 |
Раздел 1. Структурная и функциональная организация растительной клетки
|
|
|
|
Тема 1. Структурные и химические компоненты растительной клетки
Роль эндосимбиоза в эволюции растительной клетки. Сравнительная характеристика растительной, животной и бактериальной клетки. Структура растительной клетки.
Химические особенности и биологические функции минеральных ионов, белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот. Регуляторные вещества. Компоненты ассимиляционной силы, их роль и источники.
Физико-химические свойства воды и ее биологическая роль. Физико-химическое состояние протоплазмы и ее свойства как жидкого, твердого и живого тела.
Тема 2. Поглощение и выделение веществ растительной клеткой
Общая характеристика механизмов поглощения. Источники энергии для активного и пассивного поглощения. Химический и водный потенциалы. Структурные барьеры на пути поглощения.
Поглощение и выделение газов. Клетка как осмотическая система. Поглощение воды за счет осмотического, электроосмотического, матричного потенциала и отрицательного тургорного натяжения. Аквапорины.
Поглощение веществ через клеточную оболочку. Клеточная стенка как ионообменник. Свободное пространство ткани. Апопласт.
Поглощение ионов через плазмолемму. Ионные каналы. Электрохимический потенциал. Ионные насосы. Потенциалы покоя и действия: механизмы формирования, биологическое значение. Симпласт.
Раздел 2. ВОДООБМЕН РАСТЕНИЯ
Тема 3. Общая характеристика водного режима
Понятие о водном балансе. Концевые двигатели поглощения воды: корневое давление и транспирация листьев. Ксилемный транспорт: структурная организация, механизмы движения и регуляции.
Тема 4. Расходование воды растением
Общая характеристика транспирации: биологическая роль, физические основы, влияние внешних факторов. Краевое испарение. Устьичная и кутикулярная транспирация: структурные аспекты и механизмы регуляции. Транспирационный коэффициент и продуктивность транспирации.
|
|
|
Тема 5. Засухоустойчивость и жаростойкость растений
Влияние засухи и жары на растения. Белки теплового шока. Водный дефицит завядания. Закон В.Р. Заленского. Анатомо-физиологические и физиолого-биохимические особенности экологических групп растений по водному режиму. Пути повышения засухоустойчивости и жаростойкости растений.
Раздел 3. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
Тема 6. Ролькорней в жизни растений
Особенности роста корней. Корни как орган поглощения. Распределительные, синтетические и регуляторные функции корневой системы. Микориза. Ризосфера.
Тема 7. Почва как источник минерального питания
Физико-химические свойства почвы и почвенного раствора. Почвенная микробиота. Физиологическая роль макро- и микроэлементов. Научные основы применения минеральных удобрений.
Тема 8. Азотный метаболизм растений
Физиолого-биохимические механизмы и энергетика усвоения свободного, нитратного и аммонийного азота.
Тема 9. Экология минерального питания
Физиолого-биохимические аспекты действия избыточности солей. Биологические особенности первичных и вторичных галофитов. Пути повышения солеустойчивости растений культурных растений. Растения с нетрадиционной трофикой (паразиты, полупаразиты, насекомоядные).
Раздел 4. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ
Тема 10. Общая характеристика ростовых процессов
Молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный и организменный уровни роста. Теория Н. П. Кренке. Влияние внешних факторов на рост. Фоторегуляторы. Онтогенез: его этапы, циклы развития покрытосемянного растения.
|
|
|
Тема 11. Эндогенные факторы роста
Метаболиты и ассимиляционная сила. Фитогормоны классификация, механизмы действия, биологическое значение. Брассиностероиды, жасмоновая кислота, салициловая кислота. Синтетические регуляторы роста и их практическое использование.
Тема 12. Полярность и дифференциация
Осевая, дорсовентральная и радиальная полярность органов растения. Формирование и взаимодействие элементов физиологической полярности. Генетический контроль клеточной дифференциации и морфогенеза. Гомеозисные гены и белки- транскрипционные факторы.
Теме 13. Движения органов растений
Ростовые (тропизмы, настии, мутации) и тургорные движения: механизмы осуществления и роль в жизни растений.
Тема 14. Периодичность ростовых процессов
Органический и вынужденный покой растений. Физиолого-биохимические основы перехода к покою и выхода из него. Устойчивость растений в период покоя (холодостойкость, морозоустойчивость, зимостойкость).
Тема15. Генеративный этап развития
Принципиальные отличия в развитии животного и растительного организма.
Индукция цветения. Фотопериодизм растений. Гормональная природа флоригена. Яровизация.
Эвокация цветения. Изменения в дифференцировке клеток апикальной меристемы побега. Флоральные (генеративные) и цветковые меристемы. Генетический контроль формирования органов цветка.
Раздел 5. ФОТОСИНТЕЗ
Тема16. Роль растений в биологическом круговороте веществ и энергии
Классификация типов трофики. Роль процессов фотосинтеза, дыхания, брожения и гниения в биологическом круговороте веществ, поддержании газового состава атмосферы и объема гидросферы. Растения и климат.
Тема 17. Общая характеристика фотосинтеза
История открытия и достижения в изучении фотосинтеза. Значение и масштабы фотосинтеза. Место фотосинтеза в концепции устойчивого развития человечества.
Фотосинтез как многостадийный процесс.
Тема 18. Структурная организацияфотосинтеза
Анатомо-морфологические и ростовые особенности листа как органа фотосинтеза. Хлоропласты: химический состав, мезо- и ультраструктура, компартментализация стадий фотосинтеза, онтогенетические изменения. Пластидный геном.
|
|
|
Тема 19. Фотосинтетические пигменты
Физико-химические свойства и биологические функции пигментов. Биосинтез хлорофилла: C2-C5 - путь синтеза аминолевулиновой кислоты, влияние внешних факторов. Фазовое состояние пигментов в хлоропласте. Хроматические адаптации.
Тема 20. Световая стадия фотосинтеза
Фотофизические процессы. Основные характеристики световой энергии и особенности фотофизических и фотохимических реакций. Синглетное и триплетное возбужденое состояние электрона. Хлорофилл как бирадикал. Разделение заряда в тилакоидной мембране.
Фотохимические процессы. Понятие о фотосистемах, особенности ФСI и ФСII. Фотосинтетические электронно-транспортные цепи (ЭТЦ). Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование, накопление ассимиляционной силы в хлоропласте.
Тема 21. Темновая стадия фотосинтеза
Пути использования ассимиляционной силы. Взаимосвязь фотохимических процессов и ассимиляции СО2. Методы изучения фотосинтетического углеродного метаболизма.
Ассимиляция СО2 через цикл Кальвина (С-3 путь фотосинтеза): химизм, энзимология, энергетика, распространенность.
Ассимиляция СО2 через цикл Хэч-Слэка (С-4 путь фотосинтеза): структурная организация, энзимология, химизм, энергетика, распространенность.
Фотосинтез суккулентов. Гетеротрофная ассимиляция СО2: масштабы, химизм, физиологические значения.
Разнообразие продуктов фотосинтеза. Синтез сахарозы и крахмала. Транспорт веществ по флоэме: структура, механизм, регуляция.
Тема 22. Фотосинтез и кислород
Эффект Варбурга. Участие кислорода в фотохимических реакциях; псевдоциклическое фотофосфорилирование. Хлоропластное дыхание.
Влияние кислорода на углеродный метаболизм фотосинтеза. Световое дыхание (фотодыхание) зеленой клетки (гликолатный метаболизм): клеточная компартментализация, химизм, физиологическое значение.
Тема 23. Эндогенные факторы фотосинтеза
Онтогенетические аспекты, содержание хлорофилла, состояние устьечного аппарата. Транспорт ассимилятов и фотосинтез.
|
|
|
Тема 24. Экология фотосинтеза
Влияние интенсивности и спектрального состава света. Квантовый выход. Физиолого-анатомические особенности светолюбивых и теневыносливых растений.
Влияние температуры, влажности, концентрации газов, минеральных ионов, электрического состояния атмосферы. Влияние комплекса эдафических факторов; лимитирующий фактор.
Нарушение фотохимических процессов и углеродного метаболизма фотосинтеза в неблагоприятных условиях; компенсаторные механизмы.
Фотосинтез и продуктивность растений.
Раздел 6. ДЫХАНИЕ
Тема 25. Общая характеристика процесса дыхания
Понятие о дыхание, анаэробное и аэробное дыхание. Физиологическая роль дыхания. Субстраты дыхания; дыхательный коэффициент.
Общие механизмы биологического окисления. Теории активации кислорода (Шенбаин Х.Ф., Энглер А., Бах А.Н.) и водорода (Палладин В.И., Виланд Г.) при дыхании. Роль молекулярного кислорода и воды в ступенчатом характере окисления при дыхании.
Тема 26. Структурная и функциональная организация клеточного дыхания.
Ферментные системы дыхания и их компартментализация в клетке.
Митохондрии: химический состав, ультраструктура, онтогенетические изменения. Митохондриальная ЭТЦ. Альтернативное дыхание. Митохондриальный геном.
Тема 27. Углеродный метаболизм дыхания
Окисление глюкоза через гликолиз и окислительный пентозофосфатный цикл: химизм, энергетика, физиологическое значение, регуляция.
Цикл Кребса: химизм, энергетика, физиологическое значение, регуляция.
Глиоксилатный цикл: химизм, физиологическое значение.
Тема 28. Влияние внешних и эндогенных факторов на дыхание
Влияние температуры, света, содержания О2 и СО2 в атмосфере, адаптационные ферменты. Непродуктивное дыхание. Дыхание роста и поддержки.
|
|
|
