Программа факультативного курса «Физиология растений»
рабочая программа по биологии на тему

Селенгинское районное управление образования

Загустайская средняя общеобразовательная школа

Программа факультативного курса

«Физиология растений»

Составила: Эрдынеева Т.Г.,

учитель биологии

Пояснительная записка

Целью школы является воспитание личности, способной к самореализации в условиях динамично развивающего общества, воспитание хозяина земли, человека, знающего и умеющего работать на земле, выращивать и ухаживать за сельскохозяйственными растениями.  Введение в вариативную часть программы школы факультативного курса «Физиология растений» обусловлена новым направлением развития школы – агротехнологическим.                      

 Физиология растений - наука, изучающая закономерности жизнедеятельности растений или главнейшие функции растительного организма (растительной клетки): дыхание, фотосинтез, водный обмен, минеральное питание, рост и развитие. Физиология растений раскрывает зависимость всех процессов, происходящих в растении, от условий жизни, что является теоретической основой мероприятий, направленных на повышение урожайности сельскохозяйственных культур, правильное размещение их по почвенно-климатическим зонам. Физиология растений тесно связана с другими биологическими дисциплинами: ботаникой, цитологией, биохимией, физикой, химией. Поэтому она является необходимым звеном подготовки к овладению современными отраслями биологии: цитологией, биохимией, молекулярной биологией.      

 С беседами и лекциями могут выступать молодые учёные из Бурятской государственной  сельскохозяйственной академии. Это очень важно для повышения интереса учащихся, их профориентации. В результате разнообразной интересной практической и теоретической работы происходит углубление и расширение знаний, умений и навыков учащихся.

В течение года учащиеся могут подготовить самостоятельную работу - доклад по интересующей проблеме биологии или самостоятельную экспериментальную работу по теме курса физиологии растений.

Факультативные занятия по физиологии растений позволяют углубить биологические знания учащихся, воспитывают интерес к жизни растений, бережное отношение к природе, а также через экскурсии знакомят с сельскохозяйственными профессиями.

    В результате изучения курса учащиеся должны знать и уметь:

- характеризовать (описывать): основные положения клеточной теории; химический состав растительной клетки; строение растительной клетки; строение растительных тканей, их функции; энергетический и пластический обмен, их значение, особенности обмена веществ у растений; космическую роль зеленых растений; роль ферментов в обмене веществ; процесс транспирации, значение транспирации, методы изучения транспирации, передвижение воды в растении;  морфологическое и анатомическое строение корня; роль отдельных химических элементов в жизни растения; основные минеральные удобрения; формы азота, используемые растениями; восстановление нитратов растениями; роль амида, аспарагина, глютамина и мочевины в растении;  усвоение органических форм азота, усвоение молекулярного азота микроорганизмами; процессы аммонификации, нитрификации, денитрификации; круговорот азота в природе; сущность процесса дыхания, влияние внешних условий на дыхание; роль дыхания в процессе прорастания семян; типы брожения, их значение, связь дыхания и брожения; фазы роста растений; фитогормоны и их значение; роль гиббереллинов и кининов в растениях; роль витаминов в жизни растений; гербициды и их значение; тропизмы, их механизм; токсины; сейсмонастические движения; этапы индивидуального развития; цикл развития однодольных и двудольных растений; фотопериодизм растений; роль ростовых процессов в развитии растений; стадии яровизации озимых злаков; типы размножения растений в природе и в практике сельского хозяйства; возрастные этапы многолетних растений;

- сравнивать (распознавать, узнавать, определять) строение клеток автотрофов и гетеротрофов, прокариот и эукариот; способы размножения организмов;

- обосновывать (объяснять, сопоставлять, делать выводы) значение клеточной теории; роль растений в природе и жизни человека; сущность физиологических процессов растительного организма; значение достижений современной фитофизиологии для решения практических задач по селекции растений для охраны природы;

- применять знания по физиологии растений в новых, нестандартных ситуациях; прогнозировать последствия вмешательства в жизнь растений; применять клеточную теорию для доказательства единства органического мира;

- пользоваться научной и популярной литературой; составлять схемы, таблицы, писать рефераты;

-формулировать экспериментальную задачу и решать ее.

Содержание курса – 34 часа

Введение. Физиология растений в системе биологических наук. Научное и практическое значение физиологии растений как науки.

Строение и химический состав растений. Строение крахмальных зерен в зерновках пшеницы. Строение стенок лубяных волокон стебля. Получение раствора растительных белков и определение их с помощью цветных реакций (биуретовой и ксантопротеиновой). Растительная клетка – основной цитофизиологический элемент многоклеточного организма растений.

Физиология клетки. Движение цитоплазмы.

Организация бактериальной клетки. Жизнедеятельность бактерий и их роль в природе. Основные методы в микробиологии для изучения бактерий.

Процессы автотрофного питания. Строение хлоропласта. Оптические свойства хлорофилла. Механизм фотосинтеза. Хемосинтез.

Водный режим питания. Значение воды в жизни растений. Диффузия. Механизм передвижения воды по растению. Физиологическая роль транспирации.

Корневое питание растений. Морфолого-анатомическое строение корня. Питание растений из корня. Свойства почв (влагоёмкость, водопроницаемость). Минеральные удобрения. Физиологические основы применения удобрений. Дыхание корней.

Поступление и превращение азота в растениях. Азотное питание растений. Д.Н.Прянишников. роль растений в круговороте азота.

Процессы дыхания и брожения. Ферменты. Гидролиз крахмала в прорастающих семенах. Действие пероксидазы клубней картофеля на перекись водорода. Специфичность действия биокатализаторов.

Рост растений. Фазы роста (эмбриональная, растяжения, дифференциации). Роль витаминов, гормонов и  стимуляторов роста.

Периодические процессы в мире растений. Физиологические основы холодоустойчивости и морозоустойчивости растений.

Лабораторные работы

1.Рассмотрение строения крахмальных зерен в зерновках пшеницы.                2.Строение стенок лубяных волокон стебля.

3.Получение раствора растительных белков и определение их с помощью     цветных реакций (биуретовой и ксантопротеиновой).

4. Приготовление микроскопического препарата эпидермиса чешуи лука и рассмотрение под микроскопом.

5. Наблюдение под микроскопом за движением цитоплазмы в клетках листа элодеи.

6. Наблюдение проницаемости живой и мертвой цитоплазмы.

7. Наблюдение явления плазмолиза и деплазмолиза в клетке.

8. Рассмотрение под микроскопом различных фаз митоза.

9. Получение культуры сенной палочки.

10. Рассмотрение под микроскопом анатомического строения листа ириса.

11. Получение спиртовой вытяжки смеси пигментов и изучение свойств хлорофилла.

12. Рассмотрение под микроскопом проводящей системы корня.

13. Качественный метод учёта транспирации.

14. Наблюдение за движением устьиц под микроскопом.

15. Проведение опытов с водными культурами, доказывающих поглощение корнями питательных веществ.

КАЛЕНДАРНО- ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Литература

1. Генкель П.А. Физиология растений. Учебное пособие по факультативному курсу для 9-х классов. – М.: Просвещение, 1985.
2. Рейви П., Эверт Р., Айкхори С. Современная ботаника в 2-х томах. – М.: Мир, 1990.
3. Тетюрев В.А. Методика экспериментов по физиологии растений. Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1980.
4. Хрипкова А.Г., Манке Г.Г., Михеева Р.Д., Мягков А.Н. Методика преподавания факультативных курсов по биологии. – М.: Просвещение, 1981.
5. Якушкина Н.И. Физиология растений. Учебное пособие для студентов биологической специальности педагогических институтов. – М.: Просвещение, 19809.
6. Общие вопросы методики преподавания факультативных курсов по биологии. М., 1995
7. Познавательные задачи в курсе физиологии растений. Улан-Удэ,1988
8. Генкель П.А. Физиология растений. М., 1999
9. Васильева Е.М., Горбунова Т.В., Кашина Л.И. Эксперимент по  физиологии растений в средней школе

Приложения

Лабораторная работа №3. «Запасные вещества в клетке»

Цель работы: обнаружить крахмал в клубне картофеля, белки  в семени гороха, жиры в семянке подсолнечника.

Материалы и оборудование. Клубень картофеля, набухшие семена гороха, семянки подсолнечника, 1% р-р иода в иодиде калия, микроскоп.

Краткое теоретическое пояснение.  В клетках различают 3 группы веществ: углеводы, жиры и белки. Широко распространённым запасным углеводом является крахмал. Он откладывается в виде крахмальных зёрен в незеленых органах растений (семенах, плодах, корневищах, плодах, клубнях и т.д.)крахмальные зёрна разных видов различаются по форме и величине.

Жиры встречаются , главным образом, в семенах. Они пропитывают цитоплазму, придавая ей характерный стекловидный вид, или же встречаются в цитоплазме в виде отдельных капель, сильно преломляющих свет и имеющих голубовато-сероватую, иногда желтоватую окраску.

Запасные белки чаще всего накапливаются в клеточном соке формирующихся семян. При созревании семян количество воды в вакуолях их клеток постепенно уменьшается, а концентрация белка увеличивается за счёт поступления его из других органов растения. После высыхания вакуолей на их месте остаются зернистые образования – алейроновые, или протеиновые, зёрна. Окраска их беловатая или почти бесцветная, форма округлая или угловатая.

Ход работы: 1. Обнаружение крахмала в клубне картофеля.

С кусочка клубня картофеля соскабливают немного мякоти на предметное стекло, добавляют воды и растирают. Жидкость помутнеет. Полученную мутную каплю накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. Видно множество беловатых зёрнышек различной величины и формы: крупные – яйцевидной формы, более мелкие – почти овальные, а самые мелкие – округлые. Типичные для картофеля – крупные яйцевидные зёрна   эксцентричной слоистостью. Слоистость крахмального зерна образуется от неравномерного пропитывания водой.

Далее на предметное стекло рядом с покровным помещают каплю раствора иода в иодиде калия. С противоположной стороны покровного стекла отсасывают воду фильтровальной бумагой. Раствор иода поступает под покровное стекло  и окрашивает зёрна крахмала в синий цвет.

2. Обнаружение белка в семени гороха

 С набухшего семени гороха снимают семенную кожуру и лезвием бритвы делают тонкий срез с любой части семядоли. Срез помещают на предметное стекло в каплю воды, которой добавляют каплю раствора иода в иодиде калия. Препарат накрывают покровным стеклом. При малом увеличении микроскопа находят тонкие места среза и рассматривают клетку при большом увеличении. В полости клетки видны крупные синие крахмальные зёрна, а  в промежутках между ними находятся многочисленные мелкие простые протеиновые зёрна, окрашенные иодом в золотисто-жёлтый цвет.

  3. Обнаружение жира в семени подсолнечника.

 Семя помещают на чистый лист бумаги, надавливают. По образовавшемуся жирному пятну судят о наличии жира в клетках семядолей.

Вывод. В живых растительных клетках имеются запасные питательные вещества: белки, жиры и углеводы.

Контрольные вопросы. 1. какие запасные питательные вещества откладываются в  растительных клетках? 2. в каком виде они откладываются? 3. каким реактивом можно обнаружить крахмал и белок в растении?

Лабораторная работа № 2. «Оболочка клетки»

Цель работы: Обнаружить клетчатку и лигнин в оболочке растительной клетки.

Материалы и оборудование. Фиксированные отрезки стебля тыквы, незрелые плоды груши, рябины, 33% р-р серной кислоты, сернокислый анилин, перманганат калия, 1% р-р флороглуцина, аммиак, конц. соляная кислота, 1% р-р соляной кислоты, р-р иода в иодиде калия (р-р Люголя), часовое стекло, микроскоп.

Краткое теоретическое пояснение. Растительная клетка в отличие от животных имеет целлюлозную оболочку. Она является продуктом жизнедеятельности клетки. Оболочка необходима для защиты клетки от механических повреждений, проникновения микроорганизмов и т.д.

Оболочка клеток растительного организма в молодом возрасте состоят из пектина и клетчатки. С возрастом оболочки утолщаются, пропитываются лигнином и одресневают. Одревеснение характерно в основном для оболочек клеток механической и проводящей тканей.

Клетчатку и лигнин можно обнаружить качественными реакциями.

Ход работы: 1.  Обнаружение клетчатки. Берут отрезки стебля льна, отделяют препаровальной иглой лубяные волокна, представляющие собой удлинённые клетки с утолщенной целлюлозной оболочкой и помещают их на предметное стекло в каплю р-ра Люголя. Через 1-2 минуты переносят лубяные волокна на другое предметное стекло в каплю 33-% р-ра серной кислоты и накрывают покровным стеклом и рассматривают при малом увеличении. Волокна окрасились в синий цвет, так как серная кислота превращает клетчатку в амилоид, который, как и крахмал, окрашивается иодом в синий цвет.

2. Обнаружение лигнина. Лигнин можно обнаружить при помощи нескольких реактивов: перманганата калия, р-ра флороглюцина или сернокислого анилина.

Готовят тонкий поперечный срез стебля тыквы и помещают на часовое стекло в каплю р-ра перманганата калия на 5 мин. По истечении указанного времени срез промывают в воде, а затем в 1-% р-ре соляной кислоты в течение 2 мин. Срез переносят на предметное стекло в каплю р-ра аммиака, накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. Одревесневшие оболочки окрашиваются в красный цвет.

При обнаружении лигнина 1-% р-ром флороглюцина микропрепарат на предметное Стеклов каплю этого р-ра, затем наносят концентрированной соляной кислоты. Одревесневшие оболочки окрашиваются в красный цвет.

В капле сернокислого анилина одревесневшие оболочки становятся лимонно-жёлтыми.

Рекомендуем обгаружить одревесневшие оболочки клеток незрелых клеток груши, рябины, черемухи. Для этого кусочек плода растирают и небольшое количество массы помещают на предметное стекло в каплю одного из указанных реактивов.

Вывод. Оболочки клеток стебля тыквы содержат лигнин, оболочки клеток льна состоят из клетчатки.

Контрольные вопросы. 1. Какими реактивами можно обнаружить лигнин, клетчатку? 2. Какое значение в жизни растения имеет одревеснение оболочки клеток?

Лабораторная работа № 5. «Движение цитоплазмы»

Цель работы:  обнаружить движение цитоплазмы в клетках листа элодеи.

Материалы и оборудование. Веточки элодеи или волоски тычиночных нитей традесканции, микроскоп, термометр, хим. стаканы на 200 мл. , лампа в 200 Вт.

Краткое теоретическое пояснение. Одним из свойств цитоплазмы является  её движение. Оно обеспечивает взаимодействие всех органелл клетки. Скорость движения зависит от возраста и температуры. Обнаружить движение цитоплазмы можно по перемещению хлоропластов. Обычно трудно наблюдать движение цитоплазмы в клетках элодеи, если она содержится в аквариумах при недостаточном освещении и при низкой температуре воды, так как при этих условиях все жизненные процессы идут замедленно. Чтобы опыт прошел успешно, следует его заранее подготовить. Для этого веточку элодеи надо выдержать при температуре воды +25 град. …+28 град. На ярко освещенном окне или под электролампой в 200 Вт в течение 30 минут.

Ход работы:  для наблюдения за движением цитоплазмы берут лист элодеи помещают его в каплю теплой воды на предметное стекло, накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. Выбирают участок около средней жилки, так как в расположенных здесь клетках содержится меньше хлоропластов, что облегчит наблюдение за их движением.

Вывод.  Цитоплазма в клетках движется , что видно по перемещению хлоропластов.

Лабораторная работа№6 «Наблюдение явления плазмолиза и деплазмолиза в клетке»

Цель работы:   убедиться на опыте, что цитоплазма живой клетки эластична, полупроницаема и способна плазмолизироваться.

Материалы и оборудование. Луковица с тёмно-фиолетовой окраской чешуй, 1 М р-р нитрата калия, или хлорида натрия,  или сахарозы, спички, спиртовка, микроскоп, лезвие, иглы, стеклянная палочка, стакан с водой, фильтровальная бумага,  скальпель, пинцет, марля, кисточка, настольная лампа.

Краткое теоретическое пояснение.  цитоплазма живой клетки эластична, полупроницаема. При потере воды объём цитоплазмы уменьшается, а при поступлении воды увеличивается до первоначального. Это свойство позволяет клеткам переносить временное обезвоживание и поддерживать постоянство его состава.

Со свойствами эластичности и полупроницаемости можно ознакомиться на опыте с плазмолизом и деплазмолизом.

Плазмолиз – искусственно вызываемое отставание цитоплазмы от оболочки клетки. Деплазмолиз – исчезновение плазмолиза. В качестве плазмолитиков-веществ, растворы которых вызывают плазмолиз, используют неядовитые вещества, слабо проникающие через цитоплазму в вакуоль.