植物生理学课程教学大纲

《植物生理学》课程教学大纲

【课程编号】××××× 【课程名称】植物生理学 【课程类别】专业基础课

【学时/学分】80学时5学分 【实践学时】26 【考核方式】考试

【先修课程】植物学、生物化学、……… 【授课专业】设施农业科学与工程专业

一、课程的性质、目的和任务（黑体，四号字）

植物生理学是研究植物生命活动基本规律，揭示植物与环境相互作用关系的一门科学。它以数理化、生物化学,植物学等课程为基础，又是生物科学和农学各专业的专业基础课和主干课。

通过本课程的学习，使学生了解植物体内主要代谢活动机理，掌握植物与环境进行物质和能量交换的基本原理，植物形态建成的生理基础以及植物生长发育的基本规律。深刻了解环境对植物生命活动的影响和植物对逆境的抗性。了解一些主要植物生理指标的测定方法和进行植物分析的基本技术和原理，用植物生理的基本理论知识来分析、讨论实验结果，提高学生的动手能力。

二、基本要求、教学内容和学时分配（黑体，四号字）

绪论 （2学时）

基本要求：

通过学习，掌握植物生理学的定义及研究内容；了解植物生理学的学习方法。 教学内容和学时分配：（2学时）

1．植物生理学的定义及研究内容； 2．植物生理学的产生、发展及其基本任务； 3．植物生理学的发展方向与农业现代化。 4．植物生理学的学习方法。

重 点：植物生理学的定义及研究内容 难 点：植物生理学的定义及研究内容

第一章 植物细胞的结构与功能 (4学时)

基本要求：

通过本章学习，掌握植物细胞的主要结构和功能特点，明确植物细胞是有机体的结构单位，又是进行生命活动的功能单位。了解细胞的化学组成、原生质的性质。

教学内容和学时分配：(4学时)

1．高等植物细胞结构概述

真核细胞与原核细胞；高等植物细胞结构；原生质的性质 一、物理特性：张力、粘性和弹性、流动性；胶体性质：扩大界面、胶体颗粒的双电层、凝胶作用与溶胶作用。；液晶性质。植物植物的全能性

2．生物膜的结构和功能

膜的化学成分：膜脂、膜蛋白和膜糖；膜的结构与特性；膜的生理功能。 3．细胞壁的结构和功能

细胞壁结构组成；细胞壁的生理功能。 4．细胞器的结构和功能

主要的细胞器：细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、微管与微丝、微体、核糖体、叶绿体、线粒体。细胞浆，即胞基质。

5．植物细胞的信号传导

重 点：生物膜的化学组成和功能

难 点：细胞壁及主要细胞器的结构特点和生理功能。

第二章 植物的水分代谢（6学时）

基本要求：

通过本章学习，明确植物的一切正常生命活动，必须在细胞含水充足的状况下才能进行。没有水就没有生命，在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一，懂得“有收无收在于水”的道理。了解水分在植物生命活动中的重要性，植物体内水分运输和分配状况，蒸腾作用的生理意义及其影响因素。 教学内容和学时分配：（4学时） 1.水分与植物细胞

水的物理化学性质；水分在植物生命活动中的作用；自由能、化学势、水势的基本概念

2. 植物细胞对水分的吸收

植物细胞的水势；植物细胞和组织水势的测定方法；植物细胞间的水分移动 3. 植物根系对水分的吸收

土壤中的水分和土壤水势；根系吸水的部位；根系吸水的途径；根系吸水的机理；影响根系吸水的土壤条件 4..植物的蒸腾作用

蒸腾作用的生理意义和方式；气孔蒸腾；蒸腾作用的指标和测定方法；适当降低蒸腾速率的途径

5.植物体内水分向地上部分的运输

水分运输的途径和速度；水分沿导管上升的机制 6.合理灌溉的生理基础

作物的需水规律；合理灌溉指标及灌溉方法 7.实验内容（2学时）

实验1. 植物组织水势的测定（2学时） 实验目的和要求：

1) 了解植物组织水势测定的多种方法，； 2) 掌握小液流法测定植物水势的方法； 重 点：植物细胞对水分的吸收 难 点：植物的蒸腾作用

第三章 植物的矿质与氮素营养（4学时）

基本要求：：

了解植物体内的必需元素和确定方法，2.了解作物的缺素诊断，3.了解植物细胞对溶质的吸收及运输，4.了解植物根系对水分的吸收及其影响因素，5.了解植物的氮源、硝酸盐的还原和氨的同化，6.了解植物作物需肥特点以及合理施肥的生理指标

教学内容和学时分配： 1.植物体内的必需元素

植物体内的元素；植物必需的矿质元素和确定方法；植物必需的矿质元素的生理功能及其缺乏病症；有益元素和有害元素；作物的缺素诊断 2.植物细胞对溶质的吸收

被动吸收；主动吸收 3.植物对矿质元素的吸收及运输

植物吸收矿质元素的特点；根系吸收矿质元素的区域和过程；影响根系吸收矿质元素的因素；叶片对矿质元素的吸收；矿质元素在体内的运输和分布 4.氮的同化

植物的氮源；硝酸盐的还原；氨的同化；生物固氮 5.合理施肥的生理基础

作物需肥特点；施肥指标；发挥肥效的措施；无土栽培 重 点：植物细胞对水分的吸收 难 点：植物的蒸腾作用

第四章 植物的光合作用（12学时）

基本要求：

了解光合作用的研究历史和光合作用总反应式的确定；2.了解叶绿体和光合色素；3.了解光合作用机理和反应阶段；4.了解光合碳同化的类型；5.了解影响光合作用的内外因素；6.了解光能利用率及其对作物生产的重要性 教学内容和学时分配：（6学时）

1.光合作用的研究历史

光合作用总反应式的确定；光反应和暗反应；光合单位；两个光系统 2.叶绿体和光合色素

叶绿体；光合色素 3原初反应

光能的吸收与传递；光化学反应 4.电子传递和光合磷酸化

电子和质子的传递；光合磷酸化；光反应中的光能转化效率 5. 碳同化

C3途径，；光呼吸；C4途径；景天科酸代谢途径；C3、C4、CAM植物的特性比较及鉴别

6.影响光合作用的因素

光合速率及表示单位；内部因素；外部因素 7.光合效率与作物生产

光能利用率；提高作物产量的途径 8.实验内容（6学时）

实验1. 叶绿素性质鉴定测定（4学时） 实验目的和要求：

1) 掌握叶绿体色素的提取、分离 2) 掌握叶绿体色素理化性质的鉴定 实验2. 叶绿素含量测定（2学时） 实验目的和要求：

1) 叶绿素含量的测定方法， 重 点：叶绿体和光合色素

难 点：原初反应；电子传递和光合磷酸化；碳同化

第五章 植物的呼吸作用（10学时）

基本要求：

1.了解呼吸作用概念及其生理意义；2.了解呼吸代谢多条路线理论的意义；3.了解呼吸代谢的生化途径4.了解呼吸作用中的能量代谢和呼吸代谢的调控；5.了解呼吸作用的生理指标及其影响因素；6.了解植物呼吸作用与农业生产的关系

教学内容和学时分配：（6学时）

1. 呼吸作用概念及其生理意义；呼吸作用的概念；呼吸作用的生理意义；呼吸

代谢多条路线理论的意义和内容 2. 呼吸代谢的生化途径

糖酵解；发酵作用；三羧酸循环；戊糖磷酸途径；乙醛酸循环；乙醇酸氧化途径

3. 电子传递与氧化磷酸化

呼吸链的概念和组成；氧化磷酸化；抗氰呼吸；呼吸链电子传递多条途径；末端氧化系统的多样性；呼吸作用中的能量代谢

4. 呼吸代谢的调控

巴斯德效应和糖酵解的调节；丙酮酸有氧分解的调节；PPP的调节；能荷的调节；电子传递途径的调控

5. 呼吸作用的生理指标及其影响因素

呼吸作用生理指标及其测定方法；内部因素对呼吸速率的影响；外界条件对呼吸速率的影响

6. 植物呼吸作用与农业生产的关系

呼吸效率的概念和意义；种子及幼苗的呼吸作用；果实、块根、块茎的呼吸作用；呼吸作用和作物栽培 7.实验内容（4学时）

实验1. 呼吸速率的测定（4学时） 实验目的和要求：

1) 了解植物呼吸作用测定方法， 2) 掌握用小筐子法测定呼吸速率 重 点：呼吸代谢的生化途径

难 点：呼吸作用的生理指标及其影响因素

第六章 同化物的运输、分配（8学时）

基本要求：

了解植物体内有机物质的运输系统；了解韧皮部运输的机理；了解同化物之间的相互转化；了解同化物的分配及其控制；了解植物体内的信号传导和信号转换机制。

教学内容和学时分配：（4学时） 1.植物体内有机物质的运输系统 短距离运输系统；长距离运输系统 2.韧皮部运输的机理

研究韧皮部同化物运输的方法；韧皮部中运输的物质；同化物运输的方向和速度；韧皮部装载；韧皮部卸出；韧皮部同化物运输的机理 3. 光合同化物的相互转化

光合细胞中同化物的相互转化；库细胞中同化物的相互转化

4. 同化物的分配及其控制

源和库的关系；同化物的分配及影响因素；同化物的再分配与再利用 5.植物体内的信号传导

胞间信号；跨膜信号转换机制；胞内信号；蛋白质的磷酸化和去磷酸化 6.实验内容（4学时）

实验1. 植物组织含糖量、淀粉、纤维素的测定（4学时） 实验目的和要求：

1) 掌握植物组织中糖的测定方法 2) 掌握淀粉和纤维素测定方法

重 点：了解植物组织含糖量的测定的多种方法， 难 点：掌握折射仪和糖量计测定汁液浓度

第七章 植物生长物质（10学时）

基本要求：

了解植物生长物质的概念和研究方法2.了解生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯五大类植物激素的生理效应和作用机理3.了解其它植物生长物质生理效应和作用机理4.了解植物激素间的相互关系5.了解植物生长物质在农业生产上的应用和注意事项

教学内容和学时分配：（6学时） 1.植物生长物质的概念和研究方法

植物生长物质的概念及其种类；研究植物生长物质的方法 2.生长素类

生长素的发现；生长素的代谢；生长素的生理效应；生长素的作用机理 3. 赤霉素类

赤霉素的发现及其种类；赤霉素的生物合成与运输；赤霉素的生理效应；赤霉素的作用机理 4.细胞分裂素类

细胞分裂素的发现和种类；细胞分裂素的运输与代谢 ；细胞分裂素的生理效应；细胞分裂素的作用机理 5. 脱落酸

脱落酸的发现和性质；脱落酸的代谢；脱落酸的生理效应；脱落酸的作用机理 6. 乙烯

乙烯的发现与结构特点；乙烯的生物合成及运动；乙烯的生理效应；乙烯的作用机理

7. 其它植物生长物质

油菜素甾体类；茉莉酸类；水杨酸；多胺类；其它 8. 植物生长物质在农业生产上的应用

植物激素间的相互关系；植物生长调节剂在生产上的应用；应用生长调节剂的注意事项；植物的化控工程 9.实验内容（4学时）

实验1. 植物生长调节剂NAA对植物生根的效应（4学时）

实验目的和要求：

1) 了解植物生长调节剂NAA使用方法 2) 掌握用NAA对植物生根的影响作用 重 点：了解植物激素测定的多种方法

难 点：掌握用芽鞘伸长法测定生长素类物质的浓度

第八章 植物的生长生理（6学时）

基本要求：

了解植物生长、分化和发育的概念；2.了解细胞的生长和分化及其控制因素；3.了解植物组织培养的意义和基本过程；4.了解种子萌发的特点与影响种子萌发的外界条件；5.了解植物的生长特性、生长的相关性以及环境因素对生长的影响；6.了解植物的运动特性

教学内容和学时分配：（4学时） 1. 生长、分化和发育的概念 2. 细胞的生长和分化的控制

细胞分裂的控制；细胞生长的控制；细胞分化的控制因素 3.组织培养 4.种子的萌发

种子萌发的特点与调节；影响种子萌发的外界条件 5. 植株的生长

生长速率；生长大周期与生长曲线；植物生长的周期性 6. 植物生长的相关性

地上部分与地下部分的相关；主茎与侧枝的相关；营养生长与生殖生长的相关；植物的极性与再生 7. 环境因素对生长的影响

影响生长的环境因素；光形态建成的作用机理 8. 植物的运动

向性运动；感性运动 9.实验内容（2学时）

实验1. 种子活力的快速测定（2学时） 实验目的和要求：

1) 掌握几种快速测定种子活力的方法 重 点：细胞的生长和分化的控制 难 点：植物生长的相关性

第九章 植物的生殖生理（6学时）

基本要求：

了解植物春化作用的概念、光周期现象的发现和它们的类型；2.了解植物通过春化的条件和春化作用的机理；3.了解光周期诱导的机理；4.了解光敏色素在成花诱导中的作用；5.了解春化作用和光周期理论在农业生产上的应用；6.了解花器官形成和性别表现

教学内容和学时分配：（6学时） 1.春化作用

春化作用的概念和反应类型；植物通过春化的条件；春化作用的机理；春化作用在农业生产上的应用 2.光周期现象

植物光周期现象的发现和光周期类型；光周期诱导的机理；光敏色素在成花诱导中的作用；光周期理论在农业生产上的应用

3.花器官形成和性别表现

从营养生长到生殖生长的过渡；性别分化与表达 重 点：春化作用

难 点：花器官形成和性别表现

第十章 植物的成熟和衰老生理（4学时）

基本要求：

1.了解植物受精生理和影响受精的因素；2.了解种子的发育，胚和胚乳的发育；3.了解果实发育和成熟；4.了解植物的休眠、种子和芽的休眠；5.了解植物的衰老过程及其调控；6.了解植物器官的脱落及其调控 教学内容和学时分配：（4学时） 1.受精生理

花粉的构造和成分；雌蕊的结构；花粉萌发和花粉管的生长；双受精；花粉和雌蕊的相互识别；受精对雌蕊代谢的影响；影响受精的因素 2 种子的发育

胚的发育；胚乳的发育；种子发育和贮藏物质的积累 3.果实发育和成熟

果实的生长发育；单性结实；果实成熟生理；果实成熟的分子生物学进展 4.植物的休眠 种子的休眠；芽休眠 5. 衰老与脱落

植物的衰老；植物器官的脱落 重 点：种子的发育 难 点：果实发育和成熟

第十一章 植物的抗性生理（8学时）

基本要求：

1.了解植物抗逆生理概念；2.了解植物在逆境下的形态变化与代谢特点；3.了解低温、高温、干旱、水涝、病虫和盐害对植物的危害；4.了解病植物抗寒性、抗热性、抗旱性、抗涝性、抗病性、抗虫性和抗盐性的生理机理；5.了解环境污

染对植物生长的危害与加强环境保护；6.了解抗逆生理与农业生产的关系及提高作物抗逆性的途径

教学内容和学时分配：（4学时） 1.抗逆生理概念

逆境和植物的抗逆性；植物在逆境下的形态变化与代谢特点；渗透调节与抗逆性；植物激素在抗逆性中的作用；膜保护物质与自由基平衡；逆境蛋白；植物的交叉适应 2. 抗寒性

抗冷性；抗冻性 3. 抗热性

热害；高温对植物的危害；植物耐热性的机理 4. 抗旱性与抗涝性

抗旱性；抗涝性 5. 抗病性与抗虫性

抗病性；抗虫性 6. 抗盐性

盐害；盐分过多对植物的危害；植物抗盐性及其提高途径 7. 环境污染与植物抗性

环境污染与植物生长；大气污染；水体污染和土壤污染；提高植物抗污染力与环境保护

8.抗逆生理与农业生产

提高作物抗逆性的途径；作物的抗性育种；抗性生理与分子生物学 9.实验内容（4学时）

实验1. 逆境对植物细胞膜透性的影响（4学时） 实验目的和要求：

1) 掌握电导仪测定植物组织外渗液的电导率的方法 重 点：抗逆生理概念 难 点：抗逆生理与农业生产 学时分配表 章 节 教学内容 理论学时 实践学时 小计 绪论 2 4 4 4 6 6 4 6 4 6 4 4 54 0 0 4 0 6 4 4 2 2 0 0 4 26 4 4 8 4 12 10 8 6 6 6 4 8 80 第一章 植物细胞的结构与功能 第二章 植物的水分代谢 第三章 植物的矿质与氮素营养 第四章 第五章 第六章 植物的光合作用 植物的呼吸作用 同化物的运输、分配及信号的传导 第七章 植物生长物质 第八章 植物的生长生理 第九章 植物的生殖生理 第十章 植物的成熟和衰老生理 第十一章 植物的抗性生理 合 计 实验项目设置一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8

实验名称 植物组织水势的测定 叶绿素性质的鉴定 叶绿素含量测定 呼吸速率的测定 植物组织含糖量的测定 实验学时 2 4 2 4 4 4 2 4 实验性质 设计 验证 综合 综合 综合 设计 设计 综合 开课模式 必做 必做 必做 必做 必做 必做 必做 必做 植物生长调节剂NAA对植物生根的效应 种子活力的快速测定 逆境对植物细胞膜透性的影响 三、教材和参考书目

教 材

[1]、《植物生理学》张继澍主编 高等教育出版社北京 2006年出版

[2] 、《植物生理学实验指导》 高俊凤主编 高等教育出版社 北京 2006年出版 参考书目

[1]、曹仪植，宋占午. 1998. 植物生理学. 兰州：兰州大学出版社 [2]、江苏农学院. 1986. 植物生理学. 北京：农业出版社

[3]、 李合生. 2003. 植物生理学学习指导与题解. 武汉：华中科技大学出版社 [4]、 潘瑞炽，董愚得. 2002. 植物生理学（第四版）. 北京：高等教育出版社 [5]、 许智宏，刘春明. 1998. 植物发育的分子机理. 北京：科学出版社

[6]、王 忠, 顾蕴洁等. 2000. 植物生理学复习思考题答案. 北京：中国农业出版社 [7]、王 忠，顾蕴洁等. 2003. 农林院校必修课考试辅导丛书，植物生理学. 北京：科学技术文献出版社

四、成绩考核

本课程采用平时考核，期末考试，实验评定学生成绩。平时考核占20%，实验评定20%，期末考试占60%。

五、说明

1.教学方法为：以讲述为主，配合多媒体教学和实验技能相结合 2.作业以课后作业为主，每章最少一次。

执笔：

审核（教研室主任）： 批准（院长）：

年 月 日

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