《植物生理学》课程教学大纲

课程编码：011184课程名称：植物生理学

学分：3.5总学时：56

理论学时40实验学时16

课程类别：学科基础教育平台课课程性质：必修课适用层次：汉族本科开课学期：第4学期适用专业：生物技术

先修课程：植物学、有机化学、生物化学

后续课程：植物细胞工程

一、课程性质、地位和任务

植物生理学是植物生产类各专业必修的学科基础课，是研究植物生命活动基本规律及其机理的一门科学。它运用物理学、化学和生物学的技术与方法，研究植物的物质代谢、能量转变、形态建成、信息传递、类型变异的综合过程及与环境条件的关系。

主要教学任务是通过这门课程的学习，要使学生系统掌握植物生命活动的内在规律及其与环境条件的关系，并为某些生理生化指标的测定打下技术方法及实际操作的扎实基础。培养学生具有运用植物生理学知识解决实际问题的能力。要求在讲清基本要领与基本理论的基础上，重点突出，难点讲透，适当介绍有关理论的最新进展情况，注意理论联系实际，以利学生综合素质和创造力的培养。

二、教学目标及要求

1、理解和掌握植物的代谢生理（水分代谢、矿质营养代谢、光合作用、呼吸作用、有机物的运输）。

2、理解和掌握生长发育生理及其调控（植物激素、生长生理、生殖生理、成熟生理、衰老生理）。

3、理解和掌握成熟、衰老及脱落生理控（生殖生理、成熟生理、衰老生理、休眠及脱落生理）。

4、掌握植物对逆境的适应生理。

三、教学内容及安排

第0章绪论2学时

教学目标：了解植物生理学的研究内容、发展简史及研究热点；植物生理学与合理农业的关系，培养学生学习的兴趣，掌握学习植物生理学正确的学习方法，重视理论与实践相结合。重点、难点：重点是植物生理学与合理农业的关系。

教学内容：

0.1植物生理学的基本概念和基本内容

0.2植物生理学的理论与实验基础

0.3植物生理学发展与生物科学发展史

0.4植物生理学展望

第1章植物细胞生理（自学）

教学目标：了解植物细胞的亚显微结构，原生质的性质，掌握生物膜的概念、结构特点及功能、重要细胞器的结构与功能。

重点、难点：重点是植物细胞的亚显微结构与功能；难点是细胞的亚显微结构与功能的关系。教学内容：

1.1植物细胞概述

1.2植物细胞壁的结构、组成和生理功能

1.3植物细胞膜与内膜体系

1.4细胞骨架

1.5胞间连丝

1.6细胞器

1.7细胞质基质

1.8植物细胞信号转导概述第2章植物的水分代谢4学时

教学目标：通过本章教学，使学生对植物的水分代谢过程有基本的了解。了解水分的生理生态作用、了解细胞吸水的方式；掌握水势的概念、细胞水势的构成；了解根系吸水的部位、方式及动力、水分运输的途径；了解蒸腾作用概念、生理意义，部位及指标，掌握气孔蒸腾的特点及气孔运动的机理；了解水分运输的途径、合理灌溉的生理基础。

重点、难点：重点是水势的概念、细胞的水势构成、根系对水分的吸收方式及气孔蒸腾的特点；难点是根压产生的机理、气孔运动的机理。

教学内容：

2.1水分在植物生命活动中的重要性

2.2植物细胞对水分的吸收

2.3植物根系对水分的吸收

2.4植物的蒸腾作用

2.5植物体内水分运输

2.6合理灌溉的生理基础

第3章植物的矿质和氮素营养4学时

教学目标：通过本章的学习，使学生了解植物必需元素种类及其作用，缺素症表现及诊断方法；植物细胞吸收矿质元素的方式，掌握离子跨膜转运的方式及机制、理解植物根系吸收养分的过程、特点以及根外营养的意义；理解硝态氮、氨态氮在植物体内的同化过程；了解作物需肥的特点及合理施肥的生理基础。

重点、难点：重点是必需元素N、P、K的生理作用、矿质元素的吸收方式及特点；难点是离子跨膜转运的方式及机制、缺素症诊断的方法。

教学内容：

3.1植物体内的必需元素

3.2植物对矿质元素的吸收与运输

3.3植物氮、磷、硫素的同化

3.4合理施肥的生理基础

第4章植物的光合作用6学时

教学目标：通过光合作用的讲授，使学生了解光合作用的基本过程以及能量吸收转变过程的情况；掌握光合作用机理、光合碳同化的基本生化途径以及不同碳同化类型植物的特性；理解光呼吸的含义、基本生化途径和可能的生理意义；掌握影响光合作用的因素，了解植物光合性能与作物产量形成的关系及提高产量的方法、提高光能利用率的途径与措施。

重点、难点：重点是光合作用基本概念和光合作用的基本过程，C3、C4及CAM植物光合生理特性，影响光合作用的内、外部因素，植物对光能的利用与生物产量的关系；难点是光合作用的机理、光合磷酸化机理。

教学内容：

4.1光合作用的研究历史

4.2能量转换细胞器——叶绿体

4.3光合色素

4.4光反应

4.5光合碳同化

4.6影响光合作用的因素

4.7提高植物光能利用率的途径第5章植物的呼吸作用4学时

教学目标：了解呼吸作用的重要意义、呼吸代谢途径的多样性表现及生理意义；掌握基本概念，了解影响呼吸作用的因素，呼吸作用与农业生产的关系。

重点、难点：重点是呼吸代谢途径的多样性表现及意义；难点是氧化磷酸化机理。教学内容：

5.1呼吸作用的概念及生理意义

5.2植物呼吸代谢途径

5.3植物呼吸代谢能量的贮存和利用

5.4植物呼吸作用的调节

5.5植物呼吸代谢与光合作用的关系

5.6植物呼吸作用的影响因素及应用

第6章植物体内有机物的运输与分配2学时

教学目标：了解物质在维管束中运输的一般规律，同化物运输的形式、方向、速度；韧皮部的装载、卸出途径与运输机理；理解源、库、流的概念及之间的关系、同化物分配的基本规律及源库理论在农业生产上的应用。

重点、难点：重点是压力流动学说内容及其评价，有机物的分配规律和特点；难点是韧皮部的装载和卸出、韧皮部运输的机理。

教学内容：

6.1同化物运输

6.2同化物运输机制

6.3同化物的装载和卸出

6.4同化物的配置和分配

第7章植物激素生理与信号转导4学时

教学目标：了解植物生长物质的种类、结构、分布及运输特点；熟知植物激素和生长调节剂各自的主要生理作用，了解激素间的相互关系；掌握植物生长调节剂在农业生产上应用技术及注意事项。

重点、难点：重点是五大激素的主要生理作用、生长调节剂的种类及在生产上的应用；难点是植物激素的作用机理及相互关系。

教学内容：

7.1植物激素的基本概念

7.2生长素类

7.3赤霉素类

7.4细胞分裂素类

7.5脱落酸

7.6乙烯

7.7其他生长调节物质

7.8植物激素的相互关系

7.9植物激素的测定方法

7.10植物生长调节物质第8章植物生长生理4学时

教学目标：掌握生长、发育、分化的概念，了解细胞各发育时期的特点、组织培养的理论基础和基本过程；了解种子萌发的条件及萌发时的生理生化变化；掌握植物生长的基本规律及其在生产中的应用；了解影响植物生长的环境条件、光受体（光敏色素）与光形态建成的关系、植物运动的表现形式。

重点、难点：重点是生长的细胞学基础、生长的相关性、光敏素与光形态建成的关系；难点是影响分化的因素、光敏素的作用机理。

教学内容：

8.1生长与分化

8.2植物的生长

8.3植物生长的相关性

8.4环境条件对植物生长的影响

8.5植物生长的调控

8.6光形态建成

8.7植物的运动

第9章植物的生殖生理4学时

教学目标：了解植物春化作用的概念、类型、条件、感受时期、部位，春化作用的机制、生理生化变化，掌握春化作用的应用；了解植物光周期现象及其反应类型、光周期诱导、光期与暗期的作用、光周期感受的部位、传导；掌握光周期理论的应用；了解光敏色素在成花诱导的作用、植物的花芽分化与性别表现、花器官形成的条件及影响因素；了解花粉、柱头的特点、花粉与柱头识别的物质基础、授粉受精的生理生化变化；了解种子和果实在成熟过程中的生理生化变化，了解影响成熟的内外因素；了解种子和芽的休眠原因并了解其调控方法；了解衰老的概念、类型、意义、生理生化变化及衰老的调控；器官脱落的概念、意义、类型、离层与脱落、脱落的调控。

重点、难点：重点是春化作用和光周期理论的应用；难点是春化作用的机理、光周期诱导的机理、光敏色素在成花诱导中的作用。

教学内容：

9.1幼年期

9.2春化作用

9.3光周期现象

9.4植物激素及营养物质对植物成花的影响

9.5花器官的形成

9.6植物受精生理

第10章植物的休眠、成熟、衰老和脱落生理4学时

教学目标：了解种子和果实在成熟过程中的生理生化变化，了解影响成熟的内外因素；了解种子和芽的休眠原因并了解其调控方法；了解衰老的概念、类型、意义、生理生化变化及衰老的调控；器官脱落的概念、意义、类型、离层与脱落、脱落的调控。

重点、难点：重点是植物衰老的机理。教学内容：

10.1种子的休眠和萌发

10.2芽的休眠和萌发

10.3种子的发育和成熟生理

10.4果实的生长和成熟生理

10.5植物的衰老生理和器官脱落第11章植物的逆境生理2学时

教学目标：掌握逆境生理中的一些基本概念、了解逆境的种类及各种逆境条件下植物的一般生理生化变化及提高植物抗逆性的途径。理解低温、干旱和盐碱对植物的伤害以及植物抗逆的机理，掌握提高植物抗逆性的具体途径

重点、难点：重点是低温、干旱对植物造成的伤害及植物的抗寒、抗旱性，植物交差适应的基础；难点是逆境对植物造成伤害的机制。

教学内容：

11.1植物逆境生理通论

11.2植物水分逆境生理

11.3植物的低温逆境生理

11.4植物的热胁迫生理

11.5植物的盐胁迫生理

11.6植物的环境污染

《植物生理学实验》部分教学大纲

1、课程性质和任务

植物生理学实验是植物生产类本科专业必修的学科基础课。该门课程在植物生理学理论指导下，学生自己动手，在实验中巩固认识植物生理现象并验证有机理论，学习植物生理指标的测定技术。

通过本课程的学习，要求学生掌握植物生理学实验原理和实验仪器使用方法，为从事有植物生理学方面的科研活动、生产实践打下扎实的基础。

2、教学目标及要求

（1）掌握植物生理指标测定的一般方法和原理；

（2）掌握植物生理学实验中常用仪器的使用方法，掌握植物样品采集、处理、测定的有关技术。

3、实验内容与学时分配

序号	项目名称	实验目的与内容	学时	实验性 质	实验类 型	主要仪器设备
1	植物组织水势的测定	目的：掌握实验的基本原理、具体操作步骤及注意事项。掌握溶质势计算公式。 内容：采用经典的实验方法小液流法测定植物叶组织水势，更好地理解水势的概念，掌握判断水分流动的依 据。	2	必修	基础	试管、移液器、青霉素小瓶、毛细管、打孔器、解剖针。
2	硝酸还原酶活性的测定	目的：掌握活体法测定硝酸还原酶活性的实验原理、基本操作步骤及注意事项，比较离体法与活体法优缺点。 内容：采用活体法测定植物体内硝酸还原酶的活性。了解NR的一些性质 及在植物氮素代谢中的关键地位。	2	必修	基础	电子天平、分光光度计、真空泵、真空干燥器、恒温培养箱、冰箱。
3	叶绿体色素的定性及定量测定	目的：学会叶绿体色素的提取、分离方法，掌握纸层析的原理和叶绿素的理化性质。能够解释荧光现象。掌握公式法测定不同色素含量的原理及实验步骤，了解色素的性质及含量对于植物光合作用的影响。 内容：丙酮或乙醇提取叶绿体色素，纸层析法分离四种色素；验证叶绿素的取代反应和皂化反应，观察叶绿素的荧光现象。分光光度计测定叶绿体色素提取液不同波长的光密度值，利用公式法计算不同色素的 含量。	2	必修	基础	电子天平、分光光度计、研钵、移液器、容量瓶、试管、酒精灯、试管架、试管夹。

4	生长素类物质对根芽生长的影响	目的：掌握生长素类物质促进生长的特点：低浓度促进生长，高浓度抑制生长；不同器官对生长素的敏感程度不同：根>芽>茎。确定促进和抑制小麦根芽生长的NAA浓度范围。 内容：使用不同浓度的生长素类物质萘乙酸（NAA）溶液处理小麦的种子，观察小麦根芽生长情况，了解不同浓度NAA对根、芽的促进和 抑制作用。	2	必修	基础	培养皿、恒温培养箱、移液器、圆形滤纸、试剂瓶。
5	逆境对植物生理生化指标的影响	目的：掌握KMnO4滴定法、愈创木酚氧化法、考马斯亮兰G250染料结合法测定过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）及可溶性蛋白质含量的原理及实验步骤；了解CAT、POD作为保护酶对于植物抗逆性的重要意义，可溶性蛋白质含量作为衡量植物代谢强度指标的意义。 内容：KMnO4滴定法测定过氧化氢酶活性、愈创木酚氧化法测定过氧化物酶活性、考马斯亮兰G250染料 结合法测定可溶性蛋白质含量。	2	必修	综合设计	酸式滴定管、滴定台、三角瓶、电子天平、分光光度计、恒温水浴锅。…
6	呼吸强度的测定	目的：掌握广口瓶法测定呼吸强度的原理及实验步骤，了解呼吸强度作为衡量植物代谢强度指标的意义。 内容：学习广口瓶法（小篮子法）测定 发芽小麦种子的呼吸强度。	2	必修	基础	电子天平、酸式滴定管、滴定台、广口瓶、移液管（器）、小铁丝筐。
7	种子生活力的快速测定	目的：掌握BTB、TTC和红墨水法测定种子生活力的实验原理及步骤，比较三种方法的优缺点。 内容： 利用三种方法溴麝香草酚兰 （BTB）法、氯化三苯基四氮唑 （TTC）法、红墨水法快速测定种 子的生活力。	2	必修	基础	恒温培养箱、培养皿、酒精灯、电磁炉、水浴锅。
8	游离脯氨酸含量的测定	目的：掌握游离脯氨酸测定的原理及实验步骤，了解脯氨酸含量作为衡量植物抗逆性和育性指标的重要意义。 内容：学习磺基水杨酸法提取植物组织中游离脯氨酸，并在酸性条件下与茚三酮反应测定其含量，比较盐培 与水培条件下脯氨酸的含量。	2	必修	基础	电子天平、分光光度计、移液器、电磁炉、水浴锅、光照培养箱。

四、作业、练习和安排与要求

每一章可布置适当的作业，学生利用课余时间独立完成作业，并按规定的时间将作业本交给教师，教师应及时批改，并将作业中存在的问题在辅导答疑课时进行讲解，作业成

绩登录在记分册上。

五、教材与教学参考书

1、建议教材：

植物生理学.蔡庆生主编.北京：中国农业大学出版社，2014 2、建议参考书目：

现代植物生理学.李合生主编.北京：高等教育出版社. 2012，第3版植物生理学.王忠主编.北京：中国农业出版社. 2010，第2版

植物生理学.潘瑞炽主编.北京：高等教育出版社，2012，第7版植物生理生化实验指导. 邹琦编. 北京：中国农业出版社，1995植物生理学通讯、植物分子与生理学报、植物生理学教学网

六、教学方式及考核

1、教学方式：学生自学与教师授课相结合、多媒体与板书等相结合的教学方式。

2、考核方式：闭卷笔试。

3、成绩评定：平时成绩（课堂提问、实验报告、作业、小测验等）占40%，结业考试成绩占60%。

七、主要参考文献

塔里木大学重点课程-植物生理学：//jpkc.douniuqipai.net/zwslx/

Plant physiology（6^th）：//6e.plantphys.net/

华中农业大学国家精品课程-植物生理学：//nhjy.hzau.edu.cn/kech/zwsl/

扬州大学植物生理学精品课程：//jpkc.yzu.edu.cn/course/zhwshl/nljx/ztjz/ztjz.htm浙江大学植物生理学精品课程：

//course.jingpinke.com/details?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac92919a-05ae&courseID=C040021

宁夏大学植物生理学精品课程：//nxy.nxu.edu.cn/jpkc/index.htm

吉林农业大学植物生理学：//202.198.0.21/nongxue/lesson/shengli/ckzy.htm南京农业大学植物生理学精品课程：//jpkc.njau.edu.cn/PlantPhy/0202.asp四川大学省级精品课程-植物生理学：//jpk.sicau.edu.cn/2007/4zwslx/

华南师范大学植物生理学网络课程：

//sky.scnu.edu.cn/life/class/plantphysiology/webcourse/kcln_index.asp

撰稿人：韩占江审稿人：刘明、王海珍