Введение (стр. 9 )

Учеными: Ч. Дарвиным, П. Бойсен – Йенсеным, Вентом [7] в разное время были проведены исследования и опыты, которые показали, что в верхушке проростков вырабатывается особое вещество, которое, передвигается к нижележащим клеткам, регулирует их рост в фазе растяжения. И поскольку это вещество вырабатывается в одной части растения, а вызывает физиологические эффекты в другой, оно было отнесено к гормонам роста растений – фитогормонам. Исследования показали, что рост различных видов растений, и отдельных органов регулируется ауксином – это широко распространенный стимулятор роста и развития растения. Наиболее богаты ауксинами растущие части растительного организма: верхушки стеблей, молодые растущие части листьев, почки, завязи, семена и пыльца. Образование и наличие ИУК зависит от снабжения растения азотом, обеспечения растений водой. Освещение уменьшает содержание ауксинов, а затемнение увеличивает. Под влиянием микроорганизмов содержание ауксинов у высшего растения заметно возрастает. Через изменение содержания фитогормонов осуществляется первоначальное влияние условий внешней среды на процессы обмена веществ и рост. Содержание ауксинов меняется в процессе онтогенеза растения. Регуляция образования и разрушения ИУК – это один из способов регуляции ее содержания, а, следовательно, и процессов роста [8].

Регуляторами роста растений называются физиологически активные вещества биологического происхождения или синтезированные искусственно, воздействующие на интенсивность и направленность процессов жизнедеятельности растений, позволяющие им более эффективно использовать все, что запланировано генотипом растений, но в силу ряда причин осталось нереализованным. Регуляторы роста дают возможность повышать их урожай, улучшать качество, условия уборки и хранения продукции [6].

Условно действие регуляторов роста на физиологические процессы в растениях можно разделить на два типа: индукцию и стимуляцию. Индукция представляет собой включение под действием регуляторов роста процесса, который не происходит в клетке в отсутствие данного фитогормона, тогда как стимуляция сводится к усилению, активации уже идущих в клетке процессов. Такое разграничение необходимо проводить при изучение механизма действия регуляторов роста, так как молекулярные механизмы индукции и стимуляции различные. Вместе с тем в жизни клетки эти два механизма могут, по – видимому проходить одновременно и в ряде случаев трудно провести четкую грань между их проявлениями [9].

Фотосинтез в условиях светового, водного и температурного стресса

Напряженность любого внешнего фактора, выходящая за пределы нормы реакции генотипа, создает условия экологического стресса. Наиболее часто факторами экологического стресса для наземных растений являются высокие интенсивности света, водный дефицит и предельные температуры.

В ряде работ исследовано влияние экстремальных условий освещения на активность фотосинтетического аппарата. Световое насыщение фотосинтеза у большинства растений находится в пределах 100—300 тыс. эрг/см2*с; дальнейшее повышение интенсивности света может приводить к снижению скорости фотосинтеза. У теневыносливых растений световое насыщение достигается при значительно более низком освещении [22].

Обычно растения хорошо адаптированы к световому режиму местообитания. Адаптация достигается путем изменения количества и соотношения пигментов, размеров антенного комплекса, количества карбоксилирующих ферментов и компонентов электрон-транспортной цепи.

В условиях чрезмерно высокого освещения (более 300—400 тыс. эрг/см2с) резко нарушается биосинтез пигментов, ингибируются фотосинтетические реакции и ростовые процессы, что приводит в итоге к снижению общей продуктивности растений [22].

Механизмы адаптации к различным интенсивностям света включают процессы, контролирующие распределение, использование и диссипацию поглощенной световой энергии. Эти системы обеспечивают эффективное поглощение энергии при низких уровнях освещения и сброс избыточной энергии при высокой освещенности.

Влияние водного дефицита на фотосинтез проявляется, прежде всего, в нарушении газообмена. Недостаток водоснабжения приводит к закрыванию устьиц, связанному с изменением содержания абсцизовой кислоты (АБК).

Устьичный аппарат регулирует поступление С02 в воздушные полости листа. Изменение ширины устьичной щели в зависимости от водного потенциала у разных видов высших растений определяется степенью их засухоустойчивости. В условиях водного дефицита, при закрывании устьичных отверстий, подавляется процесс фотосинтеза, ближний и дальний транспорт ассимилятов и снижается общий уровень продуктивности растений. При слабом водном дефиците отмечена временная активация фотосинтеза, дальнейшее увеличение дефицита воды приводит к значительным нарушениям активности фотосинтетического аппарата [17].

Однако, несмотря на эти защитные механизмы, в условиях водного стресса при интенсивном освещении происходит ингибирование транспорта электронов, процессов ассимиляции С02  снижение квантового выхода фотосинтеза.

В условиях обезвоживания ткани листа, по-видимому, не происходит синхронного обезвоживания хлоропластов. Как показывают электронно-микроскопические исследования, хлоропласт сохраняет свою нативную структуру даже при значительном водном дефиците в листе. Полагают, что хлоропласт может поддерживать водный гомеостаз даже при значительной потере воды растением. Однако при значительном водном дефиците происходит набухание хлоропластов и нарушение их тилакоидной структуры [16].

В природных условиях водный стресс часто сопряжен с температурным стрессом. Специфика организации фотосинтетического аппарата, анатомические и биохимические особенности отдельных групп растений, их адаптация к температурным условиям окружающей среды определяют различные интервалы температур, благоприятные для протекания фотосинтеза [17].

Зависимость фотосинтеза от засухи и температуры на уровне целого растительного организма оказывается еще более сложной, так как засуха в первую очередь тормозит ростовые процессы (деление и дифференцировку клеток, морфогенез). Это приводит к уменьшению «запроса» на ассимиляты со стороны морфогенеза, т. е. нарушается акцепторная функция в донорно-акцепторной системе, что вызывает торможение фотосинтеза через метаболитное и гормональное ингибирование.

Создание сортов сельскохозяйственных растений, сочетающих высокую термоустойчивость, засухоустойчивость и высокий уровень зерновой продуктивности является одной из важнейших проблем современной физиологической генетики и селекции.

ГЛАВА II ШКОЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ В КУРСЕ БИОЛОГИИ

2.1 Нормативная база

Основными нормативными документами для учебного процесса являются учебная программа, образовательный стандарт.

Федеральный закон от 01.01.2001 г. No 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» устанавливает требования к образовательным программам, стандартам, регламентирует права и ответственность участников образовательных отношений. Педагогам необходимо хорошо знать основные понятия, положения федеральных законодательных актов и руководствоваться ими в своей практической деятельности. Это требование профессиональной компетентности отражено в квалификационных характеристиках должностей работников образования (Приказ Минздравсоцразвития Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 761н) и Профессиональном стандарте педагога (Приказ Минтруда России от 01.01.2001 г. No 544н). В связи с этим, при разработке программы по предмету учителю необходимо руководствоваться нормативными документами федерального и регионального уровней. Кроме того, в практической деятельности целесообразно использовать методические рекомендации.

Преподавание предмета биология в общеобразовательных учреждениях определяется нормативными документами и методическими рекомендациями:  Нормативные документы (общие, для реализации Федерального государственного образовательного стандарта общего образования и Федерального компонента государственного образовательного стандарта): Федеральный закон от 01.01.2001 г.; приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г.; приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г No 1047 «Об утверждении Порядка формирования федерального перечня учебников, рекомендуемых к использованию при реализации имеющих государственную аккредитацию образовательных программ начального общего, основного общего, среднего общего образования»; приказ Минтруда России от 01.01.2001 г. No 544; приказ Минобрнауки России от 01.01.2001 г. N 1015 (ред. от 01.01.2001 г.) «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по основным общеобразовательным программам – образовательным программам начального общего, основного общего и среднего общего образования» (Зарегистрировано в Минюсте России 01.10.2013 г. No 30067)»; постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 01.01.2001 г.; приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 729; приказ Минобрнауки Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 2; приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 2; приказ Министерства образования и науки РФ от 8 декабря 2014 г. No 1559; постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 189; приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 729; письмо Министерства образования и науки Российской Федерации от 01.01.2001 г. No 08-548 [18,19,20].

Помимо этого, преподаватель руководствуется нормативными документами, которые обеспечивают реализацию Федерального государственного образовательного стандарта общего образования; нормативными документами, которые обеспечивают реализацию Федерального компонента государственного образовательного стандарта [26].

Кроме федерального уровня существуют региональные документы, а также локальные приказы и распоряжения. Для ответственной и результативной деятельности преподаватель биологии должен быть ознакомлен со всеми документами, которые регламентируют его работу. Типовая инструкция по охране труда для преподавателя биологии представлена в приложении 1.