе аминокислот.

47. Физиологическое значение  фосфора, серы, калия и других  элементов минерального питания.

48. Физиологические основы применения удобрений.

49. Признаки  голодания растений. Методы определения.

50.Окислительно-восстановительные   процессы в дыхании.  Работы  А.Н.  Баха и В.И.Палладина по теории биологического окисления.

51. Аэробная  фаза дыхания - гликолиз. Этапы,  энергетический выход, функции в клетке.

52. Анаэробная   фаза   дыхания.   Цикл   ди -   и   трикарбоновых   кислот   (цикл Кребса). Энергетический выход, связь с азотным обменом, значение.

53. Дыхательная электронтранспорная  цепь митохондрий.

54. Окислительное фосфорилирование. Хемоосмотическая теория П. Митчелла.

55. Сходство фосфорилирования  в хлоропластах и митохондриях.

56. Пентозофосфатный  путь  дыхания.   Этапы,  энергетический  выход,  роль в обмене веществ.

57. Митохондрии, их  структура и функции. Теория происхождения митохондрий.