植物生理学.docx

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植物生理学

植物生理学

一、课程说明

（一）本课程设置目的

植物生理学是一门生物基础理论课。

按照教学计划规定，本课程为高等师范专业的一门必修的基本理论课程。

本课程是使学生在己学习上述先修课程的基本知识和实验技能的基础上，进一步学习有关化学变化及与化学变化相关联的生理变化的各种基本原理和共同规律，培养分析和解决生理学有关问题的初步能力，并为进一步学习专业基础课打下基础。

（二）基本要求

1．使学生对植物生命活动的基本规律有比较全面、系统的认识，牢固掌握植物生理学的基本概念和原理。

2．使学生学会植物生理学的基本实验方法，并在科学态度、实验技能、独立工作能力等方面获得初步训练。

3．使学生能初步运用所学的基本理论和技能，说明和解决生产实际和野外实际中有关植物生理学的一般问题，为实际生产服务。

4．使学生在学习本科程后能胜任中等学校生物学课程中有关植物生理学部分的教学工作（包括讲授、指导实验和课外活动）和科研院所有关植物生理学领域内的一般研究工作。

5．植物的各种生理过程是相互联系、依赖和制约，且与外界环境紧密联系的。

因此，在教学过程中，不应用孤立、静止、片面的观点去分析问题，必须坚持辨证唯物主义的观点。

6.植物生理学的任务是研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机理，从而将这些研究成果应运于利用植物的生产事业中。

因此，在讲授本课程时，必须注意联系生产实际。

7．植物生理学是一门实验性很强的科学。

因此，在讲授本课程时，必须即重视理论思维，有重视实验观察，两者不可偏废。

（三）预修课程：

高级植物代谢、果树栽培。

二、课程学时安排

总学时：

66学时

三、教学内容与学时分配

绪论（1学时）

一．植物生理学的定义和任务

二．植物生理学的产生和发展

三．植物生理学的展望

第一章植物的水分代谢（5学时）

（一）知识点分析

本章主要应理解和掌握如下内容：

植物对水分的需要

植物的含水量

植物体内水分存在的状态

水分在植物生命活动中的作用

植物细胞对水分的吸收

细胞的渗透性吸水

细胞的吸涨作用

水分进入细胞的途径

植物根系对水分的吸收

一．根系吸水的途径

二．根系吸水的动力

蒸腾作用

一．蒸腾作用的生理意义和部位

二．气孔蒸腾

植物体内水分的运输

一．水分运输的途径

二．水分运输的速度

三．水分沿导管或管胞上升的动力

合理灌溉的生理基础

一．作物的需水规律

二．合理灌溉的指标

三．灌溉的方法

（二）重点与难点

1.认识植物水分代谢的意义。

2.掌握植物水分代谢的过程和原理，尤其是植物细胞吸水的方式与原理。

3.注意弄清水势的概念以及细胞的水势和衬质势、渗透势、压力势之间的关系；注意理解气孔运动的机理。

4.了解影响植物水份代谢的内外条件及合理灌溉的生理基础。

（三）本章要求

本章有6个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、、5，了解的是6。

第二章　植物的矿质营养（6学时）

1.认识植物体内主要必须矿质元素的生理作用和缺素诊断。

2.掌握植物吸收利用矿质元素的原理、过程与特点，尤其是植物细胞对矿质元素的吸收方式和原理。

3.了解矿质元素过多或缺乏对植物的危害以及合理施肥的生理基础

（一）知识点分析

第一节．植物必须的矿质元素及其生理作用与缺素诊断

一．植物体内的元素

二．植物必须的矿质元素

三．植物必须的矿质元素的生理作用

四．作物缺乏矿质元素的诊断

第二节植物细胞对矿质元素的吸收

一．生物膜

二．细胞吸收溶质的方式和机理

第三节植物对矿质元素的吸收

一．植物吸收矿质元素的特点

二．根部对溶液中矿质元素的吸收过程

三．根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收

第四节无机养料的同化

一．硝酸盐的代谢还原

二．氨的同化

三．生物固氮

第五节矿物质在植物体内的运输

一．矿物质运输的形式、途径和速度

二．矿物质在植物体内的分布

第六节合理施肥的生理基础

一．作物的需肥规律

二．合理追肥的指标

1.认识植物体内主要必须矿质元素的生理作用和缺素诊断。

2.掌握植物吸收利用矿质元素的原理、过程与特点，尤其是植物细胞对矿质元素的吸收方式和原理。

3.了解矿质元素过多或缺乏对植物的危害以及合理施肥的生理基础

（二）重点与难点

植物体内主要必须矿质元素的生理作用和缺素诊断。

植物吸收利用矿质元素的原理、过程与特点，尤其是植物细胞对矿质元素的吸收方式和原理。

矿质元素过多或缺乏对植物的危害以及合理施肥的生理基础。

（三）本章要求

本章有6个知识点，要求掌握的是1、2、3、5、理解的是6，了解的是4。

第三章植物的光合作用（6学时）

1.明确光合作用的概念和意义。

2.注意弄清叶绿体结构及光合色素的理化和光学特性，理解吸收光谱和荧光现象的本质。

3.掌握光合作用初级合成碳水化合物和光能转变成化学能的基本过程与机理。

4.了解光呼吸的过程、意义和光合作用规律在生产中的应用。

（一）知识点分析

第一节光合作用的概念及其重要性

一．光合作用的概念

二．光合作用的重要性

第二节叶绿体及叶绿体色素

一．叶绿体的结构和成分

二．光合色素的化学特性

三．光学色素的光学特性

四．叶绿素的形成

第三节光合作用的机理

一．光能吸收

二．电子传递和质子传递

三．光合磷酸化

四．碳同化

五．光呼吸

六．光合作用的产物

第四节影响光合作用的因素

一．外界条件对光和速率的影响

二．内部因素对光合速率的影响

第五节植物对光能的利用

一．植物的光能利用率

二．提高光能利用率的途径

（二）重点与难点

重点掌握叶绿体结构及光合色素的理化和光学特性，理解吸收光谱和荧光现象的本质。

难点是光合作用初级合成碳水化合物和光能转变成化学能的基本过程与机理。

（三）本章要求

本章有5个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、理解的是5。

第四章植物的呼吸作用（6学时）

1.了解植物呼吸作用的概念和本质，明确植物呼吸作用是植物一切代谢活动的中心和能量基础。

2.明确植物呼吸作用的基本过程，尤其要掌握植物氧化分解体内有机物，逐步释放能量形成ATP的过程、数量和原理。

3.掌握植物呼吸代谢的多样性特点。

4.了解影响植物呼吸作用的内外因素及其与农、林业生产的关系。

（一）知识点分析

第一节呼吸作用的概念、生理意义和场所

一．呼吸作用的概念和类型

二．呼吸作用的生理意义

三．呼吸作用的场所

第二节植物呼吸代谢的多样性

一．植物呼吸代谢途径的多样性

二．植物呼吸代谢电子传递链的多样性

三．末端氧化酶的多样性

第三节呼吸作用的调节和控制

一．巴斯德效应和糖酵解的调节

二．戊糖磷酸途径和三羧酸循环的调节

三．腺苷酸能荷的调节

第四节影响呼吸作用的因素

一．呼吸速率和呼吸商

二．内部因素对呼吸速率的影响

三．外部条件对呼吸速率的影响

第五节呼吸作用和农业生产

一．呼吸作用和作物栽培

二．呼吸作用和粮食储藏

三．呼吸作用和果蔬储藏

第六节光合作用和呼吸作用的关系

一．光合作用和呼吸作用的区别

二．光合作用和呼吸作用的联系

（二）重点与难点

重点是植物呼吸作用的概念和本质，植物呼吸作用是植物一切代谢活动的中心能量基础。

难点是植物呼吸作用的基本过程，尤其要掌握植物氧化分解体内有机物，逐步释放能量形成ATP的过程、数量和原理。

掌握植物呼吸代谢的多样性特点。

（三）本章要求

本章有6个知识点，要求掌握的是1、2、4、理解的是3，了解的是5。

第五章植物体内有机物的代谢（6学时）

1.了解植物体内各种主要有机物代谢的相互联系。

2.掌握植物体内主要次级产物合成的途径及其与初级产物的联系。

（一）知识点分析

第一节各种有机物代谢的相互联系

一．植物体内各种主要有机物之间的联系

二．次级产物合成主要途径及其与初级产物的联系

第二节萜类

一．萜类的种类

二．萜类的生物合成

第三节酚类

一．酚类的种类

二．酚类的生物合成

三．简单酚类

四．木质素

五．类黄酮类

六．鞣质

第四节含氮次级化合物

一．生物碱

二．含氰苷

三．芥子油苷

四．非蛋白氨基酸

（二）重点与难点

重点掌握植物体内各种主要有机物代谢的相互联系。

掌握植物体内主要次级产物合成的途径及其与初级产物的联系。

（三）本章要求

本章有4个知识点，要求掌握的是2、3、4、理解的是1。

第六章植物体内有机物的运输（4学时）

1.了解植物体内有机物运输的途径、方向、速度和形式。

2.明确筛管运输的机理

3.认识有机物分配的规律

（一）知识点分析

第一节有机物运输的途径、速度和溶质种类

一．运输途径

二．运输的速度和溶质种类

第二节韧皮部装载

一．韧皮部装载的途径

二．蔗糖—质子同向运输

第三节筛管运输机理

一．压力流动学说

二．胞质泵动学说

三．收缩蛋白学说

第四节韧皮部卸出

一．同化产物卸出途径

二．依赖代谢进入库组织

第五节外界条件对有机物运输的影响

一．温度

二．矿质元素

三．植物激素

第六节同化产物的命运和分配

一．同化产物的命运

二．分配方向

三．分配规律

（二）重点与难点

重点是掌握植物体内有机物运输的途径、方向、速度和形式。

难点是筛管运输的机理，有机物分配的规律

（三）本章要求

本章有6个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、理解的是5，了解的是6。

　　　　　　　第七章　植物体内的细胞信号转导（4学时）

1.了解植物体内细胞感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调节基因的表达和代谢生理反应。

2.认识分别由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转导中的作用。

（一）知识点分析

第一节环境刺激和胞外信号

信号

胞间信号

第二节受体和跨膜信号转换

一．细胞受体

二．跨膜信号转换

第三节细胞内信号分子和第二信使系统

一．钙离子和钙结合蛋白

二．IP3和DAG

第四节信号转导中的蛋白质可逆磷酸化

一．蛋白激酶

二．蛋白磷酸酶

（二）重点与难点

重点是植物体内细胞感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物发育过程中调节基因的表达和代谢生理反应。

难点是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转导中的作用。

（三）本章要求

本章有4个知识点，要求掌握的是1、2、3、4。

　　　　　　　　　　第八章　植物生长物质（６学时）

1.认识植物的生长发育受植物生长物质的调节控制。

2.重点掌握生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸懒、脱落酸和乙烯的生理作用及其应用。

3.一般了解其它天然植物生长物质、抑制物质和除草剂。

（一）知识点分析

第一节生长素类

一．生长素的发现

二．生长素在植物体内的分布和运输

三．生长素的生物合成和降解

四．生长素的作用和机理

五．生长素的生理作用

六．人工合成的生长素类及其应用

第二节赤霉素类

一．赤霉素类的结构

二．赤霉素的分布和运输

三．赤霉素的生物合成

四．赤霉素的作用机理

五．赤霉素的生理作用和应用

第三节细胞分裂素类

一．细胞分裂素的种类和化学结构

二．细胞分裂素的分布和运输

三．细胞分裂素的生物合成和代谢

四．细胞分裂素的作用机理

五．细胞分裂素的生理作用和应用

第四节乙烯

一．乙烯的分布和生物合成

二．乙烯的作用机理

三．乙烯的生理作用和应用

第五节脱落酸

一．脱落酸的化学结构和分布

二．脱落酸的生物合成和代谢

三．脱落酸的作用机理

四．脱落酸的生理作用和机理

第六节其他天然的植物生长物质

一．油菜素内酯

二．多胺

三．茉莉酸

四．水杨酸

第七节生长抑制物质

一．生长抑制剂

二．生长延缓剂

（二）重点与难点

重点掌握生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸懒、脱落酸和乙烯的生理作用及其应用。

难点是它们的作用机理及合成代谢途径。

（三）本章要求

本章有７个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、５、理解的是６，了解的是７。

第九章光形态建成（４学时）

1.了解光敏色素的化学性质和光化学转换。

2.弄清光敏色素的生理作用和反应类型

3.掌握光敏色素的作用机理。

（一）知识点分析

第一节光敏色素的发现和分布

一．光敏色素的发现

二．光敏色素的分布

第二节光敏色素的化学性质和光化学转换

一．光敏色素的化学性质

二．光敏色素基因和分子多型性

三．光敏色素的光化学转换

第三节光敏色素的生理作用和反应类型

一．光敏色素的生理作用

二．光敏色素和植物激素

三．光敏色素调节的反应类型

第四节蓝光和紫外光反应

一．蓝光反应

二．紫外光—B反应

（二）重点与难点

重点是光敏色素的化学性质和光化学转换。

光敏色素的生理作用和反应类型

难点是光敏色素的作用机理。

（三）本章要求

本章有５个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、理解的是5。

　　　　　　　　　　第十章植物的生长生理（4学时）

1.了解种子萌发的条件、过程及其内部的生理生化以及植物器官之间的相关性。

2.掌握植物生长的基本规律及其与外界环境的关系。

3.认识植物能以一定形式的运动来适应环境变化的原理。

注意弄清植物运动类型划分的依据。

（一）知识点分析

第一节种子的萌发

一．影响种子萌发的外界条件

二．种子萌发的生理、生化变化

三．种子的寿命

第二节细胞的生长和分化

一．细胞分裂的生理

二．细胞伸长的生理

三．细胞分化的生理

四．组织培养

第三节植物的生长

一．营养器官的生长特性

二．影响营养器官生长的条件

三．营养生长和生殖、生长的相关性

第四节植物的运动

一．向性运动

二．感性运动

三．生理钟

（二）重点与难点

重点是种子萌发的条件、过程及其内部的生理生化以及植物器官之间的相关性。

难点是细胞的生长于分化，掌握植物生长的基本规律及其与外界环境的关系。

认识植物能以一定形式的运动来适应环境变化的原理。

（三）本章要求

本章有4个知识点，要求掌握的是1、2、3、4。

第十一章植物的生殖生理（6学时）

1.掌握低温和光周期诱导开花的基本过程及关于诱导开花的几种假说。

2.注意弄清光周期、光周期现象、光周期反应类型、和光周期诱导等不同概念，注意理解光敏色素在诱导开花中的作用。

3.了解花器官形成及其生理，掌握植物受精的生理。

（一）知识点分析

第一节幼年期

一．幼年期的特征

二．提早成熟

第二节春化作用

一．春化作用的条件

二．春化作用的时间部位和刺激传导

三．春化作用的生理生化变化

四．春化作用的机理

第三节光周期

一．光周期反应类型

二．光周期刺激的感受和传导

三．光周期诱导

四．光对暗期中断

五．光敏色素和花诱导

六．开花化学刺激物

七．光周期诱导开花的假说

八．春化和光周期理论在农业上的应用

第四节花期官形成及其生理

一．花期官发生中的同源异形基因和模型

二．花期官形成所需的条件

三．植物性别分化

第五节受精生理

一．花粉寿命和贮存

二．柱头的生活能力

三．外界条件对受粉的影响

四．花粉和柱头的相互识别

五．花粉的萌发和花粉官的伸长

六．受精前后雌蕊的代谢变化

（二）重点与难点

重点是掌握低温和光周期诱导开花的基本过程及关于诱导开花的几种假说，光周期、光周期现象、光周期反应类型、和光周期诱导等不同概念。

理解光敏色素在诱导开花中的作用。

难点是花器官形成及其生理，植物受精的生理。

（三）本章要求

本章有5个知识点，要求掌握的是2、3、4、5、理解的是1。

第十二章植物的成熟和衰老生理（4学时）

1.了解植物的种子和果实成熟时的生理生化变化。

2.弄清种子休眠的原因及其破除方法。

（一）知识点分析

第一节种子成熟时的生理生化变化

一．主要有机物的变化

二．其它生理变化

三．外界条件对种子成熟和化学成分的影响

第二节果实成熟时的生理生化变化

一．果实的生长

二．呼吸骤变

三．肉质果实成熟时色、香、味的变化

四．果实成熟时蛋白质和激素的变化

第三节种子和延存器官的休眠

一．种子休眠的原因和破除

二．延存器官休眠的打破和延长

第四节植物的衰老

一．衰老时的生理生化变化

二．影响衰老的外界条件

第五节植物器官的脱落

一．环境因子对脱落的影响

二．脱落与植物激素

（二）重点与难点

重点是植物的种子和果实成熟时的生理生化变化。

种子休眠的原因及其破除方法。

（三）本章要求

本章有５个知识点，要求掌握的是1、2、3、4、５。

第十三章植物的抗性生理（４学时）

1.认识植物对不良环境具有一定的适应能力，了解植物对不良环境反应的规律及伤害的生理基础。

2.重点掌握植物的抗旱与抗旱生理。

1．了解作物抗病的生理基础。

（一）知识点分析

第一节抗性生理通论

一．逆境对植物的伤害

二．植物对逆境的适应

三．提高作物抗性的生理措施

第二节植物的抗性

一．冻害的生理

二．冷害的生理

第三节植物的抗热性

一．高温对植物的危害

二．内外条件对耐热性的影响

第四节植物的抗旱性

一．干旱对植物的伤害

二．作物抗旱性的形态、生理特征

三．渗透调节物质和抗旱性

第五节植物的抗涝性

一．淹水胁迫对植物的伤害

二．植物对淹水胁迫的适应

第六节植物的抗盐性

盐胁迫对植物的伤害

植物对盐胁迫的适应

第七节植物的抗病性

病源微生物对作物的伤害

作物对病源微生物的抵抗

（二）重点与难点

重点是认识植物对不良环境具有一定的适应能力，植物对不良环境反应的规律及伤害的生理基础。

难点是植物的抗性机理。

（三）本章要求

本章有７个知识点，要求掌握的是1、2、3、理解的是４、５、了解的是6、７。

第六部分教材与参考读物

（1）潘瑞炽主编·植物生理学（第四版）·北京：

高等教育出版社，2001年6月

（2）曹仪植，宋吕午主编·植物生理学·兰州：

兰州大学出版社，1998年