- •Физиология растений теория
- •1. Предмет и объект физиологии растений. Разнообразие объектов, характеризующихся фототропным образом жизни. Проблемы и задачи современной физиологии растений.
- •2. Этапы развития физиологии растений, ее связь с общим развитием биологии и практикой.
- •3. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Клеточная стенка.
- •4. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Цитоплазма, микротрубочки, микрофиламенты.
- •5. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Ядро, рибосомы.
- •6. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Пластиды, митохондрии.
- •7. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Вакуоль, пероксисомы, лизосомы.
- •8. Структура компонентов растительной клетки, особенности строения в связи с их биологической функцией. Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи.
- •9. Функциональное взаимодействие различных органоидов клетки.
- •10. Физико-химические свойства цитоплазмы, ее взаимодействие с внешней средой.
- •11. Структура и функция мембран растительной клетки. Проницаемость мембран.
- •12. Принципы регулирования физиологических процессов клеткой.
- •13. Физико-химическая сущность фотосинтеза и его роль в процессах энергетического и пластического обмена растительного организма. Общие закономерности и значение фотосинтеза.
- •14. Структурная организация фотосинтетического аппарата. Лист как орган фотосинтеза.
- •15. Хлоропласты, их строение, биохимический состав и функции. Биогенез хлоропластов.
- •16. Пигментные системы фотосинтезирующих организмов.
- •17. Хлорофиллы, их строение, химические и физические свойства. Функции хлорофиллов.
- •18. Биосинтез хлорофилла.
- •19. Каротиноиды, их строение, классификация, свойства и функции.
- •20. Билихромопротеины (фикобилины), их структура, свойства и функции.
- •21. Поглощение света пигментами. Законы поглощения света.
- •22. Электронно-возбужденные состояние пигментов и типы дезактивации возбужденных состояний.
- •23. Флуоресценция.
- •24. Фосфоресценция.
- •25. Миграция энергии в системе фотосинтетических пигментов. Понятие о фотосинтетической единице и реакционных центрах.
- •26. Представление о функционировании двух фотосистем, их структура и назначение.
- •27. Структура электрон-транспортной цепи фотосинтеза.
- •28. Фотофосфорилирование, его типы, характеристика.
- •29. Классификация растений по метаболизму со2 в фотосинтезе.
- •30. Метаболизм углерода в процессе фотосинтеза. С3-путь фотосинтеза, основные этапы, их характеристика.
- •31. Природа первичного акцептора углекислоты.
- •33. Метаболизм углерода по типу толстянковых (сам-цикл).
- •34. Фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты (с2 -путь).
- •35. Показатели фотосинтеза: интенсивность, фотосинтетический потенциал, индекс листовой поверхности.
- •36. Фотосинтез и урожай.
- •37. Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды.
- •38. Эндогенная регуляция фотосинтеза.
- •39. Значение дыхания в жизни растений. Теория в.И. Палладина.
- •40. Показатели дыхания: интенсивность и дыхательный коэффициент.
- •41. Ферментные системы дыхания. Участие ферментов различных классов в дыхании.
- •42. Дыхательные субстраты. Пути диссимиляции углеводов.
- •43. Гликолиз, его суть, энергетика.
- •44. Цикл ди- и трикарбоновых кислот, его суть, энергетика.
- •47. Использование в качестве дыхательных субстратов жиров и белков. Взаимосвязь превращения углеводов, белков и жиров.
- •48. Митохондрии, их структура и функции.
- •49. Электрон-транспортная цепь дыхания, характеристика ее компонентов.
- •50. Окислительное фосфорилирование в электрон-транспортной цепи, энергетическая эффективность.
- •51. Субстратное и окислительное фосфорилирование.
- •52. Особенности дыхания у растений.
- •53. Зависимость дыхания от внутренних факторов.
- •54. Зависимость дыхания от внешних факторов.
- •55. Структура, свойства воды и ее роль в жизнедеятельности растений.
- •56. Термодинамические основы водообмена растений: активность воды, химический потенциал воды, водный потенциал, матричный потенциал, осмотический потенциал, гидростатический (потенциал давления).
- •57. Поступление воды в растение. Водный баланс растений.
- •58. Градиент водного потенциала - движущая сила поступления и передвижения воды в клетках, тканях и растении.
- •59. Механизмы поступления воды в растительную клетку.
- •60. Корневая система как орган поглощения воды.
- •61. Корневое давление, его значение и зависимость от действия внешних факторов.
- •62. Гуттация, ее суть и значение. ”Плач“ растений.
- •63. Транспирация как физиологический процесс. Биологическое значение транспирации. Типы транспирации.
- •64. Устьичная транспирация и физиология устьичных движений.
- •65. Внеустьичная транспирация.
- •66. Показатели траспирации: интенсивность, транспирационный коэффициент, коэффициент водопотребления.
- •67. Влияние на транспирацию внешних факторов.
- •68. Саморегулирование транспирации.
- •69. Движущие силы восходящего тока воды. Нижний и верхний концевой двигатели, процессы когезии и адгезии.
- •70. Механизмы регуляции устьичной транспирации.
- •71. Механизмы регуляции внеустьичной транспирации.
- •72. Элементы минерального питания, необходимые для жизнедеятельности растений. Понятие о макро- и микроэлементах.
- •73. Роль и функциональные нарушения при недостатке в растении азота и фосфора.
- •74. Роль и функциональные нарушения при недостатке в растении калия и кальция.
- •75. Роль и функциональные нарушения при недостатке в растении серы и магния.
- •76. Роль и функциональные нарушения при недостатке в растении железа, меди, марганца.
- •77. Роль и функциональные нарушения при недостатке в растении цинка, молибдена, бор.
- •78. Структурная и каталитическая функция ионов в метаболизме.
- •79. Взаимодействие ионов: антагонизм, синергизм, аддитивность.
- •80. Поступление минеральных веществ. Транспорт ионов через плазматическую мембрану. Значение мембранного потенциала для процессов поступления ионов в клетку.
- •81. Пассивный и активный транспорт.
- •82. Ионные каналы.
- •83. Участие переносчиков и транспортных атФаз.
- •84. Радиальное перемещение ионов в корне: симпластический и апопластический пути.
- •85. Функции корневых тканей в радиальном транспорте.
- •86. Дальний транспорт ионов в растении. Восходящий и нисходящий ток минеральных элементов и веществ в растении.
- •87. Пространственная организация ионного транспорта в корне.
- •88. Интеграция и регуляция транспорта в целом растении.
- •89. Минеральное питание как фактор повышения продуктивности сельскохозяйственный растений.
- •90. Общие закономерности роста и развития растений. Кривая роста. Определение понятий ”онтогенез“, ”рост“ и ”развитие“.
- •91. Периодизация онтогенеза.
- •92. Показатели роста растений.
- •93. Клеточные основы роста и развития.
- •94. Локализация роста у растений. Ростовые корреляции. Полярность. Тотипотентность.
- •95. Зависимость роста от экологических факторов (свет, температура, водообеспеченность, минеральное питание).
- •96. Явление покоя, его адаптивная функция. Типы покоя и факторы его обусловливающие.
- •97. Фитогормоны как факторы, регулирующие рост и развитие растений. Локализация биосинтеза фитогормонов в растении и их транспорт.
- •98. Ауксины
- •99. Гиббереллины
- •100. Цитокинины
- •101. Абсцизовая кислота
- •102. Этилен.
- •103. Брассиностероиды
- •104. Жасминовая и салициловая кислоты
- •105. Системин и др.
- •106. Синтетические регуляторы роста, их природа и использование: гербициды, ретарданты, регуляторы созревания и покоя, дефолианты.
- •107. Движение растений. Ростовые и тургорные движения растений.
- •108. Тропизмы, виды тропизмов.
- •109. Настии, их типы.
- •110. Развитие растений, основные этапы. Жизненный цикл растений.
- •111. Термопериодизм. Фотопериодизм. Регуляция фотопериодических реакций фитохромом.
- •112. Стресс, адаптация, устойчивость. Общие понятия. Триада Селье.
- •113. Критические периоды воздействия стрессовых факторов на растения.
- •114. Стресс-белки.
- •115. Действие низких положительных температур и холодоустойчивость растений. Приспособление растений к низким положительным температурам. Способы повышения холодостойкости растений.
- •116. Действие отрицательных температур и морозоустойчивость растений. Причины вымерзания растений. Физиолого-биохимическая природа устойчивости растений к отрицательным температурам.
- •117. Действие высоких температур и жароустойчивость растений. Изменение обмена веществ, роста и развития растений.
- •118. Водный дефицит и засухоустойчивость растений. Совместное действие на растение недостатка влаги и высокой температуры.
- •119. Особенности устойчивости у мезофитов и ксерофитов.
- •120. Растения в условиях гипоксии и аноксии. Анатомо-морфологические приспособления и активирование анаэробного метаболизма в условиях недостатка кислорода. Акклимация растений к аноксии.
- •121. Солевой стресс. Виды засоления. Группы растений по устойчивости к засолению.
- •122. Газоустойчивость растений. Формы устойчивости.
- •123. Физиолого-биохимические основы устойчивости растений к фитопатогенам.
54. Зависимость дыхания от внешних факторов.
Ответ. Концентрация 02. Процесс дыхания связан с непрерывным потреблением кислорода клетками и тканями растений. В то же время окислительные превращения субстратов при дыхании включают не только аэробные, но и анаэробные процессы (гликолиз, брожение). Поэтому при снижении парциального давления 02 с 21 до 9% интенсивность дыхания тканей растений меняется незначительно. При 5% 02 у молодых растений начинает несколько снижаться поглощение 02 и в меньшей степени изменяется выделение С02. Как отмечалось, одна из важнейших конечных оксидаз аэробного дыхания — цитохромоксидаза — обладает высоким сродством к кислороду и может функционировать при его низких парциальных давлениях. У растений, обитающих в условиях систематического затопления (болотные и др.), существует ряд приспособлений к перенесению недостатка кислорода: развитие аэренхимы, способность использовать кислород нитратов («нитратное» дыхание), различные способы устранения избытка продуктов брожения (этанола, молочной кислоты), а также механизмы их использования на нужды обмена веществ. Избыток кислорода в тканях растений может возникать лишь локально. В атмосфере чистого кислорода дыхание растений снижается, а при длительном его действии растение погибает. Эффект избытка 02 связан с усилением в клетках свободнорадикальных реакций, повреждением мембран вследствие окисления их липидов и в конечном итоге — с нарушением многих процессов обмена веществ. Повышение концентрации С02 как конечного продукта дыхания приводит к снижению интенсивности дыхания. При повышении концентрации С02 тормозятся реакции декарбоксилирования и активность сукцинатдегидрогеназы и, следовательно, уменьшаются выделение С02 и дыхательный коэффициент. При этом наблюдается закисление тканей — ацидоз, что может приводить к вредным последствиям. С02 хорошо растворяется в липидах и таким образом может воздействовать на мембраны. По-видимому, он обладает некоторым наркотическим действием. Предполагается, что С02 способен регулировать метаболизм растений в анаэробных условиях. У листьев ингибирующее действие высоких концентраций С02 на дыхание может быть связано с закрыванием устьиц в этих условиях. Повышенное содержание С02 в тканях семян, покрытых плотной оболочкой, — один из способов поддержания состояния покоя. Дыхание, подобно другим ферментативным процессам, зависит от температуры. В определенных температурных границах эта зависимость подчиняется правилу Вант-Гоффа (скорость химических реакций удваивается при повышении температуры на 10 °С). В интервале температур от 0 до 20 °С <210 дыхания равен 2 — 3. При температурах выше 20 °С величина Ql0 может понижаться. Одна из причин этого — уменьшение растворимости 02 в жидкостях при повышении темпепатупы. Аспект температуры проявляется обычно вместе с другими факторами. Например, в условиях высокой температуры сильнее подавляется дыхание при пониженном содержании 02 или повышенной концентрации С02 и т. д. Для дыхания каждого вида растений и его органов существуют определенные минимальные (когда дыхание еще возможно), оптимальные и максимальные температуры. В отличие от фотосинтеза дыхание у зимующих растений наблюдается при очень низких температурах (у хвои ели и сосны при — 25 °С). Температурный оптимум его у большинства видов умеренных широт лежит в пределах 35 — 40 °С, т. е. на 5 — 10 °С выше, чем для фотосинтеза. Максимальные температуры (45 — 55 °С) определяются способностью белков к денатурации. Изменение оводненности тканей растения отражается на интенсивности дыхания. В листьях проростков при быстрой потере воды вначале отмечается усиление дыхания — обычная кратковременная реакция на раздражение. При постепенном снижений оводненности этого не происходит. Продолжающийся водный дефицит вызывает постепенное снижение дыхания, причем более медленное, чем падение интенсивности фотосинтеза. Более раннее прекращение фотосинтетической активности при водном дефиците является следствием закрытия устьиц (уменьшение поступления С02 в лист) и потери тургорного давления в клетках. Реакция растительных тканей на потерю воды зависит также от возраста, физиологического состояния, экологической принадлежности организма. Добавление раствора солей в воду, на которой выращивают проростки, обычно усиливает дыхание корней. Этот эффект получил название «солевого дыхания». Полагают, что солевое дыхание отражает усиление обмена веществ, необходимое для энергетической поддержки активного транспорта ионов корнем. Однако до конца это явление не изучено. Отмечены случаи, когда увеличенная интенсивность дыхания сохранялась после удаления солей. В тканях других органов этот эффект удается получить не всегда. Действие света на дыхание зеленых органов растений из-за методических трудностей изучено недостаточно, так как одновременно с дыханием в них осуществляется фотосинтез. Освещенность, при которой интенсивность фотосинтеза равна интенсивности дыхания (по уровню поглощенного и выделенного С От), называется компенсационным пунктом. При работе с незелеными растениями или с незелеными органами растений возможно непосредственное изучение действия света на дыхание. Дыхание (поглощение 02 и выделение С02) незеленых тканей активируется светом коротковолновой части спектра — ближним ультрафиолетом (380 нм), синими и зелеными лучами (400 — 500 нм). В области 380 — 600 нм лежат максимумы поглощения каротиноидов, флавинов и всех цитохромов дыхательной цепи митохондрий. Усиление дыхания может быть связано с прямым действием света на эти компоненты окислительно-восстановительных систем клеток.