рабочая тетрадь садоводы, технологи

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра агрономии и экологии

Е.А. Савина, А.Г. Прудникова, Е.И. Положенцева


Рабочая тетрадь

с методическими указаниями по курсу

«Физиология растений»

для студентов-бакалавров по направлениям подготовки:
35.03.07. «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»; 35.03.05. «Садоводство»







Ф.И.О. студента_________________________________________________
группа_________________________________________________________
направление подготовки__________________________________________






Смоленск 2015

УДК 581.1
ББК 28.57


Савина Е.А., Прудникова А.Г., Положенцева Е.И., Рабочая тетрадь с методическими указаниями по курсу «Физиология растений» Издательство Смоленской ГСХА, 2015 г. - 82 с.






Рабочая тетрадь предназначена для студентов бакалавров инженерно-технологического факультета СГСХА, обучающихся по направлению 35.03.04 «Садоводство» и 35.03.07 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции». Включает в себя описание основных методов исследования физиолого-биохимических показателей растений. Приведены указания по обработке и анализу экспериментальных данных, контрольные вопросы и задания в тестовой форме


Рецензент: кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и основ сельского хозяйства ГОУ ВПО Смоленского государственного университета Е.М. Елагина


Рекомендовано к изданию решением методической комиссии ФГБОУ ВО
Смоленская ГСХА от 15 октября 2015 г протокол № 3




© Смоленская ГСХА, 2015
© Е.А. Савина,
© А.Г. Прудникова,
© Е.И. Положенцева, 2015





Экспериментальный метод - один из основных методов в физиологии и биохимии растений. Постановка опытов позволяет закрепить теоретические знания отдельных функций растительного организма, научиться устанавливать причинно-следственную связь между ними и условиями окружающей среды. Практикум позволяет студенту учиться самостоятельно приобретать знания в процессе работы с литературой при подготовке к занятиям и постановке опытов, делать выводы и обобщения, находить способы приложения теории к сельскохозяйственной практике.
Тетрадь является основным рабочим документом студента при выполнении лабораторно-практических занятий по физиологии и биохимии растений. Подготовка к очередному занятию должна начинаться с изучения лекционного материала, соответствующих разделов учебников и "Практикума по физиологии и биохимии растений". Перед началом занятий студент должен знать принцип метода, ход работы, расчеты, необходимые при выполнении эксперимента. Готовность студента к занятию контролируется преподавателем в начале занятий.
Полученные экспериментальные данные необходимо четко записывать в таблицы. Расчеты следует делать в рабочей тетради. Рисунки или графики, необходимые для оформления работы, следует выполнять цветными карандашами. В заключении работы следует провести анализ полученных результатов и сформулировать выводы. В конце занятий лабораторная работа сдается преподавателю. Небрежно выполненная и плохо оформленная работа переделывается. В конце каждой работы даны контрольные вопросы, по которым проводится опрос при сдаче работы.
В конце каждого раздела даны вопросы к коллоквиуму, на основании которых проводится устный опрос, тестовые задания.




Правила работы в лаборатории и техника безопасности

1. На первом занятии студент должен ознакомиться с правилами работы в лаборатории, инструкцией по технике безопасности, расписаться в журнале инструктажа и неукоснительно выполнять все требования.
2. В лабораторию запрещается находиться в верхней одежде, работать только в халатах.
3. В лабораторию запрещается вносить посторонние вещи.
4. На всё время лабораторного практикума за студентом закрепляется постоян5ое место работы, которое необходимо содержать в порядке.
5. На лабораторные столы не разрешается класть сумки и другие посторонние вещи, не имеющие отношения к выполняемой работе.
6. При проведении анализов необходимо быть внимательным и аккуратным, соблюдать правила работы с реактивами, определенный порядок в выполнении заданий.
7. Без разрешения преподавателя не включать электроприборы и аппаратуру, не производить никаких дополнительных опытов.
8. Не брать приборы, аппараты, реактивы общего пользования на свое рабочее место.
9. Пользоваться можно только маркированными реактивами. Расходовать реактивы следует экономно. Если реактива взято больше, чем необходимо, его излишки надо сливать в определённую ёмкость, но не возвращать в склянку. Склянки с реактивами нельзя оставлять открытыми.
10. Перед работой с прибором и установками студент обязан прочно усвоить принцип действия прибора и основные правила обращения с ним.
11. Работы с вредными веществами следует проводить только под тягой. Концентрированные кислоты и щелочи наливать осторожно под вытяжным шкафом и не брать их на своё рабочее место.
12. Не выливать в раковину отработанные концентрированные кислоты и щелочи, пользоваться для этого банками, установленными под тягой.
13. Если случайно пролиты реактивы, то необходимо быстро смыть раствор с рук сильной струёй воды из водопроводного крана, затем обратиться к лаборанту и по его указанию привести рабочее место в порядок.
14. Категорически запрещается пользоваться лабораторной посудой для питья или еды. Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус, в том числе приготовленные в качестве объектов исследования семена, плоды, корнеплоды.
15. Если в процессе работы необходимо определить запах газа или паров жидкости, хранящейся в склянке или сосуде, нельзя подносить их близко к лицу, следует легкими движениями руки направить воздух от горлышка посуды к носу.
16. В процессе каких либо реакций на воздухе или при нагревании нельзя держать сосуд отверстием к себе или другим работающим. Нельзя нагревать пробирки или колбы, закрытые пробками.
17. Нельзя пользоваться при проведении опытов грязной посудой, использовать стеклянную посуду, на которой есть трещины, сколы, щербины.
18. Реактивы, налитые в пробирку, перемешивают в левой руке, ударяя по низу пробирки указательным пальцем правой руки. Если пробирка заполнена жидкостью больше, чем наполовину, её содержимое перемешивают стеклянной палочкой. Нельзя закрывать пробирку пальцем и встряхивать ее содержимое.
19. После окончания работы вымыть использованную посуду, привести в порядок рабочее место и сдать его лаборанту.
20. Тщательно вымыть руки с мылом.
































РАЗДЕЛ 1. БИОХИМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ
РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ

Растительная клетка представляет собой открытую динамическую систему, которая обладает тремя важнейшими функциями: обменом веществ, обменом энергии и обменом информации. Структурной основой протопласта растительной клетки являются мембраны. Химической основой мембран служат белки и липиды. Живая цитоплазма обладает различными свойствами: избирательной проницаемостью, раздражимостью, плазмолиза, деплазмолиза и т.д.

Работа 1. Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза.
Влияние анионов и катионов солей на форму и время плазмолиза.

Вводные пояснения. Плазмолиз это процесс отставания цитоплазмы от стенок клетки, помещенной в раствор с большей концентрацией солей, чем концентрация клеточного сока (гипертонический раствор). В ходе плазмолиза изменяются очертания поверхности цитоплазмы: вначале поверхность цитоплазмы будет вогнутой (вогнутый плазмолиз), а затем становится выпуклой (выпуклый плазмолиз). Плазмолиз свидетельствует о том, что имеются различия в проницаемости клеточной стенки и цитоплазмы и, что самое главное, показывает, что цитоплазма жива.
Характер плазмолиза зависит от вязкости цитоплазмы; разности между осмотическим давлением внутриклеточной и внешней среды, химического состава и токсичности внешнего гипертонического раствора; характера и количества плазмодесм; размера, количества и формы вакуолей.
Время плазмолиза период с момента погружения ткани растения в раствор плазмолитика до наступления выпуклого плазмолиза. Этот показатель может характеризовать вязкость цитоплазмы: чем больше время плазмолиза, тем выше вязкость цитоплазмы. Время плазмолиза определяют при изучении действия солей на цитоплазму.
Если плазмолизированную клетку снова поместить в воду, то происходит обратная картина: клетка всасывает воду, объем протопласта увеличивается; цитоплазма начинает плотно примыкать к стенке клетки. Переход плазмолизированной клетки под действием гипо- или изотонического раствора в нормальное состояние носит название деплазмолиза.
Различают уголковый, вогнутый, тонопластный, колпачковый, судорожный и выпуклый виды плазмолиза.
При уголковом плазмолизе цитоплазма отстает только по уголкам клетки. При вогнутом плазмолизе цитоплазма становится угловатой, сохраняет в виде выступов те участки, которые более тесно связаны с клеточной стенкой. Длительный вогнутый плазмолиз можно получить, предварительно обработав клетки солями двухвалентных металлов, например кальция. Выпуклый плазмолиз быстро проявляется при низкой вязкости цитоплазмы, например при воздействии солями одновалентных металлов. В этом случае разбухшая цитоплазма в виде колпачка прикрывает сократившийся тонопласт. Выделяют также судорожный плазмолиз, подобный выпуклому, но отличающийся от него тем, что сохраняются цитоплазматические нити, соединяющие сжавшуюся цитоплазму с клеточной стенкой, и колпачковый плазмолиз, характерный для удлиненных клеток.

Наблюдение плазмолиза и деплазмолиза.

Материалы и оборудование. Луковица с пигментированными чешуями, 1М КNО3, микроскопы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки, препаровальные иглы, фильтровальная бумага, лезвия, цветные карандаши.
Ход работы:
а) срез эпидермиса с выпуклой поверхности пигментированной чешуи луковицы помещают на предметное стекло в каплю воды, накрывают покровным стеклом и рассматривают в микроскоп при малом увеличении.
б) затем с одной стороны покровного стекла помещается капля 1 М раствора КNО3, с противоположной стороны, не сдвигая препарат, отсасывают воду кусочком фильтровальной бумаги. Все время следят при малом увеличении микроскопа за происходящим в клетках эпидермиса лука.
в) при наступлении полного плазмолиза с одной стороны покровного стекла помещают каплю воды, а с другой стороны с помощью кусочка фильтровальной бумаги медленным отсасыванием отмывают препарат от плазмолитика.
На основании наблюдений делают вывод о свойствах цитоплазмы и ее мембран.

Зарисовать плазмолиз и деплазмолиз:
Виды плазмолиза Деплазмолиз







Выводы:






Влияние анионов и катионов солей на форму и время плазмолиза.

Материалы и оборудование. Луковица с пигментированными чешуями, растворы солей: 0,7 М Ca(NO3)2, 1 М КNO3, 1 М КСNS. Микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, лезвия, фильтровальная бумага.
Ход работы:
а) делают тонкий срез с кусочка морфологически нижнего эпидермиса лука;
б) срез эпидермиса с выпуклой поверхности пигментированной чешуи луковицы помещают в каплю дистиллированной воды, накрывают предметным стеклом, микроскопируют;
в) срез эпидермиса с выпуклой поверхности пигментированной чешуи луковицы помещают в каплю раствора испытуемой соли, накрывают предметным стеклом и сейчас же микроскопируют;
г) следят за сменой форм плазмолиза, определяют время плазмолиза в каждой соли.

Схема и результаты опыта:
Вариант
Соль
Концентрация раствора, моль/л
Время погружения ткани в раствор
Время наступления выпуклого плазмолиза
Длитель
ность плазмолиза, мин.

1
Ca(NO3)2





2
КNO3





3
КСNS






Зарисовать отдельные клетки эпидермиса лука в дистиллированной воде и растворах плазмолитиков, указать формы плазмолиза в каждом варианте опыта.








Выводы:





Контрольные вопросы:

1. Что такое плазмолиз?
2. Какие условия необходимы для наблюдения плазмолиза?
3. Что такое время плазмолиза и от чего оно зависит?
4. Какие существуют формы плазмолиза и что они характеризуют?
5. Какие свойства клетки проявляются при плазмолизе?
6. Почему плазмолиз протекает лишь в живых клетках?
7. Может ли проходить плазмолиз в растительных клетках, испытывающих недостаток влаги, в воздушной среде?
8. Что такое деплазмолиз?
9. Что такое тонопластный и колпачковый плазмолиз?
10. Какие свойства мембран и цитоплазмы проявляются при тонопластном и колпачковом плазмолизе?

Записи при разборе темы:































Работа 2. Определение жизнеспособности семян по
окрашиванию цитоплазмы

При повреждении растительной ткани увеличивается сродство цитоплазмы к красителям. На этом основаны методы определения жизнеспособности семян по окрашиванию их зародышей витальными красителями. Жизнеспособными считаются те семена, зародыши которых не окрашиваются.

Материалы и оборудование. Семена гороха и пшеницы, 0,2% и 0,1% растворы индиго-кармина, 0,2% раствор кислого фуксина. Бюксы, фильтровальная бумага, бритвы, препаровальные иглы, цветные карандаши.
Ход работы:
Метод Нелюбова. Этим методом устанавливают жизнеспособность семян гороха, фасоли, люпина, конопли и тыквенных.
Берут 10-15 семян гороха, предварительно намачивают в течение 18 ч при 200С, освобождают от семенной оболочки, помещают в 0,2% раствор индиго-кармина на 2-3 ч при 300С. Затем краску сливают, промывают семена водой и устанавливают их жизнеспособность.
Семена с неокрашенными корешками и слабо окрашенными семядолями относят к жизнеспособным. Семена с полностью окрашенными корешками и семядолями признают нежизнеспособными.
Рисунки:






Метод Иванова. Для определения берут 10 зерновок пшеницы, предварительно намачивают в воде в течение 10 ч при комнатной температуре, разрезают бритвой вдоль бороздки пополам и помещают на 15 мин в 0,2% раствор кислого фуксина или 0,1% раствор индиго-кармина, налитый в стаканчик или бюкс. Краску смывают, промывают семена водой, размещают пинцетом на фильтровальной бумаге и определяют жизнеспособность. У жизнеспособных семян зародыши не окрашены, у мертвых или сильно поврежденных окрашены более или менее интенсивно.
Рисунки:





Выводы:





Контрольные вопросы:

1. Химический состав и структура элементарных клеточных мембран.
2. Свойства клеточных мембран.
3. Основные механизмы прохождения веществ различной химической природы через клеточные мембраны.
4.Каковы основные функции мембран в растительных клетках?

Записи при разборе темы:































Задания в тестовой форме по разделу
«Биохимия и физиология растительной клетки»

1. Полимерами, состоящими из нескольких десятков и даже сотен остатков молекул аминокислот, соединенных цепочкой, называют:
а) жиры; б) нуклеотиды; в) полисахариды; г) белки
2. Окисленными производными многоатомных спиртов (альдегидами или кетонами) являются:
а) аминокислоты; б) жиры; в) моносахариды; г) нуклеотиды
3. Какую структуру белка характеризует особенность укладки спирализованной пептидной цепочки в трехмерном пространстве (напр. в глобулу):
а) первичную; 6) вторичную; в) третичную; г) четвертичную
4. Водорастворимые белки:
а) глобулины; б) альбумины; в) протеины; г)проламины
5. Реакции типа АВС – АСВ катализируются ферментом класса:
а) трансферазы; б) оксидоредуктазы; в) изомеразы; г) гидролазы
6. Дыхание, т.е. окисление органических веществ и трансформирование их энергии в энергию АТФ происходит в:
а) ядре; б) митохондриях; в) хлоропластах; г) эндоплазматической сети
7. Мембранную систему, ограничивающую вакуоль от протоплазмы называют:
а) симпласт; б) протопласт; в) тонопласт; г) апопласт
8. Поддержание формы клетки и межклеточный транспорт воды и минеральных веществ осуществляет:
а) ядро; б) хлоропласты; в) эндоплазматическая сеть; г) клеточная оболочка
9. Синтез белка является функцией:
а) вакуоли; б) эндоплазматической сети; в) клеточной оболочки; г) рибосом
10. Синтез органических веществ из углекислоты и воды с помощью световой энергии является функцией:
а) ядра; б) митохондрий; в) хлоропластов; г) эндоплазматической сети

Задачи

Задача 1.
Найдите осмотическое давление 0,2 М раствора хлористого калия при 0 є С. Изотонический коэффициент данного раствора равен 1,8.
Решение: Используя формулу Вант-Гоффа для расчета осмотического давления
Р = С·Т· R · i ,
находим Рр-ра= 0,2М· 273К· 0,0821 · 1,8 = 8,06 атм.
Задача 2.
Растворы, имеющие осмотическое давление 8 и 9 атм., вызвали плазмолиз клеток
ткани, а в растворах, осмотическое давление которых равно 6 и 7 атм., плазмолиза не наблюдалось. Чему равно осмотическое давление клеточного сока?
Решение: Растворы, имеющие осмотическое давление 8 и 9 атм., являются для клетки гипертоническими (Рр-ра>Рклеток) и вызывают плазмолиз. Раствор с осмотическим давлением 6 атм является гипотоническим ( Рр-ра<Рклеток). Если расположить растворы в порядке убывания осмотического давления, то изотоническим для клетки будет раствор, имеющий значение осмотического давления , равное среднему арифметическому между значениям последнего из растворов, вызвавшего плазмолиз и первого из растворов , в котором плазмолиз не наблюдался
8+7 = 15 : 2 = 7,5атм.
Задача 3.
В 6 сосудов налиты растворы сахарозы, имеющие осмотическое давление: 1) 500, 2) 1000, 3) 1500, 4) 2000, 5) 2500, 6) 3000кПа. В эти растворы поместили полоски , вырезанные из картофельного клубня, длина которых до погружения составляла 40 мм. Через 30 мин длина полосок оказалась равной: 1) 42мм , 2) 40мм, 3) 38мм, 4) 35мм, 5) 35мм, 6) 35мм. Как объяснить совпадение результатов в трех последних растворах? Как объяснить результаты в первых четырех растворах?
Решение: 1) в первом случае длина полоски увеличилась, т. к. Sкл>Рр-ра; 2) во втором случае осталась прежней , т. к. Sкл=Рр-ра; 3) в третьем – уменьшилась, т. к. Sкл<Рр-ра; 4) в четвертом также уменьшилась, т. к. Sкл<Рр-ра; 5) в трех последних случаях осталась без изменения, т. к. с этого момента полного плазмолиза в клетке созданы осмотические условия , не позволяющие воде транспортироваться из клетки.
Задача 4.
Клетка погружена в раствор, осмотическое давление клеточного сока равно 700 кПа, наружного раствора – 500 кПа. Куда будет двигаться вода? (Разберите три возможных случая).
Решение:
1. Первый случай, когда клетка имеет максимальный тургор. Сосущая сила клетки в этом случае равна нулю. Сравниваем величину сосущей силы клеток и осмотического давления раствора Рр-ра. Т.к. Sкл<Рр-ра, то вода движется из клетки в раствор.
2. Второй случай, когда клетка находится в состоянии плазмолиза.
Тургор Т=0, =>=Р= 700кПа. Т.к. Sкл>Рр-ра, то вода движется из раствора в клетку.
3. Третий случай , когда 0 < S < P. Если S примет значения от 0 до 500 кПа, то вода будет двигаться из клетки , а если – от 500 до 700кПа
· наоборот, в клетку.
Задача 5.
Клетка находится в состоянии полного насыщения водой. Осмотическое давлениеклеточного сока равно 8 атм. Чему равна сосущая сила и тургорное давление?
Решение:
Тургор максимальный, т. е. Т=Р= 8атм.,тогда S = 0.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите величину осмотического давления клеточного сока при температуре17 єС, если известно, что изотонический для данной клетки раствор сахарозы имеет концентрацию 0,3М.
2. Кусочки картофельного клубня были измерены и погружены на 30 мин в растворы NaCl разной концентрации. Оказалось, что в 0,2М растворе длина куска не изменилась, в 0,3М растворе уменьшилась, а в 0,1М растворе увеличилась. Как объяснить полученные результаты?
3. Чему равна сосущая сила клеток, если известно, что при погружении в 0,3М раствор сахарозы размеры клеток увеличились, а в 0,4 М растворе остались без изменения? Опыт проводился при температуре 27 єС.
4. Найти сосущую силу клеток, если известно, что в растворах, имеющих осмотическое давление 3 и 5 атм., размеры клеток увеличились, а в растворе, осмотическое давление которого 7 атм., произошло уменьшение объема клеток.
5. Одинаковые сеянцы пересажены в сосуды с растворами безвредных солей. Осмотическое давление раствора в первом сосуде равно 100кПа,во втором – 300 кПа, в третьем – 500 кПа, в четвертом – 700кПа. Как будет происходить всасывание воды сеянцами, если осмотическое давление клеточного сока корневых волосков этих растений составляет 500 кПа?
6. Две живые клетки соприкасаются друг с другом. Куда будет двигаться вода, если осмотическое давление клеточного сока у первой клетки равно 1000 кПа, а у второй – 800 кПа? (Разберите три возможных случая).
7. Клетка погружена в 0,3М раствор сахарозы. Куда будет двигаться вода, если известно, что осмотическое давление клеточного сока 10атм., тургорное давление 8атм., а температура раствора 15 єС.
8. Клетка с осмотическим давлением клеточного сока 10атм. погружена в раствор КС1, осмотическое давление которого 20атм. Что произойдет с клеткой?




Вопросы для контрольной работы
1.Химический состав и строение клеточных стенок. Каковы их свойства и функции?
2. Что называют свободным пространством и в чем заключается его биологическая роль?
3. Что такое плазмодесмы и каковы их функции?
4. Что такое апопласт, симпласт и эндопласт? Какую роль они выполняют в регуляции биохимических процессов в растительном организме?
5. Почему мембрану называют универсальной структурной единицей клетки?
6. Объясните – почему клетку называют открытой термодинамической системой?
7. Какую роль в растительных клетках выполняют вакуоли?Как образуются хлоропласты и какова их роль в клетке?
8. Какими свойствами живой материи обладает клетка?
9. Какие основные способы регуляции внутриклеточных процессов Вам известны?
10. Каковы структурные особенности растительной клетки? Чем клетки животных отличаются от растительных клеток?
11. Какие экспериментальные методы, появившиеся в ХХ в., способствовали расширению структуре и функциях клетки? Каковы особенности этих методов?
12. Охарактеризуйте главные компоненты, входящие в состав клеточной оболочки, их химическую структуру, характер связей, возникающих между ними.
13. Как образуется клеточная оболочка? Каковы ее основные функции? Объясните, что такое эластическая и пластическая растяжимость.
14. Охарактеризуйте ультраструктуру и функции мембранных и не мембранных органелл клетки.
15. Отметьте особенности жидкостно-мозаичной структуры мембран. Почему она имеет такое название? Как особенности структуры мембраны связаны с выполняемыми функциями?
16. Опишите физиологические процессы и структуру ядра.
17. Как можно доказать роль ДНК как носителя наследственной информации? Какие структурные особенности ДНК определяют ее роль?
18. Какие главные различия в структуре и функциях ДНК и РНК? Какие типы РНК вам известны?
19.Что такое трансгенные растения? Как их получают и какое значение они имеют?
20. Дайте определение понятиям «диффузия» и «осмос». Чем определяется направление диффузии? Что такое водный потенциал клетки? Каковы его составляющие?
21. В каком состоянии клетки водный потенциал равен: а) осмотическому потенциалу; б) нулю?
22. Допустим, что осмотический потенциал клеточного сока равен – 15 бар. Рассчитайте, каков будет водный потенциал и потенциал давления этой клетки: а) при начинающемся плазмолизе; б) при полном тургоре.
23. Охарактеризуйте этапы поступления ионов в клетку. Каково их значение?
24. Отметьте роль транспортных белков и их типы.
25. Что такое симпорт и антипорт?
Что является источником энергии для процессов активного транспорта? Какова в этом роль транпортных АТФаз?





































Работа 3. Определение потенциального осмотического
давления клеточного сока

Вводные пояснения. Сформировавшаяся растительная клетка имеет большую вакуоль, содержащую водный раствор различных органических и минеральных веществ, от концентрации которых зависит осмотическое давление клеточного сока вакуоли. Давление, которое способен развивать раствор, всасывая воду через полупроницаемую мембрану, называется осмотическим. Величина осмотического давления раствора прямо пропорциональна его концентрации и абсолютной температуре.
Вант-Гофф установил, что осмотическое давление разбавленных растворов подчиняется газовым законам:
P= R*C*T*i, где
Р - осмотическое давление, кПа;
R газовая постоянная 8,3144 Дж/(моль*К), если осмотическое давление рассчитывается в атмосферах(атм), то R= 0,0821 л*атм/(моль*К)
Т абсолютная температура, К (2730+t0С комнатная);
С изотоническая концентрация, моль*л-1;
i изотонический коэффициент Вант-Гоффа, для неэлектролитов (например, сахарозы) i=1.
По современным требованиям, осмотическое давление, сосущая сила клеток, выражаются в паскалях (Па). 1Атм= 1,01*105Па=1,01*102кПа.
Величина осмотического давления клеточного сока характеризует устойчивость растений к почвенной засухе. Повышение этого показателя является критерием обезвоживания растений и необходимости полива.
Если растительная клетка помещена в воду или гипотонический раствор, концентрация которого ниже, чем концентрация вакуолярного сока, вода будет всасываться клеткой, и это приведет к увеличению объема клетки. При помещении клетки в гипертонический раствор концентрация и осмотическое давление которого выше, чем у клеточного сока, происходит выход воды из клетки в окружающую среду, и это приводит к уменьшению объема содержимого клетки и отделению протопласта от клеточной оболочки (плазмолиз).
Уменьшение объема содержимого растительной клетки может происходить не только при возникновении плазмолиза. Оно возможно и при быстром иссушении клеток, например, мякоти листа, в жаркое полуденное время. Протоплазма клеток, сокращаясь при этом в объеме, не отделяется от оболочки, а увлекает за собой внутрь клетки отдельные ее участки. Возникает циторриз.
При определении осмотического давления клеточного сока растительной клетки критерием служит начальный (уголковый) плазмолиз. Данный метод основан на поиске таких пограничных концентраций наружного раствора, один из которых вызывает начальный плазмолиз, а следующий (менее концентрированный) не вызывает плазмолиза. Концентрация изотонического раствора (раствор, осмотическое давление которого равно осмотическому давлению клеточного сока), равна среднему арифметическому между концентрациями этих пограничных растворов.
Определение осмотического давления в клетках клубней, луковиц, корневищ, листьев сельскохозяйственных культур используется в диагностике обеспеченности растений водой, оценке условий хранения, осмотическое давление в клетках луковицы репчатого лука, клубнях картофеля должно составлять 15-20 атм. Повышение осмотического давления более 20 атм свидетельствует о недостаточной влажности и может привести к пересыханию луковиц и корнеплодов, их увяданию. Осмотическое давление ниже 15 атм означает избыток влаги, что может стать причиной загнивания растеневодческой продукции.

Материалы и оборудование. Луковица лука с пигментированными чешуями, 1М раствор сахарозы. Безопасные бритвы, микроскопы, предметные и покровные стекла, бюксы, градуированные пипетки на 10 мл, кисточки, препаровальные иглы, часы, фильтровальная бумага.
Ход работы:
В бюксах готовят по 10 мл 0,7М; 0,6М; 0,5М; 0,4М; 0,3М; 0,2М растворов сахарозы путем разбавления 1М раствора дистиллированной водой.
Лезвием безопасной бритвы делают тонкие срезы с выпуклой поверхности чешуи лука размером 25мм2. В каждый бюкс, начиная с высокой концентрации, с интервалом 3 мин опускают по 2 среза. Через 30 мин после погружения срезов в первый бюкс исследуют их под микроскопом. Затем каждые 3 мин наблюдают срезы из последующих бюксов. Срезы рассматривают под микроскопом в капле раствора из того бюкса, откуда они были взяты.
Определяют степень плазмолиза клетки в каждом растворе и находят изотоническую концентрацию как среднее арифметическое между концентрацией, при которой плазмолиз только начинается, и концентрацией, которая уже не вызывает плазмолиза.
Рисунки:















Схема и результаты опыта:
Концентрация
раствора сахарозы,
моль/л

Время
погружения ,
час, мин
Время наступления
плазмолиза, час, мин.
Время плазмолиза,
мин

Форма плазмолиза
Изотоническая концентрация,
моль/л
Потенциальное осмотическое давление,
КПа

0,7







0,6







0,5







0,4







0,3







0,2








Расчет величины осмотического давления:


Выводы:




Контрольные вопросы:
1.Характеристика внутриклеточной воды,
2. Содержание и локализация воды в клетке.
3. Формы внутриклеточной воды и их физиологическое значение.
4. Понятие о диффузии воды и осмосе.
5. Клетка как осмотическая система
6. Осмотический потенциал клетки, его физиологическая роль.
7. Методы определения осмотического потенциала клеток растений.
8. Размеры осмотического потенциала и их зависимость от ткани , органа.
9. Влияние условий произрастания на осмотический потенциал клеток растений.
10. Изменения осмотического потенциала клеток в зависимости от фазы онтогенеза.
11. Как клетка может регулировать величину осмотического потенциала?
12. Существует ли зависимость степени плазмолиза от концентрации
наружного раствора?
Записи при разборе темы:

Работа 4. Определение водного потенциала растительной ткани
методом полосок по Лилиенштерн

Вводные пояснения. Водный потенциал характеризует сосущую силу растительной ткани. Его определяют для того, чтобы вовремя уловить признаки обезвоживания растений и правильно выбрать время полива.
Метод основан на подборе наружного раствора такой концентрации, при погружении в который длина полоски растительной ткани не меняется. Если осмотическое давление наружного раствора превышает водный потенциал ткани (Рр-ра>Sкл), то раствор вытягивает воду из клеток, в результате объем клеток и длина полосок ткани уменьшаются. Если осмотическое давление раствора меньше водного потенциала ткани (Рр-ра
Материалы и оборудование. Клубни картофеля, 1М раствор сахарозы, штативы с шестью пробирками, градуированные пипетки на 10 мл, пинцеты, ланцеты, ножи, часы, миллиметровые линейки.
Ход работы:
В пробирках готовят по 10 мл 0,6М; 0,5М; 0,4М; 0,3М; 0,2М; 0,1М растворов сахарозы. Из клубня картофеля вырезают 12 полосок длиной 4-6 см и сечением около 4мм2, концы полосок срезают наискось.
Миллиметровой линейкой измеряют длину полосок и помещают их по 2 в каждую пробирку. Через 20 мин полоски вынимают, обсушивают фильтровальной бумагой и измеряют длину.
Для расчета водного потенциала берут концентрацию, при которой длина полосок не изменялась.

Схема и результаты опыта:

пробирки
Концентрация
сахарозы, М
Длина полосок, мм

Характер
изменения
длины
полосок
Изотони
ческая
концентра
ция, моль/л
Водный
потенциал ткани,
КПа



началь
ная
конеч
ная




1







2







3







4







5







6








Расчет величины водного потенциала:


Выводы:







Контрольные вопросы:

Водный потенциал клетки, его роль в водном обмене клеток и тканей.
Методы определения водного потенциала клеток и тканей растений
Осмотический потенциал как компонент водного потенциала. Величины осмотического потенциала в зависимости от органа растения и условий его произрастания.
Матричный потенциал. Давление набухания. Роль матричного потенциала в поглощении воды клетками различных тканей.
Гидростатический потенциал клеток (потенциал давления), его роль в водном обмене клеток.
Приспособительный характер водного потенциала клеток и тканей растений.


Записи при разборе темы:























РАЗДЕЛ 2. ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ

Вода составляет 70-95% массы растения. Водный обмен включает в себя следующие процессы: поглощение, передвижение и испарение воды листьями. Эти процессы осуществляются с помощью работы концевых двигателей растения: корневого давления(нижний концевой двигатель) и транспирации(верхний концевой двигатель). Двигатели работают согласовано в тесной связи с условиями окружающей среды и потребностями самого растения.
Если испарение воды растениями превышает процесс поступления воды, возникает водный дефицит. Небольшой водный дефицит полезен растению, но если он усиливается, то в растении происходит серьезное нарушение обмена веществ, которое может привести к гибели. Многие растения обитают в условиях недостатка влаги, они обладают эволюционно сформированными приспособлениями(анатомическими, морфологическими и физиологическими). Опасен и избыток влаги, растения произрастающие в таких условиях имеют различные механизмы защиты.


Работа 5. Определение интенсивности транспирации у срезанных листьев при помощи торзионных весов по Иванову

Вводные пояснения. Поглощение воды корневой системой осуществляется в результате действия транспирации и корневого давления. Ведущая роль в водообмене растений принадлежит транспирации.
Транспирация процесс испарения воды надземными органами растения. Низкий водный потенциал атмосферы обуславливает испарение воды в процессе транспирации и непрерывное перемещение ее от корня к листьям по градиенту водного потенциала. Наибольшая величина водного потенциала характерна для почвы, несколько ниже для клеток корня, еще ниже для клеток листьев и наиболее низкая для воздуха.
Для учета транспирации используют ее определенную величину интенсивность транспирации.
Интенсивность транспирации (ИТ) количество воды в г, испаренное с единицы листовой поверхности (1м2) в единицу времени (1ч). эта величина зависит от внешних факторов, времени суток и колеблется в пределах 15-250 г/м2ч.
Основным методом определения ИТ является весовой метод, основанный на учете потери воды при испарении.
Относительная транспирация (ОТ) отношение интенсивности транспирации к интенсивности испарения со свободной поверхности при тех же условиях, характеризует способность растений регулировать процесс транспирации. Выражается цифрами от 1,0 до 0,5, поднимаясь иногда до 1,0 и опускаясь у некоторых хорошо защищенных от потерь воды листьев до 0,01 и ниже.
Материалы и оборудование. Листья комнатных растений, торзионные весы, фены, ножницы, подставки для подвешивания листьев.
Ход работы: предлагаемый метод основан на учете изменения массы листа за короткий промежуток времени. Считается, что за первые 5 минут интенсивность транспирации листа сохраняется на постоянном уровне. При более длительной экспозиции происходит уменьшение содержания воды в листе и скорость транспирации снижается.
Листья отделяют от побега и быстро взвешивают, через 5 минут взвешивание повторяют. Убыль массы листа между первым и вторым взвешиванием показывает, сколько воды испарилось за этот период. Расчет интенсивности транспирации ведут по формуле:

Х=(а/Р)*12

X – интенсивность транспирации, мг/г*час
а – количество испарившейся воды, мг
Р – начальный вес листа, г.

Схема и результаты опыта:
Варианты
а, мг
Р, г
Х, мг/г*час

















Выводы:





Контрольные вопросы:

1. Что такое транспирация и каково ее биологическое значение?
2. Какие существуют способы регуляции транспирации?
3. Какие показатели используются для характеристики транспирации?
4. Каким образом транспирация зависит от внутренних и внешних факторов?
5. Назовите способы адаптации растений к условиям водного дефицита.

Записи при разборе темы:


Работа 6. Определение интенсивности транспирации с помощью технических весов

Вводные пояснения. Работа выполняется группами по 2-3 человека, каждая группа изучает транспирацию при воздействии определенного внешнего фактора, затем группы обмениваются результатами. Для этого создаются различные модельные условия опыта: а) при изучении влияния ветра, поместить листья растения и чашку Петри с водой на равное расстояние от вентилятора под струю теплого воздуха; б) при изучении действия яркого света используется электролампа (100 Вт); в) действие темноты используется темный шкаф.
Интенсивность транспирации рассчитывают по формуле:

ИТ=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415 где,

ИТ интенсивность транспирации, г/м2*ч
С убыль в весе за время опыта, г
S площадь листа, см2
Т продолжительность опыта, мин.
10000 коэффициент перевода см2 в м2
60 коэффициент перевода минут в часы.

Интенсивность (Е) испарения рассчитывают по формуле:

Е=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, где

С1 убыль в чашки Петри, г
S1 - площадь свободной поверхности см2.

Относительную транспирацию находят по формуле:

ОТ = ИТ/Е

Материалы и оборудование. Комнатные растения, технические весы, миллиметровая бумага, вентилятор, настольная лампа, темный шкаф, влажная камера, ножницы, лезвие, вата, дистиллированная вода, колба коническая на 100 мл, эксикатор, линейки, чашки Петри.
Ход работы:
1. Чтобы вызвать открывание устьиц, перед опытом растения необходимо обильно полить и в течение 1,5-2 часов осветить электролампой.
2. У чашки Петри без крышки измерить диаметр (по внутренней поверхности) и наполнить ее дистиллированной водой таким образом, чтобы дно было полностью закрыто. Взвесить на весах.
3. В коническую колбу до половины налить дистиллированной воды.
4. С герани срезать лист вместе с черешком и обвести его контур на кальке.
5. Нижний конец черешка подрезать под водой примерно на 1 см для восстановления водных нитей в проводящих сосудах.
6. Лист при помощи ваты укрепить в коничекой колбе. Листовая пластинка должна быть сухой. Взвесить колбу с листом.
7. Лист в колбе и чашку Петри без крышки поставить в одинаково заданные условия на 40-60 мин.
8. Через 40-60 мин колбу с листом и чашку Петри повторно взвесить. Убыль в весе в первом случае показывает количество воды, испарившейся с поверхности листа (транспирация), во втором со свободной водной поверхности.
9. Определить площадь листа весовым методом.
10. На основании полученных данных рассчитать интенсивность транспирации, интенсивность испарения со свободной поверхности, относительную транспирацию. Данные занести в таблицы 1 и 2. обменяться результатами.

Схема и результаты опыта:
№ п/п
Показатель
Значение показателя

1
Вес колбе с листом до опыта, г


2
Вес колбы с листом в конце опыта, г


3
Убыль воды в колбе с листом за время опыта, г


4
Вес чашки Петри с водой до опыта, г


5
Вес чашки Петри с водой в конце опыта, г


6
Убыль воды из чашки Петри за время опыта, г


7
Диаметр чашки Петри, см


8
Вес 100 см2 миллиметровой бумаги, г


9
Вес контура листа, г


10
Площадь листа, см2


11
Площадь чашки Петри, см


12
Время опыта, мин.






Схема и результаты опыта:
№ п/п
Условия опыта
ИТ, г/м2*ч
Е, г/м2*ч
ОТ

1
Контроль




2
Ветер




3
Темнота




4
Сильный свет





Выводы:




Контрольные вопросы:

1. Физическая природа процесса транспирации.
2. Этапы транспирации и их регуляция.
3. Виды транспирации.
4. Регуляция транспирации растением.
5. Зависимость транспирации от внешних условий.
6. Суточный ход транспирации у разных групп с.х. растений.
7. Транспирационные величины и их роль в растениеводстве.

Записи при разборе темы:


















Задачи
Задача 1. Растение, имеющее листовую поверхность 15дм2, испарило за 2ч 30г воды. Чему равна интенсивность транспираци?
Решение:
ИТ= С/(S*T),
где С убыль в весе, г; S площадь листа, м2 ; Т время, ч.
ИТ=30/(15*2)=1г/дм2*ч
Задача 2. Продуктивность транспирации равна 4г/л. Найдите транспирационный коэффициент.
Решение:
Продуктивность транспирации (ПТ) количество созданного растением сухого вещества на 1 л транспирированной воды (его значение в пределах 3-5 г/л). Транспирационный коэффициент показывает, сколько воды(л) растение затрачивает на построение единицы массы сухого вещества, т.е. величина обратная ПТ(у большинства растений ТК варьирует от 100 до 1000, а в среднем составляет 300л/г. Например для создания 1 т урожая затрачивается 300 т воды). Т.к. продуктивность равна 4 г/л, т.е. при испарении 1 л воды синтезировалось 4 г сухого вещества, т.о. на создание 1 г сухого вещества растение затрачивает 0,25 л воды. Транспирационный коэффициент в этом случае равен 0,25 л/г.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения

1. Определить продуктивность транспирации, если в конце вегетации масса растения составила 0,2 кг сухого вещества, а за весь вегетационный период им было израсходовано 50 л воды.
2. Рассчитать продуктивность транспирации, если транспирационный коэффициент растения был равен 125.
3. Рассчитать транспирационный коэффициент, если продуктивность транспирации равна 5.
4. Навеску листьев массой 50 г поместили в воду, после чего их масса увеличилась до 55 г. После высушивания сухая масса листьев составила 4 г. Определить содержание воды в листьях до и после насыщения и величину их водного дефицита.
5. Побег с исходной массой 120 г оставили на увядание, после чего масса побега составила 110 г. Определить показатель величины водоудерживающей способности побега.
6. Растение за 1 час испарило 200г, а корневая система поглотила за это же время 150г воды. Какие условия внешней среды могли вызвать указанное несовпадение поглощенной и испаренной воды? Как это отразится на растении?
7. Почему холодная почва называется физиологически сухой?
8. Сколько воды испарит растение за 5 минут, если интенсивность транспирации его равна 120 г/(м2*ч), а поверхность листьев 240 см2.
9. Растение было выдержано несколько часов в темноте, затем выставлено на прямой солнечный свет. Как изменится при этом транспирация? Почему?
10. Как объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве влаги в почве и почему ликвидируется водный дефицит ночью?
11. Фермеры редко удобряют посевы во время засухи, т.к. это может принести вред. Объясните почему?
12. Два повядших побега поставлены в сосуд с водой, причем у одного из них срез стебля был возобновлен под водой. Какой побег быстрее и полнее восстановит свой тургор? Почему?
13. У растения, корни которого погружены в чистую воду, при добавлении к ней соли может наблюдаться временное завядание, однако через несколько часов его тургор, вероятно, восстановится. Объясните это явление.
14. Чему равен транспирационный коэффициент дерева, испарившего за вегетационный период 2 т воды и накопившего за это время 10 кг сухого вещества?

Задания в тестовой форме по разделу «Водный обмен растений»

1. Меньше всего воды содержится в:
а) протоплазме б) клеточной оболочке в) вакуоле
2. Диффузию молекул воды через полупроницаемую перепонку, отделяющую раствор от воды называют:
а) плазмолизом б) осмосом в) тургором
3. Дальний транспорт воды по сосудам ксилемы осуществляется с помощью:
а) осмотического механизма б) корневого давления в) гидростатического давления почвенного раствора
4. Частично доступны для растении следующие формы почвенной воды:
а) капиллярная б) гравитационная в) гигроскопическая г) пленочная д) химически связанная
5. Выход водяных паров через устьичную щель на поверхность листа является этапом устьичной транспирации:
а) первым б) вторым в) третьим г) четвертым
6. Усилению интенсивности транспирации способствуют:
а) низкая температура воздуха б) интенсивный свет в) высокая влажность воздуха
г) высокое осмотическое давление раствора д) низкая влажность почвы.
7. Показатель «........» характеризует количество граммов воды, испаряемой растением на каждый грамм образованного сухого вещества.
8. Испарение воды, осуществляемое клетками мезофилла в межклеточное пространство листа, называют .... транспирацией
а) устьичной б) кутикулярной в) относительной
9. Суточный ход транспирации в условиях засухи описывается:
а) двухвершинной кривой со спадом в полдень б) кривой с максимумом в полдень
в) логарифмической кривой г) прямой
10. В процессе транспирации растения теряют др ....% поглощаемой воды:
а) 15% б) 45% в) 75% г) 95%

Вопросы для контрольной работы

1. Объяснить завядание листьев в жаркий летний день при достаточном количестве влаги в почве и ликвидацию водного дефицита ночью?
2. У некоторых комнатных растений незадолго перед дождем появляются капли воды на кончиках листьев. Как объяснить это явление?
3. Охарактеризуйте механизмы поступления воды в клетку
4. В чем различие между активным и пассивным поступлением воды в растительный организм?
5. Почему клетку называют осмотичесой системой?
6. Что такое аквапорины и где они локализуются?
7. Какие процессы, происходящие в растительном организме, влияют на поступление воды в растения?
8. От каких внешних и внутренних факторов зависит интенсивность транспирации?
9. Что такое антитранспиранты?
10. Какие особенности структуры молекул воды определяют ее физические и химические свойства?
11. Объясните, почему К.А. Тимирязев называл транспирацию «необходимым физиологическим злом»?
12. Почему устьица считаются одним из замечательных приспособлений зеленого растения, выработанных в процессе эволюции?
13. Каково соотношение количества воды, испаряемой через устьица и со свободной водной поверхности той же площади? Чем это объясняется?
14. Какие типы движения устьиц вам известны? Каков их механизм? Каково значение АБК и ионов К+ в механизмах?.
15. Какие выводы важно сделать об изменении интенсивности транспирации в различных условиях среды, исходя из формулы Дальтона?
16. Почему ветер усиливает транспирацию, а опушенность листьев уменьшает транспирацию?
17. Охарактеризуйте основные силы, вызывающие поступление воды в клетки корня. В чем роль процессов метаболизма?
18. Что такое плач растений? Каков механизм этого процесса?
19. Является ли транспирация абсолютно необходимой для поступления воды? Как клетки корня получают воду, если транспирация минимальна?
20. Как свойства почвы влияют на поступление воды в клетки корня? Какие силы препятствуют поступлению воды из почвы?
21. Объясните следующие термины: «полевая влагоемкость», «влажность завядания», «мертвый запас». Почему вносимые удобрения при засухе могут нанести вред растению?
22. Ближний и дальний транспорт воды.
23. Объясните сущность теории сцепления.
24. Каковы движущие силы водного тока? Охарактеризуйте разные точки зрения




































РАЗДЕЛ 3. ФОТОСИНТЕЗ

Фотосинтез возник на ранних этапах эволюции жизни и остается важнейшим процессом биосферы.
Фотосинтез это процесс преобразования поглощенной организмом энергии света в химическую энергию органических соединений. Таким образом, фотосинтез единственный процесс, с помощью которого солнечная энергия улавливается и остается на Земле, преобразуясь в другие формы энергии.
Фотосинтез влияет на биосферные процессы, является фактором их сбалансированности: стабилизирует соотношение кислорода и углекислого газа в атмосфере, влияет на состояние озонового слоя, содержание гумуса в почве, парниковый эффект и т.д. Следовательно, фотосинтез определяет экологическое благополучие биосферы.

Работа 7. Химические свойства пигментов зеленого листа

Вводные пояснения. В мембранах хлоропластов фотоавтотрофов находится целый комплекс различных пигментов, принимающих непосредственное участие в фотосинтезе: хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины.
Структурной основой молекулы хлорофилла (пигмент зеленого цвета) служит порфириновое кольцо, в центре которого находится атом магния. Циклическая система двойных связей и атом магния определяют фотохимическую активность пигмента.
Каротиноиды жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого и красного цветов, они включают каротины (у высших растений основным желтым пигментом является
·-каротин) и ксантофиллы. Каротиноиды защищают хлорофилл от фотоокисления, участвуют в транспорте кислорода, образующегося при фотолизе воды.
Каждая группа пигментов включает большое число различных пигментных форм.
Основным функциональным пигментом, который осуществляет фотосинтетическую работу, является хлорофилл
·. Остальные пигменты являются вспомогательными, они передают поглощенную энергию солнца хлорофиллу
·, повышая тем самым коэффициент использования энергии света.
Материалы и оборудование. Свежие зеленые листья любого растения, 96 % этиловый спирт, бензин, 20 % р-р NaOH, 10 % р-р соляной кислоты, ацетат меди, дистиллированная вода, водяная баня, штативы с пробирками, пипетки на 1 мл, цветные карандаши.




Получение спиртовой вытяжки пигментов

Свежие листья, вырезав центральную жилку, быстро и мелко измельчить ножницами в фарфоровую ступку. Тщательно растереть с небольшим количеством чистого кварцевого песка, добавив предварительно на кончике скальпеля CaCO3 или MgCO2 для нейтрализации органических кислот клеточного сока, затем прилить небольшое количество (3-4 мл) спирта и продолжать растирать растительную массу до гомогенного состояния. В полученную массу вылить весь оставшийся спирт из колбы, размешать до появления интенсивной изумрудно-зеленой окраски. Настоять 2-3 мин, дать отстоятся вытяжке. В это время приготовить фильтр, смазать снизу носик фарфоровой ступки небольшим количеством вазелина. После этого надосадочный экстракт осторожно без осадка слить по стеклянной палочке в воронку с фильтром. Если спиртовую вытяжку пигментов необходимо сохранить в течение 1-3 дней, то колбу с вытяжкой герметично закрыть пробкой и поставить в холодильник, так как на свету и при доступе воздуха хлорофилловая вытяжка быстро разрушается, теряя свою зеленую окраску.
С полученным спиртовым экстрактом пигментов зеленого листа провести ряд опытов.

Разделение пигментов по Краусу

Метод основан на различной растворимости пигментов в спирте и бензине. Указанные растворители в одном сосуде не смешиваются, а образуют две фазы верхнюю бензиновую и нижнюю спиртовую, благодаря чему разделяются компоненты смеси пигментов.
Ход работы:
1. В пробирку налить 2-3 мл спиртового экстракта пигментов, добавить 3-4 мл бензина. Содержимое пробирки сильно встряхнуть, предварительно закрыв ее пробкой и дать отстояться.
2. Если пигменты разделяются недостаточно четко, добавить 2-3 капли дистиллированной воды и снова встряхнуть.
3. Зарисовать и подписать полученную картину распределения пигментов в системе спирт-бензин:






Выводы:



Обратное распределение пигментов по Краусу

Метод основан на различной растворимости пигментов в спирте и бензине. Каротин растворим в бензине, хлорофилл после обработки щелочью в спирте. Желтые пигменты со щелочью не реагируют. Спирт и бензин при сливании не смешиваются и образуют две фазы: верхняя легкая бензин и нижняя спирт. Благодаря этому разделяются и компоненты смеси пигментов листа.

COOC20H39 COONa
MgN4OH30C32 + 2NaOHMgN4OH30C32 + C20H39OH+CH3OH
COOCH3 COONa

Ход работы:
1. В пробирку с 2 мл спиртовой вытяжки пигментов прилить 1 мл 20 % раствора NаОН, взболтать, поместить в водяную баню на 1-2 мин. Затем пробирку вынуть и охладить.
2. К охлажденному раствору добавить равный объем бензина и 2 капли дистиллированной воды. Содержимое пробирки резко встряхнуть и дать отстояться.
3. Зарисовать и подписать полученную картину распределения пигментов в системе спирт-бензин:






Выводы:





Получение феофитина и обратное
замещение водорода атомом металла

Атом магния сравнительно слабо удерживается в порфириновом ядре хлорофилла и при воздействии сильных кислот легко замещается двумя протонами, что приводит к образованию феофитина бурого цвета.
COOC20H39 COOC20H39
MgN4OH30C32 +2HClN4OH32C32 +MgCl2
COOCH3 COOCH3

Если на феофитин подействовать солями меди, цинка или ртути, то вместо двух протонов в ядро входит соответствующий металл и вновь восстанавливается зеленая окраска, так как восстанавливается металлорганическая связь в молекуле. Однако она несколько отличается от окраски хлорофилла. Обратное введение магния в феофитин происходит с большим трудом.


COOC20H39 COOC20H39
N4OH32C32 + Cu(CH3COOH)2CuN4OH30C32 +2CH3COOH
COOCH3 COOCH3

Ход работы:
1. В две пробирки налить по 2 мл спиртовой вытяжки пигментов и прибавить по 2 капли 10 % раствора Hсl. Осторожно взболтать. Зеленая окраска у хлорофилла переходит в бурую.
2. В одну пробирку (другая пробирка контроль) с побуревшей вытяжкой внести немного (на кончике скальпеля) ацетата меди. Другую пробирку оставить на рабочем столе в штативе (для сравнения).
3. Раствор нагреть на водяной бане до образования хлорофиллоподобного производного меди зеленого цвета.
4.Зарисовать пробирки с феофитином и медьпроизводным хлорофилла:




Выводы:



Контрольные вопросы.

Какие пигменты участвуют в процессе фотосинтеза у высших растений?
Что представляет собой хлорофилл по химической природе?
Чем отличается хлорофилл а от хлорофилла в?
Какими химическими и физическими свойствами обладает хлорофилл?
Каковы оптические свойства хлорофилла?
Каковы основные структурные компоненты молекулы хлорофилла? Какие функции выполняет каждая часть молекулы?
Какие функции выполняет хлорофилл в клетках высших растений?
Что такое феофитин? Какова его роль в растении?
Как меняется содержание феофитина в зависимости от возраста растений и условий внешней среды?
Какова химическая природа и структура каротиноидов?
Химические и оптические свойства каротиноидов.
Какие функции выполняют каротиноиды в растениях?

Записи при разборе темы:






































Работа 8. Определение величины чистой
продуктивности фотосинтеза

Продуктивность фотосинтеза зависит от многих показателей, в частности, от его интенсивности, размеров и продолжительности работы ассимиляционной поверхности.
В процессе фотосинтетической деятельности растения создают 90-95% сухого вещества урожая и только 5-10% формируется за счет питательных веществ, поступающих из почвы.
Ассимиляты – продукты фотосинтеза, образующиеся в результате фотохимических и биохимических процессов в хлоропластах. Ассимиляционная листовая поверхность является одним из наиболее изменчивых показателей фотосинтетической деятельности. Она – главный аппарат взаимодействия растений со средой, при помощи которого улавливается энергия солнечной радиации и в процессе фотосинтеза преобразуется в потенциальную энергию органического вещества. Размер и динамика развития листовой поверхности находится под воздействием многочисленных биологических, климатических и агротехнических факторов, таких как сортовые особенности, характер органо-образовательного процесса при прохождении фаз развития, температура, водный и пищевой режимы.
Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) представляет собой прирост сухой массы растений в граммах за определенное время (сутки), отнесенный к единице листовой поверхности (м2). Ее учитывают периодическим отбором проб растений, у которых определяют общую массу, массу отдельных органов и площадь листьев. Далее ЧПФ рассчитывают по формуле:

ЧПФ = 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, где (1)

ЧПФ – чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2*дн.;
В1 и В2 – сухая масса проб в начале и конце учетного периода, т/га;
Л1 и Л2 – площадь проб листьев в начале и конце периода, м2;
n - число дней в учетном периоде.
При использовании формулы (1) допускают, что листовая поверхность за время наблюдения нарастает равномерно, но в большинстве случаев площадь листьев увеличивается неравномерно. В связи с этим зарубежными исследователями предложена иная формула для определения чистой продуктивности фотосинтеза:

ЧПФ = 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, где (2)
lnЛ1 и lnЛ2 натуральные логарифмы показателей площадей листьев в начале и в конце учитываемого периода;
остальные показатели те же, что и в формуле (1).
Уравнение (2) наиболее удовлетворительно выражает зависимость ЧПФ от прироста сухого вещества и динамики нарастания листовой поверхности, но проще пользоваться первой формулой. Оптимальное время между пробами составляют 7-10 дней, в периоды интенсивного роста растений оно может быть сокращено до 5 дней.
Показатели ЧПФ в природных условиях обычно колеблются от 0,1 до 20 г и более, сухого вещества на 1м2 площади листьев в сутки: у злаков в фазе интенсивного роста 40-50, у основных сельскохозяйственных культур при благоприятных условиях 4-10 г/м2 в сутки.

Сущность метода: ЧПФ - это расчетный показатель. Для его расчета предварительно определяют у исследуемых растений средние показатели суммарной площади листьев и сухой биомассы растений. Эти показатели определяют дважды с интервалом между определениями 10-24 дня (первое и второе определение). После этого приступают к расчету ЧПФ.

Определение площади листьев

Весовой метод. Для определения площади листа используют весовой метод. Вырезают из кальки квадрат в 100 см2 (10х10 см) и взвешивают на электронных весах. Затем лист растения накладывают на однородную бумагу и обводят контур остро отточенным карандашом, полученный контур листа вырезают и также взвешивают. По пропорции находят площадь контура (листа):

S= (100*B)/A,
где S площадь листа бумаги, см2,
А вес 100 см2 бумаги, г
В вес контура листа, г.
Результаты








Определение площади листа по его параметрам. Метод основан на сопоставлении фигуры листа с некоторой простой геометрической фигурой, достаточно хорошо совпадающей с конфигурацией данного листа.
Лист вписывают в соответствующую фигуру, так чтобы основные параметры их были общими. Например, листья злаков легко вписываются в вытянутый прямоугольник.
Измерить ширину (а) и длину (в) такого прямоугольника, найти его площадь (S), которая равна: S=а*в.
Однако листовая пластинка не занимает всю площадь прямоугольника. Поэтому устанавливают поправочный коэффициент (К), равный отношению Sл/S.
Поправочный коэффициент можно определить весовым методом. Взвесить на весах построенную по длине и ширине листа соответствующую фигуру (Мф) и вырезанный из той же бумаги контур листа (Мл). К= Мл/Мф. Отсюда фактическая площадь листа злака будет равна Sл= а*в*К.
Так, например, поправочный коэффициент для кукурузы равен 0,68; ячменя, овса, пшеницы 0,65; сахарной свеклы 0,76; огурца 0,56; сои 0,75 (для левой и правой долек листа) и 0,668 (для средней доли тройчатого листа); для разных сортов яблони он колеблется от 0,62 до 0,74.
Аналогично предварительно вычисляют поправочные коэффициенты для листьев других растений, моделируя их с соответствующими простыми геометрическими фигурами. Причем коэффициент (К) получают на основании анализа многих листьев и несколько раз в течение вегетационного периода, так как нередко конфигурация листьев претерпевает значительные возрастные изменения.
Результаты










Метод высечек. Отбирают среднюю пробу растений, быстро срезают листья и определяют их массу. Затем из каждого листа выбивают сверлом определенного диаметра несколько высечек, объединяют вместе и устанавливают их массу. Диаметр сверла выбирают в зависимости от размеров листовой пластинки и ее поверхностной плотности. Площадь листьев определяют по формуле:

S=(a*c)/b,
где а общая масса сырых листьев, г
b общая масса сырых высечек, г
с общая площадь высечек, см2.

Результаты






Выводы:






Контрольные вопросы:

1. Какие методы определения площади листовой поверхности вы знаете?
2. В чем заключается сущность метода отпечатков, в каких случаях его нельзя использовать?
3. Что такое чистая продуктивность фотосинтеза? В каких случаях он эффективен?

Записи при разборе темы




















Задания в тестовой форме по разделу «Фотосинтез»
1. Физиологическая роль фотосинтеза сводится к тому, что фотосинтез обеспечивает растения:
а) водой б) органическими веществами
в) минеральными веществами г) энергией
2. Исходными продуктами в балансовом уравнении фотосинтеза являются:
а) кислород б) углекислота
в) глюкоза г) вода
3. Какие структуры листа обеспечивают транспорт воды в фотосинтезирующие клетки:
а) ксилема б) устьица
в) флоэма г) межклетники
4. Конечными продуктами темновой реакции фотосинтеза являются:
а) углекислота б) глюкоза
в) активированный водород г) кислород
5. Процесс фотосинтеза локализован в следующих локусах клетки:
а) ядро б) вакуоль
в) хлоропласт г) эндоплазматическая сеть
6. Наиболее эффективными для фотосинтеза являются кванты света:
а) красного б) синего
в) желтого г) зеленого
д) оранжевого
7. Какие участки спектра солнечного света особенно активно поглощаются хлорофиллом:
а) сине-фиолетовый
б) желто-зеленый
в) красный
г) ультрафиолетовый
8. Какие участки спектра солнечного света особенно активно поглощаются каротиноидами:
а) фиолетовый
б) синий
в) красный
г) желтый
9. Спектр видимого (белого) света включает в себя кванты света с длиной волны от ..... до ..... нанометров:
а) 4-7 б) 40-70
в) 400-700 г) 4000-7000
10. Вклад фотосинтеза в продукционный процесс определяется тем, что фотосинтез обеспечивает формирующиеся продуктивные органы:
а) минеральными веществами б) углекислотой
в) органическими веществами г) энергией

Задачи

Задача 1. Растение с площадью листьев 10 дм2 усвоило 330 СО2 за 6 часов. Рассчитайте интенсивность фотосинтеза данного растения.
Решение. Интенсивность процесса фотосинтеза представляет собой количество углекислого газа, поглощенного за единицу времени единицей листовой поверхности растения. Интенсивность фотосинтеза рассчитывается по формуле:
I=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,

где - АСО2 количество СО2, поглощенного растением,
t время в часах,
S площадь листовой поверхности растения в дм2. Следовательно,
I=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 5,5 мг/дм2*ч.

Задача 2. За 1ч в процессе фотосинтеза растение усвоило 250 мг СО2 и накопило 0,1 г сухой массы. Вычислите коэффициент эффективности фотосинтеза.
Решение. Коэффициент эффективности фотосинтеза отношение количества ассимилированного угекислого газа к количеству накопленного органического вещества за определенную единицу времени. Переводим сухую массу в мг (100мг) и рассчитываем коэффициент эффективности фотосинтеза:
K=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 2,5

Задача 3. энергетический выход процесса фотосинтеза равен 0,12. рассчитайте запасенную энергию, если поглощенная энергия составляет 640 ккал.
Решение. Энергетический выход процесса фотосинтеза представляет собой отношение запасенной энергии к поглощенной:
Е=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
следовательно, запасенная в процессе фотосинтеза энергия равна
езап= Е*епогл= 0,12*640= 76,8 ккал

Задача 4. За 10 суток в процессе фотосинтеза растение с площадью листьев 650 дм2 накопило 156 г сухой массы. Вычислите чистую продуктивность фотосинтеза.
Решение. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) количество граммов сухого вещества, накопленного в растении за сутки в пересчете на 1 м2 листовой поверхности. Чистая продуктивность фотосинтеза высчитывается по формуле:
ЧПФ=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где m масса накопленного сухого вещества в граммах,
t время в сутках,
S площадь листовой поверхности растения в м2.
Переводим площадь листьев из дм2 в м2 (6,5м2 ) и рассчитываем чистую продуктивность фотосинтеза
ЧПФ=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 2,4 г/м2*сут
Задача 5. Как скажется: а) понижение концентрации кислорода, б) повышение концентрации углекислого газа на продуктивности С3- и С4-пути фотосинтеза? Объясните.
Решение:
а) при понижении концентрации кислорода продуктивность С3-фотосинтеза увеличится, т.к. снизится процесс фотодыхания. При повышении концентрации углекислого газа продуктивность С3 -фотосинтеза также возрастет, т.к. усилится фиксация СО2 во время темновой фазы и увеличится выход сахаров;
б) при понижении концентрации кислорода продуктивность С4-фотосинтезе не изменится, т.к. у этих растений не наблюдается процесс фотодыхания. При повышении концентрации СО2 продуктивность С4-фотосинтеза возрастет, т.к. усилится фиксация СО2 и образование малата и, в итоге увеличится выход сахаров.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения

1. За 30 минут побег, площадь листьев которого составляла
240 см2 поглотил 32 мг СО2. Определите интенсивность фотосинтеза(мг СО2/м2*ч ).
2. В начале цветения картофеля сухая масса растений составила 3280 кг/га, а площадь листьев 29 тыс. м2/га. Через 10 суток эти показатели составили 5360 кг/га и 33 тыс. м2/га. Определите чистую продуктивность фотосинтеза (в г/м2 в сутки).
3. Если поместить под стеклянный колпак по одному растению С3- и С4-типов, то С3 растение вероятно погибнет раньше, чем С4-растение. Почему это может произойти?
5. У растений гороха в период цветения формирования бобов при отборе проб 22 июня сухая масса растений составила 4,48 г/растение, а площадь листьев 420 см2 на растение. 10 июля эти показатели составили 6,82 г/растение и 580 см2/растение соответственно. Определите чистую продуктивность фотосинтеза (в г/м2 в сутки).
6. сколько органического вещества вырабатывает растение за 15 минут, если известно, что интенсивность фотосинтеза составляет 20 мг/дм2*ч, а площадь листовой поверхности равна 2,5 м2?
7. Какого рода опыты вы бы поставили для того, чтобы определить принадлежность растения к С3- или С4-типу?
8. Как объяснить отмирание нижних ветвей деревьев в сомкнутом насаждении? У каких пород процесс очищения ствола от сучьев происходит быстрее: лиственница, пихта, сосна, ель? Почему?
9. Два одинаковых листа в течение трех дней были закрыты светонепроницаемыми чехлами, а затем освещены: первый лист красным, а второй желтым светом одинаковой интенсивности. У какого листа будет более высокое содержание крахмала? Почему?
10. Почему сорта с относительно тонкими листьями в посевах более предпочтительны, чем сорта с большей удельной поверхностной плотностью?
11. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных веществ, фотосинтез часто замедлен. Укажите вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.
12. При фотодыхании образуются аминокислоты. Почему же в таком случае считают, что это неэффективный процесс и что материал в нем расходуется впустую?

Вопросы для контрольной работы

1. Что такое фотосинтез? И в чем его космическая и планетарная роль?
2. Перечислить основные этапы формирования представлений о природе фотосинтеза.
3. Назвать фотосинтетические пигменты растений, какова их роль? В чем заключается явление хроматической адаптации?
4. На чем основано деление процесса фотосинтеза на световую и темновую фазы?
5. Составьте схему преобразования энергии в процессе фотосинтеза.
6. Дать определение фотосинтетического фосфорилирования. Какие виды фотофосфорилирования Вам известны?
7. Назвать основные продукты световой фазы фотосинтеза.
8. Что такое темновая фаза фотосинтеза? Как связаны световая и темновая фазы?
9. Какие пути ассимиляции СО2 в растениях Вам известны?
10. В чем сходство и различие ферментов рибулозодифосфаткарбоксилазы и фосфоенолпируваткарбоксилазы?
11. Назвать основной фермент, регулирующий темновую фазу фотосинтеза.
12. Что такое экология фотосинтеза? Какой из экологических факторов является определяющим для процесса фотосинтеза?
13. В зонах с умеренным климатом концентрация СО2 в атмосфере меняется на протяжении года циклическим образом: зимой она бывает примерно на 1,5% выше, чем летом. Объяснить это явление.
14. Почему поглощающим пигментом при фотосинтезе считается хлорофилл, хотя лист содержит также ряд других пигментов, поглощающих свет? Какова функция этих пигментов?
15. У растений, растущих на почвах, в которых не хватает определенных минеральных веществ, фотосинтез часто замедлен. Указать вещества, недостаток которых мог бы вызвать такой эффект.
16. Что такое гетеротрофный и автотрофный тип питания? Какие источники энергии могут быть использованы для построения органического вещества гетеротрофами и автотрофами?
17. Каковы особенности поступления углекислого газа из атмосферы к зеленым пластидам? Что способствует и что затрудняет этот процесс?
18. В чем сходство и различие химического состава, структуры и ультраструктуры митохондрий и хлоропластов? Что обозначают термины: ламелы, тилакоиды, граны, строма? Как мембранная организация хлоропластов связана с их функциями?
19. Назовите известные вам типы пластид. Какова их взаимосвязь?
20. Как можно доказать, что существует цитоплазматическая пластидная наследственность?
21. Объясните, почему хлоропласты являются полуавтономными органеллами. Выделите сходные черты в организации генетического аппарата хлоропластов с бактериями и с эукариотами?
22. Что такое пигменты? Какова их физиологическая роль?
23. Химическое строение молекулы хлорофилла.
24. Этапы образования хлорофилла.
25. Что такое спектр поглощения и спектр действия? В чем значение работ К.А. Тимирязева?
26. Какова физиологическая роль каратиноидов, фикобилинов? Что такое хроматическая адаптация?
27. Какова зависимость использования энергии в разных лучах спектра? Почему в процессе эволюции растение приобрело зеленый цвет?
28. Кратко охарактеризуйте основные этапы фотосинтеза. Какие существуют доказательства, что фотосинтез включает световые и темновые реакции?
29. Что такое светособирательный комплекс (ССК), где локализован, какие пигменты в него входят? Каковы его функции и значение?
30. В чем состоит эффект «усиления» Эмерсона? Какой вывод следует из него?
31. Фотосистемы один и два.
32. Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование.
33. Что определяет расположение отдельных переносчиков в фотосинтетической электрон транспортной цепи? Какие переносчики в ней участвуют?
34. Какова роль марганца фотохимических реакциях?
35. Цикл Кальвина. Назовите и охарактеризуйте основные фазы цикла Кальвина
36. Какой фермент называют Rubisco? В чем двойственность его функций?
37. С чем связано название путей превращения углерода в процессе фотосинтеза: С3- и С4 – путь? Перечислите их различия.
38. Цикл Хэтч-Слэка-Карпилова.
39. Что такое фотодыхание?
40. Охарактеризуйте основные особенности САМ-пути фотосинтеза.
41. Приведите примеры взаимного влияния внешних факторов на интенсивность фотосинтеза.
42. Что такое компенсационная точка, как она меняется у светолюбивых и теневыносливых растений?
43. От каких параметров фотосинтетического процесса зависит продуктивность сельскохозяйственных растений?

Перечень тем для написания рефератов (см. Приложение Г):

1. История изучения фотосинтеза
2. Фотосинтетический аппарат растений
3. Механизм влияния засухи на фотосинтетическое усвоение СО2
4. Донорно-акцепторные отношения в растении
5. Фотосинтез как процесс углеродного питания растений
6. Эволюция фотосинтеза
7. Особенности химизма фотосинтеза
8. Фотосинтез как основа продукционного процесса
9.Фотосинтез бактерий
10. Особенности фотосинтеза Толстянковых
11. С4- фотосинтез
12. Фотосинтез как окислительно-восстановительный процесс
13. Транспорт ассимилянтов в растении 14. Фотосинтез и урожай











РАЗДЕЛ 4. ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ

Дыхание это окислительный распад органических веществ, синтезированных в процессе фотосинтеза, идущий с участием кислорода. Дыхание присуще всем живым организмам. А.С. Фаминцин рассматривал фотосинтез и дыхание как две последовательные фазы питания растений: фотосинтез готовит углеводы, дыхание перерабатывает их в биомассу растения.

Работа № 9. Определение дыхательного коэффициента
прорастающих семян

Вводные пояснения. Понятие дыхание охватывает сложный комплекс окислительно-восстановительных процессов, в ходе которых преобразуется химическая природа органических соединений и освобождается энергия. Внешним, наиболее общим проявлением дыхания является поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Этот процесс может быть выражен следующим суммарным уравнением:
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 2721,8 кДж
Важное доказательство химической природы дыхательного субстрата дыхательный коэффициент (ДК), т.е. отношение объема выделенного углекислого газа (VСО2) к объему поглощенного кислорода (VO2).
ДК может служить показателем химической природы и степени окисленности субстрата, используемого при дыхании, происходящем в нормальных условиях внешней среды.
При дыхании за счет углеводов ДК= 1, например,
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O ДК=6/6=1
При окислении жиров и белков (более восстановленных соединений) кислорода поглощается больше, чем выделяется углекислого газа и ДК меньше 1(жиры приблизительно 0,7; белки 0,8). Например, при окисление такого типичного компонента жиров, как стеариновая кислота:
C18H36O2 + 26O2 18CO2 + 18H2O ДК=18/26=0,69
У прорастающих масличных семян ДК меньше 0,5, так как на этот показатель могут влиять и процессы обмена веществ, не имеющие отношения к дыханию. Например, в прорастающих семенах масличных культур часть жирных кислот идет на образование углеводов.
При окислении органических кислот (менее восстановленных, чем углеводы), таких, как яблочная, щавелевая и др., ДК больше 1. Например, при окислении яблочной кислоты:
C4H6O5 + 3O2 4CO2 + 3H2O ДК=4/3=1,33
Можно привести в качестве примеров следующие минимальные значения ДК во время прорастания семян (при 12-250С): кукуруза 0,73; пшеница 0,61; ячмень 0,74; горох 0,85; подсолнечник 0,55; лен 0,30; горчица 0,49.
ДК может служить характеристикой условий, в которых протекает процесс дыхания (при использовании одного и того же субстрата). Значение ДК необходимо учитывать при хранении и проращивании семян.
Надо учитывать, что величина ДК может зависеть от содержания кислорода в среде: в некоторых тканях из-за затрудненного доступа кислорода наряду с аэробным происходит анаэробное дыхание, не сопровождающееся поглощением кислорода, что приводит к повышению ДК.
Величина ДК также обусловлена полнотой окисления дыхательного субстрата. Если кроме конечных продуктов в тканях накапливаются менее окисленные соединения (органические кислоты), то ДК будет меньше 1.
Данный метод не может быть использован для точных измерений объемов газов, он служит только для ориентировочного определения ДК.
Прибор для определения дыхательного коэффициента состоит из большой пробирки с плотно пригнанной каучуковой пробкой, в которую вставлена изогнутая под прямым углом измерительная трубка со шкалой из миллиметровой бумаги. Прибор необходимо установить так, чтобы трубка находилась в горизонтальном положении.
Метод, предложенный в этой работе, основан на учете изменения положения капли в капилляре, что указывает на изменение объема воздуха в приборе; если объемы обмениваемых газов при дыхании равны, то капля в трубке передвигаться не будет.

Материалы и оборудование. Прорастающие семена масличных культур (подсолнечник, лен, рапс), 20% раствор NaOH или KOH, раствор метиленового синего произвольной концентрации, кристаллизаторы с наклюнувшимися семенами, шпатели, коническая колба на 150 мл, хорошо пригнанная к ней резиновая пробка со стеклянной трубкой, изогнутой под прямым углом и прикрепленной к ней шкалой из миллиметровой бумаги, полоски фильтровальной бумаги, пинцет, песочные часы на 2 мин. Или секундомер, глазные пипетки с оттянутым носиком.
Ход работы:
1. Коническую колбу до половины или на 2/3 объема заполнить прорастающими семенами и плотно закрыть ее пробкой со стеклянной трубкой.
2. Ввести в конец трубки с помощью пипетки каплю раствора метиленового синего. Прибор во время опыта обязательно должен находиться при постоянной (комнатной) температуре: его нельзя держать руками, дышать на него.
3. Как только капля оторвется от края трубки, отметить на шкале положение внутреннего мениска капли, засечь время и измерить, на сколько делений шкалы продвинется капля внутрь трубки за 2-5 мин (время выбирается произвольно в зависимости от скорости движения капли). Опыт повторить дважды, найти среднее значение (данные занести в таблицу). Полученная величина (А) соответствует разнице между объемом поглощенного при дыхании семян кислорода и объемом выделеного при этом углекислого газа:
А= V(O2) - V(CO2)
Если капля не двигается, то нарушена герметичность сосуда. В этом случае необходимо плотнее закрыть пробку.
4. Затем открыть прибор, проветрить его, встряхнув семена. Прикрепить к внутренней стороне пробирки или колбы с помощью пинцета кусочек фильтровальнофй бумаги, смоченный 20% раствором щелочи, так, чтобы бумага не касалась семян и пробки.
5. Закрыть сосуд пробкой, ввести в трубку каплю красителя и произвести измерения скорости движения капли за тот же промежуток времени. Величина (Б) отражает объем поглощенного при дыхании кислорода, так как выделенный углекислый газ поглощается щелочью:
Б= V(O2)
6. Вычислить ДК:
ДК = V(CO2)/V(O2) = (Б А)/Б
7. Результаты занести в таблицу, сделать выводы.
8. Вычислить теоретически ДК при полном окислении до CO2 и H2O следующих веществ: C18H32O2 линолевый триглецерид, содержащийся в конопле; C2H4O2 щавелевая кислота; C57H104O6 триолеин; C12H22O11 сахароза.

Схема и результаты опыта:
Культура
Условия
опыта
Отсчет, мм за 2 мин.
ДК



1
2
среднее



без щелочи(А)






со щелочью (Б)






без щелочи(А)






со щелочью (Б)






без щелочи(А)






со щелочью (Б)






Расчеты: ДК =






Выводы:



Контрольные вопросы:

1. Что такое ДК и каковы возможности его использования для характеристики дыхания?
2. Какие свойства субстрата определяют величину ДК?
3. Какова зависимость величины ДК от внешних условий?

Записи при разборе темы








































Работа 10. Определение интенсивности дыхания семян

Метод заключается в учете количества СО2, выделяемого семенами при дыхании. Процесс поглощения углекислого газа баритом можно записать в виде уравнения:
Ва(ОН)2 + СО2 ВаСО3 + Н2О
Избыток барита не прореагировавшего с СО2, оттитровывают щавелевой кислотой:
Ва(ОН)2 + Н2С2О4 ВаС2О4 + 2Н2О
Материалы и оборудование. прорастающие семена пшеницы, 0,1 н раствор барита, 0,1 н раствор щавелевой килоты, 1% раствор фенолфталеина.
Весы с разновесами, конические колбы на 250 мл с пробками, снабженными трубкой с натронной известью, марлевые мешочки.
Ход работы:
Поместить в марлевый мешочек 4г проросших семян пшеницы.
В две конические колбы на 250 мл налить при помощи бюретки по 10 мл 0,1 н раствора барита и закрыть их пробками.
В одну колбу, приоткрыв ее, быстро подвешивают на крючок пробки мешочек с семенами, другую колбу оставляют в качестве контроля. Выдерживают колбы при t=200С 1 час, периодически осторожно покачивая колбу, чтобы разрушить пленку ВаСО3.
Затем вынимают из колбы мешочек с семенами, добаляют три капли фенолфталеина и оттитровыват барит 0,1 н щавелевой кислотой до слабо-розового окрашивания, исчезающего от одной капли кислоты. Так же оттитровывают барит в контрольной колбе.
Интенсивность дыхания, мг СО2 на 1 г сухих семян за 1 ч, рассчитывают по формуле:
J = 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где a и b количества 0,1 н щавелевой кислоты, израсходованной на титрование барита соответственно в контрольном и опытном вариантах,
К поправка к титру 0,1 н раствора щавелевой кислоты,
2,2 количество СО2, мг, соответствующее 1 мл 0,1 н раствора щавелевой кислоты,
m масса сухих семян, г.

Содержание сухого вещества рассчитывают по формуле:

Х = 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где Х абсолютно сухая масса, %;
а масса сухой навески, г;
b масса сырой навески, г.

Схема и результаты опыта:
Вариант опыта
Навеска семян,г
Объем Ва(ОН)2
Объем 0,1 н щавелевой кислоты, мл
Продолжительность опыта, ч
Интенсивность дыхания, мг СО2/гч


взято для опыта
абсолютно сухая

контроль
опыт































Схема и результаты опыта:
Вариант
Номер бюкса
Вес пустого бюкса, г
Вес бюкса с навес
кой до сушки, г
Вес бюкса с навеской после сушки, г
Масса сырой навески, г
Масса сухой навески, г
Масса испарившейся воды, г





























Выводы:






Контрольные вопросы:

1. Что такое интенсивность дыхания?
2. На чем основаны основные методы определения интенсивности дыхания?
3. Чему равна интенсивность дыхания растений разных групп?
4. Как меняется интенсивность дыхания растений в онтогенезе? Что такое климактерический подъём дыхания?
5. Как зависит интенсивность дыхания от тканей и органа растений?
6. Как влияет обводнённость тканей на интенсивность дыхания ? Какую роль играет вода в дыхании?
7. Как зависит интенсивность дыхания от скорости поступления кислорода в ткани растений? Каковы причины гибели растений от недостатка кислорода? Как растения адаптируются к этим условиям?
8. Как меняется интенсивность дыхания растений в зависимости от содержания углекислого газа в атмосфере?
9. Как влияет температура на интенсивность дыхания растений? Как меняется интенсивность дыхания при частой резкой смене температур?
10. Как меняется интенсивность дыхания под влиянием химических и механических раздражителей?
11. Как влияют на дыхание интенсивность и спектральный состав света?
12. Как растение регулирует интенсивность дыхания, происходящее в его тканях?
13. Какую роль играет дыхание при хранении растениеводческой продукции?
Какие изменения происходят в хранящейся массе?
14. Какие основные принципы регулирования дыхания при хранении растениеводческой продукции.


Записи при разборе темы:























Вопросы к контрольной работе

Охарактеризовать значение процесса дыхания в жизнедеятельности растительного организма.
Какие основные пути дыхания различают? В чем их значение?
Составить схему преобразования энергии в процессе аэробного дыхания.
В чем сходство и различие субстратного и фосфорилирования мембранного типа как двух форм окислительного фосфорилирования?
Перечислить в какие метаболические пути может включаться конечный продукт гликолиза ПВК.
Охарактеризовать кратко глиоксилатный путь дыхания.
Как связано дыхание с азотным обменом растений?
Составьте схему, иллюстрирующую центральную роль цикла Кребса в клеточном метаболизме.
Из какого промежуточного продукта дыхания образуются жирные кислоты?
Что такое дыхание? Каково значение дыхания в жизни растений?
Что такое окисление и восстановление? Докажите, что дыхание – это окислительно-восстановительный процесс.
Какие вы знаете основные пути дыхательного обмена? От чего зависит разнообразие дыхательных путей?
Каковы основные особенности анаэробной фазы гликолитического пути? Где она локализована? На каких этапах этого процесса и за счет энергии каких реакций накапливается АТФ? Что является конечным продуктом этой фазы?
Где локализованы процессы аэробной фазы дыхания? На какие этапы она делится? Какие соединения, выделяющиеся в цикле Кребса, поступают в дыхательную цепь?
Какие переносчики входят в дыхательную цепь? Каков источник энергии для функционирования дыхательной цепи? Почему необходим кислород для ее функционирования?
Что такое окислительное фосфорилирование? В чем сходство и различия окислительного и фотосинтетического фосфорилирования?
В каких формах энергия, выделяющаяся в процессе дыхания, может быть использована растительным организмом?
Какое количество АТФ образуется при распаде одной молекулы глюкозы: а)в анаэробную фазу дыхания; б)в аэробную?
Каковы основные особенности пентозофосфатного пути? В чем его значение? Какие важные продукты образуются в результате его функционирования?
Какие внешние и внутренние факторы оказывают влияние на процесс дыхания?
Приведите примеры механизмов регуляции дыхательного обмена.
Приведите примеры взаимосвязи дыхания с фотосинтезом. Какие промежуточные продукты процесса дыхания являются основой биосинтеза важнейших соединений?

Задачи

Задача 1. За 3 суток 2 кг картофеля выделили 840 мг СО2 . Рассчитайте интесивность дыхания клубней.
Решение: Интенсивность дыхания это количество углекислого газа, выделенного за единицу времени единицей массы дышащего объекта, рассчитывается по формуле:

Iдых= 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где - АСО2 количество СО2, выделенное растением,
t время в часах,
m масса дышащего объекта в граммах.
Переводим время в часы (72 ч), а массу в граммы (2000г).
Рассчитаем интенсивность дыхания:

Iдых=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415=0,0058 мг/г*ч
Задача 2. Дыхательный коэффициент семян подсолнечника 0,8. сколько СО2 выделят семена при дыхании, если известно, что они поглотили 60 мг О2?
Решение: Дыхательный коэффициент - отношение количества выделенного углекислого газа к количеству поглощенного кислорода:
ДК= 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415
Следовательно, количество углекислого газа, выделенного в процессе дыхания, будет равно:

[СО2] =[О2]*ДК=60*0,8=48 мг.
Задача 3. Сколько СО2 выделит 1 кг семян за 10 суток, если известно, что интенсивность дыхания этих семян равна 0,2 мг СО2 на 1 г сухой массы в час, а содержание воды в семенах 20%.
Решение: Интенсивноть дыхания это количество СО2 , выделенного за единицу времени единицей массы дышащего объекта, и рассчитывается по формуле:
Iдых=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где - АСО2 количество СО2, выделенное дышащим объектом,
t время в часах,
m масса дышащего объекта в граммах.
Из этой формулы следует, что АСО2= Iдых*t*m
Переводим время в часы (240 ч), а массу семян переводим в сухую массу в граммах (200 г).
Рассчитываем количество углекислого газа, выделенного в процессе дыхания семян:
АСО2=0,15*240*200=7200 мг или 7,2 г.

Задача 4. Почему интенсивность дыхания клубней картофеля резко повышается при понижении температуры от + 3 до -10С?
Решение: Темпреатура близка к критической (минимальной) для жизнедеятельности клубня. Дыхание усиливается для того, чтобы обеспечить энергией защитные механизмы клеток клубня.
Задача 5. Зеленый лист на свету при температуре 250С интенсивно поглощал СО2, а при повышении темпратуры до 400С начал интенсивно выделять углекислоту. Как объяснить отмеченное изменение газообмена листа?
Решение: Оптимальной температурой для фотосинтеза является 250С, поэтому и происходило активное поглощение СО2. Далее с повышением температуры активность фотосинтеза снизилась вследствие перегрева листа, и одновременно усилился процесс дыхания, в ходе которого выделяется СО2.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения

1. В свежих корнеплодах сахарной свеклы содержалось около 1% редуцирующих сахаров, а в подвядших в 5 раз больше. Как это объяснить?
2. 15 г почек выделили за 30 мин 30 мг СО2. Определите интенсивность дыхания в мг/г*ч (сухого веса), если известно, что содержание воды в почках составляет 60% к сырому весу.
3. В чем сходны и чем отличаются друг от друга процесс фотосинтеза и процесс дыхания?
4. Химический анализ прорастающих в темноте семян вики показал, что за 30 дней содержание крахмала в семенах снизилось с 36% до 21%, тогда как содержание растворимых углеводов (моносахаридов) возросло за этот период всего лишь с 5 до 6%. как объяснить это несоответствие?
5. Проанализируйте, исходя из представлений о роли дыхания в продукционном процессе, две концепции: «низкое дыхание высокая продуктивность» и «высокое дыхание высокая продуктивность».
6. Как можно использовать разную температурную зависимость фотосинтеза и дыхания для эффективного выращивания овощных культур в защищенном грунте?
7. Расположите фотосинтез и дыхание в порядке возрастания чувствительности к неблагоприятным условиям среды. Ответ поясните.
8. Почему у растений в светлое и темное время суток температурный оптимум различен?
9. Известно, что в период весеннего сокодвижения в пасоке древесных растений содержится много растворимых сахаров. Каково их происхождение?
10. Почему высшие растения не могут длительно поддерживать свою жизнь в анаэробных условиях, хотя и не погибают сразу после попадания в среду без кислорода?

Перечень тем для написания рефератов (см. Приложение Г):

1. Зависимость дыхания от внешних факторов. 2. Зависимость дыхания от внутренних факторов. 3. Дыхание как саморегулируемый процесс.
4. Эволюция дыхания
5. Особенности дыхательного обмена растений
6. Химизм дыхания
7. Пути окисления дыхательного субстрата
































РАЗДЕЛ 5. Минеральное питание растений

Растения тесно связаны с почвой, но они способны усваивать из почвы только минеральные вещества. Минеральное питание такое же уникальное свойство растительного организма, как и фотосинтез. Оно лежит в основе автотрофности растений, т.е. их способности строить свое тело из неорганических веществ.

Работа 11. Признаки минерального голодания у растений

Вводные пояснения. Каждый из элементов минерального питания, поглощаемый растением, выполняет в растении определенную физиологическую роль. При недостатке элемента нарушаются физиологические процессы, связанные с участием того или иного элемента. Нарушение физиологических процессов проявляется в морфологии растений (изменяется внешний вид растения например, появление карликовости растений, вызванной недостатком азота, изменение окраски и размеров листовой пластинки и т.д.). Хотя эти признаки не имеют строгой специфичности, по их совокупности можно выявить недостаток того или иного элемента минерального питания. Совокупность признаков, характеризующих недостаток элемента минерального питания, называется признаками минерального голодания растений (Приложение Б).

Материалы и оборудование. Листья комнатных растений, таблицы с признаками недостаточности различных элементов минерального питания, цветные карандаши.
Ход работы:
1. Рассмотреть картинки с изображением признаков недостатка элементов минерального питания у растений: азота, фосфора, калия, кальция, магния, серы, железа, марганца, меди, цинка, бора, молибдена и кобальта. Зарисовать цветными карандашами в лабораторную тетрадь, сопровождая каждый рисунок описанием признаков недостаточности.
2. По листьям комнатных растений определить, имеются ли признаки недостатка элементов минерального питания у этих растений, какого элемента минерального питания недостаточно.
3. Сделать краткое сообщение (5-10 мин) о роли химических элементов в жизнедеятельности растений. Для этого необходимо выбрать один из необходимых растениям химических элементов (из макро- или микроэлементов).

План доклада о химическом элементе

1. Содержание элемента в растительных тканях:
-количество;
-семейства, виды растений, в тканях которых элемент содержится в больших количествах, или которые в элементе нуждаются в большом количестве;
-какие ткани, органы растения характеризуются наиболее высоким уровнем содержания элемента.
2. Физиологическая роль элемента.
3. Способность к транспорту и перераспределению в растении.
4. Внешние признаки недостаточности.
5. Стадии онтогенеза, на которых растения наиболее чувствительны к дефициту элемента.
6. Удобрения, способы внесения.

Контрольные вопросы:

1. Что такое признаки голодания у растений?
2. На каких органах и каким образом могут проявляться признаки недостатка того или иного элемента минерального питания?

Записи при разборе темы:

























Задания в тестовой форме по разделу
«Минеральное питание растений»
1. К органогенам относят:
а) N б) S в) Fe г) P д) Ca
2. Относятся к макроэлементам:
а) N б) P в) K г) Ca д) Mg
3. Относятся к микроэлементам:
а) Ca б) Mo в) K г) Zn д) S
4. К зольным элементам относят:
а) K б) H в) C г) Fe д) S
5. Доступными для растений являются элементы минерального питания:
а) находящиеся в почвенном растворе
б) поглощенные почвой обменным путем
в) поглощенные почвой химическим путем
г) поглощенные почвой биологическим путем
6. Элементы минерального питания поглощаются клеткой:
а) в виде недиссоциированных солей
б) в виде ионов
в) вместе с поглощаемой водой
г) совместно с другими ЭМП
д) независимо от поглощения воды
е) не зависимо от других ЭМП
7. Транспорт ионов по ксилеме от корней к листьям осуществляется:
а) активно с помощью переносчиков; б) активно с помощью электрических сил;
в) пассивно за счет диффузии; г) пассивно с током воды
8. Ассимилируются в растениях следующие элементы минерального питания:
а) N б) P в) K г) Ca д) S e) Mg
9. Ассимиляцией элементов минерального питания называют процесс:
а) поглощение ЭМП из раствора
б) перемещение ЭМП в растениях
в) накопление ЭМП в листьях, плодах, семенах
г) включение ЭМП в органические вещества растений
10. Микроэлементы в растительных тканях обнаруживаются в форме:
а) органических соединений
б) оксидов
в) ионов
г) солей



Задачи
Задача 1. Определите за какое время вещество, коэффициент диффузии которого составляет 1,92·10-5 см2/с, диффундирует и равномерно распределится в растительной клетке с диаметром 70 мкм.
Решение: Время диффузии вещества можно рассчитать по формуле (следствие II закона Фика):
x213 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где х расстояние в см,
D коэффициент диффузии вещества, см2/с,
t время в секундах.
Рссчитаем время диффузии:
t =13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415, t=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 0,64 с

Задача 2. Чему равен коэффициент диффузии вещества, если известно, что за 1 час оно диффундирует на расстояние 3 мм от точки введения? Сколько нужно времени, чтобы это вещество диффундировало на расстояние 9 см от места введения?
Решение: Согласно следствию II закона Фика:
х213 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где х расстояние в см,
D коэффициент диффузии вещества, см2/с,
t время в секундах.
Из формулы рассчитываем коэффициент диффузии и время:
D= 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 6,25*10-6 см2/с

t=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415=3,2*106 с
Задача 3. Рассчитайте на какое расстояние за 10 минут диффундируют ионы кальция, коэффициент диффузии которых составляет 1,19·10-5 см2/с?
Решение: Расстояние, на которое диффундируют ионы, рассчитывается по формуле (следствие II закона Фика):
x2=4D*t, x=13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415,
где х расстояние в см,
D коэффициент диффузии вещества, см2/с,
t время в секундах.
Подставляем значения в формулу и находим:
х= 13 EMBED Microsoft Equation 3.0 1415= 0,17 см.
Задача 4. У каких листьев, молодых или старых, раньше появится хлороз при недостатке в почве растворимых соединений железа?
Решение: Хлороз это разрушение пигмента хлорофилла вследствие ослабления фотосинтеза, при этом листья желтеют. Железо является составной частью ферментов, катализирующих синтез предшественников хлорофилла и обеспечивает два важных процесса фотосинтез и дыхание. Железо слабо реутилизируемый элемент, поэтому при его недостатке признаки хлороза в первую очередь появляются на молодых листьях.
Задача 5. Почему при недостатке кальция происходит размягчение и ослизнение растительных тканей?
Решение: В клетках большое количество кальция связано с пектиновыми веществами клеточной стенки и срединной пластинки, поэтому при его недостатке клеточные стенки ослизняются.

Вопросы к контрольной работе
1. Что такое органогены, макро-, микро- и ультрамикроэлементы?
2. Рассказать о транспорте ионов в клетку. В чем роль клеточных стенок и мембран?
3. Как происходит транспорт ионов по тканям корня в радиальном направлении?
4. В чем различие ксилемного и флоэмного транспорта?
5. Восстановление нитратов до аммиака в зеленой водоросли хлорелла значительно ускоряется под влиянием света. Каков возможный механизм этого влияния?
6. Какие основные признаки определяют необходимость данного элемента для жизни растения? Как это можно установить?
7. Какие основные функции выполняют питательные элементы?
8. С чем связана специфическая физиологическая роль фосфора? В состав каких необходимых соединений для жизни растений входит сера?
9. Каковы особенности физиологической роли металлов? Приведите примеры влияния отдельных металлов на активность ферментов.
10. На какие физиологические процессы оказывает влияние калий? В чем специфическая роль кальция для зеленых растений?
11. Почему при недостатке магния нарушается процесс фотосинтеза?
12. Каким образом железо и мель участвуют в процессах фотосинтеза и дыхания?
13. Недостаток железа вызывает хлороз молодых листьев, а недостаток азота –старых. Объясните почему.
14. Что такое антагонизм ионов? Как он проявляется? Каковы его причины?
15. Какие организмы могут усваивать азот из воздуха? Отметьте отличительные особенности симбиотических азотфиксирующих организмов? Что такое ассоциативные азотфиксаторы?
16. Почему клубеньки на корнях бобовых растений имеют розоватую окраску? Имеет ли это физиологическое значение? Если да, то в чем оно заключается?
17. Каковы основные источники азотного питания высших растений? Каковы специфические особенности действия каждого из них на физиологическую деятельность растений?
18. Каковы основные особенности восстановления нитратов и нитритов?
19. Какова роль бобовых растений в обеспечении урожая последующих культур?
20. Какие свойства почвы и растения необходимо учитывать при внесении удобрений?
21. Виды удобрений.
































Раздел 6. Рост и развитие растений

Рост и развитие растений важнейшие физиологические процессы, определяющие структуру, величину и качество урожая. Поэтому агроном должен хорошо знать их, уметь исследовать и контролировать.
Рост необратимое увеличение размеров и массы тела, связанное с новообразованием элементов структуры организма (складывается из роста клеток, тканей и органов).
Развитие качественные изменения структуры и функций растения и его отдельных частей органов, тканей и клеток, возникающие в процессе онтогенеза.
Все процессы роста и развития растений осуществляются через деление, растяжение и дифференциацию клеток. Рост в длину и ветвление побегов и корней происходит благодаря деятельности апикальных меристем верхушек побегов и кончиков корней; рост в толщину результат деятельности камбия. В период роста клетки меристем и камбия непрерывно делятся: внешняя часть клеток остается в меристемном состоянии, а все остальные растут и дифференцируются в ткани и органы. Следовательно, каждая клетка в процессе роста проходит три фазы: деления, растяжения и дифференцировки.
Меристемные клетки имеют тонкую пектоцеллюлозную оболочку, заполнены густой цитоплазмой и, как правило, не имеют вакуолей. В фазе растяжения клетки сильно увеличиваются в размерах главным образом благодаря поглощению воды и образованию крупных вакуолей, но при этом увеличиваются также масса и площадь поверхности клеточной оболочки и масса цитоплазмы. Зона растяжения у корней составляет около 1 см, у стеблей 5-10 см.
Структурно-функциональная организация клеток начинает определяться еще в зоне растяжения, но окончательная дифференциация и рост в толщину в побеге наблюдаются ниже этой зоны (в корне, соответственно, выше).
Общая закономерность роста его неравномерность, или периодичность, обусловленная внутренними причинами. Вначале рост органа или всего растения происходит медленно, затем быстрее и потом снова замедляется. Нарастание общей массы органа или растения графически выражают в виде плавной S-образной кривой, а скорость роста, или прирост массы, в виде плавной более или менее симметричной кривой с одним максимумом. Аналогично изменяются и линейные размера.
К числу важных внутренних факторов регуляции роста и развития растений относятся образующиеся в растении химические соединения с высокой физиологической активностью, называемые ростовыми веществами, или фитогормонами. Это ауксины, гиббереллины, цитокинины и ингибиторы роста (абсцизовая кислота и этилен). Для указанных веществ характерно образование в одних тканях и органах растения, в то время как их физиологическое действие, как правило, проявляется в других тканях-мишенях или органах (этилен является исключением). Физиологическое действие фитогормонов проявляется при очень небольших концентрациях. В зависимости от физиологического состояния растения, концентрации и соотношения фитогормонов, последние могут оказывать стимулирующее или тормозящее действие на тот или иной физиологический процесс и общий уровень функциональной активности растения.
Синтезировано много искусственных регуляторов роста растений, которые широко применяют: для подавления развития сорняков; при укоренении черенков; для нарушения или вызывания состояния покоя растений; опадения листьев; ускорения опадения излишних завязей и предупреждения предуборочного опадения плодов, увеличения их размеров; получения партенокарпических (бессемянных) плодов.
На рост и развитие растений влияют внешние факторы: интенсивность и спектральный состав света, продолжительность дня и ночи, температура и влажность воздуха и почвы, органические и минеральные удобрения.

Работа № 12. Наблюдение периодичности роста побега

Вводные пояснения. Побег растет неравномерно. Вначале наблюдается медленный рост, затем скорость роста увеличивается, достигает максимума, снова замедляется, и, наконец, рост прекращается. Таким образом, наблюдается периодичность роста побега, которая характеризуется законом большого периода роста.
Периодичность роста проявляется в том, что междоузлия, образующиеся по мере нарастания побега, имеют неодинаковую длину. В большинстве случаев она увеличивается от основания к середине побега, где достигает максимума, а к верхушке побега опять уменьшается.

Материалы и оборудование. Завершившие рост побеги травянистых или древесных растений, линейки.
Ход работы:
- измерить линейкой длину междоузлий годичного побега какого-либо травянистого или древесного побега;
- на основании полученных данных построить графики прироста междоузлий и побега (по оси ординат откладывают длину междоузлий и длину побега, по оси абсцисс номера междоузлий, считая от основания побега);
- результаты измерений занести в таблицу по форме;
- сделать вывод о периодичности роста побега.






Таблица 1
Длина, см
Номер междоузлия от основания побега


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
и т.д.

Междоузлия побега













Выводы:





Контрольные вопросы:

1. Каким исследователем были установлены основные закономерности роста в онтогенезе клетки, ткани, любого органа и растения в целом?
2. Какие фазы выделяют в сигмоидальной кривой роста? Чем они характеризуются?
3. Что такое период большого роста?
4. Какова связь закона большого периода роста с ходом основных физиологических процессов в растении?
5. Как учитывается закон большого периода роста в агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур?
6. Каковы основные типы ритмичности линейного роста растений?
7. Каковы основные типы периодичности ростовых процессов растений?
8. Что такое циркадные ритмы?
Записи при разборе темы:














Вопросы для коллоквиума

В чем особенности онтогенезе однолетних, двулетних и многолетних растений? Какова физиологическая роль фитогормонов. Кратко охарактеризуйте механизмы действия гормонов.
Перечислите фазы онтогенеза растительной клетки. Более подробно осветите фазу роста растяжением и фазу дифференциации.
В чем проявляется периодичность и ритмичность роста растений?
Каково биологическое значение фотопериодизма и яровизации.
В чем заключается роль фитохрома и критохрома?
В чем заключается различие между тропизмами и настиями?
Назовите и охарактеризуйте фазы онтогенеза растений.
Какие процессы характеризуют старение на клеточном уровне?
Какие типы старения растений Вам известны? В чем значение старения?
Что такое рост, развитие? Как связаны эти два процесса? Приведите примеры.
Каковы структурные и физиологические особенности клетки, находящейся в эмбриональной фазе? За счет чего происходит увеличение размера клетки в эту фазу? Какую роль играет белок циклин в эту фазу?
Каковы структурные и физиологические особенности клетки в фазе растяжения? Что наиболее характерно для этой фазы?
Каковы особенности роста клеточной оболочки в фазу растяжения? Какие гормоны регулируют этот процесс?
Какова роль фитогормонов в процессах прорастания семян?
Что обеспечивает поступление воды в семена? Что такое матричный потенциал?
Охарактеризуйте процессы обмена веществ, происходящие при набухании семян.
Что такое дифференциация клеток и тканей? Какого рода факторы могут вызвать появление различий между клетками с одинаковым генотипом?
Каковы особенности культуры изолированных клеток и тканей? Какие теоретические и практические возможности открывает этот метод?
В каких двух формах существует пигмент фитохром? Как это можно доказать? Какие лучи спектра они поглощают? Как происходит их взаимопревращение?
Что такое фитогормоны? Какие группы существуют
Какова химическая природа фитогормонов? В каких органах происходит биосинтез разных фитогормонов и их накопление? Каковы особенности их транспорта?
Перечислите наиболее яркие проявления физиологического действия ауксинов, гиббереллинов, цитокининов, а также абсцизовой кислоты, этилена.
Какие условия необходимо учитывать для успешного применения фитогормонов в растениеводстве? Где и каким образом фитогормоны могут использоваться в практике?
Действие гормонов, в частности ауксинов, зависит от концентрации, при этом оптимальные концентрации различны для разных органов. Покажите это на примерах таких явлений, как апикальное доминирование, геотропические изгибы.
Какие типы ростовых движений характерны для растений? Какова физиологическая роль движений растений?
Состояния покоя и его типы.
Что такое яровизация?
Что такое фотопериодизм?
Охарактеризуйте физиологические процессы, приводящие растения к зацветанию.
Какие внешние условия влияют на формирования пола у растений?



Индивидуальные творческие проекты
(презентации, см. приложение Д):

1. Общие закономерности роста.
2. Фитогормоны.
3. Зависимость роста от внешних факторов, движения растений.
4. Основные закономерности онтогенеза, ювенильный этап.
5. Влияние внешних условий на зацветание, гормоны цветения.
6. Физиология формирования семян, плодов и других продуктивных частей растений.
7. Образование клубней и луковиц, старение и смерть.
8. Биотехнология, вегетативное размножение.














Раздел 7. Устойчивость растений

Способность к защите от действия неблагоприятных факторов среды (стрессоров) важное и обязательное свойство любого растительного организма. Защита обеспечивается на разных уровнях: клеточном и органном, организменном и популяционном. Каждый новый уровень дополняет механизмы, сформированные на прежних уровнях.
При сильном кратковременном действии стрессоров проявляются неспецифические механизмы устойчивости (стресс), при длительном действии специфические механизмы.
Наиболее устойчивы к стрессовому воздействию растения в состоянии покоя (в виде семян, луковиц и др. покоящихся органов), наиболее чувствительны всходы, молодые растения и растения в период формирования гамет.
В невысоких дозах повторяющиеся стрессы способствуют закаливанию растительного организма, причем закаливание по отношению к одному фактору повышает устойчивость растения к некоторым другим факторам.

Работа 13. Морозоустойчивость растений. Изучение влияния
сахарозы на протоплазму при отрицательных температурах.

Вводные пояснения. На большей части нашей страны наиболее губительными являются низкие температуры воздуха и почвы: низкие отрицательные температуры повреждают зимующие растения, низкие положительные температуры оказывают сильное неблагоприятное воздействие на ход физиологических процессов и формирование урожая теплолюбивых культур. Оценка устойчивости растений к такому экстремальному фактору, как мороз, важна для агрономической практики.
Живая, нормально функционирующая клетка обладает избирательной проницаемостью, чтобы поддерживать постоянство внутриклеточной среды. При воздействии отрицательных температур на растительные ткани в межклетниках образуются острые кристаллы льда, которые оттягивая воду из клеток, обезвоживают протоплазму (при определенной степени обезвоживания, индивидуальной для каждого растения, необратимо нарушается структура белков, инактивируются ферменты). Кристаллы льда, образующиеся непосредственно в клетках, оказывают механическое воздействие нарушается структура протоплазмы, резко повышается ее проницаемость, а при длительном воздействии мороза наступает отмирание. Скорость отмирания протоплазмы клеток зависит от температуры, времени экспозиции и от водоудерживающей способности самой клетки.
Устойчивость растений определяется разнообразными физиологическими и биохимическими свойствами его клеток. Повышение доли связанной воды один из механизмов, предохраняющих растения от повреждения морозом. Увеличение количества растворимых сахаров в зимующих органах растений повышает водоудерживающую способность тканей.
При повреждении клетки цитоплазма и ее мембраны теряют свойство полупроницаемости и вещества, находящиеся в клеточном соке, свободно выходят наружу. Степень повреждения клетки коррелирует с количеством выделяющихся веществ, это легко поддается оценке, если клеточный сок окрашен антоцианом (интенсивность окрашивания внешнего раствора -показатель степени повреждения).

Материалы и оборудование. 0,5 и 1 М растворы сахарозы, дистиллированная вода, поваренная соль NaCl, снег, термометр, поднос, совок, таз, нож, тарелка, штатив для пробирок, химический стакан на 250 мл с водой комнатной температуры, колба с водой, пробочное сверло, пробирки (3 шт), карандаш по стеклу, фильтр, кристаллизатор, мерный цилиндр, стакан, кусок марли.
Ход работы:
а) при помощи пробочного сверла диаметром 9-10 мм и ножа вырезать из корнеплода свеклы 9 высечек толщиной 2-3 мм;
б) поместить высечки в кристаллизатор и тщательно промыть их проточной водой до полного удаления сока, вытекшего из поврежденных клеток;
в) перенести одинаковое количество высечек (по 3 шт) в три пронумерованные пробирки;
г) в первую пробирку налить 5 мл дистиллированной воды, во вторую 5 мл 0,5 М раствора сахарозы, в третью 5 мл 1 М раствора сахарозы;
д) приготовить в тазу охлаждающую смесь: к трем частям снега, тщательно перемешивая совком, добавить одну часть поваренной соли и утрамбовать. Температура смеси должна быть -210С;
е) погрузить все три пробирки на 15-20 минут в охладительную смесь, затем вынуть и разморозить, поставив в стакан с водой комнатной температуры;
ж) после полного оттаивания содержимого пробирок сравнить интенсивность окраски всех трех растворов и окраску клеток высечек;
з) результаты опыта занести в таблицу, сделать вывод.

Схема и результаты опыта:
Объект, признак повреждения
Варианты опыта (пробирки)


температура - 210С


сахароза, М
вода


0,5
1


Свекла (интенсивность окраски раствора)






Выводы:




Контрольные вопросы:

1. В чем заключается губительное действие мороза на растение?
2. Изменение каких свойств протоплазмы можно использовать в качестве показателей повреждения?
3. Каковы ответные реакции клеток на повреждающее действие мороза?
4. Что лежит в основе защитного действия сахаров?
5. Закаливание растений и его приспособительное значение.

Записи при разборе темы:




























Вопросы для коллоквиума

1. Перечислите механизмы стресса растений на клеточном уровне.
2. Каковы механизмы засухоустойчивости растений?
3. Каким образом суккуленты адаптируются к произрастанию в аридном климате?
4. Назовите причины гибели растений под действием отрицательных температур.
5. Какие растения называют галофитами? Гликофитами?
6. Какие клеточные и молекулярные механизмы адаптации растений к избытку солей в субстрате существуют?
7. Что такое растения-аккумуляторы, растения-индикаторы и растения-отражатели?
8. Что такое фитохелатины и как они защищают растения от избытка солей в почве?
9. Ход каких процессов в растительном организме нарушается под воздействием ионизирующего облучения?
10. Какие системы репарации ДНК Вам известны?
11. Какие из загрязнителей атмосферы наиболее токсичны для растений?
12. От чего зависит газоустойчивость растений?
13. Какие конститутивные и индуцибельные механизмы защиты растений от патогенов существуют?
14. Что такое фитоалексины и как запускается их синтез?
15. Каково теоретическое и практическое значение изучения физиологических основ устойчивости растений?
16. Что такое стресс и стрессоры? Охарактеризуйте фазы стресса у растений.
17. Что такое адаптация? С помощью каких механизмов она достигается? В чем проявляются неспецифические и специфические изменения в ответ на неблагоприятные условия?
18. Рассмотрите изменения метаболизма под влиянием неблагоприятных воздействий.
19. Что такое устойчивость растений? Какие типы устойчивости вам известны.
20. Что такое активные формы кислорода? Как и почему они возникают?
21. Когда возникает водный дефицит в растении, к каким первоначальным и последующим последствиям он приводит?
22. Что такое стресс – белки?
23. Какие физиологические изменения способствуют повышению устойчивости растений к недостатку воды?
24. Что такое ксерофиты? Засухоустойчивость
25. Белки теплового шока. Жароустойчивость.
26. Низкие положительные и отрицательные температуры и их влияние на рост и развитие растений.
27. Солеустойчивость. Типы засоления. Растения - по отношению к этому фактору.
28. Устойчивость к недостатку кислорода.
29. Радиоустойчивость и газоустойчивость.
30. Устойчивость растений к инфекционным болезням. Виды иммунитета.


Индивидуальные творческие проекты
(презентации, см. приложение Д):

1. Стресс, адаптация, устойчивость. Действие высоких температур и жароустойчивость растений.
2. Действие дефицита воды и засухоустойчивость.
3. Растения в условиях гипоксии и аноксии, действие низких положительных температур и холодоустойчивость растений.
4. Действие отрицательных температур и морозоустойчивость.
5. Действие других почвенно-климатических факторов зимне-весеннего периода и зимостойкость.
6. Действие повышенного содержания солей в почвах и солеустойчивость. Тесты устойчивости растений.
7. Действие вредных веществ атмосферы и газоустойчивость. Действие радиации на растения. Аллелопатические взаимодействия в ценозе.
8. Устойчивость растений к тяжелым металлам. Общие механизмы устойчивости и структура адаптационного процесса.


















Приложение А

Приготовление растворов, реактивов и материалов

Приготовление молярных растворов. Определить молекулярную массу по сумме относительных атомных масс элементов, из которых состоит данное соединение. Для получения 1 моль-1 раствора взвесить навеску вещества (г), соответствующую его молекулярной массе, растворить в дистиллированной воде и довести объем полученного раствора до 1л.
Приготовление нормального раствора. Молекулярную массу разделить на валентность соединения, то есть у кислот на число замещаемых Н-оинов, у оснований - на число замещаемых ОН-ионов, получить эквивалентную массу. Для получения 1 н раствора навеску вещества (г), соответствующую его эквивалентной массе, растворить в дистиллированной воде и довести объем раствора до 1л.
Раствор Люголя-раствор йода в йодиде калия (J в KJ). 2-3г йодида калия растворить в 5-10 мл дистиллированной воды, затем добавить 1 г металлического йода. Кода последний полностью раствориться, довести объем до 300 мл дистиллированной водой. Раствор хранить в темной склянке с притертой крышкой. Срок годности 30 дней.
Крахмальный клейстер 1%. 1 г растворимого крахмала высыпать в стакан, прилить 20 мл холодной воды и тщательно размешать стеклянной палочкой. Налить в колбу 80 мл воды, нагреть до кипения, вылить в нее содержимое стакана, взболтать, дать раствору еще раз закипеть и снять с огня.
Фелингова жидкость. Готовиться непосредственно перед употреблением путем смешивания равных объемов двух растворов, которые хранятся до этого отдельно. Раствор 1: 40 г перекристаллизованного медного купороса растворить в небольшом количестве дистиллированной воды, довести объем до 1 л и профильтровать. Раствор 2: растворить 200 г сегнетовой соли (виннокислый калий, натрий) в дистиллированной воде, добавить 150 г КОН или NаОН и довести дистиллированной водой до 1 л.
Охлаждающие смеси. На 100 частей снега добавить одну из следующих солей: 30 частей Kcl (-10,90С), 50 частей NaNO3 (-17,70С), 33 части NaCl (-21,30С), 143 части CaCl2 (кристаллический) (-50,00С).
Песок кварцевый для растирания растительных тканей промыть проточной водой для удаления илистых частиц. Залить на сутки концентрированной HCl. Отмыть кислоту, проверяя рН с помощью универсальной индикаторной бумаги. Прокалить в муфельной печи до розового цвета (2-3 часа).
Хромовая смесь (хромпик). 63 г хромата калия (IV) растворить в 35 мл воды и осторожно долить концентрированной H2SO4 до 1 л. Способ использования: налить хромовую смесь в посуду на ј, осторожно смочить стенки и слить обратно в склянку. Дать постоять несколько минут (очень грязной посуде несколько часов) и промыть водой. Пипетки поставить в высокий цилиндр, заполненый хромовой смесью. Не следует мыть хромовой смесью посуду, загрязненную парафином, минеральными маслами и другими продуктами перегонки нефти, солями бария. После долгого употребления раствор приобретает зеленую окраску. Такая смесь утрачивает моющие свойства и непригодна для дальнейшего использования.
Обработка химической посуды. Посуду мыть мыльным раствором или хромовой смесью. После хромовой смеси тщательно промыть водопроводной водой, а затем дистиллированной. Сушить в перевернутом состоянии.
Обработка предметных и покровных стекол. Стекла промыть в мыльном растворе, а затем не более 20-30 мин кипятить, применяя стиральный порошок. Прокипяченные стекла взять из раствора пинцетом и промыть в проточной воде в течение 10-15 мин. Из проточной воды стекла также пинцетом перенести в раствор хромовой смеси и выдержать в нем не менее суток. Затем промыть проточной и дистиллированной водой. С чистых обезжиренных стекол вода скатывается не задерживается.
Раствор краски 2,6-дихлорфенолиндофенола. Для приготовления раствора на технических весах на часовом стекле отвешивают 60 мг краски, переносят в мерную колбу на 200 мл, прибавляют 100-150 мл теплой дистиллированной воды и 4-5 капель 0,01 н щелочи. Колбу сильно взбалтывают в течение 10 мин. После охлаждения доливают водой до метки и опять взбалтывают. Затем фильтруют через плотный фильтр в сухую колбу. Раствор краски может быть использован в течение 3 дней при условии проверки титра в день употребления. При хранении в холодильнике им можно пользоваться в течение 8 дней.



















Приложение Б

Таблица 1 Признаки голодания растений по элементам питания
Элемент
Симптомы недостаточности

N
Слабый рост, карликовость, склероморфизм. Отношение побеги/корни сдвинуто в пользу корней. Преждевременное пожелтение более старых листьев, их некротические концы.

P
Задержка цветения, отсутствие роста, фиолетовая окраска листьев и стеблей, тенденция к скручиванию и перевертыванию листьев.

K
Белые и бурые пятна, рваный край листа, дырки, отверстия в листе, краевой ожог листьев (запал). По мере возрастания дефицита элемента повреждения увеличиваются.

S
Сходны с симптомами азотной недостаточности. Отставание в росте растений. Листья от бледно-зеленой до кремовой и желтой окраски (молодые листья). При голодании по сере отсутствует характерный признак азотного голодания общее пожелтение всего растения.

Mg
Белые или желтые пятна на листьях сливаются, лист буреет и отмирает. При глубоком дефиците листья узкие, по цвету красные, оранжевые, пурпурные. Наблюдается слабый рост и межжилковый хлороз старых листьев.

Ca
Гофрированные, сморщенные листья с некротическими зонами. Отсутствие верхушечных почек. Нарушение роста, связанное с делением и растяжением клеток. Ослизнение корней.

Fe
Бледно-желтая окраска ткани листьев между жилками у молодых листьев, жилки остаются зеленые. Хлороз. Малая мощность растения, неурожай. Старые листья поражаются сходным образом позже.

Mn
Однородная желтизна старых и молодых листьев, а также верхушечной почки. На ранних стадиях угнетение роста и межжилковый хлороз. На поздних стадиях межжилкового хлороза нет.

B
Отмирание верхушечных почек, закрученные, деформированные листья; черная гниль у корнеплодов свеклы, моркови; полые кочерыжки капусты.

Zn
Ярко-желтая окраска всей поверхности листьев и зеленый цвет жилок. Желтые полосы на листьях злаков. Мелколистность верхушечных побегов. «Розеточность», «желтуха», «мелколистность», «пятнистость листьев» - так называется дефицит цинка.

Cu
Бледно-желтая окраска листьев или полосатые закрученные листья. Вдоль краев листьев хлороз с последующим некрозом.

Mo
Узкие, длинные, скрученные листья, выемки на листовой пластинке, хлороз сложных листьев, включая черешок.

Na
Растения не испытывают недостатка. Избыток проявляется в виде неоднородной пестроты, некроза верхушек листьев, краев и тканей между жилками.

Cl
Из видимых симптомов увядание растений, остальные симптомы специфичны для отдельных видов растений. Дефицит встречается редко.


Приложение В

Таблица 2 Молекулярные массы некоторых соединений
Вещество
Молекулярная масса
Вещество
Молекулярная масса

Неорганические соли
Кислоты

CaCl6H2O
219,09
HCl
36,47

Ca(NO3)2
164,10
HNO3
63,02

Ca3(PO4)2
310,20
H2SO4
98,08

CaSO42H2O
172,17
H3PO4
98,00

FeCl36H2O
270,32
CH3COOH
60,05

Fe3(PO4)2
357,51
Щелочи

KCNS
97,17
KOH
56,10

KCl
74,55
NaOH
40,01

KH2PO4
136,09
NH4OH
35,05

K2HPO4
174,18
Ba(OH)2
171,38

KNO3
101,10
Ca(OH)2
74,10

K2SO4
174,25
Органические вещества

MgCl26H2O
203,33
Карбамид
60,06

MgSO47H2O
246,49
Глюкоза
180,16

NaCl
58,45
Сахароза
342,30

NaH2PO4
119,99
Абсцизовая кислота
264,3

Na2HPO42H2O
178,01
Гибберелиновая
кислота
346,4

NaNO3
85,01



Na2SO410H2O
322,21
Кинетин
215,2

NH4Cl
53,50
ИУК
175,20

NH4MgPO4
137,34
ИМК
203,20

NH4NO3
80,05
2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота
221,00

(NH4)2SO4
132,14









Приложение Г

Требования к выполнению реферата
Текст реферата должен содержать аргументированное изложение определенной темы. Реферат должен быть структурирован (по главам, разделам, параграфам) и содержать разделы: введение, основная часть, заключение, список используемых источников. В зависимости от тематики реферата к нему могут быть оформлены приложения, содержащие документы, иллюстрации, таблицы, схемы и т.д.
Реферат печатается с использованием компьютера и принтера на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210х297 мм) и представляется в сброшюрованном виде в папке типа «скоросшиватель». Оформление реферата производится в следующем порядке:
1. титульный лист;
2. оглавление;
3. введение;
4. основная часть, разбитая на главы и параграфы;
5. заключение;
6. список используемой литературы;
7. приложения.
Общий объем реферата не должен превышать 20-30 страниц для печатного варианта (но не менее 15). Текст набирается в текстовом редакторе Microsoft Word, шрифт Times New Roman, размер шрифта: основной 14, вспомогательный (таблицы, примечания, список литературы 12). Межстрочный интервал 1,5, абзацный отступ 1,25 см, выравнивание по ширине. Между словами делают один пробел.
Нормы удобрений следует писать с использованием нижнего индекса, квадратные и кубические величины отображать соответствующими верхними индексами (м2, а не кв. м). Размеры полей: слева 3 см; справа, сверху и снизу 2 см. Нумерация страниц в середине нижней строки в районе колонтитула. Счет нумерации ведется с титульного листа, на котором цифры не проставляются.
Таблицы, схемы, чертежи, графики, имеющиеся в тексте, а также возможные приложения нумеруются каждые в отдельности. Они должны иметь название и ссылку на источник данных, а при необходимости и указание на масштабные единицы.
В тексте не допускается сокращение названий, наименований (за исключением общепринятых аббревиатур).
Порядковый номер таблицы помещается в строку с названием, шрифт полужирный. Каждый показатель в таблицах должен занимать одну ячейку. Использование косой черты (слэша или дроби) для разделения показателей в ячейке не допускается. Выравнивание заголовка (шапки) таблицы и цифр в ячейках по центру, показателей по левому краю. Разделитель десятичных дробей запятая. Количество знаков после запятой должно быть одинаковым в пределах одного столбца, а желательно и всей таблицы.
Подписи к рисункам располагаются под ними, содержат порядковый номер и название прямым полужирным шрифтом, при необходимости пояснения обычным курсивом. Графики следует создавать в программе Microsoft Excel (или экспортировать в формат .xls).
Во введении указывается обоснование актуальности темы реферата с позиций научной значимости (малая изученность вопроса, его спорность, дискуссионность и проч.), либо современной востребованности; постановку целей и формирование задач; краткий обзор литературы и прочих источников информаци (при этом ограничение их только учебной и справочной литературой недопустимо).
Основная часть реферата структурируется по главам, параграфам, количество и название которых определяются автором. Подбор глав должен быть направлен на рассмотрение и раскрытие основных положений выбранной темы; демонстрацию автором навыков подбора, структурирования, изложения и критического анализа материала по конкретной теме; выявление собственного мнения, сформированного на основе работы с источниками и литературой. Обязательными являются ссылки на авторов, чьи позиции, мнения, информация использованы в литературе.
Заключение состоит из подведения итогов выполненной работы; краткого и четкого изложения выводов; анализа степени выполнения поставленных во введении задач; обобщения положений, высказанных во введении и основной части.
Список используемой литературы к реферату оформляется в порядке появления ссылок на источники в тексте реферата. В него вносится весь перечень изученных автором в процессе написания реферата монографий, статей, учебников, справочников, энциклопедий и др.

Образец оформления реферата

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»



КАФЕДРА: АГРОНОМИИ И ЭКОЛОГИИ







Реферат
по дисциплине: «Физиология и биохимия растений»
на тему: «Признаки минерального голодания растений»


Выполнил: студент ИТФ
22 группы
Петров А.В.
Проверил: ассистент
Савина Е.А.


Смоленск 2015

Содержание

Введение.........................................................................................3
1. Содержание магния в растительных тканях.......................... 4
1.1. количество...............................................................................5
1. 2. семейства, виды растений.....................................................6
1. 3...............................................................................................7
2. Физиологическая роль элемента..............................................8
Заключение...................................................................................14
Литература....................................................................................15
Приложения..................................................................................16


Введение
Текст. Текст.

Литература
1. Анин А. А., Борисов Б. Б. Обеспечение надёжности сложных технических систем в экстремальных ситуациях / А. А. Анин, Б. Б. Борисов. Москва, Прогресс, 1990. 215 с.
2. Валин В. В., Гришина Г. Г. Математическое моделирование в управлении / В. В. Валин, Г. Г. Гришина // Материалы I международной конференции «Стратегическое управление и контроллинг в некоммерческих и публичных организациях: фонды, университеты, муниципалитеты, ассоциации и партнёрства». Москва, 2011. вып. 1. С. 108114.

Приложения следует оформлять как продолжение реферата на его последующих страницах, располагая приложения в порядке появления на них ссылок в тексте реферата.
Критериями оценки реферата являются: новизна текста, обоснованность выбора источников литературы, степень раскрытия сущности вопроса, соблюдения требований к оформлению.
Новизна текста: а) актуальность темы исследования; б) новизна и самостоятельность в постановке проблемы, формулирование нового аспекта известной проблемы в установлении новых связей (межпредметных, внутрипредметных, интеграционных); в) наличие авторской позиции, самостоятельность оценок и суждений.
Обоснованность выбора источников литературы: оценка использованной литературы: привлечены ли наиболее известные работы по теме исследования (в т.ч. журнальные публикации последних лет, последние статистические данные, сводки, справки и т.д.).
Степень раскрытия сущности вопроса: а) соответствие плана теме реферата; б) соответствие содержания теме и плана реферата; в) обоснованность способов и методов работы с материалом, способность его систематизировать и структурировать; г) полнота и глубизна знаний по теме; д) умение обобщать, делать выводы, сопоставлять различные точки зрения по одному вопросу (проблеме).
Соблюдение требований к оформлению: насколько верно оформлены ссылки на используемую литературу, список литературы; оценка грамотности и культуры изложения (в т.ч. орфографической, пунктационной, стилистической культуры, единство жанровых ); владение терминологией; соблюдение требований к объему реферата.











Приложение Д

Требования к оформлению презентации в PowerPoint
1. Шрифт – Arial, минимальный размер текста – 18 пт.
2. Не должно быть черных надписей на сиреневом фоне (или других подобных сочетаний). Текст должен хорошо читаться.
3. Необходимо использовать максимальное пространство экрана (слайда), например, растянув рисунки.
4. По возможности используйте верхние ѕ площади экрана (слайда), т.к. с последних рядов нижняя часть экрана обычно не видна.
5. Первый слайд презентации должен содержать тему проекта, ФИО исполнителя, группу, сведения о руководителе.
6. Каждый слайд должен содержать заголовок. В конце заголовков точка не ставится.
7. Перед использованием скриншотов проверьте текст на наличие ошибок, чтобы на изображении не остались красные (зеленые) подчеркивания ошибок.
8. При использовании скриншотов лишние элементы (панели инструментов, меню, пустой фон и т.д.) необходимо обрезать.
9. Не перегружайте слайды анимационными эффектами. Для смены слайдов используйте один и тот же анимационный эффект.
10. Если слайд содержит единицы измерения в м2 или м3, нужно использовать верхние индексы (Формат – Шрифт – надстрочный).
11. Вместо слов «генеральный план» должно быть написано «схема генерального плана».
12. Использование формул. Можно оставить общую форму записи и/или результат, а отображать всю цепочку решения не надо.
13. Наименование программ, в которых были сделаны расчеты, графика и т.д. должны быть указаны в именительном падеже (не «рисунок в Allplane», а «рисунок в Allplan»).
14. Необходимо проверять правильность написания названий улиц, фамилий авторов методик и т.д.
15. По-возможности, нужно уменьшать разрядность чисел. Вместо 40000 руб. лучше писать 40 тыс.руб.
16. На заключительный слайд нужно вынести самое основное, главное, что было в презентации.








Литература

а) основная:
1. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений [Текст]/Н.Н. Третьяков [и др.] – М.: Колос, 2000 -640 с.
2. Практикум по физиологии растений / под ред. проф. Третьякова. – М.: Агропромиздат, 2002. - 248 с. ил.
3. Якушкина Н.И. Физиология растений [Текст] Учебник /Н.И. Якушкина. М.: Просвещение . 1993.- 430с. ил.
б) дополнительная:
1. Биохимия растений [Текст] Учебное пособие / Красильникова [и др.] - Ростов н/Д: «Феникс», 2004. 224 с.
2. Брей С. Азотный обмен в растениях [Текст] Монография / С.Брей. -М. Мир, 1986. 142 с.
3. Веретенников А.В. Физиология растений [Текст] Учебник / А.В. Веретенников. М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 480 с.
4. Головко Т.К. Дыхание растений. Физиологические аспекты. [Текст] Монография / Т.К. Головко - СПб., Наука, 1999.
5. Жолкевич В.Н. Транспорт воды в растениях и его эндогенная регуляция:LXI Тимирязевские чтения [Текст] / В.Н. Жолкевич . -М.: Наука, 2001
6. Измайлов С.Ф. Азотный обмен в растениях [Текст] Монография / С.Ф.Измайлов. - М.: Наука, 1986. 320 с.
7. Кузнецов В.В. Дмитриева Г.А. Физиология растений [Текст] Учебник / В.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. - М.: Изд-во Высшая школа, 2007. 736 с. ил
8. Курсанов А.Л. Транспорт ассимилятов в растении [Текст] Монография / А, Т. Курсанов. - М.: Изд-во Наука,1976. 646с. ил.
9. Полевой В.В. Физиология растений [Текст] Учебник / В.В. Полевой.- М.: Высшая школа, 1989 - 464с.
10. Саламатова Т.С. Физиология растительной клетки [Текст] Монография / Т.С. Саламатова. - Л.: Изд-во ЛГУ, 232 с. ил.
Информационные ресурсы:
1. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
2. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
3. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
4. On-line энциклопедия «Физиология растений» [Электронный ресурс] – URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
5. Сайт «Земная флора» [Электронный ресурс] – URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
6. Официальный сайт Общества физиологов растений России [Электронный ресурс] – URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
7. Бюллетень Общества физиологов растений России [Электронный ресурс]
– URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
8. Научная электронная библиотека [Электронный ресурс] – URL: e-libraru.ru.
Поисковые системы: Яндекс, Google, Rambler





Учебное издание




Савина Евгения Александровна, Прудникова Анна Григорьевна,
Положенцева Екатерина Ивановна






Рабочая тетрадь
с методическими указаниями по курсу
«Физиология растений»
для студентов-бакалавров по направлениям подготовки:

35.03.07. «Технология производства и переработки
сельскохозяйственной продукции»; 35.04.04. «Садоводство»











Подписано в печать . 2015г. Формат 60х84/16
Печ. л. . Тираж экз.



Библиотечно-издательский комплекс
ФГОУ ВО Смоленская ГСХА
214000, Смоленск, ул. Б. Советская 10/2
























13 PAGE 14215







       Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 11387849
    Размер файла: 536 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий