植物生理学-大纲-园林

1、植物生理学课程教学大纲一、课程基本信息课程名称（中文）植物生理学（课程代码：0611209）课程名称（英文）PlantPhysiology课程类型专业基础课（必修）学分4（3+1）总学时64（理论48+实践16）适用对象园林（本科）考核方式笔试结合平时考核等（平时成绩占总成绩30%）先修课程无机与分析化学、有机化学、植物学、生物化学二、课程简介本课程为园林专业的必修基础课，主要内容包括植物生理学的三大组成部分：植物的物质生产和光能利用植物吸收水分、矿质元素和同化CO2的生理生化基础；植物体内物质和能量的转变植物体内物质转运、转化与分解利用2的生理生化基础；植物的生长和发育植物正常与逆境条件下生

2、命活动的综合表达。三、课程目标植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。学习植物生理学不仅是为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，而且要将掌握的理论知识应用于科学实验和生产实践，为农业和社会的可持续发展服务。通过本课程的学习，让学生掌握植物生理学水分代谢、矿质营养、光合作用、发育与调控、逆境代谢等研究的相关实验方法和原理，通过综合开放性实验训练，掌握植物生理学实验设计及论文撰写的基本方法。四、教学内容及要求第0章绪论教学要求理解并掌握：植物生理学的概念。掌握：植物生理学的内容体系。了解：植物生理学的发展历史与趋势，植物生理学的应用，植物生理学的学习与研究方法。教学内容植物生

3、理学的定义和内容；植物生理学的产生和发展；植物生理学的展望与应用。第一篇植物的物质生产和光能利用第一章植物的水分代谢教学要求理解并掌握：水势的概念，细胞水势的组成，细胞和根系吸水的方式与机理，蒸腾作用，气孔运动机理，作物的需水规律。掌握：细胞水势的组成及其计算方法，细胞相对体积与细胞水势组成的演化关系。了解：植物体内水分运输的途径与动力，植物水分管理的合理措施。教学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、水分在生命活动中的作用。第二节植物细胞对水分的吸收一、细胞的渗透性吸水；二、细胞的吸收作用；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

4、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、蒸腾作用的定义、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、灌溉的方式；四、合理灌溉增产的原因。第二章植物的矿质营养教学要求理解并掌握：必需元素的种类及其主要生理功能、细胞吸收溶质的方式和机理，植物根系吸收矿质元素的特点，矿质元素在植物体内的分布和再利用的规律，作物的需肥规律。掌握：必需矿质元素的种类与生理功能及其缺素特征。了解：无机养料的同化的

5、特点及矿质元素在植物体内的运输的形式和途径，植物养分管理的合理措施。教学内容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、植物必需的矿质元素的生理作用；四、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、细胞膜；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、植物吸收矿质元素的特点；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、影响根部吸收矿物质的条件；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；三、生物固氮；四、硫酸盐同化；五、磷酸盐的同化。第五节矿质元素在植物体内

6、的运输一、矿质元素运输的形式、途径和速度；二、矿质元素在植物体内的分布和再利用第六节合理施肥的生理基础一、作物的需肥规律；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教学要求理解并掌握：光合作用的定义，植物光合色素的种类及光学特性，不同角度与层面的光合作用机理，光合作用碳同化的各种方式及不同方式间的差别，光呼吸概念及其代谢特点。掌握：光合作用的意义，叶绿体的结构和成分及光合色素的化学特性，叶绿素形成的主要条件，植物的光能利用率，光合作用产物的种类及蔗糖和淀粉的合成部位，影响光合速率的因素。了解：光合作用的发现历程，光合结构与机理的关系，影响光合速率的原因。教学内容第一节光合作用

7、的重要性一、光合作用的定义；二、光合作用的意义；三、光合作用的发现。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的影响；二、内部因素对光合作用的影响。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。第二篇植物体内物质和能量的转变第四章植物的呼吸作用教学要求理解并掌握：呼吸作用、生物氧化、呼吸链、氧化磷酸化、P/O比、能荷、巴斯德效应、呼吸商等

8、概念，呼吸代谢多样性的内涵与意义。掌握：呼吸作用发生的场所，呼吸作用与农业的联系。了解：呼吸作用的生理意义，呼吸作用的调节原理。教学内容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、糖酵解途径；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系。第五节呼吸作用的调节和控制一、巴斯德效应和糖醇解的调节；二、戊糖磷酸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

9、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教学要求理解并掌握：次级产物的概念、主要次生物质种类及其功能。掌握：有机物代谢与初生代谢的联系。了解：次级产物的应用。教学内容第一节各种有机物代谢的相互联系一、植物体内各种有机物之间的相互联系；二、Calvincycle，EMPpathway,TCA环，PPP是有机物代谢的主干（舞台）；三、糖、脂肪和蛋白质之间能够互相转变；四、次级产物（萜类、酚类和含氮次级的产物）的生物合成。第二

10、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；三、芥子油苷；四、非蛋白氨基酸。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第六章植物体内有机物的运输教学要求理解并掌握：有机物运输的主要形式与途径，掌握筛管运输机理；掌握同化产物分配规律熟悉韧皮部装载和卸出机理；了解外界条件对有机物运输的影响。掌握：韧皮部装载和卸出机理。了解：外界条件对有机物运输的影响。教学内容第一节有机物运输的的途径、速度和溶质种类一、运输途径；二

11、、运输速度和溶质的种类。第二节韧皮部装载一、韧皮部装载的定义；二、装载途径；三、装载的机理；四、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、韧皮部卸出的概念；二、同化产物的卸出途径；三、蔗糖卸出的机理（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。第三篇植物的生长和发育第七章植物体内的细胞信号转导教学要求理解并掌握：信号、植物信号转导、受体、胞间信号、第二信使、配体、信号转导网络（或交谈）等概念。掌握：主要的第二信使

12、物质，细胞内信号转导形成网络。了解：跨膜信号转换的途径。教学内容第一节信号与受体结合一、信号（刺激）；二、受体在信号转导中的作用。第二节跨膜信号转换一、跨膜信号转换的概念；二、跨膜信号转换的途径。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、IP/DAG3在信号转导中的作用；三、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。第八章植物的生长物质教学要求理解并掌握：植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂、极性运输等概念；生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的作用机理。掌握：生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸的应用。了解：油菜素内酯等其他天然植物

13、生长物质，植物生长调节剂与农业。教学内容第一节生长素类一、生长素的发现；二、生长素在植物体内的分布和运输；三、生长素的生物合成与降解；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、乙烯的作用机理；三、乙烯的生理作用和应用；第五节脱落酸一、脱

14、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。第九章光形态建成教学要求理解并掌握：植物光受体的类型、光敏色素的光化学转换特点；光敏色素的生理作用和作用机理。蓝光和紫外光反应特点。掌握：光敏色素基因和分子多型性。了解：蓝光和紫外光反应特点。教学内容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、光敏色素基因和分子多型性；三、光敏色素的光

15、化学转换。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、紫外光反应。第十章植物的生长生理教学要求理解并掌握：生长发育和分化的概念；程序性细胞死亡的概念和基本特征、生长大周期、相关性、顶端优势、生长温周期现象、植物的运动、向性运动、感性运动、生理钟等概念，植物生长的基本特性和不同类型植物运动的区别。掌握：种子萌发的条件和植物组织培养的原理，植物生长的基本特性和不同类型植物运动的区别。了解：植物组织培养的应用，植物生长基本特性的应用，程序性细

16、胞死亡机制。教学内容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。第二节细胞的生长和分化一、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。第十一章植物的生殖生理教学要求理解并掌握：春化作用、脱春化作用、春化处理、光周期、光周期现象、临界日长、

17、临界夜长（暗期）、光周期诱导等概念，春化作用和光周期诱导开花的假说；蒙导花粉、群体效应、呼吸骤变等概念，花形态发生的ABC与ABCDE模型。掌握：同源异形现象,光周期反应类型、春化和光周期诱导与反应部位,花粉贮藏的条件，受精前后雌蕊的代谢变化及植物雌雄个体的代谢差异。了解：春化和光周期理论在农业上的应用。教学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；四、春化作用的机理。第三节光周期一、光周期反应；二、光周期刺激的感受和传导；三、光周期诱导；四、光对暗期间断；五、光敏色素和花诱导；六、开花化

18、学刺激物；七、光周期诱导开花的假说；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、花器官的分化和生长（花形态发生中的同源异形基因和ABC模型）；二、花器官的形成所需要的条件；三、植物性别的分化。第五节受精生理一、花粉寿命和贮藏；二、柱头的生活能力；三、外界条件对授粉的影响；四、花粉的萌发和花粉管的伸长；五、受精前后雌蕊的代谢变化；六、自交不亲和性。第十二章植物的成熟和衰老生理教学要求理解并掌握：肉质果实成熟时的色香味变化,种子休眠的原因和解除方法、植物衰老的生理生化变化、脱落的生理生化变化及与激素的关系。掌握：种子成熟时主要有机物的变化。了解：外界条件对种子成熟和化学成分的影

19、响。教学内容第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、果实成熟时的蛋白质和激素变化。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、影响衰老的外界条件；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、脱落时细胞及生理生化变化；三、脱落与植物激素。第十三章植物的逆境生理教学要求理解并掌握：逆境的概念与抗性的类型。掌握

20、：植物的抗寒性，抗旱性的机理与农业。了解：植物对逆境的适应及提高植物抗性的生理措施。教学内容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、提高植物抗性的生理措施。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、提高植物抗旱性的途径。第六节植物的抗涝性一、涝害对植物的伤

21、害；二、植物对涝害的适应。第七节植物的抗盐性一、盐分过多对植物的伤害；二、作物的耐盐性及其提高途径。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。系统复习与学法指导理解并掌握：植物生理学基本原理与系列概念；植物生理学的知识体系。了解：植物生理学与生产和生活的关系。教学内容植物生理学的系统知识（串讲）。植物生理学的学习与复习方法。期末考试要求与说明。五、课时分配表序号课题名称课时分配小计理论实践其他0绪论111第一章植物的水分代谢3252第二章植物的矿质营养4483第三章植物的光合作用82104第四章植物的呼吸作用225第五章植物体内有机物的代谢226第六章植物体内有

22、机物的运输447第七章植物体内的细胞信号转导118第八章植物的生长物质74119第九章光形态建成1110第十章植物的生长生理32511第十章植物的生殖生理5512第十二章植物的成熟和衰老生理5513第十三章植物的逆境生理12314系统复习与学法指导（答疑）11总课时481664实验开设情况一览表序号实验项目名称实验类型实验学时备注1植物组织渗透势与水势的测定综合性2方法综合2、3植物的兀素缺素症（溶液配置与培养）综合性2方法综合4叶绿体色素含量的测定（分光光度法）综合性2综合提取方法附4植物缺素症的观察与矫治综合性2方法综合5、6植物生长调节剂对器官发育的影响（一）NAA对插条不定根形成的诱导（二）乙烯对果实的催熟作用设计性4提供试剂，设计材料、处理和测定指标7种子生活力的快速测定（TTC、红墨水法）综合性