Необходимо уяснить, что процесс фотосинтеза является основой биоэнергетики в биосфере, определить природу основных реакций фотосинтеза, составить представление о роли воды как основного донора водорода в реакциях восстановления СО2. Следует также изучить первичные процессы фотосинтеза у С3-, С4- и САМ- растений, структуру и функции электронтранспортной цепи фотосинтеза, циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Необходимо выявить путь углерода и кислорода при фотосинтезе, метаболические особенности С3- и С4-растений, разнообразие продуктов фотосинтеза, физиологическую сущность фотодыхания.
Следует обратить внимание на лист как орган фотосинтеза, на системы регуляции фотосинтеза, транспорт ассимилятов в растении. Необходимо изучить зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности и спектрального состава света, от других внешних и внутренних факторов, выявить взаимодействие факторов. Отметить возможные пути повышения фотосинтетической активности сельскохозяйственных культур.
Важно знать физиологические основы светокультуры растений, оптимальный световой режим в защищенном грунте, использование фитотроники для ускорения селекционного процесса. Следует уяснить количественную теорию фотосинтеза, параметры агрофитоценозов с запрограммированной урожайностью (площадь листьев, чистую продуктивность фотосинтеза, фотосинтетический потенциал).
Вопросы для самопроверки.
1.Современные представления о сущности световой фазы фотосинтеза.
2. Восстановление СО2в процессе фотосинтеза, продукты фотосинтеза.
3. Фитометрические параметры посевов высокой продуктивности.
4. Фотосинтез и обмен веществ в растительной клетке.
5. Регуляция фотосинтеза в системе целого растения.
6. Зависимость интенсивности фотосинтеза от внешних и внутренних факторов.
7. Светокультура растений.
Дыхание растений.
Содержание раздела.
Значение дыхания в жизни растений. Дыхание как центральный процесс в обмене веществ и энергии. Отличие дыхания от окисления в неживой природе (горения). Этапы развития представлений о дыхании растений. Газообмен при дыхании. Дыхательный коэффициент и его зависимость от качества дыхательного субстрата. Методы определения интенсивности дыхания и дыхательного коэффициента.
Химизм дыхания. Аэробное и анаэробное дыхание, их взаимосвязь. Гликолиз, его регуляция и энергетика. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл Кребса. Электронтранспортная цепь и окислительное фосфорилирование. Механизмы сопряжения транспорта электронов с синтезом АТФ. Баланс энергии при дыхании. Разнообразие дыхательных путей и их значение. Локализация и регуляция дыхательного обмена в клетке. Роль дыхания в биосинтетических процессах.
Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность дыхания. Регулирование дыхания при хранении семян и сочной продукции. Дыхательный газообмен как слагаемое продукционного процесса.
Методические рекомендации.
При изучении этой темы необходимо раскрыть физиологическую сущность дыхания как процесса диссимиляции органических веществ и генерации энергии, выяснить теорию биологического окисление и восстановления. Необходимо отметить роль окислительно-восстановительных ферментов в окислении органических субстратов, сравнить биологию дыхания и брожения. Следует уяснить как проходит гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, пути регулирования этих процессов.
Необходимо изучить дыхательную цепь, механизм окислительного фосфорилирования, энергетическую эффективность анаэробной и аэробной фаз дыхания, связь дыхания с биосинтетическими процессами. Важно знать зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов, роль дыхания в продукционном процессе. Следует изучить баланс сухого вещества в растении, выяснить как происходит дыхательный газообмен в условиях почвенной засухи, при различном уровне минерального питания, разной густоте стояния растений в посевах, а также знать способы регулирования дыхания при хранении растениеводческой продукции.
Вопросы для самопроверки.
1. Физиологическое значение дыхания растений.
2. Суммарное уравнение дыхания.
3. Цикл трикарбоновых кислот.
4. Энергетика дыхания.
5. Дыхание как элемент продукционного процесса.
6. Интенсивность дыхания и дыхательный коэффициент.
7.Зависимость дыхания от внешних и внутренних факторов.
8.Регулирование дыхания при хранении продуктов растениеводства.