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第一部分 理論教學

一、內容提要

植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律，揭示植物生命現(xiàn)象本質的科學。植物的生命活動是在水分代謝、礦質營養(yǎng)、光合作用和呼吸作用等基本代謝的基礎上，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。

通過該課程的學習，可讓學生系統(tǒng)掌握研究植物生命活動規(guī)律及其調控的方法和技術，學會用嚴謹?shù)目茖W實驗手段認識和分析生命現(xiàn)象和規(guī)律，創(chuàng)造性地調控植物生理功能，培養(yǎng)學生將植物生理學理論與相關基礎課程理論相結合、并靈活應用于生物技術、生物科學和農學研究和實踐中的能力。

二、選用教材

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

三、教學內容

(一) 緒論

1植物生理學的定義、內容和任務

2植物生理學的產(chǎn)生和發(fā)展

3 植物生理學的展望(自學)

重 點：植物生理學的定義和任務，植物生理學的產(chǎn)生和發(fā)展。

難 點：植物生理學的定義。

思考題：

1、為什么說“植物生理學是農業(yè)的基礎學科”？

2、植物生理學的定義是什么？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?自學)

2.3 細胞間的水分移動

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

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

5.1 作物的需水規(guī)律

5.2 合理灌溉的指標

5.3 節(jié)水灌溉的方法

重 點：水勢，細胞的水勢，細胞吸水的方式，根系吸水的途徑和動力，水分運輸?shù)耐緩胶蛣恿?，合理灌溉?/P>

難 點：細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、分析根系吸水的途徑和動力？

2、植物葉片氣孔運動機制如何？

3、利用細胞質壁分離和質壁分離復原的實驗可解決哪些問題？

(三) 第二章 植物的礦質營養(yǎng)

1 植物必需的礦質元素

1.1 植物體內的元素

1.2 植物必需礦質元素的確定

1.3 植物必需礦質元素的生理作用

1.4 作物缺乏必需礦質元素的診斷方法

2 細胞對礦質元素的吸收

2.1 生物膜

2.2 離子的跨膜運輸(自學)

3 植物體對礦質元素的吸收

3.1 植物吸收礦質元素的特點

3.2 根部對土壤礦質元素的吸收

3.3 影響跟部吸收礦質元素的條件

3.4 葉片對礦質元素的吸收

4 礦質元素的運輸和利用(自學)

4.1 礦質元素運輸?shù)男问?/P>

4.2 礦質元素運輸?shù)耐緩?/P>

4.3 礦質元素在植物體內的利用

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)

5.3 磷酸鹽的同化(自學)

6 合理施肥的生理基礎

6.1 作物的需肥規(guī)律

6.2 合理追肥的指標

6.3 發(fā)揮肥效的措施

重 點：植物必需的礦質元素，生物膜的基本結構和特性，植物細胞對礦質元素的吸收方式，礦質元素在植物體內的運輸和分布，植物對氮的同化過程，合理施肥的生理基礎。

難 點：生物膜基本結構，植物細胞對礦質元素的吸收方式，氮在植物體內的同化過程

思考題：

1、植物進行正常的生命活動需要哪些礦質元素？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、植物對水分和礦質的吸收有什么關系？是否完全一致？

4、簡述生物膜的結構特點和特性？

(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 葉綠體的結構和成分

2.2 光合色素的化學特性

2.3 光合色素的光學特性

2.4 葉綠素的合成及降解(自學)

3 光合作用過程

3.1 原初反應(自學)

3.2 電子傳遞和光合磷酸化(自學)

3.4 碳同化

4 C3、C4與CAM植物的光合特性比較

4.1 葉片結構

4.2 生理特性

5 光呼吸

5.1 光呼吸的途徑(自學)

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：光合作用的總反應式和重要性，葉綠體的結構和功能；光合色素的化學與光學特性，光合作用的原初反應、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反應”？

4、論述環(huán)境因素對光合作用的影響？

5、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(自學)

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(自學)

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(自學)

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系

5 呼吸作用的調節(jié)和控制(自學)

5.1 巴斯德效應和糖酵解的調節(jié)

5.2三羧酸循環(huán)的調節(jié)

5.3 腺苷酸能荷的調節(jié)

6 呼吸作用的指標及影響因素

6.1 呼吸作用的指標

6.2 內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系，呼吸作用原理在作物栽培和糧食、果蔬貯藏中的應用。

難 點：光合作用與呼吸作用的關系

思考題：

1、植物的光合作用與呼吸作用的有什么關系？

2、在糧食、果疏的貯藏中，為了保質保鮮，可采用哪些方法調控其呼吸作用。

(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(自學)

2.1 質外體途徑

2.2 共質體途徑

3 韌皮部卸出(自學)

3.1 同化產(chǎn)物卸出途徑

3.2 依賴代謝進入庫細胞

4 韌皮部運輸?shù)臋C理

4.1 壓力流學說

4.2 胞質泵動學說

4.3 收縮蛋白學說

5 同化物的分布

5.1 配置

5.2 分配

重 點：植物體內有機物運輸?shù)耐緩健⑺俾屎腿苜|種類，有機物在韌皮部運輸?shù)臋C理，同化物的分配方向。

難 點：壓力流學說。

思考題：

1、目前被普遍公認的有機物運輸?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)

(八) 第七章 細胞信號轉導(自學)

(九) 第八章 植物生長物質

1 生長素類

1.1 生長素的種類和化學結構

1.2 生長素在植物體內的分布和運輸

1.3 生長素的生物合成和降解(自學)

1.4 生長素的信號轉導途徑(自學)

1.5 生長素的生理作用

2 赤霉素類

2.1 赤霉素的結構和種類

2.2 赤霉素的分布和運輸

2.3 赤霉素的生物合成與代謝(自學)

2.4 赤霉素的信號轉導途徑(自學)

2.5 赤霉素的生理作用和應用

3 細胞分裂素類

3.1 細胞分裂素種類和結構

3.2 細胞分裂素分布和運輸

3.3 細胞分裂素的生物合成和代謝(自學)

3.4 細胞分裂素的信號導途徑(自學)

3.5 細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 乙烯的信號轉導途徑(自學)

4.3 乙烯的生理作用和應用

5 脫落酸

5.1 脫落酸化學結構和分布

5.2 脫落酸的生物合成、代謝和運輸(自學)

5.3 脫落酸的信號轉導途徑(自學)

5.4 脫落酸的生理作用

6 其它天然的植物生長物質

6.1 油菜素甾醇類

6.2 茉莉酸

6.3 水楊酸

6.4 多胺

7 植物生長調節(jié)劑

7.1 植物生長促進劑

7.2 植物生長抑制劑

7.2 植物生長延緩劑

重 點：植物激素的種類、生理作用及應用，植物生長調節(jié)劑的種類。

難 點：植物激素的生理作用

思考題：

1、列表比較五大類植物激素的生理效應。

2、五大類植物激素之間在調控植物的生長發(fā)育方面表現(xiàn)出哪些增效作用或作用？

3、農業(yè)上常用的生長調節(jié)劑有哪些？在作物生產(chǎn)上有哪些應用？

(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 細胞生長生理(自學)

2.1 細胞分裂生理

2.2 細胞伸長生理

2.3 細胞分化生理

3 植物營養(yǎng)器官生長(自學)

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 植物生長的相關性

4.1 根和地上部的相關性

4.2 主莖和側枝的相關

4.3 營養(yǎng)生長和生殖生長的相關

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 藍光和紫外光反應(自學)

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；植物器官生長的相關性；植物生長的向性運動和感性運動。

難 點：植物生長相關性的原因，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性表現(xiàn)如何？如何協(xié)調以達到栽培上的目的？

(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

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(自學)

3.2 花器官原基的形成(自學)

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：植物的春化作用與光周期現(xiàn)象。

難 點：植物的春化作用和光周期現(xiàn)象。

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、根據(jù)所學生理學知識，簡要說明從遠方引種要考慮哪些因素才能成功？

(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 程序性細胞死亡(自學)

5.1程序性細胞死亡發(fā)生的種類

5.2程序性細胞死亡的特征

5.3程序性細胞死亡機理

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；種子的休眠和調控；植物器官脫落的細胞及生化變化。

難 點：果實的呼吸躍變，種子休眠的調控。

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、肉質果實成熟期間在生理生化上有哪些變化？

(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

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(自學)

2.2 影響冷害的內外因素

3 植物的抗凍性

3.1 植物對凍害的生理適應

3.2 凍害的機制(自學)

3.3 內外因素對植物抗凍性的影響

4 植物的抗熱性 (自學)

4.1 高溫對植物的危害

4.2 內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

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

8 植物的抗病性(自學)

重 點：植物抗性生理通論。

難 點：植物對逆境的生理生化反應，逆境傷害植物的機理，植物對逆境的適應。

思考題：

1、生物膜在植物抗逆脅迫中有何作用？

2、為什么脫落酸在交叉適應中起作用？

3、提高植物抗逆性的途徑？

第二部分 實驗教學

一、實驗目的及要求

植物生理學實驗幫助學生驗證、鞏固和加深對植物生理學基礎理論的理解和認識，使學生學會恒溫水浴鍋、真空泵、分光光度計、電導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的測定方法。通過植物生理學實驗的教學，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和縝密的思維方式，提高學生動手操作、觀察問題、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，鍛煉學生開展科學研究和撰寫科學論文的能力。

二、教材及參考書

(一)教材

鄒 琦. 植物生理學實驗指導. 北京: 中國農業(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.北京:高等教育出版社, 2000

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

[3] 李 玲. 植物生理學模塊實驗指導. 北京: 科學出版社, 2009

三、實驗項目與內容提要

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