М.Ю. Власенко,

Л.Д. Вельямінова-Зернова, В.В. Мацкевич

ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИН

З ОСНОВАМИ БІОТЕХНОЛОГІЇ

Біла Церква

2006

ББК 41.2Я73

В 57

УДК 581.1: 577,2 (075,2).

Власенко М.Ю., Вельямінова-Зернова Л.Д., Мацкевич В.В. Фізіологія рослин з основами біотехнології: підручник. – Біла Церква, 2006. – с.

В підручнику відповідно до навчальної програми послідовно і взаємопов’язано висвітлено фізіолого-біохімічні процеси, що відбуваються у рослинному організмові протягом життєвого циклу (водообмін, мінеральне живлення, фотосинтез, дихання, синтез, перетворення і транспорт органічних речовин) і забезпечують його ріст, розвиток, формування продуктивності рослин і стійкості до несприятливих факторів навколишнього середовища та їх регулювання на рівні клітини, органа і організму в цілому. Висвітлено основні положення фізіологічних основ сільськогосподарської біотехнології.

Рецензенти:

Грицаєнко З.М., доктор с.-г. наук, професор, академік АНВШ України, заслужений діяч науки і техніки України. Зав. кафедри біології Уманського державного аграрного університету.

Міщенко Л.Т., доктор біологічних наук, провідний науковий співробітник біологічного факультету Київського національного університету ім.. Т.Г. Шевченка

Цехмістренко С.І., доктор с.-г. наук, професор, зав кафедрою органічної та біологічної хімії Білоцерківського державного аграрного університету

Isbn © Власенко м.Ю., Вельямінова-Зернова л.Д., Мацкевич в.В.

© БДАУ, 2006

Зміст

Передмова

I. ЗАГАЛЬНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ

РОСЛИННОГО ОРГАНІЗМУ

1.1. Предмет і завдання фізіології та біотехнології

2. Основні етапи розвитку фізіології рослин

3. Фізіологія рослин як фундаментальна біологічна наука та

теоретична основа агрономічних наук

2. Основні напрями сучасної фізіології рослин

1.5. Методи та рівні досліджень фізіології рослин

1.6. Фізіологічні основи біотехнології

II. ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ

2.1. Клітина як структурно-функціональна одиниця рослинного організму

2.2. Загальна морфологія рослинної клітини

2.3.Будова і фізіологічні функції компонентів клітини

2.3.1. Клітинна оболонка та її функції

2.3.2. Протопласт

2.3.3. Вакуолі, їх функції

2.4. Особливості будови органел цитоплазми та їх біологічні функції

2.4.1. Пластиди

2.4.2. Мітохондрії

2.4.3. Рибосоми

2.4.4. Апарат Гольджі

2.4.5. Лізосоми

2.4.6. Мікротрубочки

2.4.7. Ендоплазматичний ретикулум

2.5. Клітинні мембрани, їх будова, хімічний склад та функції

III. Структура і функції біомолекул. Обмін органічних речовин у рослинному організмі

3.1. Загальна характеристика рослинних білків, структура, функція та класифікація

3.1.1. Характеристика і класифікація амінокислот

3.1.2. Пептиди і поліпептиди

3.1.3. Біосинтез основних амінокислот

3.1.4. Залежність біосинтезу амінокислот і білків від екологічних

факторів в онтогенезі

3.2. Нуклеїнові кислоти, їх види, структура та значення

3.2.1. Основні етапи біосинтезу білків

3.2.2. Синтез і розпад білків

3.3. Ферменти, хімічна природа і будова молекули

3.3.1. Класифікація ферментів

3.3.2. Властивості ферментів та локалізація

3.3.3. Залежність активності ферментів від факторів середовища

3.3.4. Механізм ферментативного каталізу

3.4. Біохімічна характеристика і значення вуглеводів

3.4.1. Біосинтез і взаємні перетворення вуглеводів.

Ферменти вуглеводного обміну

3.4.2. Транспортні й запасні форми вуглеводів

3.4.3. Вуглеводний обмін при формуванні насіння і плодів

3.4.4. Обмін вуглеводів залежно від екологічних факторів

і умов середовища

3.5. Біохімічна характеристика та значення ліпідів

3.5.1. Біосинтез жирів

3.5.2. Обмін жирів при формуванні насіння олійних культур залежно

від факторів навколишнього середовища

3.5.3. Обмін жирів під час зберігання насіння

3.6. Вітаміни

3.6.1. Біосинтез і фізіологічна роль водорозчинних вітамінів

3.6.2. Жиророзчинні вітаміни

3.6.3. Зміна вмісту вітамінів у онтогенезі рослин залежно від

екологічних факторів і умов вирощування

3.7. Речовини вторинного походження

3.8. Взаємозв’язок перетворень речовин у рослині

3.8.1. Листок як основний орган біосинтезу

3.8.2. Роль кореня у біосинтезі

3.9. Конституційні й запасні речовини

IV. ВОДНИЙ ОБМІН РОСЛИН

4.1. Значення води у житті рослин

4.2. Клітина як осмотична система

4.3. Залежність між осмотичними і тургорним тиском, та водним потенціалом

4.4. Коренева система як орган поглинання води

4.4.1. Кореневий тиск

4.5. Транспірація та її біологічне значення

4.5.1. Види транспірації, способи регулювання

4.6. Шляхи висхідної течії води

4.7. Нисхідна течія води і розчинених речовин

4.8. Особливості водообміну у різних екологічних груп

4.9. Фізіологічні основи зрошення

V. МІНЕРАЛЬНЕ ЖИВЛЕННЯ РОСЛИН

5.1. Історія дослідження та методи вивчення мінерального живлення рослин

5.2. Хімічний склад рослин

5.2.1. Фізіологічна роль макроелементів та їх доступні для рослин

форми

5.2.2. Фізіологічна роль азоту в рослині

5.2.3. Фізіологічна роль мікроелементів та їх доступні для рослин

форми

5.2.4. Фізіологічні порушення при нестачі окремих елементів живлення

5.2.5. Екологічні основи застосування азотних добрив

5.3. Надходження речовин у рослину

5.3.1. Поглинання малих молекул

5.3. 2. Пасивний транспорт розчинених речовин

5.3.3. Вільний простір клітини

5.3.4. Транспорт речовин за участю переносників

5.3.5. Протонна помпа

5.3.6. К⁺ , Nа⁺ - АТР-ази

5.3.7. Мембранна регуляція транспортних процесів

5.3.8. Іонофори

3.4. Іонний транспорт по рослині

5.5. Синтезуюча діяльність кореня

5.5.1. Синтез амінокислот у коренях

5.5.2. Амінокислоти кореня у онтогенезі рослин

5.5.3. Корінь як місце синтезу вторинних сполук

5.5.4. Видільна функція кореневої системи. Реутилізація

5.5.5. Алелопатична взаємодія рослин

5.6. Фізіологічні основи застосування добрив

5.7. Гідропоніка

VI. ФОТОСИНТЕЗ

6.1. Планетарне значення фотосинтезу

6.2. Основні етапи розвитку уявлень про процес фотосинтезу

6.3. Фізико-хімічна суть фотосинтезу

6.4. Листок як орган фотосинтезу

6.4.1. Мофологічна будова листка

6.4.2. Фотосинтетичні пігменти, їх хімічні і фізичні властивості

6.5. Первинні процеси фотосинтезу. Світлова стадія

6.5.1. Організація і функціонування 1 та 2 пігментних систем.

6.5.2. Електрон-транспортні ланцюги фотосистем

6.5.3. Механізм участі у процесі перетворення сонячної енергії

6.5.4. Фотоліз води

6.5.5. Фотосинтетичне фосфорилювання

6.6. Темнова стадія. Метаболізм вуглецю при фотосинтезі

6.6.1. Цикл Кальвіна. С₃-шлях фотосинтезу

6.6.2. Цикл Хетча-Слека. С₄-шлях фотосинтезу

6.6.3. Інші шляхи перетворення вуглецю при фотосинтезі

6.6.4. Фотодихання

6.7. Системи регуляції фотосинтезу

6.7.1. Регуляція фотосинтезу на рівні фотосинтетичного апарату

6.8. Фотосинтез і обмін речовин у рослинній клітині

6.8.1. Біосинтез полісахаридів, амінокислот, білків, ліпідів і

фітогормонів

6.9. Транспортування метаболітів

6.9.1. Транспорт асимілятів і його регуляція у листковій пластинці

6.9.2. Паренхімний транспорт асимілятів

6.9.3. Флоемний транспорт фотоасимілятів

6.10. Залежність інтенсивності фотосинтезу від світла

6.11. Вплив інших факторів на інтенсивність фотосинтезу

6.12. Генетика фотосинтезу. Міжвидова і внутрішньовидова

мінливість фотосинтезу

6.13. Методи визначення інтенсивності фотосинтезу

6.14. Фотосинтез як основа продуктивності сільськогосподарських

рослин

6.15. Загальна біологічна продуктивність рослин

6.15.1. Світлокультура сільськогосподарських рослин

6.15.2. Залежність фотосинтезу і газообміну фітоценозу

від режиму ФАР

6.15.3. Шляхи підвищення інтенсивності й продуктивності

фотосинтезу у посівах

6.16. Кругообіг вуглекислого газу і кисню