Кафедра физиологии растений
Физиология растений — наука о функционировании растительного организма, включает основные разделы: фотосинтез, дыхание, минеральное питание и азотный обмен, водный обмен и транспорт веществ по растению, структура растительной клетки, гормональная и световая регуляция роста и развития, устойчивость растений к неблагоприятным факторам и вторичный метаболизм.
1863
Основана кафедра анатомии и физиологии растений в составе естественного отделения физико-математического факультета.
1924
Выделение кафедры микробиологии.
1929
Выделение кафедры биохимии растений.
1940
Кафедра анатомии и физиологии растений переименована в кафедру физиологии растений (лаборатория анатомии растений перешла в состав кафедры высших растений).
1984
Выделение кафедры клеточной физиологии и иммунологии.
Заведующий кафедрой
5 этаж, комн. 546
Заведующие кафедрой с момента основания кафедры
1863–1867
Сергей Александрович Рачинский
профессор, член-корр. Императорской С-Пб.АН
1867–1877
Иван Дорофеевич Чистяков
Профессор.
1877–1911
Климент Аркадьевич Тимирязев
профессор, член-корр. Петербургской АН.
1911–1929
Федор Николаевич Крашенинников
Профессор.
1931–1932
Андрей Александрович Рихтер
профессор, академик АН СССР и член-корр. ВАСХНИЛ.
1932–1948
Дмитрий Анатольевич Сабинин
Профессор.
1949–1960
Борис Анисимович Рубин
Профессор, член-корр. ВАСХНИЛ
1976–1984
Михаил Викторович Гусев
Д.б.н., профессор.
1984–1988
Андрей Львович Курсанов
Академик
1988–1992
Адольф Трофимович Мокроносов
Академик
1992–2013
Игорь Павлович Ермаков
Д.б.н., профессор
2013–по н.в.
Александр Михайлович Носов
Д.б.н., доцент.
Кафедра выпускает ежегоднодо 8 бакалавров и до 4 магистровпо специальности «Физиология» (специализация «Физиология растений»)
Кафедра может по праву гордиться своими выпускниками, ставшими ведущими учеными в нашей стране и получившими мировое признание.
Среди них академики А.Л. Курсанов, С.Г. Навашин, А.И. Опарин, В.И. Палладин, Д.Н. Прянишников, профессора А.Н. Строганов, П.С. Коссович, О.Н. Кулаева, доцент В.Ф. Гавриленко.
В коллективе
5 профессоров,
3 доцента,
3 старших преподавателя и
12 научных сотрудников
Сотрудники и студенты кафедры (16 декабря 2022 г.)
2013 год
2004 год
1955 год
Видео-презентация
Обучение
Кафедральные курсы
Кафедральные практики
Кафедральные курсы
- Биология растительной клетки in vitro (проф. Носов А.М.)
- Фотосинтез и дыхание растений (доц. Жигалова Т.В., проф. Рахманкулова З.Ф.)
- Водный обмен и практикум по биотехнологии растений (проф. Мейчик Н.Р., ст. преп. Лабунская Е.А.)
- Минеральное питание и патогенез растений (ст. преп. Глазунова М.А., н.с. Нилова М.В.)
- Структура и функции растительной клетки (с.н.с. Брейгина М.А.)
- Рост и развитие растений (ст. преп. Лабунская Е.А., с.н.с. Кочетова Г.В.)
- Биохимия и физиология вторичного метаболизма (с.н.с. Кочкин Д.В.)
- Физиологические и молекулярные механизмы стресса растений (проф. Кузнецов Вл.В.)
- Молекулярная генетика развития растений (проф. Чуб В.В.)
- Физиолого-биохимические основы управляемого фотобиосинтеза (Аллахвердиев С. И.)
- Молекулярная биология размножения растений (с.н.с. Брейгина М.А.)
- Модельные растения в физиологии растений (с.н.с. Бибикова Т.Н.)
- Специализированный обмен высших растений (доц. Кочкин Д.В.)
- Введение в симбиологию (проф. Лобакова Е.С.)
- Дыхание растений в условиях стресса (проф. Рахманкулова З.Ф.)
- Физико-химические основы минерального питания и водного режима растений (проф. Мейчик Н.Р.)
- Молекулярные механизмы гормонального сигналинга у растений (н.с. Горшкова Д.С.)
Кафедральные практики
Летняя учебная практика по экологической физиологии водных фототрофных организмов для студентов II курса бакалавриата проходит на Беломорской биологической станции МГУ имени Н.А. Перцова. Летняя учебно-производственная практика для студентов III курса бакалавриата включает в себя практикумы по «Росту и развитию растений» на кафедре и «Вегетационные методы» на Звенигородской биологической станции МГУ имени С.Н. Скадовского.
Студенты III курса бакалавриата проходят на кафедре практику «Практикум по биотехнологии растений».
Студенты IV курса бакалавриата проходят на кафедре практики:
- Практикум по фотосинтезу;
- Практикум по дыханию растений;
- Практикум по корневому питанию растений;
- Практикум по электронной микроскопии;
- Практикум по вторичному метаболизму.
Студенты I курса магистратуры проходят кафедральные практикумы:
- Биология клетки с основами промышленной фитобиотехнологии;
- Анализ генома и его экспрессии;
- Методы белковой химии.
В рамках летней научно-исследовательской практики проходят практику в Межфакультетском научно-образовательном центре МГУ в г. Пущино по биологической спектроскопии.
Студенты II курса магистратуры проходят кафедральную практику «Теория и методы генной инженерии».
Наука
Направления научных исследований
Сотрудничество
Достижения
Литература
Направления научных исследований
Научная тема кафедры: Организация физиологических процессов и их интеграция как основа продуктивности и устойчивости растений.
Раздел 1. Культура клеток высших растений in vitro: модель для изучения физиологических процессов и продуцент вторичных метаболитов (А.М. Носов, Д.В. Кочкин, Е.С. Глаголева, С.В. Константинова).
Раздел 2. Физиология и биохимия основного обмена растений.
- Фотосинтез, рост и развитие растений в условиях узкополосного LED освещения (Т.В. Жигалова, Е.М. Бассарская, Г.В. Кочетова).
- Физиологические, популяционные, экологические характеристики фотосинтезирующих организмов меромиктических озер (Е.А. Лабунская)
Раздел 3. Роль клеточной стенки в поглощении ионов корнем и формировании устойчивости к тяжёлым металлам (Н.Р. Мейчик, Ю.И. Николаева, М.А. Кушунина, О.В. Никушин).
Раздел 4. Системы реализации онтогенетических программ при развитии растений.
- Физиология репродуктивных процессов у высших растений (М.А. Брейгина, Е.С. Клименко).
- Регуляция роста и развития корня: механорецепция, фоторецепция, развитие боковых корней (Т.Н. Бибикова, Д.Ф. Мамедова).
Сотрудничество
- Центральный ботанический сад НАН Беларуси, г. Минск, Республика Беларусь.
- Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова АН РУз, г. Ташкент, Республика Узбекистан.
- НАО Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, г. Алматы, Республика Казахстан.
Научные и образовательные достижения
| 1859-1867 | С.А. Рачинский | Изучение развития зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки; развитие направления, которое определяется как «функциональная анатомия»; Курсы по партеногенезу у растений, по движению высших растений |
| 1874-1875 | И.Д. Чистяков | Открытие митоза у растений, деление ядра при митозе растительных клеток. Исследовал влияние факторов внешней среды на ход митоза. |
| 1875-1903 | К.А. Тимирязев | Впервые экспериментально доказал, что свет является источником энергии для фотосинтеза. При этом наиболее эффективными для фотосинтеза являются красные (а не жёлтые) и синие лучи, что соответствует спектру поглощения зеленого пигмента - хлорофилла. Эти результаты явились первым доказательством применимости закона сохранения энергии Р. Майера и Г. Гельмгольца к фотосинтезу. Показал, что растения ассимилируют углерод из углекислого газа воздуха за счёт энергии солнечного света. Впервые в России ввёл опыты с культурой растений в искусственных почвах. Сформулировал концепцию о космической роли зелёного растения. |
| 1929-1932 | А.А. Рихтер | Детальное изучение фотосинтеза, зависимости данного процесса от внешних условий. Разработка путей управления фотосинтезом, исследование световых и темновых реакций. Развил направление — устойчивость, исследование по физиологии иммунитета растений. |
| 1932-1949 | Д.А. Сабинин | Предсказал основные пути развития фитофизиологии и решения целого ряда ее узловых проблем. Установил влияние круговорота элементов минерального питания на рост и формообразование растений. Впервые предсказал существование различных механизмов поглощения воды и растворенных в ней веществ, а, следовательно, относительную независимость этих процессов. Дано классическое определение понятия роста как новообразования элементов структуры. Разработал методы диагностирования питания растений на основе анализа физиологических признаков и по составу ксилемного и флоэмного экссудатов. |
| 1949-1976 | Б.А. Рубин | Создана физиолого-биохимическая теория иммунитета растений к патогенным агентам. Инфицированное растение рассматривалось как особая специфическая биологическая система, свойства которой зависят от генетически обусловленного уровня восприимчивости растения-хозяина, а также от вирулентности возбудителя. Показано, что конечный результат взаимодействия растений и патогена определяется способностью инфицированных клеток поддерживать высокую эффективность процессов запасания энергии. Универсальной реакцией у иммунных форм растений является их способность в ответ на инфекцию синтезировать de novo каталитически активные белки. Все это позволило рассмотреть проблему фитоиммуннитета как одну из сторон общей проблемы белковой специфичности (белковой совместимости). Создана лаборатория физиологии патогенных микроорганизмов и иммунитета растений |
| 1976-1984 | М.В. Гусев | Созданы и изучены искусственные ассоциации цианобактерий с клетками высших растений . Исследования явились базой для создания кафедры физиологии микроорганизмов. Практикум на море: создана учебная лаборатория – судно «Горизонт». Участие в общеуниверситетской морской экспедиции, и изучение биологии морских макрофитов. |
| 1984 | А.А. Красновский | Создал новое, пограничное между биохимией, биофизикой и фотохимией, направление науки – фотобиохимию. Под его руководством проведены фундаментальные исследования принципов биологического и фотохимического преобразования солнечной энергии, которые легли в основу современных представлений о механизме фотосинтеза и оказали решающее влияние на развитие работ по фотосинтезу и фотобиологии в нашей стране. Предложил оригинальные модели фотосинтеза, основанные на сопряжённом действии изолированных пигментов, неорганических фотокатализаторов и ферментных систем бактериальной клетки, представляющие интерес для решения проблем биотехнологии. |
| 1985 | А.Л. Курсанов | Контроль транспорта и регуляция донорно-акцепторных отношений. Создан курс лекций по дальнему транспорту ассимилятов по растению. |
| 1986 | Р.Г. Бутенко | Основатель нового раздела физиологии растений и биотехнологии – биологии клеток растений in vitro. Пионерские работы по разработке методов получения и исследования культур клеток высших растений. Исследование свойств культур клеток как уникальной, экспериментально созданной популяции соматических клеток. Работы по использованию культур клеток в качестве модельных систем для исследования метаболизма, роста и развития растений. Исследование на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях процессов, предшествующих и сопутствующих переходу клеток от неорганизованного роста к образованию гистологических структур, органогенезу и эмбриогенезу, к индукции перехода клеток к синтезу вторичных соединений, специфичных для данного вида растения. Разработка технологии микроклонального размножения картофеля для практических нужд. Совместно с Главмикробиопромом СССР и Минсельхозом – создание в СССР и России новых отраслей промышленности и сельского хозяйства (промышленное использование культур клеток растений и сельскохозяйственная биотехнология). Создание курса лекций и практикума по биологии клеток высших растений in vitro и биотехнологий на их основе. |
| 1971-1985 | О.Н. Кулаева | Создана лаборатория экспрессии генома растений в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН — один из мировых центров по изучению механизма действия цитокининов. Заслуга лаборатории — в разработке и популяризации в нашей стране молекулярно-биологических подходов к исследованию жизнедеятельности растений. Создан курс лекций по регуляторным системам растений. |
| 1984-по н.в. | И.П. Ермаков Н.П. Матвеева Е.А. Лазарева А.В. Смирнова М.А. Брейгина | Создана лаборатория экспериментальной эмбриологии высших растений. Исследование системы реализации онтогенетических программ при развитии репродуктивных органов и в эмбриогенезе растений в условиях in vivo и in vitro, разработка способов экспериментального управления этими процессом. Обнаружена эндополиплоидизация при образовании гамет у голосеменных с соответствующей модификацией начальных этапов эмбриогенеза. Впервые показано участие активных форм кислорода в регуляции прорастания пыльцы. Установлена ключевая роль анионных каналов плазмалеммы в дифференциации и функционировании мужского гаметофита покрытосеменных растений. |
| 1972-2000 | В.Ф. Гавриленко Т.В. Жигалова Е.М. Бассарская | Комплексные исследования энергосистем хлоропластов, механизмов регуляции электронного транспорта и создания протонного градиента, а также каталитической активности АТФ-синтазы хлоропластов. Показано, что ключевая роль в повышении фотосинтетического энергообмена у высокопродуктивных сортов пшеницы принадлежит белкам сопрягающего комплекса CF0-CF1. |
| 1987-по н.в. | Р.Г. Бутенко, Л.А. Аксёнова, В.В. Чуб, В. Волков, У.Б. Огородникова, Л.А. Коппель, И. Карнаухов, К.В. Неверов | Зимняя школа «Биология растительной клетки» в дни зимних студенческих каникул в Пущинском филиале МГУ им. М.В.Ломоносова. Цель школы – дать возможность интересующимся студентам, аспирантам и молодым учёным познакомиться с современным состоянием разных направлений науки о растениях – от молекулярной генетики и цитологии до экологической физиологии и охраны окружающей среды. В качестве лекторов приглашаются как ведущие учёные, так и молодые специалисты из МГУ, других университетов и НИИ, как из России, так и из других стран – Украины, Белоруссии, Латвии, Азербайджана, Германии. (plantcell.ru) |
| 1988-2010 | Н.Д. Алехина Е.В. Харитонашвили Е.Д. Ширшова А.И. Клюйкова | Изучение механизмов взаимодействия и взаиморегуляции углеродного и азотного метаболизма на разных уровнях структурно – функциональной организации высших растений. Получен патент на использование показателя активности нитратредуктазы в качестве теста на холодоустойчивость растений огурца. Разработана поликомпартментная модель усвоения нитрата в корнях растений. |
| 1988-1993 | Мокроносов А.Т. | Исследование экологии фотосинтеза в планетарном масштабе. Созданы карты распределения С3 и С4 видов на территории Евразии, на Кубе. Ведущий ученый в области физиологии и экологии фотосинтеза. Создал оригинальную морфофизиологическую модель эндогенной регуляции фотосинтеза в системе целого растения, в основу которой были положены представления об организации и регуляции донорно-акцепторных отношений. Развивал эколого-физиологические исследования растений в естественной среде обитания, изучал механизмы адаптации растений к экстремальным условиям. Исключительную роль сыграл в организации Общества физиологов растений России. Внес значительный вклад в сближение высшей школы с РАН. Талантливый педагог, много сил, любви и знаний отдававший воспитанию и образованию студентов. Выдающийся педагог и экспериментатор, воспитавший большую плеяду учеников в Уральском университете и с 1988 по 1992 г.г. в Московском университете. |
| 2000-2010 г. | Н.Р. Мейчик Ю.И. Николаева | Создано новое направление в физиологии минерального питания и устойчивости растений — разработан принципиально новый физико-химический подход для количественной характеристики состава и свойств клеточной стенки растительной клетки. |
| 2006-по н.в. | Т.В.Жигалова О.В. Аверчева Е.М. Бассарская Е.В. Харитонашвили В.В. Чуб Г.В. Кочетова | Изучение влияния узкополосного освещения светодиодных светильников на фотосинтетический аппарат, рост, развитие и продуктивность растений. |
| 1992 2006 (2-е изд.) | А.Т. Мокроносов В.Ф. Гавриленко Т.В. Жигалова | Издан учебник «Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты». Книга отразила новый уровень знаний о фотосинтетической функции растений от первичных реакций фотосинтеза до экологии фотосинтеза. |
| 1992-2010г. | А.М. Носов В.В. Чуб И.П. Ермаков | Значительно обновлены программы спецкурсов. Введены курсы: «Биология клетки и биотехнология», «Вторичный метаболизм растений», (проф. А.М.Носов); «Молекулярная генетика развития растения» (доц. В.В.Чуб); «Введение в физиологию растений» (группа преподавателей). |
| 2005 2007 (2-е изд.) | И.П. Ермаков (ред.) Н.Д. Алехина Ю.В. Балнокин В.Ф. Гавриленко Т.В. Жигалова Н.Р. Мейчик А.М. Носов О.Г. Полесская Е.В. Харитонашвили В.В. Чуб | Издан учебник «Физиология растений». По результатам III Общероссийского конкурса «Университетская книга — 2006» учебник признан лучшим учебным изданием по естественным наукам. В учебнике на современном уровне и с использованием новейших данных изложены физиологические функции и механизмы их интеграции и регуляции в целом растении, в его онтогенезе и взаимодействии с факторами среды обитания. |
| 2000-2010 | В.В. Чуб | Исследование процессов формирования органов филломной природы на вегетативных и генеративных осях и пространственной организации растительного организма. Разработана методология формального описания пространственной организации листовых серий на вегетативных и генеративных осях. Построены альтернативные математические модели закладки органов листовой природы, среди которых выбран наиболее адекватный вариант, обладающий предсказательной силой, и проведена экспериментальная проверка предсказаний, полученных при моделировании. |
| 1989-по н.в. | В.В. Чуб Е.А. Лабунская (с 2007) Е.А. Быкова (с 2012) | Активная преподавательская и популяризаторская деятельность: преподавание в школах, подготовка участников и проведение различных школьных олимпиад по биологии, издание школьных учебников и рабочих тетрадей по биологии, книг о цветоводстве, научно-популярных статей о биологии растений и её практическом применении, выступления в СМИ и на научно-популярных лекториях. |
| 1995-по н.в. | Носов А.М., Косулина Л.Г., Суханова Е.С., Титова М.В., Кочкин Д.В., Глаголева Е.С., Константинова С.В., Томилова С.В. | Создано приоритетное направление фундаментальных и прикладных исследований — изучение специфики образования биологически-активных соединений (БАВ) — вторичных метаболитов (изопреноидов, алкалоидов, фенолов и др.) в культурах клеток редких и исчезающих видов лекарственных растений (женьшень, диоскорея, маралий и золотой корень, и др.). Разработана концепция формирования этих соединений в клетках растений in vitro. Но основе проводимых фундаментальных исследований разрабатываются инновационные биотехнологии получения ценных БАВ путем выращивания создаваемых клеточных штаммов-продуцентов в биореакторах. Разрабатываемые биотехнологии необходимы для медицины, пищевой и косметической промышленности, кроме того они решают проблемы сохранения редких и исчезающих видов растений. |
| 2015-2017 | Вл.В. Кузнецов С. И. Аллахвердиев М.А. Брейгина Т.Н. Бибикова Е.А. Лабунская, Е.А. Быкова сотрдники кафедры и ИФР им. К.А. Тимирязева РАН | В связи с переходом на болонскую систему и изменением учебного плана введён ряд новых спецкурсов: «Физиологические и молекулярные механизмы стресса растений» (проф. Кузнецов Вл.В.); «Физиолого-биохимические основы управляемого фотобиосинтеза» (Аллахвердиев С. И.); «Молекулярная биология размножения растений» (с.н.с. Брейгина М.А.); «Модельные растения в физиологии растений» (с.н.с. Бибикова Т.Н.). А также новые практикумы и летние практики: «Экологическая физиология водных фототрофных организмов» (летняя практика на ББС МГУ – с 2017 г.). Кафедральные практикумы: «Биология клетки с основами промышленной фитобиотехнологии», «Анализ генома и его экспрессии», «Методы белковой химии»; «Теория и методы генной инженерии». |
Литература
- К.А.Тимирязев. Избранные сочинения в 4 томах./ Комаров В. Л., Лысенко Т.Д., Тимирязев К.А.-М. Изд-во «Огиз-сельхозгиз». 1948 – 696 с.
- Малый практикум по физиологии растений, 4 переработанное издание./ под ред. Потапова Н.Г.-М.: Изд-во МГУ, 1961, 1973гг.
- Физиология сельскохозяйственных растений. В 12 томах./ Рубин Б.А. – М.: Изд-во Московского университета, 1967.
- Физиология развития растений./ Сабинин Д.А. - М.: Изд-во АН СССР, 1963, 196 с.
- Избранные труды по минеральному питанию растений./ Сабинин Д.А. М.: Изд-во «Наука», 1971, 512с.
- Физиология и биохимия дыхания растений/ Рубина Б.А., Ладыгина М.Е. и др. – М. Моск. ун-т, 1974 г.
- Биохимия и физиология иммунитета растений/ Аксенова В.А., Рубин Б.А.- М. Моск. ун-т, 1975 г.
- Большой практикум по физиологии растений. Фотосинтез. Дыхание. Учеб. Пособие./Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хандобина Л.М.-М.: «Высш. школа», 1975. – 392 с., с ил. и табл.
- Курс физиологии растений. Издание 4-е/ под ред. Рубина Б.А. – М. Высшая школа, 1976 г.
- Большой практикум по физиологии растений. Минеральное питание. Физиология клетки. Рост и развитие: Учеб. Пособие для студентов биол. Спец. Вузов/-Чернавина И.А., Потапов Н.Г., Косулина Л.Г., Кренделева Т.Е.; под ред. Рубина Б.А.-М.: Высш. Школа, 1978,- 408 с., ил.
- Физиология корневого питания растений/ Маркарова Е.Н.-М.: .: Изд-во Моск. ун-та, 1989. – 103 с.
- Т.А.Власова, В.Ф.Гавриленко, И.П.Ермаков и др. «Малый практикум по физиологии растений» (1994 год)
- Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на их основе: Учеб. пособие./Бутенко Р.Г. – М.: ФБК-ПРЕСС, 1999.-160 с.
- Лекарственные растения./ Носов А..М. – М.: ЭКСМО- Пресс, 2001. – 350 с.: ил. (Мой дом)
- Большой практикум по фотосинтезу: Учеб. Пособие для студ. вузов/Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В.; под ред. Ермакова И.П.-М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 256 с.
- Лекарственные растения официальной и народной медицины./Носов А.М. – М.: Изд-во Эксмо, 2005. – 800 с.