Предмет, задачи и методы физиологии растений - ABCD42.RU

Предмет, задачи и методы физиологии растений

Предмет, задачи и методы физиологии растений

Физиология растений является наукой, которая изучает протекание физиологических процессов в растениях. Т.о., предметом этой науки являются физиологические процессы растительного организма.

Цель курса – изучение физиологических процессов, протекающих в растительном организме; раскрытие их сущности, взаимосвязи между собой и с окружающей средой; зависимости от анатомического строения, создание целостного представления о растительном организме.

Задачи физиологии растений:

1. Изучение физиологических процессов растений, установление их взаимосвязи, механизмов регуляции;

2. Изучение эволюционного развития процессов жизнедеятельности растений;

3. Выявление влияния факторов окружающей среды на физиологические процессы;

4. Изучение зависимости протекания процессов жизнедеятельности от анатомического строения органов растений;

5. Разработка теоретических основ повышения эффективности агротехнических мероприятий, улучшения продуктивности сортов сельскохозяйственных культур.

6. Разработка установок для осуществления фотосинтеза в искусственных условиях

Физиология растений изучает процессы, происходящие на разных уровнях организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и биоценотическом, а также биосферном. Однако надо всегда иметь в виду, что в растении все процессы на любом уровне организации взаимосвязаны. Изменение какого-либо процесса сказывается на всей жизнедеятельности организма.

Методы исследования:

1.Описательный

2. Экспериментальные:

* полевые – осуществляются непосредственно в поле, в лесу;

*Вегетационные — проводят с растениями, которые выращивают в вегетационных домиках, теплицах или фитотронах (камерах искусственного климата), в сосудах, заполненных почвой или искусственной питательной смесью;

*лабораторные — проводят с семенами, проростками, изолированными органами, тканями, клетками, органеллами.

Из частных методов можно выделить газожидкостную распределительную хроматографию, метод меченых атомов, культуру тканей и органов, электронно-микроскопический, электромагнитного резонанса, электрофоретический и некоторые другие.

Краткая история развития физиологии растений

Физиология растений зародилась в XVII — XVIII вв. в классических трудах итальянского биолога и врача М. Мальпиги «Анатомия растений» (1675 — 1679) и английского ботаника и врача С. Гейлса «Статика растений» (1727), где наряду с описанием структуры растительных тканей и органов излагаются результаты ряда физиологических опытов, доказывающих существование восходящего и нисходящего токов воды и питательных веществ у растений, и высказывается идея о воздушном питании растений.

В 1772—1782 гг. Д. Пристли, Я. Ингенхауз и Ж. Сенебье, дополняя друг друга, открыли явление фотосинтеза. Знаменательным для физиологии растений явился 1800 год, когда Ж. Сенебье издал трактат «Physiologie vegetale» в пяти томах. Впервые физиология растений рассматривалась как самостоятельная область знания. Заслуга Сенебье состоит в том, что он не только предложил термин «физиология растений» и собрал, обработал и осмыслил все данные по этой дисциплине, известные к тому времени, но и сформулировал основные задачи физиологии растений, определил ее предмет и используемые методы.

В XIX в. окончательно дифференцировались основные разделы современной физиологии растений:

1. фотосинтез (Ж. Б. Буссенго, Ю. Сакс, А. С. Фаминцын, К. А. Тимирязев, М. С. Цвет, Л. II. Бах),

2. дыхание (А. С. Фаминцын, И. П. Бородин, JI. Пастер, А. Н. Бах, Г. Э. Бертран),

3. водный режим (Г. Дютроше, Г. Де Фриз, Ю. Сакс),

4. минеральное питание (Ю. Либих, Ж. Б. Буссенго, Г. Гельригель, И. Кноп, С, II. Виноградский, М. В. Бейеринк, Д. Н. Прянишников),

5. фотосинтез (Ж. Б. Буссенго, Ю. Сакс, А. С. Фаминцын, К. А. Тимирязев, М. С. Цвет, Л. II. Бах),

6. дыхание (А. С. Фаминцын, И. П. Бородин, JI. Пастер, А. Н. Бах, Г. Э. Бертран),

7. водный режим (Г. Дютроше, Г. Де Фриз, Ю. Сакс),

8. минеральное питание (Ю. Либих, Ж. Б. Буссенго, Г. Гельригель, И. Кноп, С, II. Виноградский, М. В. Бейеринк, Д. Н. Прянишников),

9. транспорт веществ (В. Пфеффер, Е. Ф. Вотчал),

10. рост и развитие (Ю. Сакс, А. С. Фаминцын, О. В. Баранецкий, Л. Ф. Баталин, Н. Ф. Леваковский, Г. Фехтинг, Г. Клебс),

11. движение (Т. Найт, Ю. Сакс, Ч. Дарвин, Ю. Визнер, В, Л. Ротерт, В. Пфеффер),

12. раздражимость (Б. Сандерсон, Ч. Дарвин, Н. Ф. Леваковский),

13. устойчивость растений (Д. И. Ивановский, К. А. Тимирязев, Г. Молиш).

Благодаря трудам Ч. Дарвина возникла эволюционная физиология растений, главным направлением которой в то время было установление приспособительного характера функциональных особенностей растений и единства органического мира.

Первая половина XX В, отмечена бурным и многосторонним развитием фитофизиологии. Главным направлением становится изучение биохимических механизмов дыхания (В. И. Палладин, Г. Виланд, С. П. Костычев, О. Варбург, Д. Кейлин, Т. Тунберг, Г. Кребс, А. Корнберг и др.) и фотосинтеза (Р. Вильштетер, К. Б. Ван-Ниль, К. Хилл, М. Кальвин, Д. И. Арнон и др). Параллельно с этим развивается фитоэнзимология, физиология растительной клетки, экспериментальная морфология и экологическая физиология растений. В качестве самостоятельных дисциплин выделяются микробиология и агрохимия. Большим достижением явилось открытие фитогормонов (Д. Н. Нелюбов, Н. Г. Холодный, Ф. Вент, Ф. Кегль, И. Д. Куросава и Т. Ябута, Ф. Скуг и др.).

Во второй половине XX в. в физиологии растений намечается тенденция слияния в единое целое биохимии и молекулярной биологии, биофизики и биологического моделирования, цитологии, анатомии и генетики растений. Физиология вступает в период синтеза. В связи с этим наряду с углублением исследований на субклеточном и молекулярном уровнях возрастает интерес к изучению систем регуляции и механизмов, обеспечивающих целостность растительного организма (А. Л. Курсанов, М. X. Чайлахян). Резко ускоряются исследования механизмов реализации наследственной информации, роли мембран в системах регуляции, механизма действия фитогормонов, развивается электрофизиология растений. Всему этому способствует быстрый прогресс в разработке методов культуры органов, тканей и клеток, который имеет большое значение и для практики (селекция, клональное микроразмножение, поддержание безвирусных элитных культур растений). Большие перспективы открывает для физиологии и биохимии растений новая, быстро развивающаяся отрасль промышленности — биотехнология. В интенсивном сельском хозяйстве находят широкое применение теория минерального питания и водного обмена, химические регуляторы роста растений, гербициды и фунгициды

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 1180 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Предмет, цели и задачи физиологии растений. Краткая история развития физиологии растений в мире, России, Казанском университете

ВВЕДЕНИЕ

Физиология растений — наука, которая изучает процессы жизнедеятельности и функции растительного организма. Перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением.

Круг вопросов, составляющих предмет Ф. р., во многом определяется специфическими особенностямиеё объекта зелёного растения. Зелёные растения отличаются от всех др. форм живых существспособностью использовать в качестве источника энергии солнечный свет и преобразовывать его энергию вхимическую (свободную) энергию органических соединений. Изучение координации их функционирования во времени и пространстве составляет важную цель этой науки.

Читайте также  Электроснабжение промышленных предприятий

Первые попыткиэкспериментально решить вопрос о том, за счёт чего строят свои ткани растения, сделал голландскийестествоиспытатель Ян ван Гельмонт (1629). Выращивая в течение 5 лет ивовую ветвь в горшке совзвешенной почвой, он установил, что за время опыта вес ветви увеличился в 30 раз, тогда как вес почвыпочти не изменился. Гельмонт пришёл к заключению, что основной источник питания растения не почва, авода. Несмотря на ошибочность такого вывода.Работы голл.естествоиспытателя Я. Ингенхауза (1779) и особенно швейц. учёных Ж. Сенебье и Н. Т. Соссюра (конца 18 начала 19 вв.), а позднее нем. учёного Ю. Р. Майера, французского агрохимика Ж. Б. Буссенго (1868) и др.позволили расшифровать отдельные стороны фотосинтеза как процесса усвоения углекислого газа и воды,происходящего с выделением кислорода при обязательном участии света. Нем. учёный А. Тэерсформулировал гумусовую теорию, в которой решающую роль в питании растений отводилорганическому веществу почвы. В 40х гг. 19 в. на смену гумусовой теории питания растений пришламинеральная теория нем. химика Ю. Либиха, в которой подчёркивалась роль минеральных элементов почвыв корневом питании растений. Работы Либиха содействовали развитию физиологических исследований ивнедрению минеральных удобрений в с.-х. практику. Тимирязев обосновал и развил представления о космической роли зелёных растений, которые, осуществляя уникальную функцию фотосинтеза, связывают жизнь на Земле с энергией Солнца. Впервые термин «обмен веществ» применительно к растениям ввёлрус. ботаник А. С. Фаминцын (1883). Русский биохимик А. Н. Бах в 1896–97 создалперекисную теорию биологического окисления, являющуюся фундаментом современной теории радикалов.Перекисная теория послужила толчком к интенсивному изучению химизма и энзимологии дыхания. Детальным изучением процессов обмена азотистых веществ в растении, результаты которого привели ккоренным изменениям в практике применения азотсодержащих удобрений, наука обязана сов. агрохимику Д.Н. Прянишникову. Большое значение имели работы Прянишникова и его школы в области фосфорного икалийного питания растений, известкования почв и во многих др. областях физиологии минерального питания.

Зарождение физиологии растений в Императорском Казанском университете относится к 70-м годам 19 столетия и связано с именем профессора Н.Ф. Леваковского. Н.Ф. Леваковский, исследуя взаимоотношения растений в природе, влияние внешних условий (влажности почвы, света, температуры) на морфологию, рост и развитие растений, положил начало экспериментальной морфологии и экологической физиологии растений. Вместе с Н.Ф. Леваковским работали Е.Ф.Вотчал, который изучал механизмы передвижения воды по сосудистой системе растений, и В.А. Ротерт, впервые доказавший наличие у растений чувствительности и способности к ростовым движениям (фото- и геотропизм).Открытие кафедры фр и микробиологии состоялось в 1932 Алексеем Михайловичем Алексеевым., который является основателем широко известной Казанской школы водного режима растений (школа А.М. Алексеева). В 2011 году кафедра переименована в кафедру физиологии и

1. Физиология растений. Предмет, задачи, методы и объект физиологии растений. Физиология растений наука о жизни растительного организма. Объект

Физиология растений. Н. Д. Алехин

Fizrast.ru
Предмет, задачи, методы и объект физиологии растений.
Физиология растений – наука о жизни растительного организма.
Объект – фототрофный организм, то есть такой, который синтезирует органические вещества из минеральных с помощью энергии света.

Особенности – наличие фотосинтеза, большая поверхность тела по отношению к его массе, неограниченный рост частей организма, прикрепленность к одному месту.
Предмет – изучение всех функций растительного организма, определение значения каждой из них для организма в целом, установление взаимной связи функций и их зависимости от внешних и внутренних факторов.

Физиология растений изучает фототрофные организмы, находящиеся на разных уровнях эволюции.
При изучении физиологии растительного организма на разных уровнях организации возможны 2 подхода:

  • Переход от более высокого уровня к более низкому. Разложение сложных биологических явлений на более простые физические и химические. Этот путь привел к познанию новых закономерностей, например, поглощение и использование квантов света; механизмом поглощения веществ
  • Подход изучения от простого к более сложному к ровню организации необходим для понимания физиологических процессов, происходящих в целом организме и в экосистеме

История физиологии растений

Сначала развивалась как часть ботаники

Самостоятельной стала с 1800 г. Жан Сенебье «Физиология растений»

1837 г. Жан Батист Буссенго разработал метод выращивания растений в специальных сосудах.

Исторически первым методом было наблюдение. Но главным является эксперимент. Он проводится в естественных (поля) и искусственных условиях.

В России основоположником является Климент Аркадьевич Тимирязев.

Позволило установить особенности водного и минерального развития растений.

1949 г. Первый фитотрон при Калифорнийском технологического университета.

XIX в. – открытие фотосинтеза. Открытие химизма в XX в.

Сейчас идет исследование, какие гены, кодирую

XX в. – интеграция физиологии растений с другими науками. Электронная микроскопия, дифференциальное центрифугирование, различные варианты ПЦР.
Задачи физиологии растений

  • Теоритические, фундаментальные:
    • Исследование функций растений и связанных с ними фундаментальных явлений жизни (трансформация энергии, трансгеноз и т.д.)
  • Прикладные:
    • Создание теоритических основ высокоэффективного экологически безопасного земледелия, увеличения ресурсов биосферы.
    • Создание биоинженерных систем жизнеобеспечения для получения водорода.
    • Разработка теоритических основ фитомелиорации и фиторемедитации.
    • Создание трансгенных организмов с заданными свойствами.

Место физиологии растений в системе биологических наук.

В основе физиологических функций лежит превращение веществ и энергии, подчиняющееся физическим и химическим законам.

Физиология растений связана с анатомией и морфологией растений.

Наиболее приоритетными становятся проблемы локальной, региональной и глобальной экологии. То есть физиология растений изучает последовательность этапов адаптационного синдрома растений применительно к множеству техногенных и биогенных процессов. Выявление вклада биоты в сток и эмиссию углекислого газа, а так же изучение молекулярных и химических реакций растений на глобальное изменение климата.

Изучение механизмов протекания основных физиологических процессов под действием гормональной системы регуляции.

Фитофизиология трансгенных растений.

Изучение фундаментальных аспектов жизни клеток in vitro.

BioXplorer

Предмет, задачи и методы физиологии растений

Физиология растений — наука, которая изучает процессы жизнедеятельности и функции растительного организма. Слово «физиология» греческого происхождения; оно состоит из двух слов: physis — природа и logos — понятие, учение. Физиология растений является наиболее развитой отраслью экспериментальной ботаники, которая в XIX в. выделилась в самостоятельную науку. Она тесно связана с химией, физикой, биохимией, биофизикой, микробиологией, молекулярной биологией.

Перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи

: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением. Без решения этих вопросов невозможно решение и ряда других проблем земледелия и растениеводства, направленных на повышение урожайности.

Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительного повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.

Читайте также  Проблема познаваемости мира

Решение поставленных задач имеет большое значение для разработки проблем ускорения научно-технического прогресса в растениеводстве и дальнейшего развития сельского хозяйства нашей страны.

Основной метод познания процессов

, явлений в физиологии — эксперимент, опыт. Следовательно, физиология растений — наука экспериментальная.

Для изучений физико-химической сути функций, процессов в физиологии растений широко применяют методы: лабораторно-аналитический, вегетационный, полевой, меченых атомов, электронной микроскопии, электрофореза, хроматографического анализа, ультрафиолетовой и люминесцентной микроскопии, спектрофотометрии и др. Кроме того, используют фитотроны и лаборатории искусственного климата, в которых выращивают растения и проводят опыты в условиях определенного состава воздуха, нужной температуры и освещения. Применяя эти методы, физиологи исследуют растения на молекулярном, субклеточном, клеточном и организменном (интактное растение) уровнях.

Сейчас в биологических исследованиях широко применяют электронные микроскопы просвечивающего типа с разрешающей способностью 0,15—0,5 нм, в которых объект рассматривают в электронных лучах, проходящих через него. Значительное увеличение разрешающей способности электронных микроскопов по сравнению со световыми обусловливается меньшей длиной волны электронов (на пять порядков меньшей, чем длина волны ультрафиолетовых лучей).

Кроме того, для биологических исследований применяют так называемые растровые электронные микроскопы, в которых изображение создается по принципу телевизионных. Разрешающая способность растровых микроскопов равна 20—40 нм, с их помощью изучают строение поверхности пыльцы, эпидермального слоя клеток, формы клеток и др. Применение электронной микроскопии в биологии имеет большое значение для развития биологической науки и физиологии растений в частности.

Исследование ультраструктуры органоидов растительной клетки (хлоропластов, митохондрий, рибосом, мембранных структур) дало возможность раскрыть суть процессов фотосинтеза и дыхания, которые определяют возможность самой жизни на нашей планете. Изучение строения клеточных оболочек, открытие цитоплазматических мембранных структур способствовали выяснению процессов обмена веществ и энергии в клетке, изучению структуры и функции органоидов растительной клетки. Большое принципиальное значение имеет электронно-микроскопическое исследование строения РНК и ДНК, локализации их на структурных компонентах клетки. Результаты этих исследований легли в основу раскрытия генетической роли ядра и проблемы наследственности.

Другие статьи:

Australopithecus garhi
Найден в Эфиопии в 1997, описан в 1999. «Garhi» по-афарски значит «удивительный». Объем мозга — примерно 450 куб.см. Возраст — 2,5 млн. лет. Крупные коренные и предкоренные зубы сближают эту форму с парантропами (см. н .

sVCAM-1
Молекула межклеточной адгезии-1 .

Методика расчета биоритмов
Для расчета собственных биоритмов следует определить количество прожитых дней на определенную дату, начиная со дня рождения. Потом общую численность прожитых дней надо поделить на продолжительность периодов физического, эмоционального и и .

1. Предмет, задачи и методы физиологии растений

  • Физиология растений — наука, которая изучает процессы жизнедеятельности и функции растительного организма. Слово «физиология» греческого происхождения; оно состоит из двух слов: physis — природа и logos — понятие, учение. Физиология растений является наиболее развитой отраслью экспериментальной ботаники, которая в XIX в. выделилась в самостоятельную науку. Она тесно связана с химией, физикой, биохимией, биофизикой, микробиологией, молекулярной биологией.
  • Перед научными работниками, физиологами растений поставлены такие задачи: изучить обмен веществ и энергии в растительном организме, фотосинтез, хемосинтез, биологическую фиксацию азота из атмосферы и корневое питание растений; разработать методы повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом; создать новые, более эффективные формы удобрений и разработать методы их применения; исследовать действие биологически активных веществ с целью использования их в растениеводстве; разработать методы более продуктивного использования воды растением. Без решения этих вопросов невозможно решение и ряда других проблем земледелия и растениеводства, направленных на повышение урожайности.
  • Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительного повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.
  • Решение поставленных задач имеет большое значение для разработки проблем ускорения научно-технического прогресса в растениеводстве и дальнейшего развития сельского хозяйства нашей страны.
  • Основной метод познания процессов, явлений в физиологии — эксперимент, опыт. Следовательно, физиология растений — наука экспериментальная.
  • Для изучений физико-химической сути функций, процессов в физиологии растений широко применяют методы: лабораторно-аналитический, вегетационный, полевой, меченых атомов, электронной микроскопии, электрофореза, хроматографического анализа, ультрафиолетовой и лю�

    Делись добром ;)

    • 1. Предмет, задачи и методы физиологии растений
    • 15. Нуклеиновые кислоты, их структура. Функциональные группы нуклеиновых кислот
    • 31. Понятие об осмотическом давлении. Осмотическое давление разных клеток и тканей растения
    • 57. Роль пигментов в жизни растений
    • 68. Биосинтез углеводов, ферменты углеводного обмена. Различия между ассимиляционным и запасным крахмалом
    • 85. Дыхание как совокупность последовательных окислительно-восстановительных процессов
    • 96. Структура АТФ, ее синтез. Роль АТФ в обмене веществ
    • Список литературы

    Похожие главы из других работ:

    Ботаника как наука. Предмет и задачи ботаники

    Ботаника — это наука о растениях. Ее задача — всестороннее познание растений: их строения, жизненных функций, распространения, происхождения, эволюции. Глобальная проблема современности — производство пищи.

    1. Генетика. Предмет и методы

    1.1 Предмет генетики

    Генетика — наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В ее основу легли закономерности наследственности.

    2. Основные методы идентификации генов растений

    В настоящее время разработан ряд эффективно работающих методов идентификации генов растений. Большинство этих методов используются и для идентификации генов у животных.

    3. Предмет, цели задачи естествознания

    Предметом естествознания являются различные формы движения материи в природе: их материальные носители (субстраты), образующие лестницу последовательных уровней структурной организации материи, их взаимосвязи.

    1.2 Краткая история физиологии

    Физиология обязана своим возникновением потребностям медицины, а также стремлению человека познать себя, сущность и проявления жизни на различных уровнях ее организации. Потребность сохранения жизни человека была на всех этапах его развития.

    1.3 Современные тенденции и задачи физиологии

    физиология организм исследование Одна из основных задач современной Физиология — выяснение механизмов психической деятельности животных и человека с целью разработки действенных мероприятий против нервно-психических болезней.

    2. Исследование физиологии целостного организма

    Методы селекции растений

    Основные методы селекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрестно-опыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания.

    1. Предмет генетики

    3. Селекция растений, методы

    В отличие от селекции микроорганизмов селекция растений не оперирует миллионами и миллиардами особей и скорость их размножения измеряется не минутами и часами, а месяцами и годами. Однако по сравнению с селекцией животных.

    1.3 Влияние трудов И.М. Сеченова на последующее развитие физиологии

    Установив рефлекторную природу психической деятельности, Сеченов дал подробное толкование таких фундаментальных понятий психологии, как ощущения и восприятия, ассоциации, память, мышление, двигательные акты, развитие психики у детей.

    1. Особенности строения и физиологии двудольных растений

    Двудольные — самый обширный класс рода цветковых растений, насчитывающего свыше четверти миллиона видов. Большинство из них — травянистые растения, не образующие надземных древесных тканей.

    Читайте также  Русская крестьянская изба как элемент культуры русского народа

    3. Особенности физиологии

    Листерии — факультативные аэробы, хорошо, но не обильно развиваются на обычных нейтральных или слабощелочных (при рН 7,0—7,2) мясопептонных средах, пышно растут при добавлении в среды глюкозы или сыворотки (Тимаков, 1983).

    3. Особенности физиологии микроорганизмов рода Mycobacterium

    Микобактерии характеризуются высоким содержанием липидов (от 30,6 до 38,9 %), вследствие этого трудно окрашиваются анилиновыми красителями, но хорошо воспринимают краску после обработки карболовым фуксином при подогревании.

  • Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: