Гоу впо «сибирский государственный технологический
Сунцова, Л.Н. Физиология растений: Курс лекций по физиологии растений для бакалавров направления подготовки 250100 «Лесное дело» и 250700 «Ландшафтная архитектура» очной формы обучения / Л.Н. Сунцова – Красноярск: СибГТУ, 2011. – 116 с.
В пособии рассматриваются основные физиологические функции растительного организма, механизмы их регуляции в онтогенезе растения. В курсе лекций изложены основные разделы этой науки: строение и функции растительной клетки, органические вещества клетки, фотосинтез, дыхание, водный обмен, минеральное питание, рост и развитие, механизмы защиты и устойчивости у растений. Материал изложен в соответствие с программой курса физиологии растений для лесохозяйственного факультета.
ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», 2011
Лекция 1. Предмет и задачи физиологии растений 6
Лекция 2. Структурные компоненты клетки и их физиологические функции 10
Лекция 3. Химический состав клетки 15
Лекция 4. Фотосинтез 30
Лекция 6. Водный режим растений 46
Лекция 7. Основы почвенной микробиологии 54
Лекция 8. Минеральное питание растений 66
Лекция 9. Превращение органических веществ в растении 76
Лекция 10. Рост и развитие растений 81
Лекция 11. Устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды 95
Библиографический список 114
Приложение А Перечень ключевых слов 115
Введение
Физиология растений – это наука, изучающая процессы жизнедеятельности растений на молекулярном, клеточном, организменном уровнях. В круг интересов физиологии растений входят изучение процессов фотосинтеза, дыхания, минерального питания, преобразования и транспорта веществ, роста и развития, водообмена, адаптации, а также выяснение роли каждого из них в общем ходе онтогенеза целого растения. Кроме того, физиология растений изучает и надорганизменный уровень организации живого: биоценозы, посевы, насаждения. Рассмотрение жизнедеятельности растений во взаимодействии с окружающей средой и под влиянием антропогенного воздействия дало начало новому направлению в физиологии растений – экологической физиологии.
Одной из глобальных задач, стоящих перед физиологией растений сегодня, является разработка теоретических основ повышения продуктивности растительных организмов и рационального природопользования.
Актуальность и причины ведения дисциплины обусловлены тем, что с освещением достижений физиологии и биохимии растений в области внутренней организации физиологических процессов важно показать студенту-лесохозяйственнику современный уровень знаний об особенностях жизненных процессов у древесных растений. От специалиста лесного хозяйства требуются глубокие знания по оптимизации внешних условий; определяющих успешность роста растений. Современный лесовод должен знать, предел своих возможностей в регулировании условий окружающей среды с тем, чтобы не нарушить уравновешенности биологической системы под названием лес. Изучение физиологии растений является актуальным, что делает необходимым преподавание данного курса в цикле лесных дисциплин.
Роль и место курса в структуре учебного плана, определено в цикле обще профессиональных дисциплин. Курс «Физиологии растений» связан со многими дисциплинами лесной направленности: ботаника; дендрология; генетика; селекция; биофизика; биохимия; почвоведение; лесоводство; фитопатология и др.
Целью и задачами курса физиологии растений является профессиональная подготовка инженеров лесного и лесопаркового хозяйства в области познания механизмов жизненных процессов в зависимости от генетических свойств растений, особенности конкретного вида растений и его реакцию на условия внешней среды.
Структура курса предусматривает изучение физиологии растительной клетки, водного режима растений, фотосинтеза, дыхания растений, основы почвенной микробиологии, минерального питания, роста и развития растений, устойчивости растений к неблагоприятным условиям.
Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины обусловлена тем, что освоение курса предполагает помимо посещения лекций и выполнения лабораторных работ, выполнение рефератов, по предлагаемым темам, а также темам, выбранным студентами; выполнением контрольных заданий, охватывающих курс физиологии растений.
Объем курса 140 часов, из них 36 часов лекций, 36 часов лабораторных занятий, 68 часов самостоятельная работа студентов; читается в 3 семестре; завершается экзаменом.
Источник
Биохимия и физиология растений лекции
Лекции
Связанные курсы
Нашли ошибку или баг? Сообщите нам!
Ваши комментарии о найденых ошибках в лекциях, конспектах или о баге
Источник
Раздел 1. Физиология и биохимия растительной клетки
Растительная клетка является элементарной структурной и функциональной единицей растительного организма, в клетке протекают все физиологические процессы, характерные для организма в целом. Клетка – открытая биологическая система, обменивающаяся с внешней средой веществом, энергией и информацией. Единство этих процессов составляет сущность жизни.
Растительная клетка состоит из клеточной оболочки и протопласта. Протопласт состоит из цитоплазмы и органоидов, которым присущи основные жизненные свойства клетки.
Клеточная оболочка выполняет защитную, опорную и транспортную функцию. Основными её химическими компонентами являются углеводы – целлюлоза, образующая прочную арматуру, пектиновые вещества и гемицеллюлоза, образующие полужидкий матрикс. Клеточная оболочка обладает высокой прочностью, упругостью, эластичностью, ограниченной растяжимостью. Она хорошо проницаема для воды, минеральных и органических веществ. Совокупность клеточных стенок и межклетников ткани называют апопластом.
Основной принцип структурной организации клетки – мембранный. На долю мембран приходится более половины сухой массы протоплазмы. Мембраны состоят из белков и фосфолипидов. Мембраны покрывают цитоплазму и органоиды клетки, за исключением рибосом. Цитоплазма от клеточной оболочки отделена плазмолеммой (внешняя мембрана), а от вакуоли – тонопластом (внутренняя мембрана). Матрикс цитоплазмы – гиалоплазма, или цитозоль. Гиалоплазма относительно однородная коллоидная субстанция, содержащая белки, липиды, нуклеиновые кислоты, полисахариды, минеральные вещества. Важнейшим свойством мембран и цитоплазмы является их избирательная проницаемость (работа 1 и 2).
Каждый органоид клетки выполняет специфические функции: ядро – хранение и передача наследственной информация, регулирование всей жизнедеятельности клетки; хлоропласты – фотосинтез; митохондрии – дыхание; рибосомы – синтез белка; лизосомы – расщепление сложных органических веществ; аппарат Гольджи – синтез полисахаридов, белков и липидов, необходимых для построения мембран и оболочки (секреторная функция); пероксисомы – фотодыхание; глиоксисомы – превращение жиров в углеводы. Эндоплазматическая сеть связывает между собой все органоиды, выполняет транспортную и синтетическую функцию (на её поверхности находятся рибосомы).
Больше половины объема взрослой растительной клетки занимает вакуоль. Она заполнена клеточным соком – водным раствором минеральных солей, сахаров, органических кислот, аминокислот и других веществ. Концентрация клеточного сока колеблется в пределах 0,2…0,8 М. Вакуоль определяет осмотические свойства растительных клеток – их способность поглощать и выделять воду. Благодаря поступлению воды в вакуоль в клетках поддерживается тургорное давление, определяющее прочность и упругость растительных тканей. Вакуоль – депо запасных веществ (сахара, белки) и продуктов обмена (пигменты, алколоиды, гликозиды, сахара и пр.).
Основными химическими компонентами клетки являются углеводы, липиды и белки, относящиеся к веществам первичного происхождения.
Углеводы (работа 3) образуются в процессе фотосинтеза и используются для синтеза многих других органических веществ. Моносахариды подвергаются наиболее интенсивному обмену, они являются запасными, транспортными и защитными веществами клетки. Пентозы входят в состав различных нуклеотидов (РНК, ДНК, АТФ), витаминов, коферментов. Гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.) являются мономерами многих олигосахаридов (мальтозы, сахарозы, раффинозы) и полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлозы, крахмала, инулина), выполняющих структурную или запасную функции.
Растительные липиды представлены ацилглицеринами (запасные вещества), фосфоглицеридами и гликолипидами (структурные компоненты мембран и цитоплазмы), восками (защитные вещества) и стероидами (физиологически активные вещества). Свойства липидов зависят от их кислотного состава, степени предельности и соотношения жирных кислот – предельных (пальмитиновая, стеориновая) и непредельных (олеиновая, линолевая, линоленовая). Свойства жиров характеризуют константы: температура плавления, йодное число, число омыления, кислотное число (работа 4).
Белки – высокомолекулярные полимерные соединения, построенные из аминокислот. Они имеют сложное строение (структуру) и важные для процессов жизнедеятельности свойства – амфотерность, заряд (работа 5), высокая реакционная способность, чувствительность к различным факторам, способность к самоорганизации и специфическому взаимодействию по принципу комплементарности и других. Благодаря этому белки выполняют самые разнообразные функции: структурную, энергетическую, транспортную, сигнальную, защитную, регуляторную, каталитическую или ферментативную (работы 6…9).
Кроме веществ первичного происхождения в растениях имеются вещества вторичного происхождения (органические кислоты, алкалоиды, гликозиды, эфирные масла и смолы, фитонциды, дубильные вещества), обладающие высокой физиологической активностью.
Источник