МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
------------
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Владикавказ, 2014
-
Дисциплина - Физиология и биохимия растений
-
Основные принципы жизнедеятельности растительной клетки.
-
Методы изучения растительной клетки.
-
Химический состав растительной клетки.
-
Белки и их функции в клетке.
-
Биологическая роль ферментов.
-
Нуклеиновые кислоты и их функции.
-
Биосинтез белка.
-
Углеводы растений.
-
Липиды растительной клетки.
-
Проблема мембранной проницаемости.
-
Раздражимость и реакция клетки на повреждающее воздействие.
-
Принципы регулирования физиологических процессов.
-
Планетарная роль фотосинтеза.
-
Физико-химическая сущность фотосинтеза и главные этапы его изучения.
-
Лист как орган фотосинтеза.
-
Хлоропласты, их состав, строение, функции.
-
Пигменты хлоропластов.
-
Световая фаза фотосинтеза.
-
Метаболизм углеродов при фотосинтезе
-
Цикл Кальвина, Хетча и Слека.
-
Фитодыхание и метаболизм гликолевой кислоты.
-
Интенсивность фотосинтеза и методы его определения.
-
Эндогенные механизмы регуляции фотосинтеза.
-
Зависимость фотосинтеза от факторов внешней среды.
-
Посевы и насаждения как фотосинтезирующие системы.
-
Индекс листовой поверхности.
-
Чистая продуктивность фотосинтеза.
-
Фотосинтетический потенциал.
-
Радиационный режим и структура посева.
-
Параметры оптимального посева.
-
Пути оптимизации фотосинтетической деятельности посевов.
-
Фотосинтез и урожай.
-
Источники облучения.
-
Влияние искусственного облучения на анатомо-физиологическую характеристику растений.
-
История и методы учета дыхания.
-
Строение, свойства и функции митохондрий.
-
Основные пути окисления дыхательного субстрата.
-
Химия дыхания.
-
Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Кребса).
-
Анаэробное и аэробное дыхание.
-
Электронно-транспортная цепь дыхания и окислительное фосфорилирование.
-
Взаимосвязь различных типов энергетического обмена в растении.
-
Роль дыхания в биосинтетических процессах.
-
Смесь дыхания и фотосинтеза.
-
Зависимость дыхания от внутренних факторов.
-
Экологические аспекты дыхания.
-
Роль дыхания в управлении продукционном процессе.
-
Термодинамические основы водообмена растений.
-
Значение транспорта воды и путь водного тока в растении.
-
Поглощение воды растением.
-
Особенности корневой системы как органа поглощения воды.
-
Почва как среда водоснабжения растений.
-
Корневое давление, его зависимость от внешних и внутренних факторов.
-
Биологическое значение и размеры транспирации.
-
Физиология устьичных растений.
-
Методы измерения интенсивности транспирации.
-
Способы снижения уровня транспирации.
-
Водный баланс растений.
-
Влияние на растения недостатка и избытка воды.
-
Транспирационный коэффициент и коэффициент водопотребления, зависимость от внутренних и внешних условий, способы их снижения.
-
Физиологические основы орошения.
-
Использование параметров водообеспеченности растений при программировании урожаев.
-
Необходимые элементы для питания растений.
-
Содержание и необходимость элементов
-
Макроэлементы, их усвояемые соединения, роль и функциональные нарушения при недостатке в растении.
-
Микроэлементы, их усвояемые формы, роль и функциональные нарушения при недостатке в растении.
-
Диагностика дефицита питательных веществ.
-
Поглощение питательных веществ.
-
Ионный транспорт в растении.
-
Регулирование растением скорости поглощения ионов.
-
Азотное питание растений.
-
Обеспечение растений питательными веществами в полевых условиях.
-
Физиологические основы применения удобрений.
-
Особенности питания растений в беспочвенной культуре.
-
Неблагоприятное воздействие на растение избыточного высокого уровня минерального питания.
-
Общие закономерности обмена веществ в растительном организме.
-
Транспорт органических веществ по флоэме.
-
Понятие об онтогенезе, росте и развитии растений.
-
Клеточные основы роста и развития.
-
Фитогормоны как факторы, регулирующие рост и развитие целостного растения.
-
Биотехнология.
-
Локализация роста у растений.
-
Особенности роста органов растения.
-
Зависимость роста от внутренних факторов.
-
Ростовые явления.
-
Методы измерения скорости роста.
-
Зависимость роста от экологических факторов.
-
Необратимые нарушения роста. Карликовость и гигантизм.
-
Ритмы физиологических процессов.
-
Движение растений.
-
Развитие растений.
-
Фотопериодизм.
-
Физиология старения растений.
-
Циклическое старение и омоложение растений и их органов в онтогенезе.
-
Понятие о целостности организма.
-
Особенности роста растений в онтогенезе.
-
Физиология цветения.
-
Физиология опыления и оплодотворения.
-
Физиология покоя и прорастания семян.
-
Физиологические основы хранения семян, плодов, овощей, сочных и
грубых кормов.
-
Границы приспособления и устойчивости растений.
-
Реакции растений на изменение физико-химических факторов.
-
Холодостойкость растений.
-
Морозоустойчивость растений.
-
Зимостойкость растений.
-
Лимитирующие факторы.
-
Причины полегания растений.
-
Засухоустойчивость и жароустойчивость растений.
-
Солеустойчивость растений.
-
Газоустойчивость растений.
-
Действие радиации на растение.
-
Аллемепатичекие взаимодействия в ценозе.
-
Действие пестицидов на растение.
-
Тесты устойчивости растений.
-
Физиология и биохимия формирования качества урожая зерновых культур.
-
Физиология и биохимия масличных культур.
-
Физиология и биохимия зернобобовых культур.
-
Физиология и биохимия кормовых трав.
-
Физиология и биохимия овощных культур.
-
Физиология и биохимия картофеля.
-
Физиология и биохимия плодово-ягодных культур.
-
Физиология и биохимия корнеплодов.
-
Растения как самоорганизующаяся и саморазвивающаяся
адаптивная система.
-
Дисциплина – Биотехнология
1. Вопросы программы вступительного экзамена в аспирантуру
-
Понятие биотехнологии как технологического приема получения модифицированных биообъектов с целью придания им новых свойств и/или способности производить новые вещества.
-
Основные области применения современной биотехнологии и основные ее аспекты (биологические, химические, технологические).
-
Теория лимитирования и ингибирования роста клеток элементами питания. Физиология энергетического обмена: использование клетками энергодающих процессов, их эффективность и зависимость от условий среды.
-
Экономический коэффициент и его связь с условиями роста.
-
Взаимодействие клеток и среды, влияние внешних физических и физико-химических факторов на рост и биосинтез у микроорганизмов.
-
Способы культивирования микроорганизмов (периодическое, непрерывное, иммобилизация клеток и ферментов).
-
Анаэробные процессы окисления. Анаэробное дыхание. Брожение.
-
Аэробное дыхание. Разнообразие субстратов, окисляемых микроорганизмами (природные биополимеры, углеводороды, ксенобиотики и др.). Полное аэробное окисление субстрата, неполное окисление и трансформация органических субстратов.
-
Ферменты, и их биохимическая роль. Классификация и номенклатура.
-
Термодинамические расчеты биохимических реакций. Теплота и свободные энергии, влияние температуры, рН и природы растворителей.
-
Кинетические основы ферментативных процессов. Стационарная кинетика ферментативных реакций, уравнение Михаэлиса-Ментен.
-
Влияние ингибиторов и активаторов на скорость ферментативных реакций. Температурная и рН- зависимость активности ферментов, инактивация ферментов.
-
Кинетические основы микробиологических процессов. Кинетическое описание процесса роста микроорганизмов. Экспоненциальная модель роста. Уравнение Моно-Иерусалимского.
-
Математическое описание периодической, турбидостатной и хемостатной культуры.
-
Кинетическое описание смешанных культур. Кинетика гибели микроорганизмов. Кинетическое описание биосинтеза продуктов микроорганизмами.
-
Основные принципы хроматографии, ее применение.
-
Основные биообъекты биотехнологии: промышленные микроорганизмы, клетки и ткани растений, животных и человека, биокатализаторы.
-
Сырье для биосинтеза и оценка его биологической ценности.
-
Непрерывные процессы культивирования. Теория хемостата. Автоселекция в хемостате.
-
Полунепрерывные и периодические процессы культивирования.
-
Кинетическое описание периодического культивирования. Удельные скорости роста биомассы, биосинтеза продукта и потребления субстратов.
-
Типовые технологические приемы стадии выделения и очистки продуктов биосинтеза.
-
Современные подходы к созданию ресурсо- и энергосберегающих биотехнологий.
-
Антропогенные факторы химического и биологического загрязнения окружающей среды. Органические ксенобиотики, соединения азота, серы, фосфора, тяжелые металлы и радионуклиды.
-
Биологические методы для решения задач охраны окружающей среды. Основные биохимические пути микробиологической трансформации загрязняющих веществ. Микроорганизмы – биодеструкторы.
-
Биологическая очистка сточных вод. Принципиальные схемы очистных сооружений.
-
Основные принципы работы, методы и сооружения аэробной и анаэробной биологической очистки сточных вод и переработки промышленных отходов.
-
Биологические методы очистки воздуха. Биологическая дезодорация газов. Основные методы и принципиальные конструкции установок.
-
Биоремедиация и биологическая очистка природных сред. Основные подходы.
-
Биологическая переработка твердых отходов. Биодеструкция природных и синтетических полимерных материалов.
-
Мониторинг окружающей среды. Методы биотестирования и биоиндикации в мониторинге.
-
Способы стерилизации жидкостей, твердых субстратов и воздуха. Термическая стерилизация.
-
Влияние условий культивирования продуцента на тепловыделение, величину экономического коэффициента и степень утилизации субстрата.
-
Потребление кислорода микроорганизмами. Массопередача кислорода от воздуха к клеткам.
-
Основное ферментационное оборудование, его виды и предварительный подбор.
-
Массообменные характеристики ферментационного оборудования.
-
Биореакторы периодические и непрерывно действующие, полного смешения, полного вытеснения и промежуточного типа.
-
Классификация биореакторов по способу ввода энергии: аппараты с механическим перемешиванием, барботажный, эрлифтный.
-
Методы определения величины коэффициента массопередачи в биореакторах различной конструкции.
-
Основы моделирования биореакторов. Этапы моделирования.
2. Учебно-методическое и информационное обеспечение программы вступительного экзамена в аспирантуру по специальности
03.01.06 «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)»:
а) основная литература:
-
Биотехнология / И.В. Тихонов, Е.А. Рубан, Т.Н. Грязнева и др. Под ред. Е.С. Воронина. – СПб.: ГИОРД, 2008. – 704 с.
-
Прикладная экобиотехнология: учеб. пособие: в 2-х тт. / А.Е.Кузнецов [и др.] - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 1114 с.
-
Островский Г.М., Зиятдинов Н.Н., Лаптева Т.В. Оптимизация технических систем: Учебное пособие / Г.М. Островский, Н.Н. Зиятдинов, Т.В. Лаптева. – М.: КНОРУС, 2010. – 526 с
-
Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: КолосС: Химия, 2004. –296 с.
-
Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2-х частях. Ч. 2 – М.: Мир, 1989. – 590 с.
-
Квеситадзе, Г. И. Введение в биотехнологию / Г. И. Квеситадзе, А. М. Безбородов; РАН. Ин-т биохимии им. А.Н. Баха. – М.: Наука, 2002. – 283 с.
-
Биотехнология. (Учебное пособие для вузов под ред. Егорова Н.С., Самуилова В.Д.). В 8-ми книгах. – М.: Высшая школа, 1987.
-
Манаков М.Н., Победимский Д.Г. Теоретические основы технологии микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1990. – 272 с.
-
Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: Кинетические основы микробиологических процессов. – М.: Высшая школа, 1990. – 296 с.
-
Агрегация микроорганизмов: флокулы, биопленки, микробные гранулы /А.С. Сироткин, Г.И. Шагинурова, К.Г. Ипполитов. – Казань: Изд-во Академии наук РТ «Наука», 2007. – 160 с.
-
Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: КолосС: Химия, 2004. – 296 с.
б) дополнительная литература:
-
Кантере В.М. Теоретические основы технологии микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1990. – 271 с.
-
Грачева И.М., Иванова Л.А, Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. – М.: Колос, 1992. – 383 с.
-
Матвеев В.Е. Научные основы микробиологической технологии. – М.: Агропромиздат, 1985. – 224 с.
-
Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. – М.: Агропромиздат, 1987. – 398 с.
-
Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. – М.: Наука, 1985. – 292 с.
-
Ферментационные аппараты для процессов микробиологического синтеза / А. Ю. Винаров, Л. С. Гордеев, А. А. Кухаренко, В. И. Панфилов; под ред. В.А. Быкова. – М.: ДеЛи Принт, 2005. – 278 с.
-
Минкевич, И.Г. Материально-энергетический баланс и кинетика роста микроорганизмов / И. Г. Минкевич. – Москва–Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; институт компьютерных исследований, 2005. – 352 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
-
Современные проблемы и методы биотехнологии [Электронный ресурс]: электрон. учеб.-метод. комплекс по дисциплине / Т.Г. Волова, С.В. Маркова, Л.А. Франк [и др.]. – Электрон. дан. (120 Мб). – Красноярск: ИПК СФУ, 2009. – (Современные проблемы и методы биотехнологии: УМКД № 1323-2008 / рук. творч. коллектива Т. Г. Волова). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования: Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц; 512 Мб оперативной памяти; 180 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит); Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf); Microsoft PowerPoint 2003 или выше. – (Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320902481).
-
Кузьмина, Н. А. Основы биотехнологии [Электронный ресурс] / Н.А. Кузьмина. – Режим доступа: www.biotechnolog.ru.
-
BioWоrld [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cbio.ru
-
Повестка дня XXI в. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
www.un.org/russian/conferen/wssd/agenda21
|
