Тәжірибелік сабақтардың мазмұны олардың сағат санындағы көлемі

7. Тәжірибелік сабақтардың мазмұны олардың сағат санындағы көлемі

Өсімдіктер физиологиясының зерзаты. Молекулалық, экологиялық және эволюциялық бағыттары. Басқа ғылымдар арасындағы орны, міндеттері. Өсімдіктер физиологиясының объектілері— фототрофтық организмдері. Өсімдіктер физиологиясының даму кезендері. Өсімдіктер физиологиясының келелі проблемалары мен жаңа бағыттары. Өсімдіктер физиологиясының биотехнологиямен байланыстылығы.

Өсімдік клеткаларының құрылымдық бөліктері: ядро, пластидалар, митохондриялар, рибосомалар, вакуоль, эндоплазмалық тор, Гольджи аппараты, микротүтіктер, пероксисомалар т.б. Клетка органоидтарының физиологиялық қызметтеріне байланысты құрылымдық ерекшеліктері. Компартментация — клеткада өтетін метаболизм процестерінің жекеленуі. Клетка қабығы, химиялық құрамы және құрылысы. Ультрақұрылымы және физикалық қасиеттері. Плазмодесмалар. Протопластар. Протопластарды бөліп алу. Өсімдік клеткаларының құрылысы мен атқаратын қызметін зерттеу үшін протопластарды пайдалану. Протопластарды биотехнологияның объектісі ретінде қолдану.

Протоплазманың құрамы мен қасиеттері (өткізгіштік, түтқырлық, тітіркенгіштік). Цитоплазма мен органоидтардың қозғалысы. Мембрана клетка құрылысының негізі. Биологиялық мембраналардың құрылысы және физико-химиялық қасиеттері. Мембраналар атқаратын қызметтері Заттардың мембрана арқылы тасымалдануы.

Тақырып 3. Өсімдіктегі су алмасуы

Судың өсімдік тіршілігіндегі маңызы, молекулалық құрылысы және қасиеттері. Өсімдік клеткасында судын алмасуы. Клеткадағы оның түрлері. Өсімдік клеткасына судың ену заңдылықтары. Осмос биоколлоидтардың бөртуі. Осмостық қысым. Судың потенциалы. Плазмолиз және деплазмолиз құбылыстары.

Судың өсімдік денесінде жылжуының жолдары және механизмдері. Өсімдікке судың тамыр арқылы сіңуі. Тамыр қысымы - төменгі қозғағыш күш. Судың сіңуіне сыртқы жағдайлардың әсері.

Транспирация - жоғарғы қозғағыш күш. Жапырақтың ролі: устьицелік және кутикулалық транспирация. Транспирацияның маңызы және көрсеткіштері. Сыртқы жағдайлардың транспирацияға әсері. Транспирацияның тәуліктік жоне маусымдык, өзгеруі. Әртүрлі экологиялық топтағы өсімдіктердің су алмасудағы ерекшеліктері. Су алмасудың реттелуі және өсімдіктер өнімділігі.

Фотосинтез және оның маңызы туралы жалпы ұғым. Фотосинез туралы ілімнің даму тарихы. Фотосинтез - күннің энергиясын химиялық байланыстардың энергиясына айналдыру процесі.

Жапырақ - фотосинтез процесі жүзеге асатын негізгі мүше. Хлоропластардың құрылысы мен құрамы, клеткада пайда болуы. Хлоропласт пигменттері: хлорофилдер, фикобилиндер, каротиноидтар. Олардың химиялық, физикалық ерекшеліктері, спектрлік қасиеттері, хлоропласттың күйлері. Синтезделу жолдары. Бактериородопсин.

Фотосинтездің жарық сатысы. Фотосинтездегі алғашқы процестер. Пигменттердің жарықты сіңіруі. Пигменттер электрондарының қозуы. Қозу энергиясының пайдалану жолдары. Фотосинтездік бірлік. Реакция орталығы. Антеналық жиынтығы мен реакция орталығының пигменттері. Реакция орталығында энергияның өзгеруі.

I және II фотожүйелері. Екі фотожүйенің бірлесіп қызмет атқаруы жөнінде түсінік. Электрондардың айналымсыз тасымалдануы. Электрондар мен протондар тасымалдану тізбегі. Электрондардың айналымды тасымалдануы. Фотосинтездегі оттегінің бөлініп шығуы. Фотофосфорлану процесінің зерттелуі.

Күннің энергиясын пайдалану үшін биотехнологияның мүмкіңдіктері. Фотосинтез барысында сутекті бөліп алу жөне сол үшін жекеленген хлоропластар мен бактерияларды пайдалану. Күннің энергиясын пайдалану үшін галофилдік бактерияларды қолдануы.

Фотосинтездің қараңғы сатысы. Фотосинтездің алғашқы өнімдері және олардың айналуын зерттегенде қолданылған қисыны мен әдістемесі. Кальвин циклінің (С₃ — жолы) реакциялары. Карбоксилдену, тотықсыздану. жөне регенерация сатылары. Фотосинтездің С₄ - жолы (Хэтч-Слэк циклі). Көмірқышқыл газының С₃ - жөне С₄ - жолдарымен ассимиляциялану ерекшеліктері және олардың экологиялық маңызы. Жасаң шөптер тұқымдастарындағы органикалық қышқылдар метаболизмі. Жарықтағы тыныс алу реакциялары, маңызы.

Фотосинтездің экологиясы. Жарықтың, температураның, сумен қамтамасыз етуі, минералдық қоректенуі, өсімдіктің жасының фотосинтезге әсері. Әр түрлі экологиялық топтарына жататын өсімдіктердің фотослнтездегі ерекшеліктері. Фотосинтез және түсім. Фотосинтездің тиімділігін арттыру үшін гендік инженерияның мүмкіндіктері.

Тыныс алу туралы жалпы үғым. Өсімдік тіршілігінде тыныс алу процесінін маңызы. Тыныс алу мен ашу процестерінің байланыстылығы. Митохондриялар, ультрақұрылымы, қызметі және пайда болуы.

Тыныс алуға пайдаланылатын заттар және тыныс алу коэффициенті.
Тыныс алуға пайдаланылатын заттардың тотығу жолдары. Гликолиз, негізгі сатылары, маңызы. Ди- жене трикарбон қышқылдар циклі (Кребс циклі).

Глиоксилаггық циклі. Тотығудың пентозофосфаттық жолы. Тыныс алудың өсімдік организмінің басқа функцияларымен байланыстылығы.

Тыныс алу процесіндегі электрондар тасымалдану тізбегі жөне оның құрамы: дегидрогеназалар, флавопротеидтер, убихинон, цитохромдар.Митохондриядағы электрондар тасымалдану тізбегінің құрылысы. Тотыға фосфорлану процесінің механизмдері. Субстрат деңгейіндегі және митохондрияда электрондар тасымалдану тізбегінде өтетін тотыға фосфорлану. Митчеллдің хемиосмостық теориясы. Тыныс алуға сыртқы жағдайлардың әсері. Тыныс алу қарқындылығының онтогенездік өзгерісі.

Тақырып 6. Өсімдіктердің минералдық қоректенуі

Өсімдіктерге минералдық элементтердің қажеттілігі және олардың мөлшері. Макроэлементтер, микроэлементтер. Иондардың өзара әрекеттесуі: антогонизм, синергизм, аддитивтілік әсері. Іn vitro өсірілетін клеткалар үшін қоректік орталар. Иондардың өзара әрекеттесуі. Топырақтың өсімдіктердің қоректенуіне байланысты ерекшеліктері.

Жеке элементтердің физиологиялық маңызы. Азот, маңызы және табиғаттағы айналымы. Өсімдіктер үшін азоттың көздері. Нитраттардың тотықсыздануы. Аммиактың ассимиляциялану жолдары. Амин қышқылдары мен амидтердің түзілуі. Аминдену. Молекулалық азоттың игерілуі және сол процесті жүзеге асыра алатын организмдер. Молекулалық азоттың тотықсыздану механизмдері. Молекулалық азоттың биологиялық игерілуінің тиімділігін артгыру үшін гендік инженерияны қолдану жолдары.

Фосфор. Клеткадағы фосфорлы қосындылардың маңызы. Фосфордың өсімдіктер үшін көздері, клеткаға енуі жөне зат алмасу процестеріне қосылуы. Күкірт, өсімдіктер үшін көздері. Негізгі күкіртті қосындылар, олардың зат алмасудағы маңызы. Сульфаттың тотықсыздануы. Күкірттің өсімдікте ассимиляциясы. Калий, кальций, магний жөне темір элементтердің физиологиялық маңызы. Олардың өсімдікке енуі жөне метаболизмге қосылуы.

Микроэлементтердің физиологиялық маңызы туралы ілімнің қазіргі кездегі деңгейі. Жеке микроэлементтер — бор, марганец, мыс, мырыш, молибден және кобальттың физиологиялық маңызы.

Иондардың клетка қабығы және мембраналары арқылы сіңу механизмдері. Диффузиялық сіңу жөне адсорбция. Ырықты және ырықсыз, метаболиттік сіңу туралы жалпы үғымдар, механизмдері. Иондардың апопластық және симпластық тасымалдану жолдары.

Минералдық тынайтқыштар, оларды қолданудың физиологиялық негіздері. Негізгі минералдық және органикалық тыңайтқыштар. Өсімдіктердің минералдық қоректенуі және түсім.

Тақырып 7. Өсімдіктердің өсуі және дамуы

Өсу және даму деген ұғымдардың анықтамасы. Барлық тірі организмдерге тән өсу зандылықтары. Өсімдіктер өсуінің ерекшеліктері. Өсу, морфогенез және даму процестерінің байланыстылығы.

Өсу мен дамудың реттелу принциптері. Өсімдіктің өсуі мен дамуын реттейтін ішкі факторлар. Фитогормондар: ауксиндер, гиббереллиндер, цитокининдер, абсциз қышқылы, этилен. Гормондардың синтезделу жолдары мен орындары, физиологиялық қасиеттері. Өсуді тежейтіи фенолдық заттар. Өсуді реттейтін жасанды заттар.

Өсімдіктің өсуі мен дамуын реттейтін сыртқы факторлар. Фитохром жүйесі. Фотопериодизм. Яровизациялау. Өсудің ырғақтылыгы және мерзімділігі.

Өсімдік клеткасының онтогенезі. Клетканың бөлінуі. Клетка қабығынын түзілуі. Протоплазманың өсуі. Клетканың созылып өсуі. Клетка қабығының өсуі. Клетканың дифференциялануы және оның негіздері. Гендердің дифференциялды активтелінуі. Морфогенез механизмдері. Компетенция, детерминация, полярлылық құбылыстары. Клетканың орналасқан орнының әсері.

Клетканың тотипотенттік қасиеті. Өсімдік регенерациясы. Іn vitro және іn vivo отетін регенерация жолдары. Өсімдіктің жекеленген клеткаларын, ұлпаларын және мүшелерін жасанды орталарда өсіру. Оларды өсімдіктің даму биологиясының мәселелерін шешу үшін пайдалану.

Өсімдік мүшелерінің өсуге байланысты өзара әрекеттестіктері -үйлесімділік (корреляция). Өсімдіктің өсуі мен дамуының коррелятивтік жылдамдануы немесе тежелуі. Жоғары сатыдағы өсімдіктердің өмірінің сатылары. Дамудың жастық сатысы қартаю және құру сатысы. Өсімдік мүшелерінің қалыптасуы, химиялық және физикалық факторлардың әсері. Өсімдік гүлдерінің, жемістерінің және басқа азықтық бөліктерінің түзілуі, пісіп жетілуі. Жапырақтардың түсуі. Бүршіктер мен ұрықтардың тыныштық кезеңіне өтуі.

Өсімдіктің өсуіне байланысты қимыл-қозғалыстар. Тропикалық және настиялық (икемдеушілік) қимылдар, олардың физиологиялық негіздері.

Өсімдіктердің қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына төзімділігі - тіршілік жағдайларына бейімделушілік белгілері. Өсімдіктердің қолайсыз температуралық жағдайларына төзімділігінің физиологиялық негіздері, қуаншылыққа төзімділік. Өсімдіктердегі шынығу процестері, физиологиялық негіздері. Өсімдіктердің қоректік ортаның (топырақтың) тұздылығына төзімділігі. Өсімдіктердің індетті (патогенді) микроорганизмдер әсеріне төзімділігінің физиологиялық негіздері. Өсімдіктердегі иммунитет құбылысы, түрлері және факторлары. Ауру өсімдіктің физиологиясы. Өсімдіктердің қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына төзімділігін арттырудағы гендік инженерияның мүмкіндіктері.

1. қызылша;

2. 30%-тік сірке қышқылы;

3. тамызғыштағы хлороформ;

4.мәрмәр (форфор) табақшасы;

5.скальпель;

6.пинцет;

7.приборлы шпатель(4дана)

8.химиялық стакан;

9.прибор қысқышы;

10.спирт шамы;

11.сіріңке.

Сыртқы қабығы ашылған қызылшаны ұзындығы 2см. және ені 1см тең төрт бөлікке кесу керек. Осы бөліктерді форфорлы табақшаға салып, кесілген жасушалардың бояулы шырынының бөлінуі аяқталғанша,оны сумен бірнеше рет шаю керек. Бөліктерді төрт пробиркаға орналастырамыз:

1,2 пробиркаға – су (1/2-ге дейін көлемде);

3 пробиркаға – хлороформның 5 тамшысы және су;

4 пробиркаға – 30% сірке қышқылын құю керек.

Суы бар бір пробирканы 1-2мин. бойы қайнатып, қалған сұйықтықты төгіп және пробиркаға салқын суды құю. Пробиркадағы сұйықтықтың бояуының өзгеруінің 1-2 сағат бойы бақылау және уақыт өте келе пробирканы шайқап отыру қажет.

Вариант нұсқасы	Сұйықтықтың боялу жылдамдығы
Судың бөлмелік t-сы Қайнату Су+хлороформ 30% сірке қышқылы

1.элодей бұтақтары;

2.көкшіл пиязшығы немесе традесканция жапырақтары;

3.0,8М сахароза ерітіндісі;

4.лезвия;

5.ине;

7.микроскоп;

8.заттық және жабынды шыны.

Жұмыс барысы: Элодея бұтағынан 2-3 жапырағын алып 0,8М сахароза ерітіндісін заттық шыныға тамызып және жабынды шынымен жабамыз. Оны салыстыру үшін сахароза ерітіндісіне салып эпидермис кескінін көкшіл пияздың немесе традесканцияның белгілі уақытын белгілейміз. Препаратты микроскоп арқылы анықтап оны әр 5 минуттан кейін және плазмолиз уақытын анықтаймыз.Элодей жапырағында әртүрлі клетка зоналарын анықтау керек.

Қорытындысын жазып алып және оның қорытындысын жасау үшін жасушаның жасын және цитоплазманың тұтқырлығын анықтау.

Қорытынды жазу:
Зертханалық жұмыс №4

Өсімдік жасушасымен заттардың сіңірілуі

Тақырыбы: Калий және кальций иондарының тұтқырлануының цитоплазмаға әсері.

Қажетті құрал жабдықтар:

1) Көк түсті пияздың пиязшығы;

2) Тамызғыштағы 1М КNO3 және 0,7 М Ca(NO2)3 ертіндісі( ертінділер дистильденген немесе одан да күшті бидистельденген суда химиялық таза тұздар ертіндісі дайындалу керек);

3) лезвия;

4) Препаральдік ине;

5) Микроскоп;

6)Заттық және жабынды шынылар;

7) Шыныда жазылатын қарындаш;

8) Фильтрленген қағаз.
Жұмыс барысы: КNO₃ және Ca(NO₃)₂ ертінділерді заттық шыныға тамыздыру. Эпидермистің боялған жасушалық шырының бөлшектеп,ертіндіге қосып,оны жабынды шынымен жабамыз.Булануды болдырмау үшін жабынды шынының жан-жағына вазелин жағу. Кескіндіге ертіндінің уақытын жазып алып,содан кейін микроскоп арқылы қарап, плазмолиздік фазаның басталу уақытың белгілеу. Шыққан нәтижесін кестеге жазу.

Қорытынды кесте:

Плазмолитик	Ертіндінің уақыты	Плазмолиздің басталу уақыты
		бұрыштық	ойысталған	доғаланған

Зертханалық жұмыс №4

Тақырыбы: Бояу тәсілі арқылы тұқымдардың тіршілік қабілеттілігін анықтау.

Керекті құрал-жабдықтар:

1.сабаққа дейінгі 10-15 сағ.суда малынған бұршақ тұқымдары.;

2.индигокармин ертіндісінің 0,1%

3.форфорлы табақша;

4.химиялық стакан;

5.ылғалды опилкалары бар фаянды стакан;

6.табақша;

7.препаровальдық ине;

8. электроплитка;

Жұмыс барысы:

Ісінген бұршақты 10-нан екі порцияға бөліп салу. Бір порцияны суы бар стаканға салып, 5минут бойы қайнату. Екі порциядағы тұқымдарды байқап, препаровальдық ине арқылы қабығын аршып, форфор табақшасына салу керек, индигокрмин ертіндісін құйып және 1сағат ұстау қажет. Одан соң бояуды қайтадан бутылкаға құю, ал тұқымды бояуы кеткенше сумен шаю.

Тәжірибиелі порциядағы боялған, жартылай боялған, боялмаған тұқымдардын санын санау.

Тұқымдардың өнуін тексеру үшін, ылғалды опилкалары бар стаканға барлық 10 тұқымды саламыз. Қараңғы шкафқа қойып күнделікті суару керек. Бірнеше күннен кейін өнген түқымдардың санын санау.