植物生理学课程教学大纲(本科).docx
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1、植物生理学课程教学大纲(Plant Physiology)一、课程基本信息课程编号:14222909课程类别:学科基础课适用专业:农学专业、农学(农业信息技术)专业、农村区域发展专业、种子科学与工程专业学 分:4总 学 时:80其中理论学时:48,实验学时:32先修课程:植物学、有机化学、生物化学后续课程:作物栽培学、作物育种学课程简介:植物生理学是研究植物生命活动规律,揭示植物生命现象本质及其与环境相互关系的科学。植 物的生命活动是在水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等基本代谢的基础上,表现出种子的 萌发、营养器官的生长、开花、受精、果实和种子的成熟等生长发育过程。植物生理学课程是农学
2、学科各专业必修的一门重要的专业基础课,也被称之为“合理农业的基础”课程。植物生理学的教 学质量直接关系到后续课程如作物栽培、遗传育种等课程的学习,也关系到植物生产类学科专门人 才的素质和能力的综合培养。植物生理学是一门实验科学,通过实验教学,使学生掌握研究植物生 命活动的基本方法和基本技能,培养学生观察问题和分析问题的能力,以及提高理论联系实际、掌 握解决农业生产中的实际问题的途径和方法。主要教学方法与手段:本课程以讲课为主,幻灯、录像等传统教学手段和网络教学、CAI教学等手段为辅。课堂讲授采 用多媒体,做到图文并茂、形象生动,概念准确,语言简练,突出重点要点,帮助理解和记忆,引 发学生的学习
3、兴趣,提高教学效率。植物生理学是一门实验实践很强的学科,实验课上不仅可以验 证和巩固课堂所学的知识,而且也是培养学生动手能力和理论联系实际的一个阵地。实验通常二人 为一组,要求人人动手,独立完成实验报告,实验单独考试记分。同时增加综合性和设计性实验的 比例,提高实验质量。选用教材:王忠.植物生理学(第2版)M.北京:中国农业出版社,2009陈刚,李胜.植物生理学实验加.北京:高等教育出版社,2016必读书目:1、潘瑞炽.植物生理学(第7版)M.北京:高等教育出版社.20122、武维华.植物生理学(第2版)M.北京:科学出版社.20063、孟庆伟,高辉远.植物生理学北京:中国农业出版社.2011
4、4、 植物生理学国家精品资源共享课程网址: http: 3209.html 选读书目:1、王忠,顾蕴洁等.植物生理学复习思考题答案M.北京:中国农业出版社.20092、王忠,顾蕴洁等.农林院校必修课考试辅导丛书,植物生理学M.北京:科学技术文献出 版社.20063、陈晓亚,汤章城.植物生理与分子生物学(第3版)M.北京:高教出版社.20074、TaizL&Zeiger E.宋纯鹏,王学路等译.植物生理学(第5版)M.北京:科学出版社.2015一、植物胚胎发生二、种子的萌发三、根尖的构造和分化四、茎尖的构造和分化五、叶的发生和分化六、植物的极性与再生第五节植物生长分析一、植物的生长分析二、生长大
5、周期与生长曲线三、植物生长的相关性四、植物生长的周期性第六节环境因素对植物生长的影响一、物理因子二、化学因子三、生物因子教学要求:理解生长、分化和发育的概念;掌握组织培养的原理和基本过程;理解种子萌发的 特点和影响种子萌发的外界条件;掌握地上部分与地下部分、主茎与侧枝、营养生 长与生殖生长等植物生长的相关性。重点难点:生长、分化和发育等概念,植物组织培养,植物生长的相关性。第十一章 植物的成花生理(3学时)教学目标:通过本章学习,掌握低温和昼夜长度信号对开花的效应,掌握花器官发育和性别表 现。教学内容:第一节春化作用一、植物通过春化的条件二、春化作用的机理三、春化作用在农业生产上的应用第二节植
6、物成花的光周期诱导一、植物光周期现象的发现和反应类型二、光周期诱导的机理三、光周期理论在农业生产上的应用第三节花器官发育和性别表现一、茎尖分生组织的变化二、花器官发育所需要的条件三、花器官发育的遗传分析四、性别分化五、成花诱导的多因子途径教学要求:掌握春化作用的概念、反应类型、植物通过春化的条件、春化作用的机理以及春化 作用在农业生产上的应用。掌握光周期现象的发现和光周期类型、光周期诱导的机 理、光敏色素在成花诱导中的作用以及光周期理论在农业生产上的应用。了解花器 官形成和性别表现。重点难点:春化作用的概念及其在生产上的应用,光周期现象类型、光敏色素在成花诱导中的作 用以及光周期理论在农业生产
7、上的应用,花器官发育的遗传分析。第十二章 植物的生殖和衰老(4学时)教学目标:通过本章学习,掌握植物生殖器官的发育特点、生殖和衰老的生理过程及其影响因 素。教学内容:第一节受精生理一、花粉和雌蕊的构造二、花粉的萌发和影响因素三、双受精过程及影响因素第二节种子的发育一、胚的发育二、胚乳的发育三、种子发育过程中的生理生化变化第三节果实的发育和成熟一、果实的生长二、单性结实三、果实的成熟生理第四节植物的休眠一、种子的休眠二、芽休眠第五节衰老与脱落一、植物的衰老二、植物器官的脱落教学要求:了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长;掌握胚和胚乳的发育,以 及种子中贮藏物质的积累过程;熟悉果实的生
8、长模式、单性结实现象和果实成熟时 的变化;掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法;熟悉植物衰老时的生理生化变化 和引起衰老的原因、影响衰老的因素;掌握器官脱落的细胞学及生物化学过程,并 了解影响脱落的内外因素及调控方法。重点难点:精细胞有二型性和偏向受精的特性,影响受精的因素,外界条件对种子形成的影响, 引起种子休眠的原因,解除或延长方法,植物衰老生理生化变化,脱落的细胞学和生 物化学及影响器官脱落的内外因素。第十三章 植物的抗逆生理(4学时)教学目标:通过本章学习,掌握植物在干旱、洪涝、低温、高温、盐渍等逆境下的生理变化, 掌握植物对逆境的生理适应;了解提高作物抗逆性的途径。教学内容:第一节抗逆
9、生理概论一、逆境和植物的抗逆性二、逆境下植物的形态与生理变化三、植物对逆境的生理适应第二节植物的抗寒性一、冷害与植物的抗冷性二、冻害与植物的抗冻性第三节植物的抗热性一、热害及其表现二、植物抗热性的生理基础三、提高植物抗热性的途径第四节植物的抗旱性与抗涝性一、旱害与植物的抗旱性二、涝害与植物的抗涝性第五节植物的抗盐性一、盐害二、植物抗盐性的生理基础三、提高植物抗盐性的途径教学要求:了解抗逆生理、逆境蛋白概念、植物在逆境下的形态变化与代谢特点;掌握渗透调 节与抗逆性的关系、膜保护物质与自由基的平衡;掌握植物激素在抗逆性中的作用; 掌握低温和高温对植物的伤害以及植物抗寒和耐热的机理与途径;掌握干旱和
10、湿涝 对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径;掌握盐分过多对植物的危害以及 植物抗盐性及其提高途径;了解抗逆生理与农业生产的关系,了解提高作物抗逆性 的途径。重点难点:植物在逆境下的形态结构与生理生化代谢的变化,低温和高温对植物的伤害以及植物 抗寒和耐热的机理与途径,干旱和湿涝对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途 径。3、实验实验一植物水分和矿质生理实验(4学时)实验性质:验证性实验实验内容:测定植物组织的水势;用蔡胺氧化法测定根系活力。实验目的和要求:介绍植物组织水势测定的原理和几种方法;掌握用小液流法和压力室法测定 植物水势的方法;了解根系吸收矿质的部位、面积,掌握用Q-秦胺氧化法
11、测 定根系活力。注 意 点:所取材料在植株上的部位要一致,打取叶圆片要避开主脉和伤口;取材及打取叶圆 片的过程操作要迅速,以免失水;根系应吸干水分但不能挤压伤及细胞,才能测定 准确。实验二 光合作用实验(综合)(8学时)实验性质:综合性实验实验内容:用叶绿素计活体测定叶片叶绿素含量;从叶片中提取叶绿素,观察理化性质,并用 分光仪和紫外可见分光光度计测量叶绿素的含量和吸收光谱;用叶圆片上浮法研究 环境条件对光合作用的影响。实验目的和要求:掌握叶绿素计快速、准确、活体测定田间作物叶绿素含量方法。掌握用分光 光度计测定和打印叶绿素的吸收光谱曲线方法;将叶绿素的吸收光谱图与叶 绿素的吸收光谱曲线图进行
12、比较分析,这样可有效地组织集体讨论,提高学 生分析问题和解决问题的能力。了解对光合作用影响的环境因素注 意 点:叶绿素提取时应加碳酸钙、避强光,研磨时间要短;提取的叶绿素不能混浊;使用 前对分光光度计的波长要校正;分光光度计的波长要调准确;每种处理的三角瓶中 必须放入下沉叶片10片;对各瓶内叶片上浮时间和片数必须及时加以记载,使用 UV-2802PC型紫外可见分光光度计时要严格按照使用说明。实验三、呼吸速率的测定(4学时)实验性质:验证性实验实验内容:介绍植物组织的呼吸速率测定的原理和方法;演示用氧电极测定植物组织呼吸速率; 演示用红外线气体分析仪测定组织的呼吸速率。实验目的和要求:了解植物呼
13、吸作用的现代测定方法;掌握用红外线气体分析仪测定组织的呼 吸作用的装置和呼吸速率的测定过程和计算方法。注 意点:操作时切勿使口呼出的气体进入瓶中;防止广口瓶橡皮塞上的碱石灰管破裂;要轻 轻摇动广口瓶,以破坏溶液表面的碳酸钢薄膜;正确滴定,注意颜色的变化,演示 氧电极和红外线气体分析仪时要借助摄像头等多媒体工具,以达到更好的效果。实验四、植物激素类物质实验(4学时)实验性质:验证性实验实验内容:生长类、细胞分裂素类、赤霉素类等植物激素类物质的生理效应观察及生物鉴定; 用酶联免疫法测定植物激素的含量。实验目的和要求:掌握几种观察激素类物质的生理效应及生物鉴定的原理与方法;掌握用酶联 免疫测定植物激
14、素含量的过程和方法。注意点:植物激素类物质浓度配制要准确;加样和洗涤时,应从低浓度向高浓度方向依次加 入;液体应加在孔底,避免加在孔壁上部,并注意不可出现气泡。实验五、种子生活力的快速测定(4学时)实验性质:验证性实验实验内容:介绍几种快速测定种子活力的原理与方法;播放植物生长与运动录像和动画实验目的和要求:掌握用BTB、TTC、红墨水及荧光法等方法快速测定种子的生活力的方法与步 骤。注 意点:染色温度一般以25-35C为宜;对于不同作物种子生活力的测定,所需试剂浓度、 染色时间不同;判断有生活力的种子应具备的特征:胚发育良好、完整、整个胚染 成鲜红色;子叶允许有小部分坏死,但其部位不是胚中轴
15、和子叶连接处;胚根尖虽 有小部分坏死,但其他部位完好。实验六、逆境对植物生理的影响(综合)(8学时)实验性质:设计性实验实验内容:让学生各自选择植物材料,设计不同的逆境如干旱、高温、低氮,冷冻等环境条件 处理;用电导率仪测定逆境对植物细胞膜透性的影响;用TTC法测定根系活力;用 叶绿素计或用分光光度法测定逆境对叶片叶绿素含量变化;用数码显微摄影装置柏 摄植物的气孔和表面结构的差异;根据实验结果分析逆境对植物生理的影响。实验目的和要求:要求学生选择植物材料,设计不同的逆境处理;要使用叶绿素计、电导仪, 紫外可见分光光度计、数码显微摄影装和电脑等精密贵重仪器测定生理参数, 来分析逆境对植物水分代谢
16、的影响;实验涉及到的植物学、物理学、分析化 学、有机化学、生物化学和植物生理学等多个课程知识,这将大大提高学生 仪器使用能力,分析与综合问题的能力。注意点:逆境设置要在老师的正确引导下进行,C02在水中的溶解度较高,测定电导时要防止 高C02气源和口中呼出的CO2进入试管,以免影响结果的准确性。用TTC法测定根系 活力时根系要洗干净。课程实验成绩作为课程平时成绩的组成部分,占课程平时成绩的权重为50%o四、课程考核课程考核方式:考试;成绩评定:期末考试成绩(60%) +平时成绩(包括实验成绩、上课 出勤、平时作业等)(40%)二总成绩。5、 Taiz L, Zeiger E. Plant Ph
17、ysiology. 5th edM. Sunderland: Sinauer Associates Inc. 2010Hopkins & Huner. Introduction to Plant Physiology. 3rd edM. New York: John Wiley & Sons Inc. 20046、 有关植物生理学的著作与期刊等。7、 植物生理学精品课程网址:http: 二、课程总目标:本课程目的在于使学生了解植物生理学中基本概念的内涵及其所研究的主要内容;熟悉有关植 物生理学的专业英语词汇;了解植物生理学的国内外发展动态;使学生掌握研究植物生命活动的基 本方法和基本技能,培养
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