Физиология и биохимия растений - Российский государственный

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –
МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА»
(ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)
Факультет Агрономический
Кафедра Физиологии растений
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по организации и
развитию учебной деятельности
проф. ____________ С.В. Золотарев
“____”______________2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Физиология и биохимия растений
для подготовки бакалавров по профилям «Виноградарство и виноделие»,
«Плодоводство», «Овощеводство», «Декоративное садоводство», «Производство и переработка лекарственного и эфиромасличного сырья".
ФГОС ВПО 3-го поколения
Направление 110500.62 "Садоводство"
»
Курс 2
Семестры 3, 4
Москва, 2012
1
Составители: Тараканов И.Г., д.б.н., профессор,
Пильщикова Н.В., к.б.н., доцент
«5» июня 2012 г.
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока
Базовой части математического и естественно-научного цикла студентам очной формы обучения.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по
направлению подготовки 110500.62, утверждённого приказом Министерства
образования и науки Российской Федерации от «28» октября 2009 г. № 501 и
примерной учебной программы дисциплины «Физиология и биохимия растений».
Программа обсуждена на заседании кафедры физиологии растений протокол
№
Зав. кафедрой И.Г. Тараканов, д.б.н., профессор
______________
(подпись)
«__» ________ 2012г.
Рецензент: Исачкин А.В., д.с.-х.н., профессор
___________________
)
Проверено:
Начальник отдела менеджмента
качества образования
______________ Л.А. Ефимова
(подпись)
Начальник отдела
разработки и обеспечения
образовательных программ УМУ
______________ Л.М. Сашина
(подпись)
2
Согласовано:
Декан факультета А.К. Раджабов, д.с.-х.н., профессор __________________
(подпись)
«__» ________ 2012 г.
Программа обсуждена на заседании Ученого совета факультета Садоводства
и ландшафтного дизайна _______________ протокол № ______
Секретарь ученого совета факультета Л.Н. Козловская, к.б.н., доцент
__________________
«__» ________ 2012 г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки 110500.62 «Садоводство» протокол № ______
Председатель учебно-методической комиссии Е.Г. Самощенков, к.с.-х.н., доцент
___________________
«__» ________ 2012 г.
Заведующий выпускающей кафедрой Е.Г. Самощенков, к.с.-х.н., доцент
_________________
«__» _______ 2012 г.
Начальник УИТ
_______________М.Ю. Гладких
(подпись)
Отдел комплектования ЦНБ
_______________Е.А. Комарова
(подпись)
Копия электронного варианта получена:
Начальник отдела поддержки
дистанционного обучения УИТ
______________ И.Н. Батура
(подпись)
3
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ ......................................................................................................................................................... 4
АННОТАЦИЯ ............................................................................................................................................................ 5
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................... 5
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ .................................................................................. 5
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................................................................................ 6
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ........................................................................................ 7
4.1 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРУДОЁМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВИДАМ РАБОТ ПО СЕМЕСТРАМ ........................................ 7
4.2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ............................................................................................................................. 8
4.3 ЛАБОРАТОРНЫЕ/ПРАКТИЧЕСКИЕ/СЕМИНАРСКИЕ ЗАНЯТИЯ ............................................................................. 14
4.4 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.................................................... 19
4.5 РЕФЕРАТЫ, КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ............................................................................................ 23
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ......................................................................................................... 28
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ ............................. 30
6.1 ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ И СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИЙ .... 30
6.2 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ................................................................. 32
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ........... 36
7.1 ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА .................................................................................................................................. 36
7.2 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА ...................................................................................................................... 36
7.3 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ К ЗАНЯТИЯМ ....................................... 37
7.4 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ..................................................................................... 37
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ............................................................................ 37
9. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ СТУДЕНТАМ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ ............. 38
ВИДЫ И ФОРМЫ ОТРАБОТКИ ПРОПУЩЕННЫХ ЗАНЯТИЙ ........................................................................................ 39
10. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯМ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ ................................................................................................................................................ 39
4
Аннотация
Дисциплина «Физиология и биохимия растений» в основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению 110500.62 «Садоводство» включена в базовую часть профессионального цикла. Её освоение
позволит приобрести как ряд общенаучных, так и профессиональных компетенций: оценивать физиологическое состояние, адаптационный потенциал и
выявлять факторы улучшения роста растений и качества продукции, обоснованно подходить к подбору культур и сортов для конкретных условий региона и уровня интенсификации земледелия.
Дисциплина состоит из тесно взаимосвязанных разделов, представляющих структурно- функциональную организацию и энергетику растения,
водный обмен и корневое питание, онтогенез и адаптацию растений к условиям окружающей среды. Последовательное и систематическое изучение
дисциплины обеспечит знания процессов жизнедеятельности растения, их
взаимосвязь, значение и возможность регулирования с целью получения стабильных урожаев высокого качества.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зач.ед. (180 часов), в
т.ч. лекции – 36 ч., лабораторные занятия - 54 ч., самостоятельная работа – 63
ч. Форма итоговой аттестации – экзамен (27 час.).
Ведущие преподаватели: Тараканов И.Г., д.б.н., профессор; Паничкин
Л. А., д. б. н., профессор; Пильщикова Н. В., к. б. н., доцент; Гриценко Л. А.,
к. б. н., доцент; Панфилова О. Ф., к. с.- х. н., доцент; Яковлева О. С., к. б. н.,
доцент; Ларикова Ю. С., к.б.н., доцент; Зяблова Н.В., к.б.н., ст. преподаватель; Фаттахова Н. К., ст. преподаватель.
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Физиология и биохимия растений» является получение студентами теоретических и практических знаний, приобретение умений и навыков по физиологическим основам технологий производства и хранения продукции садоводства, подготовка к самообучению и
саморазвитию.
2. Место дисциплины в учебном процессе
Дисциплина «Физиология и биохимия растений» включена в обязательный перечень ФГОС ВПО, в цикл математических и естественнонаучных дисциплин базовой части.
5
Реализация в дисциплине «Физиология и биохимия растений» требований ФГОС ВПО, ООП ВПО и Учебного плана по направлению (профилю
подготовки) 110500.62 «Садоводство».
Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется
дисциплина «Физиология и биохимия растений» являются ботаника, неорганическая химия, физическая и коллоидная химия, органическая химия, высшая математика, микробиология, физика, концепции современного естествознания.
Дисциплина «Физиология и биохимия растений» является основополагающей для изучения следующих дисциплин: агрохимии, виноградарства,
овощеводства, плодоводства, земледелия, защиты растений, основы биотехнологий, селекции и семеноводства, хранения и переработки плодов и овощей.
Особенностью дисциплины является то, что физиология растений служит теоретической основой рационального земледелия. Современный уровень знаний позволяет характеризовать агроценоз как сложную саморегулирующуюся адаптивную систему, все элементы которой взаимосвязаны. Только изучив закономерности функционирования этой системы, можно управлять процессом формирования урожая и его качеством.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
Изучение данной учебной дисциплины направлено на формирование у
обучающихся общекультурных профессиональных компетенций, представленных в таблице 1.
Таблица 1
Требования к результатам освоения учебной дисциплины
№ ИнСодержание
В результате изучения учебной дисциплины
п/ декс компетенции
обучающиеся должны:
п ком- (или ее части)
знать
уметь
владеть
петенции
3 ПК-24 научновозможности планировать и навыками обисследователь- и целесообставить веге- работки и анаская деятельразность истационные и
лиза экспериность: способпользования
полевые опы- ментальных
ностью применять современ- методов газо- ты, использо- данных, навы6
4
ные методы
научных исследований в области садоводства согласно
утвержденным
программам
метрии, электрофизиологии и спектрофотометрии в полевых
и вегетационных опытах;
вать современные приборы для регистрации
условий среды
и физиологических параметров растений;
ПК-25 готов к анализу
и критическому
осмыслению
отечественной
и зарубежной
научнотехнической
информации в
области садоводства
современные
представления
о сущность
физиологических и биохимических
процессов в
растениях, их
зависимости
от условий
окружающей
среды и значение в формировании
продуктивности посевов и
насаждений;
интерпретировать экспериментальные
данные изучения физиологических процессов и явлений в конкретных условиях среды;
ками систематизации результатов и
разработки
физиологических подходов
для повышения урожайности и качества
продукции садоводства;
навыками работы с научной литературой, применения
методов
математического анализа
и моделирования, анализа
экспериментального материала с точки
зрения будущей профессии;
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Распределение трудоёмкости дисциплины по видам работ по семестрам
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 5 зач.ед. (180 часов), их
распределение по видам работ семестрам представлено в таблице 2.
7
Таблица 2
Распределение трудоемкости дисциплины по видам работ по семестрам
Трудоемкость
Общая трудоемкость дисциплины по учебному плану
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (СРС)
в том числе:
консультации
реферат
самоподготовка к текущему контролю знаний
др. виды
Вид контроля:
зачет
экзамен
по
семестрам/модулям
№3
№4
зач.
ед.
Вид учебной работы
час.
5
2,5
1,0
180
90
36
90
36
18
90
54
18
1,5
2,5
54
90
18
54
36
36
0,2
0,3
0,75
7
20
5
20
2
27
20
7
0,25
9
9
1
27
27
4.2. Содержание дисциплины
Таблица 3
Тематический план учебной дисциплины
Наименование разделов дисциплины Всего
Введение
Раздел 1 «Физиология и биохимия
растительной клетки»
Раздел 2 «Водный обмен»
2
30
26
Аудиторная
работа
Л
ЛР
2
6
6
4
6
Внеаудито
рная
работа СР
18
16
8
Наименование разделов дисциплины Всего
Раздел 3 «Фотосинтез»
Всего за 3 семестр
Раздел 4 «Дыхание»
Раздел 5 «Минеральное питание»
Раздел 6 «Обмен и транспорт веществ в
растении»
Раздел 7 «Рост и развитие»
Раздел 8 «Приспособление и
устойчивость»
Раздел 9 «Физиология и биохимия
формирования качества урожая»
Всего за 4 семестр
Итого по дисциплине
32
90
18
16
Аудиторная
работа
Л
ЛР
6
6
18
18
4
6
4
6
Внеаудито
рная
работа СР
20
54
8
6
10
20
2
4
4
8
4
8
16
2
8
6
10
90
180
2
18
36
4
36
54
4
36
90
3 семестр
Введение
Предмет, задачи и место физиологии и биохимии растений в системе
биологических знаний и агрономических дисциплин.
Методы физиологии и биохимии растений. Изучение процессов жизнедеятельности на разных уровнях организации. Физиология растений – теоретическая основа агрономии и биотехнологии. Современные проблемы физиологии и биохимии растений.
Раздел 1 Физиология и биохимия растительной клетки
Тема 1 Состав и строение растительной клетки.
Химический состав клетки и физиологическая роль ее основных компонентов. Химический состав, структура и функции клеточной стенки.
Функции белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов. Витамины и их
роль в жизни растений.
Состав, строение, свойства и функции мембран. Химический состав,
структура и функции ядра и рибосом.
Тема 2 Функционирование растительной клетки.
Регуляция процессов жизнедеятельности на клеточном уровне. Поглощение и выделение веществ клеткой.
Реакции клетки на внешние воздействия и основанные на них тесты
диагностики состояния растительных тканей и растений.
9
Культура изолированных клеток и тканей, использование ее в селекции, для оздоровления посадочного материала, для получения физиологически активных препаратов.
Раздел 2 Водный обмен
Тема 3 Роль воды и термодинамика водного обмена
Общая характеристика водного обмена растений. Свойства воды и ее
значение в жизни растений. Термодинамические основы поглощения, транспорта и выделения воды.
Тема 4 Поглощение и испарение воды растением
Двигатели водного тока в растении. Корневое давление, его природа,
зависимость от внутренних и внешних условий.
Биологическое значение транспирации. Лист как орган транспирации.
Зависимость транспирации от внешних условий, ее суточный ход. Устьичное
и внеустьичное регулирование транспирации. Строение и функционирование устьиц. Значение устьиц в регулировании газообмена растений. Применение антитранспирантов в садоводстве.
Тема 5 Эффективность использования воды
Транспирационный коэффициент и его зависимость от внутренних и
внешних условий.
Водный баланс растения и посева и насаждения. Коэффициент водопотребления сельскохозяйственных культур. Физиологические основы орошения.
Раздел 3 Фотосинтез
Тема 6 Структурная организация фотосинтеза
Значение и структурная организация фотосинтеза. Особенности анатомо-морфологической структуры листа как органа фотосинтеза. Химический
состав, структура и функции хлоропластов. Фотосинтетические пигменты.
Тема 7 Световая и темновая фазы фотосинтеза
Световая фаза фотосинтеза. Значение работ К.А. Тимирязева. Химизм
и энергетика фотосинтеза. Анатомо-физиологические особенности C3-, C4- и
CAM-растений. Фотодыхание.
Тема 8 Экология фотосинтеза
Зависимость фотосинтеза от внешних и внутренних условий. Взаимодействие факторов при фотосинтезе. Дневная динамика и сезонные изменения фотосинтеза. Светолюбивые и теневыносливые растения. Использование
знаний об отношении растений к свету в агрономической практике. Методы
изучения фотосинтеза.
10
Тема 9 Фотосинтез и урожай
Основные показатели, характеризующие фотосинтетическую деятельность растений и посевов. Пути повышения продуктивности посевов и
насаждений. Физиологические основы выращивания растений при искусственном освещении.
4 семестр
Раздел 4 Дыхание
Тема 10 Химизм и энергетика дыхания
Роль дыхания в жизни растений. Оксидоредуктазы, их химическая природа и функции. Митохондрии как центр аэробного дыхания, связь структуры и локализации с функциональной активностью клетки. Химизм дыхания.
Окислительное фосфорилирование. Энергетика дыхания. Использование
энергии, высвобождающейся в процессе дыхания, на физиологические процессы в растительном организме.
Тема 11 Экология дыхания
Зависимость интенсивности дыхания от внутренних и внешних факторов. Дыхательный коэффициент и его зависимость от внутренних и внешних
условий. Регулирование дыхания при хранении сельскохозяйственной продукции.
Тема 12 Роль дыхания в продукционном процессе
Дыхание как центральное звено обмена веществ. Дыхание роста и дыхание поддержания, их зависимость от условий. Фотосинтез и дыхание как
элементы продукционного процесса.
Раздел 5 Минеральное питание
Тема 13 Физиология поглощения, распределения и усвоения элементов минерального питания
Химический элементный состав растений. Макро- и микроэлементы, их
усвояемые формы и роль в жизни растений. Критерии необходимости элементов. Потребность растений в элементах питания в течение вегетации.
Распределение по органам, накопление и вторичное использование (реутилизация) элементов минерального питания растений. Биосинтетическая роль
деятельности корня, ее взаимосвязь с функциями надземных органов.
Тема 14 Физиологические основы применения удобрений
Вегетационный и полевой методы исследования, их роль в изучении
основных закономерностей жизнедеятельности растений и решении практических задач. Физиологические основы диагностики обеспеченности расте11
ний элементами минерального питания. Антагонизм ионов, природа и значение в жизни растений. Физиологически уравновешенные растворы и их практическое применение. Физиологические основы выращивания растений без
почвы, использование в практике овощеводства и цветоводства.
Раздел 6 Обмен и транспорт веществ в растении
Тема 15 Обмен веществ у растений
Специфика обмена веществ у растений. Превращение азотистых веществ в растении. Значение работ Д.Н.Прянишникова в изучении азотного
обмена растений. Превращение веществ при прорастании семян. Метаболические пути синтеза важнейших химических веществ. Вторичный метаболизм. Роль дыхания в биосинтезах.
Тема 16 Транспорт веществ в растении
Ближний и дальний транспорт веществ в растении. Состав флоэмного и
ксилемного сока. Донорно-акцепторные отношения, аттрагирующие центры
в растении. Способы регулирования транспорта веществ с целью повышения
урожайности сельскохозяйственных культур и качества продукции.
Раздел 7 Рост и развитие
Тема 17 Рост и его закономерности
Определение понятий «рост» и «развитие». Фазы роста клеток, их физиолого-биохимические особенности. Рост и методы его изучения. Фитогормоны, их роль в жизни растений. Применение синтетических регуляторов роста в садоводстве.
Основные закономерности роста (целостность растительного организма, рост на протяжении всей жизни, периодичность, ритмичность, корреляции, полярность, регенерация), их использование в садоводстве. Глубокий и
вынужденный покой растений. Ростовые движения (тропизмы и настии), их
значение в жизни растений. Влияние внутренних и внешних факторов на
рост растений. Регулирование роста светом. Экологическая роль фитохрома
и других фоторецепторов.
Тема 18 Онтогенез и его регуляция
Развитие растений. Онтогенез и основные этапы развития растений.
Возрастная изменчивость морфологических и физиологических признаков. Значение работ Д.А. Сабинина в изучении онтогенеза. Фотопериодизм и яровизация как механизмы синхронизации жизненного цикла растения с сезонными изменениями внешних условий.
Раздел 8 Приспособление и устойчивость
Тема 19 Устойчивость растений и ее диагностика
Понятия физиологического стресса, устойчивости, адаптации. Приспособление онтогенеза растений к условиям среды как результат их эволюци12
онного развития. Физиологические основы устойчивости. Закаливание растений. Физиологические методы диагностики устойчивости растений.
Тема 20 Устойчивость растений к абиотическим и биотическим
факторам среды
Холодостойкость. Морозоустойчивость растений. Значение работ И.И.
Туманова в изучении морозоустойчивости растений. Зимние повреждения и
диагностика устойчивости растений. Зимостойкость как устойчивость ко
всему комплексу неблагоприятных факторов в осенне-зимне- весенний период. Методы определения жизнеспособности озимых и многолетних культур
после перезимовки.
Засухоустойчивость, солеустойчивость и жароустойчивость растений. Значение работ Н.А. Максимова в изучении устойчивости. Анатомофизиологические особенности ксерофитов и мезофитов, способы приспособления ксерофитов и мезофитов к недостатку воды в окружающей среде. Реакция растений на загрязнение окружающей среды. Полегание посевов, меры
предотвращения.
Устойчивость растений к действию биотических факторов. Физиологические основы иммунитета. Аллелопатические взаимодействия в ценозе.
Почвоутомление. Проблема комплексной устойчивости сортов и гибридов
сельскохозяйственных растений к биотическим и абиотическим факторам.
Раздел 9 Физиология и биохимия формирования качества урожая
Тема 21 Формирование качества семян
Роль генетических и внешних факторов в направлении и интенсификации синтеза конституционных и запасных веществ в семенах. Основные физиолого-биохимические процессы, происходящие при формировании семян.
Физиологические основы получения и хранения высококачественного семенного материала.
Тема 22 Формирование качества продукции садоводства
Физиолого–биохимические процессы при образовании продуктивных
частей растений. Влияние природно-климатических факторов, погодных
условий и агротехники на качество урожая. Физиологические основы хранения урожая.
Физиолого-биохимические подходы в разработке приемов получения
экологически безопасной продукции.
13
4.3 Лабораторные/практические/семинарские занятия
Таблица 4
Содержание лабораторного практикума и контрольных мероприятий
Кол№
Вид
№ и название
во
п/ № раздела
контрольного
лабораторных занятий
чап
мероприятия
сов
Раздел 1. Физиология и биохимия растительной
тестирование
6
клетки
1
Тема 1 Состав и Лабораторная работа № 1.
2
строение расти- Влияние катионов и аниозащита
тельной клетки. нов солей на форму и время плазмолиза.
2
Лабораторная работа № 2.
Диагностика повреждения
растительной ткани по
увеличению ее проницаемости.
защита
1
Лабораторная работа № 3.
Определение жизнеспособности семян по окрашиванию цитоплазмы.
Лабораторная работа № 4.
Тема 2 Функци- Определение концентрации
онирование рас- клеточного сока и потентительной клет- циального осмотического
ки
давления рефрактометрическим методом.
защита
1
Лабораторная работа № 5.
Определение потенциального осмотического давления клеточного сока методом плазмолиза.
Лабораторная работа № 6.
Определение градиентов
защита
2
биопотенциалов между зонами корня и их зависимо14
№
п/
п
№ раздела
№ и название
лабораторных занятий
сти от ионного состава
среды.
Раздел 2. Водный обмен
3
Тема 3 Роль во- Лабораторная работа № 7.
ды и термоди- Определение состояния
намика водного устьиц методом инфильобмена
трации (по Молишу).
4
Тема 4 Поглощение и испарение воды растением
5
Тема 5 Эффективность
использования воды
Лабораторная работа № 8.
Определение интенсивности транспирации у срезанных листьев при помощи торзионных весов (по
Иванову)
Лабораторная работа № 9.
Сравнение транспирации
верхней и нижней сторон
листа хлоркобальтовым
методом (по Шталю).
Лабораторная работа № 10.
Определение интенсивности транспирации и относительной транспирации
при помощи технических
весов.
Лабораторная работа № 11.
Определение водоудерживающей способности растений методом «завядания» (по Арланду).
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
тестирование
6
защита
1
защита
1
защита
1
защита
1
защита
2
Раздел 3. Фотосинтез
тестирование
6
Тема 6 Струк- Лабораторная работа № 12.
турная органи- Изучение химических
защита
зация фотосин- свойств пигментов листа.
теза
6
1
15
№
п/
п
7
8
№ раздела
№ и название
лабораторных занятий
Тема 7 Световая Лабораторная работа № 13.
и темновая фазы Фотосенсибилизирующее
фотосинтеза
действие хлорофилла на
реакцию переноса водорода (по Гуревичу).
Лабораторная работа № 14.
Определение интенсивности фотосинтеза по поглощению углекислого газа
газометрическим методом.
Лабораторная работа № 15.
Тема 8 Экология
Определение содержания
фотосинтеза
пигментов в листьях.
Тема 9 Фотосин- Лабораторная работа № 16.
тез и урожай
Определение площади листьев.
Раздел 4 Дыхание
Лабораторная работа № 17.
Обнаружение дегидрогеназ
в растении по восстановлению динитробензола.
Тема 10 Химизм
10
Лабораторная работа № 18.
и
энергетика
Обнаружение пероксидазы
дыхания
в соке клубня картофеля.
Лабораторная работа № 19.
Определение активности
каталазы в растительной
ткани.
Лабораторная работа № 20.
Тема 11 Эколо- Определение интенсивногия дыхания
сти дыхания прорастающих семян в токе воздуха с
11
помощью инфракрасного
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
1
защита
1
защита
защита
2
защита
1
тестирование
6
защита
1
9
1
защита
16
№
п/
п
№ раздела
№ и название
лабораторных занятий
газоанализатора.
Лабораторная работа № 21.
Определение интенсивности дыхания семян в закрытом сосуде.
Лабораторная работа № 22.
Определение дыхательноТема 12 Роль
12
го коэффициента прорасдыхания в протающих семян подсолнечдукционном
ника.
процессе
Семинар «Роль фот осинтеза и дыхания в продукционном процессе»
Раздел 5 Минеральное питание
13
Лабораторная работа № 23.
Определение общей и раТема 13 Физиобочей адсорбирующей пология поглощеверхности корневой систения, распределемы методом Сабинина и
ния и усвоения
Колосова.
элементов минеЛабораторная работа № 24.
рального питаВлияние источников азотния
ного питания на нитратредуктазную активность тканей растений
14 Тема 14 Физиологические ос- Семинар «Физиологиченовы примене- ские основы выращивания
ния удобрений
растений без почвы»
Раздел 6 Обмен и транспорт веществ в растении
15 Тема 15 Обмен
Лабораторная работа № 25.
веществ у
Влияние источников азотрастений
ного питания на нитратредуктазную активность тка-
Вид
контрольного
мероприятия
Колво
часов
1
защита
защита
1
контрольная
работа
2
тестирование
6
защита
2
2
защита
2
контрольная
работа
тестирование
4
защита
2
17
№
п/
п
№ раздела
№ и название
лабораторных занятий
Вид
контрольного
мероприятия
ней растений.
Лабораторная работа № 26.
Определение активности
защита
амилаз в прорастающих семенах.
Раздел 7 Рост и развитие
тестирование
16 Тема 17 Рост и Лабораторная работа № 27.
его
Периодичность роста расзащита
закономерности тений.
Лабораторная работа № 28.
Определение физиологической активности гибберелзащита
линов в биотесте с удлинением гипокотилей проростков.
Лабораторная работа № 29.
Определение силы роста
семян методом морфофизащита
зиологической оценки проростков.
Лабораторная работа № 30.
Наблюдение ярусной иззащита
Тема 18 Онтоге17
менчивости морфологиченез и его регуских признаков.
ляция
Семинар «Рост и развитие
контрольная
растений»
работа
Раздел 8 Приспособление и устойчивость
тестирование
18 Тема 19
Лабораторная работа № 31.
Устойчивость
Оценка степени повреждерастений и ее
ния растительных тканей
защита
диагностика
по выходу электролитов.
19
Тема 20 Устой- Лабораторная работа № 32.
чивость расте- Выявление защитного дейний к абиотиче- ствия сахаров на прото-
Колво
часов
2
8
1
1
2
2
2
8
2
1
защита
18
№
п/
п
№ раздела
№ и название
лабораторных занятий
ским и биотиче- плазму.
ским факторам Лабораторная работа № 33.
среды
Изучение действия сахарозы на белки протоплазмы.
Лабораторная работа № 34.
Определение солеустойчивости по ростовым процессам.
Семинар «Адаптация растений к условиям среды»
Раздел 9 Физиология и биохимия формирования качества урожая
20
Лабораторная работа № 35.
Определение содержания
Тема 22 Форми- нитратов в продуктивных
рование
каче- частях растений
ства продукции Семинар «Физиологосадоводства
биохимические подходы в
разработке приемов получения экологически безопасной продукции»
Всего
Колво
часов
Вид
контрольного
мероприятия
1
защита
защита
2
контрольная
работа
2
тестирование
4
защита
2
контрольная работа
2
54
4.4 Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
Таблица 5
Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины
№
№ раздела и
Перечень рассматриваемых вопросов
Кол-во
п/п
темы
для самостоятельного изучения
часов
Раздел 1 Физиология и биохимия растительной клетки
18
1.
Тема 1 Состав и Химический состав клетки и физиологичестроение расти- ская роль ее основных компонентов.
10
19
№
п/п
№ раздела и
темы
тельной клетки
Перечень рассматриваемых вопросов
Кол-во
для самостоятельного изучения
часов
Химический состав, структура и функции
клеточной стенки.
Витамины и их роль в жизни растений.
2.
Тема 2 Функционирование растительной клетки
Регуляция процессов жизнедеятельности
на клеточном уровне.
Культура клеток и тканей, использование
ее в селекции, для оздоровления посадочного материала, для получения физиологически активных препаратов.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Раздел 2 Водный обмен
Тема 1 Роль во- Общая характеристика водного обмена
ды и термоди- растений. Свойства воды и ее значение в
намика водного жизни растений.
обмена
Тема 2 Погло- Двигатели водного тока в растении.
щение и испаре- Биологическое значение транспирации.
ние воды расте- Лист как орган транспирации. Строение и
нием
функционирование устьиц. Зависимость
транспирации от внешних условий, ее суточный ход. Применение антитранспирантов в растениеводстве.
Тема 3 ЭффекВодный баланс растения и посева. Коэфтивность исфициент водопотребления сельскохозяйпользования во- ственных культур.
ды
Раздел 3 Фотосинтез
Тема 1 Струк- Значение и структурная организация фотурная органи- тосинтеза. Химический состав, структура
зация фотосин- и функции хлоропластов. Фотосинтетичетеза
ские пигменты.
Тема 2 Световая Световая фаза фотосинтеза. Значение раи темновая фазы бот К.А. Тимирязева. Химизм и энергетифотосинтеза
ка фотосинтеза. Фотодыхание.
Тема 3 Экология Зависимость фотосинтеза от внешних и
фотосинтеза
внутренних условий. Дневная динамика и
8
16
4
6
6
20
4
6
6
20
№
п/п
9.
10.
11.
12.
13.
14.
№ раздела и
темы
Перечень рассматриваемых вопросов
Кол-во
для самостоятельного изучения
часов
сезонные изменения фотосинтеза. Методы
изучения фотосинтеза.
Тема 4 Фотосин- Основные показатели, характеризующие
тез и урожай
фотосинтетическую деятельность растений и посевов.
4
Физиологические основы выращивания
растений при искусственном освещении.
Раздел 4 Дыхание
8
Тема 1 Химизм и Роль дыхания в жизни растений. Митоэнергетика ды- хондрии как центр аэробного дыхания,
хания
связь структуры и локализации с функциональной активностью клетки. Использо4
вание энергии, высвобождающейся в процессе дыхания, на физиологические процессы в растительном организме.
Тема 2 Экология Зависимость интенсивности дыхания от
дыхания
внутренних и внешних факторов. Регулирование дыхания при хранении сельскохозяйственной продукции.
Тема 3 Роль ды- Дыхание как центральное звено обмена
хания в продук- веществ.
ционном
процессе
Раздел 5 Минеральное питание
Тема 13 Физио- Химический элементный состав растений.
логия поглоще- Макро- и микроэлементы, их усвояемые
ния, распределе- формы и роль в жизни растений. Распрения и усвоения
деление элементов в растении. Потребэлементов мине- ность растений в элементах питания в терального питачение вегетации.
ния
Тема 2 Физиоло- Вегетационный и полевой методы исслегические основы дования, их роль в изучении основных заприменения
кономерностей жизнедеятельности растеудобрений
ний и решении практических задач. Фи-
2
2
6
4
2
21
№
п/п
15.
16.
17.
18.
19.
№ раздела и
темы
Перечень рассматриваемых вопросов
Кол-во
для самостоятельного изучения
часов
зиологические основы выращивания растений без почвы, использование в практике овощеводства.
Раздел 6 Обмен и транспорт веществ в растении
4
Тема 1 Обмен
Специфика обмена веществ у растений.
веществ у
Значение работ Д.Н. Прянишникова в
растений
изучении азотного обмена растений.
2
Превращение веществ при прорастании
семян. Вторичный метаболизм.
Тема 2
Ближний и дальний транспорт веществ в
Транспорт
растении.
Способы
регулирования
веществ в
транспорта веществ с целью повышения
2
растении
урожайности и качества продукции
садоводства.
8
Раздел 7 Рост и развитие
Тема 1 Рост и его
Фазы роста клеток, их физиологозакономерности
биохимические особенности. Рост и методы его изучения. Применение синтетических регуляторов роста в садоводстве.
Основные закономерности роста (целостность растительного организма,
4
рост на протяжении всей жизни, периодичность, ритмичность, корреляции, полярность, регенерация), их использование в садоводстве. Глубокий и вынужденный покой растений. Ростовые движения (тропизмы и настии), их значение
в жизни растений.
Тема 2 Онтогенез Развитие растений. Онтогенез и основи его регуляция
ные этапы развития растений.
Возрастная изменчивость морфо4
логических и физиологических признаков. Значение работ Д.А. Сабинина в
изучении онтогенеза.
Раздел 8 Приспособление и устойчивость
6
Тема 1
Понятия физиологического стресса,
2
22
№
п/п
№ раздела и
темы
Устойчивость
растений и ее
диагностика
Перечень рассматриваемых вопросов
Кол-во
для самостоятельного изучения
часов
устойчивости, адаптации. Приспособление
онтогенеза растений к условиям среды как
результат их эволюционного развития.
Физиологические методы диагностики
устойчивости растений.
20. Тема 2 Устойчи- Холодостойкость. Зимние повреждения и
вость растений к диагностика устойчивости растений. Моабиотическим и розоустойчивость растений. Зимостойбиотическим
кость как устойчивость ко всему комплекфакторам среды су неблагоприятных факторов в осеннезимне- весенний период.
4
Засухоустойчивость, солеустойчивость и
жароустойчивость растений. Реакция растений на загрязнение окружающей среды.
Полегание посевов, меры предотвращения.
Устойчивость растений к действию биотических факторов.
Раздел 9 Физиология и биохимия формирования качества
4
урожая
21. Тема 1 Форми- Основные физиолого-биохимические прорование качества цессы, происходящие при формировании
2
семян
конституционных и запасных веществ.
Формирование семян.
22. Тема 2 ФормиФизиолого–биохимические процесрование качества сы при образовании продуктивных частей
продукции садо- растений.
Влияние
природноводства
климатических факторов, погодных усло2
вий и агротехники на качество урожая.
Физиологические основы хранения урожая.
ВСЕГО
90
4.5 Рефераты, контрольные вопросы и задания
Темы рефератов
1. Основные закономерности роста растений, их использование в садоводстве.
2. Покой растений и способы его регулирования.
23
3. Особенности жизнедеятельности растений в фитоценозе.
4. Системы регуляции и интеграции у растений.
5. Гормональная регуляция процессов жизнедеятельности у растений.
6. Физиологические основы применения регуляторов роста и развития в
садоводстве.
7. Водный баланс посевов сельскохозяйственных культур.
8. Зависимость роста растений от экологических факторов.
9. Физиологические основы орошения.
10. Стресс в жизни растений.
11.Взаимосвязь и регуляция метаболических процессов в растении.
12.Гетеротрофный способ питания у растений.
13.Действие факторов среды на фотосинтез в фитоценозах.
14.Продуктивность растений и газообмен.
15.Влияние водного дефицита на физиологические процессы у растений.
16. Сопряженная эволюция типов обмена веществ и среды обитания растений.
17. Фотосинтез, дыхание, рост и продуктивность растений.
18. Физиологические основы применения удобрений.
19. Физиологические основы выращивания растений без почвы.
20.Физиологические основы выращивания растений при искусственном
освещении.
21. Полегание растений, его причины и способы предотвращения.
22.Физиологические основы вегетативного размножения растений.
23.Зависимость качества продукции садоводства от сорта, почвенноклиматических условий, агротехники и сроков уборки.
24.Причины зимних повреждений растений, меры предотвращения.
25. Действие на растения загрязнения атмосферы и почвы.
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Раздел 1 Физиология и биохимия растительной клетки
Каковы отличия растительной клетки от животной?
Что такое тотипотентность клеток?
В каких клеточных структурах протекает процесс трансляции?
Какая часть сложного фермента отвечает за ход химической реакции?
Почему большинство белков обладают высокой лабильностью?
Чем характеризуется активный транспорт веществ через мембрану?
Какая группа липидов обладает наибольшей гидрофобностью?
24
8. Чем конкурентное ингибирование активности ферментов отличается от
аллостерического?
9. Какая группа углеводов выполняет транспортную функцию?
10.Какие органеллы клетки называются полуавтономными и почему?
Раздел 2 Водный обмен
1. Какие свойства воды являются аномальными и какое значение они
имеют в живых системах?
2. Чем отличается механизм поглощения воды семенами от механизмов
поглощения воды вакуолизированными клетками?
3. Какой вид транспирации идет в ночное время?
4. Проанализируйте суточный ход устьичных движений при ограниченном влагообеспечении растений.
5. Какая ткань корня играет особую роль в создании корневого давления?
6. Какая почва называется физиологически сухой?
7. Какие вещества называются антитранспирантами?
8. Какой водный дефицит не опасен для растений?
9. Какая структура растений называется ксероморфной?
10.Какие физиологические показатели могут быть использованы для установления необходимости полива?
Раздел 3 Фотосинтез
1. Какая часть молекулы хлорофилла отвечает за поглощение солнечных
лучей?
2. Какой хлорофилл называется антенным?
3. В какой части хлоропласта протекает фотосинтетическое фосфорилирование?
4. Какая фотосистема отвечает за фотолиз воды?
5. В какой фазе цикла Кальвина расходуются продукты световой фазы?
6. Сколько раз должен обернуться цикл Кальвина, чтобы образовалась
одна молекула глюкозы?
7. Чем отличается химизм фотосинтеза С4 –растений от С3 -растений?
8. При каких условиях усиливается фотодыхание?
9. Каково среднее значение КПД ФАР фотосинтеза посева?
10.Что следует учитывать при светокультуре растений?
Раздел 4 Дыхание растений
1. Чем отличается дыхание от горения?
25
2. Какие группы витаминов являются коферментами дегидрогеназ?
3. Какой вид фосфорилирования осуществляется при гликолизе?
4. Почему цикл Кребса называют циклом лимонной кислоты или ди- и
трикарбоновых кислот?
5. Где расположена электронно-транспортная цепь?
6. Сколько молекул АТФ образуется при вступлении в ЭТЦ ФАДH2?
7. Какие соединения образуются из ацетил – СоА?
8. Какою величину имеет ДК, если субстратом дыхания являются белки?
9. Что такое дыхание роста и дыхание поддержания?
10.Проанализируйте внутриклеточную локализацию этапов окислительного процесса.
Раздел 5 Минеральное питание
1. Какие элементы называются биогенными или питательными веществами?
2. Что такое реутилизация?
3. Как называется беспочвенная культура растений?
4. Что такое аддитивность?
5. Избыток какого элемента минерального питания приводит к задержке
репродуктивного развития?
6. Недостаток какого микроэлемента вызывает отмирание верхушечных
меристем?
7. Каковы механизмы поглощения элементов минерального питания
растением при недостатке их в среде?
8. С чем связано затруднение поглотительной деятельности корня на переувлажненных и заболоченных почвах?
9. Какая из тканей корня представляет наибольший барьер при радиальном транспорте ионов?
10. Проанализируйте требования к питательному раствору при выращивании растений на гидропонике.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Раздел 6 Превращение и транспорт веществ
Назовите ключевые ферменты ассимиляции азота.
Какое значение имеют амиды в азотном питании растений?
В чем состоит биосинтетическая деятельность корня?
Каковы предполагаемые механизмы транспорта веществ по флоэме?
С каких процессов начинается прорастание семян?
Что является продуктом гидролиза жиров?
Каковы механизмы ближнего транспорта веществ в растении?
26
8. По каким тканям осуществляется дальний транспорт веществ?
9. Чем определяется направление транспорта веществ в растении?
10. Проанализируйте роль транспортной системы в гормональной регуляции обмена веществ в растении?
Раздел 7 Рост и развитие
1. Какие растения называют монокарпическими?
2. Какие природные ингибиторы не являются фитогормонами и почему?
3. Какой фитогормон называют гормоном молодости?
4. Какие закономерности роста и ростовые явления используют в садоводстве?
5. Какое влияние на фотоморфогенез растения оказывает красных свет?
6. На каком этапе развития происходит переход от гетеротрофного питания к автотрофному?
7. Что такое растения-двуручки?
8. Какая группа растений по фотопериодической реакции преобладает в
средних широтах?
9. Что такое календарный и физиологический возраст органа?
10. В чем состоит физиологическое значение яровизации?
Раздел 8 Приспособление и устойчивость
1. Какие вещества обладают защитным действием?
2. Какие процессы протекают во вторую фазу закалки растений к морозам?
3. По какой причине могут погибнуть растения в теплую многоснежную
зиму?
4. Какие вещества используют для борьбы с полеганием?
5. Каким этапам развития соответствует критический период онтогенеза к
засухе?
6. Какой вид засоления оказывает самое пагубное действие на растение?
7. Какие организмы являются биоиндикаторами на загрязнение атмосферы токсичными газами?
8. Что такое аллелопатия?
9. В чем состоит физиологическое значение реакции сверхчувствительности растений?
10.Проанализируйте защитно-приспособительные реакции растений против повреждающих воздействий на клеточном, организменном и популяционном уровнях.
27
Раздел 9 Физиология и биохимия формирования качества урожая
1. Рассмотрите метаболические пути образования конституционных и запасных веществ семян.
2. Какие условия способствуют накоплению белков в зерне?
3. Какие условия способствуют накоплению жиров?
4. Рассмотрите метаболические пути накопления углеводов при формировании плодов.
5. Какие условия способствуют сахаронакоплению в продукции садоводства?
6. Какие физиологические процессы активируются при механизированной уборке плодов?
7. Проанализируйте физиологические основы хранения семян.
8. Каковы условия формирования и сохранения семенного материала?
9. В чем состоят физиологические основы хранения сочной продукции
садоводства?
10.Какие условия способствуют накоплению нитратов в продукции растениеводства?
5. Образовательные технологии
Таблица 6
Применение активных и интерактивных образовательных технологий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование используеТема и форма занятия
мых активных и интерактивных образовательных
технологий
Реакции клетки на внешЛ Лекция прессние воздействия
конференция
Определение концентраЛР Работа в малых группах и
ции клеточного сока расанализ конкретных ситуатений разных экологичеций
ских групп
Определение интенсивно- ЛР Коллективная мыслительсти транспирации и отноная деятельность при обсительной транспирации
суждения результатов
при помощи технических
учебной исследовательвесов
ской работы
Эффективность использо- Л Активная форма проведе-
Кол-во
часов
2
2
2
2
28
вания воды растениями
5.
6.
Фотосенсибилизирующее
действие хлорофилла на
реакцию переноса водорода (по Гуревичу).
Определение содержания
пигментов в листьях растений разных экологических групп
Продукционный процесс
ния проблемной лекции,
основанная на вопросах
студентов
ЛР Интерактивная форма обсуждения результатов
учебной исследовательской работы
ЛР Работа в малых группах и
анализ конкретных ситуаций
Интерактивная формы
проведения проблемной
лекции, основанная на вопросах студентов
8. Определение дыхательного ЛР Коллективная мыслителькоэффициента прорастаюная деятельность при общих семян подсолнечника.
суждения результатов
учебной исследовательской работы
9. Определение общей и раЛР Работа в малых группах и
бочей адсорбирующей поанализ конкретных ситуаверхности корней
ций
10. Влияние источников азот- ЛР Интерактивные формы
ного питания на нитратреразбора конкретных ситудуктазную активность ткааций
ней растений.
11. Регуляция онтогенеза рас- Л Интерактивная формы
тений
проведения проблемной
лекции, основанная на вопросах студентов
12. Определение физиологиче- ЛР Работа в малых группах и
ской активности гиббереланализ конкретных ситуалинов в биотесте с удлинеций
нием гипокотилей проростков.
13. Периодичность роста дре- ЛР Интерактивные формы
весных побегов
разбора конкретных ситуаций
7.
Л
2
2
2
2
2
2
2
2
29
14. Стресс-физиология расте- Л
ний
15. Диагностика повреждения ЛР
растительной ткани по
увеличению ее проницаемости
16. Определение солеустойчи- ЛР
вости по ростовым процессам
17. К.А. Тимирязев – ученый,
гражданин, патриот
Лекция прессконференция
Работа в малых группах и
анализ конкретных ситуаций
2
2
Коллективная мыслитель- 2
ная деятельность при обсуждения результатов
учебной исследовательской работы
СР Посещение Музей4
квартиры К.А. Тимирязева
ВСЕГО 36
Общее количество часов аудиторных занятий, проведенных с применением активных и интерактивных образовательных технологий составляет 36
часов (20% от общей трудоемкости дисциплины).
6.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
6.1 Оценочные средства текущего
сформированности компетенций
контроля
успеваемости
и
Виды текущего контроля: реферат, коллоквиум, тестирование, зачет.
Виды итогового контроля: зачет, экзамен.
Итоговый контроль – экзамен.
30
Критерии оценки знаний, умений, навыков (в том числе и заявленных
компетенции)
Таблица 7
Общее количество баллов
Оценка
Количество
кредитов
6
Хорош
Макси- НеудовлетвоУдовлетворит.
Отлично
рит.
о
маль-ная
сумма
Оценка ECTS
баллов
FX
F (2)
E (3) D (3+) C (4) B (5) A (5+)
(2+)
106- 121- 151- 166180
менее 61 61-90 91-105
120
150
161
180
Таблица 6
Диапазонов итоговой оценки
БРС
Итоговая оценка
151-180
5
121-150
4
91-120
3
0-90
2
Балльная структура оценки и шкала оценок
Таблица 8
Внутрисеместровые аттестации:
рубежные аттестации (тестирование)
контрольные работы
защита лабораторных работ
творческая работа
зачет
Итоговое испытание (экзамен)
Всего
Максимальная сумма баллов:
30 баллов
40 баллов
30 баллов
20 баллов
10 баллов
50 баллов
180 баллов
S max = 180 баллов
В третьем семестре зачет по дисциплине проставляется при получении
студентом не менее 35 баллов. В случае получения студентом менее 35 баллов, но более 25 ему предлагается выполнить дополнительное задание, кото-
31
рое оценивается максимум в 10 баллов. В случае получения студентом менее
25 баллов ему проставляется «незачет».
Таблица 9
Система оценок:
A
B
C
D
E
FX
F
Отлично - блестящие результаты с незначительными недочётами
Очень хорошо - выше среднего уровня, с некоторыми недочётами
Хорошо - в целом серьёзная работа, но с рядом замечаний
Удовлетворительно - неплохо, однако имеются серьёзные недочёты
Посредственно - результаты удовлетворяют минимальным требованиям (проходной балл)
Условно неудовлетворительно - для присвоения кредита требуется
выполнение некоторой дополнительной работы
Безусловно, неудовлетворительно - требуется выполнение значительного объёма работы (либо повтор курса в установленном порядке, либо основание для отчисления)
6.2 Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине
Физиология и биохимия растительной клетки
1. Мембраны, их химический состав, структура и функции.
2. Белки растений, их состав, структура и функции.
3. Углеводы, их роль в жизни растений.
4. Липиды, их химическая природа и функции.
5. Нуклеиновые кислоты, их состав, структура и функции.
6. Химический состав, структура и функции ядра и рибосом.
Биосинтез белка.
7. Общие свойства ферментов. Кинетика ферментативных реакций.
8. Витамины и их роль в жизни растений. Изменение содержания витаминов в растениях в зависимости от условий выращивания.
9. Химический состав, структура и функции клеточной стенки.
10.Принцип компартментации на клеточном и субклеточном уровнях.
11.Механизмы поглощения веществ растительной клеткой.
12.Представление о тотипотентности растительных клеток.
13.Ответные реакции клетки на повреждающее воздействие и основанные
на них тесты диагностики состояния растений.
14.Культура клеток и тканей, основы микроклонального размножения.
Водный обмен
1. Термодинамические основы поглощения воды клеткой.
32
2. Водный потенциал растительной ткани, методы определения и возможности использования для диагностики водного режима растений.
3. Осмотический потенциал растительной ткани, методы определения и
возможности использования в сельскохозяйственной практике.
4. Корневое давление, физиологическая роль, зависимость от внутренних
и внешних факторов.
5. Транспирация, ее размеры и зависимость от внутренних и внешних
факторов. Методы учета и возможности регулирования транспирации.
6. Физиология устьичных движений. Применение антитранспирантов в
садоводстве и лесном строительстве.
7. Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления.
Пути повышения эффективности использования воды растениями.
8. Полевые методы изучения параметров водного обмена растений.
9. Физиологические основы орошения овощных и плодовых культур.
Фотосинтез
1. Особенности анатомо-морфологической структуры листа как органа
фотосинтеза.
2. Химический состав, структура и функции хлоропластов.
3. Пигменты листа, методы их выделения и разделения.
4. Светолюбивые и теневыносливые растения, их физиологические различия.
5. Пигменты листа, их химический природа и оптические свойства.
6. Организация и функционирование пигментных систем. Значение работ
К.А. Тимирязева в изучении трансформации световой энергии.
7. Световая фаза фотосинтеза. Циклическое и нециклическое фосфолирирование.
8. Темновая фаза фотосинтеза у C3–растений.
9. Физиолого-биохимические различия между C3 и C4 – растениями.
10.Влияние на фотосинтез внутренних и внешних факторов. Дневная динамика и сезонные изменения фотосинтеза.
11.Взаимодействие факторов при фотосинтезе. Использование принципа
взаимодействия факторов для регулирования фотосинтетической деятельности посевов.
12.Фотосинтез и урожай. Пути повышения продуктивности растений.
13. Методы изучения фотосинтеза.
14.Физиологические основы выращивания растений при искусственном
освещении.
33
Дыхание и обмен веществ
1. Дегидрогеназы растений, их химический природа и функции.
2. Оксидазы, их химический природа и функции.
3. Митохондрии как центры аэробного дыхания.
4. Окислительное фосфорилирование. Особенности субстратного и коферментного фосфорилирования.
5. Анаэробная фаза дыхания , химизм, место осуществления в клетке и
биологическая роль.
6. Аэробная фаза дыхания , химизм, место осуществления в клетке и биологическая роль.
7. Энергетика дыхания, вклад в нее анаэробной и аэробной фаз.
8. Роль дыхания в биосинтезе белков, липидов, нуклеиновых кислот и
других жизненно важных соединений.
9. Использование энергии, высвобождающейся в процессе дыхания, на
физиологические процессы в растительном организме.
10.Фотодыхание, химизм, структурная организация и роль в жизни растений.
11.Зависимость дыхания от внутренних и внешних факторов. Физиологические основы регулирования дыхания при хранении с/х продукции.
12.Дыхательный коэффициент, способы его определения. Использование
для характеристики растительных объектов.
13.Транспорт органических веществ в растении.
14.Превращение веществ при прорастании семян; способы регулирования
покоя и прорастания семян.
Минеральное питание растений.
1. Физиологическая роль и структурная организация ближнего и дальнего
транспорта элементов минерального питания в растении.
2. Распределение по органам, накопление и вторичное использование (реутилизация) элементов минерального питания в растении.
3. Физиологические основы применения удобрений при возделывании с/х
культур. Возможности использования листовой диагностики условий
минерального питания.
4. Антагонизм ионов, природа и значение в жизни растений. Физиологически уравновешенные растворы и их практическое применение.
5. Физиологическая роль азота, особенности питания растений нитратными и аммониевыми солями.
6. Калий, кальций и магний, их роль; внешние признаки недостатка.
34
7. Биосинтетическая роль деятельности корня и ее взаимосвязь с функционированием надземных органов.
8. Физиологическая роль микроэлементов. Внешние признаки недостатка.
9. Физиологическая роль фосфора и серы, их усвояемые формы и распределение по растению. Внешние признаки недостатка этих элементов.
10.Вегетационный и полевой методы исследования, их роль в изучении
основных закономерностей жизнедеятельности растений и решения
практических задач.
11.Физиологические основы выращивания растений без почвы, использование в практике защищенного грунта.
12.Превращения азотистых веществ в растениях. Значение работ Д. Н.
Прянишникова в изучении азотного обмена растений.
Онтогенез растений и формирование урожая.
1. Фазы роста клеток, их физиолого–биохимические особенности, роль в
формировании тканей и органов растений.
2. Влияние внутренних и внешних факторов на рост растений.
3. Корреляции роста, их физиологическая природа и роль. Использование
корреляций роста в садоводстве.
4. Закономерности роста растений, их использование в садоводстве.
5. Онтогенез и основные этапы развития растения.
6. Фитогормоны, общие закономерности действия. Роль в регуляции роста и развития растений.
7. Возрастные изменения морфологических и физиологических признаков растений и их отдельных органов.
8. Синтетические регуляторы роста, физиологические основы их практического применения.
9. Фотопериодизм растений, его приспособительное значение.
10.Яровизация у озимых, двуручек и двулетников, ее приспособительное
значение.
11.Регулирование роста светом. Экологическая роль фитохрома.
12.Глубокий и вынужденный покой, биологическое значение, способы
продления и прерывания.
13.Физиологические основы вегетативного размножения плодовых и
ягодных культур.
14.Физиология и биохимия формирования семян. Физиологические основы хранения зерна.
15.Физиолого–биохимические процессы при образовании клубней и корнеплодов. Физиологические основы хранения урожая.
35
16.Зависимость качества урожая от сорта, почвенно-климатических условий, агротехники и сроков уборки.
17.Физиология и биохимия формирования сочных плодов.
Приспособление и устойчивость растений.
1. Физиологические основы устойчивости растений к неблагоприятным
факторам среды.
2. Холодоустойчивость растений, причины повреждения и гибели теплолюбивых растений при положительных температурах.
3. Морозоустойчивость растений. Значение работ И.И. Туманова в изучении морозоустойчивости растений.
4. Зимостойкость. Причины зимних повреждений и меры их снижения.
5. Засухоустойчивость и жароустойчивость. Значение работ Н.А. Максимова в изучении засухоустойчивости растений.
6. Солеустойчивость растений.
7. Полегание растений, анатомо-физиологические причины и способы
предотвращения.
8. Анатомо-физиологические особенности ксерофитов и мезофитов.
9. Нарушение физиологических процессов под влиянием инфекции; иммунитет растений.
10.Действие на растение загрязнения среды. Накопление токсических веществ в продуктивных частях растений.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
1. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. Под ред.
проф. Н.Н. Третьякова. - М.: КолосС, 2005.
2. Практикум по физиологии растений. Под ред. проф. Н. Н. Третьякова. - М.: КолосС, 2003.
7.2 Дополнительная литература
1. Кузнецов Вл. В., Дмитриева Г А. Физиология растений. - М.: Высшая
школа, 2005.
2. Пильщикова Н.В. Физиология растений с основами микробиологии. М.: Мир, 2004.
3. Справочник терминов и понятий по физиологии и биохимии растений
/Под ред. М.Н. Кондратьева. - М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА, 2007.
36
4. Физиология растений / Н.Д. Алехина, Ю.В. Балнокин, В.Ф. Гавриленко
и др.; Под ред. И.П. Ермакова. – М.: Изд. центр. «Академия», 2005.
5. Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Ю. Физиология растений. - М.: Владос,
2005.
7.3 Методические указания, рекомендации и другие материалы к
занятиям
1. Панфилова О.Ф., Пильщикова Н.В. Физиология растений. Тетрадь для
лабораторно-практических занятий. - М.: РГАУ-МСХА, 2011.
2. Третьяков Н.Н., Панфилова О.Ф., Пильщикова Н.В. Библиографический указатель по физиологии растений. – М.: Издательство РГФУМСХА, 2012.
7.4 Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
1. http://www.ippras.ru/ Институт физиологии растений РАН
2. http://school-collection.edu.ru/ Единая коллекция цифровых образовательных рессурсов
3. http://window.edu.ru/ Единое окно доступа к образовательным ресурсам
4. http://www.informika.ru/text/index.html ФГУ "Государственный НИИ
информационных технологий и телекоммуникаций"
5. http://www.zin.ru/BIODIV/bd_proj.htm Информационный проект «Биоразнообразие России»
6. http://www.darwin.museum.ru/ Государственный Дарвиновский музей
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Агрикола и ВИНИТИ, научная электронная библиотека e-library, Rambler, Yandex, Google, Agricola, Current Contents, e-journals, PubMed, ScienceDirect.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная лекционная аудитория с мультимедиа оснащением, экран, кодоскоп-оверхед, ксерокс для размножения раздаточного материала, световые шкафы для выращивания растительного материала, термостаты, сушильные шкафы, инфракрасный газоанализатор, микроскопы, рефрактометры, спектрофотометр, фотоэлектроколориметр, лабораторные весы, химическая посуда и реактивы.
Доступ к комплектам библиотечного фонда. Журналы: Агрохимия,
Биотехнология, Биохимия, Ботанический вестник, Международный сельскохозяйственный журнал, Сельскохозяйственная биология, Онтогенез, Физио37
логия растений, Экология, Экология – ХХI век, Bioscience, Biotechnology and
Biochemistry, Cell, Physiologia Plantarum, Plant Physiology, Plant, Cell and Environment, Trends in Plant Science, Current Opinion in Plant Biology.
9. Методические рекомендации студентам по освоению дисциплины
Самостоятельная работа должна быть направлена на углубленное изучение актуальных проблем физиологии растений, последних достижений
науки и возможностей их практического использования.
Растительный организм необходимо рассматривать как совокупность
систем различной степени сложности – от клетки до фитоценоза. Особое
внимание обратите на формирование физиологических процессов растений в
ходе эволюции. Необходимо получить прочные знания и глубокое понимание того, что именно белкам принадлежит ведущая роль в функционировании растительного организма. Подробнее необходимо остановится на мембранах как носителях ионного и молекулярного порядка в клетке, их интегрирующей роли в целостном растении. Внимательно изучите особенности
растений как автотрофного организма. Его уникальные функции – фотосинтез и минеральное питание. Обратите особое внимание на азотный обмен
растений и его роль в круговороте азота в природе. Заслуживает пристального изучения продукционный процесс фитоценозов. Рассмотрите факторы,
определяющие чистую продуктивность фотосинтеза. В настоящее время появилась возможность количественно оценить энергетические затраты растения на рост и поддержание функционально активного состояния уже сформированных структур.
Большое значение имеют вопросы эндогенной регуляции, зависимости
энергетического и пластического обмена от напряженности факторов среды.
Среди них ведущую роль играют свет и влагообеспеченность растений. Посевы и насаждения являются сложными фотосинтетическими системами, эффективность функционирования которых во многом зависит от густоты стояния растений, их архитектоники. Практическое значение имеют также физиологические основы орошения, показатели продуктивности расхода воды,
применение удобрений как способа повышения урожая и эффективности использования воды.
Изучение роста и развития растений необходимо начать с четкого
определения этих понятий, которые дал Д. А. Сабинин. Особое внимание обратить на основные закономерности роста и его гормональную регуляцию,
физиологические основы применения регуляторов роста. Рассматривая развитие растений, необходимо обратить внимание на разные способы периоди38
зации онтогенеза, разобрать теорию циклического старения и омоложения Н.
П. Кренке, ее практическое значение.
Большое практическое значение имеют вопросы экологической регуляции онтогенеза. Необходимо подробно рассмотреть фотопериодизм, термопериодизм и яровизацию как способы синхронизации жизненного ритма с
ходом сезонных изменений в природе, возможности управления развитием
растений.
При изучении вопросов адаптации и устойчивости растений к действию неблагоприятных факторов среды необходимо рассмотреть их влияние
на физиологическое состояние растений, обратить внимание на защитноприспособительные реакции, условия, в которых они реализуются. Освоить
методы экспресс-диагностики состояния растений и пути повышения их
устойчивости.
Изучая курс физиологии растений, необходимо не упускать из вида,
что растение, а тем более фитоценоз – это сложная саморегулирующаяся
адаптивная система, все элементы которой взаимосвязаны. Только изучив закономерности функционирования этой системы, можно управлять процессом
формирования посева и его продуктивностью.
Виды и формы отработки пропущенных занятий
Студент, пропустивший занятия, обязан в течение двух недель во внеурочное время выполнить лабораторные работы. На кафедре еженедельно
выделяется день отработки пропущенных занятий с дежурством преподавателя до 18.00. Дежурный преподаватель подписывает выполнение экспериментальной части, защищать работу необходимо на следующем занятии по
расписанию практикума. Материал пропущенных коллоквиумов необходимо
сдавать преподавателю по предварительной договоренности во внеурочное
время. Высший балл за реферат можно получить только при его сдаче в срок.
Материал пропущенных лекций необходимо проработать самостоятельно.
Рабочей программой предусмотрены консультации в течение семестра, которыми необходимо активно пользоваться.
10. Методические рекомендации преподавателям по организации
обучения по дисциплине
При преподавании курса необходимо ориентироваться на современные
образовательные технологии путем использования технологий балльнойрейтинговой оценки результатов, группового способа обучения на лабораторном практикуме, дебатов на коллоквиумах. Реализация компетентностно39
го подхода должна обеспечиваться широким использованием активных и интерактивных форм проведения занятий, профориентацией в процессе обучения. Занятия в интерактивной форме должны составлять не менее 20%. Посещение научных лабораторий и исследовательских центров, встречи с представителями российских и зарубежных компаний, мастер-классы экспертов и
специалистов позволят повысить интерес к изучению дисциплины.
Текущий контроль успеваемости студентов и промежуточную аттестацию целесообразно проводить путем тестирования и коллоквиумов. Самостоятельная работа должна быть направлена на углубленное изучение актуальных проблем физиологии растений, последних достижений науки и возможностей их использования в садоводстве.
Программу разработали:
Тараканов И.Г., д.б.н., профессор
_______________________
(подпись)
Пильщикова Н.В., к.б.н., доцент
_______________________
(подпись
40