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1、植物生理学课程教学大纲一、课程基本信息课程名称 冲文）植物生理学（课程代码：0611209）课程名称（英文）Plant Physiology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一一植物吸收水分、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、转化与分解利用的生理生化基础；植物 的生长和发育植物正常
2、与逆境条件下生命活动的综合表达。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
3、习与 研究方法。教学内容 植物生理学的定义和内容；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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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/0比、能荷、巴斯 德效应、呼吸商等概念，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、三竣酸循环；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、
9、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
10、间的相互联系； 二、Calvin cycle， EMP pathway , 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
11、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、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；
12、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。第二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
13、作用；三、信号转导中的蛋白质可逆磷酸化（一）蛋白激酶；7二） 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
14、 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
15、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：
