Тема 15 Окислительное фосфорилирование

Митохондрии, их структура и функции. Электрон-транспортная цепь дыхания: структурная организация, основные компоненты, их окислительно-восстановительные потенциалы. Комплексы переносчиков электронов. Альтернативность каталитических механизмов биологического окисления. Окислительное фосфорилирование в электрон-транспортной цепи, энергетическая эффективность. Субстратное и окислительное фосфорилирование. Пять состояний дыхательной цепи переноса электронов (по Чансу). Дыхательный контроль. Сопряженность электронного транспорта с синтезом АТФ.

Тема 16 Экология дыхания

Дыхание в фотосинтезирующей клетке. Дыхание целого растения. Зависимость дыхания от биологических особенностей растений, его физиологического состояния, возраста, вида ткани. Влияние на дыхание внешних факторов (температуры, газового состава среды, интенсивности и качества света и др.). Количественные показатели газообмена. Потери на дыхание при хранении урожая. Аноксия и адаптация к ней дыхательных систем.

Водный обмен растений

Тема 17 Молекулярная структура, физико-химические свойства воды и ее физиологическое значение в растении

Молекулярная структура и физические свойства воды. Свободная и связанная вода. Физиологическое значение отдельных фракций воды в растении.

Термодинамические основы водного обмена растений: активность воды, химический потенциал, водный потенциал. Составляющие водного потенциала: осмотический потенциал, матричный потенциал, потенциал давления (гидростатический потенциал). Основные закономерности поглощения воды клеткой.

Тема 18 Закономерности поступления и передвижения воды

Поступление воды в растение. Корневая система как орган поглощения воды. Корневое давление, его значение и зависимость от действия внешних факторов. Пути ближнего и дальнего транспорта. Механизм передвижения воды по растению. Градиент водного потенциала – движущая сила поступления и передвижения воды в клетках, тканях и растении. Движущие силы восходящего тока воды в растении. Верхний и нижний концевые двигатели, процессы адгезии и когезии.

Тема 19 Транспирация, количественные показатели

Гуттация, ее суть и знчение. «Плач» растений.

Транспирация. Физиологическое значение транспирации. Устьичная и внеустьичная транспирации. Строение устьиц и механизмы их движений, влияние света. Количественные показатели транспирации: интенсивность, продуктивность, транспирационный коэффициент. Устьичное и внеустьичное регулирование транспирации. Влияние внешних факторов на интенсивность транспирации (света, температуры, влажности воздуха и почвы и др.). Суточный ход транспирации.

Тема 20 Экология водного обмена

Водный баланс растений. Влияние на растения недостатка и избытка влаги в почве. Особенности водообмена у растений разных экологических групп (ксерофитов, мезофитов, гигрофитов, галофитов). Особенности адаптационных реакций на влияние внешних факторов у растений разных экологических групп. Орошение как путь повышения продуктивности растений; его физиологические основы.

Минеральное питание

Тема 21 Потребность растений в элементах минерального питания

История развития учения о минеральном питании. Содержание и необходимость элементов. Классификация минеральных элементов, необходимых для растений: макроэлементы, микроэлементы.

Структурная и каталитическая функция ионов в метаболизме. Взаимодействие ионов: антагонизм, синергизм, аддитивность.

Тема 22 Механизмы поступления и передвижения минеральных элементов в растении

Механизм поглощения ионов. Роль процессов диффузии и адсорбции, их характеристика. Понятие свободного пространства. Транспорт ионов через плазматическую мембрану. Пассивный и активный транспорт. Ионные каналы. Участие переносчиков и транспортных АТФаз. Значение мембранного потенциала для процессов поступления ионов в клетку. Роль вакуоли. Пиноцитоз.

Тема 23 Транспорт ионов в растении

Ближний (радиальный) транспорт ионов в тканях корня. Симпластический и апопластический пути. Дальний транспорт. Восходящий и нисходящий ток минеральных элементов и веществ растений. Пространственная организация ионного транспорта в корне. Взаимосвязь процессов поглощения веществ корнем с другими функциями растения (дыханием, фотосинтезом, водообменом, ростом, биосинтезом и др.).

Поглощение ионов клетками листа; отток ионов из листьев. Перераспределение и реутилизация веществ в растении.

Тема 24 Азотное питание растений

Источники азота для растений. Использование растением нитратного и аммонийного азота. Процесс восстановления в растении окисленных форм азота. Пути ассимиляции аммиака в растении. Использование молекулярного азота. Современные представления о механизме восстановления молекулярного азота. Организмы, осуществляющие азотфиксацию. Их классификация. Нитрогеназный комплекс. Симбиотическая фиксация молекулярного азота.

Тема 25 Физиолого-биохимическая роль основных элементов питания

Основные соединения серы в растении, их роль в структурной организации клетки, участие в окислительно-восстановительных реакциях. Источники серы для растений. Механизм восстановления сульфатов, отдельные этапы процесса. Поступление фосфора в клетку, пути включения фосфора в обмен. Значение калия в обмене растительного организма. Структурообразовательная роль кальция. Формы участия магния в метаболизме. Современные представления о роли микроэлементов в метаболизме растений.

Тема 26 Физиологические основы применения минеральных удобрений

Почва как источник минеральных элементов. Питательные смеси. Физиологически кислые и физиологически основные соли.

Беспочвенные методы выращивания растений: гидропоника, аэропоника, песчаная культура. Корневое питание как важнейший фактор управления продуктивностью и качеством урожая сельскохозяйственных растений. Классификация удобрений.

Общие закономерности роста и развития растений

Тема 27 Общие закономерности роста и развития растений, клеточные основы роста

Определение понятий «онтогенез, «рост» и «развитие» растений. Общие закономерности роста. Клеточные основы роста и развития. Локализация роста у растений. Типы роста у растений, фазы роста. Понятие о клеточном цикле. Рост клетки в фазе растяжения, механизм действия ауксина.

Дифференцировка клеток и тканей, процесс детерминации. Тотипотентность растительной клетки. Экспрессия генома как фактор реализации генетических программ. Полярность. Ростовые корреляции.

Ритмы и скорость роста растений и отдельных органов. Большая кривая роста. Влияние внешних факторов на интенсивность роста. Необратимые нарушения роста. Карликовость и гигантизм.