1.3. Библиографический список Основной

 

1.     Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н.Третьяков, Е.И.Кошкин, Н.М.Макрушин и др.; под ред. Н.Н.Третьякова. – М.: Колос, 2000. – 640 с.

2.     Лебедев С.Н. Физиология растений. – М.: Агропромиздат, 1988. – 544 с.

3.     Полевой В.В. Физиология растений. – М.: Высш. школа, 1989. – 464 с.

4.     Якушкина Н.И. Физиология растений: Учебное пособие. – М.: Просвещение, 1993. – 351 с.

 

Дополнительный

5.      Практикум по физиологии растений /  Под ред. Н.Н.Третьякова. – М.: Агропромиздат, 1990. – 265 с.

 

 

 

 

 

Раздел 2. Примерная программа по дисциплине

 

2.1. Физиология и биохимия растительной клетки

 

Клетка рассматривается как структурная и функциональная единица живой материи. Ее обмен с окружающей средой веществом, образованным в процессе фотосинтеза и поглощенным из почвы, энергией и информацией. Следует изучить принцип компартментации, являющейся основой жизнедеятельности клетки. Изучить, что такое гомеостаз, его значение для функционирования биологических систем.

Выяснить химический состав, структуру и функции клеточной стенки. Дать пояснение, что такое апопласт и симпласт, доннановское свободное пространство. Плазмодесмы, их строение и роль в жизнедеятельности клетки. Изучить мембраны как основу строения клетки, привести их состав, структуру и объяснить функции мембраны. Объяснить, что такое плазмалемма и тонопласт.

Необходимо изучить строение и функции ядра. Пояснить, какова структурная организация наследственного материала и хромосомов. Что такое цитоплазматическая наследственность; строение и функции гиалоплазмы, полуавтономных органелл – хлоропластов и других пластид и митохондрий, а также назвать другие органоиды клетки: эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, сферосомы, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты и вакуоли.

Студент-заочник должен знать химический состав цитоплазмы и ее органелл: аминокислоты, белки, их состав, структуру и функции аминокислот и белков. Выяснить связи, поддерживающие структуры клетки и важнейшие свойства макромолекул. Следует определить изоэлектрическую точку аминокислот и белков и почему она является основным показателем функционального состояния растительной клетки; пояснить питательную ценность отдельных аминокислот, почему ряд аминокислот называют «незаменимыми». В настоящее время перед селекцией определена задача – повысить содержание белка в зерне, клейковины и проводить исследования по проблеме «хайпроли». Изучите связь физиологии и биохимии растений с селекцией. Иммунитет и белки, приведите примеры высокобелковых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур.

Особое внимание обратите на ферменты, опишите их биологическую роль, химическую природу, принцип их действия, активность, специфичность, дайте их классификацию. Что собой представляют одно- и двухкомпонентные ферменты; витамины как простетические группы и коферменты; кинетика ферментативных реакций. Опишите уравнение Михаэлиса – Ментен, дайте объяснение составляющим уравнения. Разъясните о местах локализации ферментов в клетке, что такое мультиферментные комплексы; регуляция ферментативной деятельности в клетке путем синтеза или изменения активности. Приведите примеры изоферментов. Как осуществляется конкурентное и аллостерическое регулирование.

Изучите и опишите нуклеотиды, АТФ, нуклеиновые кислоты. Расскажите о структуре и функциях ДНК, м-РНК, т-РНК, р-РНК, об использовании тотипотентности клеток в биотехнологии и генной инженерии. Выясните, как происходит биосинтез белка, приведите три этапа их локализации в клетке; возможности регуляции синтеза белков.

Опишите липиды, собственно жиры, воска, амфипатические липиды, их содержание в растении и роль в растительной клетке.

Дайте описание углеводам растений, химическому строению, содержанию их в клетке и функциям отдельных групп.

Студент-заочник должен обратить особое внимание на проницаемость клеточных мембран для веществ различной химической природы: мембранные переносчики белковой и небелковой природы, пассивный и активный транспорт веществ; закономерности диффузии, осмоса, электрофореза; электрические свойства клеточных мембран; потенциалы покоя и действия; потенциал Нернста как критерий активного транспорта; электронные и электронейтральные насосы.

Природа раздражимости: порог, количество и суммация раздражения.

Необходимо выяснить причины возбуждения, повреждения, закалки и репарации как альтернативного состояния при действии раздражителя. Опишите неспецифические реакции клетки на внешние воздействия, достигшие пороговой силы; временный ход функции как показатель реакции на стресс.

Изучите природу действия инфекции на клеточные структуры и функции.

 

Литература: 1, 2, 3, 4.

 

Вопросы для самопроверки

 

1.     Связь растительной клетки с окружающей средой, веществом, энергией и информацией.

2.     Структурная основа клетки. Отличие растительной клетки от животной.

3.     Химический состав цитоплазмы растительных клеток.

4.     Основные свойства белков клетки.

5.     Ферменты, их активность, специфичность и лабильность.

6.     Регулирование ферментативной деятельности в клетке.

7.     Функции нуклеиновых кислот.

8.     Биотехнология и генная инженерия.

9.     Структура биологических мембран.

10. Механизмы активного и пассивного транспорта веществ в клетке.

 

 

2.2. Фотосинтез

 

Изучить и описать планетарное значение фотосинтеза. Фотосинтез является основой биоэнергетики. Необходимо уяснить физико-химическую сущность фотосинтеза, главные этапы развития представлений о фотосинтезе.

Рассмотреть лист как орган фотосинтеза. Обратить внимание на хлоропласты, выяснить их состав и строение. Иметь представление о пигментах хлоропластов, об их химической природе и оптических свойствах.

Иметь представление о световой фазе фотосинтеза, об организации и функционировании пигментных систем, о циклическом и нециклическом фотофосфорилировании и о фотоокислении воды.

Необходимо изучить метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза), восстановленной пентозофосфатный цикл (цикл Кальвина), особенности фотосинтеза у С₃- и С₄- растений, фотосинтез по типу толстянковых (САМ – метаболизм), фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты.

Следует также изучить зависимость фотосинтеза от внешних и внутренних факторов; компенсационные точки, возможные пути использования в селекционном процессе; фотосинтез как основу продуктивности сельскохозяйственных растений; возможные пути повышения фотосинтетической активности с.-х. культур; соотношение между скоростью ассимиляции углекислоты и активностью отдельных звеньев фотосинтеза; интенсивность фотосинтеза и общую биологическую продуктивность растительных организмов; регуляцию фотосинтеза на уровне органа и целого растения.

Студенту-заочнику необходимо выявить важные для широкого внедрения в производстве проблему: посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы; фитометрические параметры посевов высокой продуктивности – средняя и максимальная площадь листьев, фотосинтетический потенциал, чистую продуктивность фотосинтеза, продуктивность работы листьев, КПД фотосинтеза, биологическую и хозяйственную урожайность, густоту стояния растений и структуру посева, особенности расположения листьев в пространстве, зависимость энергетической эффективности агрофитоценозов от удобрения и орошения, а также использование показателей фотосинтетической деятельности при программировании урожайности.

Необходимо изучить и выяснить о светокультуре с.-х. растений, о выращивании растений без естественного облучения, о влиянии искусственного облучения на анатомо-физиологическую характеристику растений, о выращивании растений в защищенном грунте при дополнительном облучении.

 

Литература: 1, 2, 3, 4.

 

Вопросы для самопроверки

 

1.     Хлоропласты. Их роль в процессе фотосинтеза.

2.     Соединения светового процесса фотосинтеза.

3.     Локализация ферментов в листе.

4.     С₃- и С₄- растения. Особенности их фотосинтеза.

5.     Фитометрические показатели посевов высокой продуктивности.

6.     Интенсивность фотосинтеза. Факторы, влияющие на этот процесс.

7.     Биологическая и хозяйственная урожайность. Их составляющие.

8.     КПД фотосинтеза.

9.     Светокультура с.-х. растений.

10. Регулирование света в защищенном грунте.