ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОУ ВПО «САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра экологии и природопользования
Ф.и.о. автора: Калганова Татьяна Николаевна
Учебно-методический комплекс по дисциплине
Большой практикум
(название)
Специальность: 020201.65«Биология»
(код по ОКСО)
Согласовано: Рекомендовано кафедрой:
Учебно-методическое управление Протокол № 6
«____» _____________ 2009 г. «17» февраля 2009 г.
________________________ Зав. кафедрой _________В.Н. Ефанов
ЮЖНО-САХАЛИНСК
2009
Автор-составитель:
Калганова Татьяна Николаевна,
доцент кафедры экологии и природопользования
Учебно-методический комплекс Большой практикум составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования / Основной образовательной программой по
специальности 020201.65 «Биология».
Дисциплина входит в федеральный компонент цикла дисциплин специализации и является обязательной для изучения.
С огласование с деканом обучающего факультета:
Декан В.Н. Ефанов
Директор библиотеки Е.В. Квитченко
Автор-составитель Т.Н. Калганова
Содержание
№ п/п
|
Наименование раздела, подраздела
|
Стр.
|
1
|
Организационно-методический раздел
|
4
|
2
|
Распределение часов по темам и видам учебной работы
|
5
|
3
|
Контрольные вопросы (по темам)
|
8
|
|
3.1. Контрольные вопросы по теме «Водный обмен растений»
|
8
|
|
3.2. Контрольные вопросы по теме «Физиология растительной клетки»
|
8
|
|
3.3. Контрольные вопросы по теме «Фотосинтез, или углеродное питание растений»
|
8
|
4
|
Темы рефератов по разделам
|
10
|
|
4.1. Физиология растительной клетки
|
10
|
|
4.2. Водный обмен растений
|
10
|
|
4.3. Фотосинтез, или углеродное питание растений
|
10
|
5
|
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
|
12
|
1. Организационно-методический раздел
Программа разработана для студентов 4 курса, обучающихся по специальности 020201.65 «Биология», получающих квалификацию «биолог» и учитывает требования Государственного общеобразовательного стандарта от 2000 г.
Программа включает лабораторные работы на протяжении 7 и 8 семестров. Тематический план занятий составлен на базе практикумов Д.П.Викторова и Ф.Д. Сказкина, приведенных в списке литературы.
Целью практикума является изучение процессов жизнедеятельности растительных организмов в их взаимосвязи с условиями окружающей среды в исследуемый период времени.
Задачи исследований включают: углубление знаний теоретического курса, закрепление их в процессе лабораторных исследований избранных растительных объектов, овладение новыми методиками экспериментов.
Полученные знания и навыки, приобретенные в процессе научно-исследовательской работы на занятиях, значительно расширяют кругозор студентов, получающих целостное представление о процессах жизнедеятельности растительных организмов.
Наблюдения за опытными растениями проводятся бригадным способом, объединяя в группу 2-3 человека, причем каждый ведет дневник.
В дни исследований в природе дежурной бригадой снимаются показания условий среды: регистрируются температура и относительная влажность воздуха, освещенность, облачность, направление и сила ветра, давление. Данные метеорологических показателей заносятся в таблицу.
По итогам выполненной работы составляется отчет по определенной схеме, один на бригаду. Полученные результаты теоретически обосновывают, цифровые данные статистически обрабатывают, работу иллюстрируют рисунками, графиками, диаграммами.
В отчете делаются выводы о связи процессов жизнедеятельности изучаемых растительных объектов в природных условиях обитания с абиотическими факторами среды, обосновываются данные проведённых лабораторных исследований.
В последний день занятий проводится заключительная конференция, на которой студенты докладывают результаты своих исследований. Конференция проводится как зачетное занятие.
2. Распределение часов по темам и видам учебной работы
Общее количество часов - 312,
в том числе:
лабораторных - 192
самостоятельная работа - 120
№
п/п
|
Наименование тем и разделов
|
Форма проведения и вид занятий
|
Количество часов
|
Всего
|
Лабораторные занятия
|
Сам.
работа
|
312
|
164
|
148
|
1.
|
Метеорологические наблюдения.
Проводится дежурной бригадой в течение всего времени наблюдений за опытными объектами, включают снятие данных исследуемых метеофакторов.
Собранные данные по абиотическим факторам среды используются как фоновые при анализе процессов жизнедеятельности опытного растения.
|
Исследования в природе.
С помощью психрометра определяют температуру воздуха (С), относительную влажность (%), с помощью люксметра – освещенность(лк), визуально – облачность (%), с помощью барометра – давление ( мм.рт.ст.), с помощью анемометра – скорость и направление ветра (м/сек)
|
91
|
50
|
41
|
Итого по теме:
|
91
|
50
|
41
|
2.
|
Водный режим растений
|
2.1.
|
Определение динамики интенсивности транспирации ( I ) и относительной транспирации( I /I ) листьев в период наблюдений
|
Наблюдения в природе и лабораторные занятия. Проводятся почасовые наблюдения за I , I /I в послерепродуктивный период.
|
42
|
16
|
26
|
2.2.
|
Исследования водообмена ветви опытного объекта
|
Закладывается опыт по транспирации ветви в лабор. условиях.
|
9
|
3
|
6
|
2.3.
|
Изучение анатомо-морфологических и физиологических особенностей листьев исследуемого объекта
|
Выполняются поперечные и продольные срезы листьев объекта и плазмолиз в клетках верхнего и нижнего эпидермиса.
|
14
|
6
|
8
|
Итого по теме:
|
65
|
25
|
40
|
3
|
Рост и развитие растений
|
Исследования в природе и лабораторные занятия
|
|
3.1.
|
Наблюдения за набуханием, растрескиванием и распусканием почек в природе.
|
Регулярные измерения размеров почек до их распускания в природе.
|
44
|
34
|
10
|
3.2.
|
Прерывание покоя почек в лабор. условиях
|
Постановка опыта в разных вариантах по прерыванию покоя почек опытного растения
|
27
|
23
|
4
|
3.3.
|
Определение среднегодового прироста побегов, закончивших свой рост
( прошлогодних)
|
Промеры 30 побегов прошлого года и их статобработка.
|
5
|
3
|
2
|
Итого по теме:
|
76
|
60
|
16
|
4.
|
Фотосинтез
|
Исследования в природе и лабораторные занятия
|
|
4.1.
|
Проведение наблюдений за степенью открытости устьиц методом инфильтрации
( по Молишу)
|
|
13
|
8
|
5
|
4.2.
|
Исследования размеров устьичного аппарата растений с помощью окулярмикрометра.
|
|
8
|
4
|
4
|
4.3.
|
Исследования пигментной системы листьев изучаемого объекта методом хроматографии на бумаге ( по М.С.Цвету)
|
|
6
|
4
|
2
|
4.4.
|
Обнаружение скорости распада крахмала и интенсивности фотосинтеза методом крахмальной пробы.
|
Закладывается опыт в природе на обескрахмаливание листьев под черной бумагой и последующим ее снятием и новообразованием углеводов.
|
8
|
5
|
3
|
Итого по теме:
|
35
|
21
|
14
|
5.
|
Обмен веществ у растений.
|
Экскурсия в природу и лабор.занятия, на которых анализируются биологические материалы, собранные во время экскурсии в природу
|
6
|
6
|
-
|
5.1.
|
Определение белков в запасающих органах, гуте и ксилемном соке растений.
|
|
5
|
5
|
-
|
5.2.
|
Обнаружение редуцирующих сахаров
|
|
4
|
4
|
-
|
5.3.
|
Изучение окислительной способности физиологичексих жидкостей растений по активности ферментов
( пероксидазы и каталазы)
|
|
4
|
4
|
-
|
Итого по теме:
|
19
|
19
|
-
|
6.
|
Минеральное питание растений
|
Исследования в природу и лабор.занятия
|
|
6.1.
|
Определение pH почвы и pH сока листьев опытного объекта
|
|
3
|
2
|
1
|
6.2.
|
Определение количества N, P, K в листьях наблюдаемого объекта перед листопадом.
|
|
2
|
1
|
1
|
6.3.
|
Микрохимический анализ золы листьев на присутствие ряда минеральных веществ.
|
|
11
|
8
|
3
|
Итого по теме:
|
16
|
11
|
5
|
7.
|
Устойчивость растений
|
Лабораторные занятия
|
|
7.1.
|
Определение жаростойкости растений (по Ф.Ф. Мацкову)
|
|
5
|
3
|
2
|
7.2.
|
Влияние сахарозы на морозоустойчивость растительных клеток.
|
|
5
|
3
|
2
|
Итого по теме:
|
10
|
6
|
4
|
Итого за год:
|
312
|
192
|
120
|
3. Контрольные вопросы (по темам)
3.1. Контрольные вопросы по теме "Водный обмен растений"
1. Значение воды в жизни клетки и организма. Структура и свойства воды. Распределение и формы воды в клетке и организме. Водный баланс растения.
2. Транспирация, её значение и виды. Этапы устьичной транспирации. Методы устьичного контроля. Влияние внешних и внутренних условий на процесс транспирации. Единицы измерения и суточный ход транспирации.
3. Поступление и передвижение воды в растении. Корневая система как орган поступления воды. Гуттация и "плач" растений. Апопласт и симпласт. Корневое давление. Теория сцепления.
4. Формы воды в почве. Засухоустойчивость растений (работы К.А.Максимова). Ксероморфная структура. Правило В.Р. Заленского. Методы предпосевного закаливания семян (исследования П.А. Генкеля).
5. Нарушения водообмена и их влияние на растения. Водный обмен различных экологических групп растений.
6. Физиологические основы устойчивости растений к засухе. Атмосферная и почвенная засуха. Водный дефицит, временное и глубокое завядание. Водный стресс, его физиолого-химические признаки.
7. Физиологические основы орошения.
3.2. Контрольные вопросы по теме "Физиология растительной клетки"
Физиология растений как наука. Предмет, методы и задари" физиологии растений в народном хозяйстве и в области охраны природы.
Клетка как основная структурная и физиологическая единица растительного организма. Химическая организация клетки (элементы и вещества).
Цитоплазма растительной клетки как коллоидная система: её структура, основные свойства и функции.
Основные структурные компоненты растительной клетки. Клеточная оболочка, её структура и функции. Мембранный принцип организации поверхности цитоплазмы и органелл клетки.
Хлоропласты и митохондрии. Их химический состав и ультраструктура. Роль в жизнедеятельности клетки.
Поступление воды в растительную клетку. Явления диффузии и осмоса, плазмолиза и тургора. Сосущая сила клетки. Изменение осмотических показателей в зависимости от насыщенности клеток водой.
Поступление солей в растительную клетку. Пассивное и активное поступление. Роль адсорбции в процессах поступления. Гипотеза переносчиков веществ через мембрану. Явление эндоцитоза.
3.3. Контрольные вопросы по теме "Фотосинтез, или углеродное питание растений"
Понятие о фотосинтезе и его значение в жизни на Земле. Космическая роль зелёных растений. Основные этапы в развитии учения о фотосинтезе.
Лист как орган фотосинтеза. Пигменты зелёного растения, их роль в процессе фотосинтеза. Методы разделения пигментов, работы М.С.Цвета. Хлорофиллы, их химическая структура, физические и химические свойства, распространение в растительном мире.
Пигменты растений: каротиноиды, фикобилины, флавоноиды. Их химическая структура, свойства, физиологическая роль.
Фотофизический этап фотосинтеза. Энергетика фотосинтеза. Фотосистемы. Эффект Эмерсона.
Фотохимический этап фотосинтеза: циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Основные компоненты ЭТЦ при фотосинтезе. Продукты этапа - общее уравнение двух процессов фотофосфорилирования. Фотосинтез как сочетание световых и темновых реакций (исследования Ф.Блекмана, А.А.Рихтера, В.Н.Любименко). Происхождение кислорода, выделяющегося при фотосинтезе: исследования Ван-Ниля по фоторедукции у бактерий; работы А.П.Виноградова; исследования Р.Хилла.
Темновая фаза фотосинтеза. Исследования Кальвина. Пути С3 и С-4. Метаболизм у толстянковых. Продукты фотосинтеза.
Влияние внешних и внутренних условий на процесс фотосинтеза. Фотодыхание, его химизм и значение.
Суточный и сезонный ход фотосинтеза. Фотосинтез как важнейший фактор урожая. Урожай биологический и хозяйственный. Пути повышения интенсивности и продуктивности фотосинтеза.
4. Темы рефератов (по разделам)
4.1. Физиология растительной клетки
Химическая организация растительной клетки: неорганические и органические вещества.
Нуклеиновые кислоты, их структура и физиологическая роль.
Белки. Ферменты, их классы, механизм действия.
Особенности обмена веществ растительной клетки: диффузия, осмос, осмотический потенциал. Определение осмотического давления клеточного сока по Де-Фризу.
Растительная клетка как осмотическая система. Явление плазмолиза и тургора. Сосущая сила клеток, ее определение по Уршпрунгу.
Поступление ионов в растительную клетку: пассивное и активное
Гипотеза переносчиков веществ через мембрану. Понятие эндоцитоза, его виды и этапы.
Водный потенциал. Поступление воды в растительную клетку.
4.2. Водный обмен растений
Значение воды в жизни клетки и организма. Структура и свойства воды. Распределение и формы воды в клетке и организме. Водный баланс растения.
Транспирация, её значение и виды. Этапы устьичной транспирации. Методы устьичного контроля. Влияние внешних и внутренних условий на процесс транспирации. Единицы измерения и суточный ход транспирации.
Поступление и передвижение воды в растении. Корневая система как орган поступления воды. Гуттация и "плач" растений. Апопласт и симпласт. Корневое давление. Теория сцепления.
Формы воды в почве. Засухоустойчивость растений (работы К.А.Максимова). Ксероморфная структура. Правило В.Р.Заленского. Методы предпосевного закаливания семян (исследования П.А. Генкеля).
Нарушения водообмена и их влияние на растения. Водный обмен различных экологических групп растений.
Физиологические основы устойчивости растений к засухе. Атмосферная и почвенная засуха. Водный дефицит, временное и глубокое завядание. Водный стресс, его физиолого-химические признаки.
Физиологические основы орошения.
4.3. Фотосинтез, или углеродное питание растений
Понятие о фотосинтезе и его значение в жизни на Земле. Космическая роль зелёных растений. Основные этапы в развитии учения о фотосинтезе.
Лист как орган фотосинтеза. Пигменты зелёного растения, их роль в процессе фотосинтеза. Методы разделения пигментов, работы М.С.Цвета. Хлорофиллы, их химическая структура, физические и химические свойства, распространение в растительном мире.
Пигменты растений: каротиноиды, фикобилины, флавоноиды. Их химическая структура, свойства, физиологическая роль.
Фотофизический этап фотосинтеза. Энергетика фотосинтеза. Фотосистемы. Эффект Эмерсона.
Фотохимический этап фотосинтеза: циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Основные компоненты ЭТЦ при фотосинтезе. Продукты этапа - общее уравнение двух процессов фотофосфорилирования.
Фотосинтез как сочетание световых и темновых реакций (исследования Ф.Блекмана, А.А.Рихтера, В.Н.Любименко). Происхождение кислорода, выделяющегося при фотосинтезе: исследования Ван-Ниля по фоторедукции у бактерий; работы А.П.Виноградова; исследования Р. Хилла.
Темновая фаза фотосинтеза. Исследования Кальвина. Пути С-З и С-4. Метаболизм у толстянковых. Продукты фотосинтеза.
Влияние внешних и внутренних условий на процесс фотосинтеза. Фотодыхание, его химизм и значение.
Суточный и сезонный ход фотосинтеза. Фотосинтез как важнейший фактор урожая. Урожай биологический и хозяйственный. Пути повышения интенсивности и продуктивности фотосинтеза.
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Беликов П.С., Дмитриева Г.А. Физиология растений. Учеб. пособие. – М.: изд-во РУДН, 1992. – 248 с., ил.
Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений. Учеб.для вузов/Т.И. Серебрякова, Н.С. Воронин, А.Г. Еленевский и др. – М.: ИКЦ Академкнига,2006. – 543 с., ил.
Викторов Д.П. Малый практикум по физиологии растений.-М.: Высшая школа, 1983. – 135 с., ил.
Викторов Д.П. Практикум по физиологии растений.-Воронеж: изд-во ВГУ,1991. – 160 с., ил.
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3-х томах: т.1. М.: Мир, 1996. – 367 с.
Ермаков А.И. и др. Методы биохимического исследования растений. - Л.: ,1972. – 456 с.
Кузнецов В.В., Дмитриева Г.А. Физиология растений.– М.: Высш. шк., 2005. – 736 с., ил.
Михайловская И.С. Строение растений в связи с условиями жизни. М.: Просвещение, 1977. – 104 с., ил.
Пильщикова Н.В. Физиология растений с основами микробиологии. – М.: Мир, 2004. – 184 с.
Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: в 2-х томах. Т.1: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 348 с., ил.
Сказкин Ф.Д., Ловчиновская Е.И., Миллер М.С., Аникиев В.В. Практикум по физиологии растений.- М.: Сов.наука,1958. – 340 с., ил.
Тупикин Е.И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности. – М.: Изд. центр Академия, 2002. – 384 с.
Физиология растений: учеб.для студ.вузов/ Н.Д.Алехина, Ю.В. Валнокин, В.Ф. Гавриленко и др.Под.ред. И.П.Ермакова.-М.: Академия ,2005. – 640 с.
Экология: учебн. пособие для студ. биол. спец. пед. ин-в.-2-е изд., перераб.- М.: Просвещение,1988. – 272 с., ил.
Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. – М.: Гуманитарный центр ВЛАДОС, 2005. – 463 с., ил.
|
