Рабочая программа дисциплины «физиология»




Скачать 249.7 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины «физиология»
страница1/3
Дата конвертации25.05.2013
Размер249.7 Kb.
ТипРабочая программа
  1   2   3




МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет»

(ФГБОУ ВПО «ИГУ»)

«Утверждаю»

_____________________

Проректор по учебной работе,

проф. И. Н. Гутник

«___»_______________20___г.


Биолого-почвенный факультет

Кафедра физиологии растений, клеточной биологии и генетики




РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «ФИЗИОЛОГИЯ» (ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ)

Код дисциплины по учебному плану ОПД.Ф.7.1


Для студентов специальности 020209.65 «МИКРОБИОЛОГИЯ»


г. Иркутск

1.ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Физиология растений – это наука о функциях растительных организмов, к которым относятся энергетика (процессы фотосинтеза и дыхания), водный режим и минеральное питание, мембранный и дальний транспорт веществ, процессы роста, развития и размножения, механизмы устойчивости и адаптации к неблагоприятным факторам. Знание этих процессов является необходимой предпосылкой для рационального земледелия. Являясь теоретической наукой физиология растений служит фундаментом агрономии, т.е. практики успешного выращивания сельскохозяйственных растений. Как писал классик отечественной физиологии растений К.А.Тимирязев: «Физиология растений – это научная основа земледелия» и на современном этапе – основа биотехнологии растений.

Целью курса физиология растений является формирование у студентов знаний о функционировании растений как единого целого посредством изучения важнейших физиологических процессов в их развитии и взаимосвязи с окружающей средой. При чтении курса будут решаться следующие задачи: 1)изучить общие закономерности и конкретные механизмы функционирования растительного организма на молекулярном, клеточном и организменном уровнях, 2)рассмотреть системы регуляции физиологических процессов и их взаимосвязи на разных уровнях, 3)изучить механизмы устойчивости и адаптации растительных организмов к неблагоприятным факторам среды обитания.

Место курса в процессе подготовки специалистов.Курс физиологии растений является логическим завершением цикла ботанических дисциплин и базируется на знаниях анатомии, систематики растений, цитологии, биохимии, генетики. Содержание курса направлено на интегрирование ранее полученных знаний для усвоения механизмов функционирования основного энергопреобразующего и энергообеспечивающего компонента биосферы. В свою очередь знания, полученные студентами в процессе освоения курса физиологии растений,служат необходимым базисом для дальнейшего расширения общебиологического кругозора при изучении таких дисциплин как эволюционное учение, экология и др.


2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ



разделы

Всего часов

Виды подготовки


Самостоятельная работа


Лекции


Практические

семинарские

лабораторные

занятия

Самост.работа студентов

КСР

1


Введение

1

1

-

-

-

2

Физиология растительной клетки

15

4

4

6

1

3

Фотосинтез

38

10

10

15

3

4

Дыхание

19

5

5

8

1

5

Водный режим

17

4

4

8

1

6

Минеральное питание

22

6

6

9

1

7

Рост и развитие растений

19

6

6

6

1

8

Устойчивость растений

8

-

-

7

1

ВСЕГО (часы)




140

36

36

59

9



3. СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

3.1Разделы программы

Введение

Предмет физиологии растений. Физиология растений как наука о жизнедеятельности растений. Основные этапы развития физиологии растений. Методы физиологии растений, связь с другими биологическими науками.

Объект физиологии растений - эукариотические фототрофные организмы. Место зеленых растений в экономике природы. Космическая роль зеленых растений.

Основные задачи физиологии растений: 1) познание закономерностей жизнедеятельности растений, раскрытие молекулярных основ физиологических процессов и механизмов их регуляции в системе целого организма; 2) интенсификация растениеводства в связи с проблемой производства продуктов питания; 3) разработка систем искусственного фотосинтеза и азотфиксации.


раздел 1. Физиология растительной клетки

Особенности строения растительных организмов в связи с автотрофным типом питания. Общие принципы организации живых структур (биополимеры, мембраны, принцип открытых систем, системы регуляции, способность к аккумуляции и трансформации энергии, принцип устойчивого неравновесия Бауера). Особенности строения растительной клетки, клеточные органоиды, пластиды, вакуоль, клеточная стенка. Особенности строения растительного организма. Основные органы и их функции. Функциональная и анатомо-морфогенетическая эволюция растений в связи с автотрофным способом питания.

Целостность растительного организма и системы регуляции. Иерархия систем регуляции. Внутриклеточные системы регуляции: на уровне ферментов, генная, мембранная. Межклеточные системы регуляции: трофическая, гормональная, электрофизиологическая. Организменный уровень регуляции (доминирующие центры, полярность, канализированные связи, осцилляции). Раздражимость как основа и результат интегральной деятельности систем регуляции.

Биоэнергетика клетки. Понятие макроэргической связи. Строение и свойства АТФ. Значение макроэргов в метаболизме. Сопряжение образования макроэргов с окислительно-восстановительными реакциями клетки. Мембрана как структурная основа биоэнергетических процессов. Трансформация энергии на сопрягающих мембранах. Электрохимический потенциал - движущая сила фосфорилирования. Основные положения хемиоосмотической теории сопряжения Митчела.


.


Раздел 2. Фотосинтез

История открытия фотосинтеза (Пристли, Шееле, Ингенгауз, Сенебье, Соссюр, Бусенго, Сакс, Энгельман). Фотосинтез и первое начало термодинамики (Майер, Гельмгольц). Значение работ К.А. Тимирязева в области фотосинтеза. Тимирязев о космической роли зеленых растений.

Общее уравнение фотосинтеза. Происхождение О2, выделяемого при фотосинтезе (гипотеза Байера, представления А. Н. Баха о фотолизе воды, работы Виноградова и Тейс, Рубена и Камена). Световая и темновая фазы фотосинтеза (Блэкман, Вильштеттер, Рихтер, Эмерсон и Арнольд).

Пигменты зеленых растений, их классификация. Значение работ М.С. Цвета. Строение хлорофилла (работы Бородина, Ненцкого и Мархлевского, Монтеверде, Вильштеттера, Фишера, Вудворда, Штрелля и Шлыка). Биосинтез хлорофиллов. Разные формы хлорофиллов. Физические и химические свойства хлорофилла, связанные с особенностями его строения (спектр поглощения, флюоресценция, фосфоресценция, гидрофобные и гидрофильные группы). Способы миграции энергии: диффузия энергоемких веществ, полупроводниковый перенос электронов и экситонов, индуктивный резонанс.

Фикобилины, строение и физико-химические свойства. Явление хроматической комплементарной адаптации у водорослей (Энгельман, Рихтер, Гайдуков).

Каротиноиды, их классификация и структура. Физико-химические свойства. Биосинтез каротиноидов. Роль каротиноидов в процессе фотосинтеза (представления Ивановского, Сапожникова и другие точки зрения, работы Френча).

Состояние пигментов в листьях (работы Любименко, Никашима и др.). Химический состав и структура хлоропластов. Представления о взаимном расположении белков, фосфолипидов и пигментов в мембране. Открытие субъединиц мембран хлоропластов (Парк и Пон, Мюллеталер и др.). Представление о квантосомах. Структура фотосинтетического аппарата у синезеленых водорослей. Гипотеза об эндосимбиотическом происхождении хлоропластов (Фаминцин и др.).

Функциональная активность хлоропластов. Реакция Хилла. Фотовосстановление НАДФ и фотофосфорилирование (Арнон, работы Красновского). Представление о двух пигментных системах (эффект усиления Эмерсона, данные Брауна, Вернона и др. О выделении двух фракций частиц из хлоропластов). Представление об аккумуляции, миграции и трансформации энергии света в фотосинтетических единицах и их реакционных центрах. Состав и функционирование I и II фотосистем. Нециклическое фотофосфорилирование. Циклическое фотофосфорилирование. Псевдоциклическое фотофосфорилирование. Химическая гипотеза образования АТФ. Хемиоосмотическая гипотеза фотофосфорилирования (Митчел). Квантовый выход фотосинтеза. Эффективность использования красных и синих лучей.

Путь углерода в фотосинтезе. Поиски первичного акцептора СО2 в работах группы Кальвина. Цикл Кальвина (С3-путь). Фиксация СО2 фосфоенолпировиноградной кислотой (С4- путь; Тарчевский, Карпилов, Хэтч и Слэк). Гликолатный путь (фотодыхание) в фотосинтезе. Возможность обращения цикла Кребса. Разнообразие продуктов фотосинтеза. Фотосинтетический коэффициент.

Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза. Регуляция световой стадии фотосинтеза Явление фотосинтетического контроля. Регуляция активности фотосинтетических ферментов. Регуляция цикла Кальвина. Регуляция процессов фотосинтеза в целом растении. Защитные механизмы фотосинтеза.

Экология фотосинтеза. Влияние света, температуры, содержания углекислоты, условий минерального питания, водоснабжения. Компенсационная точка при фотосинтезе. Суточный ход фотосинтеза.


Раздел 3. Дыхание растений

История развития учения о дыхании (Лавуазье, Шееле, Ингенгауз, Соссюр, Шенбайн). Перекисная теория биологического окисления (А.Н. Бах). Развитие учения об активации О2 в работах Хайяши и Мэзона. Значение работ Варбруга и Кейлина. Представление об активации водорода в работах Баха. Теория дыхания Палладина. Работы Виланда. Происхождение кислорода в СО2, выделяемой при дыхании. Взаимосвязь дыхания и брожения: представления Пфлюгера и Пфеффера, теория Костычева о генетической связи дыхания и брожения. Типы брожения. Современные представления об анаэробной и аэробной фазах дыхания.

Свойства ферментов как белковых катализаторов. Типы окислительных реакций. Оксидоредуктазы. Оксигеназы. Гликолиз (значение фосфорилирования гексозы, 1-е и 2-е субстратное фосфорилирование, обращенный гликолиз, энергетический выход гликолиза, использование промежуточных продуктов и пировиноградной кислоты). Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Глиоксилатный цикл и глюконеогенез. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Другие пути прямого окисления сахаров с образованием кислот. Взаимосвязи путей окисления глюкозы. Энергитический выход цикла Кребса и пентозофосфатного пути, использование промежуточных продуктов.

Электрон-транспортная цепь, структура и функции митохондрий. Хемиоосмотическая теория окислительного фосфорилирования Митчела. Разобщение электрон-транспортной цепи и фосфорилирования. Разнообразие путей переноса электронов и протонов у растений как приспособление к условиям существования. Цианидрезистентная электрон-транспортная цепь.

Субстраты дыхания и дыхательный коэффициент. Эффект Пастера. Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов. Влияние на дыхание температуры, концентрации СО2, света, содержание воды, минерального питания. Изменение интенсивности дыхания в онтогенезе растений.


Раздел 4. Водный режим растений

Структура и физические свойства воды в жидком и твердом состоянии. Влияние электролитов и неполярных групп на структуру воды. Взаимодействие воды с компонентами протоплазмы. Формы воды в растительных клетках. Осмотические явления в растительных клетках. Осмометры Дютроше и Пфеффера. Законы осмоса. Тургор и сосущая сила, их значение для растений. Значение воды для жизнедеятельности растений.

Формы воды в почве. Доступная и недоступная вода. Определение коэффициента завядания. Поглощение воды растительными клетками в процессе гидратации биоколлоидов. Общее представление о нижнем и верхнем концевых двигателях поглощения воды растениями. Корневое давление (плач растений, гуттация, предполагаемый осмотический механизм). Передвижение воды по тканям и сосудам. Состояние воды в сосудах. Представления Сабинина о полярности клеток эндодермы. Транспирация. Структура листа в связи с явлением транспирации, устьичная и кутикулярная транспирация. Законы Дальтона и Стефана о диффузии паров воды. Физиология движения устьиц. Регуляция транспирации. Значение восходящего тока воды для растения. Понятие о продуктивности транспирации. Суточный ход транспирации.

Особенности водного обмена у различных экологических групп растений (гигрофиты, мезофиты, ксерофиты). Физиологические основы орошаемого земледелия


Раздел 5. Минеральное питание растений

Развитие учения о корневом питании растений (Ван-Гельмонт, Тэер, Либих, Буссенго, Гельригель). Учение Гедройца о почвенном поглощающем комплексе. Работы Виноградского о роли почвенных микроорганизмов.

Элементарный химический состав растений. Макро-, микро- и ультрамикроэлементы. Накопление отдельных элементов растениями.

Транспорт веществ. Поступление веществ в клетку растений и первые теории избирательного поглощения веществ (Траубе, Овертон, Колландер). Представление о кажущемся свободном пространстве. Активный и пассивный мембранный транспорт. Электрохимические механизмы поступления ионов в клетку. Ионные насосы. Контактный обмен между почвенными коллоидами и клетками корня. Механизмы мембранного транспорта метаболитов. Эндо-, экзо- и пиноцитоз.

Дальний транспорт (роль апопласта, симпласта и эндопласта). Структуры и функции плазмодесм. Флоэмный транспорт. Ксилемный транспорт. Путь ассимилятов от хлоропласта до потребляющих органов. Представления о механизмах дальнего транспорта. Аттрагирующее действие тканей. Отложение в запас.

Азот. Содержание азота в органах растений. Постоянный обмен азотистых соединений в растительных тканях. Группы азотфиксирующих организмов: клубеньковые бактерии (Бейеринк) и другие симбионты, свободноживущие почвенные бактерии (Виноградский, Бейеринк), бактерии, грибы и синезеленые водоросли в почвах и водоемах. Два представления о путях биологического связывания молекулярного азота.

Доказательства наличия восстановительного пути фиксации атмосферного азота (гипотеза Виноградского, данные Костычева, работы Бурриса и Миллера с использованием N215). Роль пировиноградной кислоты и ферредоксина в процессе азотфиксации. Схема фиксации молекулярного азота. О природе активного центра “нитрогеназы”. Симбиотическая азотфиксация в корневых клубеньках бобовых. Представление об “азотфиксирующей” единице (Бергенсен). Включение аммиачного азота в обмен веществ (Костычев, современные представления). Пути редукции нитратов у растений (Бах, Кретович и др.) значение работ Прянишникова и его учеников об усвоении растениями нитратных и аммиачных удобрений и о роли амидов. Представление о физиологически кислых и щелочных солях. Переаминирование (Браунштейн и Крицман), превращение азотистых веществ при прорастании семян. Роль глутамина в обезвреживании аммиака.

Сера и ее значение для растений. Формы серы, доступные для растений. Механизм редукции сульфатов у растений.

Роль фосфора в питании растений. Доступные формы фосфорных соединений. Участие фосфора в обмене веществ.

Общее представление о роли катионов (калия, кальция) в питании и жизнедеятельности растений. Влияние катионов на коллоидные свойства цитоплазмы и структуру ферментов. Представление об антагонизме ионов. Участие катионов в генерации биопотенциалов. Нейтрализация избыточной кислотности. Физиологическая роль калия, натрия, кальция, магния. Участие железа в обмене веществ. Роль микроэлементов в жизни растений (молибден, марганец, медь, цинк, бор).

Методы изучения минерального питания растений. Гидропоника.


  1   2   3

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины физиология (Физиология человека и возрастная физиология)
Высшего профессионального образования по специальности: 022300 «Физическая культура и спорт» со специализацией обж, тсп, фр

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа учебной дисциплины физиология питания с основами товароведения продовольственных товаров 2011 г
Рабочая программа учебной дисциплины «Физиология питания с основами товароведения продовольственных товаров» разработана на основе...

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины «Физиология поведения»
Программой-минимум кандидатского экзамена по специальности 03. 03. 01 «Физиология» по биологическим наукам, утвержденной приказом...

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины «Физиология сенсорных систем»
ОД. А. 04; цикл од. А. 00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности»

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины «Физиология вегетативных функций»
ОД. А. 05; цикл од. А. 00 «Специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности»

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа по курсу физиология (физиология спорта) для государственных университетов
Высшего профессионального образования по специальности 022300 «Физическая культура и спорт»

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа учебной дисциплины «физиология человека»
Целью дисциплины является профилактика техногенных воздействий на физиологические функции организма человека

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины (модуля)
Дисциплина «Основы педиатрии и гигиены детей раннего и дошкольного возраста» относится к базовой части профессионального цикла дисциплин....

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconРабочая программа дисциплины «Физиология человека»
...

Рабочая программа дисциплины «физиология» iconПримерные вопросы для подготовки к Итоговой Государственной аттестации по предметам «Физиология спорта», «Возрастная физиология»
Классификация физических упражнений по физиологическим признакам. Предмет и задачи дисциплины «Физиология физического воспитания...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница