Физиология и биохимия растений - Санкт

Правительство Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет
Биолого-почвенный факультет
«УТВЕРЖДАЮ»
Председатель Ученого совета
Биолого-почвенного факультета,
декан
_________________________
А.Д. Харазова
Протокол № 52 от 17.05.2012
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА
ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
на основную образовательную программу
послевузовского профессионального образования (аспирантура)
Физиология и биохимия растений
по научной специальности
03.01.05 – Физиология и биохимия растений
(очная, заочная форма обучения)
Санкт-Петербург
2012
Санкт-Петербургский государственный университет
ПРОГРАММА
вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
03.01.05 Физиология и биохимия растений
Особенности строения растительной клетки. Ядро. Рибосомы. Пластиды. Митохондрии.
Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи. Вакуоль. Пероксисомы, глиоксисомы,
олеосомы. Цитоскелет. Клеточная стенка. Стpуктура и функции клеточной стенки
растений. Строение и синтез микрофибрилл целлюлозы. Строение и функции
гемицеллюлоз. Строение и функции пектинов.
Фотосинтез. Фотосинтетический аппарат растения. Пигменты хлоропластов. Хлорофилл.
Физико-химические свойства хлорофилла. Энергетические состояния молекулы
хлорофилла. Биосинтез молекулы хлорофилла. Каротиноиды. Фикобилипротеины. Общее
уравнение фотосинтеза. Происхождение кислоpода в фотосинтезе. Темновые и световые
реакции фотосинтеза. Световые реакции фотосинтеза. Фотосистемы I и II. Эффект
усиления Эмерсона. Состав фотосистемы, фотосистемы II и комплекса цитохромов b/f ..
Миграция энергии в пигментных системах. Антенные (светособирающие) комплексы.
Разделение зарядов в фотосистемах. Транспорт электрона в фотосистеме I и II. Механизм
транспорта электрона и протона в мембране тилакоидов. Фотофосфорилирование.
Хемиосмотический механизм синтеза АТР. Строение и функционирование АТР-синтазного
комплекса. Пути связывания углекислоты (темновые реакции фотосинтеза). С3-путь
фотосинтеза (Цикл Кальвина). С4-путь фотосинтеза. Фотосинтез по типу толстянковых
(САМ-метаболизм). Фотодыхание и метаболизм гликолевой кислоты. Синтез крахмала и
сахарозы. Транспорт ассимилятов. Стpоение флоэмы. Механизм флоэмного тpанспоpта.
Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды. Свет. Углекислота. Температура
Дыхание pастений. Клеточное дыхание. История представлений о клеточном дыхании.
Типы окислительно-восстановительных реакций. Оксидоредуктазы. Гликолиз. Брожение.
Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Глиоксилатный цикл. Пентозофосфатный
путь окисления глюкозы. Синтез АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.
Строение электронтранспортной цепи митохондрий. Транспорт электронов во внутренней
мембране митохондрий. Окислительное фосфорилирование. Механизм работы АТРсинтазного комплекса митохондрий. Специфика клеточного дыхания растений.Цианидустойчивое дыхание растений.Немитохондриальные электрон-транспортные цепи
растительной клетки. Зависимость дыхания от факторов внешней среды.
Водный pежим pастений. Функции воды в растении. Структура и свойства воды.
Водные растворы. Водный обмен растительных клеток. Формы воды в растительных
клетках. Водный потенциал. Осмос. Транспорт воды в растительной клетке. Водный
баланс растения.Поглощение воды корнями. Строение корня. Радиальный транспорт воды
в корне. Корневое давление. Транспирация. Устьичная транспирация. Кутикулярная
транспирация. Кутин. Воска. Суберин. Передвижение воды по сосудистой системе
растения. Строение проводящей системы. Движущие силы водного потока. Водный обмен
у растений различных экологических групп.
Минеpальное питание pастений. Элементный состав растений. Макpоэлементы. Азот.
Фосфор. Калий. Кальций. Сера. Магний. Кремний. Микpоэлементы. Мембpанный
тpанспоpт ионов в pастениях. Активный транспорт ионов. Транспортные АТРазы.
Транспортные пирофосфатазы. Активный транспорт ионов Са2+ в растительной клетке.
Ионные
каналы
растений.
К+-каналы.
Са2+-каналы.
Анионные
каналы.
Механочувствительные ионные каналы. Использование мембранных везикул для
изучения мембранного транспорта ионов. Метод петч-кламп регистрации ионного
транспорта. Ассимиляция неорганических ионов растениями. Ассимиляция азота.
Превращение азота в почве микроорганизмами. Азотфиксирующие микроорганизмы.
Фиксация азота клубеньковыми бактеpиями. Молекулярный механизм азотфиксации..
Ассимиляция нитрата. Ассимиляция аммония Ассимиляция сульфата. Микориза.
Удобрения. Выращивание растений без почвы.
Выделение веществ растениями. Способы секреции веществ у растительных организмов.
Наружные секреторные структуры. Нектарники. Солевые железки и волоски. Гидатоды.
Внутренние секреторные структуры.
Гормональная система растений. Понятие фитогормона. Ауксины. Физиологическая роль
ИУК. Метаболизм ИУК. Транспорт ИУК. Механизм действия ИУК. Гиббереллины. Синтез
гиббереллинов. Действие гиббереллинов на процессы роста и развития. Механизм действия
гиббереллинов.
Цитокинины.
Химическая
структура
и
синтез
цитокининов.
Физиологическая роль цитокининов. Механизм действия цитокининов. Абсцизовая кислота.
Химическая структура и синтез абсцизовой кислоты. Физиологическая роль АБК в растении.
Механизм действия АБК. Этилен. Синтез этилена и цикл Янга. Физиологическая роль
этилена в растениях. Молекулярный механизм действия этилена. Брассиностероиды
Жасмоновая кислота. Салициловая кислота.
Физиология роста и pазвития pастений. Рост растений. Деление клеток. Рост растяжением.
Развитие pастительного оpганизма. Гены-переключатели развития. Роль меристем в развитии
растений. Донорно-акцепторные взаимосвязи. Эмбриогенез растительного организма.
Вегетативный этап онтогенеза растения. Рост и развитие вегетативных органов. Морфогенез
корня. Морфогенез побега. Развитие листа. Дифференциация сосудов. Генеративный этап
развития. Сенильный этап развития. Фотоморфогенез. Рецепция и физиологическая роль
красного света.Фитохром. Светорегулируемые гены. Участие брассиностероидов в
регуляции фотоморфогенеза. Рецепция и физиологическая роль синего света.
Размножение растений. Половое размножение высших растений. Эвокация цветения.
Развитие органов цветка. Формирование семян и плодов. Вегетативное размножение
растений
Ростовые движения. Процессы раздражимости и возбудимости у растений. Тропизмы.
Гравитропизм. Фототропизм. Гидротропизм и хемотропизм. Тигмотропизм. Настии.
Круговые нутации. Насекомоядные растения.
Физиология стpесса. Водный дефицит и устойчивость к засухе. Устойчивость растений к
низким температурам. Холодостойкость. Морозоустойчивость. Тепловой стресс. Белки
теплового шока. Адаптация растений к засолению. Адаптация растений к недостатку
кислорода.
Защита растений от патогенов и фитофагов. Видовой иммунитет. Реакция
сверхчувствительности. Системный приобретенный иммунитет растений. Устойчивость
растений к фитофагам
Вторичный метаболизм pастений. Терпены. Фенольные соединения. Кумарины.
Флавоноиды. Таннины. Лигнин. Азотсодержащие вторичные вещества. Алкалоиды.
Цианогенные гликозиды и глюкозинолаты.
ЛИТЕРАТУРА
Алехина Н. Д., Балнокин Ю. В., Гавриленко В. Ф., Жигалова Т. В., Мейчик Н. Р., Носов А. В.,
Полесская О. Г., Харитоношвили Е. В., Чуб В. В. Батыгина Т. Б., Васильева В. Е. Физиология
растений. / Под ред. И. П. Ермакова. — М.: Академия, 2007. — 640 с.
Бутенко Р. Г. Экспериментальный морфогенез и дифференциация в культуре клеток растений.
35-е Тимирязевское чтение. — М.: Наука, 1975. — 51 с.
Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений: том 1. — М.: Мир, 1986. — 392 с.
Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений: том 2. — М.: Мир, 1986. — 312 с.
Горшкова Т. А. Растительная клеточная стенка как динамичная система. — М.: Наука, 2007. —
429 с.
Ежова Т. А., Лебедева О. В., Огаркова О. А. и др. Arabidopsis thaliana — модельный объект
генетики растений. — М.: МАКС Пресс, 2003. — 219 с.
Запрометов М. Н. Фенольные соединения и их роль в жизни растения. 56-е Тимирязевское
чтение. — М.: Наука, 1996. — 45 с.
Зитте П., Вайлер Э.В., Кадерайт Й.В., Брезински А., Кернер К. Ботаника. Том 2. Физиология
растений. На основе учебника Э. Страсбургера и др.; под ред. В. В. Чуба. — М.: Академия,
2006. — 421 с.
Ильин В. Б. Элементный химический состав растений. — Новосибирск: Наука, 1895. — 129 с.
Кузнецов Вл. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений. — М.: Высшая школа, 2011. — 784 с.
Д. О. Кальций и биологические мембраны. — М.: Высшая школа, 1990. — 124 с.
Лутова Л. А., Проворов Н. А., Тиходеев О. Н. и др. Генетика развития растений. — СПб.:
Наука, 2000. — 539 с.
Лутова Л. А. Биотехнология высших растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003. — 227 с.
Лутова Л. А., Ежова Т. А., Додуева И. Е., Осипова М. А. Генетика развития растений. — СПб.:
Издательство Н-Л, 2010. — 431 с.
Медведев С. С. Физиологические основы полярности растений. — СПб.: Кольна, 1996. — 159 с.
Медведев С. С. Электрофизиология растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 1998. — 179 с.
Медведев С. С. Физиология растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ, 2004. — 335 с.
Медведев С. С., Шарова Е. И. Биология развития растений. Том 1. Начала биологии развития
растений. Фитогормоны. — СПб.: Издательский дом СПбГУ, 2011. — 253 с.
Нобел П. Физиология растительной клетки (физико-химический подход). — М.: Мир, 1973. —
287 с.
Рубин А. Б. Биофизика. В 2 т. — М.: МГУ, 2004. — 944 c.
Саламатова Т. С. Физиология растительной клетки. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1983. — 232 с.
Саламатова Т. С., Зауралов О. А. Физиология выделения веществ растениями. — Л.: Изд-во
ЛГУ, 1991. — 149 с.
Семихатова О. А., Чиркова Т. В. Физиология дыхания растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ,
2001. — 220 с.
Сингер М., Берг П. Гены и геномы: Том 1. — М.: Мир, 1998. — 373 с.
Сингер М., Берг П. Гены и геномы: Том 2. — М.: Мир, 1998. — 391 с.
Тарчевский И. А. Сигнальные системы клеток растений. — М.: Наука, 2002. — 294 с.
Усманов И. Ю., Рахманкулова З. Ф., Кулагин А. Ю. Экологическая физиология растений. — М.:
Логос, 2001. — 223 с.
Чиркова Т. В. Физиологические основы устойчивости растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ,
2002. — 240 с.
Шакирова Ф. М. Неспецифическая устойчивость растений к стрессовым факторам и ее
регуляция. — Уфа: Гилем, 2001. — 159 с.
Шарова Е. И. Клеточная стенка растений. — СПб.: Изд-во СПбГУ. 2004. — 156 с.
Эзау К. Анатомия семенных растений: В 2 томах. — М.: Мир, 1980. — 558 с.
Biochemistry and Molecular Biology of Plants; еds. B.B. Buchanan, W. Gruissem, R.L. Jones. —
American Society of Plant Physiologists, 2000. — 1408 p.
Ke B. Photosynthesis, Photobiochemistry and Photobiophysics. — Kluwer Academic Publishers,
2001. — 792 p.
Mohr H., Schopfer P. Plant Physiology. — Springer, 1995. — 629 p.
Plant Physiology; eds. L. Taiz, E. Zeiger. 4-th Edition Sunderland. — Massachusetts: Sinauer
Associates Inc. Publishers, 2006. — 705
Зав. Кафедрой
Физиологии и биохимии растений
профессор С.С. Медведев
02.07.2012