《植物生理学》教学大纲 课程编号:B1014102 适用专业:农学专业、植物保护专业、园艺专业、资源与环境保护专 业、水土保持与荒漠化治理专业 教学时数:理论课48学时实验课22学时 一、编写说明 课程简介: 植物生理学是研究生命活动规律的科学,是农、林、园艺等专业必修的专业 基础课程。它从理论研究阐明植物的物质代谢、能量代谢及形态建成的综合反应 其内容有:细胞生理;光合、呼吸、营养、水分等代谢生理:生长发育生理;逆 境生理。为农学研究及生产实践提供必要的理论基础。 2、地位和任务 植物生理学是是高等农林院校农学、植保、园艺、资环、水保本科等植物生 产类相关专业的一门必修的重要专业基础课,学习该课程,不但可为后续课程的 学习作好准备,也可为毕业后在工作实践中不断提高业务能力提供必要的基础 3、总体要求 (1)在讲清植物生理功能的基本概念、基本理论、基本规律的基础上 意理论的实践性和地区性特点:注意引进学科新内容,介绍前沿新动向 (2)在保持本课程的科学性、系统性的基础上,突出重点、难点。 (3)在对重点章节或实验可在讲授的基础上,引导学生自学,配合复习题 及作业,使学生能全面地掌握本学科涉及的基本知识内容,并能够为农业生产服 务,解决生产中存在的实际问题
1 《植物生理学》教学大纲 课程编号：B1014102 适用专业：农学专业、植物保护专业、园艺专业、资源与环境保护专 业、水土保持与荒漠化治理专业 教学时数：理论课 48 学时 实验课 22 学时 一 、编写说明 1、课程简介： 植物生理学是研究生命活动规律的科学，是农、林、园艺等专业必修的专业 基础课程。它从理论研究阐明植物的物质代谢、能量代谢及形态建成的综合反应。 其内容有：细胞生理；光合、呼吸、营养、水分等代谢生理；生长发育生理；逆 境生理。为农学研究及生产实践提供必要的理论基础。 2、地位和任务： 植物生理学是是高等农林院校农学、植保、园艺、资环、水保本科等植物生 产类相关专业的一门必修的重要专业基础课，学习该课程，不但可为后续课程的 学习作好准备，也可为毕业后在工作实践中不断提高业务能力提供必要的基础。 3、总体要求： （１）在讲清植物生理功能的基本概念、基本理论、基本规律的基础上，注 意理论的实践性和地区性特点；注意引进学科新内容，介绍前沿新动向。 （２）在保持本课程的科学性、系统性的基础上，突出重点、难点。 （３）在对重点章节或实验可在讲授的基础上，引导学生自学，配合复习题 及作业，使学生能全面地掌握本学科涉及的基本知识内容，并能够为农业生产服 务，解决生产中存在的实际问题
(4)注意与有关学科的衔接,并要注意减少不必要的重复,起到专业基础 课的承上启下的作用 4、与其他课程的关系: 本课程的先修课程是植物学、高等数学、普通化学、通用物理、通用化学和 生物化学等 5、修订的依据 本大纲修订的依据如下:面向21世纪课程体系与教学内容改革要求;国家 各类指导委员会对课程教学的要求;我校对本科生人才培养定位的有关规定。 二、教学大纲内容 教学目的:通过学习使学生了解和掌握植物生理学的定义和任务、发展简史 及其与农业生产的关系 2、教学内容:植物生理学的概念,研究内容 植物生理学的产生、发展和现状。 植物生理学在农业发展中的作用和面临的任务。 植物生理学的学习方法 3、重点与难点:植物生理学与农业生产的关系。 第一章植物细胞 1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握细胞的有关知识
2 （4）注意与有关学科的衔接，并要注意减少不必要的重复，起到专业基础 课的承上启下的作用。 4、与其他课程的关系： 本课程的先修课程是植物学、高等数学、普通化学、通用物理、通用化学和 生物化学等。 5、修订的依据： 本大纲修订的依据如下：面向 21 世纪课程体系与教学内容改革要求；国家 各类指导委员会对课程教学的要求；我校对本科生人才培养定位的有关规定。 二、教学大纲内容 绪 论 1、教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物生理学的定义和任务、发展简史 及其与农业生产的关系。 2、教学内容：植物生理学的概念，研究内容。 植物生理学的产生、发展和现状。 植物生理学在农业发展中的作用和面临的任务。 植物生理学的学习方法。 3、重点与难点：植物生理学与农业生产的关系。 第一章 植物细胞 1、教学目的：通过学习使学生了解和掌握细胞的有关知识
2、教学内容 (1)细胞概述:细胞和植物细胞的结构、功能及化学组成 (2)生物膜的概念、化学成分、结构和功能 (3)原生质的胶体性质:原生质的化学成分;原生质胶体系统:原生质胶 体状态与生理功能。 3、重点与难点:膜的结构和原生质的特点 第二章植物的水分代谢 1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握植物的水分在植物体内存在的状态及其生理作 用、植物细胞和根系对水分的吸收、蒸腾作用的生理意义与影响因子、植物体内水分的 运输和合理灌溉的生理基础等知识。 2、教学内容: (1)水分对植物生命活动的作用。 (2)植物细胞的吸水:渗透性吸水(水势及渗透作用的概念、细胞水势的 组成及其动态变化);吸胀性吸水和代谢性吸水。 (3)根系吸水:根系吸水的途径、方式、吸水动力和影响因素。 (4)蒸腾作用:蒸腾作用的概念、意义、指标及测定方法简介;气孔运动 与气孔蒸腾:环境条件对蒸腾的调节 (5)植物体内水分的运输:运输的途径、动力 (6)植物需水规律及合理灌溉指标 3、重点与难点:重点是细胞吸水和蒸腾作用,难点是水势的概念
3 2、教学内容： （1）细胞概述：细胞和植物细胞的结构、功能及化学组成。 （2）生物膜的概念、化学成分、结构和功能。 （3）原生质的胶体性质：原生质的化学成分；原生质胶体系统；原生质胶 体状态与生理功能。 3、重点与难点：膜的结构和原生质的特点 第二章 植物的水分代谢 1、教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物的水分在植物体内存在的状态及其生理作 用、植物细胞和根系对水分的吸收、蒸腾作用的生理意义与影响因子、植物体内水分的 运输和合理灌溉的生理基础等知识。 2、教学内容： （1）水分对植物生命活动的作用。 （2）植物细胞的吸水：渗透性吸水（水势及渗透作用的概念、细胞水势的 组成及其动态变化）；吸胀性吸水和代谢性吸水。 （3）根系吸水：根系吸水的途径、方式、吸水动力和影响因素。 （4）蒸腾作用：蒸腾作用的概念、意义、指标及测定方法简介；气孔运动 与气孔蒸腾；环境条件对蒸腾的调节。 （5）植物体内水分的运输：运输的途径、动力。 （6）植物需水规律及合理灌溉指标。 3、重点与难点：重点是细胞吸水和蒸腾作用，难点是水势的概念
第三章矿质营养 1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握植物必需的矿质元素及其主要生理生化作用 植物细胞和植物体对矿质元素的吸收及其影响因素、硝酸盐还原过程、矿物质在植 物体内运输和合理施肥的生理基础 2、教学内容 (1)植物必需元素:植物必需元素种类及其主要生理作用。 (2)植物对矿质元素的吸收与运转:植物根叶对矿质元素的吸收(包括机 理)、运转和影响吸收的因素。 3、重点与难点:植物必需矿质元素的主要生理生化作用、植物细胞和植物体对矿质元素 的吸收及其影响因素、硝酸盐还原过程和合理施肥的生理指标。 第四章光合作用 1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握叶绿体的结构和成分、光合色素的主要种类 和性质及叶绿素的形成、光合作用的机理、光呼吸主要过程、光合作用的影响因素、 光合作用与作物产量的关系。 2、教学内容 (1)光合作用的概念及意义:概念、指标研究方法、意义。 (2)光合作用的细胞器一—叶绿体:叶绿体的形态结构;叶绿体的成分及
4 第三章 矿质营养 1、 教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物必需的矿质元素及其主要生理生化作用、 植物细 胞和植物体对矿质元素的吸收及其影响因素、硝酸盐还原过程、矿物质在植 物体内运输和合理施肥的生理基础。 2、教学内容： （1）植物必需元素：植物必需元素种类及其主要生理作用。 （2）植物对矿质元素的吸收与运转：植物根叶对矿质元素的吸收（包括机 理）、运转和影响吸收的因素。 3、重点与难点：植物必需矿质元素的主要生理生化作用、植物细胞和植物体对矿质元素 的吸收及其影响因素、硝酸盐还原过程和合理施肥的生理指标。 第四章 光合作用 1、 教学目的：通过学习使学生了解和掌握叶绿体的结构和成分、光合色素的主要种类 和性质及叶绿素的形成、光合作用的机理、光呼吸主要过程、光合作用的影响因素、 光合作用与作物产量的关系。 2、教学内容： （1）光合作用的概念及意义：概念、指标研究方法、意义。 （2）光合作用的细胞器——叶绿体：叶绿体的形态结构；叶绿体的成分及
色素:叶绿体色素的光学及理化性质:叶绿素的代谢。 (3)光合作用机理:原初反应;电子传递及光合磷酸化:CO2的同化(C3 C4、CAM)。 (4)光呼吸:光呼吸的概念,部位及途径:C2与C3循环的整合;光呼吸的 生理功能与调控 (5)光合作用的生理生态:内因;外因:各因素相互作用 (6)光合作用与提高农业产量的关系:光能利用率与作物产量关系;提高 光能利用率的途径 3、重点与难点:光合作用机理及光合产量与外界条件的关系 第五章植物的呼吸作用 1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握植物呼吸代谢的多条途径及其生理意 义、呼吸作用的影响因素及其调控与农业应用。 2、教学内容 (1)呼吸作用的概念:概念、指标测定方法、意义 (2)呼吸代谢途径:呼吸系统的多样性;呼吸链与末端氧化多样性 (3)呼吸作用的调节与影响呼吸作用的因素:呼吸作用调节;影响因素。 (4)呼吸作用与农业生产:呼吸作用与作物栽培、抗病、贮藏的关系。 3、重点与难点:重点是呼吸机制及与农业生产的关系,难点为呼吸系统的多样 性 第六章植物体内有机物质运输与分配
5 色素；叶绿体色素的光学及理化性质；叶绿素的代谢。 （3）光合作用机理：原初反应；电子传递及光合磷酸化；CO2 的同化（C3、 C4、CAM）。 （4）光呼吸：光呼吸的概念，部位及途径；C2 与 C3 循环的整合；光呼吸的 生理功能与调控。 （5）光合作用的生理生态：内因；外因；各因素相互作用。 （6）光合作用与提高农业产量的关系：光能利用率与作物产量关系；提高 光能利用率的途径。 3、重点与难点：光合作用机理及光合产量与外界条件的关系。 第五章 植物的呼吸作用 1、 教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物呼吸代谢的多条途径及其生理意 义、呼吸作用的影响因素及其调控与农业应用。 2、教学内容： （1）呼吸作用的概念：概念、指标测定方法、意义。 （2）呼吸代谢途径：呼吸系统的多样性；呼吸链与末端氧化多样性。 （3）呼吸作用的调节与影响呼吸作用的因素：呼吸作用调节；影响因素。 （4）呼吸作用与农业生产：呼吸作用与作物栽培、抗病、贮藏的关系。 3、重点与难点：重点是呼吸机制及与农业生产的关系, 难点为呼吸系统的多样 性。 第六章 植物体内有机物质运输与分配
1、教学目的:通过学习使学生了解和掌握植物体内有机物相互转化以及同化物的运输系 统和主要特点、同化物的分配规律、代谢源和代谢库的概念及二者相互关系、植物同化 物运输分配理论与作物产量的关系。 2、教学内容 (1)同化物的运输:运输形式、途径和方向 (2)同化物运输的机理及同化物的装入与卸出。 (3)同化物的分配调控:源与库的概念及其关系;同化物的分配及再分配 利用;同化物分配与产量关系;同化物运输与分配的调控(代谢调控、激素调控、 环境因素影响)。 3、重点与难点:重点是压力流动学说及同化物与产量的关系,难点是同化物如 何装入与卸出 第七章植物生长物质 1、教学目的:通过学习使学生掌握生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯 五大公认植物激素的分子结构、运输、生物合成、主要生理作用及其在农业生产上的应 用和它们之间的相互关系,了解油菜索内酯、生长抑制物质、多胺和钙调素等的生理作 用和农业应用。 2、教学内容: (1)植物激素及植物生长调节剂的概念。 (2)生长素类:生长素的发现,在体内的分布与运输:生长素的生物合成
6 1、教学目的：通过学习使学生了解和掌握植物体内有机物相互转化以及同化物的运输系 统和主要特点、同化物的分配规律、代谢源和代谢库的概念及二者相互关系、植物同化 物运输分配理论与作物产量的关系。 2、教学内容： （1）同化物的运输：运输形式、途径和方向。 （2）同化物运输的机理及同化物的装入与卸出。 （3）同化物的分配调控：源与库的概念及其关系；同化物的分配及再分配 利用；同化物分配与产量关系；同化物运输与分配的调控（代谢调控、激素调控、 环境因素影响）。 3、重点与难点：重点是压力流动学说及同化物与产量的关系，难点是同化物如 何装入与卸出 。 第七章 植物生长物质 1、教学目的：通过学习使学生掌握生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯 五大公认植物激素的分子结构、运输、生物合成、主要生理作用及其在农业生产上的应 用和它们之间的相互关系，了解油菜索内酯、生长抑制物质、多胺和钙调素等的生理作 用和农业应用。 2、教学内容： （1）植物激素及植物生长调节剂的概念。 （2）生长素类：生长素的发现，在体内的分布与运输；生长素的生物合成
纯化与分解;生长素的生理效应;生长素的作用机理;合成生长素类物质及其应 用 (3)赤霉素类:赤霉类的发现及化学结构;赤霉素的生物合成,体内分布; 赤霉素的生理效应及应用;赤霉素的作用机理 (4)细胞分裂素类:细胞分裂素的发现及其化学结构:细胞分裂素的生物 合成、体内分布;细胞分裂素的生理效应及应用:细胞分裂素的作用机理。 (5)脱落酸:脱落酸的发现及化学结构;脱落酸的生物合成与体内分布;脱 落酸的生理效应:脱落酸的作用机理。 (6)乙烯:乙烯的发现及生物合成:乙烯的生理效应及作用机理。 (7)各植物激素间的相互关系:生长素与赤霉素;生长素与细胞分裂素;生 长素与乙烯:赤霉素与脱落酸。 (8)植物体内其它调节生长发育的物质简介:油菜素、多胺等 3、重点与难点:重点是五大类植物激素的生理作用,难点是IAA和GA的作 用机理。 第八章植物的生长生理 1、教学目的:通过学习使学生掌握植物生长、发育、分化的概念和植物生长大周期规 律以及种子萌发基本过程及其主要生理生化变化、组织培养的原理与应用、植物生 长的相关性与生理钟现象等 教学内容 (1)概述:生长、分化、发育及形态建成的概念。 (2)种子生理:种子休眠、种子寿命和种子萌发
7 纯化与分解；生长素的生理效应；生长素的作用机理；合成生长素类物质及其应 用。 （3）赤霉素类：赤霉类的发现及化学结构；赤霉素的生物合成，体内分布； 赤霉素的生理效应及应用；赤霉素的作用机理。 （4）细胞分裂素类：细胞分裂素的发现及其化学结构；细胞分裂素的生物 合成、体内分布；细胞分裂素的生理效应及应用；细胞分裂素的作用机理。 （5）脱落酸：脱落酸的发现及化学结构；脱落酸的生物合成与体内分布;脱 落酸的生理效应；脱落酸的作用机理。 （6）乙烯：乙烯的发现及生物合成；乙烯的生理效应及作用机理。 （7）各植物激素间的相互关系：生长素与赤霉素；生长素与细胞分裂素;生 长素与乙烯；赤霉素与脱落酸。 （8）植物体内其它调节生长发育的物质简介：油菜素、多胺等。 3、重点与难点：重点是五大类植物激素的生理作用，难点是ＩＡＡ和ＧＡ的作 用机理。 第八章 植物的生长生理 1、 教学目的：通过学习使学生掌握植物生长、发育、分化的概念和植物生长大周期规 律以及种子萌发基本过程及其主要生理生化 变化、组织培养的原理与应用、植物生 长的相关性与生理钟现象等。 2、 教学内容： （1）概述：生长、分化、发育及形态建成的概念。 （2）种子生理：种子休眠、种子寿命和种子萌发
(3)植物生长的细胞基础:植物细胞的生长与分化和组织培养(概念、生 物学基础及应用)。 4)植物的营养繁殖生理:插条繁殖和嫁接繁殖。 (5)植物生长的基本特性:生长量度上的快慢特性;时间上的周期性(昼 夜周期、季节周期);生长的相关性(根冠相关、主茎与侧枝相关,营养生长与 生殖生长相关)。 (6)植物的生长运动:向性、感性、趋性、近似昼夜节奏。 (7)影响植物生长的外界条件。 3、重点与难点:植物生长、发育、分化的概念和植物生长大周期规律。 第九章成花生理 l、教学目的:通过学习使学生掌握春化作用的概念和基本特点、光周期的主要特点及其 光周期理论在农业上的应用 2、教学内容 (1):春化作用:概念、发现、条件、机理和应用。 (2)光周期现象:光周期现象的概念、发现和类型:光周期现象与地理起 源及分布的关系:光周期诱导:光周期理论在农业上的应用 (3)光敏素等物质与植物的成花诱导:光敏素(光敏素的化学结构、理化 性质、作用机理);甾类物质、植物激素和营养状况与成花诱导的关系。 (4)花芽分化与性别表现:花前成熟;花芽分化;性别表现 3、重点与难点:春化及光周期理论及在农业生产上的应用
8 （3）植物生长的细胞基础：植物细胞的生长与分化和组织培养（概念、生 物学基础及应用）。 （4）植物的营养繁殖生理：插条繁殖和嫁接繁殖。 （5）植物生长的基本特性：生长量度上的快慢特性；时间上的周期性（昼 夜周期、季节周期）；生长的相关性（根冠相关、主茎与侧枝相关，营养生长与 生殖生长相关）。 （6）植物的生长运动：向性、感性、趋性、近似昼夜节奏。 （7）影响植物生长的外界条件。 3、重点与难点：植物生长、发育、分化的概念和植物生长大周期规律。 第九章 成花生理 1、教学目的：通过学习使学生掌握春化作用的概念和基本特点、光周期的主要特点及其 光周期理论在农业上的应用。 2、教学内容： （1）：春化作用：概念、发现、条件、机理和应用。 （2）光周期现象：光周期现象的概念、发现和类型；光周期现象与地理起 源及分布的关系；光周期诱导；光周期理论在农业上的应用。 （3）光敏素等物质与植物的成花诱导：光敏素（光敏素的化学结构、理化 性质、作用机理）；甾类物质、植物激素和营养状况与成花诱导的关系。 （4）花芽分化与性别表现：花前成熟；花芽分化；性别表现。 3、重点与难点：春化及光周期理论及在农业生产上的应用
第十章植物的生殖和衰老 1、教学目的:通过学习使学生了解植物的成熟、衰老、和脱落的机理,掌握果 实成熟过程中的生理生化变化及作物空瘪粒的原因。 2、教学内容 (1)授粉与受精:花粉和柱头的生理生化:授粉:识别;划分管伸长与萌 发:受精。 (2)种子和果实的形成:种子的成熟(生理生化、环境条件);果实成熟的 生理生化 (3)植物的衰老:衰老的概念和进程;衰老的机理与调节。 (4)植物器官的脱落:脱落的概念:脱落的机理。 3、重点与难点:授精过程,果实成熟过程中的生理生化变化及作物空瘪粒的原 第十一章植物的逆境生理 教学目的:通过学习使学生掌握植物抗性生理的基本理论以及植物的抗寒性、 抗旱性、抗热性等 2、教学内容 (1)植物逆境及抗性的概述:逆境种类:植物抗逆性及其生理生化基础。 (2)植物的抗寒性:冷害及植物抗冷性:冻害及植物的抗冻性 (3)植物的抗旱性:干旱危害及植物的抗旱性
9 第十章 植物的生殖和衰老 1、教学目的：通过学习使学生了解植物的成熟、衰老、和脱落的机理，掌握果 实成熟过程中的生理生化变化及作物空瘪粒的原因。 2、教学内容： （1）授粉与受精：花粉和柱头的生理生化；授粉；识别；划分管伸长与萌 发；受精。 （2）种子和果实的形成：种子的成熟（生理生化、环境条件）；果实成熟的 生理生化。 （3）植物的衰老：衰老的概念和进程；衰老的机理与调节。 （4）植物器官的脱落：脱落的概念；脱落的机理。 3、重点与难点：授精过程，果实成熟过程中的生理生化变化及作物空瘪粒的原 因。 第十一章 植物的逆境生理 1、教学目的：通过学习使学生掌握植物抗性生理的基本理论以及植物的抗寒性、 抗旱性、抗热性等。 2、教学内容： （1）植物逆境及抗性的概述：逆境种类；植物抗逆性及其生理生化基础。 （2）植物的抗寒性：冷害及植物抗冷性；冻害及植物的抗冻性。 （3）植物的抗旱性：干旱危害及植物的抗旱性
3、重点与难点:植物抗性生理的基本理论、寒害机理和植物抗寒性和抗旱性的 提高途径。 三、学时分配 章次 各章名称 理论授课 论 0.5 植物细胞 2.5 植物的水分代谢 三|矿质营养 3 四光合作用 五植物的呼吸作用 六|植物体内有机物质运输与分配 七|植物生长物质 八|植物的生长生理 九|植物的成花生理 十|植物的生殖、衰老与脱落 4623 十一植物的逆境生理 合计 四、主要參考书目 教材:植物生理学王忠主编中国农业出版社 10
10 3、重点与难点：植物抗性生理的基本理论、寒害机理和植物抗寒性和抗旱性的 提高途径。 三、学时分配 章次 各 章 名 称 理论授课 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 绪 论 植物细胞 植物的水分代谢 矿质营养 光合作用 植物的呼吸作用 植物体内有机物质运输与分配 植物生长物质 植物的生长生理 植物的成花生理 植物的生殖、衰老与脱落 植物的逆境生理 0.5 2.5 6 3 9 2 4 6 4 6 2 3 合 计 48 四、主要参考书目 教材： 植物生理学 王忠主编 中国农业出版社