Физиология растений - введение.
Фитология растении - наука о химическом составе и механизмах жизненных функции растений Связь физиологии и биохимии растений с другими науками. Методы изучения физиологии и биохимии растений, основные направления. Определение жизни и пути ее изучения. Гомеостаз у растений. Уровни проявления систем регуляции и саморегуляции в поддержании гомсостаза.
История развития физиологии растений. Основные этапы развития физиологии растений. Связь между этими этапами и общим развитием биологии. Задачи физиологии растений в связи с новыми достижениями науки и практическими исследованиями на современном этапе.
Физиология и биохимия растительной клетки.
Клетка как носитель жизни на земле - элементарная структурная и функциональная единица многоклеточного организма.
- Физико-химические основы энергетики растительной клетки. Структура клетки под микроскопом.
- Физико-химические свойства протоплазмы. Мембранный принцип организации протоплазмы.
- Биологические мембраны. Их структура, свойства, функции.
- Компартментация и целостность обмена веществ.
- Химические свойства клетки.
- Неорганические вещества и их роль в клетке.
- Органические вещества: белки, липиды, углеводы и другие.
- Ферменты, особенности их действия в растительной клетке.
- Классификация ферментов.
- Обмен веществ между клеткой и окружающей средой.
- Поступление воды в клетку: диффузия, осмос, сосущая сила клетки.
- Поступление веществ в клетку.
- Активный и пассивный их транспорт через биологические мембраны.
- Взаимодействие клеток, тканей и органов в целом организме.
Водный режим.
Вода: структура, физические свойства, значение. Формы воды в растении и в почве. Коэффициент завядания. Абсорбция воды растением, механизмы. Корневая система - орган поглощения воды. Выделение воды растением. Транепирация. Гуттация. Устьица, их структура, значение регуляции транспирадии с помощью устьиц. Кутикулярная транепирация. Передвижение воды по растению - восходящий поток. Корневое давление - нижний двигатель. Сосущая сила листьев - верхний двигатель. Теория сцепления. Экология водного режима. Особенности водного режима у различных экологических групп растений.
Фотосинтез.
Сущность и значение фотосинтеза. История развития науки о фотосинтезе. Структура фотосинтетического аппарата. Структура, химический состав и функции хлоропластов. Система пигментов фотосинтезирующих организмов. Механизм фотосинтеза. Световая и темновая фазы фотосинтеза, их сравнительная характеристика. Участие пигментов в процессе фотосинтеза. Понятие о фотосинтетической единице и реакционном центре. Z-схема световой фазы. Фотофосфорилирование, циклический и нециклический транспорт электронов. Реакции темповой фазы. Цикл Кальвина, Хэтча-Слэка, САМ-фотосинтез. Фото дыхание. Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от внешних и внутренних факторов. Фотосинтез и продуктивность растений.
Дыхание растений.
Дыхание и его значение. Природа механизмов дыхания и окислительно-восстановительные процессы в растительной клетке. Развитие учения о дыхании. Теории биологических механизмов дыхания Баха, Паладина, Костычева.
Основные пути окисления органических веществ:
- дихотомический,
- апогомический путь,
- цикл Кребса,
- глиоксилатный цикл и др.
Цепь транспорта электронов. Окислительное фосфорилироваиие, субстратное фосфор ил ирование. Хемоосмотическая гипотеза синтеза АТР. Энергетика дыхания. Регуляция процесса дыхания. Влияние внутренних и внешних факторов на интенсивность дыхания.
Минеральное питание.
Значение минерального питания растений. Потребность растений в минеральных элементах. Макро- и микроэлементы. Диагностика минерального нитания и методы изучения. Механизм абсорбции минеральных солей. Транспорт ионов через мембраны (активный и пассивный). Радиальный транспорт через симпласт и апопласт. Ксилемный транспорт. Макроэлементы. Азот - значение, формы. Нитратный фотосинтез. Азотфиксация. Трансформация азота в растении. Механизм синтеза аминокислот. Образование амидов. Биологическое значение серы, фосфора, калия, кальция и т.д. Физиологическое значение микроэлементов. Почва как главный источник минерального питания. Антагонизм ионов. Физиологически основные, кислые и нейтральные соли. Физиологические основы применения удобрений.
Синтез и транспорт органических веществ в растении.
Превращение белковых и углеводных соединений и их транспорт в растении. Биосинтез жирных кислот и глицеринов. Витамины. Фосфатиды. Вещества вторичного происхождения: органические кислоты, алкалоиды, гликозиды, фенолы, др. Их значение и метаболизм в растительной клетке. Взаимодействие процессов обмена веществ.
Рост и развитие растений.
Определение роста и развития растений. Рост как проявление наследственных факторов. Типы роста у растения. Определение клеточного цикла. Рост и развитие клетки. Фазы роста и их физиологические особенности. Ритм роста растений. Влияние внешних факторов на рост и развития растения. Латентное состояние. Механизмы, регулирующие процессы роста. Фито- гормоны: строение, значение. Взаимодействие между разными фитогормонами. Ростовые движения у растений. Тропизмы и настии. Развитие растений. Жизненный цикл. Этапы онтогенеза и физиолого-биохимические особенности. Факторы, управляющие развитием растений. Фотопериодизм.
Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды.
Устойчивость как адаптация растений к среде обитания. Основные принципы действия экологического стресса. Специфические и неспецифические механизмы приспособления растений. Устойчивость к засухе. Физиологические и биохимические нарушения в тканях растений в условиях водного дефицита. Устойчивость к высоким температурам. Устойчивость к низким температурам. Морозостойкость. Физиологическая и биохимическая природа низких температур. Фазы закаливания. Устойчивость при зимовке. Устойчивость к засолению и другим факторам, вызывающим стресс.
