Fizjologia roślin i zwierząt 1400-125FRZ

Każde ćwiczenia rozpocznie prelekcja przedstawiająca sposoby odbierania i reagowania na bodźce pochodzące ze środowiska zewnętrznego przez organizmy roślinne i zwierzęce. Następnie, naprzemiennie omawiane będą różne procesy metaboliczne, ze szczególnym uwzględnieniem podobieństw wybranych procesów występujących w organizmach roślinnych i zwierzęcych.

W części roślinnej: Szczegółowo omówione zostaną procesy fotosyntezy, fotooddychania i oddychania mitochondrialnego oraz ich regulacja. Przedstawione zostaną mechanizmy pobierania i transportu wody u roślin oraz procesy warunkujące transport i dystrybucję metabolitów w organizmach roślinnych. Następnie omówione zostaną wymagania żywieniowe roślin (dostępność makro- i mikroelementów) determinujące prawidłowy rozwój roślin, mechanizmy pobierania jonów przez rośliny oraz zmiany w metabolizmie roślinnym spowodowane przez deficyt wybranych pierwiastków. Ponadto przedstawione zostaną wybrane aspekty udziału fitohormonów w regulacji rozwoju roślin oraz w odpowiedzi roślin na czynniki stresowe. Omówione zostaną również zmiany w morfologii i funkcjonowaniu organizmów roślinnych w warunkach działania czynników stresowych.

W części zwierzęcej: Na podstawie funkcjonowania układu oddechowego, pokarmowego i wydalniczego omówione zostaną mechanizmy niezbędne do zaspakajania zapotrzebowania organizmu na tlen, energię i wodę. Przedstawiona zostanie różnorodność diety i zapotrzebowanie na podstawowe składniki pokarmowe w świecie zwierząt. Następnie omówione zostaną sposoby komunikacji pomiędzy różnymi częściami organizmu ze szczególnym uwzględnieniem powiązania pomiędzy budową i funkcją pełnioną przez układy: nerwowy, hormonalny i krwionośny (krew). Przedstawiona zostanie budowa, fizjologia i ewolucja ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, różnorodność neurotransmiterów, rola ośrodków korowych i łuku odruchowego. W układzie endokrynowym omówiona zostanie różnorodność chemiczna hormonów, mechanizmy ich działania oraz regulacja ich wydzielania. Przedstawiona zostanie funkcja transportowa krwi. Wprowadzone zostanie pojęcie homeostazy. Studenci zostaną zaznajomieni z pojęciem ruchu nie tylko pojmowanego jako przemieszczanie się przestrzenne (mięśnie szkieletowe) ale także jako zjawisko niezbędne do podtrzymania funkcji życiowych (mięśnie gładkie i mięsień sercowy). Na koniec omówiona zostanie fizjologia rozmnażania się zwierząt. Wykład podsumuje przedstawienie reakcji stresowej i stresu jako jednego z mechanizmów adaptacyjnych.

Ćwiczenia będą praktycznym uzupełnieniem i konwersatoryjnym omówieniem zagadnień poruszanych podczas prelekcji.

Zagadnienia poruszane na ćwiczeniach:

1. Organizm w środowisku.
a) rośliny: przykłady aklimatyzacji roślin do zmieniających się warunków środowiska, wybrane adaptacje rozwojowe, morfologiczne i metaboliczne występujące w świecie roślinnym, odbieranie bodźców środowiskowych przez rośliny, fizjologia roślin a produktywność roślin użytkowych.
b) zwierzęta: fizjologiczne adaptacje do różnych warunków temperaturowych; diapauza, torpor, hibernacja.
2. Pozyskiwanie energii.
a) rośliny: fotosynteza i procesy oddechowe roślin (oddychanie tlenowe i beztlenowe: podstawowe i wzmożone).
b) zwierzęta: odżywianie zwierząt (ćwiczenia komputerowe: trawienie węglowodanów, białek i tłuszczów; optima działania enzymów trawiennych człowieka; rola organizmów symbiotycznych w trawieniu celulozy).
3. Transport
a) rośliny: transport krótko- i dalekodystansowy u roślin, mechanizmy załadowania i rozładowania floemu, dystrybucja związków pokarmowych w roślinie potencjał spoczynkowy i pobudzenia u roślin.
b) zwierzęta: krew, układ krwionośny i wymiana gazowa u zwierząt (ćwiczenia komputerowe: hydraulika przepływu krwi w naczyniach, mechanika wentylacji płucnej, fizjologia serca żaby i szczura, fizjologia mięśni gładkich, wpływ neurotransmiterów na mięsień sercowy i gładki).
4. Gospodarka wodna i mineralna
a) rośliny: względna zawartość wody w tkankach roślinnych poddanych działaniu czynnika stresowego, natężenie transpiracji, objawy fenotypowe niedoboru makroelementów, wpływ niedoboru wybranych makroelementów na metabolizm roślin.
b) zwierzęta (ćwiczenia komputerowe: fizjologia nerki i regulacja hormonalna wydalania, wpływ ciśnienia krwi na filtrację kłębuszkową, działanie pętli Henlego, wpływ ADH i aldosteronu na resorpcję kanalikową).
5. Systemy koordynacji i regulacji
a) rośliny: fitohormony i ich rola w koordynacji wzrostu roślin, regulacja kiełkowania nasion i starzenia się organów przez fitohormony.
b) zwierzęta: układ nerwowy i hormonalny zwierząt (ćwiczenia komputerowe: wpływ osi tarczycowej na tempo metabolizmu ssaków i/lub hormonalna terapia zastępcza i/lub cukrzyca alloksanowa oraz fizjologia przewodnictwa nerwowego).
6. Ruch
a) rośliny: ruchy roślin: tropizmy, nastie, nutacje - mechanizmy, rola fitohormonów w regulacji ruchu roślin.
b) zwierzęta: układ ruchowy zwierząt (ćwiczenia komputerowe: fizjologia mięśni szkieletowych, zależność skurczu od natężenia bodźca, wpływ rozciągnięcia mięśnia na siłę skurczu).
7. Rozwój
a) rośliny: rozwój liści roślin jedno- i dwuliściennych a ich funkcja.
b) zwierzęta: metamorfoza u zwierząt (ćwiczenia laboratoryjne: wpływ hormonu juwenilnego i lub ekdysteroidów na metamorfozę owadów).
8. Reakcja organizmów na czynniki stresowe (rośliny/zwierzęta).
a) rośliny: stres oksydacyjny jako uniwersalny mechanizm towarzyszący wielu stresom pierwotnym, pozytywna i negatywna rola reaktywnych formy tlenu, system antyoksydacyjny u roślin.
b) zwierzęta: konwersatorium o różnorodności czynników stresowych i ich roli adaptacyjnej.