СД.В.3.1 Адаптогенез растений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
СД.В.3.1. АДАПТОГЕНЕЗ РАСТЕНИЙ
Основная образовательная программа подготовки специалиста по
специальности
050102 Биология
Утверждено на заседании кафедры
биологии и химии
естественно-географического факультета
(протокол № 13 от 02 апреля 2008 г.)
Зав. кафедрой___________М.Н. Харламова
2
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины
1.1. Автор программы: Жиров В.К., д.б.н., профессор, член-корреспондент РАН, директор
ПАБСИ КНЦ РАН, профессор кафедры биологии и химии МГПУ
1.2. Рецензенты:
Козлов Н.Е., д.г.-м.н., профессор, директор Апатитского филиала МГТУ
Кислых Е.Е., д.б.н., профессор, зав. кафедрой экологии Кольского филиала ПетрГУ
1.3. Пояснительная записка:
ЦЕЛЬЮ преподавания настоящего курса является формирование у слушателей знаний
об основных подходах к созданию синтетической концепции связывающей разнообразные
эффекты повреждения и адаптаций растений и животных с вариациями их физиологического
возраста, в качестве функциональной основы которого для растений предлагается
определенный тип взаимоотношений между синтезом и СРО полиненасыщенных липидов, а в
качестве структурной – изменения ультраструктуры хлоропластов.
ЗАДАЧАМИ курса являются формирование представлений:
1)
Об основах биохимии и физиологии мембран,
2)
О механизмах индукции и ингибирования процессов свободнорадикального
окисления,
3)
О физиологическом возрасте и процессах старения как основе
морфофизиологического разнообразия в растительном и животном царствах,
4)
Об основных принципах физиологической классификации адаптивной
изменчивости растительных и животных организмов в неблагоприятных
условиях окружающей среды.
МЕСТО КУРСА В ОБЩЕЙ СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТА
Адаптации являются важнейшими функциями биологических систем, обеспечивающими
их выживание и воспроизведение в изменяющихся условиях окружающей среды. Несмотря на
продолжительную историю изучения адаптаций, в литературе до сих пор отсутствует единая
система представлений об их механизмах и, соответственно, не сформулированы общие
принципы их классификации. Вместе с тем, значительный объем накопленного фактического
материала и концепций позволяет предполагать, что в ближайшее время в современных
представлениях об адаптациях должен произойти синтез существующих подходов, результатом
которого станет создание единой теории адаптациогенеза и единой системы классификации
разнообразных адаптивных эффектов.
На протяжении последних 60 лет, и, в особенности, в течение последней трети этого
периода, в физиологической и цитологической областях был разработан ряд концепций,
которые могут послужить развитию синтетической теории адаптаций. Среди наиболее важных
из них следует отметить теорию циклического старения и омоложения растений Н.П.Кренке
[1940], концепцию стресса Г.Селье [Selue, 1956], представления об универсальной структуре
биологических мембран [Danielli, Dawson, 1935], представления о свободнорадикальном
окислении (СРО) мембранных липидов как универсальном биохимическом механизме
повреждения клетки различными агентами [Владимиров, Арчаков, 1972], а также механизме
естественного старения [Harman, 1956; Канунго, 1982]. Применительно к растениям,
представления об универсальных механизмах адаптаций позднее высказывались О.А.
Заураловым [1982], Т.П. Петровской-Барановой [1983], Е.Б. Кириченко [1992]. Существенный
вклад в развитие знаний о цитологических основах неспецифических реакций растений на
изменения условий внешней среды внес также Х. .Лихтенталлер [Lichtenthaller et al., 1982].
По завершении курса слушатели ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:
3

Химические свойства и физиологические функции белков, липидов, углеводов, пигментов и
производных от них гормональных соединений;
 Модели строения биологических мембран;
 Реакции
инициирования,
продолжения,
разветвления
и
обрыва
цепных
свободнорадикальных процессов;
 Темновые и светозависимые реакции перекисного окисления липидов;
 Основные типы активированного кислорода и связывающие их реакции;
 Строение основных клеточных органоидов клетки и их функции;
 Основные положения теории эндосимбиоза;
 Основные положения теории циклического старения и омоложения Н.П.Кренке.
По завершении курса слушатели ДОЛЖНЫ УМЕТЬ:
 Определять состав жирных кислот мембранных липидов методом ГЖХ;
 Анализировать хлорофиллы и каротиноиды методами спектрофотометрии и ТСХ;
 Анализировать продукты перекисного окисления липидов методами спектрофотометрии в
видимой и УФ частях спектра.
 Обрабатывать полученные данные стандартными методами параметической статистики.
Извлечение из ГОС ВПО:не предусмотрено
1.5. Объем дисциплины и виды учебной работы:
№
п/п
1.
Шифр и наименование
специальности
050102 Биология
Курс
Семестр
Трудо
емкос
ть
5
9
50
Виды учебной работы в часах
Всего
ЛК
ПР/
ЛБ
аудит.
СМ
30
20
10
Сам.
работа
20
Вид
итогового
контроля
(форма
отчетности)
зачет
1.6. Содержание дисциплины.
1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного
времени:
1. Общие
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
представления
о
структурно-функциональных
основах адаптогенеза
Эволюционные
аспекты
цитологии.
Физиология
и
биохимия мембран
Свободнорадикальное
окисление,
«кислородный
стресс»
и
регуляторные
функции СРО
Теория циклического старения и
омоложения растений и понятие
«физиологического возраста»
Концепция
Х.Лихтенталлера:
«световые»
и
«темновые»
хлоропласты
Концепция О.А.Зауралова о
двух стратегиях адаптации
Концепция В.В.Полевого о
катаболических путях синтеза
фитогормонов
Подходы
к
синтетической
теории адаптаций
Всего
Количество часов
ПР/СМ
ЛБ
Всего
ауд.
4
ЛК
3
1
2
4
3
1
2
6
4
2
2
3
2
1
6
2
1
1
2
2
1
1
2
2
1
1
2
7
5
2
2
30
20
10
–
Сам раб.
20
1.6.2. Содержание разделов дисциплины.
Общие представления о структурно-функциональные основах адаптогенеза (3 часа)
4
Адаптации
живых
систем
являются
результатом
несоответствия
их
морфофизиологического статуса условиям окружающей среды. Данная ситуация возникает
либо при изменении свойств самого организма (напр., в результате мутаций), либо при
изменении внешних условий. Разновидность последнего – обитание на границе ареала. «Общим
знаменателем» существующего разнообразия адаптивных эффектов являются неспецифические
механизмы адаптаций. Каковы структурные и функциональные основы этих реакций?
Появление биологических систем было связано с формированием пограничной
гидрофобной среды, основу которой составляют липидно-белковые конгломераты. Общий план
строения мембран сохранился на всех этапах эволюции биосистем, вследствие чего они могут
рассматриваться как структурная основа неспецифических реакций. Свободнорадикальное
окисление – наиболее древний тип биологического окисления, следовательно, оно может
рассматриваться как их функциональная основа.
Эволюция клетки и, позднее, многоклеточных организмов связано с развитием
симбионтных отношений между отдельными компонентами этих систем. С появлением этих
отношений возникла проблема поддержания целостности. Два направления эволюции: нервная
и гуморальная системы. Электрическая активность. Два направления адаптации: активное,
связанное с возрастанием целостности, и пассивное – с ее уменьшением.
Функциональные основы этой дифференциации были заложены на самых ранних этапах
биологической эволюции. Основными и наиболее древними функциями живых систем
являются рост и покой, образующие бинарную оппозицию (тезис-антитезис). Их синтезом
является деление, а вместе они образуют триаду. На этапе одноклеточных организмов еще не
было старения. Оно возникает только у многоклеточных, причем с достаточно высоким
уровнем интегрированности (у современных одноклеточных оно наблюдается на уровне
популяции). Характерным примером временного разделения этих функций являются
жизненные циклы примитивных растений (водоросли, мхи, папоротники), или животных
(кишечнополостные). Поскольку каждая из этих позиций альтернативна любой из остальных,
все вместе они образуют тетраду.
Эволюционные аспекты цитологии. Физиология и биохимия мембран (3 часа)
По логике данного курса необходимо обратить внимание слушателей на то, что проблема
поддержания целостности организмов в процессе адаптации возникла на ранних этапах
эволюции, так как типичная современная растительная или животная клетка – это продукт
симбиоза древних бактерий. С этой точки зрения в курсе даются основные представления о
строении клеток растений и животных. Логика представления материала по эволюционным
аспектам мембранной биохимии основана на идее формирования гидрофобной разделительной
среды как ключевом этапе перехода от химической к биологической эволюции.
Согласно симбиотической теории происхождения и эволюции клеток, три класса органелл
– митохондрии, реснички и фотосинтезирующие пластиды – произошли от свободноживущих
бактерий, которые в результате симбиоза были в определенной последовательности включены в
состав клеток прокариот-хозяев. Рассматриваются основы строения и функционирования
различных органоидов клетки, как продуктов последующей эволюционной трансформации
содержащих и не содержащих электронтранспортные цепи симбионтов.
Определенная пространственная ориентация различных групп липидов в воде и
гидрофильных средах и способность к формированию в этих средах парцеллярных и слоистых
структур связана с их амфипатическим строением, включающих гидрофильную «голову» и
гидрофобный «хвост». С той же точки зрения рассматривается структура белков, пигментов и
других компонентов биологических мембран. Даются представления об основах их химии.
Свободнорадикальное окисление, «кислородный стресс» и регуляторные функции СРО (4
часа)
Свободные радикалы – молекулы с неспаренным электроном на внешней электронной
орбите. В общем виде их формирование связано с переносом на молекулу, или отнятием от нее
5
одного электрона или одного протона. Так как при стихийном (неферментативном) чаще всего
происходит одноэлектронный или однопротонный перенос, а ферментативные системы
двухэлектронного (двухпротонного) переноса окислении возникли уже на стадии
сформировавшихся электронтранспортных цепей прокариотов, СРО может рассматриваться как
наиболее древний и соответственно, универсальный тип биологического окисления.
Даются основные представления о биохимии СРО: зарождение цепи, формирование
конъюгированных диенов, образование гидроперекисей, распад алифатических цепей,
формирование стабильных продуктов – малонового диальдегида (МДА), летучих С6-С9
альдегидов, этилена, этана. Продукты дальнейших превращений МДА: липофусциновые
пигменты. Биологически активные продукты СРО: простагландины, жасмоновая кислота,
ксантоксины, абсцизовая кислота. Низкомолекулярные антирадикальные соединения и
антиоксиданты. Ферментативные системы ингибирования СРО: СОД. Прооксиданты и
липоксигеназы. Радикалы и другие активные формы кислорода. Реакция Хабера-Вейсса.
Накопление кислорода в древней атмосфере Земли поставило живые организмы под
угрозу исчезновения. Жизнь была спасена благодаря формированию антирадикальных и
антиоксидантных систем. Вследствие этого современную жизнь можно рассматривать
результат баланса между активностями процессов СРО и механизмов, которые его ингибируют.
«Кислородный стресс» - это неспецифическая реакция повреждения клетки, связанная с
нарушением антирадикальных и антиоксидантных механизмов в неблагоприятных условиях.
Через «кислородный стресс» реализуется действие любых экстремальных факторов внешней
среды.
Процессы СРО нельзя рассматривать как сугубо негативную функцию по отношению к
живым организмам. Об этом, в частности, свидетельствует широкое распространение
липоксигеназ (ЛОГ) у растений. По современным данным, процессы СРО играют ключевую
роль в синтезе ряда гормональных соединений и детоксикации экзогенных ядов, иммунном
ответе растений. Кроме того, установлено, что играют важную роль в регуляции митотического
цикла клетки. В связи с этим представляет особый интерес вопрос о роли СРО в регуляции
ключевых функций живых организмов – роста, покоя и старения.
Теория циклического старения и омоложения растений Н.П.Кренке и понятие
«физиологического возраста» (2 часа)
Теория Н.П.Кренке представляет фундаментальный и, к сожалению, до сих пор не в
полной мере оцененный вклад в развитие представлений об адаптогенезе растений. Основной
его заслугой является постулирование старения как универсальной функции, модифицирующей
растительный организм во времени и в изменяющихся условиях внешней среды. Ключевым
звеном теории является понятие о возрастности или физиологическом возрасте - совокупности
физиологических показателей, определяющих близость организма к его естественной смерти.
Существенно, что шкалы физиологического и хронологического возрастов могут не совпадать.
Другой важной чертой теории Кренке является циклический принцип временной изменчивости
возраст-зависимых параметров и формулировка альтернативы старения и деления, т.е.
новообразования частей растения. Теория основана на изучении морфологических
особенностей высших растений, хотя ее автор предполагал, что она имеет универсальный
характер и затрагивает фундаментальные принципы изменчивости живых организмов. Теория
циклического старения и омоложения растений не получила своего развития после смерти ее
автора в 1940 г., поскольку данные о биохимических основах физиологического возраста
появились пятнадцатью годами позднее, в связи с развитием представлений о
свободнорадикальных процессах и их участии в процессах старения.
Концепция Х.Лихтенталлера. «Световые» и «темновые» хлоропласты (1 час)
Важным шагом в развитии представлений о механизмах возрастной изменчивости
послужил цикл работ Х. Лихтенталлера с соавторами, постулировавшими существование
защитного механизма на уровне ультраструктуры хлоропластов, предохраняющие
6
фотосинтетические мембраны от повреждений светом высокой интенсивности. Поскольку у
растений через этот фактор реализуется действие любых других повреждающих факторов
внешней среды, а также процессы естественного старения по механизму свободнорадикального
окисления, концепция Х. Лихтенталлера существенно дополняет и служит развитию общих
представлений об универсальных механизмах стресса и адаптаций у растений.
Концепция О.А.Зауралова о двух стратегиях адаптации (1 час)
Данная концепция, основные позиции которой были сформулированы в 1981 г., является
существенным шагом на пути к синтетической теории адаптации. Классификация всего
разнообразия адаптивных эффектов на активную (связанную с активацией процессов роста и
жизнедеятельности в целом) и пассивную адаптации, вполне согласуется с обсуждавшимися
ранее основными направлениями функциональной активности живых организмов (бинарная
оппозиция рост-покой) и служит связующим звеном между вышеуказанными концепциями.
Концепция В.В.Полевого о катаболических путях синтеза фитогормонов (1 час)
Наряду с общеизвестными путями синтеза гормональных соединений анаболическими
путями, т.е. на основе конденсации простых органических соединений, существуют менее
известные катаболические пути, в основе которых лежит окислительная (при участии СРО)
деструкция основных биологических соединений – белков, липидов, пигментов, нуклеиновых
кислот. Эти пути эволюционно более древние, и в процессе биохимической эволюции были
вытеснены анаболическими, однако признаки их существования до сих пор можно обнаружить
в экстремальных условиях.
Подходы к синтетической теории адаптаций (оригинальные данные)(5 часов)
Основой этой части курса являются оригинальные данные, полученные в 1978-1996 гг. с
целью создания единой системы представлений, включающей вышеупомянутые концепции
универсальной роли СРО, циклического старения и омоложения растений, светозависимых
модификаций ультраструктуры хлоропластов, и двух стратегий адаптации. В качестве
основного теоретического подхода были использованы общие представления о
неспецифических механизмах стресса и адаптаций Г.Селье, Т.П.Петровской-Барановой,
Е.Б.Кириченко.
Поскольку северные регионы вообще, и Мурманская область в частности, отличаются
уникальным набором естественных и антропогенных экстремальных факторов среды, Кольский
полуостров послужил естественным полигоном для проведения этой работы. Основными ее
разделами являются:
1) доказательство универсальной роли СРО применительно к физиологическим
эффектам экстремальных условий Мурманской области;
2) выявление на этой основе специфического режима взаимоотношений между
свободнорадикальным окислением и синтезом ненасыщенных липидов;
3) доказательство его доминирования в разнообразных типах адаптивных реакций
4) доказательство его связи с возрастными модификациями;
5) доказательство существования триггерного механизма синтеза-окисления абсцизовой
кислоты и его связи с вышеуказанным механизмом синтеза-окисления липидов;
6) доказательство возрастного характера изменчивости ультраструктуры хлоропластов;
7) доказательство связи открытых механизмов с вариациями ультраструктуры
хлоропластов.
Таким образом, были установлены биохимические и ультраструктурные основы
физиологического возраста для растений, что является современной базой подтверждения и
развития идей Н.П.Кренке. Главным выводом концепции является зависимость выбора между
активной и пассивной стратегиями адаптации от возрастного состояния организма, и
предложена
типичная форма этой зависимости, соответствующая циклам, описанным
Н.П.Кренке.
7
В качестве возможных направлений дальнейшего развития концепции прилагаются
результаты двух дополнительных исследований, затрагивающие вопросы о дифференциации по
физиологическому возрасту различных органов растений и различных членов микропопуляций.
1.6.3. Темы для самостоятельного изучения.
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины.
Тема.
1.
Общие представления о структурнофункциональных основах адаптогенеза.
Рост,
покой
и
деление
основополагающие функции биосистем.
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
семинар
2.
Эволюционные аспекты цитологии.
Физиология и биохимия мембран.
Сходство и различия ЭТЦ митохондрий
и пластид.
Свободнорадикальное
окисление,
«кислородный стресс» и регуляторные
функции СРО. Необходимость СРО для
нормального функционирования клетки.
Теория циклического старения и
омоложения
растений
и понятие
«физиологического
возраста».
Возрастная
изменчивость
уровня
интегрированности биосистем.
Концепция
Х.
Лихтенталлера:
«световые» и «темновые» хлоропласты.
Возрастная
изменчивость
ультраструктур хлоропластов.
Концепция О.А.Зауралова о двух
стратегиях адаптации. Морфологические
и
анатомические
характеристики
активной стратегии адаптации.
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
семинар
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
семинар
рефераты
6
защита рефератов
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
выполнение
тестов
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
выполнение
тестов
Концепция
В.В.Полевого
о
катаболических
путях
синтеза
фитогормонов. Катаболические пути
формирования
ингибирующих
гормональных соединений.
Подходы к синтетической теории
адаптаций.
Изменения
уровня
интегрированности как универсальный
принцип ответных реакций биосистем
на вариации параметров внешней среды.
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
семинар
вопросы для
самостоятельного
изучения
2
семинар
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Форма
самостоятельной
работы
Кол-во
часов
1.7. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
17.1. Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу (планы
последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ) по предлагаемой схеме:
Тема 1: Общие представления о структурно-функциональные основах адаптогенеза
План: Адаптации живых систем являются результатом несоответствия их
морфофизиологического статуса условиям окружающей среды. Данная ситуация возникает
либо при изменении свойств самого организма (напр., в результате мутаций), либо при
изменении внешних условий. Разновидность последнего – обитание на границе ареала. «Общим
знаменателем» существующего разнообразия адаптивных эффектов являются неспецифические
механизмы адаптаций.
8
Cтруктурные и функциональные основы этих реакций. Связь появления биологических
систем с формированием пограничной гидрофобной среды. Липидно-белковые конгломераты
как ее основа. Неизменность общего плана строения мембран на всех этапах эволюции
биосистем: мембраны как структурная основа неспецифических реакций. Свободнорадикальное
окисление как наиболее древний тип биологического окисления и как их функциональная
основа.
Развитие симбионтных отношений между прокариотами
как основа эволюции
эукариотов. Проблема поддержания целостности как результат многоклеточности. Два
направления эволюции: нервная и гуморальная системы. Электрическая активность. Активное
и пассивное направления адаптации: возрастание и уменьшение целостности. Рост и покой как
наиболее древние функции живых систем. Старение – как результат появления многоклеточных
организмов.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Проблема неспецифических реакций стресса и адаптаций – структура и функция.
2) Целостность как основа адаптаций активного типа.
3) Симбионтные отношения с точки зрения вариаций целостности.
Задания для самостоятельной работы:
1)
Найти примеры вариаций целостности растительных организмов в экстремальных
условиях.
2)
Провести сравнительный анализ различных типов жизненных форм растений с позиций
адаптогенеза в экстремальных условиях.
3)
Подготовить данные по различиям в старении биологических систем различного
эволюционного уровня.
Литература
МАРГЕЛИС Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М., Мир,1983, 351 с.
ЗАУРАЛОВ О.А. Два типа устойчивости растений // В кн.: Проблемы и пути повышения
устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами
селекции, ч.1, Л., изд.ВИР, 1981, с.9-11.
Тема 2: Эволюционные аспекты цитологии. Физиология и биохимия мембран
План: Проблема поддержания целостности организмов в процессе адаптации.
Происхождение митохондрий, ресничек и фотосинтезирующих пластид по симбиотической
теории эволюции клеток. Основы строения и функционирования различных органоидов
клетки, как продуктов последующей эволюционной трансформации содержащих и не
содержащих электронтранспортные цепи симбионтов.
Амфипатическое строение липидов как основа их пространственной ориентации в воде и
гидрофильных средах и способности к формированию в этих средах парцеллярных и слоистых
структур. Структура белков, пигментов и других компонентов биологических мембран с этой
же точки зрения. Основы биохимии и физиологии этих соединений.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Сравнительная характеристика ундулиподий и ресничек бактерий.
2) Системы электронного транспорта митохондрий и хлоропластов.
3) Что объединяет различные модели биологических мембран?
Задания для самостоятельной работы:
1) Половое размножение и симбиоз в эволюционном плане.
2) Функции роста, старения и покоя в жизненных циклах примитивных растений.
3) Неординарные функции белков.
Литература
БЕРГЕЛЬСОН Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки. М.: Наука, 1982, 183 с.
ЛЕНИНДЖЕР А. Биохимия. М.: Мир, 1974, 957 с.
МАРГЕЛИС Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М., Мир,1983, 351 с.
9
Тема 3: Свободнорадикальное окисление, «кислородный стресс» и регуляторные
функции СРО
План: Понятие о свободных радикалах в химии и биологии. Одно- и двухэлектронный
транспорт в эволюционном плане. СРО как наиболее древний и универсальный тип
биологического окисления.
Основные представления о биохимии
СРО: зарождение цепи, формирование
конъюгированных диенов, образование гидроперекисей, распад алифатических цепей,
формирование стабильных продуктов. Малоновый диальдегид (МДА), летучие С 6-С9
альдегиды, этилен, предельные углеводороды. Продукты дальнейших превращений МДА:
липофусциновые пигменты. Биологически активные продукты СРО: простагландины,
жасмоновая кислота, ксантоксины, абсцизовая кислота. Низкомолекулярные антирадикальные
соединения и антиоксиданты.
Ферментативные системы ингибирования СРО: СОД.
Прооксиданты и липоксигеназы. Радикалы и другие активные формы кислорода. Цикл и
реакция Хабера-Вейсса.
Эволюционное значение антирадикальных и антиоксидантных систем. «Кислородный
стресс» как способ реализации действия различных неблагоприятных факторов внешней среды.
Физиологические функции СРО. Липоксигеназы (ЛОГ) у растений. Синтез
гормональных соединений. Детоксикация экзогенных ядов. Участие в иммунном ответе
иммунном ответе растений, СВЧ-реакция. Участие в регуляции митотического цикла клетки.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Проблема взаимоотношений прооксидантных и антиоксидантных систем с эволюционной
точки зрения.
2) Относительность разделения физиологических функций СРО на отрицательные и
положительные.
3) Регуляторные функции СРО.
Задания для самостоятельной работы:
1) Основные методы изучения процессов СРО.
2) История изучения СРО: от лучевой болезни к неспецифическим реакциям стресса.
3) СРО и структура мембран.
Литература
ВЛАДИМИРОВ Ю.А., АРЧАКОВ А.И. Перекисное окисление липидов в биологических
мембранах. М.: Наука, 1972, 273 с.
КАНУГО М. Биохимия старения. М., Мир, 1982, 294 с.
БУРЛАКОВА Е.Б.,АРХИПОВА Г.В., ГОЛОЩАПОВ Л.Н., МОЛОЧКИНА Е.М.,
ХОХЛОВ А.П. Мембранные липиды как переносчики информации// В кн.: Биоантиокислители
в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982а, с.74-83.
ВОЛКОВ В.И., ПОЛЕЖАЕВ А.А., ЧЕРНАВСКИЙ Д.С. Роль структурных свойств
плазматической мембраны и процессов свободнорадикального окисления липидов в регуляции
деления клеток // В кн.: Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии.
Под ред. А.И.Журавлева. М., Наука, 1982, с.223-235.
МЕРЗЛЯК М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах
растительной клетки // Итоги науки и техники, сер.Физиол.раст. Под ред. И.И.Иванова. М.,
ВИНИТИ, 1989, 404 с.
МЕРЗЛЯК М.Н., ЖИРОВ В.К. Свободнорадикальное окисление в хлоропластах при
старении растений // Актуальные проблемы биофизики растительной клетки. Итоги науки и
техники, сер. биофизика, т.40, М., ВИНИТИ, 1990, с.101-135.
МЕРЗЛЯК М.Н., СОБОЛЕВ А.С. Роль супероксидных анион-радикалов и синглетного
кислорода в патологии мембран. Молекулярная патология клеточных структур. Итоги науки и
техники, сер. биофизика, т. 5, М., Наука, 1975, с.118-165.
ПЕТРОВСКАЯ-БАРАНОВА Т.П. Физиология адаптации и интродукции растений. М.:
Наука, 1983, 151 с.
ПРАЙОР У. Роль свободнорадикальных реакций в биологических системах // В кн.:
10
Свободные радикалы в биологии, т.1. Под ред. У.Прайора. М., Мир, 1979, с. 13-67.
ФРИДОВИЧ И. Радикалы кислорода, пероксид водорода и токсичность кислорода//В
кн.:Свободные радикалы в биологии, т.1, М.: Мир,1979, с.272-314.
FIRN R.D., FRIEND J. Enzymatic production of the plant grows inhibitor, xanthoxin. - Planta,
1972, 103(2), p.263-266.
GALLIARD T., CHAN H.W.-S. Lipoxigenases. - Biochemistry of Plants, v.4. Lipids:
Structure and Function. P.K.Stympf.ed. - N.Y. - London-Toronto-Sydney-San Francisco: Acad.Press,
1980, p.131-161.
HALLIWELL B. Oxigen-free-radicals in living systems: dangerous but useful. In: Strategies
of microbial life in extrem environments. - Life Sciences Research Report 13, Berlin, Verlag
Chemie, 1979, p.195-221.
ZHIROV V.K., MERZLYAK M.N. Cultivation of pea plants (Pisum sativum L.) at low
temperature decreases lipid peroxidation induced by freezing-thawing.- Plant Sci. Lett., 1983, v.30,
N 2, p.185-191.
Тема 4: Теория циклического старения и омоложения растений Н.П.Кренке и понятие
«физиологического возраста»
План: Теория Н.П.Кренке - фундаментальный вклад в развитие представлений об
адаптогенезе растений. Старение как универсальная функция, модифицирующая растительный
организм во времени и в изменяющихся условиях внешней среды. Понятие о возрастности или
физиологическом возрасте. Несовпадение шкал физиологического и календарного возрастов.
Циклический принцип временной изменчивости возраст-зависимых параметров и
формулировка альтернативы старения и деления. Универсальный характер теории
применительно к различным уровням организации организма растений.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Применимость теории Н.П.Кренке для субклеточного уровня организации.
2) Представления о специфичности биологического времени по теории Н.П.Кренке.
Задания для самостоятельной работы:
1) Привести примеры циклического характера возрастной изменчивости для животных
объектов.
2) Есть ли старение у одноклеточных организмов?
Литература
КРЕНКЕ Н.П. Теория циклического старения и омоложения растений и ее практическое
применение. М., Сельхозгиз, 1940, 136 с.
ЧЕРНОВ Г.Н. Кренке и его теория старения и омоложения. М., Изд-во АН СССР,
1963, 117 с.
Тема 5: Концепция Х.Лихтенталлера. «Световые» и «темновые» хлоропласты
План: Особенности строения тилакоидов стромы и гран. Различия в биохимическом
составе, компонентах электрон-транспортной цепи. Светособирающие комплексы. Механизм
«слипания» и расстыковки тилакоидов. Специфика мембран стромальных и гранальных
тилакоидов в плане функционирования фотосинтетического аппарата и его защиты от
фотоокислительных повреждений. «Теневые» и «световые» хлоропласты. Расширенный
функциональный смысл механизма HL-LL переходов применительно к адаптациям к
неблагоприятным условиям существования.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Особенности структуры светособирающего комплекса П.
2) Физиологическое значение существование двух типов ультраструктуры хлоропластов.
Задания для самостоятельной работы:
1) Возрастная изменчивость ультраструктуры пластид.
2) Вклад Х.Лихтенталлера в синтетическую теорию адаптогенеза растений.
Литература
11
LICHTHENTHALLER H.K. Effects of biocides on development of pho-tosynthetic apparatus
of radish seedlings grown under strong and weak light conditions. - Z.Naturforch., 1979, v.34c, N 9,
p.936-940.
LICHTHENTHALLER H.K. Adaptation of leaves and chloroplasts to high quanta fluence
rates. - Photosynthesis VII. Photosynthesis and Productivity, Photosynthesis and Environmemt (Ed
Akoyunoglou G.), 1981, Balaban Int., Sci.Services.Philadelphia,Pa, p.273-287.
LICHTHENTHALLER H.K. Plastoglobuli und Lipochinongehalt der Chloroplasten von
Corcus peruviamus (L.) Mill. - Planta, 1969, v.87, N 3, p.304-310.
LICHTHENTHALLER H.K. Plastoglobulas and fine structure of plastides. - Endesvour.,
1968, v.27, N 2, p.144-149.
LICHTHENTHALLER H.K. Die Lokalisation der Plastidenchinon und der Chromoplasten
der petalen von Sarothamnus scoparius (L.) Wimn ex Koch. - Planta, 1970, v.90, N 1, p.142-152.
LICHTHENTHALLER H.K., PRENZEL U., KUHN G. Carotenoid composition of chlorophyll-carotenoid-proteins from radish chloroplasts. - Z.Naturforsch., 1982c, v.37c, N 1, p.10-12.
LICHTHENTHALLER H.K., KUHN G., PRENZEL U., MEIER D. Chlorophyll-protein
levels and degree of thylakoid stacking in radish chlo-roplasts from high-light, low-light and bentazone-treated plants. -Physiol.Plant., 1982b, v.56, N 2, p.183-188.
LICHTHENTHALLER H.K., KUHN G., PRENZEL U. et al. Adaptation of chloroplastultrastructure and of chlorophyll-protein levels to high-light and low-light growth conditions. Z.Naturforsch., 1982a, v.37c, N 4, p.464-475.
LICHTHENTHALLER H.K., WEINERT H. Die Bieziehunger zwischen Lipochinons synthese und Plastoglobulibildund in Chloroplasten von Ficus elastica Roxb. - Z.fur Naturflorsch., 1970,
v.25b, N 6, p.619-623.
Тема 6: Концепция О.А.Зауралова о двух стратегиях адаптации
План: Данная концепция, основные позиции которой были сформулированы в 1981 г.,
является существенным шагом на пути к синтетической теории адаптации. Классификация
всего разнообразия адаптивных эффектов на активную (связанную с активацией процессов
роста и жизнедеятельности в целом) и пассивную адаптации, вполне согласуется с
обсуждавшимися ранее основными направлениями функциональной активности живых
организмов (бинарная оппозиция
рост-покой) и служит связующим звеном между
вышеуказанными концепциями.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1)
Возрастные зависимости выбора между активной и пассивной адаптациями.
2)
Эволюционная роль различных стратегий.
Задания для самостоятельной работы:
1) Привести примеры преимуществ каждой из стратегий в конкретных экстремальных
условиях (климатических, антропогенных).
2) Проанализировать черты сходства и различий в состоянии покоя у различных растений и
анабиоза животных.
Литература
ЖИРОВ В.К., РУДЕНКО С.М., ЖИБОЕДОВ П.М. Покой и зимостойкость растений на
Крайнем Севере. Апатиты, изд. Кольского научного центра АН СССР, 1989, 111 с.
ЗАУРАЛОВ О.А. Два типа устойчивости растений // В кн.: Проблемы и пути повышения
устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами
селекции, ч.1, Л., изд.ВИР, 1981, с.9-11.
ПЕТРОВСКАЯ-БАРАНОВА Т.П. Физиология адаптации и интродукции растений. М.:
Наука, 1983, 151 с.
Тема 7: Концепция В.В.Полевого о катаболических путях синтеза фитогормонов
План: Наряду с общеизвестными путями синтеза гормональных соединений
анаболическими путями, т.е. на основе конденсации простых органических соединений,
12
существуют менее известные катаболические пути, в основе которых лежит окислительная (при
участии СРО) деструкция основных биологических соединений – белков, липидов, пигментов,
нуклеиновых кислот. Эти пути эволюционно более древние, и в процессе биохимической
эволюции были вытеснены анаболическими, однако признаки их существования до сих пор
можно обнаружить в экстремальных условиях.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Анаболизм и катаболизм и два взгляда на биохимическую эволюцию.
2) СРО-зависимый механизм регуляции уровня АБК у растений.
Задания для самостоятельной работы:
1) Проанализировать различные пути катаболического синтеза растительных гормонов.
2) Выяснить различия между формированием ингибирующих гормонов у растений и
простагландинов у животных.
Литература
ГУДВИН Т., МЕРСЕР Э. Введение в биохимию растений. М., Мир, 1986, 312 с.
ДЕРФЛИНГ К. Гормоны растений.Системный подход. М., Мир, 1985, 304с.
ЛЕНИНДЖЕР А. Биохимия. М.: Мир, 1974, 957 с.
ПОЛЕВОЙ В.В. Фитогормоны. Л., изд. ЛГУ, 1982, 250 с.
FIRN R.D., FRIEND J. Enzymatic production of the plant grows inhibitor, xanthoxin. - Planta,
1972, 103(2), p.263-266.
Тема 8: Подходы к синтетической теории адаптаций
План: Основой этой части курса являются оригинальные данные, полученные в 19781996 гг. с целью создания единой системы представлений, включающей вышеупомянутые
концепции универсальной роли СРО, циклического старения и омоложения растений,
светозависимых модификаций ультраструктуры хлоропластов, и двух стратегий адаптации. В
качестве основного теоретического подхода были использованы общие представления о
неспецифических механизмах стресса и адаптаций Г.Селье, Т.П.Петровской-Барановой,
Е.Б.Кириченко.
Поскольку северные регионы вообще, и Мурманская область в частности, отличаются
уникальным набором естественных и антропогенных экстремальных факторов среды, Кольский
полуостров послужил естественным полигоном для проведения этой работы. Основными ее
разделами являются:
1) доказательство универсальной роли СРО применительно к физиологическим
эффектам экстремальных условий Мурманской области;
2) выявление на этой основе специфического режима взаимоотношений между
свободнорадикальным окислением и синтезом ненасыщенных липидов;
3) доказательство его доминирования в разнообразных типах адаптивных реакций,
4) доказательство его связи с возрастными модификациями;
5) доказательство существования триггерного механизма синтеза-окисления абсцизовой
кислоты и его связи с вышеуказанным механизмом синтеза-окисления липидов;
6) доказательство возрастного характера изменчивости ультраструктуры хлоропластов;
7) доказательство связи открытых механизмов с вариациями ультраструктуры
хлоропластов.
Таким образом, были установлены биохимические и ультраструктурные основы
физиологического возраста для растений, что является современной базой подтверждения и
развития идей Н.П.Кренке. Главным выводом концепции является зависимость выбора между
активной и пассивной стратегиями адаптации от возрастного состояния организма, и
предложена
типичная форма этой зависимости, соответствующая циклам, описанным
Н.П.Кренке.
В качестве возможных направлений дальнейшего развития концепции прилагаются
результаты двух дополнительных исследований, затрагивающие вопросы о дифференциации по
физиологическому возрасту различных органов растений и различных членов микропопуляций.
13
Вопросы для коллективного обсуждения:
1) Биохимия различий активного и пассивного адаптивных путей.
2) Изменения типичных возрастных зависимостей характера адаптивного ответа растений при
наложении стрессовых факторов.
Задания для самостоятельной работы:
1) Подобрать примеры различий в адаптивных реакциях у растений различного
физиологического возраста.
2) Проанализировать особенности вариаций ультраструктуры хлоропластов у растений с
возрастной точки зрения.
Литература
ЖИБОЕДОВ П.М., ЖИРОВ В.К., РУДЕНКО С.М. Белковый состав и мембранные
липиды интродуцированных растений в Заполярье. Апатиты, изд.Кольского филиала АН
СССР, 1987, 114 с.
ЖИРОВ В.К., РУДЕНКО С.М., ЖИБОЕДОВ П.М. Покой и зимостойкость растений на
Крайнем Севере. Апатиты, изд. Кольского научного центра АН СССР, 1989, 111 с.
ЖИРОВ В.К., КУЗЬМИН А.В. РУДЕНКО С.М., и др. Адаптации и возрастная
изменчивость растений на Севере.( в 2 томах). Апатиты, изд. Кольского научного центра РАН,
2001, 342 с.
ЖИРОВ В.К. Возрастные модификации растений в связи с адаптациями и стрессом.
Апатиты, изд. Кольского научного центра АН СССР, 1991, 105 с.
МЕРЗЛЯК М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах
растительной клетки // Итоги науки и техники, сер. Физиол. раст. Под ред. И.И.Иванова. М.,
ВИНИТИ, 1989, 404 с.
МЕРЗЛЯК М.Н., ЖИРОВ В.К. Свободнорадикальное окисление в хлоропластах при
старении растений // Актуальные проблемы биофизики растительной клетки. Итоги науки и
техники, сер. биофизика, т.40, М., ВИНИТИ, 1990, с.101-135.
ZHIROV V.K., MERZLYAK M.N. Cultivation of pea plants (Pisum sativum L.) at low
temperature decreases lipid peroxidation induced by freezing-thawing.- Plant Sci. Lett., 1983, v.30,
N 2, p.185-191.
1.8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
1.8.1. Рекомендуемая литература:
Основная:
АВЕРЬЯНОВ А.А., ВЕСЕЛОВСКИЙ В.А. Токсическое действие кислорода на растения
при супероптимальных температурах // Физиология растений, 1976, т. 23, вып.6, с.1248-1254.
АЛЕКСАНДРОВ В.Я. Клетки, макромолекулы и температура. М.,Наука,1975,325 с.
БЕРГЕЛЬСОН Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки. М.: Наука, 1982, 183 с.
ВЛАДИМИРОВ Ю.А., АРЧАКОВ А.И. Перекисное окисление липидов в биологических
мембранах. М.: Наука, 1972, 273 с.
КАНУГО М. Биохимия старения. М., Мир, 1982, 294 с.
КРЕНКЕ Н.П. Теория циклического старения и омоложения растений и ее практическое
применение. М., Сельхозгиз, 1940, 136 с.
ЛЕНИНДЖЕР А. Биохимия. М.: Мир, 1974, 957 с.
МАРГЕЛИС Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М., Мир,1983, 351 с.
ПОЛЕВОЙ В.В. Фитогормоны. Л., изд. ЛГУ, 1982, 250 с.
Дополнительная:
БУРЛАКОВА Е.Б.,АРХИПОВА Г.В., ГОЛОЩАПОВ Л.Н., МОЛОЧКИНА Е.М.,
ХОХЛОВ А.П. Мембранные липиды как переносчики информации// В кн.: Биоантиокислители
в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982а, с.74-83.
ВОЛКОВ В.И., ПОЛЕЖАЕВ А.А., ЧЕРНАВСКИЙ Д.С. Роль структурных свойств
14
плазматической мембраны и процессов свободнорадикального окисления липидов в регуляции
деления клеток // В кн.: Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии.
Под ред. А.И.Журавлева. М., Наука, 1982, с.223-235.
ГАВРИЛЕНКО В.Ф., ЛАДЫГИНА М.Е., ХАНДОБИНА Л.М. Большой практикум по
физиологии растений. Фотосинтез, дыхание. М., Высшая школа, 1975, 392 с.
ГУДВИН Т., МЕРСЕР Э. Введение в биохимию растений. М., Мир, 1986, 312 с.
ДЕРФЛИНГ К. Гормоны растений.Системный подход. М., Мир, 1985, 304с.
ЖИБОЕДОВ П.М., ЖИРОВ В.К., РУДЕНКО С.М. Белковый состав и мембранные
липиды интродуцированных растений в Заполярье. Апатиты, изд.Кольского филиала АН
СССР, 1987, 114 с.
ЖИРОВ В.К., РУДЕНКО С.М., ЖИБОЕДОВ П.М. Покой и зимостойкость растений на
Крайнем Севере. Апатиты, изд. Кольского научного центра АН СССР, 1989, 111 с.
ЗАУРАЛОВ О.А. Два типа устойчивости растений // В кн.: Проблемы и пути повышения
устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами
селекции, ч.1, Л., изд.ВИР, 1981, с.9-11.
МЕРЗЛЯК М.Н. Активированный кислород и окислительные процессы в мембранах
растительной клетки // Итоги науки и техники, сер.Физиол.раст. Под ред. И.И.Иванова. М.,
ВИНИТИ, 1989, 404 с.
МЕРЗЛЯК М.Н., ЖИРОВ В.К. Свободнорадикальное окисление в хлоропластах при
старении растений // Актуальные проблемы биофизики растительной клетки. Итоги науки и
техники, сер. биофизика, т.40, М., ВИНИТИ, 1990, с.101-135.
МЕРЗЛЯК М.Н., СОБОЛЕВ А.С. Роль супероксидных анион-радикалов и синглетного
кислорода в патологии мембран. Молекулярная патология клеточных структур. Итоги науки и
техники, сер. биофизика, т. 5, М., Наука, 1975, с.118-165.
ПЕТРОВСКАЯ-БАРАНОВА Т.П. Физиология адаптации и интродукции растений. М.:
Наука, 1983, 151 с.
ПРАЙОР У. Роль свободнорадикальных реакций в биологических системах // В кн.:
Свободные радикалы в биологии, т.1. Под ред. У.Прайора. М., Мир, 1979, с. 13-67.
ФРИДОВИЧ И. Радикалы кислорода, пероксид водорода и токсичность кислорода//В
кн.:Свободные радикалы в биологии, т.1, М.: Мир,1979, с.272-314.
ХОЧАЧКА П., СОМЕРО Дж. Стратегия биохимической адаптации. М.: Мир, 1977, 398
с.
ЧЕРНОВ Г.Н. Кренке и его теория старения и омоложения. М., Изд-во АН СССР,
1963, 117 с.
DANIELLI J.F., DAWSON H. A contribution to the theory of perme-ability of thin films. J.Cell.Comp.Physiol., 1935, v.5, N5, p. 495-508.
FIRN R.D., FRIEND J. Enzymatic production of the plant grows inhibitor, xanthoxin. - Planta,
1972, 103(2), p.263-266.
GALLIARD T., CHAN H.W.-S. Lipoxigenases. - Biochemistry of Plants, v.4. Lipids: Structure and Function. P.K.Stympf.ed. - N.Y. - London-Toronto-Sydney-San Francisco: Acad.Press, 1980,
p.131-161.
HALLIWELL B. Oxigen-free-radicals in living systems: dangerous but useful. In: Strategies
of microbial life in extrem environments. - Life Sciences Research Report 13, Berlin, Verlag
Chemie, 1979, p.195-221.
LEVITT J. Responces of plants to environmental stresses. New.York., "Academic Press",
1972, 697 p.
LICHTHENTHALLER H.K. Effects of biocides on development of pho-tosynthetic apparatus
of radish seedlings grown under strong and weak light conditions. - Z.Naturforch., 1979, v.34c, N 9,
p.936-940.
LICHTHENTHALLER H.K. Adaptation of leaves and chloroplasts to high quanta fluence
rates. - Photosynthesis VII. Photosynthesis and Productivity, Photosynthesis and Environmemt (Ed
Akoyunoglou G.), 1981, Balaban Int., Sci.Services.Philadelphia,Pa, p.273-287.
15
LICHTHENTHALLER H.K. Plastoglobuli und Lipochinongehalt der Chloroplasten von
Corcus peruviamus (L.) Mill. - Planta, 1969, v.87, N 3, p.304-310.
LICHTHENTHALLER H.K. Plastoglobulas and fine structure of plastides. - Endesvour.,
1968, v.27, N 2, p.144-149.
LICHTHENTHALLER H.K. Die Lokalisation der Plastidenchinon und der Chromoplasten
der petalen von Sarothamnus scoparius (L.) Wimn ex Koch. - Planta, 1970, v.90, N 1, p.142-152.
LICHTHENTHALLER H.K., PRENZEL U., KUHN G. Carotenoid composition of chlorophyll-carotenoid-proteins from radish chloroplasts. - Z.Naturforsch., 1982c, v.37c, N 1, p.10-12.
LICHTHENTHALLER H.K., KUHN G., PRENZEL U., MEIER D. Chlorophyll-protein
levels and degree of thylakoid stacking in radish chlo-roplasts from high-light, low-light and bentazone-treated plants. -Physiol.Plant., 1982b, v.56, N 2, p.183-188.
LICHTHENTHALLER H.K., KUHN G., PRENZEL U. et al. Adaptation of chloroplastultrastructure and of chlorophyll-protein levels to high-light and low-light growth conditions. Z.Naturforsch., 1982a, v.37c, N 4, p.464-475.
LICHTHENTHALLER H.K., WEINERT H. Die Bieziehunger zwischen Lipochinons synthese und Plastoglobuli in Chloroplasten von Ficus elastica Roxb. - Z.fur Naturflorsch., 1970, v.25b, N
6, p.619-623.
ZHIROV V.K., MERZLYAK M.N. Cultivation of pea plants (Pisum sativum L.) at low
temperature decreases lipid peroxidation induced by freezing-thawing.- Plant Sci. Lett., 1983, v.30,
N 2, p.185-191.
1.9. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
1.9.1. Перечень используемых технических средств.
Для преподавания курса используются видеоплеер, слайд-проектор и мультимедийный
проектор.
1.9.2. Перечень используемых пособий.
БЕРГЕЛЬСОН Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки. М.: Наука, 1982, 183 с.
ВЛАДИМИРОВ Ю.А., АРЧАКОВ А.И. Перекисное окисление липидов в биологических
мембранах. М.: Наука, 1972, 273 с.
ЗАУРАЛОВ О.А. Два типа устойчивости растений // В кн.: Проблемы и пути повышения
устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами
селекции, ч.1, Л., изд. ВИР, 1981, с.9-11.
ЛЕНИНДЖЕР А. Биохимия. М.: Мир, 1974, 957 с.
МАРГЕЛИС Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. М., Мир,1983, 351 с.
ЧЕРНОВ Г.Н. Кренке и его теория старения и омоложения. М., Изд-во АН СССР,
1963, 117 с.
8.3. Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения.
Видеофильм «Полярно-альпийский ботанический сад», мультимедийные презентации 17 тем курса.
1.10. Примерные зачетные тестовые задания.
Проверочный тест с вариантами ответов (последние правильные)
1.10.1. Неспецифические механизмы адаптаций – это:
1. механизмы образования новых органов в процессе эволюции
16
2.
3.
4.
механизмы естественного отбора в изменяющихся условиях
механизмы физиолого-биохимической направленности
механизмы, не зависящие от специфики действующего фактора
1.10.2. Рост и покой – это:
1. определенные стадии онтогенеза
2. защитные реакции растений и животных
3. пути эволюционного развития одноклеточных организмов
4. основные и первичные функции живых систем
1.10.3. Высокая интегрированность живых систем – это:
1. неизменяющаяся в онто-и филогенезе характеристика организмов
2. необходимое условие выживания в экстремальных условиях
3. результат электрической активности живых организмов
4. один из альтернативных путей адаптации
1.10.4. Теория эндосимбиоза:
1. позволяет оценить резистентность организмов в стрессовых ситуациях
2. устанавливает близкое родство амеб, спирохет и жгутиконосцев
3. прогнозирует появление самоорганизующихся систем
4. постулирует ведущую роль симбиоза в эволюции эукариотов
1.10.5. Активные формы кислорода –это:
1. необходимый фактор туннельного транспорта электронов
2. основные продукты нециклического фосфорилирования
3. продукты тушения свободнорадикальных состояний молекул
4. продукты восстановления молекулярного кислорода
1.10.6. Реакция Хабера-Вейсса:
1. предполагает участие супероксиддисмутазы
2. эффективно тушит синглетный кислород
3. позволяет элиминировать гидроксильный радикал
4. описывает взаимодействие супероксида с перекисью водорода
1.10.7. Основными продуктами СРО мембранных липидов являются:
1. ароматические углеводороды
2. перекись водорода и терпеноидные соединения
3. абсцизовая кислота и ксантоксин
4. гидроперекиси жирных кислот и малоновый диальдегид
1.10.8. Инактивация супероксидного анион-радикала осуществляется:
1. каротиноидами и альфа-токоферолом
2. системой мембрансвязанных липоксигеназ
3. GSH-пероксидазой
4. Zn– или Mn-содержащей супероксиддисмутазой
1.10.9. К низкомолекулярным антиоксидантам относится:
1. мевалоновая кислота
2. ксантоксин
3. пировиноградная кислота
4. лютеин
17
1.10.10. Физиологический возраст – это:
1. продолжительность жизни организма
2. синоним календарного возраста
3. единица времени, равная продолжительности фенофазы
4. характеристика, определяющих близость организма к старению
1.10.11. Характер изменчивости возраст-зависимых признаков описывается
1. прямой зависимостью
2. экспоненциальной кривой
3. параболической кривой
4. обратно-параболической кривой
1.10.12. По ходу кривой возрастной изменчивости действие вредных факторов:
1. не влияет на физиологический возраст на всей ее протяженности
2. увеличивает физиологический возраст на восходящей ветви
3. уменьшает физиологический возраст на нисходящей ветви
4. уменьшает его на восходящей и увеличивает на нисходящей ветви
1.10.13. LL – хлоропласты характеризуются:
1. высоким содержанием бета-каротина
2. низким содержанием белков и высоким – ненасыщенных липидов
3. доминированием фотосистемы 1
4. высоким содержанием ССК-2
1.10.14. Увеличение числа тилакоидов гран влечет за собой:
1. повышение активности фотосинтеза
2. рост уровня взаимосвязанности между собой 1 и 2 фотосистем
3. активизацию электронного транспорта в хлоропластах
4. увеличение фонда неактивной абсцизовой кислоты
1.10.15. Фитогормоны связаны с конститутативными соединениями следующим:
1. гиббереллины являются продуктами распада флавоноидов
2. ауксины образуются при гидролизе сфинголипидов
3. цитокинины образуются при окислении углеводных полимеров
4. жасмоновая кислота - продукт окисления и циклизации ПНЖК
1.10.16. Главными структурами и функциями неспецифических адаптаций являются:
1. клеточные стенки и процессы фосфорилирующего окисления
2. тилакоиды хлоропластов и передвижение белков в липидном бислое
3. рецепторные белки плазмалеммы и реакция СВЧ
4. мембраны и процессы свободнорадикального окисления
1.11. Примерный перечень вопросов к зачету.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Белки, их структура и функции.
Липиды, их структура и функции.
Хлорофиллы, их структура, функции и локализация.
Каротиноиды, их структура, функции и локализация.
Антоцианы, их структура, функции и локализация.
Ауксины: основы биохимии, функции и механизмы синтеза.
Цитокинины: основы биохимии, функции и механизмы синтеза.
Основные модели строения биологических мембран.
18
9. Основные функции биологических мембран.
10. Свободнорадикальное окисление: основы биохимии.
11. Свободнорадикальное окисление: физиологические эффекты.
12. Основные системы антирадикальной и антиокислительной защиты.
13. Роль СРО в эволюции живых организмов
14. Активные формы кислорода: основы химии.
15. Активные формы кислорода: пути формирования в клетке и механизмы защиты.
16. Хлоропласты: строение и функции.
17. Митохондрии: строение и функции.
18. Эндоплазматический ретикулюм, аппарат Гольджи, рибосомы: строение и функции.
19. Лизосомы и пероксисомы: : строение и функции.
20. Эволюция клетки с позиций теории эндосимбиоза Л.Маргелис.
21. Старение: основы биохимии.
22. Старение: основы физиологии.
23. Основные позиции теории Н.П.Кренке.
24. Ультраструктура хлоропластов: концепция Лихтенталлера.
25. Две стратегии адаптации по О.А.Зауралову.
26. Синтетическая концепция адаптогенеза растений: основные позиции
27. Целостность, сложность и размеры живых систем как координаты их адаптогенеза.
28. Жизненные формы растений: эволюция и адаптивное значение
29. Рост, покой и старение как основные функции живых систем.
30. Иерархические уровни организации живых систем.
31. Материальные носители физиологического возраста растений.
1.12. Комплект экзаменационных билетов: нет, т. к. формой итоговой аттестации является
зачет.
1.13. Примерная тематика рефератов.
1. Смена жизненных форм у растений с позиций представлений о целостности организма в
экстремальных условиях.
2. Отражение чередования поколений в морфофизиологических особенностях высших
растений.
3. Одно- и двухэлектронный транспорт в эволюционном плане.
4. Кислород: благодать или несчастье?
5. Ультраструктура пластид в аспекте возрастной изменчивости и старения.
6. Гормоны как продукты распада конститутативных молекул: эволюционный аспект.
7. Синтез и перекисное окисление ПНЖК: связь с адаптивными и стрессовыми реакциями.
8. Бинарные оппозиции «рост-покой», «рост-деление» и «рост-старение». Ключевая роль СРО.
1.14.,1.15. Примерная тематика курсовых и квалификационных (дипломных) работ.
1. Вариации целостности растительных тканей при интродукции на примере листьев березы
пушистой.
2. Изучение режимов взаимодействия синтеза и свободнорадикального окисления
ненасыщенных липидов листьев гороха при действии экстремальных температур.
3. Изучение процессов регенерации у Lumbricus terrestris L. при действии экзогенных про- и
антиоксидантов.
4. Транспорт абсцизовой кислоты между центральными и периферическими модулями
столонных растений на примере клевера лугового.
5. Антисенильные эффекты усложнения формы листьев у растений Monstera deliciosa L.
19
6. Изменчивость характера симбионтных отношений между растениями берез и некоторыми
жесткокрылыми в условиях техногенного загрязнения среды.
7. Взаимоотношения процессов осеннего старения листьев и зимнего покоя представителей
рода Populus в условиях Субарктики.
8. Метамерная изменчивость синтеза АБК в зимующих почках березы пушистой.
1.16. Методика исследования - НЕТ
1.17. Балльно-рейтинговая система, используемая для оценивания знаний
В настоящем курсе рассматриваются три аспекта проблемы адаптаций: многоуровневый
системный характер процесса; его неспецифичность по отношению к типу внешнего
воздействия; определяющее значение возрастной изменчивости и его формообразующая роль.
При оценке знаний студентов по данной дисциплине используются следующие оценочные
градации. Наиболее высокий рейтинг имеет понимание проблемы в контексте всех трех
перечисленных аспектов, следующим по уровню является конкретное знание структурнофункциональных особенностей защитных систем растения различных иерархий, далее –
умение излагать материал.
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины и контрольные
задания для студентов заочной формы обучения
Методические указания
Адаптации
живых
систем
являются
результатом
несоответствия
их
морфофизиологического статуса условиям окружающей среды. Данная ситуация возникает
либо при изменении свойств самого организма (напр., в результате мутаций), либо при
изменении внешних условий. Разновидность последнего – обитание на границе ареала. «Общим
знаменателем» существующего разнообразия адаптивных эффектов являются неспецифические
механизмы адаптаций. Каковы структурные и функциональные основы этих реакций?
Появление биологических систем было связано с формированием пограничной
гидрофобной среды, основу которой составляют липидно-белковые конгломераты. Общий план
строения мембран сохранился на всех этапах эволюции биосистем, вследствие чего они могут
рассматриваться как структурная основа неспецифических реакций. Свободнорадикальное
окисление – наиболее древний тип биологического окисления, следовательно, оно может
рассматриваться как их функциональная основа.
Эволюция клетки и, позднее, многоклеточных организмов связано с развитием
симбионтных отношений между отдельными компонентами этих систем. С появлением этих
отношений возникла проблема поддержания целостности. Два направления эволюции: нервная
и гуморальная системы. Электрическая активность. Два направления адаптации: активное,
связанное с возрастанием целостности, и пассивное – с ее уменьшением.
Функциональные основы этой дифференциации были заложены на самых ранних этапах
биологической эволюции. Основными и наиболее древними функциями живых систем
являются рост и покой, образующие бинарную оппозицию (тезис-антитезис). Их синтезом
является деление, а вместе они образуют триаду. На этапе одноклеточных организмов еще не
было старения. Оно возникает только у многоклеточных, причем с достаточно высоким
уровнем интегрированности (у современных одноклеточных оно наблюдается на уровне
популяции). Характерным примером временного разделения этих функций являются
жизненные циклы примитивных растений (водоросли, мхи, папоротники), или животных
(кишечнополостные). Поскольку каждая из этих позиций альтернативна любой из остальных,
все вместе они образуют тетраду.
20
По логике данного курса необходимо обратить внимание слушателей на то, что проблема
поддержания целостности организмов в процессе адаптации возникла на ранних этапах
эволюции, так как типичная современная растительная или животная клетка – это продукт
симбиоза древних бактерий. С этой точки зрения в курсе даются основные представления о
строении клеток растений и животных. Логика представления материала по эволюционным
аспектам мембранной биохимии основана на идее формирования гидрофобной разделительной
среды как ключевом этапе перехода от химической к биологической эволюции.
Согласно симбиотической теории происхождения и эволюции клеток, три класса органелл
– митохондрии, реснички и фотосинтезирующие пластиды – произошли от свободноживущих
бактерий, которые в результате симбиоза были в определенной последовательности включены в
состав клеток прокариот-хозяев. Рассматриваются основы строения и функционирования
различных органоидов клетки, как продуктов последующей эволюционной трансформации
содержащих и не содержащих электронтранспортные цепи симбионтов.
Определенная пространственная ориентация различных групп липидов в воде и
гидрофильных средах и способность к формированию в этих средах парцеллярных и слоистых
структур связана с их амфипатическим строением, включающих гидрофильную «голову» и
гидрофобный «хвост». С той же точки зрения рассматривается структура белков, пигментов и
других компонентов биологических мембран. Даются представления об основах их химии.
Свободные радикалы – молекулы с неспаренным электроном на внешней электронной
орбите. В общем виде их формирование связано с переносом на молекулу, или отнятием от нее
одного электрона или одного протона. Так как при стихийном (неферментативном) чаще всего
происходит одноэлектронный или однопротонный перенос, а ферментативные системы
двухэлектронного (двухпротонного) переноса окислении возникли уже на стадии
сформировавшихся электронтранспортных цепей прокариотов, СРО может рассматриваться как
наиболее древний и соответственно, универсальный тип биологического окисления.
Даются основные представления о биохимии СРО: зарождение цепи, формирование
конъюгированных диенов, образование гидроперекисей, распад алифатических цепей,
формирование стабильных продуктов – малонового диальдегида (МДА), летучих С6-С9
альдегидов, этилена, этана. Продукты дальнейших превращений МДА: липофусциновые
пигменты. Биологически активные продукты СРО: простагландины, жасмоновая кислота,
ксантоксины, абсцизовая кислота. Низкомолекулярные антирадикальные соединения и
антиоксиданты. Ферментативные системы ингибирования СРО: СОД. Прооксиданты и
липоксигеназы. Радикалы и другие активные формы кислорода. Реакция Хабера-Вейсса.
Накопление кислорода в древней атмосфере Земли поставило живые организмы под
угрозу исчезновения. Жизнь была спасена благодаря формированию антирадикальных и
антиоксидантных систем. Вследствие этого современную жизнь можно рассматривать
результат баланса между активностями процессов СРО и механизмов, которые его ингибируют.
«Кислородный стресс» - это неспецифическая реакция повреждения клетки, связанная с
нарушением антирадикальных и антиоксидантных механизмов в неблагоприятных условиях.
Через «кислородный стресс» реализуется действие любых экстремальных факторов внешней
среды.
Процессы СРО нельзя рассматривать как сугубо негативную функцию по отношению к
живым организмам. Об этом, в частности, свидетельствует широкое распространение
липоксигеназ (ЛОГ) у растений. По современным данным, процессы СРО играют ключевую
роль в синтезе ряда гормональных соединений и детоксикации экзогенных ядов, иммунном
ответе растений. Кроме того, установлено, что играют важную роль в регуляции митотического
цикла клетки. В связи с этим представляет особый интерес вопрос о роли СРО в регуляции
ключевых функций живых организмов – роста, покоя и старения/
Теория Н.П.Кренке представляет фундаментальный и, к сожалению, до сих пор не в
полной мере оцененный вклад в развитие представлений об адаптогенезе растений. Основной
его заслугой является постулирование старения как универсальной функции, модифицирующей
растительный организм во времени и в изменяющихся условиях внешней среды. Ключевым
21
звеном теории является понятие о возрастности или физиологическом возрасте - совокупности
физиологических показателей, определяющих близость организма к его естественной смерти.
Существенно, что шкалы физиологического и хронологического возрастов могут не совпадать.
Другой важной чертой теории Кренке является циклический принцип временной изменчивости
возраст-зависимых параметров и формулировка альтернативы старения и деления, т.е.
новообразования частей растения. Теория основана на изучении морфологических
особенностей высших растений, хотя ее автор предполагал, что она имеет универсальный
характер и затрагивает фундаментальные принципы изменчивости живых организмов. Теория
циклического старения и омоложения растений не получила своего развития после смерти ее
автора в 1940 г., поскольку данные о биохимических основах физиологического возраста
появились пятнадцатью годами позднее, в связи с развитием представлений о
свободнорадикальных процессах и их участии в процессах старения.
Важным шагом в развитии представлений о механизмах возрастной изменчивости
послужил цикл работ Х. Лихтенталлера с соавторами, постулировавшими существование
защитного механизма на уровне ультраструктуры хлоропластов, предохраняющие
фотосинтетические мембраны от повреждений светом высокой интенсивности. Поскольку у
растений через этот фактор реализуется действие любых других повреждающих факторов
внешней среды, а также процессы естественного старения по механизму свободнорадикального
окисления, концепция Х. Лихтенталлера существенно дополняет и служит развитию общих
представлений об универсальных механизмах стресса и адаптаций у растений.
Данная концепция, основные позиции которой были сформулированы в 1981 г., является
существенным шагом на пути к синтетической теории адаптации. Классификация всего
разнообразия адаптивных эффектов на активную (связанную с активацией процессов роста и
жизнедеятельности в целом) и пассивную адаптации, вполне согласуется с обсуждавшимися
ранее основными направлениями функциональной активности живых организмов (бинарная
оппозиция рост-покой) и служит связующим звеном между вышеуказанными концепциями.
Наряду с общеизвестными путями синтеза гормональных соединений анаболическими
путями, т.е. на основе конденсации простых органических соединений, существуют менее
известные катаболические пути, в основе которых лежит окислительная (при участии СРО)
деструкция основных биологических соединений – белков, липидов, пигментов, нуклеиновых
кислот. Эти пути эволюционно более древние, и в процессе биохимической эволюции были
вытеснены анаболическими, однако признаки их существования до сих пор можно обнаружить
в экстремальных условиях.
Основой этой части курса являются оригинальные данные, полученные в 1978-1996 гг. с
целью создания единой системы представлений, включающей вышеупомянутые концепции
универсальной роли СРО, циклического старения и омоложения растений, светозависимых
модификаций ультраструктуры хлоропластов, и двух стратегий адаптации. В качестве
основного теоретического подхода были использованы общие представления о
неспецифических механизмах стресса и адаптаций Г.Селье, Т.П.Петровской-Барановой,
Е.Б.Кириченко.
Поскольку северные регионы вообще, и Мурманская область в частности, отличаются
уникальным набором естественных и антропогенных экстремальных факторов среды, Кольский
полуостров послужил естественным полигоном для проведения этой работы. Основными ее
разделами являются:
8) доказательство универсальной роли СРО применительно к физиологическим
эффектам экстремальных условий Мурманской области;
9) выявление на этой основе специфического режима взаимоотношений между
свободнорадикальным окислением и синтезом ненасыщенных липидов;
10) доказательство его доминирования в разнообразных типах адаптивных реакций
11) доказательство его связи с возрастными модификациями;
12) доказательство существования триггерного механизма синтеза-окисления абсцизовой
кислоты и его связи с вышеуказанным механизмом синтеза-окисления липидов;
22
13) доказательство возрастного характера изменчивости ультраструктуры хлоропластов;
14) доказательство связи открытых механизмов с вариациями ультраструктуры
хлоропластов.
Таким образом, были установлены биохимические и ультраструктурные основы
физиологического возраста для растений, что является современной базой подтверждения и
развития идей Н.П.Кренке. Главным выводом концепции является зависимость выбора между
активной и пассивной стратегиями адаптации от возрастного состояния организма, и
предложена
типичная форма этой зависимости, соответствующая циклам, описанным
Н.П.Кренке.
В качестве возможных направлений дальнейшего развития концепции прилагаются
результаты двух дополнительных исследований, затрагивающие вопросы о дифференциации по
физиологическому возрасту различных органов растений и различных членов микропопуляций.
Контрольные задания
1. Проанализировать основные характеристики структуры и функций растительных белков,
липидов, пигментов и гормонов.
2. Представить в виде схемы главные модели биологических мембран и рассказать об истории
их создания.
3. Рассказать о химии и биологических функциях свободнорадикального окисления.
4. Изобразить строение растительной и животной клеток с указанием функций основных
органоидов.
5. Рассказать о взаимоотношениях функций роста, деления и старения с позиций представлений
об эндосимбиозе Л.Маргелис.
6. Изложить основные позиции теории Н.П.Кренке о формообразующем значении процесса
старения и физиологическом возрасте.
7. Рассказать о значении вариаций ультрастуктуры хлоропластов в связи с определение
стратегии адаптаций у растений.
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала
План лекций
1. Общие представления о структурно-функциональных основах адаптогенеза
 Понятие адаптаций
 «Общий знаменатель» адаптивного разнообразия
 Структурные основы неспецифических реакций (биомембраны)
 Функциональные основы неспецифических реакций (СРО)
 Макрофункции – рост, покой, деление и старение. Взаимоотношения.




2.Эволюционные аспекты цитологии. Физиология и биохимия мембран)
Проблема целостности организма – результат симбионтных отношений.
Три типа органелл и их эволюционные предки
СРО и фосфорилирующее окисление
ЭТЦ и структура мембран
3.Свободнорадикальное окисление, «кислородный стресс» и регуляторные функции
СРО
 Понятие свободных радикалов
 Одно- и двухэлектронный перенос в ЭТЦ
 Основы биохимии СРО
 Роль СРО и защитных систем в эволюционной истории
23

СРО и регуляция жизнедеятельности клетки
4. Теория циклического старения и омоложения растений Н.П.Кренке и понятие
«физиологического возраста»
 Физиологический возраст (ФВ)
 ФВ и хронологический возраст: взаимоотношения
 Границы и перспектитвы теории циклического старения и омоложения



.
5. Концепция Х.Лихтенталлера. «Световые» и «темновые» хлоропласты
Структурные особенности
Функциональные особенности
Роль «световых» и «теневых» хлоропластов в регуляции макрофункций растения



6. Концепция О.А.Зауралова о двух стратегиях адаптации
Активные адаптации
Пассивные адаптации
Проблема выбора генеральной стратегии в растительном мире



7. Концепция В.В.Полевого о катаболических путях синтеза фитогормонов
Два пути синтеза фитогормонов
Эволюционные аспекты их взаимоотношений
Взаимоотношения этих путей у современных организмов








8. Подходы к синтетической теории адаптаций (оригинальные данные)
Доказательство универсальной роли СРО применительно к физиологическим эффектам
экстремальных условий Мурманской области
Выявление на этой основе специфического режима взаимоотношений между
свободнорадикальным окислением и синтезом ненасыщенных липидов;
Доказательство его доминирования в разнообразных типах адаптивных реакций
Доказательство его связи с возрастными модификациями
Доказательство существования триггерного механизма синтеза-окисления абсцизовой
кислоты и его связи с вышеуказанным механизмом синтеза-окисления липидов
Доказательство возрастного характера изменчивости ультраструктуры хлоропластов
Доказательство связи открытых механизмов с вариациями ультраструктуры хлоропластов
Возможные направления дальнейшего развития концепции
РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий)
1. Общие представления о структурно-функциональных основах адаптогенеза
Адаптации - структурно-функциональные трансформации организма, развивающиеся в
результате несоответствия его морфофизиологического статуса условиям окружающей среды
Неспецифические реакции - реакции организма на изменения параметров внешней среды, не
зависящие от природы этих параметров
Повреждения - изменения организма под действием внешних факторов, связанные со
снижением его жизнеспособности
Стресс - состояние организма, возникающее в ответ на изменения параметров внешней среды и
связанное с активизацией систем его жизнеобеспечения
24
2.Эволюционные аспекты цитологии. Физиология и биохимия мембран
Белки - структурные компоненты мембран; макромолекулы, строение которых характеризуется
тремя уровнями сложности: первичной, вторичной и третичной структурой, сочетание которых
обеспечивает им широкие возможности трансформации в водно-липидных средах и
обусловленное этим выполнение структурных, каталитических, регуляторных и сигнальных
функций в биомембранах и цитоплазме.
Липиды - структурные компоненты биомембран, имеющие амфипатическое строение полярную головную и неполярную хвостовую части, обеспечивающее им определенную
пространственную ориентацию в водных средах.
3. «Кислородный стресс» и регуляторные функции СРО
Свободнорадикальноек окисление - окисление, в процессе участвуют свободнорадикальные
молекулы
Свободные радикалы - молекулы с неспаренных электроном на внешней электронной орбите,
обладающие в связи с этим высокой реакционной способностью
4. Теория циклического старения и омоложения растений Н.П.Кренке и понятие
«физиологического возраста»
Возрастность=физиологический возраст - совокупность физиологических характеристик
организма, определяющих его близость к естественной смерти
5. Концепция Х.Лихтенталлера. «Световые» и «темновые» хлоропласты
«Световые» хлоропласты – хлоропласты с преобладанием тилакоидов стромы
«Темновые» хлоропласты – хлоропласты с преобладанием тилакоидов гран
РАЗДЕЛ 5. Практикум решения задач (практических ситуаций) по темам
лекций
НАСТОЯЩИЙ КУРС ЯВЛЯЕТСЯ ЧИСТО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ И НЕ ПРЕДПОЛАГАЕТ
ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ.
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после
утверждения программы.
Характер изменений в программе
Номер и дата
протокола заседания
кафедры, на
котором было
принято данное
решение
Подпись
заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесенное
изменение
Подпись декана
факультета
(проректора по
учебной работе),
утверждающего
данное изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут:
Ф.И.О., ученое звание и степень
преподавателя
Жиров В.К., д.б.н., профессор,
член-корреспондент РАН
Учебный год Факультет
2005-2006
ЕЭФ
Специальность
034400 Биология
25
Жиров В.К., д.б.н., профессор,
член-корреспондент РАН
Жиров В.К., д.б.н., профессор,
член-корреспондент РАН
Жиров В.К., д.б.н., профессор,
член-корреспондент РАН
2006-2007
ЕГФ
050102 Биология
2007-2008
ЕГФ
050102 Биология
2008-2009
ЕГФ
050102 Биология