《植物生理学》教学内容纲要.doc

植物生理学内容纲要）课程类型：专业基础课课程名称：植物生理学英文名称：Plant Physiology适用专业：农学、园艺等专业总 学 时：80（理论59，实验21）学 分：考核方式：闭卷考试一、本课程的性质、目的及任务植物生理学是农学、园艺专业的一门专业基础课。本课程分理论讲授和实验两大部分。本大纲为理论课教学大纲，实验课单独讲授，另有相应的教学大纲。理论教学的目的主要使学生掌握植物生命活动的基本概念、基本生理过程、植物各生理过程的机理及其研究最新动态、生理过程相互依赖和相互制约的内在联系、植物与环境之间的协调、统一关系、在不同逆境条件下,对植物生长发育的影响以及植物对逆境的适应等。教学目的： （1）使学生对植物生命活动基本规律有比较全面、系统认识，牢固掌握植物生理学的基本概念、知识和原理；（2）使学生学会植物生理学的基本实验方法，并在科学态度、实验技能、独立工作能力等方面获得初步训练；（3）使学生能初步运用所学基本理论、知识和技能，分析和解决生产实践中有关植物生理学的一般问题。 （4）使学生毕业后能胜任中等学校生物学课程中有关植物生理学部分的教学工作及农业科技工作。教学任务：本课程的教学不仅在于使学生研究和植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机制，更重要的是能积极主动运用这些规律为农、林、牧等方面的生产服务，将这些研究成果应用于一切利用植物生产的事业中去，植物生理学应与农业各学科合作，针对当地生产存在的问题，进行研究，解决问题，促进农业现代化。二、课程教学的基本要求1、了解植物生理学的定义、内容和任务；了解植物生理学的产生和发展。2、了解植物生理学与农业生产的联系，以便更好地为农业生产服务。3、掌握根系吸水的动力、气孔运动机理等水分代谢内容。4、了解植物呼吸、光合的机理、有机物质运输过程，以便在农业生产中合理地调控植物的生长发育。5、掌握植物激素的生理作用，理论联系实际，为农业生产服务。6、了解植物的生长发育生理以及植物的抗逆生理，从而可以根据生产需要对植物进行定向调控其生长发育。三、课程教学内容植物生理学是研究和揭示植物生命活动规律的科学,主要内容包括:第一篇：植物的物质生产和光能利用，包括水分生理、矿质营养、光合作用。 第二篇：植物体内物质和能量的转变，包括呼吸作用、有机物的代谢和运输。第三篇：植物的生长和发育，包括细胞信号转导、植物生长物质、光形态建成、植物的生长生理、生殖生理、成熟和衰老生理，以及抗性生理等。具体章节如下：1、绪 论（2学时） （1）植物生理学的定义、内容和任务（2）植物生理学的产生和发展（3）植物生理学的展望了解植物生理学的产生和发展；掌握植物生理学的定义、内容和任务；了解植物生理学与农业生产的联系，以便更好地为农业生产服务。重点：掌握植物生理学学的定义、内容；植物生理学与农业生产的联系。难点：解植物生理学与农业生产的联系。2 、水分生理（5学时）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 二、根系吸水的动力 三、影响根系吸水的土壤条件了解植物的含水量，植物体内水分存在状态和水分在植物生命活动中的作用。掌握植物细胞对水分的吸收方式：扩散，集流，渗透作用。掌握植物根系对水分吸收途径、动力和影响根系吸水土壤条件 。重点：重点讲授植物生理学的定义和任务，植物生理学的产生和发展和植物生理学的展望；细胞吸水的方式;细胞的水势和根系吸水的途径。难点：细胞的水势和根系吸水的途径和机理。水分生理第四节 蒸腾作用 一、蒸腾作用的生理意义和部位 二、气孔蒸腾 三、影响蒸腾的外、内条件 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 了解蒸腾作用的生理意义和部位，气孔蒸腾的机理，影响蒸腾的外、内条件。认识植物体内水分的运输途径、速度和动力。如何做到合理灌溉。 重点：重点讲授气孔运动的机理、水分运输的途径和动力以及合理灌溉。 难点：气孔运动的机理。3、植物的矿质营养 （5学时） 第一节 植物必需的矿质元素 一、植物体内的元素 二、植物必需的矿质元素 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理 了解植物必需的矿质元素的种类；理解植物必需的矿质元素的生理作用；掌握植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理 重点: 重点讲授植物必需的矿质元素的种类和生理作用；植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理。 难点：植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理。植物的矿质营养第三节 植物体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第五节 植物对氮、硫、磷的同化第六节 合理施肥的生理基础掌握植物体对矿质元素的吸收方式；了解矿物质在植物体内的运输和分布；理解植物对氮、硫、磷的同化过程。了解合理施肥的生理基础。重点：重点讲授矿质元素在植物体内的运输和分布；植物对氮、硫和磷的同化过程；合理施肥。难点：氮、硫和磷在植物体内的同化过程4、光合作用（8学时）第一节 光合作用的重要性 第二节 叶绿体及叶绿体色素 一、叶绿体的结构和成分 二、光合色素的化学特性 三、光合色素的光学特性 四、叶绿素的形成理解光合作用的重要性和叶绿体结构和功能及叶绿体色素。重点：重点讲授光合作用的重要性；叶绿体的结构和成分；光合色素的化学特性 ；叶绿素的形成过程。难点：光合色素的化学特性 ；叶绿素的形成过程。第三节 光合作用的机理 一、原初反应 二、电子传递与光合磷酸化 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、光吸吸的生理功能 第五节 影响光合作用的因素 一、外界条件对光合速率的影响 二、内部因素对光合速率的影响 第六节 植物对光能利用 一、植物的光能利用率 二、提高光能利用率的途径掌握光合作用的原初反应、电子传递与光合磷酸化和碳同化的过程 ；理解光呼吸的途径和生理功能。了解影响光合作用的因素。 重点：重点讲授光合作用的原初反应、电子传递与光合磷酸化和碳同化的过程；光呼吸的途径和生理功能；影响光合作用的因素。 难点：光合作用的原初反应、电子传递与光合磷酸化和碳同化的过程；光呼吸的途径。5、植物的呼吸作用 （6学时） 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、戊糖磷酸途径了解呼吸作用的概念和生理意义；理解植物的呼吸代谢的途径。重点:重点讲授呼吸作用的概念和生理意义和植物的呼吸代谢途径（糖酵解、 三羧酸循环、戊糖磷酸途径）。 难点：植物的呼吸代谢途径第三节 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 呼吸作用的调节及控制 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、外界条件对呼吸速率的影响第七节 呼吸作用和农业生产 一、 呼吸作用和作物栽培二、 呼吸作用和粮食贮藏三、呼吸作用和果蔬贮藏 掌握呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化过程；理解呼吸作用过程中能量的贮存和利用；了解呼吸作用的调节及控制；了解影响呼吸作用的因素；了解呼吸作用原理在作物栽培和粮食贮藏中的应用。重点：本次课重点讲授:呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化过程；呼吸作用过程中能量的贮存和利用；呼吸作用的调节及控制；影响呼吸作用的因素；呼吸作用原理在作物栽培和粮食贮藏中的应用。难点：本次课难点是呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化过程。6、植物体内有机物的代谢（3学时）第一节 植物的初生代谢和次生代谢 第二节 萜类 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了解植物的初生代谢和次生代谢途径。理解萜类、酚类、含氮次生化合物的种类和生物合成途径。了解植物次生代谢的基因工程的情况。重点：本章重点讲授植物的初生代谢和次生代谢的相互联系途径；讲授植物体内萜类、酚类和含氮次生化合物的种类和生物合成途径。基因工程在花卉育种、农作物性状改良和药用植物的细胞工程中的应用。难点：本章的难点是植物体内萜类、酚类和含氮次生化合物的种类和生物合成途径。7、植物体内有机物的运输（2学时） 第一节 有机物运输的途径、速率和溶质种类 一、运输途径 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 韧皮部运输的机理第五节 同化物的分布 一、配置 二、分配 了解有机物运输的途径、速率和溶质种类。理解韧皮部装载和韧皮部卸出的过程。理解韧皮部运输的机理。重点：本章重点讲授植物体内有机物运输的途径、速率和溶质种类；有机物在韧皮部装载和韧皮部卸出的过程；有机物在韧皮部运输的机理。难点：有机物在韧皮部装载和卸出的过程；有机物在韧皮部运输的机理。8、细胞信号转导 （3学时）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 第三节 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理解信号与受体结合的过程。理解跨膜信号的转导过程。理解细胞内信号转导形成网络的过程。重点：本章重点讲授细胞的信号与受体结合的过程；跨膜信号的转导过程；以及细胞内信号转导形成网络的过程。难点：跨膜信号的转导过程；以及细胞内信号转导形成网络的过程。9、植物生长物质 （6学时） 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和运输 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 六、人工合成的生素类及其应用 第二节 赤霉素类 一、赤霉素的结构和种类 二、赤霉素的分布与运输 三、赤霉素的生物合成 四、赤霉素的信号转导途径 五、赤霉素的生理作用和应用第三节 细胞分裂素类 一、细胞分裂素种类和结构 二、细胞分裂素分布和运输 三、细胞分裂素的生物合成和代谢四、细胞分裂素的信号 导途径 五、细胞分裂素的生理作用和应用了解植物生长物质的概念和种类。理解生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类的结构、种类、生理作用、运输和生物合成途径 ；了解植物生长物质生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类在农业生产上的应用。重点：1、重点讲授植物生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类的结构、种类、生理作用、运输和生物合成途径。 2、植物生长物质生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类在农业生产上的应用。难点：讲授植物生长素类、赤霉素类和细胞分裂素类的作用机理。第四节 乙烯 一、乙烯的分布与生物合成 二、乙烯的信号转导途径 三、乙烯的生理作用和应用 第五节 脱落酸 一、脱落酸化学结构和分布 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 第六节 其它天然的植物生长物质 一、油菜素内酯 二、多胺 三、茉莉酸 四、水杨酸 第七节 植物生长抑制物质 一、生长抑制剂 二、生长延缓剂理解植物激素乙烯、脱落酸、油菜素内酯的结构、种类、生物合成过程、作用和作用机理。了解植物生长抑制物质的结构、种作用和作用机理。重点:本章重点讲授植物激素乙烯、脱落酸、油菜素内酯的结构、种类、生物合成过程、作用和作用机理；植物生长抑制物质的结构、种作用和作用机理。难点：植物激素乙烯、脱落酸、油菜素内酯的作用和作用机理。10、光形态建成（2学时） 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 光敏色素的作用机理第四节 蓝光和紫外光反应一、 蓝光反应 紫外光反应理解光敏色素发现、光敏色素的分布、光敏色素的化学性质及光化学转换。理解光敏色素的生理作用和反应类型。理解光敏色素的作用和作用机理重点：本章重点讲授光敏色素发现、光敏色素的分布；光敏色素的化学性质及光化学转换；光敏色素的生理作用和反应类型；光敏色素的作用和作用机理。难点：光敏色素的化学性质及光化学转换；光敏色素的作用和作用机理。11、植物的生长生理 （4学时） 第一节 种子的萌发 一、影响种子萌发的外界条件 二、种子萌发的生理生化变化 三、种子的寿命 第二节 细胞的生长 一、细胞分裂的生理 二、细胞伸长的生理 二、 细胞分化的生理 第三节 植物细胞程序性死亡 一、 细胞程序性死亡发生的种类 二、 细胞程序性死亡的特征和基因调控三、 细胞程序性死亡的生化变化和诱导因子四、 细胞程序性死亡机理 第四节 植物的生长 一、营养器官的生长特性 二、影响营养器官生长的条件 三、营养生长和生殖生长的相关 第五节 植物的运动 一、向性运动 二、感性运动 三、生理钟 理解种子萌发的外界条件和生理生化变化。理解细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和细胞分化的生理。了解植物细胞程序性死亡。了解植物营养器官的生长特性和影响营养器官生长的条件。理解植物生长的向性运动和感性运动。重点：本章重点讲授种子萌发的外界条件和生理生化变化；细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和细胞分化的生理；植物细胞程序性死亡；植物营养器官的生长特性和影响营养器官生长的条件；植物生长的向性运动和感性运动。 难点：细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和细胞分化的生理。植物细胞程序性死亡。植物生长的向性运动。12、植物的生殖生理 （4学时） 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中的应用理解幼年期的特征；理解春化作用；理解光周期现象和光周期理论在农业中的应用重点：本章重点讲授植物幼年期的特征；植物的春化作用；植物的光周期现象。 难点：植物的春化作用；植物的光周期现象。13、植物的成熟和衰老生理 （4学时）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、影响衰老的原因 第五节 植物器官的脱落 一、环境因子对脱落的影响 二、脱落时细胞及生化变化 三、脱落与植物激素 理解种子成熟时的生理生化变化；理解果实成熟时的生理生化变化；理解种子和延存器官的休眠 ；理解植物的衰老；理解植物器官的脱落。重点：本章重点讲授种子、成果实成熟时的生理生化变化；种子和延存器官的休眠；植物的衰老和植物器官的脱落难点：植物的衰老和植物器官的脱落的机理14、植物的抗性生理 （5学时） 第一节 抗性生理通论 一、逆境对植物的伤害 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、冷害的机理 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、冻害机理 四、抗冻基因和抗冻