Fizjologia roślin drzewiastych

Celem przedmiotu jest zdobycie wiedzy na temat poszczególnych zjawisk zachodzących w roślinie oraz procesów odpowiedzialnych za te zjawiska i mechanizmów uczestniczących w regulacji tych procesów. Poznanie wybranych elementów z biochemii eksperymentalnej oraz nabycie umiejętności wykonywania ćwiczeń i analiz z najważniejszych działów fizjologii roślin z elementami biochemii ma za zadanie powiązania fizjologii roślin z dyscyplinami w zakresie nauk leśnych, co stanowi niezbędny element kształcenia studentów leśnictwa.

Wykłady 10 godz.

Tematyka zajęć Zaznajomienie z podstawowymi związkami organicznymi budującymi komórki i tkanki roślinne (aminokwasami i białkami, kwasami nukleinowymi, węglowodanami i tłuszczowcami) oraz z ich funkcjonowaniem w organizmie roślinnym.

Podstawy strukturalno – funkcjonalne komórki roślinnej: prezentacja podstawowych struktur i organelli komórkowych ze szczególnym uwzględnieniem modyfikacji ściany komórkowej (lignifikacja, kutynizacja, korkowacenie).

Gospodarka wodna: funkcje wody w komórkach tkankach roślinnych; procesy umożliwiające przemieszczanie się wody w roślinie (dyfuzja, przepływ masowy, osmoza); komórka roślinna jako układ osmotyczny (wyjaśnienie pojęć: potencjał osmotyczny, siła ssąca i turgor komórki, komórki roślinne w roztworach o różnym potencjale osmotycznym - formy plazmolizy i deplazmoliza); transport wody w roślinie: przepływ wody w korzeniu, przepływ wody w ksylemie (omówienie parcia korzeniowego, znaczenie mechanizmu aktywnego i pasywnego), przewodzenie wody w liściu: rodzaje transpiracji, mechanizm ruchu aparatów szparkowych; susza fizjologiczna.

Przemiany związków organicznych i energii: podział organizmów na autotroficzne i heterotroficzne, wyjaśnienie pojęć anabolizmu i katabolizmu

A. Fotosynteza: istota i lokalizacja procesu; rodzaje plastydów i budowa chloroplastów; budowa chlorofilu; podstawowe wiadomości na temat mechanizmu fotosyntezy: fazy świetlna (fotosystemy I i II, transport elektronów, fosforylacja fotosyntetyczna) ) i ciemna; powstawanie cukrów, aminokwasów, białek i lipidów w procesie fotosyntezy; wpływ czynników środowiska na proces fotosyntezy (światło m.in. promieniowanie fotosyntetycznie czynne, świetlny punkt kompensacyjny oraz CO2, woda, temperatura); produktywność fotosyntezy; rośliny światło- i cieniolubne;

B. Oddychanie: istota procesu

Proces oddychania - substraty oddechowe; oddychanie tlenowe i beztlenowe; energetyczny aspekt oddychania; zależność oddychania od warunków zewnętrznych.

Wzrost i rozwój roślin: pojęcie wzrostu; typy wzrostu drzew; rytm roczny: wzrost na wysokość i przyrost na grubość; hormony roślinne: podział i rola fizjologiczna; kultury in vitro i ich wykorzystanie w gospodarce leśnej.

Ćwiczenia projektowe (ćwiczenie laboratoryjne) 20 godz.

Tematyka zajęć Omówienie zasad BHP i pracy w laboratorium; Białka: reakcje charakterystyczne - reakcja biuretowa (Piotrowskiego), denaturacje białek – pod wpływem stężonego kwasu azotowego (reakcja Hellera), reakcja z NaOH, strącanie białek za soli metali ciężkich, denaturacja cieplna, działanie alkoholu

Enzymy: wykrywanie obecności katalazy w ziemniaku, aktywność peroksydazy; Węglowodany: określanie właściwości chemicznych mono- i disacharydów tzn. przeprowadzenie ogólnej reakcji na węglowodany - Molischa, odróżnianie aldoz od ketoz- Seliwanoffa, wykrywanie cukrów redukujących-reakcja Fehlinga, reakcja z błękitem metylenowym, kwaśna hydroliza sacharozy

Gospodarka wodna: dyfuzja siarczanu miedzi w wodzie, szybkość dyfuzji barwników organicznych w żelatynie, szybkość dyfuzji w zależności od gęstości ośrodka, przepuszczalność żywej i martwej cytoplazmy komórek roślinnych

Gospodarka wodna - ciąg dalszy: gutacja, rola ochronna skórki, oznaczanie wielkości siły ssącej tkanki bulwy ziemniaka, oznaczanie intensywności transpiracji metodą wagową

Gospodarka wodna - ciąg dalszy: oznaczanie transpiracji względnej metodą Stahla; Gospodarka mineralna: omówienie podstawowych wiadomości z zakresu podziału i roli fizjologicznej pierwiastków chemicznych, wpływ odczynu podłoża na wzrost roślin

Gospodarka mineralna – ciąg dalszy: antagonizm jonów, sole fizjologicznie kwaśne i zasadowe, wpływ potencjału osmotycznego na kiełkowanie i wzrost siewek pszenicy

Fotosynteza: ekstrakcja barwników asymilacyjnych, badanie właściwości fizycznych i chemicznych chlorofilu tj. rozpuszczalność chlorofilu, reakcja chlorofilu z zasadami i z kwasami

Fotosynteza – ciąg dalszy: wpływ warunków zewnętrznych na intensywność procesu fotosyntezy tj. wpływ natężenia światła, dwutlenku węgla (CO2) oraz temperatury na ten proces

Oddychanie: pomiar intensywności oddychania metodą miareczkową, wyznaczanie energii cieplnej w procesie oddychania

Wzrost i rozwój roślin – regulatory wzrostu: test cylindryczne koleoptyli pszenicy na stężenie auksyn, wpływ auksyn na wzrost korzeni rzeżuchy, wpływ kwasu giberelinowego na kiełkowanie ziarniaków pszenicy i wzrost siewek

Podstawowa

1. Czerwiński Witold. 1978. Fizjologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN.

2. Kopcewicz Jan i Lewak Stanisław (red.). 1999. Fizjologia roślin. Wydawnictwo Naukowe PWN.

3. Kozłowska Monika (red.). 2007. Fizjologia roślin. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Oddział w Poznaniu.

Uzupełniająca

1. Taiz L.and Zeier E.(red.). 2006. Plant Physiology 4th Ed. Sinauer Associates, Inc. Publ. Sunderland.

WIEDZA − absolwent zna i rozumie:

FIZJOL._W01 ma podstawową wiedzę z zakresu botaniki leśnej i biologii komórki, zna budowę tkanek roślinnych oraz funkcjonowanie rośliny w ekosystemach leśnych i oddziaływanie roślin na całokształt środowiska przyrodniczego LES1_W03 R

FIZJOL._W02 ma podstawową wiedzę o procesach biochemicznych i fizjologicznych decydujących o wzroście i rozwoju roślin, ma elementarną wiedzę z zakresu anatomii roślin i biotechnologii leśnej LES1_W04 R

UMIEJĘTNOŚCI − absolwent potrafi:

FIZJOL._U01 potrafi przeprowadzić obserwacje i pomiary w laboratorium, umie analizować i opisywać zjawiska i procesy występujące w roślinie, potrafi zrozumieć praktyczne aspekty zastosowania fizjologii w leśnictwie LES1_U01 R

FIZJOL_U02 umie dobrać odpowiednie metody i technologie badawcze do przeprowadzenia analiz dzięki którym będzie możliwa realizacja zamierzonych celów niezbędnych dla poprawy jakości i zdrowotności ekosystemów leśnych LES1_U10 R

FIZJOL_U03 potrafi przygotować prace pisemne w formie sprawozdań oraz zaprezentować wiedzę i swoją opinię na tematy związane z fizjologią roślin drzewiastych z uwzględnieniem aspektów praktycznych na poziomie ogólnym oraz potrafi przeprowadzić analizę wyników na podstawie danych uzyskanych z przeprowadzonych eksperymentów laboratoryjnych LES1_U18 R

KOMPETENCJE SPOŁECZNE − absolwent jest gotów do:

FIZJOL _K01 dokształcania i samodoskonalenia w zakresie fizjologii roślin LES1_K01 R

FIZJO-K02

potrafi przygotować stanowisko pracy laboratoryjnej i zadbać o bezpieczeństwo pracy LES1_K03 R

Wykład:

gzamin pisemny ograniczony czasowo (minimum 60% poprawnie udzielonych odpowiedzi na egzaminie w celu uzyskania oceny 3,0); udział oceny z zaliczenia wykładów w ocenie końcowej wynosi 40%

Ćwiczenia laboratoryjne:sprawdzian wiedzy