Клетка — элементарная структурная единица растительного организма, поэтому четкие представления об ее составе, строении и функционировании крайне необходимы для понимания жизни целостного растительного организма. Особое внимание уделите белкам, так как им принадлежит ведущая роль в функционировании растительного организма, а так же генетическому аппарату клетки.
Подробнее следует остановиться на мембранах как носителях молекулярного порядка в клетке, обращая внимание, на функциональную роль белков и структурообразующую – липидов. Обратите внимание на функции мембран и определяемые ими уникальные свойства живой клетки: избирательную проницаемость, регуляцию обмена веществ и энергии, раздражимость.
Особое место в разделе занимают вопросы поступления в клетку воды и различных веществ. Необходимо четко определить критерии пассивного и активного транспорта, рассмотреть возможные механизмы поглощения веществ и водообмена, остановиться на вопросах межклеточных взаимодействий в тканях и органах растений.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Атабекова, А. И. Цитология растений / А. И. Атабекова, Е. И. Устинова. – М. :
Колос, 1987. – С. 11-47.
2.Третьяков, Н. Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. –
М. : Колос, 2005. – С.15-85.
3.Лебедев, Б. А. Физиология растений. – М. : Колос, 1982. – С. 12-88.
4.Рубин, Б. А. Курс физиологии растений. – М. : Высшая школа, 1976. – С. 17-82.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Где происходит внутриклеточное «пищеварение»?
2.Из чего состоят жиры?
3.Сколько процентов целлюлозы содержится в первичной и вторичной клеточной стенке?
4.Как называются тяжи цитоплазмы, проходящие через поры и соединяющие между собой протопласты соседних клеток?
5.В каких пластидах откладываются запасные вещества?
6.В каких органеллах клетки идет цикл Кребса и фосфорилирование?
7.Как называется структура в клетке, состоящая из уплощённых, замкнутых мем-
браной дисков, от краёв которых отшнуровываются пузырьки?
8.Как называется образование, ограниченное тонопластом ?
9.Как называется внутреннее содержимое ядра?
10.Какое вещество составляет основу молекулы фермента?
6
Раздел 2. ФОТОСИНТЕЗ
Лист как орган воздушного питания. Пигменты хлоропластов, их строение и свойства. Биохимия и биофизика фотосинтеза. Влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза. Компенсационная точка и условия ее наступления. Основные показатели фотосинтетической деятельности и использование их при формировании посевов высокой продуктивности. Пути повышения КПД фотосинтеза.
Фотосинтез является уникальной функцией растительного организма. В процессе фотосинтеза создается 90-95% сухой биологической массы урожая; поэтому необходимо хорошо знать структурную организацию, основы биофизики и биохимии этого процесса. Очень важно обратить внимание на причины несоответствия между теоретически возможными и реально получаемыми величинами КПД фотосинтетической активности радиации. Необходимо разобраться в вопросах влияния светового и водного режима, а также минерального питания на фотосинтетическую деятельность растений, остановиться на факторах эндогенной регуляции фотосинтеза (состояние пигментного аппарата, концентрация ассимилятов в хлоропластах, гормоны, продуцируемые аттрагирующими центрами).
Особое внимание необходимо уделить посеву как фотосинтетической системе. Рассмотреть факторы, определяющие чистую продуктивность фотосинтеза: интенсивность процесса, площадь листьев, длительность фотосинтетической деятельности и затраты на дыхание. Наметить пути повышения урожая, отметив возможность увеличения коэффициента хозяйственной эффективности фотосинтеза, регулирования густоты стояния и структуры растений, особенности расположения листьев в пространстве, подбора оптимальных способов посева и посадки, применения удобрений и орошения.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Третьяков, Н. Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. –
М. : Колос, 2005. – С. 86-165.
2.Лебедев, Б. А. Физиология растений. – М. : Колос, 1982. – С. 128-194.
3.Рубин, Б. А. Курс физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1976. – С. 83-187.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Каково значение поглощения углекислого газа при фотосинтезе в жизни биосферы?
2.Каково значение устьиц в фотосинтезе?
3.Что называют фотосинтетическим потенциалом?
4.Что называют фотосинтетическим фосфорилированием?
5.В каких лучах наблюдается максимум поглощения хлорофилла?
6. Какие лучи поглощают каротиноиды?
7. Почему цикл Кальвина называется С3 – путь? 8. Каковы основные особенности С4 – пути?
9. Что называют полуденной депрессией фотосинтеза?
7
Раздел 3. ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ
Дыхание и его значение в жизни растений. Возможные пути окисления веществ. Ферменты дыхания. Химизм дыхания. Окислительное фосфорилирование. Энергетический выход дыхания. Дыхательный коэффициент и методы его опр е- деления. Углеводы, белки и жиры как субстраты дыхания. Взаимосвязь метаболических процессов в клетке через промежуточные продукты дыхания. Влияние внешних факторов на интенсивность дыхания. Регулирование интенсивности дыхания при хранении семян и сочных плодов.
В этом разделе, прежде всего, следует уяснить значение дыхания в метаболизме растений и особенности этого процесса, отличающие его от горения (многоступенчатость, обеспечивающая выделение энергии небольшими порциями и возможность ее запасания, а также образование промежуточных продуктов, используемых в разнообразных биосинтезах; ферментативный характер процесса, участие воды и дегидрирование как основной путь окисления).
Обратите внимание, что в качестве дыхательного субстрата могут использоваться разнообразные органические вещества — углеводы, жиры, белки, и как в зависимости от дыхательного субстрата изменяется величина дыхательного коэффициента. А также обратите внимание на то, что наряду с аэробным дыханием, в растениях может происходить и анаэробное дыхание по типу спиртового и молочнокислого брожений. Необходимо знать, в каких случаях дыхание целиком переходит на этот энергетически невыгодный путь окисления, и каковы последствия для растений.
Подробнее необходимо остановиться на окислительном фосфорилировании, энергетической и физиологической эффективности дыхания.
Представляет интерес проблема общего количества питательных веществ, используемых растением на дыхание, так как от соотношения между фотосинтезом и расходом на дыхание, зависит биологический урожай.
Большое значение имеют вопросы эндогенной регуляции, зависимости дыхания от температуры, влажности, газового состава среды и других условий, изменения дыхания при раздражении и повреждении тканей и органов растения. Эти вопросы необходимо рассматривать в связи с возможными способами регулирования дыхания сельскохозяйственной продукции при хранении.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Третьяков, Н. Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. –
М. : Колос, 2005. – С. 166-208.
2.Лебедев, Б. А. Физиология растений. – М. : Колос, 1982.– С. 195-235.
3.Рубин, Б. А. Курс физиологии растений. – М. : Высшая школа, 1976. –
С. 188-295.
8
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Какое значение имеет дыхание в жизни растения?
2.Почему цикл Кребса называют аэробной фазой дыхания?
3.АТФ, как универсальный аккумулятор энергии.
4.Какие ферменты участвуют в дыхании?
5.Как влияют на интенсивность дыхания абиотические факторы среды?
6.Каковы пути регуляции интенсивности дыхания при хранении продукции растениеводства?
7.Сходство и различия между дыханием и горением.
8.Анаэробные пути дыхания в растении.
Раздел 4. ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ
Вода, её структура и свойства. Состояние и роль воды в растении. Поступление воды в клетку. Транспирация, корневое давление, силы сцепления молекул воды в сосудах, как факторы поступления и передвижения воды по растению. Водный баланс. Физиологические основы орошения.
Для изучения этого раздела необходимо детально разобраться не только в значении воды для растений и негативном влиянии водного дефицита на их жизнедеятельность, но и в процессах, обеспечивающих водообмен растений: поглощение воды, передвижение и распределение ее по растению, испарение. Необходимо составить четкое представление о сосущей силе, тургорном и осмотическом давлении, о роли вакуоли и клеточной стенки в этих явлениях.
Особое внимание следует уделить экологическим аспектам водообмена растений – влиянию факторов внешней среды на водообмен, способам регуляции водного режима растений. Иметь четкое представление о физиологических основах орошения, обратить внимание на применение удобрений как способ повышения эффективности использования воды. Знать методы определения интенсивности транспирации и её продуктивности.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Третьяков, Н.Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. – М.:
Колос, 2005. – С. 210-272.
2.Лебедев, Б.А. Физиология растений. – М.: Колос, 1982.– С. 89-127.
3.Рубин, Б.А. Курс физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1976.– С. 196-323.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1.Что такое осмос?
2.Перечислите двигатели водного тока по растению.
3.Что такое транспирационный коэффициент?
4. Какое значение имеет транспирация в жизни растений?
5.Почему транспирацию называют неизбежным злом для фотосинтеза?
6.Что является доказательством корневого давления?
9
7.Как влияют абиотические факторы среды на интенсивность дыхания?
8.Почему клетка является осмотической системой?
Раздел 5. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Особенности строения корневой системы как органа поглощения элементов питания. Макро- и микроэлементы, их физиологическая роль. Питание растений азотом и фосфором. Формы азота доступные растению. Проблемы азотного питания. Особенности усвоения фосфора. Связь азотного и фосфорного питания. Физиологические основы применения удобрений. Аэропоника, гидр о- поника.
Изучению раздела «Минеральное питание растений» следует уделить особое внимание, так как современное земледелие немыслимо без применения удобрений.
В растениях присутствуют различные минеральные элементы, значение которых не всегда соответствует их количественному содержанию. Обратите внимание на роль вегетационного метода исследования, особенно водных культур, в изучении минерального питания.
Необходимо четко знать критерии необходимости и незаменимости элементов питания, уяснить физиологическую роль главнейших макро- и микроэлементов, их усвояемые формы и метаболизм в растении, признаки голодания при дефиците того или иного элемента. Обратите внимание на роль ионного транспорта в жизни растения.
Особое место в этом разделе занимают вопросы механизмов поступления минеральных элементов, их передвижения по симпласту и апопласту растений, реутилизации элементов минерального питания, а также изучение выделительной функции корней.
Продуктивность растений определяется обеспеченностью их минеральными элементами, и особенно азотом, фосфором и калием. Необходимо обратить внимание на ритм поглощения элементов минерального питания растениями в период вегетации, особенности минерального питания при орошении, способы расчета норм внесения удобрений при программировании урожаев различных сельскохозяйственных культур.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.Третьяков, Н. Н. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. –
М. : Колос, 2005. – С. 272-337.
2.Лебедев, Б. А. Физиология растений. – М. : Колос, 1982. – С. 236-298.
3.Рубин, Б. А. Курс физиологии растений. – М.: Высшая школа, 1976. –
С. 324-421.
10