Большой практикум. Корневое питание растений.

Преподаватели: ст.преп. М.А. Глазунова, н.с. Е.С. Клименко.

«Корневое питание растений» - практикум, дополняющий лекционный спецкурс «Минеральное питание растений» и помогающий усвоить часть теории этого спецкурса. В программе практикума задачи: определение активности фермента (нитратредуктазы) методом in vitro, определение потенциометрическим методом содержания некоторых ионов в растительных тканях и питательных смесях, изучение архитектуры корневой системы и т.д.. Возможны следующие вариации практических задач: выполнение одинаковых задач на разных объектах, работа с одним объектом, но с растениями разного возраста, работа с одинаковыми объектами, но выращенными на разных питательных средах и т.д. Полученные в ходе выполнения задач результаты позволяют охарактеризовать азотный статус растений в зависимости от: вида растения, возраста, условий выращивания... Особое внимание акцентируется на видоспецифичности растений в усвоении и потребности элементов минерального питания и влиянии конкретного состава питательной смеси на эксперименты, очевидно несвязанные с корневым питанием. Ведение лабораторного журнала, статистическая обработка результатов, представление результатов, формирование отчета о работе, самостоятельная работа с литературными источниками – обязательная составляющая практикума.

Вопросы для подготовки к задачам (допуск)

1. Нитратредуктаза: характеристика фермента, изоформы, локализация, активность в тканях корней и листьев.

2. Регуляция активности нитратредуктазы. Индукция активности светом; синтез и деградация НР-белка.

3. Индукция активности НР. Суточные изменения активности фермента в корнях и листьях.

4. Характеристика нитратредуктазы (НР): локализация, уникальность свойств и комплексная регуляция ферментной активности.

5. Локализация НР в клетках листа и корня. Источники восстановителей, энергии для реакций усвоения азота в хлоропласте на свету и в темноте и в пластиде корней.

6. Видоспецифичность растений в отношении использования нитрата.

7. Компартментация нитрата в клетках. Функции аниона NO₃^– в растении.

8. Содержание и распределение калия в клетке, тканях и органах растения; его циркуляция и реутилизация.

9. Взаимодействие побега и корня при поглощении NO₃^–. Связь поступления нитрата в корни с фотосинтезом: изменение активности систем транспорта в течение суток и индукция экспрессии их генов притоком сахаров.

10. Компартментация, как система, обеспечивающая регуляцию и взаимосвязь процессов усвоения и обмена азота и углерода в фотосинтезирующей клетке.

11. Роль К⁺ в поддержании гомеостаза внутриклеточной и тканевой среды.

12. Компартментация ионов в клетке (на примере NO₃^– и К⁺).

13. Накопление и распределение калия в растениях, циркуляция по растению. Общая характеристика систем транспорта калия.

14. Регуляция ионного обмена в системе целого растения и процессы распределения ионов по компартментам клетки, тканям и органам.

15. Морфология корневой системы растений в зависимости от присутствия, концентрации и формы азота в среде.

16. Корни как специализированная система, обеспечивающая поглощение элементов минерального питания и выполняющая другие функции.

17. Зоны роста корня и их участие в поглощении ионов из среды и их транспортировке в другие части растения.

18. Потенциометрия. Теоретические основы метода.

19. Разнообразие корневых систем. Классификация корней в корневых системах.

20. Потенциометрия. Принцип метода.

21. Потенциометрия. Типы электродов.

22. Потенциометрия. Обсчет данных, полученных с помощью калийного и нитратного электродов.

23. Особенности выделения НР. Кофакторы.

24. Определение нитрита с реактивом Грисса. Принцип метода. Диапазон определяемых концентраций.

25. Определение нитрита с реактивом Грисса. Построение калибровки.