Содержание программы и примерные вопросы

СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ПРОФИЛЮ (НАПРАВЛЕННОСТИ)

1. Уровни морфологической организации растений. Клетка как основной структурный и функциональный элемент тела растений. Значение теории клеточного строения организмов. Основные черты организации растительных клеток. Строение растительной клетки: структурные особенности (пластиды, клеточная оболочка, ядро, вакуоли) и их связь с образом жизни и способом питания.

2. Цитоплазма. Физические свойства, химический состав и структура цитоплазмы. Цитоплазма как живое тело. Роль биологических мембран в жизнедеятельности цитоплазмы.

Полупроницаемость. Понятие о гиалоплазме. Эндоплазмотическая сеть, рибосомы, диктиосомы (аппарат Гольджи) и их функции. Митохондрии, их структура и функции.

3. Молекулярный состав клеток. Углеводы: сахара и запасной крахмал. Запасные белки: алейроновые зерна и их формирование. Жиры и эфирные масла. Способы обнаружения запасных веществ в растениях, их использование человеком. Важнейшие пищевые растения.

4. Ядро. Форма и величина ядер. Особенности химического состава ядра. Строение ядер: ядерная оболочка, ядрышко, хроматиновая сеть, кариолимфа. Метаболическая и генетическая роль ядра. Типы деления ядер: амитоз, митоз, мейоз. Хромосомы и хроматиды. Фазы митоза. Эндомитоз и полиплоидия. Мейоз: принципиальное отличие от митоза и биологическая роль; детерминация признаков.

5. Оболочка растительной клетки. Химический состав: пектины, гемицеллюлозы, целлюлоза, инкрустирующие вещества. Физические свойства и субмикроскопическая структура целлюлозной оболочки. Биологическая роль оболочки. Образование и рост оболочки. Клеточная пластинка, межклеточное вещество. Плазмодесмы и их значение. Первичные поровые поля, рост оболочки. Вторичные изменения химического состава и свойств оболочек: одревеснение, опробковение, кутинизация, ослизнение, минерализация. Биологическое значение этих процессов. Использование веществ оболочек растительных клеток человеком. Образование и онтогенез растительных клеток.

6. Вакуоли и клеточный сок. Возникновение и развитие вакуолей. Связь вакуолей с другими компонентами протопласта, функции вакуолей. Состав клеточного сока. Понятие об осмотических явлениях в клетке. Тургор, плазмолиз, сосущая сила. Роль осмотических процессов в жизни растения. Использование веществ клеточного сока человеком. Важнейшие сахароносы, дубильные и алкалоидные растения.

1. Понятие и принципы классификации растительных тканей. Физиологическая классификация растительных тканей. Образовательные ткани (меристемы). Размещение в теле растения, особенности цитологического и гистологического строения меристем. Классификация меристем.

2. Покровные ткани. Первичная покровная ткань – эпидерма, ее строение и функции. Устьица, кутикула и восковой налет. Поры и волоски эпидермы. Вторичные покровные ткани. Перидерма, ее образование, строение и физиологические функции. Чечевички, их строение и функции. Корка, ее образование и строение.

3. Механические ткани. Значение и закономерности размещения механических тканей в теле растений. Типы механических тканей. Колленхима, ее виды, особенности строения, физиологическое значение. Склеренхима – характеристика, свойства и размещение в теле растений. Волокна и склереиды, их отличия.

4. Проводящие ткани. Роль прокамбия в образовании проводящих тканей. Водопроводящие элементы: трахеиды и сосуды, их типы и строение. Эволюция водопроводящих элементов. Ситовидные клетки и ситовидные трубки. Клетки-спутницы. Ксилема и флоэма как сложные ткани. Прото- и метаксилема, прото- и метафлоэма. Проводящие пучки, их типы, размещение в разных органах растения.

5. Всасывающие ткани. Ризодерма, трихобласты и атрихобласты. Корневой волосок, ею развитие, строение и функции. Выделительные функции ризодермы. Ассимилирующая ткань (хлорснхима). Запасающие ткани. Аэренхима. Выделительные ткани и вместилища выделений (нектарники, гидатоды, смоляные, эфирно-масляные ходы, млечники). Железистые волоски.

1. Корень. Определение и функции корня. Развитие корня в онто- и филогенезе. Рост и ветвление корня. Строение корневого апекса. Зоны корня.

2. Анатомическая структура корня. Ризодерма, экзодерма и эндодерма. Центральный осевой цилиндр. Перицикл и его функции. Заложение проводящих тканей и камбия. Формирование вторичной структуры корня. «Линька» корня. Многолетние корни растений: годичные слои, паренхимные лучи, перидерма, корка

3. Корневые системы. Главные и боковые корни. Придаточные корни, их типы. Специализация и метаморфозы корней. Методы изучения корневых систем. Обновление и отмирание корней. Природа корнеплодов. Изменение корней при симбиозе и паразитизме. Присоски, клубеньки бобовых, микориза.

1. Определение и функции побега. Понятие о почке. Строение апекса побега: понятие о тунике и корпусе. Протодерма и прокамбий. Заложение листьев и боковых побегов. Понятие о пластохроне. Типы, диаграмма и формула листорасположения. Листовая мозаика. Почка – зачаток побега. Схема строения почки. Типы почек по положению. Придаточные почки. Почки возобновления и обогащения. Спящие почки. Роль почек в жизни растения. Развертывание почки и рост побега в длину. Роль интеркалярных меристем. Почечные кольца. Годичные, элементарные и монокарпические побеги.

2. Система побегов. Природное разнообразие побегов. Направление роста побегов: ортотропные, плагиотропные, анизотропные. Нарастание и ветвление побегов. Главный и боковые побеги. Моноподиальная система побегов. Понятие о «перевершинивании». Симподиальная система

побегов. Формирование ствола и кроны у деревьев. Формирование кустарника. Система побегов многолетних трав. Формы роста одного и того же побега. Специализация и метаморфозы побегов (подземных, надземных). Побеги суккулентов. Колючки, филлокладии, усики, прицепки. Побеги

паразитных, сапрофитных и насекомоядных растений.

3. Стебель и его функции. Формы стеблей. Первичное строение стебля; характеристика стеблей отдельных растений (липы, бузины, люцерны, кукурузы). Взаимодействие между проводящими тканями стебля и листа. Вторичные изменения стебля двудольных растений. Камбий и его деятельность. Вторичная ксилема (древесина), ее гистологический состав. Кольца прироста, заболонь и ядро. Биологические и хозяйственные свойства древесины. Вторична флоэма (луб), ее гистологический состав. Образование корки. Анатомическое строение ствола дерева.

4. Лист – боковой орган побега. Развитие и функции листа. Части взрослого листа: пластинка, черешок, основание. Форма листовой пластинки, разнообразие форм листьев в связи с экологическими условиями. Три формации листьев. Гетерофиллия, анизофиллия. Метаморфозы листа. Анатомическое строение листовой пластинки. Эпидерма; распределение устьиц. Строение мезофилла, световые и теневые листья. Проводящая система листа и механические ткани листа. Листья растений разных экологических групп: гидрофитов, гигрофитов, мезофитов, ксерофитов. Онтогенез и фазы роста листа. Долговечность листьев. Листопад, его биологическое значение и механизм.
5. Размножение растений

1. Бесполое размножение растений. Органы бесполого размножения. Зооспоры и споры наземных растений. Конидии. Спорангии и варианты их строения у разных групп растений. Способы образования спор. Специфика мейоспор. Вегетативное размножение. Способы естественного вегетативного размножения. Понятие о клоне. Корневые отпрыски. Специальные органы вегетативного размножения. Искусственное вегетативное размножение. Черенкование, прививки. Роль придаточных органов в вегетативном размножении.

2. Половое размножение растений. Гаметы и зигота. Основные типы полового процесса. Половые органы растений. Антеридии и архегонии высших споровых. Понятие о цикле развития. Смена ядерных фаз. Место и значение мейоза в цикле развития. Типы циклов развития. Спорофит и гаметофит. Роль спор в размножении и расселении вида. Цикл развития равноспоровых папоротников. Разноспоровость. Микроспоры и мегаспоры.

3. Семенное размножение. Особенности цикла развития голосеменных. Спороношение. Микроспоры и пыльники. Семяпочка, развитие мегаспор, женский гаметофит. Роль пыльцевой трубки. Образование и строение семени. Зародыш и проросток голосеменных.

4. Общая схема цикла развития покрытосеменных. Репродуктивные органы цветковых растений. Двойное оплодотворение и его биологическое значение. Развитие зародыша и эндосперма. Развитие зародыша, семян и плодов бел оплодотворения. Апомиксис и его распространение. Типы апомиксиса: апогамия, апоспория, партенокарпия и др. Происхождение цветка с точки зрения стробилярной гипотезы. Строение примитивного цветка – антостробила. Направления эволюции цветка. Морфологическая природа цветка.
6. Цветок и плод

1. Общая характеристика цветка. Строение цветка и его функции. Типы цветков. Круги и члены цветка. Правило кратных отношений и правило чередования органов. Раздельнополые и обоеполые цветки. Цветоножка, цветоложе, прицветники. Формула и диаграмма цветка. Развитие органов цветка. Околоцветник, чашечка и венчик; разнообразие цветков в природе. Опыление и оплодотворение. Сущность опыления. Самоопыление и перекрестное опыление. Типы перекрестного опыления. Энтомофилия. Специализация цветков. Нектарники. Адаптация насекомых и цветков. Опыление другими группами животных.

2. Андроцей. Строение тычинки и ее функции. Число тычинок в цветках. Тычиночная нить и пыльник. Развитие пыльника и его строение. Значение эндотеции и тапетума. Археспорий и образование микроспор. Мужской гаметофит. Образование спермиев и пыльцевой трубки.

Двухклеточная и трехклеточная пыльца. Оболочка пыльцевых зерен.

3. Гинецей. Основные части пестика, плодолистики и их происхождение. Апокарпный гинецей. Направления эволюции гинецея. Типы ценокарпного гинецея. Верхняя и «нижняя завязь». Плацента и основные типы плацентации. Семяпочка, се происхождение и онтогенез. Строение и

типы семяпочек. Мегаспорогенез, развитие зародышевого мешка и его происхождение.

4. Соцветия. Современные представления о соцветии. Соцветия фрондозные и брактеозные; открытые и закрытые; ботриоидные и цимоидные; простые и сложные. Классификация соцветий. Кисть открытая и закрытая. Двойная кисть. Колос. Строение сложных соцветий злаковых (мятликовых). Початок. Зонтиковидные соцветия. Корзинка сложноцветных. Метельчатые и щитковидные соцветия. Монохазий и плейохазий. Тирсоидные соцветия на примере губоцветных.

Эволюция соцветий.

5. Плоды. Определение плода. Строение околоплодника. Участие различных частей цветка в образовании плодов. Характеристика типов плодов. Система плодов, основанная на строении гинецея. Зерновка. Апокарпные плоды: листовка, орешек, боб, костянка. Сборные плоды. Синкарпные плоды: коробочка, орех и желудь. Яблоко. Сочные плоды цитрусовых и тыквенных; синкарпные ягоды. Дробные плоды, вислоплодник зонтичных. Паракарпные плоды: коробочка, стручки, семянки. Лизикарпные плоды. Соплодия. Распространение семян и плодов. Зоохория, анемохория, гидрохория. Значение различных способов распространения семя в природе и

хозяйственной деятельности человека.

1. Семя, зародыш и проросток. Строение семени цветковых растений. Семенная кожура, зародыш, эндосперм, перисперм. Строение зародыша, его анатомические особенности. Одно-, дву- и многосемядольные зародыши. Функции семядолей, соотношение зародыша и запасающих тканей.

Типы семян по этому признаку. Запасные вещества семени. Покой и условия прорастания семян. Подземное и надземное прорастание.
8. Общие вопросы ботаники

1. Роль ботаники в решении задач по охране окружающей среды и рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Место ботаники в системе биологических наук. Ботаника как научная основа современного растениеводства, лесоводства и других отраслей хозяйства, объектом которых являются растения. Мир растений: его своеобразие, роль в становлении и развитии жизни на Земле, место в ряду живых организмов. Мир растений как важнейшая составная часть биосферы и необходимость его охраны для сохранения на Земле среды обитания. Значение растений в жизни человека.

2. Основные ботанические дисциплины: морфология (включая цитологию, анатомию, эмбриологию), генетика, физиология и биохимия, систематика и фитогеография, флористика, экология и фитоценология, палеоботаника, экономическая ботаника или ботаническое ресурсоведение. Методы ботанических исследований. Описательные и экспериментальные методы, их соотношение. Исторический метод. Новейшие методы ботанических исследований. Представление о возможности использования математических методов планирования и анализа результатов исследований. ЭВМ и оргтехники для сбора, хранения, обработки и использования информации.

3. Основные вехи развития ботаники в связи с развитием человеческого общества. Растения и становление человека. Растения в жизни человека первобытнообщинного общества. Первые попытки оформления знаний о растениях в античности. Ботаника в средние века и в эпоху Возрождения. Реформы К. Линнея. Ж. Б. Ламарк как ботаник и основатель теории эволюции органического мира. Рост технической оснащенности ботаников и связанный с ним прогресс в изучении растений (особенная роль микроскопа). Оформление клеточной теории. Труды Ч.Дарвина по теории эволюция. Ч. Дарвин как ботаник. Современное учение об эволюции – теоретическая основа всех биологических наук.

4. Понятие о полезных растениях – дикорастущих, культивируемых и культурных, ботаническое ресурсоведение – задачи, методы, связь с другими научными дисциплинами. Основные группы полезных растений и их классификация. Понятие о ресурсах полезных растений и путях их

использования. Поиски полезных растений (предпосылки и методы), особенности, определяющие возможность введения в культуру.

5. Рациональное использование растительности как важнейшее условие сохранения среды обитания человека. Основные законодательные установки, связанные с охраной природы, межнациональные и глобальные усилия по охране природы. Генофонд мира растений и возможность его сохранения, роль заповедников, заказников, ботанических садов и других форм ограниченного использования территории и охране растений. «Красные книга» и их значение, основные формы просветительной работы среди населения, направленные на охрану растений и растительности.

9. Экологические группы и жизненные формы растений

1. Жизненные формы растений и их классификация. Понятие о жизненной форме. Длительность жизни растений (классификация). Монокарпические и поликарпические растения. Древесные и травянистые растения. Стланцы. Лианы Растения – подушки. Классификация

жизненных форм по подземным органам. Система жизненных форм Раункиера. Географические и экологические характеристики жизненных форм. Сезонные явления в жизни растений.

2. Предмет и задачи экологии растений. Классификация экологических факторов. Схема действия экологических факторов на растения. Взаимоотношение растений с условиями и ресурсами природной среды. Влияние метеорологических условий и климатических факторов на растения. Характеристика почвенных (эдафических) факторов. Отношение растений к свойствам почвы и элементам минерального питания. Влияние условий рельефа на растения (орографические фитогенных и антропогенных). Токсическое действие загрязнителей почвы и воздуха.

1. Морфологическая эволюция растений. Особенности эволюции фототрофных растений. Длительность нарастания и возникновения меристем. Ветвление, полярность, симметрия. Дифференциация тела высших растений на ткани и органы в связи с выходом на сушу. Происхождение побегов и корней. Типы эволюционного изменения органов. Понятие о метаморфозе, конвергенции, рудиментах.

1. Теоретическое и практическое значение классификации растений. Общие принципы классификации. Бинарная система классификации К. Линнея (1707-1778). Принципы естественной системы Значение эволюционной теории для развития систематики Современные задачи

систематики растений как науки. Вид как основная таксономическая единица. Род и семейство. Порядок, класс, отдел (тип). Понятие о высших (побегоносных) и низших растениях. Понятие о группах Procaryota и Еucaryota. Низшие и высшие споровые растения. Семенные растения.

12. Систематика прокариот и низших растений

1. Бактерии. Общая характеристика; форма бактерий. Движение бактерий. Метаболизм. Дробянки, архебактерии, настоящие бактерии, оксифотобактерии, цианобактерии. Вирусы. Природа и структура вирусных частиц. Инфекционные свойства. Репликации вирусов. Вирусные болезни растений.

2. Водоросли. Общая характеристика. Уровни морфологической организации и варианты структур. Бесполое размножение; половые процессы. Циклы развития и смена поколений. Особенности цитологической организации водорослей. Красные, бурые и зеленые водоросли. Одноклеточные протесты. Значение водорослей в природе и жизни человека.
13. Систематика высших споровых растений

1. Моховидные. Признаки моховидных и принципы классификации. Главнейшие представители; их распространение, основные экологические черты, роль в природе. Споровые сосудистые растения. Организация тела споровых сосудистых растений. Первичный и вторичный рост. Трахеалъные элементы; стелы; происхождение корней и листьев. Схема эволюции споровых сосудистых растений; отделы споровых сосудистых растений.

1. Семенные растения. Отдел Голосеменные. Общие особенности анатомического строения. Особенности цикла развития. Семя и его биологическое развитие. Покрытосеменные растения. Общая характеристика. Цветковые растения как высший этап эволюции наземных растений. Системы цветковых растений, главные таксономические группы. Дивергенция популяций; роль гибридизации; происхождение таксонов высшего ранга Влияние человека на ход эволюции растений. Цветок; проблемы его происхождения. Характеристика жизненного цикла. Разнообразие цветковых растений; классы однодольных и двудольных растений; характеристика основных подклассов. Хозяйственное значение покрытосеменных.

1. Зональное распределение растительности и изменение растительного покрова Земного шара в ходе истории Земли. Единицы флористического районирования (царства, области, подобласти, провинции и др.) – принципы их обоснования и выделения. Современные флористические царства и главнейшие флористические области земного шара (характеристика, основные сведения об их происхождении и развитии).

2. Флора: понятие, принципы разграничения отдельных флор, систематический состав, сравнительное изучение, географические и генетические элементы флор, автохтонность и аллохтонность флор, реликты и их основные типы, эндемизм и его значение. Понятие о фитоценозе в биогеоценозе. Основные сведения о строении фитоценоза, его составе, ярусности, синузиях, взаимоотношениях растений между собой и с другими составляющими среды обитания. Основные понятия, связанные с классификацией фитоценозов и растительности в целом.

3. Ареалы растений: определение, представление о приемах картирования, формы, размер и основные типы ареалов, ареал вида и надвидовых таксонов, представление о динамике ареалов, центры распространения и центры происхождения, ареал и история таксонов во времени и пространстве.

Основная

2. Ботаника. Учебник для вузов: в 4 т. / П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кернер; на основе учебника Э. Страсбургера [и др.]. Т. 1. Клеточная бология. Анатомия. Морфология. М.: Изд. центр "Ака­демия", 2007. 368 с.

3. Лотова Л.И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растенй. Учебник. М.: Комкнига, 2007. 512 с.
Дополнительная

1. Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. 10-е изд. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. 600 с.

2. Практикум по анатомии и морфологии растений / В.П. Викторов, М.А. Гуленкова, Л.Н. Дорохина и др. Под ред. Л.Н. Дорохиной. М.: Изд. центр "Ака­демия", 2001. 176 с.

3. Тимонин А.К. Ботаника: в 4 т. Т. 3. Высшие растения: учеб. для студ. высш. учеб заведений. М.: Изд. центр "Ака­демия", 2007. 352 с.

4. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника высших или наземных растений. М.: Academia, 2000 г., 430 с.

5. Жизнь растений. М.: Просвещение, т. 1-6, 1974–1982 гг.