植物生理学教学大纲

《植物生理学》教学大纲

一、课程基本信息 课程代码 中文名称 适用专业 总学时 先修课程 二、课程的性质、地位和任务

植物生理学 生物、农学、园艺、植保、资环等 54 (理论: 54 实验实习: 0 ) 化学、生物化学、植物学 课程类别 英文名称 开课单位 学 分 后续课程 必修课 Plant Physiology 农学与生物科技学院 3

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。 三、课程基本要求

根据《植物生理学》课程的特点，教学内容概括为基本理论、基本知识和能力技能几部分。

1、理论和知识方面：

(1) 植物细胞生理 掌握植物细胞的基本结构，了解各种细胞器、生物膜的超微结构，掌握其生理功能特点以及植物细胞原生质的特性，植物细胞全能性和植物信号传导的意义。

( 2)代谢生理 掌握呼吸代谢的主要途径，光合作用的机理（包括C3、C4和CAM的代谢途径），植物对水分的吸收、运输、蒸腾的基本理论，掌握离子吸收、运转的基本规律和矿质元素的生理作用，理解同化物运输分配规律。

(3)生长发育生理 了解植物生长发育的基本规律，掌握植物激素的主要生理作用，植物生长、成花、开花、结实和衰老的主要生理机制。

（4）环境生理 了解正常环境条件与植物的相互关系以及逆境（干旱、水涝、极端高低温和大气污染等）引起植物异常生理变化的规律，掌握提高植物抗逆性的可能方法。

植物生理是在生产实践中发展起来的，人们在生产中采用各种栽培耕作措施，目的在于调节植物与环境的关系，满足植物高产、优质的要求，诸如：

通过溶液培养，了解植物正常生长发育必需的矿质元素，为合理施肥打下理论基础；对

植物一生中生态需水与生理需水的测定，为制定合理灌溉方案和适时、适量、高质、高效地灌溉提供理论依据；

对植物激素和生长调节剂的研究，在防止器官脱落、插条生根、促进萌发、防止倒伏、控制休眠、调节生长、安全贮藏等方面起着积极作用；

春化作用和光周期现象的发现，对栽培引种和良种培育做出重大贡献；

植物组织培养的研究和应用，植物细胞全能性的基础理论，为育种工作开辟了新的途径； 掌握呼吸作用的基本规律，为种子萌发，防止烂秧，以及农产品贮藏提供了合理而有效措施；

光合作用的研究，为合理密植，合理间种套作，合理利用光能和高光效培育良种提供了理论依据；

通过对高温、低温、干旱、水涝、盐碱、有毒物资（工业废气、废水、废渣）污染以及病、虫危害等逆境对植物伤害的研究，可在人们的干预下，提高作物对环境的抗性；

可见本门课程的任务，决不局限于消极地认识自然，解释自然，更重要的是掌握植物生理的理论和知识去能动地改造自然，在农业生产上为遗传育种，合理化栽培奠定理论基础；为高产、优质、高效农业做出贡献。

2、能力和技能方面：

（1） 了解植物水培、砂培及组织培养技术； （2） 了解植物缺素症的诊断方法；

（3） 学习光合强度、呼吸强度、水势、种子生活力等的测定技术； （4） 学会植物生长调节剂的正确使用； （5） 了解植物抗逆性鉴定的方法等。 实验实习单独开课。 四、课程内容及学时分配

绪论 (1学时)

教学目的：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。

教学重点难点：植物生理学的定义及研究内容 教学方法与手段：课堂讲授为主。 一、 植物生理学的定义及研究内容； 二、 植物生理学的产生、发展及其基本任务； 三、 植物生理学的发展方向与农业现代化。 四、 植物生理学的学习方法。 第一章 植物细胞生理(5学时)

教学目的：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。

教学重点难点：生物膜的化学组成和功能。细胞壁及主要细胞器的结构特点和生理功能。

教学方法与手段：课堂讲授为主，教学中可组织安排课堂讨论，鼓励运用多媒体教学和开展双语教学。

讲授要点：

第一节 高等植物细胞结构概述 一、真核细胞与原核细胞；二、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。二、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。三、液晶性质。植物植物的全能性

第二节 生物膜的结构和功能 一、膜的化学成分：膜脂、膜蛋白和膜糖；二、膜的

结构与特性；三、膜的生理功能。

第三节 细胞壁的结构和功能 一、细胞壁结构组成；二、细胞壁的生理功能。 第四节 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。

第五节 植物细胞的信号传导 第二章 植物的水分关系(5学时)

教学目的：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。

教学重点难点：细胞和根系对水分吸收的机理及其影响因素，作物的需用水规律。掌握水势和根压的概念，气孔蒸腾原理及气孔开闭机理；合理灌溉的生理基础。

教学方法与手段：课堂讲授为主，教学中可组织安排课堂讨论，鼓励运用多媒体教学和开展双语教学。

讲授要点：

第一节 水分在植物生命活动的重要性

植物的含水量及水分存在的状态，自由水和束缚水。

水的生理生态作用，水对植物的重要作用，生理需水，生态需水。

第二节 植物对水分的吸收

植物细胞的水势，自由能、化学势、水势及水势的组分。

细胞的渗透性吸水，植物细胞是一个渗透系统植物细胞的水势，相邻细胞间水分

的运转。细胞的吸胀吸水

植物根系对水分的吸收。一、土壤中的水分 二、根系的吸水部位 三、水

分吸收的机理：主动吸水：伤流、吐水、产生根压的机理。被动吸水：蒸腾拉力。影响根系吸水的环境条件：土壤温度、土壤通气条件、土壤溶液浓度。

第三节 蒸腾作用

一、蒸腾作用的生理意义 二、蒸腾作用的部位及指标

三、气孔蒸腾：气孔的结构、大小、数目及分布、气孔运动、气孔蒸腾过程与小孔定律，气孔开闭的机理。

四、环境条件对蒸腾作用的影响：温度、空气湿度、风速、光强等。 第四节 植物体内水分的运输 第五节 合理灌溉的生理基础

一、 作物的需水规律 二、灌溉的指标 三、灌溉需注意的问题 第三章 植物的矿质营养(4学时)

教学目的：本章学习植物体内必需矿质元素，这些矿质元素的生理功能和研究方法，合理施肥的生理基础。

教学重点难点：植物必需矿质元素的生理功能和缺素症状；影响根系吸收矿质元素的因素。理解植物吸收矿质元素的特点和吸收。植物必需矿质元素的种类；植物必需矿质元素的研究方法，施肥的生理学基础。

教学方法与手段：课堂讲授为主，教学中可组织安排课堂讨论，鼓励运用多媒体教学和开展双语教学。

讲授要点：

第一节 植物体内的必需矿质元素及其确定方法 一、植物体内的元素组成

二、植物体内的必需矿质元素及其研究方法。 植物体内必需矿质元素的生理功能及其失调症状

主要有大量元素：一、N；二、P；三、K；四、Ca; 五、Mg；六、S；

微量元素：七、Fe；八、Mn；九、Cu；十、Zn；十一、B；十二、Mo；十三、CI;十四,Ni 有益元素

第二节 植物对矿质元素的吸收 一、根部吸收矿质元素的区域 二、根系对矿质元素吸收的特点 三、根系吸收矿质元素的过程

四、影响根系对矿质元素吸收的因素：温度、土壤通气、土壤溶液浓度、土壤pH值、离子的相互作用

氮的同化（选学）

第三节 矿质元素的运输和分配 第四节 合理施肥的生理学基础

一、作物施肥的规律：根据不同作物的特点施肥；按作物不同生育期施肥；施肥中的养分配化。 二、施肥的指标。 三、肥效与环境条件

第四章 植物的呼吸作用(5学时)

教学目的：本章学习呼吸作用的概念和它的生理意义；呼吸作用量的指标；有氧呼吸的过程；影响呼吸速率的因素以及呼吸知识在农业上的应用。

教学重点难点：了解呼吸作用的生理意义，有氧呼吸的过程、影响呼吸速率的因素。理解什么是呼吸作用、呼吸底物、呼吸速率。掌握呼吸作用的主要类型，呼吸知识在农业上的应用。

教学方法与手段：课堂讲授为主，教学中可组织安排课堂讨论，鼓励运用多媒体教学和开展双语教学。

讲授要点： 第一节

呼吸作用的概念及其生理意义

一、 呼吸作用的概念 二、呼吸作用的生理意义 线粒体的结构与功能（选学） 第二节

高等植物的呼吸途径

呼吸途径的多样性 一、糖酵解 二、三羧酸循环 三、磷酸戊糖途径 四， 呼吸链 第三节 第四节

呼吸作用的调控 呼吸强度及其影响因素

一、呼吸强度。二、影响呼吸作用的因素：温度、水分、氧气和二氧化碳；有毒物质；创伤和机械刺激。

第五节

呼吸作用与农业生产

一、 呼吸作用的调控与作物栽培。二、呼吸作用的调控与农产品贮藏。 第五章 植物的光合作用(6学时)

教学目的：本章介绍了光合作用的意义、叶绿体的结构、光合作用机理、光呼吸、影响光合速率的外界条件以及光合作用与作物产量的关系。

教学重点难点：了解光合作用概念和意义，参与光合作用的色素，影响光合速度的外界条件。理解光合色素的理化特性，光合作用的化学过程。掌握光合作用与作物产量的关系。

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