Рабочая программа дисциплины Биология (стр. 3 )

Тема 6. Физиология минерального питания.

Роль растений как первичных продуцентов в круговороте веществ и энергии в экосистеме. Макроэлементы. Микроэлементы. Ультрамикроэлементы. Оптимальная потребность в элементах минерального питания. Роль отдельных элементов в метаболизме. Классификация элементов по группам на основе биохимической и физиологической функций. Усвоение питательных элементов растениями, влияние рН среды, температуры, влажности. Значение мембранных ионных насосов в поглощении веществ клеткой. Метаболизм элементов. Круговорот азота в биосфере. Особенности азотного питания бобовых растений. Доступные формы фосфорных соединений. Круговорот серы в природе. Значение калия, магния, кальция. Значение металлов-микроэлементов в жизни растений. Минеральные ферменты как активаторы ферментных систем. Источники азотного питания. Превращение азота в почве. Пути восстановления нитратов. Накопление нитратов и влияние на окружающую среду. Растения индикаторы по содержанию в них минеральных элементов. Процесс поглощения и передвижения минеральных элементов по радиальному транспорту. Учение о биогеохимических провинциях. Корневая система как орган поглощения, усвоения минеральных солей и обмена веществ. Антогонизм ионов, синергизм, аддативность. Механиз поступления минеральных веществ из почвы в корни растений. Корневые выделения. Использование водных растений для самоочищения водоемов, от избытка тяжелых металлов. Рациональное применение минеральных удобрений. Пути использования их вцелях экологической безопасности.

Тема 7. Рост и развитие растений.

Основные понятия по росту и развития. Специфика роста и развития на разных уровнях организации. Рост клеток. Фазы роста. Типы роста. Общие для всех живых организмов закономерности роста и характерные только для растений. Методы изучения роста. Регуляция процессов роста. Влияние факторов внешней среды на интенсивность роста. Влияние фитогормонов стимуляторов природной и синтетической природы. Их химическая природа и свойства. Ингибиторы роста этилен, абсцисовая кислота и соединения фенольной природы. Синтетические ингибиторы роста – гербициды, ретарданты, морфактины, влияние на окружающую среду. Механизм их проникновения и действия. Тропизмы. Натии. Влияние внешних факторов среды на двигательные реакции растений. Развитие растений. Этапы онтогенеза. Эмбриогенез. Ювенильный этап. Зрелость. Размножение. Способы размножения. Старость. Взаимосвязь между ростом и развитием на отдельных этапах онтогенеза. Факторы, влияющие на рост и развитие растений. Фотопериодизм. Индукция цветения. Детерминация (определение) пола. Влияние факторов среды на детерминацию пола. Короткодневные, длиннодневные растения. Влияния соотношений длины дня и ночи на развитие растений. Культура изолированных клеток в изучении регуляции морфогенеза. Процесс прорастания семян, рост и развитие, старение клеток и тканей под воздействием различных факторов среды: макро-микроэлементов, регуляторов роста, света, электромагнетизма. Использование достижений биотехнологии в решении экологических проблем.

Устойчивость растений к неблагоприятным факторам.Представление об устойчивости как процесса адаптации растений. Физиология стресса. Пути приспособления различных растений к действию неблагоприятных факторов среды (химическим препаратам, засолению, физическим факторам, болезням). Устойчивость к абиотическим факторам. Влияние пониженных температур. Повышение холодоустойчивости растений. Зимостойкость растений. Влияние низких отрицательных температур. Выпревание, вымокание и выпирание от ледяной корки. Роль белков и мембран в устойчивости клетки и организма в целом. Покой и проблема морозоустойчивости. Влияние окружающей среды на покой почек и семян. Закаливание.

Теплоустойчивость растений. Причины повреждения и гибели от действия высоких температур. Физиология жароустойчивости растений и засухоустойчивости. Пойкилогидровые и гомеогидровые растения. Борьба с засухой. Водный стресс и его проявление в растениях.

Газоустойчивость растений. Реакция растений на различные фитотоксины. Значение внутренних и внешних факторов для восприимчивости растений к атмосферным загрязнителям. Приспособление растений к недостатку кислорода. Спсобы повышения газоустойчивости. Метаболизм органических загрязнителей воздуха (ксенобиотиков) в растениях.

Солеустойчивость. Типы солеустойчивости культурных растений. Приспособление галофитных и гликофитных форм растений к засолению. Влияние солей на растительный организм. Диагностика стойкости растений на солончаках и солонцах. Действие ионизирующих излучений на растение. Характер реакции растений на облучение. Предпосевное облучение семян.

Устойчивость к биотическим факторам. Устойчивость к болезням. Механизм повреждающего действия токсинов на клетку растения-хозяина. Адаптивная способность грибов как важный фактор приспособления к паразитированию.

Устойчивость растений. Анатомо-морфологические, физиолого-биохимические особенности устойчивости. Проницаемость растительных тканей как показатель устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. Белки, их связь с устойчивостью. Роль физически активных веществ фитоалексинов в иммунитете растений. Иммунитет. Основные закономерности устойчивости растений к окружающей среде. Реакция растений на внешние воздействия.

Использование достижений биотехнологии в повышении устойчивости сельскохозяйственных культур.

Раздел 3. Тема 1. Генетика.

Введение. Генетика и ее место в биологии. Цели, задачи предмета. Понятие о наследственности и изменчивости. Проявление наследственности на различных уровнях организации живого: молекулярном, клеточном, организменном и популяционном. Теории наследственности Дарвина, Нэгели, Вейсмана. Методы генетики. Основные этапы развития современной генетики, ее задачи и достижения. Значение генетики для решения практических задач в области сельского хозяйства, медицины, экологии, биотехнологии. Развитие генетики в Республике Казахстане.

Тема 2. Закономерности наследования признаков.

Генетическая символика. Генетические понятия: генотип, фенотип, ген, аллель. Правила записи скрещивания и типы скрещиваний. Ген – структурная единица наследственности.

Цитологические основы бесполого и полового размножения. Основные положения хромосомной теории наследственности Сеттона и Бовери.

Хромосома: число, строение, химический состав. Полиплоидное и диплоидное число хромосом. Митоз, его биологическое значение. Мейоз, гаметогенез, спорогенез. Биологическое значение мейоза. Коньюгация хромосом.

Гибридологический метод как основа генетического анализа. Особенности гибридологического метода.

Менделя. Моногибридное скрещивание. Анализирующее и возвратное скрещивание и их значения. Дигибридное и полигибридное скрещивания. Тетрадный анализ. Статистический характер расщепления: метод Х2.

Цитологические основы чистоты гамет, расщепления, рекомбинации при независимом наследовании генов и сцеплении. Взаимоотношения между аллельными генами: доминирование, неполное доминирование, кодоминирование. Множественные аллели. Наследование групп крови системы АВО у человека. Летальные гены. Зависимость проявления гена от условий среды (норма реакции). Пенетрантность, экспрессивность, плейотропия.

Взаимодействие неаллельных генов. Комплементарное взаимодействие генов. Численное отношение при комплементарности. Эпистаз: доминантный и репрессивный, отклонения приэпистазе. Полимерное действие генов, однозначные и аддитивные полимерные гены. Трансгрессия. Гены модификаторы.

Генетика определения пола. Типы определения пола. Половые хромосомы. Гомо и гетерогаметный пол. Наследование признаков сцепленных с полом. Значение реципрокных скрещиваний для изучения сцепленных с полом признаков. Отличия сцепленного с полом наследования от аутосомного. Нерасхождение половых хромосом. Балансовая теория определения пола. Интерсекты. Гиандроморфизм. Половой хроматин. Признаки контролируемые и ограниченные полом. Ркгуляция пола. Методы раннего распознавания пола.

Сцепление и кроссинговер. Цитологические основы независимого наследования. Расщепления в F2 и Fан при независимом наследовании и полном сцепление Кроссинговер. Генетические доказательства перекреста в опытах Т. Моргана. Величина перекреста и линейное расположение генов в хромосомах. Одинарные и множественные перекресты. Интерференция. Локализация гена. Генетические карты хромосом. Цитологические доказательства перекреста хромосом. Факторы, влияющие на перекрест. Тетрадный анализ для учета перекреста кроссинговера у гаплоидов. Вклад работ школы Т. Моргана в хромосомную теорию наследственности. Механизмы кроссинговера. Соматический кроссинговер. Неравный кроссинговер. Роль перекреста хромосом и рекомбинации генов в эволюции и селекции растений, животных, микроорганизмов. Механизмы и закономерности генетической рекомбинации в связи с адаптацией. Факторы, влияющие на частоту рекомбинации. Связь между адаптацией и рекомбинацией. Возможные последствия рекомбиногенной активности «загрязнителей» окружающей среды.

Тема 3. Изменчивость наследственного материала.

Наследственная и ненаследственная изменчивость. Мутационная теория Г. де Фриза. Классификация мутаций: по характеру изменения генома, по роявлению в гетерозиготе, по локализации в клетке и др. спонтанные и индуцированные мутации. Методы изучения мутаций. Генетический контроль мутационного процесса. Учет мутаций (метод CLB, Меллер 5). Мутации и адаптации. Закон гомологических рядов изменчивости .

Генные мутации. Классификация генных мутаций и их характеристика. Причины генных мутаций и их природа. Гены мутаторы. Роль мобильных генетических элементов в возникновении генных мутаций. Эволюция гена.

Хромосомные мутации. Хромосомные перестройки. Внутри - и межхромосомные перестройки: делеции, дефишенции, дупликации, инверсии, транслокации, транспозиции, инсерции. Механизмы возникновения хромосомных перестроек. Идентификация, фенотипическое проявление. Эффект положения. Эволюционная роль перестроек.

Геномные мутации. Полиплоидия. Автополиплоидия. Свободы возникновения. Сбалансированные и несбалансированные полиплоидные ряды. Мейоз и автополиплоидность. Искусственное получение автополиплоидов. Практическое использование автополиплоидов.