Program wykładów (30 godzin) - Wydział Rolnictwa i Biologii

Dr Danuta Chołuj
Katedra Fizjologii Roślin
Wydział Rolnictwa i Biologii, SGGW
Warszawa, 31.07.2006
Program przedmiotu „Fizjologia Roślin” dla studentów II roku , 4 semestr,
Wydziału Ogrodnictwa i Architektury Krajobrazu, SGGW, Kierunek
Ogrodnictwo, Studia Inżynierskie.
Celem nauczania przedmiotu (30h wykładów + 30h ćwiczeń) jest
zapoznanie studentów z mechanizmami regulacji podstawowych procesów
życiowych roślin. Wpływ czynników endo- i egzogennych na przebieg procesów
fizjologicznych prezentowany jest na różnych poziomach organizacji rośliny od
molekularnego, poprzez biochemiczny i komórkowy aż do poziomu całej rośliny.
Szczególna uwaga zwracana jest na potencjalne możliwości wykorzystania
światła, substancji pokarmowych i wody w procesach determinujących wielkość i
jakość plonu roślin w warunków naturalnych. W aspekcie plonowania omawiany
jest również wpływ stresów biotycznych i abiotyczych oraz zróżnicowana
odporność roślin na niekorzystne czynniki środowiska. W dziale wzrostu i
rozwoju roślin, wyeksponowane są zagadnienia mechanizmów regulacji korelacji
wzrostowych, indukcji fazy generatywnej oraz fizjologii owoców.
Znajomość przebiegu procesów życiowych w zmiennych warunkach
środowiska oraz współzależności pomiędzy procesami, umożliwi studentom
poznanie potencjalnych możliwości roślin do wytwarzania wysokich ilościowo i
jakościowo plonów.
Program wykładów (30 godzin, 10 wykładów po 3h)
I. Specyfika procesów życiowych roślin i mechanizmy ich regulacji (2
godziny)
1. Istota procesów życiowych roślin
2. Powiązanie struktury i funkcji na poziomie błon i organelli komórkowych.
3. Przekazywanie informacji w komórce.
4. Mechanizmy regulacji i integracji procesów na poziomie komórki.
II. Gospodarka wodna komórki roślinnej i całej rośliny (4 godziny)
1. Właściwości fizyko-chemiczne i rola wody w roślinie.
2. Mechanizmy transportu wody w komórce i między komórkami (osmoza,
akwaporyny)
3. Mechanizmy pobierania i przewodzenia wody w roślinie.
4. Transpiracja szparkowa i kutikularna.
5. Mechanizmy regulacji ruchów aparatów szparkowych.
6. Czynniki wewnętrzne i zewnętrzne wpływające na wykorzystanie wody
przez rośliny. Współczynnik wykorzystania wody w produkcji biomasy.
7. Reakcja roślin na niedobór wody. Mechanizmy aklimatyzacji i adaptacji
do suszy glebowej i atmosferycznej.
8. Wpływ nadmiaru wody w podłożu na przebieg procesów fizjologicznych
roślin. Przystosowanie roślin do warunków zalania.
III. Odżywianie mineralne roślin (4 godziny)
1. Fizjologiczna rola makro- i mikroelementów.
2. Mechanizmy pobierania składników mineralnych oraz ich transportu i
dystrybucji w roślinie.
3. Nawożenie składnikami mineralnymi (antagonizm jonowy i konkurencja) a
jakość plonów.
IV. Fotosynteza i fotooddychanie (4 godzin)[w koordynacji z Biochemią]
1. Istota autotroficznego odżywiania się roślin na drodze fotosyntezy
2. Przebieg i regulacja fazy świetlnej fotosyntezy.
3. Różne sposoby wykorzystania produktów fazy świetlnej fotosyntezy
(asymilacja azotu i siarki).
4. Rola fizjologiczna fotooddychania i czynniki wpływające na ten proces.
5. Fizjologiczna charakterystyka fotosyntezy u roślin C3, C4 i CAM.
6. Produktywność fotosyntetyczna roślin.
7. Czynniki endo- i egzogenne wpływające na intensywność i
produktywność fotosyntezy.
V. Oddychanie roślin (2 godziny)
1. Przebieg i fizjologiczna rola oddychania
2. Charakterystyka i rola alternatywnej drogi oddychania
3. Czynniki endo- i egzogenne wpływające na intensywność oddychania.
4. Wydajność energetyczna procesów oddechowych.
VI. Transport i dystrybucja asymilatów (4 godziny)
1. Transport asymilatów wewnątrz- i międzykomórkowy oraz rola
plasmodesm.
2. Struktura floemu i ksylemu i ich funkcja w transporcie substancji
pokarmowych i przekazywaniu związków sygnałowych
3. Definicja donorów i akceptorów fotoasymilatów.
4. Mechanizmy regulacji transportu (załadunek i rozładunek floemu) oraz
dystrybucji fotoasymilatów
5. Mechanizmy akumulacji substancji pokarmowych w organach
wegetatywnych i reproduktywnych.
VII. Wzrost i rozwój roślin (6 godzin)
1. Wyjaśnienie pojęć: wzrost, rozwój, różnicowanie
2. Czynniki egzo- i endogenne wpływające na wzrost roślin.
3. Pojęcia: ontogeneza (rytmy rozwojowe) i morfogeneza
4. Fizjologia spoczynku poszczególnych organów i całych roślin.
5. Rozmnażanie wegetatywne roślin, ze szczególnym uwzględnieniem kultur
tkankowych
6. Fizjologia kwitnienia (wernalizacja, fotoperiodyzm, zegar biologiczny,
geny kwitnienia i i regulacja ich ekspresji).
7. Fizjologia owocowania; wytwarzania nasion.
8. Korelacje wzrostowe na poziomie rośliny i łanu.
9. Procesy starzenia.
VII. Reakcje roślin na niekorzystne czynniki środowiska (4 godziny).
1. Podstawowe pojęcia dotyczące roślin w warunkach stresowych.
2. Reakcje roślin na stresy: biotyczne i abiotyczne (termiczne, oksydacyjne,
wodne, świetlne, zanieczyszczenia środowiska, zasolenie i inne).
3. Mechanizmy adaptacji i aklimatyzacji roślin uprawnych do
niekorzystnych czynników środowiska a wielkość i jakość plonu
rolniczego.
Program ćwiczeń dla Wydziału Ogrodniczego i Architektury
Krajobrazu (30 h, 10 ćwiczeń po 3 h).
Kierunek Ogrodnictwo
I. Właściwości koloidów
1a/7. Badanie przyrostu masy i objętości nasion pod wpływem pęcznienia
2a/8. Zmiany temperatury podczas pęcznienia skrobi (ciepło pęcznienia)
4/9. Wpływ stężenia roztworu NaCl i temperatury na pęcznienie nasion
5b/10. Badanie niektórych właściwości koloidów z liści kapusty
5c/10. Efekt Tyndalla
Do założenia- 1/79 - kultury wodne
II. Fizjologiczne właściwości komórki roślinnej
1/12. Wpływ substancji chemicznych na przepuszczalność błon komórkowych
2/13. Wpływ temperatury na przepuszczalność błon cytoplazmatycznych
3b/13. Przepuszczalność błon cytoplazmatycznych dla różnych barwników
3c/14. Barwienie komórek epidermy łusek cebuli błękitem metylenowym i
fuksyną kwaśną
4/14. Porównanie wpływu jonów K+ i Ca2+ na przepuszczalność błon
cytoplazmatycznych
III. Gospodarka wodna – osmoza
1/19. Obserwacja drzewka osmotycznego
2/19. Obserwacja działania substancji osmotycznie czynnych na żywą tkankę
3a/20. Pomiar potencjału wody w tkankach roślinnych na przykładzie bulwy
ziemniaka
4/22. Pomiar potencjału osmotycznego metodą plazmolizy granicznej
IV. Gospodarka wodna – transpiracja
2/27. Wpływ temperatury na absorpcję wody przez korzeń marchwi
3/27. Oznaczenie absorpcji wody za pomocą potometru Rennera
4/28. Demonstracja pobierania wody przez transpirującą roślinę
7/29. Badanie wpływu warunków zewnętrznych na intensywność transpiracji
8/30. Obserwacja zjawiska gutacji
Ćwicz. dodatkowe: pomiar pot. wody metodą bomby ciśnieniowej
V. Mineralne odżywianie roślin
4/82. Właściwości buforujące roślin
Do likwidacji:
1/79. Obejrzeć objawy niedoboru składników min. w roślinach
VI. Barwniki asymilacyjne i fotosynteza
2/43. Rozdział barwników asymilacyjnych metodą Krausa
3/43. Rozdział barwników asymilacyjnych metodą chromatografii bibułowej
4/44. Badanie chemicznych właściwości chlorofilu
6/45. Fluorescencja chlorofilu
7/45. Oznaczanie zawartości chlorofilu
8/46. Widmo absorpcyjne chlorofilu
VII. Fotosynteza
5a i b/52. Porównania fotosynteza roślin typu C3 i C4
7/55 Charakterystyka lamp używanych do doświetlania roślin uprawnych pod
osłonami
Zad. Dodatkowe: Pomiar intensywności oddychania młodszego i starszego liścia
kukurydzy metodą analizatora gazów w podczerwieni
VIII. Oddychanie
4/40. Wpływ temperatury na intensywność oddychania tlenowego
Do założenia:
3/87. Reakcje kilku gatunków roślin na zasolenie podłoża
4/87. Wpływ zasolenia na kiełkowanie i wzrost siewek pszenicy
5/88. Badanie odporności roślin na działanie deficytu wody
6/88. Określenie względnej zawartości wody
9/89. Wpływ ołowiu na wzrost siewek kukurydzy i fasoli
3/110. Wpływ auksyny na ukorzenianie się liści fasoli lub trzykrotki
8/112. Rola auksyny w dominacji wierzchołkowej
IX. Odporność roślin na niekorzystne warunki środowiska
1/86. Konduktometryczna metoda oceny stopnia uszkodzeń mrozowych
Likwidacja i omówienie zadań założonych na poprzednich ćwiczeniach
Do założenia:
3/101. Wpływ temperatury na kiełkowanie nasion różnych gatunków roślin
7/102. Wpływ łupiny nasiennej i bielma na kiełkowanie nasion jabłoni
8/103. Wpływ miazgi z owoców na kiełkowanie nasion
10/103. Allelopatyczny wpływ wyciągów wodnych z nasion różnych gatunków
roślin na zdolność kiełkowania nasion i wzrost siewek gorczycy białej
4/111. Wpływ auksyn na opadanie ogonków liściowych koleusa
5/111. Wpływ gibereliny na wzrost siewki fasoli karłowej
7/112. Wpływ kinetyny na wzrost liścieni i rozkład chlorofilu
X. Kiełkowanie nasion i regulatory wzrostu
1/100. Ocena żywotności nasion na podstawie barwienia się protoplazmy
2/101. Ocena żywotności nasion grochu metodą konduktometryczną
Likwidacja i omówienie zadań założonych na poprzednich ćwiczeniach