Элективный курс "Физиология растений"


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Чумайская средняя общеобразовательная школа»
ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА
ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Составитель:
Носкова Евгения Николаевна
учитель высшей
квалификационной категории
Чумай 2014г.
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка--------------------------------------------------- 2
Содержание курса--------------------------------------------------------- 3
Учебно – тематический план-------------------------------------------- 8
Список ключевых слов--------------------------------------------------- 9
Список литературы------------------------------------------------------- 10
Пояснительная записка
Предлагаемый курс предназначен для обучающихся 10 класса и
соответствует программе элективного курса Т.А. Снисаренко «Физиология
растений» (М.: Дрофа.-2006.)
Программа включает разделы о механизмах главных физиологических
функций энергообмене, ассимиляции веществ, росте, развитии и
размножении, предполагая рассмотрение их молекулярных и физико-
химических основ, а также общих принципов организации и механизмов
действия регуляторных систем в клетке и в растении в целом. Значительное
место отводится процессам фотосинтеза и дыхания, составляющим основу
энергетического и пластического обмена растений. Большее внимание
уделяется экологическим проблемам физиологии и проблемам
растениеводства.
В программе учитывается, что физиология растений тесно связана с другими
биологическими дисциплинами молекулярной биологией, биохимией,
биофизикой, генетикой, микробиологией, представляющим различные
аспекты в изучении целостной системы живых организмов.
Цель курса
Формирование у учащихся научного представления о природе
физиологических процессов зеленого растения, о механизмах их регуляции,
об основных закономерностях взаимодействий организма с внешней средой,
а также об эволюции функций и роли растений в биосфере.
Задачи курса
Углубить и расширить знания учащихся об основных физиологических
процессах в растительном организме.
Познакомить учащихся с механизмами регуляции физиологических
процессов.
Показать значение знаний о физиологии растений в растениеводстве.
Учащиеся должны знать:
Основные законы и механизмы в физиологии растений;
Современные представления, гипотезы о целостности растительного
организма и взаимосвязи с окружающей средой;
Особенности физиологических механизмов у растений различных
экологических групп.
Учащиеся должны уметь:
Ориентироваться в основных направлениях физиологии растений;
Использовать полученные знания и методики изучения растительного
организма.
Содержание курса
Общее количество часов – 34
Введение (1ч)
Физиология растений наука об организации и координации
функциональных систем зеленого растения. Сочетание различных уровней
исследования (субклеточный, организменный, биоценотический) как
необходимое условие процесса физиологии растений. Главные проблемы
современной физиологии растений.
Физиология растительной клетки (5ч)
Клетка как организм и как элементарная структура многоклеточного
организма. Специфические особенности растительной клетки и ее
структурная организация.
Ядро, его организация и функционирование. Генетический аппарат
растительной клетки. Пластиды и митохондрии. Гипотезы происхождения
клеточных органелл.
Плазмолема. Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, микротела
(перексисомы, глиоксисомы, лизосомы и др.), вакуоли, их строение и
основные функции. Строение клеточной стенки, ее химический состав и
основные функции.
Физико-химические свойства протоплазмы и их изменения в жизненном
цикле клетки. Регуляторные системы клетки.
Лабораторные работы
№ 1. Явление плазмолиза и деплазмолиза.
№ 2. Влияние ионов калия и кальция на проницаемость цитоплазмы
Основные понятия биоэнергетики (4ч)
Источники энергии в биологических системах. Автотрофность и
гетеротрофность. Общий энергетический план клетки. Понятие
макроэргической связи. Значение макроэргических соединений в
метаболизме живого организма.
Единство элементарных энергетических процессов в живой природе.
Изменения донорно-акцепторных систем в ходе эволюции. Мембраны как
структурная основа биоэнергетических процессов.
Водный режим растений. Поступление воды в растительную клетку.
Диффузия, понятие химического потенциала. Осмос. Осмотическое
давление. Растительная клетка как осмотическая система.
Поступление солей в растительную клетку. Способность к избирательному
накоплению солей клеткой. Влияние условий на поступление солей.
Водный режим растений (3ч)
Структура и свойства воды. Значение воды в жизни растений. Водный баланс
растения.
Испарение воды растением транспирация. Понятие о транспирации, ее
значение. Количество воды, расходуемой растением в процессе
транспирации. Строение листа как органа транспирации. Устьица. Строение
устьиц у однодольных и двудольных растений. Влияние на транспирацию
внешних условий: влажности воздуха, температуры, света, влажности почвы,
ветра. Суточный ход процесса транспирации.
Поступление и передвижение воды в растении. Корневая система как орган
поступления воды, возникшей в процессе эволюционного развития растений.
Морфологические и анатомические особенности корневой системы.
Способность наземных органов растения к поглощению воды. Верхний и
нижний концевые двигатели водного тока. Гуттация и «плач» растений.
Корневое давление, величина корневого давления. Гипотезы, объясняющие
механизм корневого давления.
Передвижение воды по растению. Путь воды в растительном организме.
Водный режим различных экологических групп растений: гигрофиты,
мезофиты, ксерофиты. Физиологическая неоднородность ксерофитов.
Растения, экономно расходующие воду. Приспособления растений к
добыванию воды. Значение полива по физиологическим признакам.
Лабораторные работы
№ 4. Зависимость набухания семян от характера запасных веществ.
№ 5. Влияние концентрации раствора на прорастание семян.
Углеродное питание растений. Фотосинтез (5ч)
Развитие учения о фотосинтезе. История открытия и изучения фотосинтеза.
Значение работ К. А. Тимирязева. Космическая роль фотосинтеза,
масштабы этого процесса. Строение листа как органа фотосинтеза.
Хлоропласты и их роль в процессе фотосинтеза. Химический состав
хлоропластов. Гипотезы о происхождении хлоропластов в процессе
эволюции.
Пигменты листа. Пигменты как вещества, обеспечивающие восприятие
света. Методы разделения пигментов; работы М. С. Цвета.
Хлорофиллы, их химическая структура, распространение в растительном
мире. Физические свойства хлорофилла.
Энергетика фотосинтеза. Характеристика различных участков различных
участков спектра. Значение в процессе фотосинтеза различных участков
солнечного спектра. Работы К. А. Тимирязева и других и других
исследователей. Квантовый расход процесса фотосинтеза. Фотохимический
этап фотосинтеза.
Химизм процесса фотосинтеза. Фотосинтез как сочетание световых и
темновых реакций. Фотохимический этап фотосинтеза. Работы Д. Арона.
Первая и вторая фотосистемы.
Продукты фотосинтеза. Разнообразие продуктов фотосинтеза. Влияние
условий на процесс фотосинтеза. Методы изучения фотосинтеза. Единицы
измерения фотосинтеза. Светолюбивые и теневыносливые растения.
Фотосинтез и урожай. Пути повышения и продуктивности фотосинтеза.
Лабораторные работы
№ 5. оптические свойства хлорофилла.
№ 6. обнаружение фотосинтеза методом крахмальных проб.
7. влияние внешних условий на интенсивность фотосинтеза водного
растения.
№ 8. обнаружение запасных сахаров в растительном материале.
Корневое питание растений (4ч)
Теоретическое и практическое значение изучение корневого питания
растения. Элементы, входящие в состав растительного организма.
Химический состав золы различных растений.
Ближний транспорт ионов в тканях корня. Симпластический и
апопластический пути. Дальный транспорт. Восходящее передвижение
веществ по растению. Взаимосвязь минерального питания с процессами
роста и развития растений. Особенности питания растений азотом. Азот и
его значение в жизни растений.
Сера. Основные соединения серы в растениях, их роль в структурной
организации клетки, участие в окислительно-восстановительных реакциях.
Источники серы для растения.
Фосфор. Значение разных типов фосфоросодержащих соединений в клетке.
Макроэргические соединения фосфора, их роль в энергетическом обмене.
Калий, его значение в обмене растительного организма. Влияние калия на
физические свойства протоплазмы, на ферменты углеродного обмена,
синтез белков и др. роль калия в подержании ионного баланса в тканях, в
процессах осморегуляции.
Кальций. Структурообразовательная роль кальция. Участие в клеточной
стенки, поддержании структурной целостности мембран и регуляция их
проницаемости. Регуляторная роль кальция.
Магний. Формы участия магния в метаболизме. Магний в составе
хлорофилла. Участие в реакциях переноса фосфатных групп, в
формировании функционально-активных клеточных структур.
Микроэлементы. Представления о роли микроэлементов метаболизме
растений. Металлы как компоненты простетических групп и как
активаторы ферментных систем. Особенности поступления
микроэлементов в растениях Водная, песчаная и почвенная культуры, их
применение в физиологии растений. Питательные смеси. Физиологические
основы применения удобрений. Гидропоника.
Корневое питание как важнейший фактор управления продуктивностью и
качеством урожая. Генотипические различия в минеральном питании
разных видов и сортов.
Лабораторные работы
№ 9. микрохимический анализ золы.
№ 10. обнаружение нитратов в растениях.
Дыхание (3ч)
Биологическая роль дыхания. Специфика дыхания у растений. Развитие
представлений о природе механизмов и о путях окислительно-
восстановительных превращений в клетке. Каталитические системы
дыхания. Пути окисления органических веществ в клетке. Механизм
активации дыхательных субстратов, пути их включения в процессы
биологического окисления Регуляция дыхания. Зависимость дыхания от
внешних и внутренних факторов. Взаимосвязь дыхания с другими
процессами обмена.
Лабораторные работы
№ 11. потеря сухого вещества при прорастании семян.
№ 12. устойчивость растений к неблагоприятным внешним воздействиям.
Рост и развитие растений (4ч)
Понятия роста и развития растений, их взаимосвязь. Примеры различий в
темпах роста и развития.
Гормоны роста (фитогормоны) как основные регуляторы процесса роста и
развития. Общие представления о гормонах.
Эволюция регуляторных систем. Взаимодействие фитогормонов. Механизм
гормональной регуляции. Гормональная регуляция ферментативной
активности; значение фитогормонов в этом процессе.
Условия и методы применения фитогормонов в практике растениеводства.
Синтетические регуляторы роста. Ретарданты.
Рост клеток как основа многоклеточного организма. Три фазы роста клеток;
физиологические и структурные особенности клеток на этой фазе.
Особенности роста растительного организма. Образование семян и плодов.
Значение гормонов в образовании плодов. Особенности прорастания семян
разных типов. Дифференциация клеток и тканей. Культура изолированных
тканей и клеток. Значение гормонов для процесса дифференциации.
Ростовые корреляции. Способность растений к регенерации. Роль
фитогормонов в процессах укоренения черенков.
Движения растений. Тропизмы и настии. Геотропизм, фототропизм,
хемотропизм, гидротропизм, тигмотропизм. Фотонастии, терммонастии,
сейсмонастии, автонастии. Физиологическая природа ростовых движений.
Значение гормонов в осуществления у растений. Статолитная гипотеза.
Таксисы.
Физиологическая природа покоя у растений. Покой глубокий и
вынужденный. Покой как необходимый этап онтогенеза. Покой семян.
Покой почек. Регуляция процессов покоя.
Развитие растений. Физиологические и морфологические изменения в
процессе развития растений, их взаимосвязь. Развитие как развертывание
генетической программы.
Лабораторная работа
№ 13. фототропизм, геотропизм, гидротропизм.
Физиологические основы устойчивости растений.(3ч)
Различные виды устойчивости. Устойчивость как признак, заложенный в
наследственной основе. Проявление устойчивости в зависимости от условий
среды. Ответные реакции растений на действие неблагоприятных факторов.
Общие принципы адаптивных реакций растений на экологический стресс.
Биохимическая адаптация. Пути повышения устойчивости растений. Пути
повышения устойчивости растений.
Физиологические и биохимические основы устойчивости высших растений
к патогенным микроорганизмам и другим биотическим факторам.
Приобретенный иммунитет.
Лабораторные работы
№ 14. защитное действие сахара на цитоплазму при замораживании.
Заключение (2ч)
Жизнь растения как единого целого. Взаимосвязь и регуляция
физиологических процессов в растении.
УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
тема
теория
семинары
Лаборат.раб.
контроль
Введение 1час
1
Физиология растительной
клетки 5час.
2
1
2
Основные понятия
биоэнергетики 4час.
2
2
Водный режим растений 3час.
1
2
Углеродное питание 5час.
1
4
тест
Корневое питание 4час.
1
2
Дыхание 3час
1
2
Рост и развитие 4час
растений
2
1
Физиологические основы
Устойчивости растений 3час
1
Заключение 2час
тест
Итого 34
11
9
14
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
Тема урока
Дата
Прим
ечани
е
1.
Физиология растений- наука об организации и
координации систем растений.
2.
Клетка как организм и как элементарная структура
многоклеточного организма.
3.
Химический состав и функции клеточной стенки,
ядра, пластид, митохондрий.
4.
Цитоплазма, ЭПС, аппарат Гольджи, вакуоли, микротело.
Физико-химические свойства.
5.
Л.Р. Явление плазмолиза и деплазмолиза.
6.
Л.Р. Влияние ионов калия и кальция на проницаемость
цитоплазмы.
7.
Источники энергии в биосистемах.
Афтотрофность и гетеротрофность.
8.
Мембрана как структурная основа биоэнергетических
процессов.
9.
Водный режим растений. Диффузия. Осмотическое
давление.
10.
Избирательное накопление солей клеткой.
11.
Водный баланс растений. Лист- орган транспирации.
12.
Поступление и передвижение воды по растению. Л.Р.
Влияние концентрации раствора на прорастание семян
13.
Л.Р. Зависимость набухания семян от характера запасных
веществ.
14.
Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты.
Л.Р. Оптические свойства хлорофилла.
15.
Химизм фотосинтеза.
Л.Р. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальных
проб.
16.
Л. Р. Влияние внешних факторов на интенсивность
фотосинтеза водного растения.
17.
Разнообразие продуктов фотосинтеза.
18.
Л.р. обнаружение запасных сахаров в растительном
материале.
19.
Корневое питание. Ближний и дальний транспорт ионов в
тканях корня.
20.
Л.р. Микрохимический анализ золы.
21.
Физиологические основы применения удобрений.
22.
Генотипические различия в минеральном питании.
Л.р.Определение нитратов в растении.
23.
Биологическая роль дыхания.
24.
Пути окисления органических веществ в клетке. Л.р.
Потеря сухого вещества при прорастании семян.
25.
Л.р. Устойчивость растений к неблагоприятным внешним
воздействиям.
26.
Взаимосвязь роста и развития растений.
27.
Физиологические и морфологические изменения в
процессе развития растений.
28.
Покой как необходимый этап онтогенеза. Покой семян,
почек.
29.
Л.р. Фототропизм, геотропизм, гидротропизм.
30.
Различные виды устойчивости. Ответные реакции
растений на неблагоприятные факторы.
31.
Основы устойчивости высших растений к патогенным
микроорганизмам.
32.
Л.р. Защитное действие сахара на цитоплазму при
замораживании.
33.
Жизнь растения как единого целого.
34.
Взаимосвязь и регуляция физиологических процессов в
растении.
ПЕРЕЧЕНЬ КЛЮЧЕВЫХ СЛОВ
Автонастии
Активаторы
Гигрофит
Гидротропизм
Гуттация
Деплазмолиз
Диффузия
Ксерофит
Мезофит
Плазмолиз
Плазмолема
Сейсмонастии
Термонастии
Тигмотропизм
Транспирация
Фитогормоны
Фотонастии
Фототропизм
Хемотропизм
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
для учителя
1.Стандарт среднего (полного) общего образования по биологии.
М.: -Дрофа.- 2004
2.Программы элективных курсов. Биология. М.:-Дрофа.-2006.
3.Сонин, Н.И. Биология. Живой организм. Учебник для 6 класса.
М.: - Дрофа.- 2008.
4.Захаров, В.Б.и др. Общая биология.10 класс. Учебник для ОУ.
Профильный уровень. М.: -Дрофа. 2008.
5.Генкель,П.А. Физиология растений. М.: - Просвещение. -1970.
6.Лернер, Г.И. Биология. Растения, бактерии, грибы, лишайники.
М.: - Эксмо.=2007
7.Петунин, О.В. Общая биология в классах естественнонаучного профиля.
Сборник задач и упражнений. Кемерово.-2006.
8. Якушкина, Н. А. Физиология растений. М.: - Просвещение,-1993.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
для ученика
1.Захаров, В.Б. Общая биология. 10 класс. Учебник для ОУ.
Профильный уровень. М.: - Дрофа. -2008.
2.Сонин, Н.И. Биология. Живой организм. Учебник для 6 класса.
М.: - Дрофа.- 2008.
3.Анашкина, Е.Н.Веселая ботаника. Ярославль. «Академия развития». 1998.
4.Биология. Сборник тестов, задач и заданий. Пособие для учащихся
средних и старших классов. М.: Мнемозина.- 1998.
5.Учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. М.: Интеллект-
Центр. – 2004.
Итоговый тест по курсу: «Физиология растений».
1. В клетке листа томата 24 хромосомы. Сколько хромосом будет в клетке
корня томата в случаях:
А) перед началом деления---------- Б) в конце деления-------------------
2. Из споры папоротника вырастает:
А) заросток Б) спорангий
В) взрослое растение Г) зигота
3.При избытке воды в почве скорость созревания плодов на растении:
А) замедлится Б) ускорится
В) сначала ускорится, потом замедлится Г) не изменится
4.Проставьте буквы в той последовательности, в которой происходит рост
отдельных частей корня:
А) Рост боковых корней Б) Растяжение клеток
В) Деление клеток Г) Образование тканей
5. Органические вещества образуются в хлоропластах листьев из:
А) воды и кислорода Б) хлорофилла
В)воды и углекислого газа Г) крахмала
6.По ситовидным трубкам в растворе передвигается:
А) крахмал Б) сахар
В) минеральные соли Г) крахмал, сахар, минеральные соли
7.Испарение воды листьями обеспечивает:
А) охлаждение листьев в жаркую погоду Б) целостность клеток
В) подъем воды по растению Г) все перечисленные функции
8. Органические вещества транспортируются по стеблю:
А) ксилемой Б) флоэмой
В) сердцевиной Г) пробкой
9. Наибольшим количеством белка обладает семя:
А) подсолнечника Б) фасоли
В) пшеницы Г) льна
10. При переносе пыльцы насекомыми с цветка на цветок происходит:
А) самоопыление Б) оплодотворение
В) перекрестное опыление Г) размножение
11.В каком порядке расцветают перечисленные растения?
Расставьте буквы в необходимой последовательности.
А) медуница Б) липа
В) мать - и мачеха Г) ива
12.Обобщите группы понятий:
А) питание - дыхание - выделение
Б) клубень – луковица
В) крахмал – жир сахар
Г) ситовидные трубки – лубяные волокна
Д) початок – кисть сложный зонтик