Учебно-методический комплекс дисциплины "Физиология растений" вузовского компонента цикла дпп. Ф. 03. 032500. 00

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


9. Распределение по семестрам
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

9. Распределение по семестрам


Примечание: распределение по семестрам производится с учетом объема дисциплины в академических часах и в общей трудоемкости, а семестры и отчетность по дисциплине – указанием видов итогового контроля (контрольная работа, курсовая работа, реферат, экзамен, зачет)


Номер

семестра

Учебные занятия

Число курсовых проектов

(работ)

Форма итоговой аттестации (зачет, экзамен)

Общий

объем

в том числе

аудиторные

само-

стоят.

работа

всего

из них

лекции

практич

лаборат

5

190

95

32

4

14

45




зачёт

6

95

28

4

12

51

1

экзамен



10. Учебно-методическая карта дисциплины

__Ф__│__Р__│_В Физиология растений (190 часов)

для студентов образовательной профессиональной программы 032500.00 "Биология с дополнительной специальностью география" по очной форме обучения


Модуль

Трудоемкость

№ раздела,

темы

Лекционный курс

Занятия (номера)

Инд. занятия

Самостоятельная

работа студентов

Формы контроля

В кредитах

В часах

Вопросы, изучаемые на лекции

Часы

Семинарские

Лабора­торно-практические

Содержание

Часы

Содержание (или номера заданий)

Часы

1




6

1. Введение в физиологию растений



Физиология растений как наука: её цель, задачи, связи с другими естественнонаучными дисциплинами, практическое применение. Важнейшие особенности растительного организма. Органы и ткани высших растений. Общий план строения растительной клетки. Основные компартменты клеток: ядро, ЭПР, АГ, митохондрии, пероксисомы, рибосомы, пластиды, вакуоли.

2




Определение концентрации клеточного сока при помощи рефрактометра







Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

2

1. Контроль присутствия на лекции и лабораторном занятии

2. Защита результатов лабораторной работы

1




2

2. Ферментативный катализ


Определение термина "фермент", строение молекул ферментов и их основные свойства как биологических катализаторов (специфичность, способность функционирования в относительно мягких условиях, высокая эффективность). Классификация ферментов. Механизмы ферментативного катализа (снижение ферментами энергии активации, принцип индуцированного соответствия). Факторы, влияющие на эффективность ферментативного катализа: концентрация фермента, его активаторов или ингибиторов, субстрата; температура; рН; дисперсность субстрата; аллостерия; наличие мультиферментных комплексов, изоферментов или множественных молекулярных форм ферментов.

2



















1. Контроль присутствия на лекции


1




4

3. Поступление веществ в растительную клетку


Понятие об экзо- и эндоцитозе, пассивном и активном поглощении веществ клеткой. Механизмы пассивного транспорта: простая и облегчённая диффузия, роль в облегчённой диффузии мембранных белков. Аквапорины. Механизмы активного транспорта: трансмембранный потенциал, электрогенные и электронейтральные клеточные насосы. Унипорт, симпорт, антипорт. Особенности транспорта веществ в цитоплазме.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

2

1. Контроль присутствия на лекции

2




9

4. Значение воды. Осмос. Транспирация

Значение воды для растительного организма. Физические свойства воды. Свободная и связанная вода. Диффузия. Осмос. Тургор. Осмотическое и тургорное давление. Водный потенциал.

Транспирация как верхний концевой двигатель водного тока. Роль анатомических структур листа в транспирации. Закон Стефана. Влияние на транспирацию водного потенциала почвы, влажности воздуха, температуры, освещения, ветра и внутренних факторов. Показатели транспирации и водного баланса: оводнённость тканей, водный дефицит, интенсивность, продуктивность и экономность транспирации, транспирационный коэффициент, относительная транспирация.

2




Осмотические свойства растительной клетки. Явление плазмолиза и деплазмолиза


Интенсивность транспирации. Движение устьиц







Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

3

1. Контроль присутствия на лекции и лабораторном занятии

2. Защита результатов лабораторной работы

2




5

5. Поглощение воды корневой системой. Движение воды


Корневое давление как нижний концевой двигатель водного тока. Плач растений и гуттация как иллюстрация наличия корневого давления. Роль анатомических структур корня в поглощении воды из почвы. Симпластный и апопластный пути движения воды. Функция поясков Каспари в поглощении воды корнем. Почвенная и атмосферная засуха, физиологическая сухость, завядание. Транспорт воды в стебле. Теория когезии и натяжения. Объяснение физической стороны транспорта с помощью капиллярных явлений.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

3

1. Контроль присутствия на лекции

3




11

6. Микро- и макроэлементы


Вещества, составляемые макроэлементами, степень их окисления вне и внутри организма, механизмы поступления в растение, удельное содержание, запасные формы: азот, фосфор, сера, кальций, магний, калий.

Вещества, в состав которых входят микроэлементы, степень их окисления вне и внутри организма, удельное содержание, механизмы поступления в растение: железо, марганец, медь, цинк, молибден, бор, кобальт, хлор, никель, натрий, кремний, ванадий.

2

Осмотические свойства растительной клетки


Транспирация

Минеральные удобрения и их свойства







Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

3

1. Контроль присутствия на лекции, лабораторном и семинарском занятии

2. Оценка работы учащихся на семинарском занятии

3. Защита результатов лабораторной работы

3




6

7. Азотный обмен

Круговорот азота в природе. Биологическая фиксация азота. Симбиоз азотфиксирующих микроорганизмов с растениями на примере Rhizobium и бобовых. Свободноживущие азотфиксаторы. Химизм фиксации азота микроорганизмами и включения его в метаболизм. Затраты микроэлементов и АТФ при фиксации атмосферного азота. Поглощение растениями минерального азота почвы. Поглощение и включение в метаболизм нитрата и аммония, включая химизм. Влияние фотосинтеза на поступление азота.

2

Расчёты по приготовлению растворов питательных смесей










Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

2

1. Контроль присутствия на лекции и семинарском занятии

2. Контроль качества решения задач в ходе семинарского занятия

3




4

8. Поступление питательных веществ в растение


Плодородие почвы. Факторы, влияющие на доступность ионов для растения. Растения с уклоняющимся типом питания (насекомоядные, паразиты и полупаразиты, микоризообразователи). Симптомы недостатка питательных элементов. Органические удобрения. Минеральные удобрения (простые и комплексные). Бактериальные удобрения. Физиологические основы применения удобрений.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание"

2

1. Контроль присутствия на лекции


4




7

9. Основы знаний о фотосинтезе


История изучения фотосинтеза. Его значение на биосферном уровне. Лист как орган фотосинтеза. Уравнение фотосинтеза и его принципиальная схема: фотофизическая стадия, фотохимическая стадия, транспорт электронов, поглощение и восстановление углекислого газа.

2

Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание










Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез"

5

1. Контроль присутствия на лекции и семинарском занятии

2. Оценка знаний при опросе в ходе семинарского занятия

4




11

10. Пигменты фотосинтеза

Основные свойства фотонов. Уровни возбуждения молекул хлорофилла. флуоресценция. Светособирающие пигментные комплексы. Механизмы передачи энергии между молекулами пигментов (обменно-резонансный и индуктивно-резонансный). Химическое строение хлорофиллов и роль тетрапиррольного кольца. Спектры поглощения разных форм хлорофилла. Биосинтез хлорофиллов. Химическое строение, спектры поглощения и биосинтез каротиноидов и фикобилинов.

2




Хроматографический метод разделения пигментов зелёного листа. Оптические свойства хлорофилла


Определение концентрации хлорофилла при помощи фотоэлектроколориметра (ФЭК)







Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез"

5

1. Контроль присутствия на лекции

2. Защита результатов лабораторной работы

4




8

11. Транспорт электронов при фотосинтезе


Электрон-транспортная цепь (ЭТЦ). Белковые комплексы ЭТЦ и молекулы-переносчики. Марганец-кластер как источник выделяемого при фотосинтезе кислорода. Z-схема фотосинтеза. Фотосистемы I и II и их роль в ЭТЦ. Кратковременная и долговременная адаптация ЭТЦ к изменениям во внешней среде. Хлородыхание. Фотоингибирование. Циклический псевдоциклический транспорт электронов. Фотофосфорилирование.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез"

6

1. Контроль присутствия на лекции

4




10

12. Синтез углеводов

Цикл Кальвина: стадии карбоксилирования, восстановления и регенерации. Роль Рубиско в ассимиляции углерода. Энергетический баланс цикла Кальвина. Регуляция активности его работы. Цикл Хэтча – Слэка – Карпилова (С4-путь). Дополнительные химические реакции, происходящие в ходе С4-пути. Роль анатомических структур листа в цикле Хэтча – Слэка – Карпилова. Экологические особенности С4-растений. САМ-цикл: дополнительные химические реакции, роль анатомических структур листа, экологические особенности. Фотодыхание: химизм, отличия от светового дыхания, участие Рубиско, роль в метаболизме.

4













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез"

6

1. Контроль присутствия на лекции

4




8

13. Влияние среды на фотосинтез

Оценка интенсивности фотосинтеза. Истинная и видимая интенсивность фотосинтеза. Зависимость интенсивности фотосинтеза от освещения у С3- и С4-растений. Светокомпенсационная точка. Связь интенсивности фотосинтеза со спектральным составом света, концентрацией СО2 и кислорода, температурой, водным режимом, минеральным питанием, загрязнением. Роль внутренних факторов в регуляции интенсивности фотосинтеза: скорость оттока ассимилянтов, концентрацией хлорофилла, возрастом листа.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез"

6

1. Контроль присутствия на лекции и семинарском занятии

2. Оценка знаний при опросе в ходе семинарского занятия

5




4

14. Основы биоэнергетики

Экзергонические и эндергонические реакции. Энтропия. Энергия Гиббса. Экзергоническое сопряжение. Строение АТФ. Макроэргическая связь в молекуле АТФ. Хемиосмотическая теория Митчелла. Электронтраспортные цепи. НАД, НАДФ, цитохромы, железосерные белки, хиноны.

2

Фотосинтез
















1. Контроль присутствия на лекции

2. Оценка работы учащихся на семинарском занятии

5




17

15. Дыхание. Гликолитический путь дыхания

Обобщённое уравнение, принципиальная схема и функции дыхания. Гликолиз: исходные вещества и продукты, химические реакции, энергетический выход. Синтез щавелеуксусной кислоты при гликолизе. Глюконеогенез. Брожение (молочнокислое и спиртовое).

Цикл Кребса (трикарбоновых кислот): вовлечение пировиноградной кислоты в цикл Кребса, общая схема, энергетический выход. Цикл Кребса как поставщик метаболитов. Вовлечение в дыхание белков и липидов. Контроль работы цикла Кребса и гликолиза.

4




Определение интенсивности дыхания растений по выделению углекислого газа


Определение дыхательного коэффициента прорастающих семян







Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений"

9

1. Контроль присутствия на лекции

2. Защита результатов лабораторной работы

5




2

16. Модификации цикла Кребса

Глиоксалатный и пентозофосфатный циклы.

2



















1. Контроль присутствия на лекции

5




13

17. Электронтранспортная цепь дыхания

Белковые комплексы ЭТЦ дыхания. Окислительное фосфорилирование. Отличия в функционировании ЭТЦ при использовании НАДН и ФАДН2. Роль протонных помп в работе ЭТЦ и понятие о точке сопряжения. Альтернативные пути окисления НАДН. Сущность и функции разобщённого транспорта электронов.

4













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений"

9

1. Контроль присутствия на лекции

5




6

18. Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания

Влияние на интенсивность дыхания температуры среды; содержания в ней кислорода, углекислого газа и воды; интенсивности и спектрального состава света; минерального питания; вида, стадии онтогенеза и физиологического состояния растения. Физиологические процессы, активизирующие дыхание. Дыхание роста и дыхание поддержания.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений"

4

1. Контроль присутствия на лекции

6




11

19. Рост и развитие растений

Различия между процессами роста и развития. Ткани, обеспечивающие рост растений. Основные фазы развития отдельных клеток, культур клеток и целого растения: эмбриональная, роста, дифференциации, зрелости, старения. Тотипотентность. Влияние на рост и развитие света, температуры, аэрации, минерального и водного питания. озимые и яровые формы растений. Фотоморфогенез. Фотопериодическая реакция растений. Фитохромы, криптохромы и фототропин как рецепторы света.

2

Дыхание растений










Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений"

7

1. Контроль присутствия на лекции и семинарском занятии

2. Оценка знаний при опросе в ходе семинарского занятия

6




22

20. Гормоны растений

Определение и свойства гормонов. Первичные и вторичные мессенджеры. Специфические и неспецифические реакции. Химическое строение, синтез и функции гормонов. Ауксины – гормоны апекса стебля; стимуляция ими апикального доминирования, закладки листьев, развития корневой системы. Цитокинины – гормоны апекса корня; их синергизм и антагонизм с ауксинами. Гиббереллины – гормоны листьев; их влияние на интеркалярные меристемы, проявление пола, цветение. Гормоны стрессов: абсцизовая кислота, этилен, жасмонаты, брассиностероиды, салициловая кислота.

4




Рост растений и влияние на него гормонов







Самостоятельное выполнение замеров в завершающей части лабораторной работы


Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений"

16

1. Контроль присутствия на лекции

2. Защита результатов лабораторной работы

6




4

21. Движения растений

Тропизмы: геотропизм, фототропизм, гелиотропизм, хемотропизм, аэротропизм, гидротропизм, тигмотропизм. Настии.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений"

2

1. Контроль присутствия на лекции

6




6

22. Покой растений

Сезонная, суточная и возрастная периодичность роста. Вынужденный и глубокий покой. Пути преодоления покоя.

2













Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений"

4

1. Контроль присутствия на лекции

7




6

23. Стрессы растений

Причины, вызывающие водный дефицит. Последствия водного дефицита. Осморегуляция как механизм преодоления водного дефицита. Осмолиты. Белки водного стресса: Lea-белки, шапероны, протеазы, ингибиторы протеаз, убиквитины, аквапорины. Абсцизовая кислота – гормон водного стресса.

Экологические группы растений по отношению к засолённости почв. Повреждающее действие солей: нарушение всасывания воды и токсическое действие. механизмы преодоления солевого стресса.

Приспособление ферментов к изменениям температуры. Белки теплового и холодового шока. Изменение вязкости мембран как механизм избегания температурного стресса. Теплопродукция при понижении температуры. Механизмы повреждения растений при снижении температуры ниже 0°С и ослабления повреждающего эффекта.

4

Рост и развитие растений
















1. Контроль присутствия на лекции и семинарском занятии

2. Оценка знаний при опросе в ходе семинарского занятия

7




2

24. Окислительный стресс

Активные формы кислорода – АФК (перекись водорода, супероксидрадикал, синглетный кислород, гидроксилрадикал) и их продукция. Цикл "вода – вода". Повреждающее действие АФК. Защита от АФК: антиоксидантные и ферментативные системы. Окислительный стресс как компонент других видов стресса.

2



















1. Контроль присутствия на лекции

7




2

25. Иммунитет растений

Иммунитет растений. Конститутивный и индуцибельный иммунитет. Защитные вещества растений: яды, репелленты, фитоалексины. Белки, вырабатываемые при биотическом стрессе: ингибиторы протеаз и белки окислительного стресса. Сигнальные пути индуцибельного иммунитета. Передача сигналов с помощью системина, олигосахаридов, этилена, салициловой кислоты. Местные и системные реакции.

2



















1. Контроль присутствия на лекции

1.1.6. Карта самостоятельной работы студента по дисциплине

__Ф__│__Р__│_В Физиология растений (160 часов)


для студентов образовательной профессиональной программы 032500.00 "Биология с дополнительной специальностью география" по очной форме обучения


Модуль

Номер раздела, темы

Самостоятельная работа студентов

Формы контроля

Содержание работы, формы работы

Сроки выполнения

Общая трудоемкость

1

1

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание": основные органоиды растительной клетки и их физиологическая роль.

5 семестр

1 неделя ноября

2

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

1

3

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание": поступление веществ в клетку, пассивный и активный транспорт.

5 семестр

1 неделя ноября

2

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

2

4

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание":
  • диффузия и осмос; осмотический потенциал растительной клетки; плазмолиз и деплазмолиз;
  • значение воды в жизни клетки и растительного организма;
  • транспирация; верхний концевой двигатель; влияние окружающей среды на интенсивность транспирации.

5 семестр

1 неделя ноября

3

1. Контроль присутствия на лекции

2. Проверка усвоения знаний при оценке решения задач

3. Опрос в ходе семинарского занятия

2

5

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание": строение корня, роль корневой системы в поглощении воды; нижний концевой двигатель.

5 семестр

1 неделя ноября

3

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

3

6

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание":
  • макро- и микроэлементы, содержащиеся в растениях, их физиологическая роль;
  • механизм поступления минеральных питательных веществ через корневую систему растений.

5 семестр

1 неделя ноября

3

1. Контроль присутствия на лекции

2. Проверка усвоения знаний при оценке решения задач

3. Опрос в ходе семинарского занятия

3

7

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание": превращение азота в растениях, обезвреживание аммиака.

5 семестр

1 неделя ноября

2

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

3

8

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Физиология растительной клетки, водный режим, минеральное питание": минеральные удобрения, применение удобрений в практике растениеводства.

5 семестр

1 неделя ноября

2

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

4

9

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез":
  • физиологическая сущность фотосинтеза и его роль на Земле;
  • хлоропласты, их строение, химический состав и функции.

5 семестр

2 неделя декабря

5

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

4

10

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез":
  • классификация пигментов листа и их роль в процессе фотосинтеза;
  • хлорофиллы, строение, химический состав, условия образования;
  • определение концентрации хлорофилла фотоэлектроколориметрическим методом;
  • методы выделения и физико-химические свойства пигментов листа.

5 семестр

2 неделя декабря

5

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе защиты лабораторных работ

3. Опрос в ходе семинарского занятия

4

11

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез": химизм и энергетика фотосинтеза.

5 семестр

2 неделя декабря

6

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

4

12

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез": химизм и энергетика фотосинтеза.

5 семестр

2 неделя декабря

6

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

4

13

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Фотосинтез":
  • влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза;
  • зависимость интенсивности фотосинтеза от внутренних факторов
  • взаимосвязь фотосинтеза и урожая растений.

5 семестр

2 неделя декабря

6

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

5

15

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений":
  • дыхание и его физиологическая роль в обмене веществ;
  • субстраты дыхания;
  • анаэробная фаза дыхания;
  • брожение.

6 семестр

1 неделя февраля

9

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

5

17

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений":
  • аэробная фаза дыхания;
  • синтез и запасание энергии в процессе дыхания;
  • пути регуляции дыхательного обмена.

6 семестр

1 неделя февраля

9

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

5

18

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Дыхание растений": влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания.

6 семестр

1 неделя февраля

4

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

6

19

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений":
  • стадии роста и развития растительной клетки;
  • фотопериодизм.

6 семестр

3 неделя марта

7

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

6

20

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений":
  • гормоны и механизм их действия;
  • ауксины: синтез, транспорт и роль для растения;
  • гиббереллины: синтез, транспорт и роль для растения;
  • применение гормонов в практике растениеводства.

6 семестр

3 неделя марта

9

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

3. Опрос в ходе защиты лабораторных работ

6

20

Самостоятельное выполнение замеров в завершающей части лабораторной работы "Рост растений и влияние на него гормонов"

6 семестр

2 неделя марта

7

1. Защита лабораторной работы

6

21

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений": природа и физиологическая роль тропизмов и настий.

6 семестр

3 неделя марта

2

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия

6

22

Подготовка к семинарскому занятию по теме "Рост и развитие растений":
  • состояние покоя и его значение для растений.
  • условия, необходимые для прорастания семян.

6 семестр

3 неделя марта

4

1. Контроль присутствия на лекции

2. Опрос в ходе семинарского занятия