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1、植物生理学教学大纲(Plant Physiology)课程代码：0611209 学分：2总学时：34先修课程：无机与分析化学、有机化学、植物学、生物化学开课对象：园林专业（本科）一、 课程的性质、目的与任务 植物生理学是研究植物生命活动规律的科学。它是植物生产和生物师范类各专业的专业基础课。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。二、 课程内容的基本要求本大纲内容主要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
2、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与逆境条件下生命活动的综合表达。三、 学时分配与比例绪论(1学时)一、植物生理学的定义和内容二、植物生理学的产生和发展三、植物生理学的展望第一篇 植物的物质生产和光能利用第一章 植物的水分代谢(2学时) 本章重点和难点：1.细胞水势与细胞吸水；2.蒸腾作用与气孔开关机理；3.合理灌溉与农业。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
3、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(3学时) 本章重点和难点：1.必需元素的生理功能；2.植物细胞吸收矿质元素的机理；3.合理施肥与农业。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
4、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
5、效的措施。第三章 植物的光合作用(5学时)本章重点和难点：1.光合电子传递与光合磷酸化；2.C3、C4途径的异同点；3. 光呼吸；4.光合产物的种类；5.光合作用与农业。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
6、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(2学时)本章重点和难点：1.呼吸作用的概念与意义；2.呼吸代谢多样性的内涵与意义；3.呼吸作用的调节；4.呼吸作用与农业。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
7、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(1学时)本章重点和难点：1. 有机物代谢与光合作用、呼吸作用的相互联系；2.各种有机物代谢的相互联系；3. 植物体内主要次生物质种类及其主要功能。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、Calvin cycle， EMP pathw
8、ay , 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(2学时)本章重点和难点：1.有机物运输的主要形式、途径与方向；2.有机物运输的机理；3.有机物
9、分配的规律。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；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(1学时)本章重点和难点：1.植物
10、信号转导的概念；2.受体和跨膜信号转换；3.钙调系统与胞内信号传递。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、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（一）蛋白激酶；（二）蛋白磷酸酶。第八章 植物的生长物质(4学时)本章重点和难点：1.植物激素生物合成的前体；2.植物激素的作用机理与生理作用；3.植物生长调节剂与农业；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
11、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
12、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(2学时)本章重点和难点：1.光敏色素的光化学转换；2.光敏色素的生理作用和作用机理；3.植物光受体的类型；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
13、；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(3学时)本章重点和难点：1.生长发育和分化的概念；2.种子萌发的条件；3.植物组织培养的原理与应用；4.植物生长的基本特性；5.不同类型植物运动的区别。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
14、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(4学时)本章重点和难点：1.春化作用的概念机理；2.光周期现象与光敏色素；3.植物雌雄个体的代谢差异；4.生殖生理与农业。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、开花化学刺激
15、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(2学时)本章重点和难点：1.果实成熟的生理生化变化；2. 种子休眠的原因和解除方法；3.植物衰老的生理生化变化；4.脱落的生理生化变化及与激素的关系。第节 种子成熟时的生理生化变化 一、主要有机物的
16、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(1学时)本章重点和难点：1.逆境的概念与抗性的类型；2.植物的抗寒性，抗旱性的机理与
17、农业。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、涝害对植物的伤害；二、植物对涝害的适应。第七节 植物的抗盐性 一、盐分过多
18、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(1学时)一、植物生理学的系统知识（串讲）。二、植物生理学的学习与复习方法。三、期末考试要求与说明。四、大纲说明（一）总体设想 随着教学改革的深入和科学技术的迅速发展，本大纲内容也就应当体现时代的特点，反映出现代植物生理学发展的前沿和趋势，重视学生智能培养和动手能力的训练，体现出科学性、先进性和实践性，以适应市场经济的需要。（二）理论教学内容的改变 本教学大纲的特点：因学时减少，删除与其他学科内容的重复部分，以适应新形势的需要。具体特点为：1. 删除了一些教材中所讲述的细胞生理一章。2.呼吸作用一章与生物化学重复的部分略讲，重点讲授呼吸代谢多条路线与农业。3.充实了植物生长物质一章。（三）教学注意事项 1.植物的各种生理过程是相互联系、依赖、制约，且与外部环境紧密联系的。因此，教学中不能用孤立的、静止的、片面的观点去分析问题，应切实和鲜明地突出辩证唯物主义观点与思维方式；2.植物生理学既是一门专业基础课，也是一门应用范围广、应用性很强的专业实践课。因此，教学中必须注意联系自然、生产和生活实际；既重视理论思维，又重视实验观察、实践操作，两者不可偏废。3.据实际情况和需要，部分实验课时可适当转为理论课。修订日期：2006年12月