(完整版)植物生理学教学大纲

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1、植物生理学课程教学大纲课程编码：060255课程性质：专业必修课教学对象： 园林本科学时学分： 54学时（理论36学时，实验18学时）3学分编写单位： 编 写 人：审 定 人：编写时间： 2012 年7 月一、课程说明 1、课程简介植物生理学是研究植物生命活动基本规律，揭示植物与环境相互作用关系的一门科学。它以数理化、生物化学、植物学等课程为基础，又是园林和生物科学等专业的专业基础课和主干课。 2、教学目的要求 使学生掌握植物生理学的基本概念、基础理论、基本技能，了解植物体内主要代谢活动机理，掌握植物与环境进行物质和能量交换的基本原理，植物形态建成的生理基础以及植物生长发育的基本规律。深刻了解

2、环境对植物生命活动的影响和植物对逆境的抗性以及该领域的最新发展动态。了解一些主要植物生理指标的测定方法和进行植物分析的基本技术和原理，用植物生理的基本理论知识来分析、讨论实验结果，提高学生的动手能力。3、教学重点难点(1) 植物细胞生理 掌握植物细胞的基本结构，了解各种细胞器、生物膜的超微结构，掌握其生理功能特点以及植物细胞原生质的特性，植物细胞全能性和植物信号传导的意义。( 2)代谢生理 掌握呼吸代谢的主要途径，光合作用的机理（包括C3、C4和CAM的代谢途径），植物对水分的吸收、运输、蒸腾的基本理论，掌握离子吸收、运转的基本规律和矿质元素的生理作用，理解同化物运输分配规律。(3)生长发育生

3、理 了解植物生长发育的基本规律，掌握植物激素的主要生理作用，植物生长、成花、开花、结实和衰老的主要生理机制。（4）环境生理 了解正常环境条件与植物的相互关系以及逆境（干旱、水涝、极端高低温和大气污染等）引起植物异常生理变化的规律，掌握提高植物抗逆性的可能方法。植物生理是在生产实践中发展起来的，人们在生产中采用各种栽培耕作措施，目的在于调节植物与环境的关系，满足植物高产、优质的要求，诸如：通过溶液培养，了解植物正常生长发育必需的矿质元素，为合理施肥打下理论基础；对植物一生中生态需水与生理需水的测定，为制定合理灌溉方案和适时、适量、高质、高效地灌溉提供理论依据；对植物激素和生长调节剂的研究，在防止

4、器官脱落、插条生根、促进萌发、防止倒伏、控制休眠、调节生长、安全贮藏等方面起着积极作用；春化作用和光周期现象的发现，对栽培引种和良种培育做出重大贡献；植物组织培养的研究和应用，植物细胞全能性的基础理论，为育种工作开辟了新的途径；掌握呼吸作用的基本规律，为种子萌发，防止烂秧，以及农产品贮藏提供了合理而有效措施；光合作用的研究，为合理密植，合理间种套作，合理利用光能和高光效培育良种提供了理论依据；通过对高温、低温、干旱、水涝、盐碱、有毒物资（工业废气、废水、废渣）污染以及病、虫危害等逆境对植物伤害的研究，可在人们的干预下，提高作物对环境的抗性；4、教学手段及教学方法建议本课程进行课堂教学所运用的主

5、要教学手段和方法是以ppt理论讲授为主。教学中应在讲授理论知识时，应侧重重点教学。（1）采用多媒体为主，结合日常的案例引导学生运用理论知识解决实际问题。 （2）以讲解课程内容为主，适当采用提问方式，对于前期课程已经阐明的关键性的名词术语进行提问，以加强知识的连续性，引导讨论。5、考核方式 考试课6、选用教材潘瑞炽 主编，植物生理学，高等教育出版社，第七版；2012年7、教学参考书 1 李合生等编，现代植物生理学（面向二十一世纪课程教材），高等教育出版社，2012年，第二版；2 王忠主编，植物生理学，中国农业出版社，2008年10月3 庞士铨,植物逆境生理学基础，东北林业大学出版社， 19904

6、 曹仪植，宋占午主编。植物生理学，兰州大学出版社， 19985 张继澍主编, 植物生理学,世界用书出版公司， 19998、教学环节及学时安排（根据本课程实际情况填写）根据学院规定，每一学期，考试课程按18周，考查课程按17周安排课程教学。 课程学时分配表章次教学内容讲授课学时数讨论(习题)课学时数绪论0.5第一章水分代谢4第二章矿质代谢4第三章植物的光合作用6第四章植物体内有机物的运输1.5第五章呼吸作用4第六章植物生长物质4第七章光形态建成1第八章植物的生长生理3第九章植物的生殖生理3第十章成熟和衰老2第十一章抗逆生理3总计36二、教学内容绪论一、植物生理学的定义、内容和任务二、植物生理学的

7、产生和发展三、植物生理学的展望第一章植物的水分生理1、教学目标通过本章学习，明确植物的一切正常生命活动，必须在细胞含水充足的状况下才能进行。没有水就没有生命，在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一，懂得“有收无收在于水”的道理。了解：水分在植物生命活动中的重要性，植物体内水分运输和分配状况，蒸腾作用的生理意义及其影响因素。理解：细胞和根系对水分吸收的机理及其影响因素，作物的需用水规律。掌握：水势和根压的概念，气孔蒸腾原理及气孔开闭机理；合理灌溉的生理基础。2、本章重点水势；气孔蒸腾原理；蒸腾作用的生理意义及其影响因素3、本章难点水势；气孔蒸腾原理及气孔开闭机理；合理灌溉的生理基础4、本章

8、思考题及实训题目（1）将植物细胞分别放在纯水和1molL蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？（2）设计一个证明植物具有蒸腾作用的实验装置。5、讲授内容第一节 植物对水分的需要一、植物的含水量二、植物体内水分存在的状态三、水分在植物生命活动中的作用第二节 植物细胞对水分的吸收一、扩散二、集流三、渗透作用第三节 植物根系对水分的吸收 一、根系吸水的途径：共质体途径；质外体途径 二、根系吸水的动力：主动吸水：伤流、吐水、产生根压的机理。被动吸水：蒸腾拉力三、影响根系吸水的土壤条件土壤温度、土壤通气条件、土壤溶液浓度。第四节 蒸腾作用 一、蒸腾作用的生理意义和部位 二、气

9、孔蒸腾：气孔的结构、大小、数目及分布、气孔运动、气孔蒸腾过程与小孔定律，气孔开闭的机理。 三、影响蒸腾作用的内、外条件：温度、空气湿度、风速、光强等。第五节 植物体内水分的运输一、水分运输的途径二、水分运输的速度三、水分沿导管或管胞上升的动力第六节 合理灌溉的生理基础一、 作物的需水规律 二、合理灌溉的指标 三、灌溉的方法四、合理灌溉增产的原因第二章 植物的矿质元素1、教学目标本章学习植物体内必需矿质元素，这些矿质元素的生理功能和研究方法，植物对氮素的同化和合理施肥的生理基础。了解：植物必需矿质元素的生理功能和缺素症状；影响根系吸收矿质元素的因素。理解：植物吸收矿质元素的特点和吸收。掌握：植物

10、必需矿质元素的种类；植物必需矿质元素的研究方法，施肥的生理学基础。2、本章重点植物吸收矿质元素的特点和吸收；必需矿质元素的生理功能和缺素症状3、本章难点植物必需矿质元素的研究方法，施肥的生理学基础4、本章思考题及实训题目（1）无土栽培在农业生产上有哪些应用？（2）自然界或栽种作物过程中，叶子出现红色，为什么？5、讲授内容 第一节 植物体内的必需矿质元素一、植物体内的元素二、植物体内的必需矿质元素三、作物缺乏矿质元素的诊断第二节 植物细胞对矿质元素的吸收一、生物膜二、细胞吸收溶质的方式和机制第三节 植物体对矿质元素的吸收一、根部对溶液中矿质元素的吸收过程二、根部对被土粒附着的矿质元素的吸收三、影

11、响根部吸收矿质元素的条件温度、土壤通气、土壤溶液浓度、土壤pH值、微生物的活动四、植物地上部分对矿质元素的吸收第四节 矿物质在植物体内的运输和分布一、矿物质运输的形式、途径和速率二、矿物质在植物体内的分布第五节 植物对氮、硫、磷的同化一、氮的同化二、硫的同化三、磷酸盐的同化第六节 合理施肥的生理学基础 一、作物施肥的规律根据不同作物的特点施肥；按作物不同生育期施肥；施肥中的养分配化。 二、合理追肥的指标 三、发挥肥效的措施第三章 植物的光合作用1、教学目标本章介绍了光合作用的意义、叶绿体的结构、光合作用机理、光呼吸、影响光合速率的外界条件以及光合作用与作物产量的关系。了解：光合作用概念和意义，

12、参与光合作用的色素，影响光合速度的外界条件。理解：光合色素的理化特性，光合作用的化学过程。掌握：光合作用与作物产量的关系。2、本章重点光合作用的化学过程3、本章难点光合作用与作物产量的关系4、本章思考题及实训题目（1）如何证明叶绿体是光合作用的细胞器？（2）如何证明光合作用中释放的O2来源于水？（3）如何证明光合电子传递由两个光系统参与，并接力进行？5、讲授内容 第一节 光合作用的重要性一、光合作用的概念；二、光合作用的意义； 三、光合作用量的指标：光合强度（光合速率）、光合生产率。第二节 叶绿体及叶绿体色素一、叶绿体的结构及成分； 二、光合色素的化学性质叶绿体色素的种类、结构和化学性质；三、

13、光合色素的光学特性。四、叶绿素的形成第三节 光合作用的机制 一、原初反应 二、电子传递和光合磷酸化 三、碳同化 四、光合作用的产物 第四节 光呼吸一、 光呼吸的途径二、 光呼吸的生理功能第五节 影响光合作用的因素 一、内部因素 二、外部因素光照强度：光饱和点、光补偿点；二氧化碳浓度：二氧化碳饱和点、二氧化碳补偿点；温度；水分；矿质元素。 第六节 植物对光能的利用 一、 植物对光能的利用率； 二、 提高光能利用率的途径；第四章 呼吸作用1、教学目标本章学习呼吸作用的概念和它的生理意义；呼吸作用量的指标；有氧呼吸的过程；影响呼吸速率的因素以及呼吸知识在农业上的应用。了解：呼吸作用的生理意义，有氧呼

14、吸的过程、影响呼吸速率的因素。理解：什么是呼吸作用、呼吸底物、呼吸速率。掌握：呼吸作用的主要类型，呼吸知识在农业上的应用。2、本章重点有氧呼吸的过程，呼吸知识在农业上的应用3、本章难点呼吸作用的主要类型4、本章思考题及实训题目（1）简述氧化磷酸化的机理。（2）呼吸作用与光合作用有何区别与联系？（3）EMP途径产生的丙酮酸可能进入哪些反应途径？5、讲授内容 第一节 呼吸作用的概念和生理意义一、 呼吸作用的概念 二、呼吸作用的生理意义第二节 植物的呼吸代谢途径一、糖酵解 二、发酵作用三、三羧酸循环 四、磷酸戊糖途径 第三节 电子传递与氧化磷酸化一、呼吸链二、氧化磷酸化三、末端氧化酶系统四、线粒体外

15、的末端氧化酶第四节 呼吸过程中能量的贮存和利用 一、贮存能量二、利用能量三、光合作用和呼吸作用的关系第五节 呼吸作用的调节和控制一、巴斯德效应和糖酵解的调节二、三羧酸循环的调节三、腺苷酸能荷的调节第六节 影响呼吸作用的因素一、呼吸速率和呼吸商二、内部因素对呼吸速率的影响三、外部条件对呼吸速率的影响温度、水分、氧气和二氧化碳；有毒物质；创伤和机械刺激。第七节 呼吸作用与农业生产一、呼吸作用与作物栽培二、呼吸作用与粮食贮藏三、呼吸作用与果蔬贮藏第五章 植物体内有机物的代谢1、教学目标本章学习脂类及一些次生物质的代谢及有机物代谢间的联系。2、本章重点萜类；酚类3、本章难点生物碱；细胞工程与基因工程4

16、、本章思考题及实训题目生物体内存在哪些与日常生活相关的次生代谢产物？5、讲授内容 第一节 植物的初生代谢和次生代谢第二节 类萜一、萜类的种类二、萜类的生物合成第三节 酚类 一、酚类的种类 二、酚类的生物合成 三、简单酚类 四、木质素 五、类黄酮类 六、鞣质第四节 含氮次生化合物 一、生物碱 二、含氰苷第五节 植物次生代谢的基因工程 一、花卉育种 二、农作物性状改良 三、药用植物的细胞工程与基因工程第六章 植物体内有机物的运输1、教学目标了解植物体内物质运输的途径与特色，理解物质运输的机制。2、本章重点物质运输的途径、机制3、本章难点同化产物的再分配4、本章思考题及实训题目有机物的运输机制与水分

17、是否相同？5、讲授内容第一节 有机物运输的途径、速率和溶质种类 一、途径运输 二、运输方向 三、运输的速率和溶质种类第二节 韧皮部装载 一、韧皮部装载的途径 二、不同糖分的韧皮部装载第三节 韧皮部卸出 一、同化产物卸出途径 二、依赖代谢进入库细胞第四节 韧皮部运输的机制第五节 同化产物的分布一、配置二、分配 第七章 细胞信号转导1、教学目标了解植物对各种刺激作出的反应机理，以及结构机制。2、本章重点3、本章难点Ca2+/CaM在信号转导中的作用4、本章思考题及实训题目植物细胞内钙离子浓度变化是如何完成的？5、讲授内容第一节 信号与受体结合一、信号二、受体在信号转导中的作用第二节 跨膜信号转换第

18、三节 细胞内信号转导形成网络一、Ca2+/CaM在信号转导中的作用二、IP3/DAG在信号转导中的作用三、信号转导中的蛋白质可逆磷酸化第八章 植物的生长物质、1、教学目标本章学习生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等植物内源激素的发现、分布、代谢、生理效应和植物生长调节剂及其应用。要求了解：植物激素和生长调节剂的概念和生理作用。理解：植物内源激素的生理效应。掌握：植物生长调节剂及其应用。2、本章重点植物内源激素的生理效应3、本章难点植物生长调节剂及其应用4、本章思考题及实训题目2. （1）植物生长调节剂在农业生产中应用在哪些方面？应注意些什么？（2）植物在生长过程中，体内的激素含量变化与生

19、长状态有何联系？（3）植物除了受到生长素的影响外，也能受到其它激素的作用，那么赤霉素对植物有哪些作用呢？5、讲授内容第一节 生长素类一、生长素的种类和化学结构二、生长素在植物体内的分布与运输 三、生长素的生物合成和降解四、生长素的信号转导途径五、生长素的生理作用和应用促进生长、促进插条不定根的形成、调运养分、向性及其他生理效应 六、人工合成的生长素类及其应用第二节 赤霉素类 一、赤霉素的结构和种类二、赤霉素的三、赤霉素的生物合成四、赤霉素的信号转导途径五、赤霉素的生理作用及应用促进茎的伸长生长、诱导开花、打破休眠、促进雄花分化及其它生理效应。 第三节 细胞分裂素类一、细胞分裂素的化学结构和种类

20、二、细胞分裂素的分布和运输三、细胞分裂素的生物合成和代谢四、细胞分裂素的信号转导途径五、细胞分裂素的生理作用和应用促进细胞分裂、促进芽的分化、促进侧芽发育、延迟叶片衰老、打破种子休眠等。 第四节 乙烯一、乙烯的分布、生物合成和代谢 二、乙烯的信号转导途径 三、乙烯的生理作用和应用改变生长习性、催熟果实、促进脱落、促进开花和增多雌花及其他生理效应.第五节 脱落酸一、脱落酸的化学结构和分布二、脱落酸的生物合成、代谢和运输三、脱落酸的信号转导途径四、脱落酸的生理作用促进休眠、促进气孔关闭、增强坑逆性、抑制生长、促进脱落等。第六节 其它天然植物生长物质一、油菜素内酯二、多胺三、茉莉酸四、水杨酸第七节

21、植物生长抑制物质一、生长抑制剂二、生长延缓剂 第九章 光形态建成1、教学目标了解光对植物生长发育的影响，掌握光控发育中光受体的结构与功能特征。2、本章重点光敏色素3、本章难点光敏色素的生理作用4、本章思考题及实训题目（1）光敏色素有什么功能？（2）蓝光和紫外光对植物生长有什么调节作用？5、讲授内容第一节 光敏色素的发现、分布和性质一、光敏色素的发现二、光敏色素的分布三、光敏色素的化学性质及光化学转换第二节 光敏色素的生理作用和反应类型 一、光敏色素的生理作用二、光敏色素的反应类型第三节 光敏色素的作用机制第四节 蓝光和紫外光反应 一、蓝光反应 二、紫外光反应第十章 植物的生长生理1、教学目标本

22、章主要学习植物生长分化和发育的基本概念；细胞的生长与分化和植株的分化；生长和生长分析；种子萌发与幼苗生长；植物生长的相关性以及植物生长的周期性与生长相关的问题。了解：植物生长分化和发育的基本概念，种子萌发所需环境条件。理解：植物生长的相关性和周期性。植物组织培养的原理。了解植物运动的特点，掌握引起植物运动的原因。2、本章重点种子萌发与幼苗生长；种子萌发所需环境条件3、本章难点植物运动的原因4、本章思考题及实训题目（1）顶端优势的原理在树木、果树和园林植物生产上有何应用？（2）为什么植物具有向光性和向重力性？5、讲授内容第一节 种子萌发一、影响种子萌发的环境条件：水分、温度、氧气和光照二、种子萌

23、发中的生理生化变化三、种子的寿命第二节 细胞生长一、细胞分裂的生理二、细胞伸长的生理三、细胞分化的生理第三节 程序性细胞死亡一、程序性细胞死亡发生的种类二、程序性细胞死亡的特征和基因调控 三、程序性细胞死亡的生化变化和诱导因子 四、程序性细胞死亡机制第四节 植物的生长一、营养器官的生长特征二、影响营养器官生长的条件三、营养生长与生殖生长的相关。第五节 植物的运动 一、向性运动 二、感性运动 三、生理钟第十一章 植物的生殖生理 1、教学目标本章学习植物从营养生长转变为生殖生长的内部条件和环境条件，春化作用与光周期现象，种子与果实的发育和成熟。了解：植物从营养生长转变为生殖生长的内部条件。掌握：春

24、化作用和光周期现象，它们在农业上的应用。2、本章重点春化作用与光周期现象3、本章难点营养生长转变为生殖生长的内部条件4、本章思考题及实训题目.（1）外界何种条件对成花和受精作用不利？（2）为什么晚造的水稻品种不能用于早造种植？5、讲授内容 第一节 幼年期 一、幼年期的特征二、提早成熟 第二节 春化作用 一、春化作用的条件二、春化作用的时间、部位和刺激传导三、春化作用的生理生化变化第三节 光周期现象一、植物光周期反应类型 二、临界日长 三、光周期刺激的感受和传导 四、光周期诱导 五、光对暗期中断 六、开花化学刺激物七、春化和光周期理论在农业上的应用第四节 花器官形成及其生理 一、成花诱导的多因子

25、途径 二、花形态发生中的同源异形基因和ABC模型三、花生长发育所需的条件四、植物的性别分化第五节 受精生理一、花粉寿命和贮存二、柱头的生活能力三、外界条件对授粉的影响四、花粉萌发和花粉管伸长五、受精用雌蕊的代谢变化六、自交不亲和性第十二章 植物的成熟和衰老生理1、教学目标本章学习种子与果实的发育和成熟,植物的休眠, 衰老与脱落。了解种子与果实发育和成熟的内外部条件。掌握种子和果实在发育和成熟过程中的生理生化特点。2、本章重点种子与果实的发育和成熟,植物的休眠, 衰老与脱落3、本章难点种子和果实在发育和成熟过程中的生理生化特点4、本章思考题及实训题目.（1）植物种子成熟后给予适宜的外界条件，种子

26、能否萌发？（2）果实成熟有有何特征？我们怎么知道果实的品质好不好？5、讲授内容 第一节 种子成熟时的生理生化变化一、主要有机物的变化 二、其他生理变化三、外界条件对种子成熟和化学成分的影响第二节 果实成熟时的生理生化变化 一、果实的生长二、呼吸骤变三、肉质果实成熟时的色香味变化 四、果实成熟时蛋白质和激素的变化第三节 种子和延存器官的休眠 一、种子休眠的原因和破除 二、休眠与植物激素三、延存器官休眠的打破和延长第四节 植物的衰老 一、衰老时的生理生化变化 二、影响衰老的条件三、植物衰老的原因第五节 植物器官的脱落一、环境因子对脱落的影响 二、脱落与植物激素第十三章 植物的抗性生理1、教学目标本

27、章学习逆境的概念、种类；讨论植物的抗寒性、抗热性、抗旱性、抗涝性，也介绍了环境污染对植物的影响。通过本章学习，要求：了解：研究抗性生理的意义，抗寒性抗旱性的种类，各种逆境条件如寒冷、干旱、高温、水涝、及环境污染对植物的伤害。理解：种逆境伤害的原因、植物对逆境的适应和抵抗力。掌握：提高植物抗性的途径与方法，利用植物保护环境的意义。2、本章重点植物的抗寒性、抗热性、抗旱性、抗涝性3、本章难点提高植物抗性的途径与方法4、本章思考题及实训题目（1）植物处于环境胁迫时，体内发生何种生理生化变化？（2）植物衰老时有哪些具体表现？（3）生物膜在各种抗性中有什么特点？5、讲授内容 第一节 抗性生理通论一、逆境

28、对植物的伤害二、植物对逆境的适应 三、提高作物抗性的生理措施第二节 植物的抗冷性一、 冷害过程的生理生化变化二、冷害的机制三、影响冷害的内外条件第三节 植物的抗冻性一、植物对冻害的生理适应 二、内外条件对植物抗冻性的影响三、冻害的机制四、抗冻基因和抗冻蛋白第四节 植物的抗热性一、高温对植物的危害二、内外条件对耐热性的影响三、热激蛋白第五节 植物的抗旱性 一、干旱对植物的伤害 二、作物抗旱性的形态、生理特征 三、提高作物抗旱性的途径第六节 植物的抗涝性 一、涝害对植物的伤害 二、植物对涝害的适应第七节 植物的抗盐性 一、盐胁迫对植物的伤害二、植物对盐胁迫的适应第八节 植物的抗病性一、 病原微生物对作物的伤害二、作物对病原微生物的抵抗