植物生理学A 教学大纲.docx

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植物生理学A教学大纲

植物生理学A

课程教学大纲

课程编码：

03006

课程名称：

植物生理学A

课程英文名称：

PlantPhysiology

先修课程：

植物学；基础生物化学

适用专业：

植物科学与技术、农学、植物保护、动植检、园艺、林学等

总学时：

48h理论讲授48h实验学时20实习学时0

总学分：

3+0.5

一、课程的性质、地位和任务

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系的科学。

本课程是植物生产类相关专业的专业基础课。

学习植物生理学除了认识和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机理外，主要的是要将所学的理论知识应用于科学实验和生产实践，为农业的可持续发展服务，保护人类赖以生存的生态环境。

二、课程教学的基本要求

本课程是为植物科学、农学、植物保护、园艺、林学等专业开设的专业基础课。

本课程的特点是理论与实践并重，在学习过程中，要求了解和掌握植物生命活动的基本原理、规律和过程及其与环境的相互关系，并能应用所学的理论知识阐述和解决生产中的实际问题。

在课程讲授过程中将课程的知识性、科学性和实践性结合起来，让学生全面了解植物生命活动的过程、规律、机理以及外界环境条件对植物生命活动的影响。

在要求学生掌握基本理论知识的同时，应加强学生应用知识、创新思维科学素质的培养。

本课程的主要内容包括以下四个部分：

细胞生理--植物生命活动的基本单位；代谢生理--植物生命活动的物质和能量代谢基础；生长发育生理--植物生命活动的综合表达及其与环境的关系；逆境生理--植物在逆境条件下生命活动的表现与抗性。

重点掌握植物生命活动过程的规律和机理，掌握植物生长发育与环境的相互关系，了解植物与农业生产及可持续发展的密切关系。

三、课程教学大纲及学时分配

第一章绪论（1学时）

本章重点：

1.植物生理学产生与发展；

2.植物生理学的展望

1.1植物生理学的研究内容和任务

1.2植物生理学的产生和发展

1.3植物生理学的展望

1.4学习植物生理学的意义和方法

第2章植物的水分代谢（４学时）

本章重点和难点：

1.细胞水势与植物对水分的吸收；

2.蒸腾作用与气孔运动的机理；

3.合理灌溉的生理基础

2.1水分在植物生命活动中的作用

2.1.1植物体内水分存在的状态

2.1.2水分对植物生命活动的作用

2.2水势

2.2.1自由能与化学势

2.2.2水的化学势与水势

2.3植物细胞对水分的吸收

2.3.1植物细胞的渗透性吸水

2.3.2植物细胞的吸胀吸水

2.3.3植物细胞的代谢性吸水

2.4水分跨膜运输的途经

2.4.1扩散

2.4.2集流

2.5植物根系对水分的吸收

2.5.1根部吸水的区域

2.5.2根系吸水方式及其动力

2.5.3影响根系吸水的因素

2.6蒸腾作用

2.6.1蒸腾作用的概念及生理意义

2.6.2蒸腾部位及蒸腾作用的生理指标

2.6.3气孔的蒸腾作用

2.6.4影响蒸腾的因素

2.7植物体内水分的运输

2.7.1水分在植物体内运输的途径、速度和动力

2.7.2水分在植物体内运输的机理

2.8合理灌溉与农业生产

2.8.1植物的水分平衡

2.8.2作物的需水规律

2.83合理灌溉的指标

2.8.4合理灌溉与作物的高产、优质

第3章植物的矿质营养（４学时）

本章重点和难点：

1.必需元素的标准及其生理功能；

2.植物吸收矿质元素的机理及其特点；

3.合理施肥与作物增产

3.1植物必需的矿质元素及其生理作用

3.1.1植物必需元素的标准及其种类

3.1.2植物必需元素的生理作用概述

3.2植物细胞对矿质元素的吸收

3.2.1电化学势梯度与离子转移的关系和特点

3.2.2扩散作用与被动吸收

3.2.3膜传递蛋白与离子运转

3.3根系对矿质元素的吸收

3.3.1根系吸收矿质元素的特点

3.3.2根系吸收矿质元素的过程

3.3.3影响植物根系吸收矿质元素的土壤因素

3.4叶片营养

3.5矿物质在植物体内的运输与分配

3.5.1矿物质在植物体内的运输

3.5.2矿物质在植物体内的分配

3.6合理施肥的生理基础与意义

3.6.1合理施肥的含义

3.6.2作物的需肥特点

3.6.3合理施肥的指标

3.6.4合理施肥与作物增产

第4章植物的光合作用（10学时）

本章重点和难点：

1.光合电子传递与光合磷酸化；2.C3、C4途径的异同点；

3.影响光合作用的因素；4.光合作用与农业生产

4.1光合作用及生理意义

4.1.1光合作用的有关概念

4.1.2光合作用的意义

4.2光合色素

4.2.1叶绿体的结构

4.2.2光合色素的结构与化学性质

4.2.3光合色素的光学特性

4.2.4叶绿素的生物合成及其与环境条件的关系

4.3光合作用的机理

4.3.1原初反应

4.3.2电子传递与光合磷酸化

4.3.3碳素同化作用

4.4光呼吸

4.4.1光呼吸的生化历程

4.4.2光呼吸的生理功能

4.4.3C3植物、C4植物、C3-C4中间植物和CAM植物的光合特征比较

4.5影响光合作用的因素

4.5.1外部因素对光合作用的影响

4.5.2内部因素对光合作用的影响

4.6光合作用与作物生产（1学时）

4.6.1光能利用率与作物的优质高产

4.6.2提高作物光能利用率的途径

第5章植物的呼吸作用（3学时）

本章重点和难点：

1.呼吸代谢途径多样性的表现及其生理意义；

2.呼吸代谢与农业生产的关系

5.1呼吸代谢途径的多样性及其生理意义（1学时）

5.2.1呼吸代谢化学途径的多样性及其调节

5.2.2呼吸链电子传递途径的多样性

5.2.3呼吸代谢末端氧化酶的多样性

5.2.4呼吸代谢途径多样性的意义

5.2呼吸作用的生理指标及其影响因素（1学时）

5.3.1呼吸作用的指标

5.3.2呼吸商及其影响因素

5.3.3呼吸速率的影响因素

5.3呼吸作用与农业生产（1学时）

5.4.1种子的呼吸与贮藏

5.4.2果实的呼吸作用与贮藏

5.4.3呼吸作用与植物栽培育种

第6章植物体内同化物质的运输与分配（2学时）

本章重点和难点：

1.同化物的装载；

2.同化物的分配；

3.同化物分配的调节

6植物体内同化物的运输与分配

6.1植物体内同化物的运输

6.1.1同化物运输的途径及研究方法

6.1.2韧皮部溶质的种类及研究方法

6.1.3同化物运输的方向与速率

6.2同化物的装载与卸出

6.2.1同化物在源端韧皮部的装载

6.2.2同化物在库端的卸出

6.3韧皮部同化物运输的机制

6.4同化物的配置和分配

6.4.1同化物的配置

6.4.2同化物的“源”、“库”、“流”

6.4.3同化物分配的特点

6.4.4同化物的分配与产量的关系

6.5同化物运输与分配的调控

6.5.1代谢调控

6.5.2激素调控

6.5.3环境因素调控

第7章植物生长物质（7学时）

本章重点和难点：

1.植物激素与植物生长调节剂的概念及其区别

1.植物激素的生物合成与信号转导

2.植物激素的生理效应与作用机制

7.1植物生长物质的概念和种类

7.2生长素类

7.2.1生长素类的发现过程

7.2.2生长素的生物合成

7.2.3生长素的分布

7.2.4生长素运输

7.2.5内源生长素水平的调控

7.2.6生长素的生理作用及其机理

7.3赤霉素类

7.3.1赤霉素类的发现过程

7.3.2赤霉素类的结构

7.3.3赤霉素类分布和运输

7.3.4赤霉素类的生物合成

7.3.5赤霉素类的代谢

7.3.6内源赤霉素水平的调控

7.3.7赤霉素的信号转导

7.3.8赤霉素类的生理效应及其机理

7.4细胞分裂素类

7.4.1细胞分裂素类的发现和结构

7.4.2细胞分裂素类的生物合成

7.4.3细胞分裂素类的结合、氧化

7.4.4细胞分裂素的信号转导

7.4.5细胞分裂素类的生理功能

7.5脱落酸

7.5.1脱落酸的发现和化学结构

7.5.2脱落酸的生物合成

7.5.3脱落酸的代谢

7.5.4脱落酸的信号转导

7.5.5脱落酸的生理功能

7.6乙烯

7.6.1乙烯的发现和化学结构

7.6.2乙烯的生物合成及其调节

7.6.3乙烯的氧化代谢

7.6.4乙烯的信号转导

7.6.5乙烯的生理功能

7.7油菜素甾醇类

7.7.1油菜素内酯的发现过程

7.7.2油菜素甾醇类的生物合成

7.7.3油菜素甾醇类的分布与运输

7.7.4油菜素甾醇类的代谢

7.7.5油菜素甾醇类的信号转导

7.7.6油菜素甾醇类的生理功能

7.8植物激素之间的相互作用

7.8.1生长素与油菜素内酯的协同作用

7.8.2生长素对赤霉素合成及信号转导的调控

第8章植物的生长生理（5学时）

本章重点和难点：

1.植物生长的相关性；

2.环境条件对植物生长的影响；

3.光敏色素及其生理作用。

8.1植物细胞的生长和分化

8.1.1细胞的分裂

8.1.2细胞的伸长

8.1.3细胞的分化

8.1.4组织培养

8.2种子萌发

8.1.1种子萌发的概念

8.1.2种子的生活力与活力

8.1.3影响种子萌发的外界条件

8.1.4种子萌发时的生理生化变化

8.3植物生长的周期性

8.3.1植物的生长曲线和生长大周期

8.3.2植物生长的温周期性

8.3.3植物生长的季节周期性

8.4植物生长的相关性

8.4.1地下部和地上部的相关

8.4.2主茎和侧枝以及主根与侧根的相关

8.4.3营养生长与生殖生长的相关

8.5外界条件对植物生长的影响

8.5.1温度对植物生长的影响

8.5.2水分对植物生长的影响

8.5.3光对植物生长的影响

8.6光形态建成与光受体

8.6.1光敏色素的发现与分布

8.6.2光敏色素的生理作用

8.6.3光敏色素的作用机理

8.7植物的运动

8.7.1向性运动

8.7.2感性运动

8.7.3近似昼夜节奏

第9章植物的生殖生理（5学时）

本章重点和难点：

1.春化作用和光周期与成花诱导的关系；

2.植物生殖生理与农业生产；

3.环境条件对植物性别的分化的影响。

9.1植物的幼年期与花熟状态

9.2成花诱导生理

9.2.1春化作用

9.2.2光周期

9.2.3成花诱导的途径

9.3花器官形成生理

9.3.1花器官形成的条件

9.3.2植物性别的分化

9.4植物的受精生理

9.4.1花粉和柱头的生活力

9.4.2影响花粉生活力的外界条件

9.4.3花粉和柱头的相互识别与受精

9.4.4受精后子房的代谢变化

第10章植物的成熟及衰老生理（3学时）

本章重点和难点：

1.种子和果实成熟的生理生化变化

2.种子与延存器官休眠的原因和调控技术

3.植物衰老与脱落的机理及影响因素

10.1种子的发育和成熟生理

10.1.1种子的发育及其基因表达

10.1.2种子成熟时的生理生化变化

（1）主要有机物的变化

（2）呼吸速率的变化

（3）内源激素的变化

（4）含水量变化

10.1.3外界条件对种子成熟的影响

（1）光照

（2）温度

（3）空气相对湿度

（4）土壤含水量

（5）矿质营养

10.2果实的生长和成熟生理

10.2.1果实的生长特点

10.2.2果实成熟时的生理生化变化

（1）呼吸跃变和乙烯释放

（2）有机物质的转化

（3）内源激素的变化

10.3植物的休眠生理

10.3.1种子休眠的成因与调节

（1）种子休眠的成因

（2）种子休眠的生物学意义

（3）种子休眠的调节

10.3.2营养器官休眠的成因与调节

（1）芽休眠的成因与调节

（2）地下贮藏器官休眠的成因与调节

第11章植物逆境生理（4学时）

本章重点和难点：

1.逆境及其植物的抗逆性；

2.逆境对植物代谢的影响；

3.植物抗逆性与农业生产

11.1逆境生理通论

11.1.1逆境的种类与植物的抗逆性

11.1.2逆境对植物代谢的影响

11.1.3植物对逆境的适应

11.1.4植物抗逆性的获得及整体抗性

11.2寒害生理与植物抗寒性

11.2.1寒害的概念及伤害类型

11.2.2冷害引起的生理生化变化

11.2.3冷害的机制

11.2.4低温下植物的适应性变化

11.2.5提高植物抗寒性的途径

11.3旱害生理与植物的抗旱性

11.3.1旱害及其类型

11.3.2干旱对植物的伤害

11.3.3干旱伤害的机理

11.3.4植物抗旱类型及特征

11.3.5提高植物抗旱性的途径

四、教学方式及课程考核办法

教学方式：

以课堂讲授为主，辅以课堂讨论。

课程考核办法：

以笔试为主。

课程成绩评定：

平时成绩和考勤（10％），期中考试（30%），期末考试（60%）。

五、主要参考书目

李合生（2012）.现代植物生理学（第3版）.北京：

高等教育出版社

潘瑞炽（2012）.植物生理学（第7版）.北京：

高等教育出版社

蒋德安（2011）.植物生理学（第2版）.北京：

高等教育出版社

王忠（2009）.植物生理学（第二版）.北京：

中国农业出版社

李合生（2007）.现代植物生理学学习指南.北京：

高等教育出版社

撰稿人：

王学奎

审稿人：

崔克辉

植物科技学院植物生理生化教研室

《植物生理学实验》实验教学大纲

课程代码：

03003

课程名称：

植物生理学实验

学时学分：

20学时，0.5学分

先修课程：

分析化学、有机化学、基础生物化学、植物生理学

适用专业：

植物科学、农学、植物保护、动植检、园艺、林学等植物类专业

一、课程性质和任务

植物生理学是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的一门科学，是农业院校植物类各专业的主要基础课程。

作为一门独立课程，植物生理学实验是既紧密配合植物生理学理论课程的学习，也是一门着重培养学生进行科学研究能力的实验课程。

本课程的主要任务在于加深学生对基本理论的理解，加强学生实验操作技能的训练，培养学生严谨的科学态度，提高学生实验动手能力、分析和解决问题的能力、开展科学研究的能力。

本课程是植物类各专业的必修课程。

二、教学目标及要求

本课程分为实验理论部分和实验操作部分，以加强学生植物生理、生化实验原理及操作技能培养。

理论部分要求掌握和理解植物生理学实验技术的基本原理，掌握离心技术、红外线CO2气体分析技术、可见光和紫外光分光光度法、旋光分析法、原子吸收分光光度法、气体测压技术、电化学分析技术等的基本原理。

实验部分要求学生掌握采集样品、样品前处理以及水分、矿质、呼吸、光呼吸、生长发育等方面的生理指标测定等。

三、课程内容及学时分配

总学时：

20学时。

**

课次

项目名称

实验内容

学时

实验

性质

主要试材及仪器设备

1

植物组织中自由水和束缚水含量的测定

目的：

了解植物体内水分存在状态，掌握植物细胞中自由水和束缚水的测定

内容：

植物细胞中自由水和束缚水的测定

1.5

必修、

基础

植物叶片

阿贝折射仪

1

植物组织水势的测定

目的：

理解植物组织水势测定原理

内容：

用小液流法测定植物组织的水势

1.5

必修、

综合

水势测定仪

2

植物根系活力的测定

目的：

观察根系氧化能力的存在

内容：

用TTC法检测根系活力

2.0

必修、

综合

根系、分光光度计

2

用真空渗入法测定环境因子对光合作用的影响

目的：

理解各种环境因子对光合作用速率的影响

内容：

用真空渗入法测定光、温度、CO2对光合放氧的影响

1.5

必修、

综合

植物叶片、温度计、打孔器

3

红外线CO2分析仪法测定植物光合速率

目的：

学习使用红外线CO2分析仪，掌握光合速率测定的一般原理

内容：

用红外线CO2分析仪测定光合速率。

1.5

必修、

综合

红外线CO2分析仪、大气采样器

3

叶绿素含量的测定

目的：

掌握光合色素的提取和测定方法

内容：

用比色法测定叶绿素a、b含量。

1.5

必修、

基础

植物叶片、分光光度计

4

瓦布格微量检压仪测定种子呼吸速率

目的：

学习使用瓦氏微量检压仪测定呼吸速率

内容：

用瓦氏微量检压仪测定种子呼吸速率。

2.0

必修、

基础

萌发种子、瓦布格微量检压仪

4

小篮子法（广口瓶法）测定植物呼吸速率

目的：

理解呼吸过程中CO2的释放

内容：

用广口瓶法测定种子呼吸速率。

1.5

必修、

综合

呼吸测定装置、萌发种子

5

谷物种子淀粉含量的测定（旋光法）

目的：

观察物质的旋光法和掌握旋光仪的使用

内容：

用稀盐酸水解淀粉为单糖后具旋光性，再用旋光仪测定

1.5

必修、

基础

旋光仪

5

种子生活力的快速测定

目的：

理解生活种子的活力和膜选择透性，学习种子活力的快速测定方法

内容：

用TTC法测定种子胚的活力。

1.5

必修、

综合

常见作物种子、温箱

6

脯氨酸含量的测定

目的：

理解逆境下植物的适应性反应

内容：

用水合茚三酮染色法测脯氨酸含量。

1.5

必修、

综合

分光光度计、水浴锅

6

植物抗逆性的鉴定（电导仪法）

目的：

学习使用电导仪，理解逆境对植物膜稳定性的影响

内容：

用电导仪测定植物材料的电导率。

1.5

必修、

综合、设计

电导仪、减压装置

**春季开课。

四、教学方式及课程考核办法

使用教材：

普通高等教育“十一五”国家级规划教材《植物生理生化实验原理和技术》（第2版），王学奎主编），高等教育出版社，2006。

教学方式：

讲述相关实验技术和方法的原理，讲述实验原理和主要实验步骤，教师指导下实验操作。

考核办法：

检查实验报告，实验原理理论课笔试（各占50%）。

其中生化部分实验报告占25%，生化部实验原理分理论考试占25%，生理部分实验报告占25%，生理部分实验原理理论考试占25%。

五、主要参考书目：

1.李颖章（2012）.植物生理学复习指南暨习题解析（第6版）.北京：

中国农业大学出版社

2.王学奎（2006）.植物生理生化实验原理和技术（第2版）.北京：

高等教育出版社

3.张志良，瞿伟菁，李小方（2009）.植物生理学实验指导（第4版）.北京：

高等教育出版社

撰稿人：

崔克辉

审稿人：

王学奎

植物生理生化教研室