Физиология растений - Биологический факультет

Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Ректор Белорусского государственного
университета
________________ С.В. Абламейко
« 08 » ноября
2010 г.
Регистрационный № УД- 3593 /уч.
Учебная практика по специализации
Учебная программа для специальности:
1-31 01 01 Биология (по направлениям),
специализаций 1-31 01 01-01 03 Физиология растений и
1-31 01 01-02 03 Физиология растений
2010 г.
2
СОСТАВИТЕЛИ:
Галина Григорьевна Филипцова, доцент кафедры физиологии и биохимии
растений Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент;
Владимир Михайлович Юрин, заведующий кафедрой физиологии и биохимии растений Белорусского государственного университета, доктор биологических наук, профессор
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
Елена Владимировна Спиридович, заведующая сектором прикладной биохимии Государственного научного учреждения «Центральный ботанический
сад Национальной академии наук Беларуси» кандидат биологических наук;
Светлана Георгиевна Сидорова, доцент кафедры ботаники Белорусского государственного университета, кандидат биологических наук, доцент
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОЙ:
Кафедрой физиологии и биохимии растений Белорусского государственного
университета (протокол № 7 от 21 октября 2010 г.)
Учебно-методической комиссией биологического факультета Белорусского
государственного университета (протокол № 4 от 27 октября 2010 г.)
Научно-методическим советом Белорусского государственного университета
(протокол № 1 от 03 ноября 2010 г.)
Ответственный за редакцию: Галина Григорьевна Филипцова
Ответственный за выпуск: Галина Григорьевна Филипцова
3
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Учебная практика для студентов 3 курса, обучающихся по специальности 1-31 01 01 Биология специализации 1-31 01 01 03 Физиология растений
является важной частью подготовки высококвалифицированных специалистов – физиологов и биохимиков растений. При прохождении учебной практики студенты знакомятся с главными принципами современных методов исследования растений на различных уровнях организации, осваивают методические приемы выращивания и изучения физиолого-биохимических характеристик как нативных растений, так и культуры клеток.
Цель учебной практики – закрепление и углубление теоретических
знаний, полученных студентами в процессе обучения, освоение физиологических и биохимических методов исследования растительных организмов,
приобретение опыта и навыков самостоятельной научно-исследовательской
работы.
Задачами практики являются:
- освоение правил пользования специальными приборами и оборудованием, необходимым для физиологического и биохимического анализа;
- приобретение навыков планирования и проведения научноисследовательских экспериментов;
- освоение методов выращивания объекта исследования (метод водных,
почвенных культур, культура клеток и тканей растений);
- реферирование научной литературы;
- знакомство с новейшие достижения в области физиологии, биохимии
и молекулярной биологии растений в Республике Беларусь и за рубежом;
- освоение компьютерных программ «Microsoft Word» и «Microsoft
Exсel» для статистической обработки и представления полученных данных.
В результате прохождения учебной практики по специализации «Физиология растений» студент должен:
знать:
- правила работы в научно-исследовательской лаборатории и правила
пользования специальным оборудованием, необходимым для физиологического и биохимического анализа;
- основные требования проведения научно-исследовательского эксперимента (наличие контроля, воспроизводимость, статистическая обработка);
- основные принципы получения и методы биохимического анализа
биологически активных веществ растений;
- новейшие достижения в области физиологии и биохимии растений и
перспективы их использования в различных областях народного хозяйства,
медицины, фармации;
уметь:
- приготовить питательные, буферные и другие растворы различных
концентраций;
4
- вырастить объект исследования (водные, почвенные и другие культуры растений);
- планировать и проводить научно-исследовательский эксперимент;
- использовать биохимические и физиологические методы для исследования растений на разных уровнях организации;
- использовать компьютерные программы «Microsoft Word» и «Microsoft Exсel» и другие для статистической обработки и представления полученных данных в виде таблиц, графиков, диаграмм и т.д.;
- работать с научной и учебно-методической литературой.
В период прохождения практики студенты обязаны:
- соблюдать действующие правила внутреннего распорядка предприятия или лаборатории;
- соблюдать правила эксплуатации оборудования, технику безопасности и охраны труда;
- выполнять задания, предусмотренные программой практики;
- нести ответственность за выполняемую работу и ее результаты.
Основными базами учебной практики по специализации «Физиология
растений» являются:
- кафедра физиологии и биохимии растений;
- научно-исследовательская лаборатория «Физиологии растительной
клетки» при кафедре физиологии и биохимии растений;
- лаборатория биохимии и биотехнологии растений Центрального ботанического сада НАН Беларуси;
- лаборатория физиологии фотосинтетического аппарата Института
биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси;
- лаборатории Института экспериментальной ботаники НАН Беларуси.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРАКТИКИ
В соответствии с учебным планом продолжительность учебной практики
по специализации для студентов 3 курса составляет 5 недель (162 часа) при
6-часовом рабочем дне. Учебная практика состоит из двух разделов: работа
группы студентов по общей программе (1 неделя) и самостоятельная работа
студентов по индивидуальным программам (4 недели). Занятия и контроль за
выполнением программы практики проводит руководитель практики от Белгосуниверситета.
В течение первой недели практики (6 дней) студенты знакомятся с правилами работы в научно-исследовательской лаборатории; сдают технический
минимум по технике безопасности; приобретают навыки приготовления различных растворов, необходимых для физиологических и биохимических исследований; осваивают методы выращивания объекта исследований; знакомятся с устройством и правилами работы на специальном оборудовании.
5
Оставшееся время студенты самостоятельно работают по индивидуальным планам, предусматривающим выполнение конкретной научноисследовательской задачи. Выполнение работы осуществляется на базе предприятия.
СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕЙ ЧАСТИ ПРАКТИКИ
Практика начинается с ознакомления студентов с задачами, формой проведения, распорядком рабочего дня, правилами ведения дневников и рабочих
журналов. За студентами закрепляются рабочие места, выдается необходимая
посуда и материалы, проводится инструктаж по правилам работы в научноисследовательских лабораториях, технике безопасности и охране труда.
Примерный тематический план занятий студентов по общей программе:
1. Подготовка и использование химической посуды.
2. Подбор реактивов и приготовление питательных растворов, буферных смесей и т.д.
3. Определение рН экспериментальных растворов и питательных сред.
4. Выращивание растений методами водных, почвенных культур.
5. Освоение
оборудования,
необходимого
для
физиологобиохимического анализа: химические и аналитические весы, центрифуги, спектрофотометры, иономеры, микроэлектродная техника и т.д.
СОДЕРЖАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПРАКТИКИ
Со второй недели учебной практики студент работает по индивидуальному плану, который составляется научным руководителем. Студенты, специализирующиеся на кафедре, осваивают и выполняют работы по следующим научным направлениям: физиология растений, биохимия растений,
электрофизиология, экофизиология, ксенофитофизиология, фитофизиология
стресса. В зависимости от выбранного научного направления студенты осваивают ряд физиолого-биохимических методов исследования растительных
организмов. Помимо освоения конкретных методик исследования, студенты
приобретают навыки работы со специальной литературой, знакомятся с новейшими достижениями в данной области науки в Республике Беларусь и за
рубежом.
На заключительной неделе практики студенты знакомятся со способами
обработки полученных результатов, осваивают компьютерные программы
для статистической обработки экспериментальных данных, получают навыки
построения таблиц, графиков, диаграмм и т.д. Данные, полученные в ходе
практики, являются в дальнейшем основой для написания курсовой работы.
Примерная тематика индивидуальных заданий студентов:
 Изучение структурной организации фотосинтетического аппарата.
6
 Выделение хлоропластов методом фракционного центрифугирования и определение их фотохимической активности.
 Извлечение фотосинтетических пигментов и их количественное
определение методом спектрофотометрии.
 Регистрация потоков ионов в клетки с помощью ионселективной
электрометрии.
 Регистрация электрофизиологических параметров плазматической
мембраны с помощью микроэлектродной техники.
 Внеклеточное отведение электрофизиологических параметров
клетки.
 Исследование физико-химических свойств протоплазмы растительных клеток.
 Экстракция биологически активных соединений из лекарственных
растений.
 Определение содержания фенольных соединений в растительных
объектах.
 Выделение и определение содержания флавоноидов в нативных
растениях и культуре клеток.
 Определение качественного и количественного состава алкалоидов
в растительных объектах.
 Выделение эфирных масел растений и исследование их биологической активности.
 Электрофоретический анализ белков растений.
 Выращивание растений на искусственных субстратах (рулонный
метод, ионообменные смолы).
 Иммобилизация растительных клеток и ферментов на различных
носителях и исследование их физиолого-биохимических характеристик.
 Освоение методов биологического тестирования воды и почвы.
 Определение активности низкомолекулярных антиоксидантов в
растениях.
 Определение активности перекисного окисления липидов в растениях.
ЛЕКЦИИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
Лекции и семинары по современным направлениям физиологии, биохимии и биотехнологии растений проводятся ведущими специалистамибиологами, сотрудниками НИИ системы НАН Беларуси.
ЭКСКУРСИИ ВО ВРЕМЯ ПРАКТИКИ
В целях ознакомления студентов с оборудованием, современными физиолого-биохимическими и молекулярными методами исследований расте-
7
ний, с методикой полевых опытов в ходе практики предусмотрено проведение экскурсий в Институты НАН Беларуси соответствующего профиля: Институт экспериментальной ботаники, Институт биофизики и клеточной инженерии, НИИ защиты растений, Центральный ботанический сад.
ТРЕБОВАНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА
Во время прохождения практики студенты обязаны вести дневник установленного образца и рабочий журнал, где ежедневно записываются содержание и результаты работы. Письменный отчет оформляется по установленному на кафедре образцу и должен содержать следующие разделы: тему,
время и место прохождения практики; цели и задачи практики; введение;
описание объекта и методов исследования; результаты, представленные в виде таблиц и графиков, с их описанием; выводы или заключение; список проработанной по теме исследования литературы.
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ПРАКТИКИ
Текущий контроль за ходом выполнения программы практики осуществляется руководителем практики ежедневно. В конце учебной практики
студентом составляется письменный отчет по всем видам работы.
Отчет студента и дневник с заключением научного руководителя учебной практики представляется на кафедру.
Результаты прохождения практики докладываются студентом на заседании кафедры до 15 сентября нового учебного года. По результатам доклада с
учетом характеристики научного руководителя студенту выставляется оценка по десятибалльной системе.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Основная
Беликов П.С. Физиология растений. Учебное пособие / П.С. Беликов, Г.А.
Дмитриева. М.: РУДН, 1992.
Гавриленко В.Ф. Большой практикум по фотосинтезу. Учебное пособие /
В.Ф. Гавриленко, Т.В. Жигалова. Под ред. И.П. Ермакова. М.: Академия,
2003.
Гавриленко В.Ф. Большой практикум по физиологии растений / В.Ф. Гавриленко, М.Е. Ладыгина, Л.М. Хандобина. М.: Высшая школа, 1975.
Медведев С.С. Электрофизиология растений. Учебное пособие / С.С. Медведев. С-Пб: С.-Петербургский университет, 1998.
Сорокина И.К. Основы биотехнологии растений. Культура клеток и тканей: учебное пособие / И.К. Сорокина, Н.И. Старичкова, Т.Б. Решетникова, Н.А. Гринь. Саратов: СГУ, 2002.
Юрин В.М. Ксенофитофизиология. Методические указания к лабораторным занятиям / В.М. Юрин, А.П. Кудряшов. Минск: БГУ, 2004.
8
Дополнительная
1. Камман К. Работа с ионселективными электродами / К. Камман. М.:
Мир, 1980.
2. Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений / И.М. Коренман. М.: Химия, 1975.
3. Крутецкая З.И. Биофизика мембран. Учебное пособие. / З.И. Крутецкая, А.В. Лонский. С-Пб: С.-Петербургский университет, 1994.
4. Лемеза Н.А. Экология растений. Практикум для студентов биологического факультета / Н.А. Лемеза, И.И. Смолич. Минск: БГУ, 2004.
5. Методы изучения мембран растительных клеток. Л.: ЛГУ, 1986.
6. Практикум по физиологии растений. Учебное пособие / Под ред. В.Б.
Иванова. М.: Академия, 2001.
7. Практикум по физиологии растений / Под ред. Н.Н. Третьякова. М.:
Агропромиздат, 1990.
8. Першина Л.А. Методы культивирования in vitro в биотехнологии растений / Л.А. Першина. Новосибирск: НГУ, 2000.
9. Филипцова Г.Г. Биохимия растений. Методические рекомендации к лабораторным занятиям / Г.Г. Филипцова, И.И. Смолич. Минск: БГУ,
2004.
10.Юрин В.М. Метод биотестирования по данным электрической реакции
клеток харовых водорослей / В.М. Юрин, А.В. Плакс, А.П. Кудряшов //
В сб.: Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988.