«Рабочая программа дисциплины ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ Для студентов 2 - 3 курса Направление подготовки 110500.62 САДОВОДСТВО Профиль подготовки – Декоративная дендрология и ландшафтнй дизайн Квалификация (степень) ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тверской государственный университет»

Биологический факультет

Кафедра ботаники

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета

_ «»2013 г.

Рабочая программа дисциплины

ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ

Для студентов 2 - 3 курса Направление подготовки 110500.62 САДОВОДСТВО Профиль подготовки – Декоративная дендрология и ландшафтнй дизайн Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители:

«_» 2013 г. к.б.н., доцент С.А. Курочкин Протокол № Зав. кафедрой_ Тверь

II. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Изучение физиологии и биохимии растений в настоящее время приобретает все большее значение в связи с огромными успехами молекулярной биологии, генетики и других наук, которые имели революционное значение в развитии биологии во второй половине XX и начале XXI веков. Использование в физиологии и биохимии растений современных достижений и будет той необходимой базой в понимании жизни растений, в формировании целостного естественнонаучного мировоззрения, представления, которые подчеркивают своеобразие растительного организма, но и его общие закономерности в организации всего живого.

Изучение дисциплины позволит расширить научный кругозор студентов, способствовать их развитию как самостоятельных специалистов и получить знания, необходимые для проведения исследований на современном научно-методическом уровне.

Программа содержит ряд основных представлений о механизмах главных физиологических функций зеленого растения - процессов энергообмена, ассимиляции веществ, роста, развития и размножения. Изучаются молекулярные и биохимические основы процессов роста и развития устойчивости растений. Анализ функций дается в эволюционном аспекте. Значительное место отводится характеристике процессов фотосинтеза и дыхания, составляющих основу, энергетического и пластического обмена в искусственных садовых экосистемах. Рассматриваются общие принципы организации и механизмы действия регуляторных систем в клетке и в целом организме. Большое внимание уделяется экологическим проблемам с точки зрения физиологии и биохимии растений в искусственно создаваемых биогеоценозах.

1. Цели и задачи дисциплины Целями освоения дисциплины «Физиология и биохимия растений» являются:

Изучение современных представлений о природе основных физиологических 1) процессов зеленого растения;

2) Рассмотрение и изучение механизмов их регулирования;

3) Изучение основных закономерностей взаимоотношений растительного организма с внешней средой.

Задачи курса - дать современные представления по основным направлениям «физиологии и биохимии растений» – фотосинтезу, дыханию, водному обмену, минеральному питанию, фитогормонам, росту и развитию, размножению растений, устойчивости и адаптации к неблагоприятным факторам среды и патогенам, вторичному метаболизму растений, системам регуляции физиологических процессов.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Предмет "Физиология и биохимия растений" относится к числу фундаментальных биологических дисциплин. Этот предмет включает и формирование знаний и умений по физиологическим основам технологий производства и хранения продукции садоводства, диагностики состояния растений, прогнозирование действия неблагоприятных факторов среды на урожайность и качество продукции.

Дисциплина входит в вариативную часть цикла. Физиология и биохимия растений тесно связана с другими биологическими дисциплинами - молекулярной биологией, биохимией, биофизикой, генетикой, селекцией садовых культур, микробиологией и другими, представляющими различные аспекты в изучении единой, целостной системы живых организмов.

Уровень начальной подготовки обучающегося для успешного освоения дисциплины «Физиологии и биохимии растений» сводится к следующему: 1) иметь представление об общем строении растительной клетки, ее росте и развитии, органах растения, некоторых физиологических и биохимических процессах, протекающих в растительном организме;

2) знать строение микроскопа; 3) уметь работать с микроскопом, оформлять и зарисовывать полученные данные при постановке экспериментальных работ, вести наблюдения. Все это необходимо при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин, таких как «анатомия и морфология растений», «почвоведение», «систематика низших и высших растений», «неорганическая и органическая химия», «цитология растений» и другие.

3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Физиология и биохимия растений»:

Целью учебной дисциплины «Физиология и биохимия растений» является формирование и развитие у обучающихся следующих общекультурных компетенций: 1.

Владением культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1); 2. Способностью представить современную картину мира на основе естественнонаучных, математических знаний, ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК-11).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

1) Способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

2) Способностью применять современные методы научных исследований в области садоводства согласно утвержденным программам (ПК-24);

3) Способностью к обобщению и статистической обработке результатов полевых и лабораторных исследований, формулированию выводов (ПК-27).

В соответствии с ФГОС ВПО в результате изучения дисциплины обучающиеся должны: знать фундаментальные разделы физиологии и биохимии растений, необходимые для проведения исследований в практической деятельности, закономерности роста и развития растений, физиологию формирования урожая и процессов в ходе хранения продукции садоводства;

уметь применять полученные знания по физиологии и биохимии растений и биологические методы на практике;

владеть современными представлениями о природе основных физиологических и биохимических процессов зеленого растения, механизмах их регулирования и основных закономерностях взаимоотношений организма с внешней средой.

5. Образовательные технологии В процессе освоения дисциплины используются следующие образовательные технологии, способы и методы формирования компетенций: традиционные лекции и лабораторные занятия, мультимедийные лекции, метод работы с малыми группами, коллоквиумы, подготовка к решению письменных физиологических задач и тестов, выполнение работ по росту и выращиванию растений (выгонка и др. методы роста), составление различных видов графиков, таблиц, схем, обзоров по росту развитию растений с использованием компьютера, написание рефератов, творческие задания.

В рамках учебного курса предусмотрена встреча с преподавателями Тверской Государственной Сельскохозяйственной академии, Тверского института Экологии и Права, мастер классы экспертов и специалистов в области химии.

Проведение лабораторных занятий предусмотрено в интерактивных формах.

6. Формы контроля – зачет/экзамен Формами контроля полученных знаний являются 2 модуля на 2 курсе (4 семестр), где студенты сдают зачет и 2 модуля на 3 курсе (5 семестр), где студенты сдают экзамен.

Во время изучения курса студенты обязаны:

1. Изучить теоретический материал согласно учебной программе;

2. Выполнить лабораторные работы, предусмотренные учебной рабочей 3. Выполнить задания по самостоятельной работе;

4. Написать 8 контрольных работ (текущий контроль);

5. Сдать 8 коллоквиумов (рубежный контроль);

6. Сдать итоговый зачет за 4 семестр и экзамен за 5 семестр.

III. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

(В программе курсивом выделены места для самостоятельного изучения студентами)

ВВЕДЕНИЕ

Физиология и биохимия растений - науки о функциях растительных организмов.

Физико-химический, экологический и эволюционный аспекты физиологии и биохимии растений. Предмет физиологии и биохимии растений. Связь дисциплины с другими биологическими науками - биохимией, биофизикой, молекулярной биологией, генетикой и др. Специфика задач физиологических исследований.

Сочетание различных уровней исследования (субклеточный, клеточный, организменный, уровень биоценоза) как необходимое условие прогресса фитофизиологии. Объект физиологии и биохимии растений - организмы (эукариоты), осуществляющие фотоавтотрофный образ жизни. Специфика обмена зеленых растений. Разнообразие объектов, характеризующихся фототрофным образом жизни. Основные признаки, определяющие их единство. Космическая роль зеленого растения.

Физиологические основы продуктивности растений. Основные проблемы современной фитофизиологии.

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Клетка как организм и как элементарная структура многоклеточного организма зеленого растения. Специфические особенности растительной и животной клетки.

Структурная организация клетки - основа ее биохимической активности и функционирования как целостной живой системы. Черты эволюции клеточной организации на примере сравнения прокариотной и эукариотной клеток. Основные, структурные элементы эукариотной клетки. Ядро. Принципы его организации и функционирования. Ядерно-цитоплазматические взаимодействия. Рибосомы. Пластиды.

Митохондрии. Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи. Вакуоль.

Пероксисомы, глиоксисомы. Олеосомы. Цитоскелет. Клеточная оболочка (структура и функции клеточной стенки, строение и синтез микрофибрилл целлюлозы, строение и функции гемицеллюлоз, строение и функции пектинов).

Мембранный принцип организации поверхности протоплазмы и органоидов клетки. Структура и свойства биологических мембран: проницаемость и система активного транспорта. Развитие представлений о структурной организации мембран.

Биохимическая и функциональная разнокачественность мембран. Основные функции мембран.

Физико-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость, эластические свойства, раздражимость, движение цитоплазмы и органоидов и т.д.). Их физиологическое значение и роль во взаимодействии растения с внешней средой.

ФОТОСИНТЕЗ

Сущность и значение фотосинтеза. История развития учения о фотосинтезе.

Историческое значение работ К.А. Тимирязева. Общее уравнение фотосинтеза, его компоненты. Роль фотосинтеза в процессах энергетического и пластического обмена растительного организма. Фотосинтез как процесс трансформации энергии света в энергию химических связей. Масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере.

Структурная организация фотосинтетического аппарата. Строение листа как органа фотосинтеза. Хлоропласты. Основные элементы структуры хлоропластов двойная мембрана, матрикс, тилакоиды, граны. Онтогенез хлоропластов. Эволюция структуры фотосинтетического аппарата.

Пигментные системы фотосинтетических организмов. Хлорофиллы.

Химическая структура, спектральные свойства. Отдельные представители группы хлорофиллов. Функции хлорофиллов. Основные этапы биосинтеза молекулы хлорофилла.

Каротиноиды. Химическое строение, свойства. Спектры поглощения. Функции в фотосинтезе.

Фикобилипротеины (билихромопротеины, фикобилины). Распространение, химическое строение, спектральные свойства. Роль в фотосинтезе.

Первичные процессы фотосинтеза. Поглощение света пигментами. Электронновозбужденные состояния пигментов (синглетное, триплетное). Механизмы миграции энергии в системе фотосинтетических пигментов.

Представление о фотосинтетической единице. Реакционные центры как структурно-упорядочные образования пигментов и компонентов эдектронтранспортной цепи. Пигменты антенного комплекса и реакционного центра. Преобразование энергии в реакционном центре. Окислительно-восстановительные превращения хлорофилла реакционного центра.

Компоненты электронтранспортной цепи фотосинтеза. Циклический и нециклический транспорт электронов. Электронтранспортная цепь фотосинтеза у высших растений. Представление о совместном функционировании двух фотосистем, их характеристика, функции. Реакции, связанные с выделением кислорода в фотосинтезе.

Фотофосфорилирование. История открытия. Развитие представлений о механизме сопряжения окислительно-восстановительных реакций с синтезом АТФ применительно к фотосинтезу. Характеристика основных типов фотофосфорилирования: циклического, нециклического, псевдоциклического.

Темновая стадия фотосинтеза. Связь фотосинтетической ассимиляции углекислого газа с фотохимическими реакциями. Природа первичного акцептора углекислоты. Химизм реакций цикла Кальвина. Ключевые ферменты цикла. Первичные продукты фотосинтеза, их природа. Первичный синтез углеводов.

Цикл Хэч-Слэка-Карпилова. САМ - тип метаболизма. Их экологическая роль.

Фотодыхание. Химизм, локализация в клетке, физиологическое значение.

Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды. Современное применение Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от внешних условий и состояния организма. Влияние на фотосинтез температуры, условий освещения (интенсивности, спектрального состава света), содержания углекислоты, условий минерального питания, водоснабжения, суточные и сезонные ритмы фотосинтетических процессов. Компенсационная точка при фотосинтезе и ее зависимость от особенностей организма. Ассимиляционное число. Влияние комплекса факторов на фотосинтез.

Особенности фотосинтеза у растений разных экологических групп. Культура растений в условиях искусственного освещения и при повышенных концентрациях углекислого газа. Фотосинтез в условиях промышленной фитотроники и в замкнутых экологических системах жизнеобеспечения. Использование протококковых водорослей в биотехнологии. Фотосинтез и общая продуктивность растительных организмов.

Эволюция фотосинтеза.

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Развитие представлений о природе механизмов и путях окислительновосстановительных превращений в клетке. Вклад отечественных и зарубежных ученых в становление и развитие учения о дыхании как совокупности процессов биологического окисления. Теории механизмов биологического окисления. Теория дыхания Палладина, Перекисная теория окисления Баха. Теория Костычева.

Биологическая роль дыхания. Каталитические системы дыхания (дегидрогеназы, оксидазы, карбоксилазы, трансферазы и др.).

Митохондрии. Их структура и функции.

Типы окислительно-восстановительных реакций Пути окисления органических веществ в клетке. Основные пути диссимиляции углеводов. Пентозомонофосфатный путь окисления глюкозы его роль в конструктивном обмене клетки. Гликолиз. Различные виды брожения. Цикл Кребса. Глиоксилатный цикл.

Характеристика основных стадий циклов.

Электронтранспортная цепь митохондрий: структурная организация, основные компоненты, их окислительно-восстановительные потенциалы. Комплексы переносчиков электронов. Альтернативность каталитических механизмов биологического окисления.

Окислительное фосфорилирование. Фосфорилирование на уровне субстрата и фосфорилирование в дыхательной цепи. Дыхательный контроль. Механизм сопряжения процесса транспорта электронов с образованием АТФ. Энергетическая эффективность процесса.

Зависимость дыхания от факторов внешней среды. Значение Экология дыхания. Количественные показатели газообмена (поглощение кислорода, выделение углекислоты, дыхательный коэффициент и др.). Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов.

Значение процесса дыхания в жизнедеятельности растительного организма.

Активация различных путей дыхания в зависимости от возраста и состояния растений.

Тканевая специфичность дыхания. Значение дыхания в конструктивном метаболизме.

Связь с другими функциями клетки.

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕИЙ

Значение воды в жизнедеятельности растений. Молекулярная структура воды и физические свойства. Взаимодействие молекул воды и биополимеров, гидратация.

Состояние и фракционный состав внутриклеточной воды. Свободная и связанная вода.

Физиологическое значение отдельных фракций воды в растении.

Основные закономерности поглощения воды клеткой. Набухание биоколлоидов, осмос-явления, лежащие в основе поступления воды в растение. Термодинамические показатели водного режима растений: активность воды, химический потенциал, водный потенциал. Составляющие водного потенциала: осмотический потенциал, матричный потенциал, потенциал давления. Градиент водного потенциала как движущая сила поступления и передвижения воды в клетках, тканях и целом растении. Сосущая сила как равность между осмотическим потенциалом клеточного сока и тургорным противодавлением оболочки. Сосущая сила и водный потенциал.

Механизм передвижения воды по растению. Пути ближнего и дальнего транспорта. Движущие силы восходящего тока воды в растении. Верхний и нижний концевые двигатели. Корневое давление, его механизм и значение в жизни растений.

Натяжение воды в сосудах; значение сил молекулярного сцепления. Процессы когезии и адгезии.

Выделение воды растением. Гуттация, транспирация, физиологическое значение этих процессов. Количественные показатели транспирации: интенсивность, продуктивность, транспирационный коэффициент. Устьичная и кутикулярная транспирация. Строение устьиц и механизмы их движений, влияние света. Устьичное и внеустьичное регулирование транспирации. Влияние внешних факторов на интенсивность транспирации (света, температуры, влажности воздуха и почвы и др.). Суточный ход траспирации.

Особенности водообмена у растений разных экологических групп (ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов) и пути адаптации на влияние внешних факторов.

Вклад отечественных и зарубежных исследователей в развитие учения о водообмене.

ФИЗИОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Роль растений в круговороте минеральных элементов в биосфере. Потребность растений в элементах минерального питания. Классификации минеральных элементов, необходимых для растений. Макроэлементы, микроэлементы. Основные функции ионов в метаболизме: структурная и каталитическая.

Механизм поглощения ионов. Роль процессов диффузии и адсорбции, их характеристика. Понятие свободного пространства. Транспорт ионов через плазматическую мембрану. Пассивный перенос. Активный транспорт ионов.

Избирательность процесса, зависимость от метаболизма и энергетического обмена клеткой.

Ближний транспорт ионов в тканях корня. Симпластический и апопластический пути. Дальний транспорт. Восходящее передвижение веществ по растению: путь и механизм.

Корень как орган поглощения минеральных элементов и синтеза сложных органических соединений. Роль корней в жизнедеятельности растений.

Физиолого-биохимическая роль основных элементов питания Азот. Значение азота как компонента белков, нуклеиновых кислот, порфиринов, АТФ и др. Источники азота для растений. Использование растением нитратного и аммонийного азота. Процесс восстановления в растении (окислительных) окисленных форм азота. Ферментные системы, участвующие в восстановлении нитратов. Пути ассимиляции аммиака в растении.

Механизм синтеза аминокислот. Образование амидов. Переаминирование.

Взаимосвязь углеродного и азотного обменов в растении.

Использование молекулярного азота. Нитрогеназный комплекс. Доноры электронов и источники энергии при восстановлении молекулярного азота равными группами азотфиксаторов. Симбиотическая фиксация молекулярного азота.

Чувствительность нитрогеназы к кислороду. Особенности метаболизма систем, участвующих в фиксации молекулярного азота. Круговорот азота в природе.

Сера. Основные соединения серы в растении, их роль в структурной организации клетки, участие в окислительно-восстановительных реакциях. Источники серы для растений. Механизм восстановления сульфатов, отдельные этапы процесса. Ферментные системы. Ассимиляция серы в растении. Биологический цикл серы.

Фосфор. Значение разных типов фосфорсодержащих соединений в клетке.

Поступление фосфора в клетку, пути включения фосфора в обмен. Участие соединений, содержащих фосфор, в образовании клеточных структур ферментных систем.

Макроэргические соединения фосфора, их роль в энергетическом обмене.

Калий. Значение калия в обмене растительного организма. Влияние калия на физические свойства протоплазмы, на ферменты углеродного обмена, синтез белка др.

Роль калия в поддержании водного баланса в тканях.

Кальций. Структурно образовательная роль кальция. Участие в образовании клеточной стенки, поддержании структурной целостности мембран.

Магний. Формы участия магния в метаболизме. Магний в составе хлорофилла.

Участие в реакциях переноса фосфорных групп, в формировании функциональноактивных структур рибосом.

Микроэлементы. Современные представления о роли микроэлементов в метаболизме растений. Металлы как компоненты простетических групп и как активаторы ферментных систем. Физиологическая роль железа, меди, марганца, молибдена, цинка, бора и других микроэлементов. Участие микроэлементов в формировании и функционировании электрон-транспортной цепи фотосинтеза и дыхания, в азотном, углеродном обмене, в ростовых процессах и других реакциях метаболизма.

Питательные смеси. Физиологически кислые и физиологически основные соли;

Взаимодействие ионов (антогонизм, синергизм, аддитивность). Физиологические основы применения удобрений. Беспочвенные методы выращивания растений. Гидропоника.

Вклад отечественных и зарубежных ученых в разработку теории корневого питания и вопросов химизации сельского хозяйства. Значение работ Д.Н. Прянишникова, Д.А.

Сабинина в создании теории минерального питания.

Корневое питание как важнейший фактор управления продуктивностью и качеством урожая сельскохозяйственных растений. Удобрения.

ТРАНСПОРТ ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИИ

Понятие о восходящем и нисходящем токах веществ в растении. Передвижение органических веществ. Ближний и дальний (флоэмный) транспорт ассимилятов.

Особенности анатомического строения элементов флоэмы. Транспортные формы веществ. Возможный механизм и регуляция флоэмного транспорта. Зависимость транспорта веществ от температуры, водного режима, минерального питания растения.

Роль транспорта веществ в интеграции функций целого растения.

Способы секреции веществ у растительных организмов. Наружные секреторные структуры. Железки и железистые волоски. Нектарники. Солевые железки и волоски.

Гидатоды. Внутренние секреторные структуры.

ФИЗИОЛОГИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ

Определение понятий "рост" и "развитие" растений. Проблема роста и развития на клеточном и молекулярном уровнях.

Общие закономерности роста. Типы роста у растений: апикальный, базальиый, интеркалярный, радиальный.

Клеточные основы роста. Фазы роста; эмбриональная, растяжения, дифференцировки; их физиологические особенности. Изменения морфологии, метаболизма, энергетики при прохождении каждой фазы. Понятие о клеточном цикле, влияние различных факторов на делении клеток. Рост клетки в фазе растяжения, механизм действия ауксина. Дифференцировка клеток и тканей, процесс детерминации.

Тотипотентность растительной клетки.

Ритм роста растений. Большая кривая роста. Математическое выражение скорости роста. Биологические часы. Полярность. Регенерация. Влияние температуры, света и других внешних факторов на интенсивность роста. Явление покоя, его адаптивная функция. Покой глубокий и вынужденный. Физиология прорастания покоящихся органов.

Понятие фитогормона. Ауксины. Физиологическая роль ИУК. Метаболизм ИУК.

Транспорт ИУК. Механизм действия ИУК.

Гиббереллины. Синтез гиббереллинов. Действие гиббереллинов на процессы роста и развития. Механизм действия гиббереллинов.

Цитокинины. Химическая структураи синтез цитокининов. Физиологическая роль цитокининов. Механизм действия цитокининов.

Абсцизовая кислота (АБК). Химическая структура и синтез абсцизовой кислоты.

Физиологическая роль АБК в растении. Механизм действия АБК.

Этилен. Синтез этилена и цикл Янга. Физиологическая роль этилена в растениях.

Молекулярный механизм действия этилена.

Брассиностероиды. Строение, образование в растении, физиологическое действие.

Взаимодействие между различными гормонами.

Жасмоновая кислота. Салициловая кислота.

Синтетические регуляторы и ингибиторы роста (гербициды, ретарданты, морфактины, дефолианты и десиканты), их практическое применение.

Ростовые и тургорные движения растений. Тропизмы (гравитропизм, фототропизм, гидротропизм и хемотропизм, тигмотропизм). Гормональная природа тропизмов. Настии. Круговые настии. Сейсмонастические движения. Насекомоядные растения.

Жизненный цикл высших растений. Основные этапы онтогенеза (эмбриональный, ювенильный, репродуктивный, зрелость, старость), их морфологические и физиологобиохимические особенности. Взаимоотношения между ростом и развитием на отдельных этапах онтогенеза.

Внутренние и внешние факторы, регулирующие развитие. Действие температуры и света на развитие растений. Фототропизм. Фитохромная система. Регуляция с участием фитохрома фотопериодической реакции, прерывание покоя, роста листьев. Рецепция и физиологическая роль красного света. Рецепция и физиологическая роль синего света.

Гормональная теория цветения. Созревание плодов и семян. Процесс старения.

Культура изолированных зародышей, органов, тканей, клеток, протопластов модель изучения процессов роста и развития. Использование метода культуры клеток для изучения биологии клетки и понимания взаимоотношений части и целого при функционировании клеток в растительном организме.

Пути практического использования культур растительных клеток (освобождение от вирусных инфекций растений, массовое размножение растений, получение биомассы клеток-продуцентов практически важных веществ).

УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К НЕБЛАГОПРИЯТНЫМ ФАКТОРАМ

Устойчивость как приспособление растений к условиям существования. Ответные реакции растений на действие неблагоприятных факторов.

Общие принципы адаптивных реакций растений на экологический стресс. Стрессбелки. Пути повышения устойчивости растений.

Реакция растений на водный дефицит (засухоустойчивость растений). Почвенная и атмосферная засуха. Нарушения физиолого-биохимических процессов в тканях растений в условиях водного дефицита. Пути приспособления различных групп ксерофитов к условиям засухи. Влияние на растение избытка влаги. Нарушение обмена веществ растений при переувлажнении. Активация анаэробных процессов, накопление токсических соединений в тканях растений. Устойчивость к аноксии.

Реакция растений на температуру. Действие на растения высоких температур (жароустойчивость растений). Влияние низких положительных. температур (.холодоустойчивость растений), низких, отрицательных температур (морозоустойчивость растений) и почвенно-климатических факторов (зимостойкостъ растений), закаливание растений Реакция растений на высокое недержание соли в почве (солеустойчивость растений). Засоление почв (солонцы, солончаки, солоди). Различные виды засоления и их влияние на ход физиологических процесов. Механизмы адаптации галофитных организмов к солям. Методы повышения солеустойчивости растений.

Особенности загрязнения почв тяжелыми металлами. Токсичность их для растений.

Радиоустойчивость растений и ее механизмы. Загрязнение атмосферы сернистым газом, оксидами азота и углерода, соединениями фтора и др. Токсичность их действия на растения. Формирование устойчивости к газам.

Физиологические и биохимические основы устойчивости высших растений к патогенным микроорганизмам. Причины этих заболеваний. Физиология больного растения. Видовой иммунитет. Реакция сверхчувствительности. Системный приобретенный иммунитет растений. Пути повышения устойчивости растений к инфекционным заболеваниям. Устойчивость растений к фитофагам.

Общие принципы организации систем саморегуляции зеленого растения и его взаимодействия с компонентами биогеоценоза Терпены. Фенольные соединения (кумарины, флавоноиды, танины, лигнин).

Азотосодержащие вторичные вещества (алкалоиды, цианогенные гликозиды и глюкозинолаты).

IV. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

Наименования тем и растительной клетки растений минерального питания развития растений растений

V. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СТУДЕНТОВ

Преподавание учебной дисциплины строится на сочетании лекций, лабораторных занятий и различных форм самостоятельной работы студентов. На лабораторных занятиях студенты используют методы наблюдения, описания, идентификации, выращивание растительных объектов. На примере решения физиологических и биохимических задач формируются умения решать задачи биологического содержания, вникать в процесс их решения. Предусмотрены аудиторные, самостоятельные работы по основным темам курса, а также домашние контрольные работы по теме «Рост и развитие растений». Кроме этого студенты готовят рефераты по новейшим разработкам в области физиологии и биохимии растений, проекты по вопросам практического и прикладного характера, применению генной инженерии и других современных биологических методов в сфере будущей профессиональной деятельности.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

Тематический план лабораторных занятий отражен в рабочей учебной программе.

Работы выполняются по готовым практикумам, согласно плану, а также с использованием изданных методических пособий.

Освоение курса «Физиология и биохимия растений» предусматривает выполнение 68 часов лабораторных работ. Выполнения лабораторных работ является обязательным. Преподаватель оставляет за собой право выбирать те или иные работы, выполнение которых он сочтет целесообразным, в соответствии с техническими возможностями кафедры.

В практикумах или методичках (см. учебную рабочую программу) для каждой работы приведены список материалов и оборудования (на одно рабочее место), дается краткое теоретическое объяснение, описание порядка и хода работы, указания, как оформить результаты работы (формы таблиц, формулы для расчетов и т.п.).

Лабораторные работы оформляются в общей тетради (24-48 листов) или готовых методичках.

Пример выполнения лабораторных работ отражен в методических разработках по темам «физиология растительной клетки», «фотосинтез», «водообмен растений», автор С. А. Курочкин, для студентов 3 курса биологического факультета профиль: «Общая биология», «Биоэкология», «Физиология человека и животных», «Ботаника».

Квалификация – Бакалавр, по курсу «Физиология растений», изданных в Тверском государственном университете, в РИУ, в 2013 году.

Лабораторные работы в 5 семестре оформляются в общих тетрадях. Пишется название работы. Ставиться цель, конспектируется ход работы. Полученные результаты записываются в тетрадь.

Важная особенность практикумов отсутствие описания ожидаемых результатов и готовых выводов. Такой метод развивает самостоятельность студентов и способствует более прочному усвоению изучаемого материала.

После краткого объяснения выполнения работы, а также мер по техники безопасности преподавателем, студенты, пользуясь пособиями, выполняют определенную работу по рабочему плану. В начале каждого занятия подгруппа обсуждает результаты предыдущей работы. По окончании каждой темы проводятся контрольные мероприятия.

Тематический план лабораторных занятий в 4 семестре Явление плазмолиза и деплазмолиза в растительных Определение осмотического давления клеточного Движение цитоплазмы Свойство вязкости цитоплазмы растительных клеток Влияние ионов калия и кальция на вязкость Накопление метиленовой синей в клетках элодеи.

Накопление нейтрального красного в молодых и старых растительных клетках Прижизненное окрашивание клеток нейтральным Прижизненное окрашивание клеток нейтральным красным при разных значениях рН Влияние температуры, реакции среды и ядовитых веществ на проницаемость клеточных мембран Влияние температуры на поглощение растительными клетками мочевины.

Решение задач по теме: «Физиология растительной клетки» (см. раб. тетрадь).

Химические свойства пигментов зеленого листа:

А) Получение спиртового раствора (вытяжки) Б) Разделение пигментов по Краусу.

В) Омыление хлорофилла щелочью.

Г) Получение феофитина и восстановление металлорганической связи.

Разделение пигментов методом бумажной А. Оптические свойства.

Б. Флюоресценция хлорофилла.

Фотосенсибилизирующее действие хлорофилла.

Влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза водного растения.

Определение фотосинтеза. Решение задач (см. раб.

Зависимость набухания семян от характера веществ Влияние концентрации раствора на прорастание Определение транспирации завядающих побегов (по Определение сосущей силы клеток по изменению концентрации растворов (по Шардакову) методом Наблюдение за устьичным движением под Определение интенсивности транспирации и относительной транспирации.

Определение сосущей силы клеток упрощенным методом (по Уршпрингу).

Решение задач (см. раб. тетрадь).

Тематический план лабораторных занятий в 5 семестре Выращивание растений (плесневого гриба) на полном и неполном питательном растворе.

Микрохимический анализ золы.

Обнаружение нитратов в растениях. Решение тестов. Анализ удобрений. Отчет по теме «минеральное питание». Решение задач с № 98 по Выделение запасных белков и изучение их Обнаружение запасных сахаров в растительном Влияние температуры и реакции среды на активность -фруктофуранозидазы.

Кислотный гидролиз крахмала.

Получение шкалы гидролиза крахмала амилазой при разных температурах.

Потеря сухого вещества при прорастании семян.

Определение интенсивности дыхания семян по количеству выделенного диоксида углерода.

Определение дыхательного коэффициента маслянистых семян.

Определение полифенолоксидазы и пероксидазы.

Определение пероксидазы.

Отчет по теме «дыхание растений».

Полярность черенков. Выгонка растений.

Отчет по теме «физиология роста и развития».

Защитное действие сахара на цитоплазму при Определение жаростойкости растений (по Ф.Ф.

Определение транспирации завядающих побегов Определение солеустойчивости растений по количеству альбуминов в зеленых листьях.

Отчет по теме «устойчивость растений».

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Эффективность самостоятельной работы студентов проверяются в ходе текущего и итогового контроля знаний в форме устного опроса, коллоквиумов, тестового компьютерного контроля по темам и разделам курса. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала используется накопительная рейтинговая системы.

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Физиология растительной Каковы структурные особенности растительной клетки? Чем клетки животных отличаются от растительных клеток?

Какие экспериментальные методы, появившиеся в ХХ в., способствовали расширению знаний о структуре и функциях клетки? Каковы особенности этих методов?

Охарактеризуйте главные компоненты, входящие в состав клеточной оболочки, их химическую структуру, характер связей, возникающих между ними.

Как образуется клеточная оболочка? Каковы ее основные функции? Объясните, что такое эластическая и пластическая растяжимость.

Охарактеризуйте ультраструктуру и функции мембранных и не мембранных органелл клетки.

Отметьте особенности жидкостно-мозаичной структуры мембран. Почему она имеет такое название? Как особенности структуры мембраны связаны с выполняемыми функциями?

Опишите физиологические процессы и структуру ядра.

Как можно доказать роль ДНК как носителя наследственной информации? Какие структурные особенности ДНК определяют ее роль?

Какие главные различия в структуре и функциях ДНК и РНК? Какие типы РНК вам известны?

Что такое трансгенные растения? Как их получают и какое значение они имеют?

10.

11. Дайте определение понятиям «диффузия» и «осмос». Чем определяется направление диффузии? Что такое водный потенциал клетки? Каковы его составляющие?

12. В каком состоянии клетки водный потенциал равен: а) осмотическому потенциалу; б) нулю?

13. Допустим, что осмотический потенциал клеточного сока равен – 15 бар. Рассчитайте, каков будет водный потенциал и потенциал давления этой клетки: а) при начинающемся плазмолизе; б) при полном тургоре.

14. Охарактеризуйте этапы поступления ионов в клетку. Каково их значение?

15. Отметьте роль транспортных белков и их типы.

16. Что такое симпорт и антипорт?

17. Что является источником энергии для процессов активного транспорта? Какова в этом роль транспортных АТФаз?

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Фотосинтез»

Что такое гетеротрофный и автотрофный тип питания? Какие источники энергии могут быть использованы для построения органического вещества гетеротрофами и автотрофами?

Каковы особенности поступления углекислого газа из атмосферы к зеленым пластидам? Что способствует и что затрудняет этот процесс?

В чем сходство и различие химического состава, структуры и ультраструктуры митохондрий и хлоропластов? Что обозначают термины: ламелы, тилакоиды, граны, строма? Как мембранная организация хлоропластов связана с их функциями?

Назовите известные вам типы пластид. Какова их взаимосвязь?

Как можно доказать, что существует цитоплазматическая пластидная наследственность?

Объясните, почему хлоропласты являются полуавтономными органеллами.

Выделите сходные черты в организации генетического аппарата хлоропластов с бактериями и с эукариотами?

Что такое пигменты? Какова их физиологическая роль?

Химическое строение молекулы хлорофилла.

Этапы образования хлорофилла.

Что такое спектр поглощения и спектр действия? В чем значение работ К.А.

10.

Тимирязева?

Какова физиологическая роль каротиноидов, фикобилинов? Что такое 11.

хроматическая адаптация?

Какова зависимость использования энергии в разных лучах спектра? Почему в 12.

процессе эволюции растение приобрело зеленый цвет?

Кратко охарактеризуйте основные этапы фотосинтеза. Какие существуют 13.

доказательства, что фотосинтез включает световые и темновые реакции?

Что такое светособирательный комплекс (ССК), где локализован, какие пигменты 14.

в него входят? Каковы его функции и значение?

В чем состоит эффект «усиления» Эмерсона? Какой вывод следует из него?

15.

Фотосистемы один и два.

16.

Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование.

17.

Что определяет расположение отдельных переносчиков в фотосинтетической 18.

электронтранспортной цепи? Какие переносчики в ней участвуют?

Какова роль марганца фотохимических реакциях?

19.

Цикл Кальвина. Назовите и охарактеризуйте основные фазы цикла Кальвина 20.

Какой фермент называют Rubisco? В чем двойственность его функций?

21.

С чем связано название путей превращения углерода в процессе фотосинтеза: С3и С4– путь? Перечислите их различия.

Цикл Хэтч-Слэка-Карпилова.

23.

Что такое фотодыхание?

24.

Охарактеризуйте основные особенности САМ-пути фотосинтеза.

25.

Приведите примеры взаимного влияния внешних факторов на интенсивность 26.

фотосинтеза.

Что такое компенсационная точка, как она меняется у светолюбивых и 27.

теневыносливых растений?

28.

продуктивностьсельскохозяйственных растений?

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Водный режим растений и Какие особенности структуры молекул воды определяют ее физические и химические свойства?

Объясните, почему К.А.Тимирязев называл транспирацию «необходимым физиологическим злом»?

Почему устьица считаются одним из замечательных приспособлений зеленого растения, выработанных в процессе эволюции?

Каково соотношение количества воды, испаряемой через устьица и со свободной водной поверхности той же площади? Чем это объясняется?

Какие типы движения устьиц вам известны? Каков их механизм? Каково значение АБК и ионов К+ в механизмах?.

Какие выводы важно сделать об изменении интенсивности транспирации в различных условиях среды, исходя из формулы Дальтона?

Почему ветер усиливает транспирацию, а опушенность листьев уменьшает транспирацию?

Охарактеризуйте основные силы, вызывающие поступление воды в клетки корня. В чем роль процессов метаболизма?

Что такое плач растений? Каков механизм этого процесса?

Является ли транспирация абсолютно необходимой для поступления воды? Как 10.

клетки корня получают воду, если транспирация минимальна?

Как свойства почвы влияют на поступление воды в клетки корня? Какие силы 11.

препятствуют поступлению воды из почвы?

Объясните следующие термины: «полевая влагоемкость», «влажность завядания», 12.

«мертвый запас». Почему вносимые удобрения при засухе могут нанести вред растению?

Ближний и дальний транспорт воды.

13.

Объясните сущность теории сцепления.

14.

Каковы движущие силы водного тока? Охарактеризуйте разные точки зрения.

15.

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Минеральное питание 1. Какие основные признаки определяют необходимость данного элемента для жизни растения? Как это можно установить?

2. Какие основные функции выполняют питательные элементы?

3. С чем связана специфическая физиологическая роль фосфора? В состав каких необходимых соединений для жизни растений входит сера?

4. Каковы особенности физиологической роли металлов? Приведите примеры влияния отдельных металлов на активность ферментов.

5. На какие физиологические процессы оказывает влияние калий? В чем специфическая роль кальция для зеленых растений?

6. Почему при недостатке магния нарушается процесс фотосинтеза?

7. Каким образом железо и мель участвуют в процессах фотосинтеза и дыхания?

8. Недостаток железа вызывает хлороз молодых листьев, а недостаток азота – старых.

Объясните почему.

9. Что такое антагонизм ионов? Как он проявляется? Каковы его причины?

10. Какие организмы могут усваивать азот из воздуха? Отметьте отличительные особенности симбиотических азотфиксирующих организмов? Что такое ассоциативные азотфиксаторы?

11. Почему клубеньки на корнях бобовых растений имеют розоватую окраску? Имеет ли это физиологическое значение? Если да, то в чем оно заключается?

12. Каковы основные источники азотного питания высших растений? Каковы специфические особенности действия каждого из них на физиологическую деятельность растений?

13. Каковы основные особенности восстановления нитратов и нитритов?

14. Какова роль бобовых растений в обеспечении урожая последующих культур?

15. Какие свойства почвы и растения необходимо учитывать при внесении удобрений?

16. Виды удобрений.

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Дыхание растений»

Что такое дыхание? Каково значение дыхания в жизни растений?

Что такое окисление и восстановление? Докажите, что дыхание – это окислительно-восстановительный процесс.

Какие вы знаете основные пути дыхательного обмена? От чего зависит разнообразие дыхательных путей?

Каковы основные особенности анаэробной фазы гликолитического пути? Где она локализована? На каких этапах этого процесса и за счет энергии каких реакций накапливается АТФ? Что является конечным продуктом этой фазы?

Где локализованы процессы аэробной фазы дыхания? На какие этапы она делится?

Какие соединения, выделяющиеся в цикле Кребса, поступают в дыхательную цепь?

Какие переносчики входят в дыхательную цепь? Каков источник энергии для функционирования дыхательной цепи? Почему необходим кислород для ее функционирования?

Что такое окислительное фосфорилирование? В чем сходство и различия окислительного и фотосинтетического фосфорилирования?

8. В каких формах энергия, выделяющаяся в процессе дыхания, может быть использована растительным организмом?

9. Какое количество АТФ образуется при распаде одной молекулы глюкозы: а)в анаэробную фазу дыхания; б)в аэробную?

10. Каковы основные особенности пентозофосфатного пути? В чем его значение?

Какие важные продукты образуются в результате его функционирования?

11. Какие внешние и внутренние факторы оказывают влияние на процесс дыхания?

12. Приведите примеры механизмов регуляции дыхательного обмена.

13. Приведите примеры взаимосвязи дыхания с фотосинтезом. Какие промежуточные продукты процесса дыхания являются основой биосинтеза важнейших Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Рост и развитие растений»

1. Что такое рост, развитие? Как связаны эти два процесса? Приведите примеры.

2. Каковы структурные и физиологические особенности клетки, находящейся в эмбриональной фазе? За счет чего происходит увеличение размера клетки в эту фазу?

Какую роль играет белок циклин в эту фазу?

3. Каковы структурные и физиологические особенности клетки в фазе растяжения? Что наиболее характерно для этой фазы?

4. Каковы особенности роста клеточной оболочки в фазу растяжения? Какие гормоны регулируют этот процесс?

5. Какова роль фитогормонов в процессах прорастания семян?

6. Что обеспечивает поступление воды в семена? Что такое матричный потенциал?

7. Охарактеризуйте процессы обмена веществ, происходящие при набухании семян.

8. Что такое дифференциация клеток и тканей? Какого рода факторы могут вызвать появление различий между клетками с одинаковым генотипом?

9. Каковы особенности культуры изолированных клеток и тканей? Какие теоретические и практические возможности открывает этот метод?

10. В каких двух формах существует пигмент фитохром? Как это можно доказать? Какие лучи спектра они поглощают? Как происходит их взаимопревращение?

11. Что такое фитогормоны? Какие группы существуют?

12. Какова химическая природа фитогормонов? В каких органах происходит биосинтез разных фитогормонов и их накопление? Каковы особенности их транспорта?

13. Перечислите наиболее яркие проявления физиологического действия ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, а также абсцизовой кислоты, этилена.

14. Какие условия необходимо учитывать для успешного применения фитогормонов в растениеводстве? Где и каким образом фитогормоны могут использоваться в практике?

15. Действие гормонов, в частности ауксинов, зависит от концентрации, при этом оптимальные концентрации различны для разных органов. Покажите это на примерах таких явлений, как апикальное доминирование, геотропические изгибы.

16. Какие типы ростовых движений характерны для растений? Какова физиологическая роль движений растений?

17. Состояния покоя и его типы.

18. Что такое яровизация?

19. Что такое фотопериодизм?

20. Охарактеризуйте физиологические процессы, приводящие растения к зацветанию.

21. Какие внешние условия влияют на формирования пола у растений?

На этом этапе студенты делают самостоятельную работу по выгонке луковичных растений и сдают отчет по проделанной работе (получают премиальные баллы).

Вопросы для самоконтроля и самопроверки по теме: «Устойчивость растений»

1. Каково теоретическое и практическое значение изучения физиологических основ устойчивости растений?

2. Что такое стресс и стрессоры? Охарактеризуйте фазы стресса у растений.

3. Что такое адаптация? С помощью, каких механизмов она достигается? В чем проявляются неспецифические и специфические изменения в ответ на неблагоприятные условия?

4. Рассмотрите изменения метаболизма под влиянием неблагоприятных воздействий.

5. Что такое устойчивость растений? Какие типы устойчивости вам известны?

6. Что такое активные формы кислорода? Как и почему они возникают?

7. Когда возникает водный дефицит в растении, к каким первоначальным и последующим последствиям он приводит?

8. Что такое стресс – белки?

9. Какие физиологические изменения способствуют повышению устойчивости растений к недостатку воды?

10. Что такое ксерофиты? Засухоустойчивость 11. Белки теплового шока. Жароустойчивость.

12. Низкие положительные и отрицательные температуры и их влияние на рост и развитие растений.

13. Солеустойчивость. Типы засоления. Растения - по отношению к этому фактору.

14. Устойчивость к недостатку кислорода.

15. Радиоустойчивость и газоустойчивость.

16. Устойчивость растений к инфекционным болезням. Виды иммунитета.

Вопросы и задачи по теме: «Физиология растительной клетки» (Викторов, 1991).

1. С помощью каких приемов можно отличить живую клетку от мертвой?

2. После выдерживания в течение 10 минут среза растительной ткани в 0,02%-ном растворе нейтрального красного вакуоли окрасились в малиновый цвет, а клеточные стенки и цитоплазма остались бесцветными. Как объяснить накопление красителя в клеточном соке?

3. Побег элодеи выдержан в течение 1 ч в растворе нейтрального красного, после чего оторвали листья и рассмотрели на светлом фоне. Нижние (взрослые) листья окрасились полностью, средние - частично, а у самого молодого листа был окрашен только кончик.

Как объяснить полученный результат?

4. Листочки элодеи поместили в две чашки с раствором нейтрального красного, добавив в одну чашку несколько капель раствора KNO3, а в другую - Ca(NO3)2. В растворе, содержащем KNO3, клетки окрасились быстрее. Как объяснить результат описанного опыта?

5. Какие особенности клетки придают ей свойства осмотической системы? Чем отличается растительная клетка от осмометра?

6. У какого растения выше осмотическое давление клеточного сока: у выросшего в тенистом влажном месте или у растущего в степи? Как объяснить эти различия?

7. В клетках каких растений выше концентрация клеточного сока: у растущих на солончаках или на незасоленных почвах? С чем это связано?

8. Чему равно осмотическое давление клеточного сока при 170С, если известно, что изотонический для данной клетки раствор сахарозы имеет концентрацию 0,3 М?

9. Можно ли отнять воду от клетки после достижения ею состояния полного завядания, т.е. полной потери тургора?

10. Клетка с осмотическим давлением клеточного сока 1 МПа погружена в раствор KCl, осмотическое давление которого 2 МПа. Что произойдет с клеткой?

11. Что занимает пространство между клеточной стенкой и цитоплазмой в плазмолизированной клетке?

12. Что произойдет с плазмолизированными клетками после переноса их в гипотонический раствор?

13. Чему равны сосущая сила и тургорное давление клетки: а) при полном насыщении клетки водой, б) при плазмолизе?

14. Сосущая сила клетки равна 0,5 МПа. Чему равно тургорное давление этой клетки, имеющей осмотическое давление 1,2 МПа?

15. Клетка погружена в дистиллированную воду. В каком случае клетка будет всасывать воду, а в каком не будет?

16. Клетка погружена в гипотонический раствор. Осмотическое давление клеточного сока составляет 1,0 МПа, наружного раствора - 0,7 МПа. Куда будет перемещаться вода?

(Разберите три возможных случая).

17. Кусочки одной и той же растительной ткани погружены в ряд растворов с осмотическим давлением 0,3; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 и 2,5 МПа. Клетки этой ткани перед погружением в растворы имели осмотическое давление 1,5 МПа и тургорное давление 0, МПа. В каких растворах: а) клетки будут всасывать воду, б) клетки будут отдавать воду, в) будет наблюдаться плазмолиз?

18. Диски, вырезанные из корнеплода свеклы, были погружены на 30 минут в растворы сахарозы разной концентрации. Оказалось, что в 0,3 М растворе диаметр диска не изменился, в 0,4 М растворе уменьшился, а в 0,2 М увеличился. Как объяснить полученные результаты?

19. В 6 сосудов налиты растворы NaCl с концентрациями 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 М. В эти растворы погрузили полоски, вырезанные из картофельного клубня, длина которых равнялась 40 мм. Как объяснить полученные результаты? Почему длина полосок оказалась одинаковой в трех последних растворах?

20. Две живые клетки соприкасаются друг с другом. Куда будет передвигаться вода, если у первой клетки осмотическое давление клеточного сока равно 1,1 МПа, тургорное давление - 0,4 МПа, а у второй клетки соответствующие показатели равны 1,5 и 1,2 МПа?

21. Две растительные клетки соприкасаются друг с другом. Куда пойдет вода, если осмотическое давление первой клетки 1,0 МПа, а второй - 0,8 МПа? (Разберите три возможных случая).

Тесты по теме: «Физиология растительной клетки»

Выведение веществ из клетки называется ….

а) экзоцитозом б) фагоцитозом в) эндоцитозом У прокариот, в сравнении с эукариотами, отсутствуют В мембранах эукариот...

а) один слой липидов б) два слоя липидов в) три слоя липидов Легко пройдет через липидный слой мембраны...

5.Прохождение через мембрану ионов натрия и калия происходит путем...

а) диффузии б) осмоса в) активного переноса 6.Рецепторная функция мембраны связана с...

а) белками и липидами б) липидами и углеводами в) белками и углеводами 7.Ядро представляет собой структуру...

а) двумембранную б) одномембранную в) немембранную Формирование лизосом клетки происходит в...

а) рибосомах б) аппарате Гольджи в) митохондриях 9. На рибосомах в процессе биосинтеза образуются...

а) аминокислоты б)белки первичной структуры в) т-РНК 10.Одна из важнейших функций лизосом...

а) синтез ферментов б) переваривание отмерших клеток 11.Кристы митохондрий образованы...

а) внутренней мембраной б) наружной мембраной в)матриксом 12. Основная роль крист заключается в том, что на них...

а) синтезируется митохондриальная ДНК б) происходит окисление органических соединений в) происходит синтез митохондриальных белков 13. Где сосредоточен хлорофилл хлоропластов?

а)в гранах б) в матриксе (строме) в) в наружной мембране 14. Что является источником кислорода при фотосинтезе?

а) углекислый газ б) вода в) глюкоза 15. При фотосинтезе используются вещества:

а) углеводы б) сахар в) углекислый газ, вода 16. Благодаря чему развивается тургорное давление в клетке?

а) ядерной оболочке б) цитоскелету в) клеточной стенке 17. «Органоидами дыхания», обеспечивающие клетку энергией, являются:

а) вакуоль б) митохондрии в) аппарат Гольджи 18. В каких органеллах клетки присутствуют липаза и эстераза?

а) лизосомах б) сферосомах в) пероксисомах и глиоксисомах 19. Какие органеллы участвуют в фагоцитозе и эндоцитозе?

а) лизосомы б) сферосомы в) пероксисомы и глиоксисомы 20. Какая органелла клетки осуществляет секрецию и хранение «упакованных»

белков и биологически активных веществ?

а) митохондрии б) сферосомы в) аппарат Гольджи 21. Двумембранные клеточные органеллы:

а) ЭПС б) митохондрии в) диктиосомы 22. Немембранные структуры:

23. Отметить органеллы клетки Зачетные (контрольные) вопросы по теме:«Физиология растительной клетки»

1. Предмет, задачи, аспекты, уровни, направления физиологии растений.

2. Связь физиологии растений с другими биологическими науками.

3. Объект изучения физиологии растений. Эукариоты и прокариоты.

4. Этапы развития физиологии растений.

5. Клетка - как организм и как элементарная структура многоклеточного организма зеленого растения.

6. Специфические особенности растительной и животной клетки.

7. Основные структурные элементы эукариотной клетки.

8. Структура и свойства биологических мембран.

9. Физико-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость, движение и 10. Источники энергии в биологических системах. Автотрофность и гетеротрофность.

Общий энергетический цикл клетки.

Вопросы и задачи по теме: «Фотосинтез» (Викторов, 1991).

Почему экстрагирование с помощью 80-90%-ных водных растворов спирта или ацетона приводит к полному обесцвечиванию листьев, тогда как неполярные растворители (бензин, петролейный эфир) не могут извлечь весь содержащийся в листьях хлорофилл?

2. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили вдвое больший объем бензина, взболтали и дали отстояться. Какова будет окраска спиртового и бензинового слоев? Как это объяснить?

3. С помощью какой реакции можно доказать, что хлорофилл является сложным эфиром?

Напишите уравнение этой реакции.

4. К спиртовой вытяжке из зеленого листа добавили несколько капель 20%-ного раствора КОН, прилили бензин, тщательно взболтали и дали отстояться. Какова будет окраска спирта и бензина? Какие вещества будут растворены в указанных растворителях?

5. С помощью какой реакции можно доказать, что в молекуле хлорофилла содержится атом магния? Напишите уравнение этой реакции.

К раствору феофитина добавили несколько кристаллов уксуснокислой меди и нагрели до кипения. Как изменится при этом окраска раствора? Какая реакция произойдет между феофитином и добавленным реактивом?

Как объяснить разную окраску спиртовой вытяжки из зеленого листа при рассмотрении ее в проходящем и отраженном свете?

Почему очень концентрированные растворы хлорофилла имеют темно-красный цвет?

К спиртовому раствору хлорофилла добавили аскорбиновую кислоту и метиловый красный, после чего выставили на яркий свет. Через 20 минут красная окраска раствора сменилась зеленой вследствие восстановления красителя. Какова роль хлорофилла в этой реакции?

Каков биологический смысл красной окраски глубоководных морских водорослей?

10.

Как объяснить хлороз яблони, выросшей на почве с высоким содержанием извести?

11.

Как доказать с помощью метода крахмальной пробы необходимость света для 12.

фотосинтеза?

Как поставить опыт, доказывающий необходимость диоксида углерода для 13.

фотосинтеза?

За 20 минут побег, площадь листьев которого равна 240 см2, поглотил 16 мг СО2.

14.

Вычислить интенсивность фотосинтеза.

Сколько органического вещества выработает дерево за 15 минут, если известно, 15.

что интенсивность фотосинтеза равна 20 мг/дм2ч, а площадь листьев – 2,5 м2?

Два одинаковых листа в течение двух суток были закрыты светонепроницаемыми 16.

чехлами, а затем освещены: первый лист красным, а второй – желтым светом одинаковой интенсивности. У какого листа будет более высокое содержание крахмала? С чем это связано?

Растение было освещено сначала зеленым, а затем синим светом той же 17.

интенсивности. В каких лучах будет наблюдаться более быстрое поглощение СО листьями? Почему?

Веточка элодеи была погружена в воду и освещена сначала красным, а затем синим 18.

светом такой же интенсивности. В каких лучах будут быстрее выделяться пузырьки О 2?

Как это объяснить?

В отличие от большинства растений у суккулентов устьица днем закрыты, а ночью 19.

- открываются. Как протекает у них фотосинтез?

Компенсационная точка у теневыносливых растений составляет 0,5-1% полного 20.

дневного освещения, а у светолюбивых 3-5%. Каковы причины этого различия?

Как объяснить отмирание нижних ветвей деревьев в сомкнутом насаждении? У 21.

какой породы ствол очищается от сучьев быстрее: у сосны или у ели? Почему?

Что такое листовая мозаика? У каких растений обычно наблюдается это явление – 22.

у светолюбивых или теневыносливых?

Профессор Л.А. Иванов приводит следующие данные: при слабом освещении, 23.

составляющем 1% полного солнечного, листья клена поглотили 0,54 мг СО2, листья дуба выделили 0,12 мг СО2 за 1 час на 1 г сырой массы, а у листьев ивы не наблюдалось ни поглощения, ни выделения СО2. Какие выводы можно сделать на основании этого?

Как объяснить хорошее естественное возобновление (рост молодых сеянцев) под 24.

пологом материнского древостоя липы, клена, вяза и полную гибель подроста березы, дуба, осины?

Каковы причины гибели многих лесных трав (кислицы, недотроги, майника) после 25.

вырубки леса?

У многих растений нередко наблюдается выделение СО2 листьями в полуденные 26.

часы летнего дня. Каковы причины этого явления?

По данным А.С. Оканенко в южных районах Украины более высокий урожай дают 26.

сорта сахарной свеклы со светло-зелеными листьями, а в Белоруссии и странах Прибалтике – с темно-зелеными. С чем это связано?

Как объяснить прекращение фотосинтеза у срезанного и поставленного в воду 27.

листа при самых благоприятных внешних условиях?

Несмотря на то, что интенсивность фотосинтеза сосны примерно в 3 раза меньше, 28.

чем березы (при одинаковых внешних условиях), прирост органической массы этих пород при расчете на 1 га почти одинаков. Как это объяснить?

Интенсивность фотосинтеза овса в среднем в 2 раза выше, чем томатов при тех же 29.

условиях, а урожай томатов с 1 га нередко бывает в 50 раз больше. Каковы возможные причины этого несоответствия?

1. В твердом виде «хлорофилл А» представляет собой а) аморфное вещество сине-черного цвета б) жидкое вещество желто-зеленого цвета в) аморфно-жидкое вещество оранжево-зеленого цвета г) студенистое вещество фиолетового цвета 2. Хлорофиллы хорошо растворимы а) в петролейном эфире б) в воде в) в этиловом эфире г) в бензоле 3. Хлорофиллы плохо растворимы а) в петролейном эфире б) в ацетоне в) в этиловом спирте г) в воде 4. Хлорофиллы нерастворимы а) в хлороформе б) в ацетоне в) в воде г) в петролейном эфире 5. Резко выраженные максимумы поглощения хлорофиллов лежат а) в красной и зеленой частях спектра б) в красной и синей частях спектра в) в красной и желтой частях спектра г) в синей и оранжевой частях спектра 6. Замещение магния протонами при обработке хлорофилла кислотой приводит к образованию а) фикобилина б) феофетина в) ферредоксина г) фикобилипротеина 7. Растворы хлорофиллов в полярных растворителях обладают а) флуоресценцией б) фосфоресценцией в) синглетоценцией г) триплетоценцией 8. Поглощение молекулой хлорофилла кванта красного света приводит а) к 1-ому синглетному электронвозбужденному состоянию б) к триплетному электронвозбужденному состоянию в) ко 2-ому синглетному электронвозбужденному состоянию г) к основному синглетному электронвозбужденному состоянию 9. Максимальное содержание хлорофилла приурочено а) к началу цветения б) к началу плодоношения в) к началу образования первых плодов г) к началу пожелтения листьев 10. По структуре фикобилины относятся а) к группе желчных пигментов – билинов б) к группе желчных пигментов – билирубинов в) к группе желчных пигментов – фикобилинов г) к группе желчных пигментов - фитохромов 11. В своем составе фикобилины не содержат а) атомов магния, или других металлов, а также фитола б) атомов азота, других веществ, а также феофитина в) атомов магния, или других металлов, а также фукоксантина г) атомов азота, других веществ, а также фикоцианобилина 12. Явление хроматической комплексной адаптации предложено было а) К.А. Тимирязевым б) Р. Эмерсоном в) В.Т. Энгельманом г) К.Б. ванНилем 13. Каротиноиды – жирорастворимые пигменты а) желтого, синего, красного цветов б) желтого, оранжевого, красного цветов в) оранжевого, фиолетового, зеленого цветов г) синего, желтого, оранжевого цветов 14. Каротиноиды – группа соединений с формулами а) С40 Н56; С40Н56О2 и С40Н56О4; С20Н24О б) С40 Н56; С40Н69О6 и С40Н56О4; С20Н24О в) С40 Н56; С40Н56О2 и С40Н60О4; С20Н24О г) С40 Н56; С40Н60О6 и С60Н56О4; С40Н56О 15. Каротиноиды поглощают свет а) в сине-фиолетовой и синей частях спектра б) в желто-зеленой и оранжевой частях спектра в) в оранжево-красной и фиолетовой частях спектра г) в оранжево-красной и желтой частях спектра 16. Отличие каротиноидов от других пигментов а) наличие на концах производных ионона б) наличие на концах фитола и лютеина в) наличие на концах ацетил – СоА г) наличие на концах кроцетина 17. Каротиноиды хорошо растворимы а) в хлороформе б) в ацетоне в) в этаноле г) в метаноле 18. Фикобилины поглощают лучи а) в оранжевой и синей частях солнечного спектра б) в красной и фиолетовой частях солнечного спектра в) в синей и красной частях солнечного спектра г) в зеленой и желтой частях солнечного спектра 19. Для каких растений характерны фикобилины а) водорослей б) мхов в) лишайников г) высших растений 20. Сколько молекул АТФ образуется при циклическом и нециклическом фотофосфорилировании 21. Цикл Кальвина состоит из этапов а) карбоксилирования, фазы окисления, фазы регенерации б) карбоксилирования, фазы восстановления, фазы фосфорилирования в) карбоксилирования, фазы роста, фазы восстановления г) карбоксилирования, фазы окисления, фазы восстановления 22. Самое сложное соединение в цикле Кальвина а) эритрозо – 4- фосфат б) седогептулозо-1,7- дифосфат в) рибулозо- 1,5- дифосфат г) эритрозо – 4 –фосфат + фосфодиоксиацетон 23. Для каких растений характерен цикл Хетч-Слек-Карпилова а) для суккулентов б) для теплолюбивых растений в) для водных растений г) для холодостойких растений 24. В гликолатном пути участвуют а) двууглеродные соединения б) трехуглеродные соединения в) четырехуглеродные соединения г) пятиуглеродные соединения 25.Для какого цикла характерно накопление малата ночью 26. В какой органелле и чем в гликолатном пути возникающая перекись водорода устраняется а) сахарозой хлоропластов б) каталазой пероксисомы в) серином митохондрии г) глицином пероксисомы 27. Под компенсационной точкой понимается а) та освещенность, при которой процессы фотосинтеза и минеральные вещества уравновешивают друг друга б) та освещенность, при которой процессы фотосинтеза и дыхания уравновешивают друг друга в) та освещенность, при которой процессы роста и развития растений уравновешивают друг друга г) та освещенность, при которой процессы фотосинтеза и водообмен уравновешивают друг друга 28. Напишите уравнение ван Ниля, которое включает две группы реакций, причем одна связана с фотодиссоциацией воды, а другая, не зависящая от света,- с восстановлением С02 до углевода:

29. Выделяют пять аспектов космической и планетарной роли растений, назовите их 30. Докажите, на примере уравнения реакции, что кислород при фотосинтезе образуется (освобождается) именно из воды Зачетные (контрольные) вопросы по теме: «Фотосинтез»

1. История развития учения о фотосинтезе. Работы К.А. Тимирязева.

2. Сущность и значение фотосинтеза.

3. Структурная организация фотосинтетического аппарата. Пигментные системы.

4. Хлоропласты. Ультраструктура. Онтогенез.

5. Хлорофиллы.

6. Фикобилипротеины.

7. Каротиноиды.

8.Первичные процессы фотосинтеза.

9. Фотофосфорилирование.

10. Темновая стадия фотосинтеза.

11. Фотодыхание.

12. Цикл Хэч-Слэка-Карпилова.

13. САМ- тип метаболизма.

14. Особенности фотосинтеза у растений разных экологических групп.

15. Экология фотосинтеза.

Вопросы и задачи по теме: «Водный режим растений и транспорт веществ»

1. Навески семян разных растений погрузили в воду. Через сутки масса семян кукурузы увеличилась на 30%, подсолнечника - на 83%,гороха - на 110%. Как объяснить полученные результаты?

2. Корни одинаковых сеянцев погружены в сосуды с растворами безвредных солей. Как будет происходить всасывание воды сеянцами, если осмотическое давление клеточного сока корневых волосков составляет 0,5МПа, а осмотическое давление растворов 0,1; 0,3;

0,5 и 0,7 МПа?

3. Растение пересажено в почву. Осмотическое давление почвенного раствора 0,2 МПа. В момент посадки осмотическое давление корневых волосков равнялось 0,9 МПа, а тургорное давление - 0,8 МПа. Сможет ли это растение жить на данной почве? Объясните.

4. Почему корни слабо поглощают воду их холодных почв?

5. Чем объясняется уменьшение интенсивности всасывания воды корнями при затоплении почвы?

6. В металлическом сосуде с почвой вырастили растение. После того как растение хорошо развилось, полив прекратили, а поверхность почвы защитили от испарения. Когда у растения возникло устойчивое завядание, из сосуда взяли пробу почвы 5,16 г и высушили при 100 градусах, после чего масса пробы стала равна 4,80 г. Определить коэффициент завядания.

7. Почему К.А. Тимирязев называл транспирацию "неизбежным злом"?

8. Происходит ли транспирация при закрытых устьицах и у безлистных побегов?

9. У одного из двух одинаковых листьев плюща смазали нижнюю сторону тонким слоем вазелина, после чего определили интенсивность транспирации, которая оказалась у обработанного листа в 10 раз меньше, чем у контрольного. Сделайте вывод на основании описанных результатов.

10. Почему при увеличении тургора замыкающих клеток происходит открывание устьичных щелей?

11. Концентрация ионов калия взамыкающих клетках устьиц возрастает на свету в 4-5 раз.

Какова причина этого явления?

12. Побег, взвешенный сразу после срезания, имел массу 10,26 г, а через 3 минуты - 10, г. Площадь листьев побега равна 240 квадратным см. Вычислить по приведенным данным интенсивность транспирации.

13. Чему равен транспирационный коэффициент деревьев, испаривших за вегетационный период 2 т воды и накопивших за это время 10 кг сухого вещества?

14. Транспирационный коэффициент равен 125 мл/г. Найти продуктивность транспирации.

15. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве воды в почве и ликвидацию водного дефицита ночью?

16. Растение было выдержано несколько часов в темноте, а затем выставлено на прямой солнечный свет. Как изменится при этом транспирация? Почему?

17. В одном из опытов Л.А. Иванова 20-летняя сосна была спилина 3 ноября, торец пня был тщательно смазан и закрыт клеенкой, после чего периодически определяли влажность древесины пня, которая оказалась равной: 3 ноября - 60,2, 5 ноября - 62,2, 9 ноября Как объяснить полученные результаты?

18. У некоторых растений незадолго перед дождем появляются капли воды на кончиках листьев. Каковы причины этого явления?

19. Как может подниматься вода у деревьев на большую высоту?

Объясните.

20. Назовите характерные черты растений по экологическим группам по отношению к воде?

Тесты по теме: «Водный режим растений и транспорт веществ»

1.Если клетка граничит с воздухом, то, теряя воду, она переходит в состояние:

а) плазмолиза; б) циторриза; в) деплазмолиза; г) тургора 2.В состоянии полного насыщения клетки водой тургорное давление:

а) больше осмотического; б) меньше осмотического;

в) равно осмотическому; г) равно сосущей силе 3.Что из перечисленного не является приспособлением для сохранения влаги растением:

а) кутикула; б) кроющие волоски; в) погруженные устьица; г) пояски Каспари 4. Наиболее интенсивно испарение влаги у большинства растений идет при:

а) кутикулярной транспирации; б) устьичной транспирации;

в) перидермальной транспирации; г) гуттации 5. Вода находится в растениях в свободном и ………………. состоянии 6. Поступление воды в сухие семена происходит главным образом за счет:

а) набухания биоколлоидов; б) осмотического давления;

в) диффузии; г) водного потенциала 7. Поднятие ксилемного раствора по сосудам ксилемы из корня в надземные части обеспечивает ….

8. Выделение капельно-жидкой влаги на кончиках листьев:

а) транспирация; б) «плач»; в) пасока; г) гуттация 9. К пойкилогидрическим растениям не относятся:

а) бактерии; б) сине-зеленые водоросли в) папоротники; г) лишайники 10. К гомойогидрическим растениям относятся:

а) голосеменные; б) лишайники;

в) цветковые; г) синезеленые водоросли 11. Произрастают в условиях повышенной влажности и (или) недостаточной освещенности:

а) мезофиты; б) ксерофиты; в) гидратофиты; г) гигрофиты 12. Преобладают в местностях с жарким и сухим климатом:

а) мезофиты; б) ксерофиты;в) гидратофиты; г) гигрофиты Нижний концевой двигатель – это:

13.

а) транспирация; б) сосущая сила;

в) корневое давление; г) тургорное давление 14. Верхний концевой двигатель – это:

а) транспирация; б) сосущая сила;

в) корневое давление; г) тургорное давление 15. Поднятие воды вверх по стеблю обеспечивается:

а) транспирацией; б) когезией;

в) адгезией; г) всеми этими явлениями 16. Движения устьиц регулируются:

а) светом; б) температурой;

в) влажностью; г) всеми этими факторами 17. Вода в почве бывает:

а) капиллярная; б) гравитационная;

в) пленочная; г) всех этих видов 18. Назовите гидролабильные растения:

а) злаки сухих степей; б) молочаи;

в) лесные и луговые травы; г) лишайники 19. Химический потенциал чистой воды называют ………….

20. Механизм поднятия воды по растению вследствие развивающегося корневого давления называют ……………… Зачетные (контрольные) вопросы по теме: «Водный режим растений и транспорт 1. Значение воды в жизнедеятельности растений.

2. Основные закономерности поглощения воды клеткой.

3. Механизм передвижения воды по растению.

4. Пути ближнего и дальнего транспорта.

5. Выделение воды растением.

6. Гуттация. Транспирация.

7. Устьичная и кутикулярная транспирация.

8. Особенности водообмена у растений разных экологических групп.

9. Роль работ Н.А. Максимова и его школы в формировании современных представлений о водообмене и засухоустойчивости.

Предмет, задачи, аспекты, уровни, направления физиологии растений.

Связь физиологии растений с другими биологическими науками.

Объект изучения физиологии растений. Эукариоты и прокариоты.

Этапы развития физиологии растений.

Клетка - как организм и как элементарная структура многоклеточного организма зеленого растения.

6. Специфические особенности растительной и животной клетки.

7. Основные структурные элементы эукариотной клетки.

8. Структура и свойства биологических мембран.

9. Физико-химические свойства протоплазмы (проницаемость, вязкость, движение и 10. Источники энергии в биологических системах. Автотрофность и гетеротрофность.

Общий энергетический цикл клетки.

11. История развития учения о фотосинтезе. Работы К.А. Тимирязева.

12. Сущность и значение фотосинтеза.

13. Структурная организация фотосинтетического аппарата. Пигментные системы.

14. Хлоропласты. Ультраструктура. Онтогенез.

15. Хлорофиллы.

16. Фикобилипротеины.

17. Каротиноиды.

18. Первичные процессы фотосинтеза.

19. Фотофосфорилирование.

20. Темновая стадия фотосинтеза.

21. Фотодыхание.

22. Цикл Хэч-Слэка-Карпилова.

23. САМ- тип метаболизма.

24. Особенности фотосинтеза у растений разных экологических групп.

25. Экология фотосинтеза.

26. Значение воды в жизнедеятельности растений.

27. Основные закономерности поглощения воды клеткой.

28. Механизм передвижения воды по растению.

29. Пути ближнего и дальнего транспорта.

30. Выделение воды растением.

31. Гуттация. Транспирация.

32. Устьичная и кутикулярная транспирация.

33. Особенности водообмена у растений разных экологических групп.

34. Роль работ Н.А. Максимова и его школы в формировании современных представлений о водообмене и засухоустойчивости.

Тесты: по теме «Минеральное питание растений» (один правильный ответ) 1. Первый физиологический эксперимент с целью изучения питания растений был проведен а) А.Т. Болотовым б) И. Кнопом и Ю. Саксом в) Я.Б. ван Гельмонтом г) А. Тэером 2. «Гумусовую теорию» питания растений разработал а) А.Т. Болотов б) И. Кноп в) Я.Б. ван Гельмонт г) А. Тэер 3. Основные принципы минерального питания растений и приемы внесения удобрения в почву наметил а) А.Т. Болотов б) И. Кноп в) Я.Б. ван Гельмонт г) А. Тэер 4. Теория минерального питания растений принадлежит а) Ю. Либиху б) И. Кнопу в) А.Т. Болотову г) П.А. Костычеву 5. «Закон минимума» и «закон возврата» сформулировал а) Ю. Либих б) И. Кноп в) А.Т. Болотов г) П.А. Костычев 6. Сами бактерии в клубеньках бобовых были впервые обнаружены а) Ю. Либихом б) М.С. Ворониным в) А.Т. Болотовым г) Г. Гельригелем 7. Учение о почвенном поглощающем комплексе разработано а) В.В. Докучаевым б) К.К. Гедройцем в) А.Т. Болотовым г) П.А. Костычевым 8. В почве обитают самые разнообразные микроорганизмы а) аммонификаторы б) азотфиксаторы в) нитрификаторы г) денитрификаторы это А - разлагающие органические азотистые соединения (белки, нуклеиновые кислоты, мочевину и др.) с выделением аммиака Б - превращающие нитраты в молекулярный азот В - микроорганизмы, связывающие молекулярный азот Г - которые, используя кислород, окисляют аммиак до нитратов 9. Органогенами называют 10. Макроэлементами являются 11. К микроэлементам относят 12. Азот был открыт в 1772 году ………. как газ, не поддерживающий дыхание и горение а) Д. Резерфордом б) Г. Гельригелем в) П.А. Костычевым г) В.В.Докучаевым 13. Раннее проявление азотного дефицита характеризуется а) бледно-зеленой окраской листьев б) синевато-зеленой окраской листьев с пурпурным или бронзовым оттенком в) побледнение и пожелтение листьев, но сначала у самых молодых г) пожелтение листьев от старых к молодым 14. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

Наиболее ярким признаком недостатка ……. является пожелтение листьев, связанное с недостатком хлорофилла. У некоторых растений наблюдается усиленный синтез антоциана и в связи с этим появление красноватого оттенка черешков и жилок листьев. При резком недостатке …….. листья преждевременно опадают.

15. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке ……..белеют и отмирают кончики листьев. Затем хлорофилл разрушается по краям листовой пластинки. Листья теряют тургор. Затем все растение завядает. Листья и плоды плодовых деревьев покрываются бурыми пятнами, появляется суховершинность.

16. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

Недостаток ……. приводит к уменьшению размеров листьев и к изменению их формы. Листорасположение принимает розеточную форму, междоузлия укорачиваются, на листьях проявляется хлороз.

17. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке ……. листья по краям приобретают серую, а затем коричневую окраску, теряют тургор, а затем ткани листа отмирают и остаются только жилки в виде хлыстиков.

18. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке ……. первый симптом – это отмирание точки роста, останавливается рост побегов и корней, листовые пластинки утолщаются, скручиваются, становятся ломкими, цветки не образуются, нарушается развитие сосудистой системы, клетки плохо дифференцируются. Разрушение внутренних тканей приводит к ряду заболеваний: у сахарной свеклы – «сухая гниль сердечка», затвердевание плодов у яблони и др. Недостаток этого элемента меньше всего сказывается на злаковых.

19. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При …….голодании на листьях, незрелых плодах появляются мертвые некротические пятна. Окраска листьев становится голубовато-зеленая или темнозеленая, в некоторых случаях наблюдается накопление красного пигмента-антоциана.

Стебли дефицитных по фосфору растений характеризуются слабым развитием проводящей системы.

20. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке ……… на листьях проявляются хлоротические (белые) пятна.

Некротические участки, края и концы листьев часто скручиваются.

21. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

Поскольку ………. входит в состав хлорофилла, то первым признаком голодания является интенсивное пожелтение паренхимы листа. В первую очередь теряют окраску клетки паренхимы листа между жилками.

22. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

Признаки ………. голодания очень близки к тем, которые наблюдаются при недостатке ………..листья желтеют, появляется антоциановая окраска. Однако, в отличие от азота, эти признаки появляются, прежде всего, на молодых листьях.

23. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке …… повреждаются и отмирают, в первую очередь, меристематические зоны стебля, корня и листьев. В свою очередь это тормозит процессы роста. Для растений (с дефицитом этого элемента) характерны укороченные корни бурой окраски, мелко скрученные листья, стенки клеток становятся жесткими.

24. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

Недостаток ……. вызывает интенсивный хлороз листьев, в первую очередь молодых. Характерным является то, что хлороз проявляется в пространстве между жилками, при этом желтая поверхность листьев покрыта сеткой зеленых жилок.

25. Назовите элемент, внешние признаки которого, подходят под следующее описание:

При недостатке …… на листьях появляются желтые и некротические пятна точечный хлороз листьев. Особенно чувствительны к недостатку марганца хлоропласты. В них происходит разрушение хлорофилла и крахмальных зерен (нарушена структура).

26. Расположите предложенные удобрения по группам: А) азотные, Б) фосфорные, В) калийные:

а) каинит б) зола в) аммиачная селитра г) простой суперфосфат 27. Расположите предложенные удобрения по группам: А) азотные, Б) фосфорные, В) калийные:

а) томасшлак б) кальциевая селитра в) хлористый калий г) сульфат аммония 28. Расположите предложенные удобрения по группам: А) азотные, Б) фосфорные, В) калийные:

а) аммиачная вода б) двойной суперфосфат в) преципитат г) сильвинит 29. Расположите предложенные удобрения по группам: А) азотные, Б) фосфорные, В) калийные а) цианамид кальция б) карбамид 30.…………..удобрениями, называют растения, специально высеваемые и запахиваемые на удобрения.

31. Распределите азотные удобрения по группам:

А) аммонийные и аммиачные Б) нитратные В) аммонийно-нитратные 32. Распределите растения по отношению к реакции почвы в соответствующие группы:

А) растения, требующие нейтральной или слабощелочной реакции почв Б) растения, нуждающиеся в слабокислой и близкой к нейтральной реакции почв В) растения, переносящие умеренную кислотность почв Г) растения, переносящие повышенную кислотность почв а) картофель, лен, люпин б) озимая рожь, гречиха, репа, редька, морковь, томат в) озимая и яровая пшеница, ячмень, кукуруза, горох, бобы, подсолнечник, фасоль, вика, брюква, огурцы, лук г) сахарная, столовая и кормовая свекла, капуста, клевер, люцерна, донник, горчица 33. Азот в почве представлен главным образом в форме 34. Процесс превращения органического азота почвы в NH4+ носит название а) денитрификации 35. Симбиотически усваивают азот:

в) тополь, яблоня, черемуха г) фикус, алоэ, кактус 36. Основная роль в процессе азотфиксации принадлежит ферменту в) нитритредуктазе г) глутаматдегидрогеназе 37. Фосфор в растительных тканях присутствует а) в фосфоенолпирувате и в виде азотной кислоты и ее солей б) в фосфорных эфиров сахаров и в виде соляной кислоты и ее солей в) в органической форме и в виде ортофосфорной кислоты и ее солей г) в фосфолипидах и в виде яблочной кислоты и ее солей 38. Основной запасной формой фосфора у растений является б) кальций – магниевая соль инозитфосфорной кислоты 39. Особенно сильно выражена потребность в сере у растений семейства ……….., представители которого и сами синтезируют серосодержащие масла а) розоцветные б) крестоцветные в) пасленовые г) зонтичные 40. Автотрофные растения поглощают серу в виде 41. Приведите пример трансаминирования (переаминирования) с уравнением реакции ……..

Зачетные (контрольные) вопросы по теме: «Минеральное питание»

1. Роль растений в круговороте минеральных элементов в биосфере.

2. Потребность растений в элементах минерального питания.

3. Классификация минеральных элементов, необходимых для растений.

4. Физиолого-биохимическая роль основных элементов питания.

5. Азот 6. Сера.

7. Фосфор..

8.Калий.

9.Кальций.

10. Магний.

11. Микроэлементы. Современные представления о роли микроэлементов в метаболизме растений.

12. Металлы как компоненты простетических групп и как активаторы ферментных систем.

13. Выращивание растений без почвы 14. Питательные смеси.

15. Гидропоника.

16. Корневое питание как важнейший фактор управления продуктивностью и качеством урожая сельскохозяйственных растений.

17. Удобрения.

Задачи: Дыхание, рост и развитие растений, устойчивость (по Викторову, 1993).

1. Дыхательный коэффициент проростков пшеницы при содержании кислорода в воздухе 21% составлял 0,98, при 5% - 0,93, при 3% - 3,34.

Как объяснить резкое возрастание дыхательного коэффициента?

2. Почему высшие растения не могут длительно поддерживать свою жизнь в анаэробных условиях, хотя и не погибают сразу после попадания в среду без кислорода?

3. Как объяснить разную величину дыхательного коэффициента прорастающих крахмалистых и маслянистых семян?

4. Почему нельзя хранить влажные семена?

5. 15 г почек выделили за 30 минут 3 мг углекислого газа.

Вычислить интенсивность дыхания на 1 г сухой массы за 1 час, если известно, что содержание воды в почках составляет 60%.

6. Перечислите приемы, с помощью которых можно: а) ускорить переход растений в состояние покоя; б) задержать распускание почек; в) вывести почки из состояния покоя.

7. Какой фактор внешней среды служит сигналом к осеннему листопаду древесных растений умеренной зоны?

8. Известно, что в каком бы положении ни попало семя в почву, развивающийся из него проросток направляет свой корень вниз, а стебель вверх. Как объяснить это явление?

9. Почему хризантемы зацветают только осенью? Можно ли добиться цветения этих растений летом?

10. Как объяснить завядание теплолюбивых растений при низких положительных температурах?

11. Как объяснить, что хвоя сосны, выдерживающая зимой морозы до -43 градусов, летом гибнет при охлаждении до - 8 градусов?

12. Какое значение имеет превращение крахмала в сахар в запасающих тканях побегов древесных растений зимой?

13. Какие листья быстрее завядают при почвенной засухе - верхние или нижние?

14. Почему у северных растений, обитающих на заболоченных почвах, имеются многие признаки ксерофитов? Перечислите эти признаки.

15. Как влияет на растения радиация?

16. Приведите примеры отрицательного влияния экологических факторов на растения и выработанные приспособления растений к перенесению этих факторов.

Зачетные (контрольные) вопросы по теме: «Дыхание растений»

1. Учение о дыхании. Значение и сущность.

2. Теория дыхания Палладина.

3. Перекисная теория окисления Баха.

4. Теория дыхания и брожения Костычева.

5. Пентозомонофосфатный путь окисления глюкозы.

6. Гликолиз.

7. Различные виды брожения.

8. Цикл Кребса.

9. Глиоксилатный цикл.

10. Экология дыхания.

1. Онтогенез это – а) развитие организма как физиологический процесс, обеспечивающий воспроизведение себе подобных организмов б) общее развитие организма, включающее молодость, зрелость, старость;

в) индивидуальное развитие организма от зиготы до зрелости;

г) индивидуальное развитие организма от зиготы до естественной смерти 2. Развитие это а) специфическая ориентация процессов и структур в пространстве, приводящая к появлению морфофизиологических градиентов;

б) необратимое увеличение размеров и массы клетки, органа или всего организма, связанное с новообразованием элементов их структур;

в) восстановление организмом повреждений или утраченной части тела;

г) качественные изменения в структуре и функциональной активности растения и его частей в процессе онтогенеза 3. Понятие «рост» отражает:

а) количественные изменения;

б) качественные изменения;

в) изменения в эмбриональном этапе и старости;

г) совокупность всех признаков и свойств данного индивидуального организма 4. А) Рост – Б) Развитие - В) Морфогенез – Г) Регенерация – а) специфическая ориентация процессов и структур в пространстве, приводящая к появлению морфофизиологических градиентов;

б) необратимое увеличение размеров и массы клетки, органа или всего организма, связанное с новообразованием элементов их структур;

в) восстановление организмом повреждений или утраченной части тела;

г) качественные изменения в структуре и функциональной активности растения и его частей в процессе онтогенеза 5. Ретарданты – а) синтетические вещества, тормозящие удлинение стебля;

б) вещества, использующиеся для ускорения созревания зеленых плодов перед их уборкой;