植物生理学教学大纲

1、植物生理学教学大纲课程名称：植物生理学课程类型：范围选修课；专业基础课学时：72学时（讲授48，实验24）适用对象：本科：生物技术，生物科学，农学，园艺，植物保护，草业科学，环境科学，农业资源与环境，动植物检疫，动物科学，水产养殖，农村区域发展等专业先修课程：需植物学、化学、生物化学等为基础一、课程性质、目的与任务以及先开课程要求植物生理学（Plantphysiology）是研究植物生命活动规律的科学。植物生命活动是在水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等基本代谢基础上，表现出种子萌发、生长、运动、开花、结果等生长发育过程。植物生理学的任务是研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和

2、机理，认识植物生理、生化过程和本质，在此基础上合理地利用光、气、水、土资源，发展农（林）业生产，保护和改造自然环境。二、教学重点及难点本课程教学重点是从不同层次上认识生命活动规律。微观上要认识植物体内进行的物质代谢、能量转换及信息传递过程；宏观上要认识植物生长、发育规律及植物与环境的关系。教学难点在于植物体内所进行的各种物质代谢、能量转换及信息传递规律，并以此来解释植物的生长发育过程。三、与其他课程的关系植物学、化学、生物化学是学习植物生理学的基础；细胞生物学、遗传学、分子生物学研究成果向植物生理学的渗透，使植物生理学对微观生命活动的认识不断深入；植物生理学与环境科学、生态学等密切结合，产生了

3、植物环境生理学、植物群体生理学和生态生理学，使植物生理学朝更为综合的方向发展。四、教学内容、学时分配及基本要求绪论（1学时）基本要求：掌握植物生理学的定义，研究内容及发展史。重点：植物生理学研究内容及特点。难点：21世纪植物生理学发展的趋势。一、植物生理学的定义和任务二、植物生理学的产生和发展三、植物生理学的展望第一章植物的水分代谢（3学时）基本要求：从水分的吸收、运输、分配利用及蒸腾作用几方面了解水分代谢。重点：植物细胞对水分的吸收；植物根系对水分的吸收；气孔运动机理。难点：植物细胞水势概念及其组成。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、水分在生命活动中的作用第

4、二节植物细胞对水分的吸收一、细胞的渗透性吸水二、细胞的吸胀作用三、水分进入细胞的途径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、影响蒸腾作用的外、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、合理灌溉的增产原因第二章植物的矿质营养（3学时）基本要求：掌握植物所需矿质元素种类及作用；根系对矿质元素的吸收及体内运转；合理施肥的生理基础。重点：植物必需矿质元素的生理作用；植

5、物细胞对矿质元素的吸收；植物对氮素的同化。难点：细胞对矿质元素主动吸收的机理。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、植物必需矿质元素的生理作用四、植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第三节植物对矿质元素的吸收一、植物吸收矿质营养的特点二、根部对溶液中矿质元素的吸收过程三、根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收四、影响根部吸收矿质的条件五、植物地上部分对矿质元素的吸收第四节无机养料的同化一、硝酸盐的代谢还原二、氨的同化（自学）三、生物固氮（自学）四、硫酸盐同化（自学）五、磷酸盐同化（自学）第五节矿物质在植物体内的运输

6、一、物质运输的形式、途径和速度、矿物质在植物体内的分布第六节合理施肥的生理基础、作物的需肥规律、合理施肥的指标、发挥肥效的措施第三章植物的光合作用（5学时）基本要求：掌握光合作用机理；影响光合作用的因素；光合作用与植物产量的关系。重点：光合作用机理；影响光合作用的因素；光合作用与植物产量的关系。难点：光合磷酸化机理。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、叶绿素的形成第三节光合作用的机理一、光能的吸收二、电子传递和质子传递三、光合磷酸化四、碳同化五、光呼吸六、光合作用的产物第四节影响光合作用的因素一、外界条件对光合速率

7、的影响二、内部因素对光合速率的影响第五节植物对光能的利用一、植物的光能利用率二、提高光能利用率的途径第四章植物的呼吸作用（3学时）基本要求：掌握植物呼吸作用的机理；影响呼吸作用的因素；呼吸作用与农业生产的关系。重点：植物呼吸作用的机理、重要性；呼吸作用与农业生产的关系。难点：氧化磷酸化机理。第一节呼吸作用的概念、生理意义和场所一、呼吸作用的概念二、呼吸作用的生理意义三、呼吸作用的场所第二节植物的呼吸代谢途径一、糖酵解二、三羧酸循环三、戊糖磷酸途径第三节生物氧化一、呼吸链二、氧化磷酸化三、呼吸代谢电子传递的多条途径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

8、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、戊糖磷酸化途径和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第五章植物体内有机物的代谢（3学时）基本要求：掌握植物体内主要的次生代谢途径及其与基础代谢的联系；了解次生代谢产物的重要性。重点：萜类及酚类代谢。难点：甲羟戊酸途径和苯丙烷代谢途径。第一节各种有机物代谢的相互联系第二节萜类一、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

9、、简单酚类四、木质素五、类黄酮类六、鞣质第四节含氮次级化合物（自学）一、生物碱二、含氰苷三、芥子油苷四、非蛋白氨基酸第六章植物体内有机物的运输（3学时）基本要求：有机物运输的形式、途径和机理及影响有机物运输的因素。重点：有机物运输的形式、途径和机理。难点：有机物运输的几个假说。第一节有机物运输的途径、速度和溶质种类一、运输途径二、运输的速度和溶质种类第二节韧皮部装载一、韧皮部装载的途径二、蔗糖-质子同向转运三、韧皮部装载的特点第三节筛管运输机理一、压力流动学说二、胞质泵动学说三、收缩蛋白学说第四节韧皮部卸出一、同化物卸出途径二、依赖代谢进入库组织第五节外界条件对有机物运输的影响一、温度二、矿质

10、元素三、植物激素第六节同化产物的命运和分配一、同化产物的命运二、分配方向三、分配规律第七章植物体内细胞信号转导（4学时）基本要求：掌握植物体内细胞信号传递的主要方式的信号途径；明确信号传递对植物适应多变环境的的重要性。重点：植物细胞对信号的感受；信号的跨膜转换及胞内信号传递。第一节环境刺激和胞外信号一、信号二、胞间信号第二节受体和跨膜信号转换一、细胞受体二、跨膜信号转换第三节细胞内信号分子和第二信使系统一、钙离子和钙结合蛋白二、IP3和DAG三、其他信号分子第四节信号转导中的蛋白质可逆磷酸化一、蛋白激酶二、蛋白磷酸酶第八章植物生长物质（5学时）基本要求：了解植物激素对植物生长发育的重要性；掌握

11、各种激素的生理作用。重点：植物激素的生理作用和作用机理；植物生长调节剂在农林生产中的应用。难点：植物激素的作用机理。第一节生长素类一、生长素的发现二、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、生长素的作用机理五、生长素的生理作用六、人工合成的生长素类及其应用第二节赤霉素类一、赤霉素的结构二、赤霉素的分布和运输三、赤霉素的生物合成四、赤霉素的作用机理五、赤霉素的生理作用和应用第三节细胞分裂素类一、细胞分裂素的种类和化学结构二、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、细胞分裂素的作用机理五、细胞分裂素的生理作用和应用第四节乙烯一、乙烯的分布和生物合成二、乙烯的作用机

12、理三、乙烯的生理作用和应用第五节脱落酸一、脱落酸的化学结构和分布二、脱落酸的生物合成和代谢三、脱落酸的作用机理四、脱落酸的生理作用和应用第六节其他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（3学时）基本要求：掌握光敏素与植物光形态建成的关系，全面认识光对植物生长、发育的重要性。重点：光敏素的结构、性质，光化学转换和反应类型。难点：光敏素的作用机理。第一节光敏色素的发现和分布一、光敏色素的发现二、光敏色素的分布第二节光敏色素的化学性质和光化学转换一、光敏色素的化学性质二、光敏色素的基因和分子多型性三、光敏色素的光化学

13、转换第三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、光敏色素和植物激素三、光敏色素调节的反应类型第四节光敏色素的作用机理一、膜假说二、基因调节假说第五节蓝光和紫外光反应一、蓝光反应二、紫外光-B反应第十章植物的生长生理（4学时）基本要求：掌握植物生长所表现出的一般特征，并从植物生理学角度给以合理解释。重点：植物生长大周期规律及植物生长相关性。难点：植物的向重力性机理。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（自学）第二节细胞的生长和分化一、细胞的分裂和生理（自学）二、细胞的伸长和生理（自学）三、细胞的分化和生理（自学）四、组织培养第三节植

14、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四节植物的运动一、向性运动二、感性运动三、生理钟第十一章植物的生殖生理（4学时）基本要求：了解植物的春化现象和光周期现象，并能从生理学角度加以阐释。重点：春化作用与光周期理论；受精生理。难点：光敏素与植物成花的关系。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、生化变化四、春化作用的机理第三节光周期一、光周期反应类型二、光周期刺激的感受和传导三、光周期诱导四、光对暗期中断五、光敏色素和花诱导六、开花化学刺激物七、光周期诱导开花的假

15、说八、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、花形态发生中的同源异形基因和ABC模型二、花器官形成所需要条件三、植物性别的分化第五节受精生理一、花粉寿命和贮存（自学）二、柱头的生活能力（自学）三、外界条件对授粉的影响（自学）四、花粉和柱头的相互“识别”五、花粉的萌发和花粉管的伸长六、受精前后雌蕊的代谢变化第十二章植物成熟与衰老生理（3学时）基本要求：了解衰老是植物正常生长发育的一个阶段，人们无法阻止衰老，但通过适当措施可以延缓衰老进程。重点：种子、果实成熟时的生理变化；衰老过程中的生理变化；种子休眠的原因。难点：植物衰老机理。第一节种子成熟时的生理生化变化一、主要有机物的变化

16、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、肉质果实成熟时色、香、味的变化四、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、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、影响衰老的外界条件三、植物衰老的原因第五节植物的器官脱落一、环境因子对脱落的影响二、脱落时细胞及生长的变化三、脱落与植物激素第十三章植物逆境生理（4学时）基本要求：了解植物逆境生理研究的重要性；植物抵御逆境的主要方式。重点：逆境对植物的影响；植物的抗寒性、抗旱性及抗盐性。难点：植物适应逆境的生理基础

17、；植物抗寒、抗旱的机理。第一节抗逆生理通论一、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寒性一、冻害的生理二、冷害的生理第三节植物的抗热性（自学）一、高温对植物的伤害二、内外条件对耐热性的影响第四节植物的抗旱性一、干旱对植物的伤害二、作物抗旱性的形态、生理特征三、渗透调节物质和抗旱性第五节植物的抗涝性（自学）一、淹水胁迫对植物的伤害二、植物对淹水胁迫的适应3、学时： 4 学时一、盐胁迫对植物的伤害二、植物对盐胁迫适应第七节植物的抗病性（自学）一、病原微生物对作物的伤害二、作物对病原微生物的抵抗五、教材及主要参考书教材：潘瑞炽主编，植物生理学（第四版），高等教育

18、出版社主要参考书：王忠主编，植物生理学，中国农业出版社，2000年李合生主编，现代植物生理学，高等教育出版社，2002年植物生理学实验大纲实验课程名称：植物生理学学时：24实验项目数：7面向专业：生物技术，生物科学，农学，园艺，植物保护，草业科学，环境科学，农业资源与环境，动植物检疫，动物科学，水产养殖，农村区域发展等专业一、实验教学目标与基本要求：通过植物生理学实验课教学，使学生掌握植物生理学研究中的一些常用方法的原理、实验过程及结果的计算与分析。学会常见仪器、设备的使用，了解实验室中的一些安全问题及注意事项，培养从事科学研究的基本素养。基本要求：1）了解实验室安全问题的相关注意事项。2）掌握开设实验的原理，基本操作过程，学会仪器调试及使用。3）了解所学实验方法在植物生理学研究中的可能应用领域，即与该实验方法相关的其它方