13442308生物能源课程教学大纲.docx
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13442308生物能源课程教学大纲
13442308生物能源课程教学大纲
一、课程概况
课程中文名称
生物能源
课程英文名称
Bioenergy
课程编号
13442308
课程类别
□公共必修课□公选课□院级限选课□学科基础课□专业基础课
√专业限选课□专业任选课
总学时
40
讲授学时
28
实验学时
12
总学分
2.5
开课单位
农学院
开课系所
生物技术系
授课对象
生物技术
先修课程
《植物生理学》、《遗传学》、《植物生产学》、《植物育种学》
执笔人
何觉民
审核人
审批人
修订时间
2011-04-25
二、课程简介
本课程为我校生物技术专业专业限选课。
主要介绍生物质能转换技术定义及类型、生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物质的直接燃烧技术、生物柴油技术、燃料乙醇技术、生物质热裂解机理及工艺、生物质气化技术、生物质压缩成型技术。
三、课程性质
开设本课程，对于帮助学生了解生物能源定义和分类、生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物柴油技术燃料乙醇技术和生物质直接燃烧技术及其存在的主要问题和发展方向等，具有重要意义。
本课程的任务是使学生对生物能源主要内容有一个全貌性了解。
四、课程教学目标
本课程的教学目标为：
了解生物能源生产、科研全貌，初步掌握主要能源植物遗传育种、主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，并帮助学生在研究工作中寻找突破口。
五、理论教学内容及要求
第一章绪论
【教学目标】
（1）了解：
生物能源概论的学习任务
（2）理解：
生物能源的意义
（3）掌握：
生物能源的主要内容和学习方法
【学时分配】2学时。
【授课方式】讲授1.5学时，讨论0.5学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料（仅供参考，教师可进行调整）
（1）王海滨.国外生物质能转化技术与应用[J].能源基地建设,2000,（06）.
（2）邱谦,金梦阳.我国能源植物的发展现状及前景展望[J].现代农业科技,2009,（07）.
2、作业题（仅供参考，教师在教学中可进行调整）
（1）简述生物能源的主要类型和转化方法。
（2）如何在生物能源研究中取得突破性成果？
【教学重点和难点】
（1）重点：
生物能源的主要类型和转化方法。
（2）难点：
在生物能源研究中取得突破性成果的途径。
【授课内容】
第一节生物质能的概念
1．生物质能的概念
2．生物质能要解决的问题。
第二节生物质能利用发展简史
1．原始阶段
2．现代
第三节生物质能转换技术定义及类型
1．生物质能转换技术定义
2．生物质能的类型
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
采用讲授式教学方法，兼有课堂讨论及课堂提问。
（2）教学手段：
采用多媒体、幻灯片、挂图相结合的方式使学生对抽象的内容有一定感性认识，运用网络教学，指导学生了解与本门课程教学相关的主要网站。
第二章生物能源植物的经济性能及生物能源原料选择
【教学目标】
（1）了解：
能源植物种类。
（2）理解：
主要能源植物的经济性能。
（3）掌握：
生物能源原料选择方法。
【学时分配】8学时。
【授课方式】讲授7学时，讨论1学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料（仅供参考，教师可进行调整）
（1）高文永.中国农业生物质能源评价与产业发展模式研究[D].中国农业科学院,2010.
（2）徐芬芬,叶利民,王爱斌.我国的淀粉、糖类和纤维植物资源及其用于乙醇发酵的探讨[J].中国林副特产,2006,（03）
2、作业题（仅供参考，教师在教学中可进行调整）
1）生态遗传性别理论与生态遗传雄性不育理论的主要内容各是什么？
它们对解释作物雄性不育现象、利用作物杂种优势各有何意义？
还存在什么问题？
如何完善它？
2）按照生态遗传雄性不育理论，当获得不育株自交种子时，如何初步确定该不育株的生态类型？
对各种类型如何处理？
3）如何从作物品种中选择生态不育系？
4）如何获得不育株自交种子？
5）如何自交繁殖胞质不育系？
6）如何纯合与自交繁殖核不育两型系？
7）生态遗传雄性不育理论对于作物引种、栽培有何指导意义？
8）什么是雄性育性的时空观？
9）用不育系生产杂交种的方法有哪几种？
各有何优、缺点？
10）喜温作物、十字花科作物、喜凉作物雄性育性变化的生态学原理有哪些相同与不同之处？
【教学重点和难点】
（1）重点：
作物杂种优势利用新方法。
（2）难点：
作物雄性不育新理论。
【授课内容】
第一节为什么要生产作物杂交种
1.利用作物杂种优势
2.保护育种知识产权
第二节作物雄性不育的遗传学、生态学
1.作物雄性不育的遗传学
2.作物雄性不育的生态学
第三节作物杂交中生产方法
1.三系法
2.两系法
3.石明松法
4.新方法
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
采用讲授式兼讨论教学方法，讲授基本概念，指导学生查阅作物雄性不育系的图片，观看作物雄性不育系实物，比较、认识、区分作物雄性不育系和可育品种。
（2）教学手段：
采用多媒体、照片和实物相结合的方式使学生对抽象的内容有一定感性认识。
第三章作物的繁殖方式与品种类型
【教学目标】
（1）了解：
作物常规品种和杂交品种以外的几类品种。
（2）理解：
作物的自交繁殖和异交繁殖方式。
（3）掌握：
自交、常异交和异交种的主要代表作物。
【学时分配】2学时。
【授课方式】讲授1.5学时，讨论0.5学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料（仅供参考，教师可进行调整）
（1）李宪彬,方波.植物繁殖方式与育种的关系[J].种子科技,2001,（02）
（2）高新一,王玉英.经济作物无性繁殖讲座
（一）无性繁殖的遗传稳定性和变异性[J].植物杂志,1994,（06）
（3）俞世蓉.繁殖方式与育种方法[J].种子,1985,（04）
2、作业题（仅供参考，教师在教学中可进行调整）
1）比较有性繁殖与无性繁殖的异同。
2）名词解释：
自由授粉品种、综合品种、多系品种、杂交合成群体、无融合生殖、理论亲本系数、芽变、有性繁殖、无性繁殖
3）问答：
（1）有性繁殖的授粉方式有哪几种？
各种授粉方式主要有哪些作物？
（2）作物品种有哪几个基本要求，各有何内容？
（3）自交与异交各有何遗传效应？
（4）作物的品种类型有哪几种？
各有何育种特点？
（5）自交作物、异交作物、常异交作物的异交率各是多少？
【教学重点和难点】
（1）重点：
有性繁殖与无性繁殖、作物、异交作物、常异交作物的比较。
（2）难点：
主要经济作物的自交率。
【授课内容】
第一节作物的繁殖方式
1.有性繁殖
2.无性繁殖
第二节自交和异交的遗传效应
1.自交的遗传效应
2.异交的遗传效应
第三节作物的品种类型及其特点
1.作物的品种类型
2.各类品种的育种特点
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
采用讲授式兼讨论方式组织教学方法。
（2）教学手段：
采用多媒体、幻灯片、挂图相结合的方式使学生对学习内容有一定感性认识，指导学生运用网络查阅相关资料，讨论比较认知有性繁殖与无性繁殖的特点。
第四章作物种质资源
【教学目标】
（1）了解：
作物种质资源的概念
（2）理解：
作物种质资源的重要性
（3）掌握：
作物种质资源的收集、保存和利用。
【学时分配】4学时。
【授课方式】讲授3学时，讨论1学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料课外阅读资料（仅供参考，教师可进行调整）
（1）张巧仙.植物种质资源保存[J].生物学教学,2009,（02）
（2）刘旭.生物多样性——关于中国种质资源面对的挑战与对策[J].世界科学技术-中医药现代化,2005,（04）
（3）孟祥勋.生物科学中的种质资源学[J].生物学通报,2002,（06）
2、作业题（仅供参考，教师在教学中可进行调整）
1）种质资源对于育种与作物生产有何重要意义？
2）如何收集种质资源？
3）种质资源保存过程中的主要问题是什么？
如何解决？
【教学重点和难点】
（1）重点：
种质资源的收集、保存。
（2）难点：
种质资源的利用。
【授课内容】
第1节作物种质资源的重要性
1.培育新品种的基础
2.科学研究的材料
第2节各主要作物的起源地
1.喜凉作物的起源地
2..喜温作物的起源地
第三节种质资源的收集方法
1.考察收集
2.征集
第四节种质资源的保存
1.种植保存
2.贮藏保存
3.离体保存
第五章作物生育期与雄性育性变化的规律与引种
【教学目标】
（1）了解：
作物雄性育性的变化规律
（2）理解：
作物生育期的变化规律
（3）掌握：
作物引种方法
【学时分配】8学时。
【授课方式】讲授7学时，讨论1学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料
要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）马海峰;李皓;浅谈园艺作物引种方法[J].种子世界，2004（9）
（2）李森科.农业生物学[M].北京：
科学出版社,1956.1～101
2、作业与思考题
布置4道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）什么是引种驯化？
（2）低温长日性作物和高温短日性作物各有何引种规律？
（3）引种的工作环节有哪些？
（4）影响引种成功的主要因素是什么？
【教学重点和难点】
（1）重点：
作物引种方法
（2）难点：
作物生育期与雄性育性变化的变化规律
【授课内容】
第一节引种和驯化
1.引种
2.驯化
第二节作物生育期与雄性育性变化的规律与引种
1.作物生育期与雄性育性在引种过程中的变化规律
2.作物引种规律
3.作物引种驯化的方法
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
主要采用讲授式教学方法。
采用课堂讨论，分析作物生育期与雄性育性变化的规律
（2）教学手段：
采用多媒体、挂图等手段，使学生弄引种的方法。
……第六章选择育种
【教学目标】
（1）了解：
纯系学说
（2）理解：
选择育种应用条件
（3）掌握：
选择育种方法
【学时分配】2学时。
【授课方式】讲授1.5学时，讨论0.5学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料
要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）汤圣祥,闵绍楷.纯系育种[J].中国稻米,1997,（03）
（2）周增莲;农作物的引种与选择育种的探讨[J]，科技传播,2010（15）
2、作业与思考题
布置5道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）自然变异的原因有哪些？
（2）什么是生态变异与生态遗传育种？
如何进行生态遗传育种？
（3）纯系学说的内容是什么，纯系学说有何意义？
（4）什么是混合选择？
（5）纯系育种、混合选择、集团混合选择、改良混合选择的程序各是什么？
【教学重点和难点】
（1）重点：
选择育种方法
（2）难点：
纯系学说
【授课内容】
第一节作物品种群体中的遗传变异及其规律
1.自然变异的原因
2.自然变异在育种上的应用
第二节纯系学说与纯系育种
1.纯系学说
2.纯系育种的成就
第三节混合选择与混合选择育种
1.混合选择与群体改良
2.混合选择的利用价值
第四节选择育种的程序
1.纯系育种程序
2.混合选择育种程序
3.集团选择育种程序
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
主要采用讲授式教学方法。
采用课堂讨论，分析选择育种的特点
（2）教学手段：
采用多媒体、挂图等手段，使学生弄清选择育种的方法
…第七章杂交育种
【教学目标】
（1）了解：
亲本选配的理论
（2）理解：
杂交育种的遗传学原理
（3）掌握：
亲本选配和杂交后代选择方法
【学时分配】4学时。
【授课方式】讲授3学时，讨论1学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料
要求课外阅读2篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）夏如兵.中国近代的水稻杂交育种研究[J].中国农学通报,2011,（01）
（2）张金栋.作物育种知识讲座（三）──作物的杂交育种[J].生物学通报,1995,（11）
2、作业与思考题
布置4道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）选择亲本的一般原则有哪些？
（2）什么是单交、三交、双交、四交？
（3）分别说明系谱法、混合法、衍生系统法与单籽传法的工作要点与优缺点？
（4）怎样选择单株？
【教学重点和难点】
（1）重点：
亲本选配
（2）难点：
衡量品种优劣的方法
【授课内容】
第一节亲本选配
1.选配亲本的一般原则
2.选择亲本的方法
3.选配优良组合的方法
第二节杂交方式
1.单交
2.复交
第三节杂交后代的处理
1.系圃法
2.混合法
3.衍生系统法
4.单籽传法
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
主要采用讲授式教学方法。
采用课堂讨论，分析杂交育种的特点
（2）教学手段：
采用多媒体、挂图等手段，使学生弄清杂交育种的方法
第八章远缘杂交育种
【教学目标】
（3）了解：
远缘杂交育种的重大意义
（4）理解：
远缘杂交育种的遗传学原理
（3）掌握：
远缘杂交不孕、杂种夭亡和杂种不育的原因及其克服方法
【学时分配】4学时。
【授课方式】讲授3学时，讨论1学时。
【课外学习指导的要求】
1、课外阅读资料
要求课外阅读3篇论文，以下文献仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）李再云,华玉伟,葛贤宏,徐传远.植物远缘杂交中的染色体行为及其遗传与进化意义[J].遗传,2005,（02）
（2）唐建军，邓鸿德.物种的形成、进化与杂种优势──兼论作物远缘杂交的实质[J].仲恺农业技术学院学报,1995,（02）
（3）高新起,王秀玲.植物远缘杂交的障碍及其克服[J].生物学通报,1998,（12）
2、作业与思考题
布置2道作业题，以下仅供参考，教师在教学中可进行调整。
（1）什么是远缘杂交的理论基础？
（2）如何克服远缘杂交不孕、杂种夭亡和杂种不育的问题？
【教学重点和难点】
（1）重点：
克服远缘杂交不孕、杂种夭亡和杂种不育问题的方法
（2）难点：
远缘亲本的选择
【授课内容】
第一节远缘杂交主要困难及其克服
1.杂交不孕
2.杂种夭亡
3.杂种不育
第二节杂交后代的处理
1.杂交一代处理
2.杂交二代及以后世代的选择
【授课方法与手段】
（1）教学方法：
主要采用讲授式教学方法。
采用课堂讨论，分析远缘杂交育种的特点
（2）教学手段：
采用多媒体、挂图等手段，使学生弄清远缘杂交育种的方法
六、实验教学内容及安排
序号
实验项目名称
内容提要
实验要求
实验类型
实验教学
组织形式
学时分配
1
作物雄性不育系识别及花粉育性镜检
为学生提供作物可育与不育株，要求学生通过穗部、花瓣、花药和花粉形态观察和花粉镜捡加以区分。
必做
综合性
操作
3
2
作物有性杂交
了解并掌握作物有性杂交的原理，学习识别作物花器，尤其是花药、花粉和柱头，学习去雄、授粉方法。
必做
验证性
操作
3
3
作物育种中优良单株和品种选择
了解衡量作物个体和品种优劣的原理，掌握作物育种中优良单株和品种选择的方法。
必做
验证性
操作
3
4
作物育种田间试验设计及结果分析
在室内设计育种试验，分析育种试验结果，在田间育种试验。
必做
综合性
操作
3
七、课程考核要求
1、考核方式：
课程为考试课，期末考试采用闭卷考试的形式。
2、成绩评定：
成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试成绩构成，平时成绩占30%，期末考试成绩占70%。
平时成绩由考勤、作业和课堂表现构成。
八、参考资料
1、参考教材
[1]胡延吉《植物育种学》北京：
高等教育出版社，2003.
[2]潘家驹主编，作物育种学总论，北京：
农业出版社，1994
[3]西北农学院主编，作物育种学，北京：
农业出版社，1981
2、参考资料
[1]徐跃进，胡春根主编，园艺植物育种学[M].高等教育出版社，2007
[2]郭平仲.高等教育出版社，作物育种学[M]，北京：
高等教育出版社,1987
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