Раздел 2. Водный режим растений

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ПО ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

 

 

Ижевск 2020

Введение

Улучшение подготовки бакалавров сельского хозяйства требует совершенствования методов обучения и контроля знаний студентов. Программированный контроль используется как метод текущего контроля полученных знаний и является одним из приемов интенсификации учебного процесса.

В данном методическом пособии предложены контрольные задания по основным разделам физиологии растений: «Физиология и биохимия растительной клетки», «Водный режим растений», «Фотосинтез», «Дыхание растений», «Минеральное питание растений», «Рост и развитие растений», «Устойчивость растений». Каждое задание раздела содержит два теоретических вопроса и задание, обобщающее теоретические и практические вопросы в форме физиологической задачи. Выполнение предложенных заданий будет способствовать активизации самостоятельной работы студентов, развитию логического мышления, способности к анализу. В пособии приведен список литературы необходимой для выполнения предлагаемых заданий.

Контрольные задания могут быть использованы как пособие для самостоятельной работы студентов, а также как проверочные задания во время текущего контроля знаний студентов.

 

РАЗДЕЛ 1. ФИЗИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

 

ЗАДАНИЕ 1

1. Предмет и задачи, методы исследований физиологии и биохимии растений.

2. Нуклеиновые кислоты: их химический состав, строение. Правило Чаргаффа. Функции РНК в клетке.

3. Найдите осмотическое давление 0,2 М раствора хлористого калия при 0 ^оС. Изотонический коэффициент данного раствора равен 1,8.

 

ЗАДАНИЕ 2

1. Ферменты как биологические катализаторы в клетке. Химическая природа и строение ферментов. Механизм действия ферментов.

2. Моносахара: их строение, свойства, значение, наиболее распространенные представители.

3. Определите величину осмотического давления клеточного сока при 17 ^оС, если известно, что изотонический для данной клетки раствор сахарозы имеет концентрацию 0,3 М.

 

ЗАДАНИЕ 3

1. Особенности строения и биохимического состава растительной клетки.

2. Аминокислоты как элементарные единицы белка. Синтез аминокислот (первичный и вторичный).

3. В клетках корней каких растений больше осмотическое давление клеточного сока: растущих на солончаках или растений незасоленных почв? У растений выросших в тенистом влажном месте или растущих в степи? Как объяснить эти различия?

 

ЗАДАНИЕ 4

1. Биосинтез белка.

2. Свойства аминокислот. Незаменимые аминокислоты.

3. Кусочки одной и той же растительной ткани погружены в 1 М раствор сахарозы и 1 М раствор хлористого натрия. В каком из названных растворов будет отмечен более сильный плазмолиз? Как это объяснить?

ЗАДАНИЕ 5

1. Значение осмотических сил в жизни растений.

2. Липиды растительной клетки (собственно жиры, воска, стероиды, липофильные пигменты).

3. В шесть сосудов налиты растворы сахарозы, имеющие осмотическое давление: 1) 500, 2) 1000, 3) 1500, 4) 2000, 5) 2500, 6) 3000 кПА. В эти растворы поместили полоски, вырезанные из картофельного клубня, длина которых до погружения составляла 40 мм. Через 30 минут длина полосок оказалась равной: 1) 42 мм, 2) 40 мм, 3) 38 мм, 4) 35 мм, 5) 35 мм, 6) 35 мм. Как объяснить совпадение результатов в трех последних растворах?

 

ЗАДАНИЕ 6

1. Сосущая сила клетки, циторриз.

2. Строение и свойства протопласта. Изменение состояния протопласта под действием внешних и внутренних условий.

3. Кусочки эпидермиса лука были выдержаны в течение нескольких часов в гипотонических растворах КNО₃ и Са(NО₃)₂, а затем перенесены в гипертонический раствор сахарозы. В каком из указанных вариантов опыта будет наблюдаться более быстрый переход от вогнутого (слабого) плазмолиза к выпуклому (более сильному)? С чем это связано?

 

ЗАДАНИЕ 7

1. Транспорт веществ через мембрану.

2. Моносахара: их строение, свойства, значение, синтез. Роль отдельных представителей в растениях.

3. При погружении молодого листочка элодеи в гипертонический раствор наблюдалось, что у клеток, закончивших рост, через 20 минут наступил сильный плазмолиз, тогда как в растущих клетках в течение 2 часов сохранялся слабый плазмолиз. Как объяснить полученные результаты?

 

ЗАДАНИЕ 8

1. Энергетические процессы в клетке. Макроэргические соединения клетки.

2. Клеточные мембраны как основные элементы клеточных структур. Строение, распространение, функции.

3. Растворы, имеющие осмотическое давление 8 и 9 атм., вызвали плазмолиз клеток исследуемой ткани, а в растворах, осмотическое давление которых равно 6 и 7 атм., плазмолиза не наблюдалось. Чему равно осмотическое давление клеточного сока?

 

ЗАДАНИЕ 9

1. Сосущая сила клеток. Циторриз.

2. Витамины растений, физиологическая роль важнейших витаминов в обмене вещество растений и для человека.

3. Найти осмотическое давление клеточного сока при 17 ^оС, если известно, что 0,3 и 0,4 М растворы сахарозы плазмолиза клетки не вызывают, а в 0,5 М растворе наблюдается плазмолиз.

 

ЗАДАНИЕ 10

1. Классификация простых и сложных белков.

2. Роль активаторов и ингибиторов в работе ферментов.

3. Найти сосущую силу клеток если известно, что в растворах, имеющих осмотическое давление 3 и 5 атм., размеры клеток увеличились, а в растворе, осмотическое давление которого 7 атм., произошло уменьшение объема клеток.

 

ЗАДАНИЕ 11

1. Функции ДНК в клетке. Биологический код.

2. Строение и свойства белков. Конформации белковых молекул.

3.Чему равны сосущая сила клетки и тургорное давление: а) при полном   

насыщении клетки водой; б) при плазмолизе; в) при циторризе?

 

ЗАДАНИЕ 12

1. Влияние внешних и внутренних условий на работу ферментов.

2. Химический состав, структура, функции пластид, митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи.

3. Сосущая сила клетки равна 5 атм. Чему равно тургорное давление этой клетки, если известно, что осмотическое давление клеточного сока равно 12 атм.?

 

ЗАДАНИЕ 13

1. Значение белков в жизни растений. Строение белка. Физико-химические свойства белка.

2. Вещества вторичного происхождения: основные классы, физиологическая роль в обмене веществ.

3. Клетка погружена в раствор. Осмотическое давление клеточного сока равно 700 кПа, наружного раствора – 500 кПа. Куда пойдет вода? (разберите три возможных случая).

 

ЗАДАНИЕ 14

1. Состав и строение нуклеиновых кислот.

2. Механизм действия ферментов.

3. Осмотическое давление клеточного сока равно 16 атм., а тургорное давление этой клетки составляет ¾ от максимальной величины. Чему равны сосущая сила и тургорное давление этой клетки?

 

ЗАДАНИЕ 15

1. Жиры: химический состав, строение, свойства, синтез и распад. Значение жиров.

2. Свойства ферментов.

3. Клетка находится в состоянии полного насыщения водой. Осмотическое давление клеточного сока равно 8 атм. Чему равна сосущая сила и тургорное давление этой клетки?

 

ЗАДАНИЕ 16

1. Классификация ферментов.

2. Строение и свойства протопласта.

3. Клетка находится в состоянии плазмолиза. Чему равны осмотическое давление клеточного сока и тургорное давление этой клетки, если известно, что сосущая сила этой клетки равна 5 атм.?

 

ЗАДАНИЕ 17

1. Аминокислоты: строение, свойства. Первичный синтез аминокислот.

2. Пассивный и активный транспорт веществ через мембрану.

3. Можно ли отнять воду от клетки после достижения состояния полного завядания, т.е. полной потери тургора? Объясните.

 

ЗАДАНИЕ 18

1. Роль активаторов и ингибиторов в работе ферментов.

2. Чем с физиолого-биохимической точки зрения живая протоплазма отличается от мертвой?

3. Клетка погружена в 0,3 М раствор сахарозы. Куда пойдет вода, если известно, что осмотическое давление клеточного равно 10 атм., тургорное давление 8 атм., а температура раствора 15 ^оС?

 

ЗАДАНИЕ 19

1. Свойства ферментов. Механизм их действия.

2. Общее строение растительной клетки.

3. Клетка погружена в дистиллированную воду. В каком случае клетка будет насасывать воду, а в каком не будет?

 

ЗАДАНИЕ 20

1. Полисахариды: крахмал, клетчатка, пектиновые вещества. Строение, свойства, значение.

2. Классификация простых и сложных белков.

3. Клетка, имеющая осмотическое давление клеточного сока 12 атм., погружена в изотонический раствор. Что произойдет с клеткой? (разберите два возможных случая).

 

 

РАЗДЕЛ 2. ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ

 

ЗАДАНИЕ 1

1. Значение воды в жизни растений. Состояние воды в тканях и ее физиологическая роль.

2. Влияние на растение почвенной и атмосферной засухи.

3. Растение за I час испарило 200 г, а корневая система по­глотила за это же время 150 г воды. Какие условия внешней среды могли вызвать указанное несовпадение количества поглощенной и испаренной воды? Как это отразится на растении?

 

ЗАДАНИЕ 2

1. Корневая система как орган поглощения воды. Процесс насасывания воды корневой системой.

2. Водный баланс растений, явление завядания и его значение в жизни растений.

3. Почему холодная почва называется физиологически сухой?

 

ЗАДАНИЕ 3

1. Корневое давление: механизм его возникновения, обнаружение, значение.

2. Суточный и сезонный ход транспирации.

3. Растение, имеющее листовую поверхность 15 дм², испарило за 2 часа 30 г воды. Чему равна интенсивность транспирации?

 

ЗАДАНИЕ 4

1. Передвижение воды по растению, двигатели водного тока.

2. Формы почвенной воды, их доступность для растений.

3. Чему равен транспирационный коэффициент посева, испарившего за вегетационный период 2 т воды и накопившего за это время 10 кг сухого вещества?

 

ЗАДАНИЕ 5

1. Влияние почвенных условий на деятельность корневой системы.

2.  Транспирация, ее значение в жизни растений. Показатели транспирации.

3. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве влаги в почве и ликвидацию водного дефицита ночью?

 

ЗАДАНИЕ 6

1. Лист как орган транспирации. Зависимость транспирации от внешних условий. Суточный ход транспирации.

2. Корневое давление, гуттация и плач растений.

3. Растение было выдержано несколько часов в темноте, затем выставлено на прямой солнечный свет. Как изменится при этом транспирация? Почему?

 

ЗАДАНИЕ 7

1. Устьичная и внеустьичная регулировка транспирации. Механизм открытия и закрытия устьиц.

2. Двигатели водного тока.

3. Продуктивность транспирации равна 4 г/л. Найдите транспирационный коэффициент.

 

ЗАДАНИЕ 8

1. Физиологические основы орошения растений.

2. Зависимость транспирации от внешних условий.

3. Транспирационный коэффициент равен 125 мл/г. Найдите продуктивность транспирации.

 

ЗАДАНИЕ 9

1. Показатели эффективности использования воды растениями.

2. Внеустьичная регуляция транспирации.

3. За вегетационный период растение накопило 2,1 кг органического вещества и испарило за это время 525 кг воды. Определить продуктивность транспирации.

 

ЗАДАНИЕ 10

1. Морфологические и физиолого-биохимические изменения у растений при засухе.

2. Устьичный аппарат растений. Механизм устьичных движений.

3.  У некоторых комнатных растений незадолго перед дождем появляются капли воды на кончиках листьев. Как объяснить это явление?

 

ЗАДАНИЕ 11

1. Физиологические основы орошения.

2. Методы, доказывающие существование корневого давления.

3. Сколько воды испарит растение за 5 минут, если интенсивность транспирации его равна 120 г /(м²∙ч), а поверхность листьев – 240 см²?

 

ЗАДАНИЕ 12

1. Использование параметров водообеспеченности растений при программировании урожаев.

2. Методы измерения интенсивности транспирации.

3. Два подвядших побега поставлены в сосуд с водой, причем у одного из них срез стебля был возобновлен под водой. Какой побег быстрее и полнее восстановит свой тургор? Почему?

 

ЗАДАНИЕ 13

1. Особенности корневой системы как органа поглощения воды.

2. Кутикулярная транспирация.

3. Фермеры редко удобряют посевы во время засухи, поскольку они на опыте убедились в том, что это может принести вред. Объясните, почему это так.

ЗАДАНИЕ 14

1. Виды транспирации и их значение для растений.

2. Засуха и засоленность почвы в какой-то мере сходно влияют на поглощение воды растением. Укажите, чем это объясняется?

3. В чем отличие механизмов поглощения воды набухающим семенем и проростком?

 

ЗАДАНИЕ 15

1. Взаимодействие двигателей водного тока.

2. Какие физиологические показатели наиболее точно определяют необходимость полива?

3. В каком случае интенсивность транспирации больше: у обособленного растения или у такого же растения в густом посеве? Обоснуйте свой ответ.

 

ЗАДАНИЕ 16

1. Какие условия создают физиологическую сухость почвы?

2. Физиология устьичных движений.

3. Перенос растений, выращиваемых в водной культуре, на более концентрированный раствор может вызвать временное завядание, затем тургор восстанавливается. Как объяснить это явление?

 

ЗАДАНИЕ 17

1. Состояние и роль воды в растении.

2. Влияние на растение избытка влаги в почве.

3. Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от внутренних и внешних условий, способы их снижения.

 

ЗАДАНИЕ 18

1. Значение воды для формирования урожая сельскохозяйственных культур.

2. Лист как орган транспирации.

3. Почему К.А. Тимирязев называл транспирацию «неизбежным злом»?

 

ЗАДАНИЕ 19

1. Поглощение воды корнем. Радиальный транспорт воды в корне.

2. Формы почвенной влаги. Их доступность для растения.

3. Почему а) ветер усиливает транспирацию? б) опушенность листьев уменьшает их нагревание на солнечном свету?

 

ЗАДАНИЕ 20

1. Значение транспирации для растений.

2. Морфологические и физиолого-биохимические изменения у растений при избытке влаги.

3. У растения, корни которого погружены в чистую воду, при добавлении к ней соли может наблюдаться временное завядание, однако через несколько часов его тургор, вероятно, восстановится. Объясните это явление.

 

РАЗДЕЛ 3. ФОТОСИНТЕЗ

 

ЗАДАНИЕ 1

1. Планетарная роль фотосинтеза.

2. С₃ – путь фотосинтеза (цикл Кальвина).

 3. Растение было освещено сначала зеленым, а затем синим светом такой же интенсивности. В каких лучах будет наблюдаться более быстрое поглощение углекислоты листьями? Почему?

 

ЗАДАНИЕ 2

1. Лист как орган фотосинтеза.

2. С₄ – путь фотосинтеза (цикл Хетча и Слэка).

3. Сколько органического вещества выработает растение за 15 мин, если известно, что интенсивность фотосинтеза составляет 20 мг/(дм²∙ч), а поверхность листьев равна 2,5 м².

 

ЗАДАНИЕ 3

1. Пигменты фотосинтеза.

2. Фотосинтез по типу толстянковых (САМ – метаболизм).

3. Как объяснить прекращение фотосинтеза у срезанного и поставленного в воду листа при самых благоприятных условиях?

 

ЗАДАНИЕ 4

1. Хлоропласты: их состав, строение и функции.

2. Фотодыхание.

3. Индекс листовой поверхности.

 

ЗАДАНИЕ 5

1. Интенсивность фотосинтеза и методы ее определения.

2. Световая фаза фотосинтеза.

3. Назовите возможные причины того, что у мутантных растений гороха с пониженным содержанием каротиноидов фотосинтез протекает менее интенсивно.

 

ЗАДАНИЕ 6

1. Пигменты хлоропластов. Хлорофиллы.

2. Какие соединения, образующиеся в световых реакциях фотосинтеза, используются при фиксации СО₂.

3. Приведите известные вам примеры использования на практике теневыносливых сортов. В чем их преимущество?

 

ЗАДАНИЕ 7

1. Посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы.

2. Чем фотосинтез у суккулентных растений отличается от фотосинтеза у мезофитов С₃ – и С₄- типа?

3. Влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза.

 

ЗАДАНИЕ 8

1. Оптические свойства хлорофилла. Флуоресценция и ее использование в изучении фотосинтеза.

2. Что служит при фотосинтезе «сырьем» для цикла Кальвина?

3. Почему сорта с относительно тонкими листьями в посевах более предпочтительны, чем сорта с большей удельной поверхностной плотностью?

 

ЗАДАНИЕ 9

1. Энергетический баланс листа.

2. Эндогенные (внутренние) механизмы регуляции фотосинтеза.

3. Известно, что скорость фотохимических реакций не зави­сит от температуры. Между тем фотосинтез, осуществляющийся за счет световой энергии, зависит от температуры. Как объяснить это явление?

 

ЗАДАНИЕ 10

1. Лист как орган фотосинтеза

2. Суточный и сезонный ход фотосинтеза.

3. Чем преимущественно ограничена урожайность современных сортов сельскохозяйственных культур: недостаточной активностью донора или акцептора ассимилятов?

 

ЗАДАНИЕ 11

1. Фотодыхание.

2. Нециклический и циклический транспорт электронов в хлоропластах.

3. Назовите агротехнические приемы, способствующие увеличению КПД ФАР посевов?

 

ЗАДАНИЕ 12

1. Цикл Кальвина (С₃ – путь фотосинтеза).

2. В чем состоят основные причины снижения интенсивности фотосинтеза по мере старения растений?

3. Что такое листовая мозаика? У каких растений обычно на­блюдается это явление - у светолюбивых или теневыносливых? Почему?

ЗАДАНИЕ 13

1. Доказательства существования световой и темновой фаз фотосинтеза. Взаимосвязь фаз фотосинтеза.

2. Светокультура сельскохозяйственных растений.

3. По данным А. С. Оканенко, в южных районах Украины более высокий урожай дают сорта сахарной свеклы со светло-зелеными листьями, а в Белоруссии и Прибалтике - с темно-зелеными. С чем это связано?

 

ЗАДАНИЕ 14

1. Оптические свойства хлорофилла. Флуоресценция.

2. Фотосинтез и урожай. Архитектоника растений и фотосинтез.

3. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных минеральных веществ, фотосинтез часто замедлен. Укажите вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.

 

ЗАДАНИЕ 15

1. САМ – метаболизм.

2. Строение хлоропластов.

3. Чем объяснить, что квантовый выход фотосинтеза можно увеличить, если вместо непрерывного освещения давать свет короткими вспышками, чередуя коротковолновый и длинноволновый красный свет?

 

ЗАДАНИЕ 16

1. Цикл Кальвина.

2. Зависимость фотосинтеза от температуры.

3. Этиоляция и хлороз. Причины, вызывающие эти явления и меры борьбы с ними в практике сельского хозяйства.

 

ЗАДАНИЕ 17

1. Избирательное поглощение света пигментами.

2. С₄ – путь фотосинтеза.

3. Гербицид диурон подавляет фотосинтез, не влияя в заметной степени на дыхание. Как можно использовать это обстоятельство в исследованиях по фотосинтезу?

 

ЗАДАНИЕ 18

1. Условия, необходимые для образования хлорофилла.

2. Понятие о фотосистемах (Z – схема фотосинтеза).

3. Как скажется: а) понижение концентрации кислорода, б) повышение концентрации углекислого газа на про­дуктивности С₃-фотосинтеза, а как - на С₄-фотосинтезе? Объясните.

 

ЗАДАНИЕ 19

1. Фотодыхание.

2. Зависимость фотосинтеза от количества углекислого газа в воздухе.

3. Какого рода опыты вы бы поставили для того, чтобы определить, принадлежит ли исследуемое растение к С₃ – или С₄ – типу?

ЗАДАНИЕ 20

1. Фотолиз воды. Его значение для фотосинтеза.

2. Интенсивность фотосинтеза и общая биологическая продуктивность растительных организмов.

3. При фотодыхании образуются аминокислоты. Почему же в таком случае считают, что это неэффективный процесс и что материал в нем расходуется впустую?