Fizjologia roślin

Cel kursu: Skrócony opis przedmiotu (max. 1000 znaków ze spacjami – ok. ½ strony)

Zapoznanie studentów z podstawowymi procesami fizjologicznymi przebiegającymi w roślinach oraz możliwościami ich regulacji. Gospodarka wodna roślin (pobieranie i transport wody w roślinie, mechanizm bierny i czynny), gospodarka mineralna roślin (pobieranie i funkcje fizjologiczne składników mineralnych oraz najważniejsze objawy ich niedoboru), fotosynteza (faza jasna i ciemna, czynniki fotosyntezy), dystrybucja asymilatów, fotorespiracja, oddychanie roślin ze szczególnym uwzględnieniem czynników środowiskowych, wzrost i rozwój roślin (rodzaje i rola podstawowych fitohormonów, rozwój wegetatywny i generatywny, foto- i termoindukcja kwitnienia), reakcje roślin na wybrane czynniki stresowe (susza, chłód, mróz). Efektem kształceniaia jest rozumienie procesów fizjologicznych w roślinach, wzajemnych powiązań tych procesów ze sobą oraz możliwych modyfikacji w zmieniających się warunkach środowiska.

Wykłady:

- Wprowadzenie do przedmiotu.. Gospodarka wodna roślin. Zjawiska imbibicji, dyfuzji i osmozy oraz ich znaczenie w gospodarce wodnej roślin. Czynny i bierny mechanizm pobierania i transportu wody. Czynniki modyfikujące intensywność transpiracji.

- Fotosynteza. Faza świetlna i węglowa, czynniki wewnętrzne i zewnętrzne modyfikujące przebieg faz. Rośliny typu C3, C4, CAM. Podstawy transportu asymilatów w roślinie.

- Fotorespiracja – istota procesu i czynniki. Oddychanie roślin - podstawy metaboliczne i znaczenie. Wykorzystanie metabolitów pośrednich procesu oddychania. Czynniki środowiskowe modyfikujące proces.

- Gospodarka mineralna roślin. Pierwiastki niezbędne dla roślin, funkcje fizjologiczne i objawy niedoboru. Pobieranie składników mineralnych przez roślin: mechanizm bierny i czynny. Wpływ czynników środowiskowych, w tym bioróżnorodności środowiska na pobieranie składników mineralnych przez rośliny.

- Wzrost i rozwój roślin. Dynamika wzrostu w ontogenezie roślin. Zewnętrzne czynniki wpływające na wzrost. Udział hormonów w regulacji procesów ontogenetycznych. Główne fazy wzrostu i rozwoju roślin. Faza generatywna – mechanizm indukcji i inicjacji kwitnienia. Starzenie się organów i całych roślin.

- Ruchy roślin. Klasyfikacja ruchów roślin. Mechanizmy ważniejszych ruchów roślin.

- Podstawowe reakcje roślin na czynniki stresowe. Okresy krytyczne w gospodarce wodnej roślin, reakcje roślin na niedobór wody, chłód, mróz. Zjawisko allelopatii.

Ćwiczenia:

- Gospodarka wodna roślin. Wykazanie zjawiska osmozy. Oznaczanie intensywności transpiracji i ilości pobranej wody za pomocą potetometru. Wykazanie zjawiska gutacji.

- Fotosynteza. Ekstrakcja i badanie rozpuszczalności barwników asymilacyjnych. Reakcja chlorofilu z kwasami. Wpływ światła na intensywność fotosyntezy – pomiar za pomocą analizatora CO2.

- Oddychanie. Oddychanie nasion pęczniejących – pomiar analizatorem CO2. Wpływ temperatury na intensywność oddychania. Wpływ długotrwałego niedoboru tlenu na wzrost roślin.

- Gospodarka mineralna roślin. Wpływ zasolenia roztworu glebowego na kiełkowanie i wzrost siewek. Zmiana odczynu pożywki przez korzenie roślin.

- Wzrost roślin. Wpływ światła na wzrost roślin – wykazanie zjawiska fotomorfogenezy. Wpływ auksyn na wzrost wydłużeniowy pędu i korzenia. Hamowanie starzenia się liści przez cytokininy.

- Rozwój roślin. Wykazanie zjawiska dominacji wierzchołkowej. Nieprzepuszczalność okrywy nasiennej i endogenne inhibitory, jako wewnętrzne przyczyny zahamowania kiełkowania nasion. Mechanizmy wchodzenia i wychodzenia nasion i pąków ze stanu spoczynku.

- Ruchy roślin. Wykazanie chemotropizmu korzeni. Fototropizm pędu.

- Wpływ stresów abiotycznych na uszkodzenia aparatu fotosyntetycznego. Wpływ temperatury na przepuszczalność błon cytoplazmatycznych – analiza metodą konduktometryczną.

Podstawowa:

1. Kopcewicz J., Lewak S., Fizjologia roślin. Wyd. PWN, Warszawa, 2012

2.Kozłowska M., Fizjologia roślin. Od teorii do nauk stosowanych. Wyd. PWRiL, Poznań, 2007

3. Kopcewicz J., Lewak S., Fizjologia roślin. Wprowadzenie. Wyd. PWN, Warszawa, 2009

Uzupełniająca:

1.Taiz, E. Zeiger, Plant Physiology, 6th Edition; www.plantphys.net, Sinauer Associates, 2015

2. Wojciechowska R., Kobyłko T., Hostyńska A. Some physiological changes in Waldsteinia trifolia (Roch.) leaves in different months of the year. Acta Agrobotanica 61(2): 81-9, 2008

3. Wojciechowska R., Kołton A., Długosz-Grochowska O., Żupnik M., Grzesiak W., The effect of LED lighting on photosynthetic parameters and weight of lamb`s lettuce (Valerianella locusta). Folia Horticulturae 25(1): 41-47, 2013

W zakresie WIEDZY − absolwent zna i rozumie:

- procesy fizjologiczne i biochemiczne zachodzące w roślinach (na poziomie komórki i całej rośliny) np. transport wody i składników mineralnych, fotosynteza, fotooddychanie i oddychanie, rozumie podstawowe zależności tych procesów od warunków środowiska i zna podstawowe reakcje roślin na czynniki stresowe

- mechanizmy wzrostu i rozwoju roślin, w tym rozwoju generatywnego, spoczynku i starzenia się roślin

- znaczenie różnorodności organizmów np. w poobieraniu składników mineralnych przez rośliny, zjawisku allelopatii

W zakresie UMIEJĘTNOŚCI absolwent potrafi:

- interpretować zjawiska i procesy fizyczne związane np. z gospodarką wodną i wymianą gazową roślin, tworzeniem gradientów transbłonowych i ich znaczeniem

- zgodnie z tematyką zajęć laboratoryjnych potrafi wykonywać proste analizy jakościowe i ilościowe w zakresie niezbędnym do wyjaśnienia różnych zjawisk fizjologicznych przebiegających w roślinach

- interpretować podstawowe mechanizmy różnych procesów fizjologicznych roślin od poziomu komórki do całej rośliny, uwzględniając czynniki środowiskowe

W zakresie KOMPETENCJI SPOŁECZNYCH absolwent:

- potrafi pracować zespołowo w grupie laboratoryjnej, wykonując proste eksperymenty

- jest odpowiedzialny za bezpieczeństwo pracy własnej i innych podczas pracy z odczynnikami chemicznymi

Wykłady:

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną, należy udzielić prawidłowej odpowiedzi na co najmniej 50% wszystkich odpowiedzi na zadane pytana; udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 50%.

Ćwiczenia:

Na ocenę pozytywną należy wykonać eksperymenty, zanotować wyniki i przeprowadzić ich interpretację, oraz zaliczyć cząstkowe kollokwia pisemne. Udział oceny z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych w ocenie końcowej wynosi 50%.