Пояснительная записка

Настоящая программа предназначена для поступающих в аспирантуру

по кафедре ботаники и фитофизиологии по направлению 03.00.00

Биологические науки (направленность – 07.00.02 Ботаника).

Программа подготовлена в соответствии с федеральными

государственными стандартами высшего профессионального образования

(уровень магистра (специалиста).

Введение

Программа включает содержание профилирующих учебных дисциплин, входящих в основную образовательную программу высшего профессионального образования, по которой осуществляется подготовка студентов, в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта.

Поступающий в аспирантуру должен показать высокий уровень практического и теоретического владения материалом вузовского курса.

Предметом обсуждения на экзамене являются реферат или представленные соискателем публикации.

Содержание программы

ЧАСТЬ 1. АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Введение Ботаника – наука о структуре, жизнедеятельности, распространении, многообразии форм растений. Место растений среди других групп живых организмов.

Значение растений в природе и жизни человека. Охрана растительного мира. Разделы ботаники.

Развитие ботаники. Основные вехи развития ботаники. Значение работ Р. Гука, М. Мальпиги, Н. Грю, К. Линнея, Ч. Дарвина, М. Шлейдена, Т.

Шванна.

Автотрофные, гетеротрофные и симбиотрофные организмы, их роль в круговороте веществ и преобразовании энергии на Земле.

Клетка как единица жизни. Клеточная теория и ее роль в развитии естественных наук. Особенности строения прокариотических и эукариотических клеток. Черты сходства и различия растительной и животной клеток.

Строение растительной клетки. Общая характеристика протопласта.

Химический состав и физические свойства цитоплазмы. Значение мембранной организации протопласта. Движение цитоплазмы.

Клеточное ядро. Локализация в клетке, морфологическое строение и функции рабочего ядра. Интерфазное ядро. Хромосомы и их строение. Число хромосом в клетке. Деление ядра и клетки: амитоз, митоз и мейоз.

Цитокинез. Биологическое значение митоза. Место мейоза в онтогенезе растений и его биологическое значение. Полиплоидия.

Рибосомы. Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи.

Митохондрии. Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты, пропластиды, этиопласты). Онтогенез и взаимопревращение пластид.

Происхождение пластид и митохондрий. Микротелла.

Вакуоли и клеточный сок. Строение вакуолей и химический состав клеточного сока. Функции вакуолей. Образование вакуолей. Осмотические явления в клетке и их значение для жизни растений.

Лизосомы, их функции. Значение автолитических процессов в клетке.

Включения. Происхождение и функции включений. Крахмальные зерна.

Первичный и вторичный крахмал. Липидные капли. Белковые включения.

Кристаллы оксалата кальция.

Клеточная оболочка, ее химическое строение и физические свойства.

Образование клеточной оболочки. Биологическая роль клеточной оболочки.

Передвижение веществ через оболочку. Вторичные утолщения оболочек.

Вторичные изменения химического состава и свойств оболочек:

одревеснение, опробковение, кутинизация, минерализация. Биологическое значение этих процессов. Плазмодесмы. Поры, их типы. Перфорации.

Ткани. Характеристика и классификация. Строение и особенности в связи с выполняемой функцией. Простые и сложные ткани.

Образовательные ткани. Меристемы и их классификация.

Распределение меристем в теле растений. Цитологическая характеристика меристем. Инициальные клетки и их производные. Понятие о первичных и вторичных тканях.

Ассимиляционные, запасающие и воздухоносные (аэренхима) ткани).

Строение и функции. Расположение в теле растения. Функции межклетников.

Пограничные ткани. Общая характеристика. Подразделение пограничных тканей. Особенности пограничных тканей. Внутренние пограничные ткани. Общая характеристика. Эндодерма. Экзодерма.

Наружные пограничные ткани (покровные ткани). Первичные, вторичные и третичные покровные ткани.

Эпидерма. Строение и функции. Устьица, устьичный аппарат.

Перидерма. Строение и функции. Заложение перидермы. Чечевички.

Корка (ритидом).

Ризодерма. Веламен.

Выделительные ткани. Общая характеристика. Наружные и внутренние выделительные ткани.

Механические ткани. Типы механических тканей. Распределение механических тканей в теле растений.

Проводящие ткани. Общая характеристика проводящих тканей.

Функции и типы проводящих тканей. Общие черты ксилемы и флоэмы.

Проводящие пучки. Ксилема. Состав ксилемы. Эволюция трахеальных элементов. Онтогенез сосуда. Древесинные волокна. Флоэма. Состав и строение элементов флоэмы. Онтогенез ситовидной трубки.

Анатомическое строение вегетативных органов.

Анатомия корня. Зоны молодого корневого окончания. Первичное и вторичное анатомическое строение корня. Монокамбиальный и поликамбиальный типы корнеплодов. Формирование боковых корней.

Анатомия стебля. Особенности образования и распределения меристем в апексе побега. Первичное и вторичное строение стебля однодольных и двудольных растений. Основные типы стелы, стелярная теория.

Анатомия листа. Общие черты анатомического строения листа.

Мезофилл, эпидерма, проводящая система листа. Изменчивость анатомической структуры листа в зависимости от экологических условий.

Особенности строения эпидермы засушливых мест обитания.

Морфология вегетативных органов растений. Понятие органа в морфологии растений. Основные направления эволюции вегетативных органов растений.

Корень. Функция корня. Эволюционное возникновение корня.

Морфологическая природа корней в корневой системе. Типы корневых систем. Дифференциация корней в корневых системах. Размещение и общая величина корневых систем. Обновление корней в корневых системах.

Специализация и метаморфозы корней. Методы изучения корневых систем.

Ризосфера. Микориза и симбиоз растений с азотофиксирующими бактериями.

Побег и система побегов. Общая характеристика побега. Метамерное строение. Почка. Строение и деятельность меристематической верхушки побега. Листорасположение. Листовая мозаика. Нарастание и ветвление.

Образование системы побегов. Специализация и метаморфоз побегов.

Типы видоизменения побега. Подземные метаморфозы: корневища, луковицы, клубнелуковицы, клубни, каудекс и их морфологическая природа, строение, значение для вегетативного размножения и хозяйственной деятельности человека. Видоизменения надземных органов: столоны, усы, колючки, усики, кладодии, филлокладии, побеги суккулентов, ловчие органы насекомоядных растений; их функции, морфологическая природа и строение.

Лист. Общая характеристика листа. Онтогенез листа. Морфологические типы листьев. Жилкование. Листовые серии. Формации листьев.

Гетерофиллия и анизофиллия. Длительность жизни листьев. Старение листьев и листопад.

Стебель – ось побега. Общая характеристика стебля. Основные функции стебля.

Воспроизведение и размножение растений. Типы полового размножения растений. Понятие о половом, бесполом и вегетативном размножение у высших растений. Вегетативное размножение, его биологическое значение. Естественное вегетативное размножение специализированными и неспециализированными частями. Способы искусственного вегетативного размножения. Клональное микроразмножение растений. Достоинства и трудности данного метода вегетативного размножения. Биологическое значение полового размножения. Строение гаметангиев высших растений (антеридиев и архегониев). Смена поколений.

Эволюция органов размножения: строение стробила в разных группах высших растений. Семенное размножение голосеменных и покрытосеменных растений.

Цветок. Строение и функции цветка. Происхождение цветка и основные направления его эволюции. Биологическое значение завязей. Андроцей.

Микроспорогенез и мужской гаметофит. Гинецей.

Мегаспорогенез. Двойное оплодотворение и его преимущества.

Семяпочка и семя.

Опыление растений. Общая характеристика опыления. Значение перекрестного опыления. Оплодотворение растений и развитие пыльцевой трубки.

Соцветия. Значение соцветий. Классификация соцветий.

Плоды, их классификация. Общая характеристика плодов.

Распространение плодов и семян. Значение плодов и семян.

Семя, зародыш, проросток. Органообразование у высших растений.

Строение семени. Морфологические типы семян. Прорастание семян. Покой семян. Классификация, семян по скорости прорастания и сохранению всхожести. Надземное и подземное прорастание. Строение и развитие зародыша и проростка покрытосеменных растений.

Экологические группы. Приспособление растений к условиям местообитания. Общее представление об экологических группах и жизненных формах. Экологические группы растений по отношению к влаге.

Морфологические особенности ксерофитов, мезофитов, гидатофитов, гидрофитов, гигрофитов. Галофиты. Экологические группы растений по отношению к свету. Лианы. Эпифиты. Растения подушки. Экологические группы растений по отношению к почве.

Жизненные формы растений. Классификация жизненных форм растений. Различия между древесными, полудревесными и травянистыми растениями. Разнообразие жизненных форм деревьев. Разнообразие травянистых растений. Система жизненных форм по Раункиеру.

ЧАСТЬ 2. СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ

Введение Систематика растений, ее значение, место в системе биологических наук и в деятельности человеческого общества. Задачи систематики растений.

Масштаб работ по изучению и классификации многообразия живых организмов. Теоретическое и прикладное значение систематики.

Взаимоотношения систематики с другими биологическими дисциплинами и другими науками. Особая роль систематики как синтетической биологической науки.

Систематические категории и таксономические единицы (таксоны).

Основные принципы и правила ботанической номенклатуры. Учение о надцарствах, царствах и подцарствах. Система органического мира А.Л.

Тахтаджяна.

Методология современной систематики. Общебиологическое и философское значение филогенетической системы, возможности ее построения. Основные филогенетические системы.

Монофилия и полифилия. Филы и уровни морфологической организации. Прерывистость эволюционного процесса; понятие об арогенезе и аллогенезе. Дивергенция, парафилия. Принцип гетеробатмии. Соотношение эволюции признаков и эволюции таксонов.

Понятие о низших и высших растениях, их возможные филогенетические связи.

НИЗШИЕ РАСТЕНИЯ

Разнообразие организмов, традиционно включаемых в группу "низшие растения" (водорослей, грибов, лишайников), их связи друг с другом и с другими группами (высшими растениями, беспозвоночными животными).

Происхождение грибов и водорослей; их роль в экосистемах и хозяйственной деятельности человека. Грибы и водоросли - модельные объекты в экологических исследованиях и экспериментальной биологии.

Вирусы и бактерии. Общая характеристика. Значение в природе и жизни человека.

Водоросли.

морфологической организации и варианты структур у водорослей.

Разнообразие хроматофоров. Размножение. Варианты циклов воспроизведения. Пигментные группы водорослей. Общие принципы классификации. Происхождение. Родственные связи.

Основные отделы водорослей:

(Cyanophyta, Phodophyta, Cryptophyta, Chlorophyta, Euglenophyta, Pyrrophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Xantophyta, Phaeophyta).Химический состав: пигменты, запасные продукты; их распределение в различных отделах водорослей и значение для установления филогенетических связей.

Строение клеток: клеточные покровы, ядра и типы митозов, строение хлоропластов и жгутиков в разных отделах водорослей. Значение в природе.

Хозяйственное использование.

Морфология водорослей. Организация талломов; морфологическая эволюция. Морфологические параллелизмы в разных отделах водорослей.

Размножение. Особенности вегетативного, бесполого и полового размножения в разных отделах водорослей. Эволюция способов размножения. Жизненные циклы и их вариации в разных отделах водорослей.

Экология водорослей. Морфологические и химические адаптации водных и наземных форм, планктонных и бентосных водорослей. Влияние света и химического состава воды на видовое разнообразие и численность водорослей.

Систематический обзор водорослей Отдел Cyanophyta, деление на классы, эволюционные тенденции гормогониевых водорослей.

Отдел Rhodophyta. Черты сходства и различия классов Bangiophyceae и Florideophyceae. Основные признаки флоридей и их эволюция.

Отдел Chlorophyta: морфологические и филогенетические системы зеленых водорослей. Классы Chlorophyceae, Ulvophyceae и Charophyceae, Prasinophyceae, как исходная группа зеленых водорослей.

Принципы построения систем золотистых, желто-зеленых, диатомовых и бурых водорослей. Их биологическое разнообразие и эволюционные связи.

Euglenophyta, Cryptophyta, Pyrrophyta. Черты морфологического примитивизма и эндосимбиотического происхождения их клеток.

Биологическое разнообразие групп.

Грибы. Общая характеристика грибов.

Особенности строения клеток грибов. Вегетативное тело гриба. Способы размножения. Основные варианты цикла воспроизведения. Способы питания.

Сапрофитный образ жизни. Паразитизм среди грибов. Симбиотрофия.

Экология. Распространение. Роль в природе и в жизни человека.

Систематический обзор грибов:

Класс Миксомицеты.

Черты организации талломов и образ жизни плазмодиальных, псевдоплазмодиальных, сетчатых и фитопаразитических миксомицетов.

Основные представители.

Класс Оомицеты.

Черты сходства с разножгутиковыми водорослями. Строение талломов и способы размножения водных и наземных оомицетов. Деление на порядки, Основные представители и их практическое значение. Меры борьбы.

Класс Хитридиомицеты.

Формы талломов и их эволюция, Основные представители водных и наземных хитридиомицетов.

Класс Зигомицеты. Порядок Mucorales: строение талломов, образ жизни, эволюция бесполого и полового размножения. Гетероталлизм.

Энтомопатогенные и эндомикоризные зигомицеты.

Класс Аскомицеты. Половой процесс и формирование сумок. Деление на подклассы. Жизненные циклы. Значение в природе и жизни человека.

Дрожжи и тафриновые грибы, как представители голосумчатых.

Строение, образ жизни, жизненные циклы. Роль в природе и жизни человека.

Плодосумчатые грибы: клейстомицеты, пиреномицеты, дискомицеты.

Эволюция плодовых тел и способов освобождения спор. Важнейшие порядки.

Полостносумчатые грибы, строение аскостром и сумок, важнейшие представители. Значение.

Класс Базидиомицеты.

Особенности жизненных циклов, строение базидий, деление на подклассы. Холобазидиомицеты: строение плодовых тел у гимено- и гастеромицетов и их эволюция. Важнейшие порядки. Практическое значение.

Класс Телиобазидиомицеты. Адаптация к паразитизму. Жизненные циклы и важнейшие представители головневых и ржавчинных грибов.

Значение в хозяйстве. Меры борьбы.

Класс Несовершенные грибы (Дейтеромицеты).

Классификация. Типы кондиогенеза. Гифомицеты и целомицеты.

Важнейшие представители.

Экологические группы грибов. Почвенные сапротрофы, микоризообразователи и паразиты; грибы филлопланы; особенности их паразитизма; водные, ксилотрофные и копротрофные грибы. Адаптация к условиям жизни.

Лишайники. Компоненты лишайников, морфология, анатомия, экология и физиология лишайников. Важнейшие представители основных морфологических групп лишайников. Принципы лихеноиндикации.

Практическое значение лишайников

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

Введение Общая характеристика высших растений. Отличие их от низших.

Особенности воздушно-наземной среды обитания. Морфологическое и анатомическое расчленение вегетативного тела высших растений. Гипотезы происхождения высших растений. Особенности жизненных циклов у высших растений. Значение высших растений в биосфере.

Систематика как наука. Краткий исторический очерк. Систематические категории и номенклатура высших растений.

Отдел Моховидные. Общая характеристика. Жизненный цикл.

Классификация. Экология. Географическое распространение. Значение в природе и хозяйственной деятельности.

Отдел Риниофиты. Общая характеристика. Строение основных представителей. Отдел Псилотовидные. Строение. Черты сходства с риниофитами.

Отдел Плауновидные. Общая характеристика. Особенности строения.

Жизненный цикл. Равноспровость и разноспоровость. Гаметофиты равноспоровых и разноспоровых плауновидных. Ископаемые плауновидные и их геологическая роль..

Отдел Хвощевидные. Общая характеристика. Жизненный цикл.

Особенности строения спорофита и гаметофита. Ископаемые хвощевидные, их геологическая роль.

Отдел папоротниковидные. Общая характеристика. Географическое распространение и экология. Жизненный цикл. Разнообразие строения спорофита. Гаметофит. Разноспоровые и равноспоровые папоротники.

Многообразие папоротников. Классификация. Значение в природе.

Отдел Голосеменные. Общая характеристика. Географическое распространение. Жизненные формы. Особенности анатомического и морфологического строения. Значение семени. Женский и мужской гаметофит. Жизненный цикл.

Основные классы голосеменных. Строение вегетативных органов.

Органы размножения. Гаметофиты. Значение в природе и хозяйственной деятельности. Классы: Семенные папоротники, Саговниковые, Беннеттитовые, Гинкговые, Хвойные.

Отдел покрытосеменные. Покрытосеменные как высший этап эволюции надземных растений. Общая характеристика. Разнообразие форм и общего строения. Своеобразие морфологии и анатомии вегетативных органов. Цветок. Микро- и мегаспорангии. Особенности строения гаметофитов. Семя. Плод. Биологическое значение плода. Экология и биология опыления. Теории происхождения цветка. Разнообразие цветковых растений и их роль в современном растительном покрове Земли. Принципы классификации. Обзор основных филогенетических систем цветковых (Веттштейна, Энглера, Бесси, Гроссгейма, Тахтаджяна.

Разделение покроытосеменных на классы. Класс двудольные. Общая характеристика. Морфологические особенности вегетативных органов цветка. Класс однодольные. Признаки класса в строении вегетативных органов и цветка. Происхождение однодольных. Строение семени.

покрытосеменных растений. Значение покрытосеменных для человека.

Главные подклассы покрытосеменных Магнолииды (Magnoliidae), Ранункулиды (Ranunculidae), Гамамалидные (Hamamelidae), Кариофиллидные (Caryophyllidae), Диленииды (Dilleniidae), Розидные (Rosidae), Ламииды (Lamiidae), Астеридные (Asteridae), Лилиидные (Liliidae), Коммелинидные (Commlinidae), Арецидные (Arecidae).

Основы фитоценологии Понятие о растительном сообществе (фитоценозе). Фитоценоз как элемент биогеоценоза. Растительный покров. Состав и структура фитоценоза.

Совокупность ценопопуляций видов. Участие видов в фитоценозах и его оценка. Строение фитоценоза. Вертикальная и горизонтальная структура.

Взаимоотношения растений в фитоценозе. Динамика фитоценозов.

Сукцессии и их основные типы. Влияние хозяйственной деятельности на растительный покров. Основные направления дигрессий растительного покрова. Состояние популяций редких и охраняемых видов и сообществ.

Демина М. И., Соловьев А. В., Чечеткина Н. В. Ботаника: учебное пособие. – М.: РГАЗУ, 2011. – 158 с.

Долгачева, В.С. Ботаника [Текст]: учебное пособие для вузов / В. С.

Долгачева, Е.М. Алексахина. – М.: Академия, 2006. – 2-е изд., стереотип. – 416 с.

Еленевский, А.Г. Ботаника. Систематика высших, или наземных растений / А.Г. Еленевский, М.П. Соловьева, В.Н. Тихомиров – М.:

ACADEMIA, 2004. – 429 с.

Красная книга Республики Алтай (растения) // Под ред. И.М.

Красноборова, издание 2. Новосибирск, 2007. 256 с.

Определитель растений Республики Алтай // Новосибирск:

Издательство СО РАН, 2012. С. 343.

Собчак, Р.О. Анатомия растений. Практикум [Текст]: учебное пособие для вузов / Р.О. Собчак, О. Н. Папина, 2007.– 199 с.

Тимонин, А.К., Филин В.Р. Систематика высших растений. Кн. 1. – М.:

Академия, 2009. – 320 с.

Федоткина, Н.В. Практикум по систематике высших растений. / Н.В.

Федоткина, О.Н. Дегтярева. – Горно-Алтайск, 2008. – 74 с.

Флора Сибири. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988–2003.

Яковлев, Г.П. Ботаника [Электронный ресурс]: учебник / Г. П. Яковлев, 2008. -689с. online Яковлев, Г.П. Ботаника. Учебник для вузов / Г.П. Яковлев, В.А.

Челомбитько, В.И. Дорофеев. – СПб: Изд-во СпецЛит, 2008. – 689 с.

(http://wwwbiblioclub.ru/book/1057871).

Доступы к электронным ресурсам через Интернет:

1. Электронная библиотека образовательных и научных изданий IQlib.

www.iqlib.ru 2. Электронная библиотечная система «Университетская библиотека ONLINE». www.biblioclub.ru 3. Научная электронная библиотека eLIBRARY. www.e-library.ru Периодические издания