Программа государственного экзамена анатомия и морфология растений

Царство растения. Отличия растений от других эукариот. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Понятие о модульных и унитарных организмах. Органы растения: вегетативные и генеративные. Растения низшие и высшие.

Роль растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Фотосинтез. Космическая (планетарная) роль зеленых растений. Роль растений в жизни человека. Проблема охраны растительного мира.

Клетка как основная структурная и функциональная единица живого. Организация типичной растительной клетки: оболочка, протопласт, цитоплазма. Мембранный принцип строения протопласта.

Специфические черты строения растительной клетки. Клеточная оболочка. Общая характеристика и химический состав. Первичные и вторичные оболочки. Биологическое значение клеточной оболочки. Использование клеточных оболочек в хозяйственной деятельности человека. Вакуоль, ее строение и функции. Тонопласт. Осмотические явления и их значение в жизни растений. Пластиды, их типы. Онтогенез и взаимопревращения пластид.

Физико-химическая сущность фотосинтеза и главные этапы его изучения. Фотосинтез как процесс трансформации энергии света в энергию химических связей. Хлоропласты, их строение и функции. Фотосинтетические пигменты и их взаимодействие со светом. Хлорофиллы. Каротиноиды. Пигментные системы. Пигмент–белковые комплексы тилакоидной мембраны. Фотосистемы растений.

Электрон-транспортная цепь фотосинтеза. Фотосинтетическое фосфорилирование. Сопрягающие факторы фотофосфорилирования (АТФ-синтетазный комплекс): локализация, структура и функция. Фотоокисление воды.

С₃-путь метаболизма углерода (восстановительный пентозофосфатный путь, цикл Кальвина), его характеристика, основные этапы и химизм реакций. Фотодыхание. С₄-путь метаболизма углерода в процессе фотосинтеза (цикл Хетча-Слека). Особенности растений, осуществляющих С₄-цикл. Фотосинтез по типу толстянковых растений (САМ-цикл), его суть, особенности и химизм реакций.

Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды: интенсивности и спектрального состава света, концентрации углекислого газа, температуры, водообеспеченности растений, минерального питания. Фотосинтез как основа продуктивности растений.

Растительные ткани, их определение и разнообразие. Ткани образовательные (меристематические) и постоянные, простые и сложные, первичные и вторичные. Связь строения клеток с функциями ткани.

Меристемы, их роль в процессах роста растения. Паренхима, ее основные виды: ассимиляционная, запасающая. Особенности функционирования и локализация в теле растения. Аэренхима. Покровные ткани: эпидерма, перидерма, корка (ритидом). Механические ткани: колленхима, склеренхима. Проводящие ткани. Ксилема, флоэма, их клеточный состав. Трахеиды, сосуды, ситовидные клетки, ситовидные трубки с клетками-спутницами. Усложнение анатомического строения как одно из эволюционных преимуществ покрытосеменных растений.

Воспроизведение и размножение растений. Бесполое и половое размножение, их биологическое значение.

Спороношение. Споры – клетки бесполого размножения. Спорангии. Биологическое значение мейоспор и их связь с половым процессом.

Половой процесс у растений. Гаметы и зигота. Типы полового процесса у растений. Изогамия, гетерогамия (анизогамия) и оогамия. Антеридии и архегонии – половые органы растений (гаметангии).

Чередование ядерных фаз при половом размножении. Гаплобионты и диплобионты. Спорофит и гаметофит, их соотношение в жизненном цикле представителей различных отделов. Роль воды в процессе оплодотворения у споровых. Разноспоровость. Происхождение семенного размножения.

Отдел папоротниковидные. Общая характеристика. Географическое распространение и экология. Жизненные формы папоротников. Морфологическое и анатомическое строение спорофита. Происхождение листьев папоротниковидных (макрофиллия). Типы стелы. Особенности формирования спорангиев и основные направления эволюции спороношения папоротников. Гаметофиты. Цикл воспроизведения равноспорового папоротника. Необходимость воды для оплодотворения.

Отдел голосеменные. Общая характеристика. Географическое распространение. Жизненные формы. Особенности анатомического и морфологического строения. Микро- и мегаспорангии. Стробилы (шишки). Образование мужских гаметофитов – пылинок. Семязачаток: интегумент и нуцеллус. Женский гаметофит – эндосперм. Опыление и оплодотворение. Независимость цикла воспроизведения от воды. Биологическое значение семян. Развитие зародыша. Прорастание семян. Значение голосеменных в природе и жизни человека.

Отдел покрытосеменные, или цветковые, как высший этап эволюции наземных растений. Особенности морфологии, анатомии, биохимии вегетативных органов. Цветок, его определение и функции. Околоцветник. Андроцей. Микроспорогенез и образование пыльцы. Гинецей. Строение и типы семязачатков. Интегументы, нуцеллус. Мегаспорогенез, развитие зародышевого мешка. Опыление. Двойное оплодотворение и его биологическое значение. Биологическая роль триплоидного эндосперма. Образование семян и плодов. Разнообразие цветковых растений и их роль в современном растительном покрове Земли Значение покрытосеменных в жизни человека.

Строение семян цветковых растений. Основные части семени: зародыш, запасные питательные вещества (эндосперм, перисперм), семенная кожура. Их происхождение. Типичное строение зародыша однодольных и двудольных. Проблема происхождения однодольности. Типы семян цветковых растений по степени сформированности зародыша, наличию запасных питательных веществ. Хозяйственное значение семян. Условия прорастания семян. Функции семядолей. Надземное и подземное прорастание.

Плоды. Проблема определения плода. Биологическое значение плодов. Околоплодник, участие различных частей цветка в его формировании. Классификация плодов по типу гинецея, числу плодолистиков и семязачатков, консистенции околоплодника, типу завязи, способам высвобождения семян. Основные виды апокарпных плодов: много- и однолистовка, много- и одноорешек, много- и однокостянка, боб. Ценокарпные плоды: коробочка, стручок, стручочек, семянка, зерновка злаков, орех, желудь, ягода, плод цитрусовых (гесперидий, или померанец), тыквина, костянки. Распространение плодов и семян. Приспособления к эндо-, экзо- и синзоохории, гидрохории, анемохории.

Царство грибы. Общая характеристика. Особенности строения клеток грибов. Вегетативное тело гриба. Типы мицелия. Видоизменения мицелия. Ве­гетативное размножение. Основные черты спорообразования, разнообразие спор. Конидии. Эволюционные тенденции полового размножения грибов. Способы питания грибов.

Принципы классификации грибов. Важнейшие представители классов хитридиевые, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты. Роль грибов в функционировании биоценозов и жизни человека.

Лишайники как симбиотические организмы. Фикобионт, микобионт, их взаимоотношения. Накипные, листоватые и кустистые формы. Гомеомерные и гетеромерные лишайники. Размножение лишайников. Принципы классификации. Распространение, основные черты экологии и практическое значение.