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第一部分 理論教學(xué)

一、內(nèi)容提要

植物生理學(xué)是研究植物生命活動規(guī)律，揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。植物的生命活動是在水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用和呼吸作用等基本代謝的基礎(chǔ)上，表現(xiàn)出種子的萌發(fā)、營養(yǎng)器官的生長、開花、受精、果實和種子的成熟等生長發(fā)育過程。

通過該課程的學(xué)習(xí)，可讓學(xué)生系統(tǒng)掌握研究植物生命活動規(guī)律及其調(diào)控的方法和技術(shù)，學(xué)會用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗手段認(rèn)識和分析生命現(xiàn)象和規(guī)律，創(chuàng)造性地調(diào)控植物生理功能，培養(yǎng)學(xué)生將植物生理學(xué)理論與相關(guān)基礎(chǔ)課程理論相結(jié)合、并靈活應(yīng)用于生物技術(shù)、生物科學(xué)和農(nóng)學(xué)研究和實踐中的能力。

二、選用教材

潘瑞熾主編. 植物生理學(xué)(第7版). 北京: 高等教育出版社出版, 2012

三、教學(xué)內(nèi)容

(一) 緒論

1 植物生理學(xué)的定義、內(nèi)容和任務(wù)

2 植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展

3 植物生理學(xué)的展望

重 點：植物生理學(xué)的定義和任務(wù)，植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展和植物生理學(xué)的展望。

難 點：植物生理學(xué)的定義。

思考題：

1、為什么說“植物生理學(xué)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)學(xué)科”？

2、隨著生命科學(xué)的發(fā)展，植物生理學(xué)的發(fā)展趨勢將如何？

3、植物生理學(xué)的定義是什么？根據(jù)你所知的事實，舉例分析討論之。

(二) 第一章 植物的水分生理

1 植物對水分的需要

1.1 植物的含水量

1.2 植物體內(nèi)水分存在狀態(tài)

1.3 水分在植物生命活動中的作用

2 植物細(xì)胞對水分的吸收

2.1 水分跨膜運輸?shù)耐緩?/P>

2.2水分跨膜運輸?shù)脑?/P>

2.3 細(xì)胞間的水分移動

3根系吸水和水分向上運輸

3.1 土壤中的水分

3.2 根系吸水

3.3 水分向上運輸

4 蒸騰作用

4.1 蒸騰作用的生理意義、部位和指標(biāo)

4.2 氣孔蒸騰

4.3 影響蒸騰作用的因素

5 合理灌溉的生理基礎(chǔ)

5.1 作物的需水規(guī)律

5.2 合理灌溉的指標(biāo)

5.3 節(jié)水灌溉的方法

重 點：水勢，細(xì)胞的水勢，細(xì)胞吸水的方式，根系吸水的途徑和動力，水分運輸?shù)耐緩胶蛣恿?，氣孔運動的機理，合理灌溉。

難 點：細(xì)胞水勢的概念和根系吸水的途徑和機理，氣孔運動的機理。

思考題：

1、討論水勢、滲透勢、壓力勢和襯質(zhì)勢在細(xì)胞吸水過程中的作用。

2、分析根系吸水的途徑和動力？

3、植物葉片氣孔運動機制如何？

4、利用細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的實驗可解決哪些問題？

(三) 第二章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng)

1 植物必需的礦質(zhì)元素

1.1 植物體內(nèi)的元素

1.2 植物必需礦質(zhì)元素的確定

1.3 植物必需礦質(zhì)元素的生理作用

1.4 作物缺乏必需礦質(zhì)元素的診斷方法

2 細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收

2.1 生物膜

2.2 離子的跨膜運輸

3 植物體對礦質(zhì)元素的吸收

3.1 植物吸收礦質(zhì)元素的特點

3.2 根部對土壤礦質(zhì)元素的吸收

3.3 影響跟部吸收礦質(zhì)元素的條件

3.4 葉片對礦質(zhì)元素的吸收

4 礦質(zhì)元素的運輸和利用

4.1 礦質(zhì)元素運輸?shù)男问?/P>

4.2 礦質(zhì)元素運輸?shù)耐緩?/P>

4.3 礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的利用

5 植物對氮、硫、磷的同化

5.1 氮的同化

5.2 硫酸鹽的同化(自學(xué))

5.3 磷酸鹽的同化(自學(xué))

6 合理施肥的生理基礎(chǔ)

6.1 作物的需肥規(guī)律

6.2 合理追肥的指標(biāo)

6.3 發(fā)揮肥效的措施

重 點：植物必需的礦質(zhì)元素及生理功能，生物膜的基本結(jié)構(gòu)和特性，植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收方式和機理，礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和分布，植物對氮、硫和磷的同化過程，合理施肥的生理基礎(chǔ)。

難 點：生物膜的基本結(jié)構(gòu)，植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收方式和機理，氮在植物體內(nèi)的同化過程

思考題：

1、植物進(jìn)行正常的生命活動需要哪些礦質(zhì)元素？如何用實驗方法證明植物生長需要這些元素？

2、試述植物葉片將硝態(tài)氮同化為氨基酸的過程。

3、植物對水分和礦質(zhì)的吸收有什么關(guān)系？是否完全一致？

4、植物細(xì)胞通過哪些方式來吸收溶質(zhì)以滿足正常生命活動的需要？

5、簡述生物膜的結(jié)構(gòu)特點和特性？

(四) 第三章 植物的光合作用

1 光合作用的重要性

2 葉綠體及其色素

2.1 葉綠體的結(jié)構(gòu)和成分

2.2 光合色素的化學(xué)特性

2.3 光合色素的光學(xué)特性

2.4 葉綠素的合成及降解

3 光合作用過程

3.1 原初反應(yīng)

3.2 電子傳遞和光合磷酸化

3.4 碳同化

4 C3、C4與CAM植物的光合特性比較

4.1 葉片結(jié)構(gòu)

4.2 生理特性

5 光呼吸

5.1 光呼吸的途徑

5.2 光吸吸的生理功能

6 影響光合作用的因素

6.1 外界條件對光合速率的影響

6.2 內(nèi)部因素對光合速率的影響

7 植物對光能的利用

7.1 植物的光能利用率

7.2 提高光能利用率的途徑

重 點：光合作用的總反應(yīng)式和重要性，葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能；光合色素的化學(xué)與光學(xué)特性，光合作用的原初反應(yīng)、電子傳遞與光合磷酸化和碳同化的過程，光呼吸的途徑和生理功能，C3、C4、CAM植物的光合特性，影響光合作用的因素。

難 點：光合作用的原初反應(yīng)、電子傳遞與光合磷酸化和碳同化的過程，C3、C4、CAM植物的光合特性差別。

思考題：

1、光合作用的O2是如何產(chǎn)生的，

2、從光呼吸的代謝途徑看來，光呼吸有什么意義？

3、為什么說“光合作用是地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”？

4、簡述光合作用的過程以及光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系。

5、論述環(huán)境因素對光合作用的影響？

6、C3、C4、CAM植物的光合特性有何區(qū)別？

(五) 第四章 植物的呼吸作用

1 呼吸作用的概念和生理意義

1.1 呼吸作用的概念

1.2 呼吸作用的生理意義

2 呼吸代謝途徑

2.1 糖酵解

2.2 發(fā)酵作用

2.3 三羧酸循環(huán)

2.4 戊糖磷酸途徑

3 電子傳遞與氧化磷酸化

3.1 電子傳遞

3.2 氧化磷酸化

3.2 末端氧化酶

3.3 線粒體外的末端氧化酶

4 呼吸過程中能量的貯存和利用

4.1 貯存能量

4.2 利用能量

4.3 光合作用和呼吸作用的關(guān)系

5 呼吸作用的調(diào)節(jié)和控制(自學(xué))

5.1 巴斯德效應(yīng)和糖酵解的調(diào)節(jié)

5.2三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)

5.3 腺苷酸能荷的調(diào)節(jié)

6 呼吸作用的指標(biāo)及影響因素

6.1 呼吸作用的指標(biāo)

6.2 內(nèi)部因素對呼吸速率的影響

6.3 外界條件對呼吸速率的影響

7 呼吸作用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

7.1 呼吸作用與作物栽培

7.2 呼吸作用與糧食貯藏

7.3 呼吸作用與果蔬貯藏

重 點：呼吸作用的概念和生理意義，光合作用與呼吸作用的關(guān)系，植物呼吸代謝的多樣性及其與環(huán)境的關(guān)系，影響呼吸作用的因素；呼吸作用原理在作物栽培和糧食貯藏中的應(yīng)用。

難 點：植物呼吸代謝的多樣性(包括呼吸代謝途徑、呼吸鏈電子傳遞系統(tǒng)、末端氧化酶)及其與環(huán)境的關(guān)系。

思考題：

1、植物的光合作用與呼吸作用的有什么關(guān)系？

2、在糧食、果疏的貯藏中，為了保質(zhì)保鮮，可采用哪些方法調(diào)控其呼吸作用。

3、請設(shè)計一個證明植物具有呼吸作用的實驗。

4、植物呼吸作用有哪些途徑？

5、用很低濃度的氰化物和疊氮化合物或高濃度的CO處理植物，植物很快會發(fā)生傷害，試分析該傷害的原因是什么？

(六) 第五章 植物同化物的運輸

1 同化物運輸?shù)耐緩?/P>

1.1運輸途徑和方向

1.2運輸?shù)乃俾屎椭撼煞?/P>

2 韌皮部裝載

2.1 質(zhì)外體途徑

2.2 共質(zhì)體途徑

3 韌皮部卸出

3.1 同化產(chǎn)物卸出途徑

3.2 依賴代謝進(jìn)入庫細(xì)胞

4 韌皮部運輸?shù)臋C理

4.1 壓力流學(xué)說

4.2 胞質(zhì)泵動學(xué)說

4.3 收縮蛋白學(xué)說

5 同化物的分布

5.1 配置

5.2 分配

重 點：植物體內(nèi)有機物運輸?shù)耐緩健⑺俾屎腿苜|(zhì)種類，有機物在韌皮部裝載和韌皮部卸出的過程，有機物在韌皮部運輸?shù)臋C理，同化物的分配方向。

難 點：有機物在韌皮部裝載和卸出的過程；有機物在韌皮部運輸?shù)臋C理。

思考題：

1、目前被普遍公認(rèn)的有機物運輸?shù)臋C制假說是哪一個？其要點是什么？

2、植物體內(nèi)同化物的分配有何規(guī)律？

3、研究韌皮部運輸機理研究方法有哪些？

(七) 第六章 植物的次級代謝產(chǎn)物(自學(xué))

(八) 第七章 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(自學(xué))

(九) 第八章 植物生長物質(zhì)

1 生長素類

1.1 生長素的種類和化學(xué)結(jié)構(gòu)

1.2 生長素在植物體內(nèi)的分布和運輸

1.3 生長素的生物合成和降解

1.4 生長素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

1.5 生長素的生理作用

2 赤霉素類

2.1 赤霉素的結(jié)構(gòu)和種類

2.2 赤霉素的分布和運輸

2.3 赤霉素的生物合成與代謝

2.4 赤霉素的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

2.5 赤霉素的生理作用和應(yīng)用

3 細(xì)胞分裂素類

3.1 細(xì)胞分裂素種類和結(jié)構(gòu)

3.2 細(xì)胞分裂素分布和運輸

3.3 細(xì)胞分裂素的生物合成和代謝

3.4 細(xì)胞分裂素的信號導(dǎo)途徑

3.5 細(xì)胞分裂素的生理作用

4 乙烯

4.1 乙烯的分布、生物合成和代謝

4.2 乙烯的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

4.3 乙烯的生理作用和應(yīng)用

5 脫落酸

5.1 脫落酸化學(xué)結(jié)構(gòu)和分布

5.2 脫落酸的生物合成、代謝和運輸

5.3 脫落酸的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

5.4 脫落酸的生理作用

6 其它天然的植物生長物質(zhì)

6.1 油菜素甾醇類

6.2 茉莉酸

6.3 水楊酸

6.4 多胺

7 植物生長調(diào)節(jié)劑

7.1 植物生長促進(jìn)劑

7.2 植物生長抑制劑

7.2 植物生長延緩劑

重 點：植物激素的結(jié)構(gòu)、種類、生物合成與代謝過程、生理作用、作用機理及應(yīng)用，植物生長調(diào)節(jié)劑的種類、結(jié)構(gòu)、作用機理。

難 點：植物激素的生物合成與代謝過程和作用機理。

思考題：

1、列表比較五大類植物激素的生理效應(yīng)。

2、在調(diào)控植物的生長發(fā)育方面，五大類植物激素之間在哪些方面表現(xiàn)出增效作3、用或頡頡作用？

4、農(nóng)業(yè)上常用的生長調(diào)節(jié)劑有哪些？在作物生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？

5、根尖和莖尖的薄壁細(xì)胞有哪些特點與生長素的極性運輸是相適應(yīng)的？

(十) 第九章 植物的生長生理

1 種子的萌發(fā)

1.1 種子萌發(fā)的生理生化變化

1.2 種子的壽命

2 細(xì)胞生長生理

2.1 細(xì)胞分裂生理

2.2 細(xì)胞伸長生理

2.3 細(xì)胞分化生理

3 植物營養(yǎng)器官生長

3.1 營養(yǎng)器官的生長特性

3.2 影響營養(yǎng)器官生長的條件

4 植物生長的相關(guān)性

4.1 根和地上部的相關(guān)性

4.2 主莖和側(cè)枝的相關(guān)

4.3 營養(yǎng)生長和生殖生長的相關(guān)

5 植物的光形態(tài)建成

5.1 光敏色素的發(fā)現(xiàn)和種類

5.2 光敏色素的分布與生理作用

5.3 藍(lán)光和紫外光反應(yīng)

6 植物的運動

6.1向性運動

6.2感性運動

6.3生理鐘

重 點：種子萌發(fā)的外界條件和生理生化變化；細(xì)胞分裂的生理、細(xì)胞伸長的生理和細(xì)胞分化的生理；植物營養(yǎng)器官的生長特性和影響營養(yǎng)器官生長的條件，植物器官生長的相關(guān)性；植物生長的向性運動和感性運動。

難 點：細(xì)胞分裂的生理、細(xì)胞伸長的生理和細(xì)胞分化的生理。植物細(xì)胞程序性死亡，植物生長相關(guān)性的原因，植物生長的向性運動。

思考題：

1、試述光照對植物生長的影響。

2、為什么植物具有向光性和向重力性生長？

3、營養(yǎng)生長和生殖生長的相關(guān)性如何？如何協(xié)調(diào)以達(dá)到栽培上的目的？

4、生長素是如何促進(jìn)細(xì)胞生長的？

(十一) 第十章 植物的生殖生理

1 幼年期

1.1 幼年期的特征

1.2 提早成熟

2 成花誘導(dǎo)

2.1 春化作用

2.2 光周期現(xiàn)象

3 花原基和花器官原基的形成

3.1 花原基的形成

3.2 花器官原基的形成

3.3 影響花器官形成的條件

3.4 植物性別的分化

4 受精生理

4.1 花粉的成分、壽命和貯存

4.2 柱頭的生活能力

4.3 外界條件對授粉的影響

4.4 花粉萌發(fā)和花粉管伸長

4.5 受精后雌蕊的代謝變化

4.6 自交不親和性

重 點：植物花發(fā)育的過程，植物的春化作用與光周期現(xiàn)象，光敏色素的化學(xué)性質(zhì)和光化學(xué)轉(zhuǎn)換，花器官發(fā)育的基因調(diào)控與影響條件，花粉萌發(fā)和花粉管伸長，自交不親和性。

難 點：植物花發(fā)育的過程，植物的春化作用和光周期現(xiàn)象，光敏色素的光化學(xué)轉(zhuǎn)換，花器官發(fā)育的基因調(diào)控，自交不親和。

思考題：

1、如何用實驗證明植物感覺低溫和光周期的部位？

2、為什么說光敏色素在植物的成花誘導(dǎo)中起重要作用？

3、根據(jù)所學(xué)生理學(xué)知識，簡要說明從遠(yuǎn)方引種要考慮哪些因素才能成功？

4、論述植物花器官發(fā)育的ABC模型。

(十二) 第十一章 植物的成熟和衰老生理

1 種子成熟生理

1.1 主要有機物的變化

1.2 其他生理變化

1.3 外界條件對種子成熟和化學(xué)成分的影響

2 果實成熟生理

2.1 果實的生長

2.2 呼吸驟變

2.3 肉質(zhì)果實成熟時的色、香、味變化

2.4 果實成熟時植物激素的變化

3 植物休眠的生理

3.1 種子休眠的原因和破除

3.2 延存器官休眠的打破和延長

4 植物衰老的生理

4.1 衰老時的生理生化變化

4.2 影響衰老的條件

4.3 植物衰老的原因

5 程序性細(xì)胞死亡(自學(xué))

5.1程序性細(xì)胞死亡發(fā)生的種類

5.2程序性細(xì)胞死亡的特征

5.3程序性細(xì)胞死亡機理

6 植物器官的脫落

6.1 環(huán)境因子對脫落的影響

6.2 脫落時細(xì)胞及生化變化

6.3 脫落與植物激素

重 點：種子、成果實成熟時的生理生化變化；種子的休眠和調(diào)控；植物的衰老的原因、植物器官脫落的細(xì)胞及生化變化。

難 點：果實的呼吸躍變，種子休眠的調(diào)控，植物的衰老和植物器官的脫落的機理。

思考題：

1、試比較種子萌發(fā)和種子成熟時的生理生化變化

2、肉質(zhì)果實成熟期間在生理生化上有哪些變化？

3、試述植物激素在種子休眠和植物衰老、脫落過程中的作用。

(十三) 第十二章 植物的抗性生理

1 抗性生理通論

1.1 逆境對植物的傷害

1.2 植物對逆境的適應(yīng)

2 植物的抗冷性

2.1 冷害過程的生理生化變化

2.2 冷害的機制

2.2 影響冷害的內(nèi)外因素

3 植物的抗凍性

3.1 植物對凍害的生理適應(yīng)

3.2 凍害的機制

3.3 內(nèi)外因素對植物抗凍性的影響

4 植物的抗熱性 (自學(xué))

4.1 高溫對植物的危害

4.2 內(nèi)外因素對耐熱性的影響

5 植物的抗旱性

5.1 干旱對植物的傷害

5.2 作物抗旱性的形態(tài)、生理特征

5.4 提高作物抗旱性的途徑

6 植物的抗?jié)承?/P>

6.1 澇害對植物的傷害

6.2 植物對澇害的適應(yīng)

7 植物的抗鹽性

7.1 鹽脅迫對植物的傷害

7.2 植物對鹽脅迫的適應(yīng)

8 植物的抗病性(自學(xué))

重 點：植物抗性生理通論；植物的抗冷性、植物的抗凍性、植物的抗旱性、植物的抗?jié)承浴⒅参锟果}性的生理過程。

難 點：植物對逆境的生理生化反應(yīng)，逆境傷害植物的機理，植物對逆境的適應(yīng)。

思考題：

1、生物膜在植物抗逆脅迫中有何作用？

2、冷害是怎樣傷害植物的？

3、為什么脫落酸在交叉適應(yīng)中起作用？

4、提高植物抗逆性的途徑？

第二部分 實驗教學(xué)

一、實驗?zāi)康募耙?/P>

植物生理學(xué)實驗幫助學(xué)生驗證、鞏固和加深對植物生理學(xué)基礎(chǔ)理論的理解和認(rèn)識，使學(xué)生學(xué)會恒溫水浴鍋、真空泵、分光光度計、電導(dǎo)率儀等多種儀器的操作使用,熟練掌握硝酸還原酶、可溶性糖、游離脯氨酸等重要的植物生理指標(biāo)的測定方法。通過植物生理學(xué)實驗的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和縝密的思維方式，提高學(xué)生動手操作、觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學(xué)生開展科學(xué)研究和撰寫科學(xué)論文的能力。

二、教材及參考書

(一)教 材

鄒 琦. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo). 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000

(二)參考書

[1] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術(shù). 北京: 高等教育出版社, 2000

[2] 張志良, 瞿偉菁. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)(第三版). 北京: 高等教育出版社, 2003

[3] 李 玲. 植物生理學(xué)模塊實驗指導(dǎo). 北京: 科學(xué)出版社, 2009

三、實驗項目與內(nèi)容提要

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