6
Раздел 1. Физиология и биохимия растений. Растительная клетка
Физиология – наука о жизнедеятельности и функциях растительного организма. Объектом изучения служит разнообразный мир растений. Предметом физиологии являются функции растений, функциональные системы, обеспечивающие реализацию генетической программы роста и развития. Задача - раскрыть сущность процессов в растении, установить их взаимосвязь.
Биохимия изучает химический состав растений, превращение веществ и энергии в клетке. История развития науки. Методы исследований. Углеводы. Состав и химическое строение углеводов. Классификация. Химический состав, строение и классификация липидов. Их содержание и роль в растениях. Строение и классификация аминокислот. Белки, их состав, структура и функции.
Ферменты, их биологическая роль, химическая природа. Влияние внешних и внутренних факторов на эффективность ферментов. Механизм действия, активность, специфичность, классификация. Локализация ферментов в растении. Мультиферментные комплексы. Активаторы и ингибиторы ферментов. Нуклеотиды. АТФ. Нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК). Структура и функции ДНК, м-РНК, и-РНК, р-РНК. Биосинтез белка.
Витамины - биологически активные вещества. Водо- и жирорастворимые витамины. Авитаминозы. Витамины как простетические группы и коферменты. Вторичные вещества. Фенолы, алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, терпеноиды, антибиотики.
Клетка как структурная и функциональная единица живой материи. Характеристика физиологических функций и процессов в клетке. Химический и биохимический состав клетки. Химический состав, свойства и роль цитоплазмы клетки. Клеточная оболочка, химический состав, отличия между первичной и вторичной оболочками. Видоизменения вторичной оболочки. Биологические мембраны клетки, их строение и функции.
Общие представления об осмосе и осмотическом давлении. Законы осмоса. Зависимость осмотического давления клеточного сока от внешних условий. Тургорное давление и сосущая сила, их природа и взаимосвязь. Плазмолиз и деплазмолиз. Методы определения осмотического давления и сосущей силы.
7
Вопросы к контрольной работе по разделу «Введение. Физиология и биохимия растений. Растительная клетка»
1.Физиология растений как наука: предмет, цель, задачи, разделы.
2.Строение и функции растительных клеток. Цитоплазма (химический состав, структурное состояние).
3.Клеточная оболочка, химический состав, отличия между первичной и вторичной оболочками. Видоизменения вторичной оболочки.
4.Биологические мембраны: строение, функции.
5.Основные вещества клеточного содержимого. Углеводы, липиды (химический состав, структурное состояние в клетке, основные функции).
6.Клеточная оболочка. Химический состав, строение и основные функции первичной и вторичной клеточной оболочки.
7.ДНК: химическое строение, структурное состояние, синтез, основные функции.
8.РНК: химическое строение, структурное состояние, синтез, основные функции.
9.Белки: химическое строение, структурные состояния, классификация.
10.Биосинтез белка.
11.Обмен веществ и энергии (метаболизм, катаболизм, анаболизм). АТФ (строение, функции). Виды фосфорилирования с образованием АТФ (фотосинтетическое, субстратное, окислительное).
12.Ферменты: строение, функции, свойства. Классификация ферментов. Зависимость их активности от внешних и внутренних условий (константа Михаэлиса).
13.Жиро- и водорастворимые витамины.
14 Вторичные соединения, их функции.
15.Терпеноиды.
16.Алкалоиды.
17.Фенольные соединения.
Раздел 2. Водный режим растений
Понятие о водном режиме. Водный баланс растений. Водный дефицит и его влияние на физиологические процессы.
8
Этапы передвижения и распределение воды по растению. Биологическая роль воды. Механизм поглощения воды корнями растений. Формы воды. Состояние и доступность для растений воды в почве.
Клетка как осмотическая система: осмотическое давление, сосущая сила, тургорное давление. Понятие плазмолиза и циторриза.
Осмометр Г.Дютроше. Методы определения осмотического давления (плазмолитический, криоскопический). Методы определения сосущей силы (Уршпрунга, Н.А. Максимова и Н.С. Петинова, В.С. Шардакова).
Типы растворов. Поглощение воды корнями (метаболическая, осмотическая и теория разряжения). Двигатели и пути водного потока.
Транспирация, роль внешних и внутренних факторов в транспирации растений. Биологическое транспирации. Суточный ход транспирации. Виды и показатели транспирации. Транспирация устьичная и кутикулярная. Физиология устьичных движений. Гуттация, биологическое значение. Регулирование водного режима растений. Группы растений по интенсивности транспирации.
Вопросы к контрольной работе по разделу «Водный режим растений»
1. Водный режим растений (основные явления и процессы, их значимость). Формы воды в почве. Вода как экологический фактор. Биологическая роль воды.
2 . Растительная клетка как модель осмотической системы. Осмометр Г.Дютроше. Типы растворов: гипер-, изо-, гипотонические растворы.
3. Явления: осмоса, плазмолиза, деплазмолиза. Значение осмотических явлений в жизнедеятельности растений. Циторриз.
4. Осмотическое давление, сосущая сила, тургорное давление. Связь осмотических сил.
5.Методы определения осмотического давления (плазмолитический, криоскопический).
6.Методы определения сосущей силы (метод Уршпрунга, Н.А. Максимова и Н.С.Петинова, метод струек В.С. Шардакова).
7.Механизм поглощения воды. Передвижение воды по растению.
8.Основные двигатели водного тока (верхний и нижний концевой двига-
тель).
9
9. Осмотическая теория. Метаболическая теория, теория разрежения (теория Либберта). Корневое давление.
10. Транспирация, ее виды. Единицы транспирации. Группы растений по интенсивности транспирации. Гуттация.
12. Влияние условий (внешних и внутренних факторов) на процесс транспирации.
13. Сушка древесины.
14.Группы растений по интенсивности транспирации.
15.Методы определения осмотического давления.
Раздел 3. Фотосинтез
История вопроса. Планетарная роль фотосинтеза. Сущность и значение фотосинтеза. Лист как орган фотосинтеза. Строение и состав хлоропластов. Классификация пигментов зелёного растения. Структура, функции и свойства пигментов, их химическая природа и оптические свойства.
Световая фаза фотосинтеза. Циклическое и нециклическое фосфорилирование. Метаболизм углерода при фотосинтезе. Цикл Кальвина. Цикл Хетча и Слека. Химизм фотосинтеза: С3- и С4- , САМпути фотосинтеза. Фотодыхание. Зависимость фотосинтеза от различных факторов. Интенсивность и продуктивность фотосинтеза.
Механизм фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза. Фотосинтетическое фосфорилирование и его роль в фотосинтезе, вторичном метаболизме и устойчивости растений.
Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность фотосинтеза. Фотосинтез и урожай. Фотосинтетическая продуктивность лесного насаждения.
Вопросы к контрольной работе по разделу «Фотосинтез»
1.Фотосинтез: современные представления о механизме процесса, основные фазы и их характерные особенности. Космическая роль процесса.
2.Хлоропласты: строение (ультраструктура хлоропластов); функции, Химические и оптические свойства хлорофилла. Группы хлорофилла.
3.Энергетические состояния хлорофилла и пути использования энергии электронного возбуждения (флюоресценция, фосфоресценция).
10
4.Пигменты каротиноидов: виды, функции, химическое строение, химические и оптические свойства.
5.Световые реакции фотосинтеза: структурная организация фазы, фотосистемы I и II. Циклическое и нециклическое фосфорилирование (или нециклический и циклический транспорт электронов).
6.Темновые реакции фотосинтеза: С3-путь фиксации и ассимиляции СО2 (Цикл Кальвина)
7.Темновые реакции фотосинтеза: С4-путь фиксации и ассимиляции СО2 (Цикл Хэтча-Слэка).
8.Темновые реакции фотосинтеза: САМ-метаболизм.
9.Влияние внутренних и внешних факторов на фотосинтез.
10.Фотосинтез и урожай.
Раздел 4. Дыхание растений
Физиологическая сущность и значение дыхания. Значение дыхания в жизни растений. Взаимосвязь дыхания и брожения. Связь дыхания с другими физиологическими процессами.
Митохондрии, их строение, состав, функции. Ферменты дыхания. Гликолиз - анаэробная фаза дыхания. Аэробная фаза дыхания – цикл Кребса (он же цикл лимонной кислоты; он же цикл ди- и трикарбоновых кислот). Глиоксилатный цикл и пентозофосфатный пути дыхания. Прямое окисление и брожение. Окислительное фосфорилирование и ЭТЦ митохондрий. Интенсивность дыхания и его зависимость от различных факторов.
Электронно-транспортная цепь дыхания. Химизм и энергетика дыхания и брожения. Окислительное фосфорелирование, теория Миттчела. Регуляция дыхания растений. Зависимость дыхания от внешних и внутренних условий.
Вопросы к контрольной работе по разделу «Дыхание»
1.Общая характеристика и этапы дыхания, дыхательный коэффициент, ферменты дыхания.
2.Общие сведения о процессах дыхания и брожения в растениях.
3.Гликолиз. Субстратное фосфорилирование.
4.Цикл Кребса (цикл лимонной кислоты или цикл ди- и трикарбоновых кислот).