Приспособление и устойчивость растений к

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

 

Введение

 

Физиология и биохимия растений изучает процессы жизнедеятельности, функции растительного организма, химический состав, превращение веществ и энергии у растений на всем протяжении их онтогенеза при всех возможных условиях внешней среды.

Исследование физиологических и биохимических процессов, происходящих в растительном организме, возможно только при глубоком знании анатомии и морфологии растений, физики, неорганической, органической и физколлоидной химии, почвоведения и  других дисциплин.

Физиология и биохимия растений, опираясь на объективные законы и закономерности, совершенствует теоретические основы роста и развития растительного организма в целом и отдельных его органов с учетом почвенных и климатических особенностей. Умение вскрывать присущие биологическим процессам противоречия, конкретизировать физиологические явления у различных видов и сортов растений расширяет и углубляет возможности активного вмешательства агронома в продукционные процессы, позволяет овладеть их закономерностями,    менять само растение сообразно поставленным целям. При изучении курса необходимо выявить суть жизненных процессов, происходящих в растениях и подчиняющихся общим биологическим законам, на которые огромное влияние оказывают постоянно изменяющиеся внешние факторы, в том числе и антропогенные. Физиология и биохимия растений являются теоретической основой интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур и технологий альтернативного земледелия. В связи с этим велико значение этой дисциплины как основополагающей в агрономической науке. Эти конкретные задачи определяют значение курса физиологии и биохимии растений и ее место в ряде других дисциплин.

Данные методические указания составлены в соответствии с программой курса “Физиология и биохимия растений”.

Методическое пособие включает три раздела, что обеспечивает последовательную и систематическую работу над курсом. Первый раздел посвящен самостоятельной работе студентов по изучению основных функций и биохимических процессов, протекающих в растениях. Второй раздел включает в себя тестовые задания для подготовки к контрольным работам. В третьей части дан примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену. Экзаменационные вопросы сгруппированы по основным разделам курса, что обеспечивает последовательное повторение материала.

Представленный в пособии материал призван выполнять, в первую очередь, обучающую функцию, так как работа с тестами дает возможность обратить внимание на многие конкретные аспекты и немаловажные детали, которые при простом прочтении учебника могут остаться за пределами внимания. Достоинство  тестового контроля уровня знаний заключается в его оперативности, а также в помощи студентам самостоятельно подготовиться к экзамену.

1. Студент изучает курс физиологии и биохимии растений самостоятельно с использованием общих методических рекомендаций данных указаний (раздел 1).

2. Студент самостоятельно готовит ответы на тестовые задания путем поиска единственного правильного ответа из четырех предлагаемых в тестовых заданиях (раздел 2).

3. На занятиях в университете студенты получают контрольное задание и отвечают на них путем указания номера правильного ответа. 

4. Контроль за знаниями студентов возможен как с помощью компьютерной техники, так и с применением безмашинного опроса.

5. При количестве правильных ответов не менее 70% от предлагаемых в задании контрольная работа считается зачтенной.

Общие методические рекомендации

 по изучению дисциплины  

 

 

Дыхание растений

При изучении этой темы необходимо раскрыть физиологическую сущность дыхания как процесса диссимиляции углеводов и регенерации энергии, рассмотреть теории биологического окисления и восстановления, иметь четкое представление о механизме окислительно-восстановительных процессов с учетом современных научных данных. Необходимо отметить роль ферментов в осуществлении последовательного окисления органических субстратов, сравнить биологию дыхания, брожения, биологического окисления.

Следует выяснить, как происходит гликолиз, каковы три стадии этого процесса, определить энергетический баланс гликолиза. Важно знать, что такое цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса), какова его природа, место локализации и механизм регулирования данного цикла.

Необходимо изучить дыхательную цепь - путь переноса электронов и энергетику этого процесса, механизмы фосфорилирования, физиологическое значение окислительного фосфорилирования, энергетическую эффективность дыхания. Выяснить, каким образом происходят реакции глиоксилатного и пентозофосфатного цикла.

Важно выяснить особенности дыхания различных органов растений, ознакомиться с методами определения интенсивности дыхания и дыхательного коэффициента, определить зависимость дыхания от внутренних и внешних факторов, отметить роль дыхания как одного из важнейших элементов продукционного процесса растений. Объясните, что такое компенсационная точка, каковы методы определения интенсивности дыхания.

Следует изучить дыхательный газообмен фитоценозов, больного растения, выяснить как происходит дыхание в условиях засухи, при различном уровне минерального питания, а также определить пути и способы регулирования дыхания при хранении растениеводческой продукции.

Фотосинтез

При изучении этой темы необходимо уяснить, что фотосинтез является основой биоэнергетики на земном шаре, определить природу основных реакций фотосинтеза, его физико-химическую сущность, составляющие энергетического баланса, распределение поглощенного света по пигментам зеленой клетки, этапы развития представлений о процессе фотосинтеза. Составить представление о роли воды как основном доноре водорода в реакциях восстановления углекислого газа. Выяснить анатомические особенности листа как основного органа фотосинтеза. Пигментные системы хлоропластов: структура, функции, химические и оптические свойства. Биосинтез пигментов.

Следует также изучить световые процессы фотосинтеза у растений, пути миграции энергии, структуру и функции электротранспортной цепи фотосинтеза, квантовый расход и квантовый выход, циклическое и нециклическое фосфорилирование. 

Необходимо выяснить роль хлоропластов, путь углерода и кислорода в фотосинтезе, метаболические особенности растений С-3 и С-4 в темновых реакциях. Проследите разнообразие продуктов фотосинтеза. Рассмотрите физиологическую сущность фотодыхания и ее энергетическую роль.

Следует обратить внимание на системы регуляции фотосинтеза, транспорт ассимилятов в листовой пластинке.

Необходимо изучить, что такое интенсивность фотосинтеза и методы ее определения. Зависимость этого показателя от освещенности и спектрального состава света, других внешних и внутренних факторов. Отметить возможные пути повышения фотосинтетической активности сельскохозяйственных культур. Фотосинтез - основа продуктивности агрофитоценозов. В связи с этим требуется изучить соотношение между скоростью ассимиляции углекислоты и активностью отдельных звеньев фотосинтеза, регуляцию фотосинтеза на уровне органа и целого растения.

Важно знать физиологические основы светокультуры растений, выращивание растений при искусственном освещении, оптимальный световой режим в защищенном грунте.

Следует хорошо уяснить КПД посевов и ценозов, теоретический КПД фотосинтеза и методику его определения. Что такое фотосинтетически активная радиация (ФАР)? Как используются эти показатели для программирования урожаев?

 

7.Рост и развитие растений.

Учение о росте и развитии растений является одним из важнейших разделов физиологии растений. Поэтому необходимо определить, что понимают под этими терминами, факторы, регулирующие рост и развитие, взаимоотношения между ростом и развитием.

Необходимо изучить особенности роста клеток, цитоплазмы, возможности использования изолированных протопластов, клеток и тканей в решении задач физиологии растений и в биотехнологии.

Интерес представляет физиология прорастания семян. Поэтому необходимо определить причины покоя семян, какие вещества индуцируют прорастание, какие процессы происходят при этом, как влияет свет и температура на прорастание, какие ферменты при этом участвуют, каковы особенности обмена веществ в прорастающих семенах и зависимость прорастания от внутренних и внешних факторов.

Определенное значение в сельскохозяйственной практике приобретают фитогормоны. Следует выяснить их роль в жизнедеятельности растений, передвижение, распределение и локализацию по органам ауксина, гиббереллина, цитокинина, абсцизовой кислоты, этилена и других фитогормонов, а также их действие на рост тканей и органов, формирование семян и плодов. Необходимо выявить взаимосвязь фитогормонов с процессом фотосинтеза, стрессовым состоянием растений, возможность использования фитогормонов и их синтетических заменителей в практике сельскохозяйственного производства.

Следует обратить внимание на локализацию процессов роста у высших растений. Уясните особенности роста органов растений, закон большого периода роста, методы измерения скорости роста, зависимость его от внутренних факторов (наследственные особенности, возрастное состояние и др.), зависимость роста и развития от экологических факторов (свет, температура, влажность воздуха и почвы, аэрация, дозы удобрений, химические средства защиты растений, загрязнение почвы и воздуха).

Необходимо изучить ритмичность физиологических процессов, влияние температуры и света на суточные ритмы, фотопериодизм, периодичность роста, рост органов, зоны роста.

Представляют интерес ростовые движения растений: тропизмы, настии, таксисы и др.. Следует изучить жизненный цикл высших растений, регуляторные функции вегетативных и генеративных органов в процессах роста, физиологические и биохимические признаки общих возрастных изменений у растений, взаимосвязь возрастных изменений и генеративного развития, фенологические фазы развития, физиологию старения растений, особенности роста растений в фитоценозе. Выяснить этапы органогенеза, возможности управления ростом и развитием растений в онтогенезе для использования при интенсивных и альтернативных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур.

 

Приспособление и устойчивость растений к