Физиология растений (стр. 3 )

Анаэробная фаза дыхания (гликолиз). Аэробная фаза дыхания: окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, цикл Кребса, электронтранспортная цепь. Дыхательная электронтранспортная цепь: состав дыхательной цепи, оксидоредуктазы дыхательной цепи, убихинон, расположение переносчиков в дыхательной цепи митохондрий. Окислительное фосфорилирование: хемиосмотическая гипотеза П. Митчелла, сходство мембранного фосфорилирования в хлоропластах и митохондриях. Энергетический баланс дыхания.

Альтернативные пути дыхания – как способ адаптации растений к неблагоприятным факторам среды. Пентозофосфатный и глиоксилатный циклы, этапы и химизм их протекания. Физиолого-биохимическая роль. Экология дыхания, дыхание в онтогенезе. Взаимосвязь дыхания с фотосинтезом, другими физиологическими процессами и обменом веществ в целом. Схема основных путей метаболизма в связи с дыханием.

Модуль 3

Тема 3.1 Рост и развитие растений. Гормоны растений

Особенности роста клеток: эмбриональная фаза, фаза растяжения, фаза дифференцирования. Меристемы: их организация, покоящийся центр корня и меристема ожидания. Кинетика ростовых процессов.

Дифференциация тканей. Культура тканей и клеток: использование ее в селекции и биотехнологии, гибридизация клеток, генная инженерия.

История открытия, химическая природа, физиологическое действие: ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, абсцизинов, этилена, брассиностероидов. Взаимодействие фитогормонов. Молекулярные основы действия фитогормонов.

Периодичность роста. Покой: состояние покоя у растений, виды покоя: вынужденный, глубокий, покой семян, покой почек, условия выхода из состояния покоя, регуляция процессов покоя, адаптивная роль покоя. Ростовые корреляции. Циркадные ритмы. Движение растений: тропизмы, настии, гуттации, физиологическая природа ростовых движений.

Физиология развития. Механизмы прорастания семян, перехода к цветению, старению, опаданию. Регуляция перехода растения в генеративное состояние: влияние внешних условий, явление яровизации, явление фотопериодизма, группы растений с различной фотопериодической реакцией, ее адаптивное значение. Фитохромная система растений: строение и локализация фитохрома, специфика и механизм действия фитохромной системы в регуляции различных процессов.

Тема 3.1 Устойчивость растений к неблагоприятным факторам

Физиология стресса: представление о стрессе и стрессорах, три фазы стрессовой реакции растений. Механизмы адаптации растений: на клеточном уровне, на организменном уровне, на популяционном уровне. Устойчивость растений к низким температурам: холодостойкость, морозоустойчивость, зимостойкость, приспособление растений к перенесению низких температур. Устойчивость растений к высоким температурам. Физиологические основы устойчивости растений к засухе. Солеустойчивость: влияние на растение избытка солей, физиологические особенности солеустойчивости растений. Устойчивость к затоплению: влияние на растение недостатка или отсутствия кислорода.

Газоустойчивость. Радиоустойчивость. Устойчивость растений к инфекционным болезням: характеристика возбудителей болезней, генетическая детерминированность взаимоотношений хозяина и паразита, механизмы защиты, фитонциды и фитоалексины, сверхчувствительность.

6. Планы семинарских занятий. Учебным планом не предусмотрены.

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Тема: Введение

Тема: Физиология растительной клетки

Лабораторная работа 1-3. Клетка как осмотическая система

Явления плазмолиза и деплазмолиза.

Материалы и оборудование: луковица синего лука или листья традесканции, 1 М раствор сахарозы в капельнице, лезвие бритвы, скальпель, пинцет, препаровальная игла, микроскоп, предметные и покровные стекла, стакан с кипяченой водопроводной водой, стеклянная палочка, кусочки фильтровальной бумаги, спиртовка, спички.

Определение осмотического давления (потенциала) плазмолитическим методом.

Материалы и оборудование: луковица синего лука или листы традесканции, 1 М раствор NaСl или сахарозы, дистиллированная вода, бюретки с воронками (2 шт.), часовое стекло, баночки или тигельки для растворов (7 шт.), крышки или кусочки стекла для закрывания баночек (7 шт.), микроскоп, предметные покровные стекла, скальпель, лезвие бритвы, препаровальная игла, кисточка, стеклянная палочка, стакан с кипяченой водой, кусочки фильтровальной бумаги, карандаш по стеклу, термометр комнатный.

Определение сосущей силы клеток методом Уршпрунга.

Материалы и оборудование: большой клубень картофеля, 1 М раствор NaCl, дистиллированная вода, бюретки с воронками (2 шт.), тарелка, нож большой (кухонный), скальпель, пинцет, крышки чашек Петри (7 шт.), кусок стекла с прямыми углами (предметное стекло), фильтровальная бумага, карандаш по стеклу, полоски миллиметровой бумаги 1х10 см, термометр комнатный.

Лабораторная работа 4-6. Проницаемость и вязкость цитоплазмы

Определение вязкости цитоплазмы по времени плазмолиза.

Материалы и оборудование: веточки элодеи, луковица синего лука или листья традесканции, 0,8М раствор сахарозы в капельнице, лезвие бритвы, препаровальная игла, пинцет, микроскоп, предметные и покровные стекла

Влияние ионов калия и кальция на вязкость цитоплазмы.

Материалы и оборудование: луковица синего лука, растворы 1 М KNO3 и 0,7М Са(NO3)2 в капельницах (оба раствора должны быть приготовлены из химически чистых солей на дистиллированной или, еще лучше, бидистиллированной воде), лезвие бритвы, препаровальная игла, микроскоп, предметные и покровные стекла, карандаш по стеклу, вазелин, кусочки фильтровальной бумаги.

Влияние ионов калия и кальция на проницаемость цитоплазмы.

Материалы и оборудование: луковица обыкновенного лука, побеги элодеи, 0,02%-ный раствор нейтрального красного в капельнице, 1 М раствор KNO3 в капельнице, 0,7М раствор Са(NO3)2 в капельнице, 1 М раствор сахарозы в капельнице, лезвие бритвы, препаровальная игла, микроскоп, предметные покровные стекла, фарфоровые чашечки (2 шт.), карандаш по стеклу, кусочки фильтровальной бумаги.

Лабораторная работа7-8. Поступление растворенных веществ в растительную клетку.

Проницаемость живой и мертвой цитоплазмы для веществ клеточного сока.

Материалы и оборудование: корнеплод красной свеклы, 30%-ная уксусная кислота, хлороформ в капельнице (с притертой пипеткой), тарелка, фарфоровая чашка, скальпель, пинцет, штатив с пробирками (4 шт.), стакан химический, держалка для пробирок, спиртовка, спички.

Прижизненное окрашивание клеток нейтральным красным.

Материалы и оборудование: луковица обыкновенного лука, листья разных растений, 0,02%-ный раствор нейтрального красного в капельнице, 1 М раствор KNO3 в капельнице, скальпель, лезвие бритвы, препаровальная игла, микроскоп, предметные и покровные стекла, стеклянная палочка, стаканчик с водой, кусочки фильтровальной бумаги, цветные карандаши.

Проницаемость разновозрастных клеток для мочевины.

Материалы и оборудование: веточки элодеи, 1 М раствор мочевины
(60 г/л) в капельнице, микроскоп, предметные и покровные стекла, пинцет, препаровальная иг. ла, кусочки фильтровальной бумаги, вазелин

Тема: Водный обмен растений

Лабораторная работа 9. Поступление воды в растение

Зависимость набухания семян от характера запасных веществ.

Материалы и оборудование: семена гороха и пшеницы, весы технические с разновесом, чашки Петри (2 шт.), фильтровальная бумага.

Влияние концентрации раствора на прорастание семян.

Материалы и оборудование: семена пшеницы или других растений, 1,0, 0,1 и 0,01 М растворы NaCl, бюретки с воронками (4 шт.), весы технические, разновес, разборная доска, пинцет, чашки Петри (4 шт.), чистый сухой песок, бумага, клей, пинцет, миллиметровая линейка.

Лабораторная работа 10-11. Транспирация. Гуттация

Определение интенсивности транспирации и относительной транспирации при помощи весов.

Материалы и оборудование: комнатные растении (пеларгония, примула и др.), весы, ножницы, скальпель, крышка чашки Петри, нитки, миллиметровая бумага, фильтровальная бумага.

Влияние температуры на скорость выделения пасоки. Явление гуттации.

Материалы и оборудование: 5-8-дневные проростки кукурузы, овса или пшеницы, выращенные в темноте в глиняных горшочках или металлических стаканчиках с почвой (для опыта требуются 4 таких сосуда), кристаллизаторы (3 шт.), большие стеклянные химические стаканы с отверстием в дне (3 шт.), снег или битый лёд, колба, электроплитка, термометр, кусочки фильтровальной бумаги, кусок проволоки.

Лабораторная работа 12. Работа устьиц

Материалы и оборудование: свежие листья гортензии, амариллиса, тюльпана или традесканции, 1 М раствор сахарозы в капельнице, 5%-ный раствор глицерина в капельнице, лезвие бритвы, препаровальная игла, микроскоп, предметные и покровные стекла, стакан с водой, стеклянная палочка, кусочки фильтровальной бумаги.

Тема: Фотосинтез

Лабораторная работа 13. Пигменты листа. Физические и химические свойства хлорофилла.

Материалы и оборудование: ступка с пестиком, воронка, фильтр, штатив с пробирками, стеклянные палочки, 2 колбы на 200 мл, баня, пробка с обратным холодильником, электроплитка, NаОН или КОН в кристаллах, этанол, зеленые листья любых растений, сухие листья крапивы.

Лабораторная работа 14. Фотохимическая активность хлорофилла.

Материалы и оборудование: лампа 100 W, штатив, пробирки, ступка, пестик, черная бумага, этанол, кристаллическая аскорбиновая кислота (АК), насыщенный спиртовой раствор метилового красного (МК), зеленые листья любых растений.

Лабораторная работа 15-16. Обнаружение процесса фотосинтеза.

Выделение кислорода водными растениями

Материалы и оборудование: 2 стеклянных сосуда, 2 воронки, водопроводная вода, прокипяченная и остуженная в закрытом сосуде, 0,5%-ный раствор гидрокарбоната натрия, приготовленный на этой воде, термометр, пробирки, спички, лучинки, водопроводная вода, электрическая лампочка 100W, лезвия. Растения: элодея, валлиснерия, роголистник

Обнаружение СО2 с помощью метиленового синего

Материалы и оборудование: высокие пробирки или цилиндры, концентрированный раствор метиленового синего в спирте, насыщенный раствор Na2SO3, 3%-ный Н2О2, настольная лампа 100W, элодея, валлиснерия, роголистник.