аннотация плодоовощеводство физиология растений 2013

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Аннотация рабочей программы
по дисциплине
ОПД.Ф.2 «Физиология
растений»
(индекс и наименование дисциплины)
Код и направление
подготовки
Профиль
подготовки
Квалификация
(степень) выпускника
110202.65 «Плодоовощеводство и виноградарство»
«Плодоовощеводство и виноградарство»
специалист
Факультет
Плодоовощеводства и виноградарства
Ведущий
преподаватель
доц. Доценко Клавдия Александровна
Кафедра-разработчик
физиологии и биохимии растений
Краснодар 2013
1. Цели освоения дисциплины
Цель дисциплины — формирование представлений, знаний и навыков по физиологическим и биохимическим основам растений и формированию урожая сельскохозяйственных
культур.
Задачами дисциплины является изучение процессов жизнедеятельности растений, физиологию и биохимию формирования качества урожая, освоить
методы исследования физиологических процессов, научиться анализировать и применять на практике результаты физиологических исследований.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Дисциплина «Физиология и биохимия растений» включена в обязательный перечень
ФГОС ВПО, в состав базовой части профессионального цикла
Дисциплина «Физиология и биохимия растений» базируется на следующих дисциплинах: ботаника, химия (неорганическая, органическая), физика (свет, термодинамика, электричество). В свою очередь, курс "Физиологии растений" является основой для изучения агробиологических дисциплин (биохимия, растениеводство, плодоводство, овощеводство, виноградарство, кормопроизводство).
Студенты должны знать морфологию, процессы, протекающие в растениях.
Успешное освоение дисциплины «Физиология и биохимия растений» позволяет перейти к изучению дисциплин: безопасность жизнедеятельности, биохимия растений, агрохимия, прикладная экологии, микробиология, биохимия с.х. продукции, основы научных исследований, производство продукции растениеводства, земледелие с основами почвоведения
и агрохимии в цикле профессиональном ООП и вариативной части специальных дисциплин.
Особенностью дисциплины является общенаучный подход к самым различным явлениям и производственным процессам.
При изучении данной дисциплины предусматриваются следующие формы учебного
процесса: лекции, лабораторные занятия, самостоятельная внеаудиторная работа. В качестве
метода проверки знаний практикуется интерактивный опрос студентов, компьютерное тестирование, решение задач, написание рефератов по предложенным темам.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.
Процесс изучения дисциплины «Физиология и биохимия растений» направлен на формирование следующих компетенций:
способность к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (ОК-7). Владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения(ОПК-1), Уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь ОПК-2, Готовность
к кооперации с коллегами, работе в коллективе ОПК-3, Умение использовать нормативноправовые документы в своей деятельности ОПК-5, Стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства ОПК-6, Способность распознавать плодовые культуры по морфологическим признакам СПК-7, Реализация технологии производства посадочного материала сортов и гибридов садовых культур СПК-8, Готовность к применению
технологии выращивания посадочного материала СПК - 11, Готовность использовать
приемы защиты садовых культур при неблагоприятных метеорологических условиях СПК-
2
4. Тематика лекционных занятий
№
лек
ции
1
2
3
4
5
6
Наименование темы
1. Клетка как структурная и функциональная
единица живой материи.
1.1 Введение. Предмет и задачи физиологии и биохимии растений. Физиология
растений как фундаментальная основа агрономических наук. Главнейшие этапы развития физиологии растений как науки, вклад в неё отечественных ученых.
1.2.Физиология и биохимия растительной клетки. Химический состав, структура
и функции клеточной стенки. Мембраны как основа строения клетки. Клетка как осмотическая система. Осмотический и водный потенциал.
1.3. Строение и функции ядра, гиалоплазмы, полуавтономных органелл — хлоропластов (и других пластид) и митохондрий, других органоидов клетки: эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, лизосом, сферосом, рибосом, микротрубочек, микрофиламентов и вакуоли.
1.4. Химический состав цитоплазмы и ее органелл.
Аминокислоты. Белки, их состав, структура и функции. Изоэлектрическая точка
аминокислот и белков. Питательная ценность отдельных аминокислот.
1.5. Ферменты, их биологическая роль, химическая природа, принцип действия,
активность, специфичность, классификация. Кинетика ферментативных реакций. Локализация ферментов в клетке. Мультиферментные комплексы. Регуляция ферментативной деятельности в клетке. Изоферменты.
1.6 Нуклеотиды. АТФ. Нуклеиновые кислоты. Структура и функции ДНК, мРНК, т-РНК, р-РНК. Биосинтез белка, три его этапа и их локализация в клетке. Регуляция синтеза белков.Углеводы. Липиды. Витамины.
2.
Водный обмен растений
2.1. Вода: структура, состояние в биологических объектах и значение в жизне7 деятельности растительного организма. Водный потенциал и его составляющие. Движение воды в системе почва — растение — атмосфера по градиенту водного потенциала.
Поглощение воды растением. Двигатели и путь водного потока в целостном растений. Корневое давление, его размеры и зависимость от внутренних и внешних условий.
2.2. Транспирация, ее размеры и биологическое значение. Физиология устьич8 ных движений. Зависимость транспирации от условий среды, суточный ход. Водный
баланс растений. Водный дефицит и его влияние на водообмен и другие физиологические процессы. Влияние на растение избытка влаги в почве.
2.3. Значение воды для формирования урожая с.-х. культур. Эвапотранспирация.
9 Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от условий и пути снижения их величины. Физиологические основы орошения с.-х. культур.
3. Фотосинтез
3.1. Планетарное значение фотосинтеза. Главные этапы развития представлений
10 о фотосинтезе.Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты, их состав и строение. Пигменты хлоропластов, их химическая природа и оптические свойства.
Световая фаза фотосинтеза. Фотоокисление воды.
Восстановительный пентозофосфатный цикл (цикл Кальвина).
Особенности фотосинтеза у С3- и С4-растений. Фотосинтез по типу толстянковых
3
(САМ-метаболизм). Фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты.
3.2. Зависимость фотосинтеза от внутренних и внешних факторов. Возможные
пути повышения фотосинтетической активности сельскохозяйственных культур. Интенсивность фотосинтеза и общая биологическая продуктивность растительных организмов. Регуляция фотосинтеза на уровне органа и целого растения.
12
3.3. Посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы. Параметры оценки
фитоценозов: фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность, индекс листовой
поверхности, КПД фотосинтеза, биологическая и хозяйственная продуктивность. Влияние параметров посева и агротехнических факторов на энергетическую эффективность
агрофитоценозов.
Светокультура с.-х. растений. Выращивание растений без естественного облучения. Влияние искусственного облучения на анатомо-физиологическую характеристику
растений. Выращивание растений при дополнительном облучении.
11
4. Дыхание растений
4.1. Биологическое окисление — дыхание и брожение, их отличие от окисления в
13 неживой природе (горения). Значение дыхания в жизни растении. Химизм дыхания.
Гликолиз, его регуляция и энергетика. Аэробная фаза дыхания. Цикл Кребса (ди- и трикарбоновых кислот), его регуляция и энергетика. Пентозофосфатный цикл.
4.2 Дыхательная электротранспортная цепь. Окислительное фосфорилирование
14 на уровне субстрата и в электронтранспортной цепи. Механизм сопряжения транспорта
электронов с синтезом АТФ. Баланс энергии при дыхании. Зависимость дыхания от
внешних и внутренних факторов.
4.3Дыхательный коэффициент и его зависимость от дыхательного субстрата,
15
обеспечения тканей кислородом. Дыхательный газообмен как слагаемое продукционного процесса. Дыхание на рост и на поддержание. Оптимизация взаимосвязи дыхательного и фотосинтетического газообмена посевов.
5. Минеральное питание растений
16
5.1. Необходимые растению макро- и микроэлементы, их усвояемые соединения
и физиологическая роль. Физиологические нарушения при недостатке отдельных элементов. Принципы диагностики дефицита питательных элементов.
Поглощение ионов клетками корня. Пассивный и активный транспорт веществ.
5.2. Ионный транспорт в целом растений. Радиальное перемещение ионов в кор17 нях (движение по апопласту, симпласту). Перемещение ионов на дальние расстояния по
ксилеме и флоэме. Некорневое питание растений. Поглощеиие ионов клетками листа.
Отток ионов из листьев. Перераспределение и реутилизация веществ в растении. Ритмичность в поглощении ионов корнями растений.
5.3. Особенности нитратного и аммонийного питания растений. Ассимиляция
18 нитратного азота. Пути ассимиляции аммиака. Механизмы симбиотической фиксации
атмосферного азота. Минеральные вещества в фитоценозах и их круговорот в экосистеме. Взаимодействие между растениями. Особенности питания растений в беспочвенной культуре (гидро-, аэропоника и т.п.). Физиологические основы применения удобрений.
6. Обмен и транспорт органических веществ в растениях
19
6.1 Специфика обмена веществ у растений. Метаболизм и метаболические пути.
Катаболические и анаболические процессы. Главные энергетические продукты и основные метаболиты, образующиеся при распаде сложных органических веществ. Принципы осуществления анаболических реакций. Активирование метаболитов в ходе биосинтетических процессов. Роль макроэргических соединений и восстановленных нуклео4
тидов в реакциях синтеза веществ. Метаболические пути синтеза важнейших химических веществ в растительном организме.
20
6.2 Транспорт органических веществ основной механизм взаимосвязи между биохимическими процессами, происходящими в различных органах и тканях растений.
Структурные элементы флоэмы и их функции. Состав флоэмного сока и интенсивность
его перемещения в растений. Биохимический механизм формирования акцепторных зон
и их взаимодействия с клетками и тканями донорами. Основные научные гипотезы,
объясняющие транспорт веществ по сосудам флоэмы. Механизм переноса органических веществ от фотосинтезирующих клеток к ситовидным трубкам и от ситовидных
трубок к акцепторным клеткам. Регуляция транспорта веществ.
6.3.Способы регулирования транспорта веществ с целью повышения урожайности
21
сельскохозяйственных культур и качества продукции.
22
23
24
25
7. Рост и развитие растений
7.1. Понятие об онтогенезе, росте и развитии растений. Онтогенез и его периодизация. Клеточные основы роста и развития. Фитогормоны как факторы, регулирующие
рост и развитие целостного растения. Использование фитогормонов и физиологически
активных веществ в сельскохозяйственной практике.
7.2. Локализация роста у высших растений. Зависимость роста от внешних и
внутренних факторов. Необратимые нарушения роста. Ритмы физиологических процессов. Движение растений. Фототропизм. Геотропизм. Другие виды тропизмов. Настии.
7.3 Развитие растений. Морфологические, физиологические и биохимические
признаки общих возрастных измерений у растений. Яровизация. Фотопериодизм. Физиология старения.
7.4.Понятие о росте целостного растения. Особенности роста растений в ценозе.
Регуляция роста и онтогенеза. Физиология покоя семян. Типы покоя семян и факторы
их обусловливающие. Экзогенный покой. Эндогенный покой. Прекращение покоя семян. Процессы, протекающие при прорастании семян. Физиологические основы хранения семян, плодов, овощей, сочных плодов и грубых кормов.
8. Приспособление и устойчивость растений
к неблагоприятным условиям
среды
8.1 Границы приспособления и устойчивости. Изменения физико-химических
и функциональных свойств растительных клеток и тканей при повреждениях и процессы адаптации. Критические периоды воздействия стрессовых условий на растение.
Холодостойкость. Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений при пониженных положительных температурах. Приспособление растений к низким положительным температурам. Способы повышения холодостойкости растений.
Зимостойкость. Зимостойкость как устойчивость ко всему комплексу неблагоприятных факторов перезимовки. Способы повышения зимостойкости растений. Меры
предупреждения гибели озимых хлебов. Методы определения жизнеспособности сельскохозяйственных культур в зимний и ранневесенний периоды.
Морозоустойчивость. Условия и причины вымерзания растений. Закаливание
растений, его фазы. Обратимость процессов закаливания. Способы повышения морозоустойчивости. Методы изучения морозоустойчивости растений.
27
8.2Жароустойчивость растений. Изменения в обмене веществ в росте, росте и
развитии растений при действии максимальных температур. Диагностика жароустойчивости. Способы повышения жаростойкости растений.
Засухоустойчивость растений. Влияние на растения недостатка влаги. Критические периоды в водообмене разных растений. Пути повышения засухоустойчивости
культурных растений.
Солеустойчивость растений. Влияние засоленности на растения, механизмы то26
5
лерантности. Солеустойчивость культурных растений. Диагностика солеустойчивости
растений. Возможности повышения солеустойчивости.
Устойчивость сельскохозяйственных растений к действию абиотических факторов. Аллелопатические взаимодействия в ценозе. Возможности ослабления негативных
аллелопатических факторов эффектов за счет условий питания, водообеспечения и создания специфических фитоценозов.
9. Физиология и биохимия формирования качества урожая сельскохозяйственных культур
28
9.1. Фитоценоз как машина для превращения энергии квантов света в энергию
химических связей. Этапы формирования агробиоценозов. Влияние внешних факторов
на формирование фитоценозов. Основные физиолого-биохимические процессы,
происходящие при формировании продуктивных органов зерновых, зернобобовых,
масличных, овощных, плодово-ягодных культур, картофеля, корнеплодов.
9.2. Изменение качества урожая сельскохозяйственных культур в зависимости
29 от условий минерального питания и погодных условий
Оптимизация синтеза белков, сахаров, органических кислот, липидов, витаминов в запасающих тканях растений. Пути улучшения питательной ценности и качественного состава белков, липидов, углеводов и других ценных веществ, определяющих
качество урожая сельскохозяйственных культур.
5. Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы
Дневная форма обучения
Всего
Часов.
Аудиторные занятия - всего
в т.ч. лекции
Лабораторные
Самостоятельная работа всего
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Всего по дисциплине
Курс, семестр
126
2 курс
2 семестр
58
2 курс
2 семестр
68
2 курс
2 семестр
94
2 курс
2 семестр
экзамен
2 курс
2 семестр
220
6