spContent=扬州大学开设的“植物生理学”是国家精品课程和国家精品资源共享课,课程团队是一支精干的国家级教学团队。课程教学资源丰富,主编的教材列为国家精品教材,制作的科教影片和教学课件获全国大赛奖。本课程的开设对全国植物生理学教学起到了积极推动和示范作用。
扬州大学开设的“植物生理学”是国家精品课程和国家精品资源共享课,课程团队是一支精干的国家级教学团队。课程教学资源丰富,主编的教材列为国家精品教材,制作的科教影片和教学课件获全国大赛奖。本课程的开设对全国植物生理学教学起到了积极推动和示范作用。
—— 课程团队
课程概述
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。
授课目标
“植物生理学”在线课程建设秉承“开放共享”的教学理念,充分利用现代教学技术和网络教学资源,运用先进的教学方法,将之建设成教学质量高和教学效果好的在线课程,得到全国广大学生、同行教师和专家,以及社会学习者、行业企业专家的好评和认可,在全国同类课程中具有较强的影响力和广泛的示范性。
成绩 要求
按百分制评分,60分至84分为合格,85分至100分为优秀。
评分方案:
单元测验(30%);
单元作业(20%);
期末考试(40%);
讨论区评分(10%);
证书:
总成绩满60分即可获得合格证书;
总成绩满85分可获得优秀证书。
课程大纲
- 绪论(0.5学时)
- 教学内容简介:了解植物生理学的概念及其主要研究的内容;了解植物生理学的发展历史;了解植物生理学对农业生产的指导作用。
- 章节安排:
- 一、植物生理学的定义和研究内容
- 二、植物生理学的产生和发展
- 三、植物生理学与农业生产
- 学时分配:
- 一、植物生理学的定义和研究内容(0.13学时)
- 二、植物生理学的产生和发展(0.17学时)
- 三、植物生理学与农业生产(0.2学时)
- 重点和难点:树立植物生理学是一门实验科学,理论来自于实验并为农业生产实践服务的观念。
- 考核方式:在线考试
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- 第一章 植物细胞的结构和功能(0.5学时)
- 教学内容简介:了解高等植物细胞的特点与主要结构;熟悉植物细胞壁的组成、结构和功能以及胞间丝的结构和功能;了解生物膜的化学组成、结构和主要功能;了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。
- 章节安排:
- 第一节 植物细胞概述
- 一、高等植物细胞的特点
- 二、原生质的性质
- 第二节 细胞壁
- 一、细胞壁的结构与功能
- 二、胞间连丝的结构与功能
- 第三节 细胞膜
- 一、生物膜的化学组成与结构特点
- 二、生物膜的功能
- 第四节 植物细胞亚微结构
- 一、植物细胞内的基本结构
- 二、微膜系统
- 三、微梁系统
- 四、微球系统
- 五、植物细胞结构与功能的统一
- 学时分配:
- 第一节 植物细胞概述(0.05学时)
- 第二节 细胞壁(0.1学时)
- 第三节 细胞膜(0.1学时)
- 第四节 植物细胞亚微结构(0.25学时)
- 重点和难点:植物细胞原生质的特性,植物细胞结构和功能,生物膜的流动镶嵌模型和生物膜的主要功能,植物细胞周期,细胞的全能性。
- 考核方式:在线考试
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- 第二章 植物的水分代谢(3学时)
- 教学内容简介:掌握水势的基本概念;掌握植物细胞的水势的组成、溶质势、衬质势、压力势等的概念,了解并初步学会植物组织水势的测定方法;了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件;了解植物的蒸腾作用的生理意义;掌握蒸腾作用的指标及适当降低蒸腾速率的途径;掌握植物体内水分沿导管上升的机制。
- 章节安排:
- 第一节 水在植物生命活动中的作用
- 一、植物的含水量
- 二、植物体内水分存在的状态
- 三、水分在植物生命活动中的作用
- 第二节 植物细胞对水分的吸收
- 一、水势的概念
- 二、水的移动
- 三、植物细胞的吸水
- 四、细胞间的水分移动
- 第三节 植物根系对水分的吸收
- 一、根系吸水的部位
- 二、根系吸水的途径
- 三、根系吸水的机理
- 四、影响根系吸水的土壤条件
- 第四节 蒸腾作用
- 一、蒸腾作用的生理意义、方式和指标
- 二、气孔蒸腾
- 三、影响蒸腾作用的内外因素
- 第五节 植物体内水分的运输
- 一、水分运输的途径和速度
- 二、水分在植物体内上升的机制
- 学时安排:
- 第一节 水在植物生命活动中的作用(0.5学时)
- 第二节 植物细胞对水分的吸收(0.5学时)
- 第三节 植物根系对水分的吸收(0.5学时)
- 第四节 蒸腾作用(1学时)
- 第五节 植物体内水分的运输(0.5学时)
- 重点和难点:植物细胞水势的组成,细胞对水分的吸收,根系吸水的机理,蒸腾作用的指标,植物体内水分上升的机制。
- 考核方式:在线考试
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- 第三章 植物的矿质与氮素营养(3学时)
- 教学内容简介:掌握高等植物必需元素的种类及其在植物体内的生理作用、植物缺乏必需元素所出现的特有症状;掌握营养离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程、特点;了解NO3-、NH4+ 在植物体内的同化过程、同化部位;了解影响植物吸收矿质养分的环境因素;掌握作物需肥的特点和施肥的形态和生理指标。
- 章节安排:
- 第一节 植物体内的必需元素
- 一、植物体内的元素
- 二、植物必需元素及其确定方法
- 三、植物必需元素的生理作用
- 四、元素的重复利用与作物的缺素诊断
- 第二节 植物细胞对溶质的吸收
- 一、被动吸收
- 二、主动吸收
- 第三节 植物体对矿质元素的吸收和利用
- 一、植物吸收矿质元素的特点
- 二、植物对矿质元素的吸收
- 三、影响根系吸收矿质元素的因素
- 四、地上部对矿质元素的吸收
- 五、矿质元素在体内的运输和利用
- 第四节 植物对氮的同化
- 第五节 合理施肥的生理基础
- 一、作物需肥特点
- 二、施肥指标
- 学时分配:
- 第一节 植物体内的必需元素(1学时)
- 第二节 植物细胞对溶质的吸收(0.5学时)
- 第三节 植物体对矿质元素的吸收和利用(0.5学时)
- 第四节 植物对氮的同化(0.5学时)
- 第五节 合理施肥的生理基础(0.5学时)
- 重点和难点:必需元素及其生理作用、缺素症状,离子跨膜运输的方式及机理,植物根系吸收矿质养分过程、特点及影响因素,氮的同化过程。
- 考核方式:在线考试
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- 第四章 植物的光合作用(5学时)
- 教学内容简介:了解光合作用的概念、意义和光合作用总反应式;掌握叶绿体的结构、光合色素的种类;掌握光合作用过程以及能量吸收转变的情况;掌握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、基本生化途径和可生理意义;掌握光合作用的测定方法及影响因素。
- 章节安排:
- 第一节 光合作用的概念和重要意义
- 一、光合作用的概念
- 二、光合作用的意义
- 第二节 叶绿体和光合色素
- 一、叶绿体
- 二、光合色素
- 第三节 光合作用的机理
- 一、原初反应
- 二、电子传递和光合磷酸化
- 三、碳同化
- 第四节 影响光合作用的因素
- 一、光合速率和光合生产率
- 二、影响光合作用的内部因素
- 三、影响光合作用的外部因素
- 学时分配:
- 第一节 光合作用的概念和重要意义(0.5学时)
- 第二节 叶绿体和光合色素(1学时)
- 第三节 光合作用的机理(2.26学时)
- 第四节 影响光合作用的因素(1.24学时)
- 重点和难点:叶绿体的结构和叶绿素的性质,光合作用的机理,影响光合作用的内外因素。
- 考核方式:在线考试
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- 第五章 植物的呼吸作用(3学时)
- 教学内容简介:了解呼吸作用的概念及其生理意义;掌握糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸循环等呼吸代谢的生化途径;了解呼吸链的概念、组成、电子传递多条途径和末端氧化系统的多样性;掌握氧化磷酸化的概念;掌握呼吸作用的生理指标及其影响因素;掌握测定呼吸速率的基本方法;了解种子、果实等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系。
- 章节安排:
- 第一节 呼吸作用的概念和意义
- 一、呼吸作用的概念
- 二、呼吸作用的生理意义
- 第二节 植物的呼吸途径
- 一、糖酵解
- 二、酒精发酵和乳酸发酵
- 三、三羧酸循环
- 四、磷酸戊糖途径
- 第三节 电子传递与氧化磷酸化
- 一、电子传递
- 二、氧化磷酸化
- 三、末端氧化系统
- 第四节 呼吸代谢的调控
- 一、能荷的调节
- 二、巴斯德效应和糖酵解的调节
- 第五节 呼吸作用的指标和影响因素
- 一、呼吸作用的指标
- 二、影响呼吸作用的内部因素
- 三、影响呼吸作用的环境因素
- 第六节 植物的呼吸作用与农业生产
- 一、呼吸作用与栽培管理
- 二、呼吸作用与种子储藏
- 三、呼吸作用与果蔬储藏
- 学时分配:
- 第一节 呼吸作用的概念和意义(0.5学时)
- 第二节 植物的呼吸途径(0.5学时)
- 第三节 电子传递与氧化磷酸化(1学时)
- 第四节 呼吸代谢的调控(0.25学时)
- 第五节 呼吸作用的指标和影响因素(0.5学时)
- 第六节 植物的呼吸作用与农业生产(0.25学时)
- 重点和难点:有氧和无氧两大呼吸类型的特点,主要呼吸途径的生化历程,外界条件对呼吸速率的影响,种子的安全贮藏与呼吸作用、果实的呼吸作用。
- 考核方式:在线考试
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- 第六章 同化物的运输和分配(2学时)
- 教学内容简介:了解植物体内有机物质的两种运输系统;掌握韧皮部运输的机理、韧皮部同化物运输的方式、运输的物质种类、运输的方向和速度;掌握韧皮部装载和卸出途径;了解植物体内代谢源和代谢库之间的关系;掌握同化物的分配规律和影响因素。
- 章节安排:
- 第一节 植物体内的运输系统
- 一、短距离运输系统
- 二、长距离运输系统
- 第二节 韧皮部的物质运输
- 一、韧皮部中的运输物质
- 二、同化物的运输方向和运输量
- 第三节 韧皮部运输的机理
- 一、韧皮部装载
- 二、韧皮部运输
- 三、韧皮部卸出
- 第四节 同化物的配置
- 一、光合细胞中同化物的配置
- 二、库细胞中同化物的配置
- 第五节 同化物的分配及其控制
- 一、源库特点和相互关系
- 二、同化物的分配及其影响因素
- 三、同化物的再分配与再利用
- 学时分配:
- 第一节 植物体内的运输系统(0.22学时)
- 第二节 韧皮部的物质运输(0.33学时)
- 第三节 韧皮部运输的机理(0.33学时)
- 第四节 同化物的配置(0.56学时)
- 第五节 同化物的分配及其控制(0.56学时)
- 重点和难点:源和库、压力流学说、源-库单位等概念,韧皮部运输的机理,同化物的分配规律和特点。
- 考核方式:在线考试
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- 第七章 植物细胞的信号转导(3学时)
- 教学内容简介:掌握植物体内的信号转导的途径,了解植物细胞信号转导的事例。
- 章节安排:
- 第一节 植物细胞信号转导概述
- 一、信号的概念和类型
- 二、受体的概念和类型
- 三、植物细胞信号转导的概念和特性
- 第二节 植物细胞信号转导过程
- 一、信号感知和跨膜转换
- 二、胞内信号转导
- 三、细胞的生理生化反应
- 第三节 植物细胞信号转导的事例
- 一、蓝光诱导气孔开放的信号转导
- 二、干旱诱导脱落酸合成及脱落酸介导的信号转导
- 三、植物对病原生物浸染的信号转导
- 学时分配:
- 第一节 植物细胞信号转导概述(1.11学时)
- 第二节 植物细胞信号转导过程(1.33学时)
- 第三节 植物细胞信号转导的事例(0.56学时)
- 重点和难点:胞间信号的传递过程,膜上信号的转换过程,胞内信号的转导过程,参与细胞信号转导的主要因子。
- 考核方式:在线考试
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- 第八章 植物生长物质(4学时)
- 教学内容简介:了解植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂、极性运输、生长素的“二重作用”及乙烯的“三重反应”、偏上生长、激素受体等基本概念;了解植物生长物质的种类、结构和性质;掌握研究植物生长物质的方法;了解植物激素在植物体内的分布与运输的基本特征;了解植物激素的发现过程和作用机理;熟知植物激素和植物生长调节剂各自的主要生理效应;掌握植物生长物质在农业生产上的应用技术及注意事项。
- 章节安排:
- 第一节 植物生长物质的概念和研究方法
- 一、植物生长物质的概念和种类
- 二、植物生长物质的检测方法
- 第二节 生长素类
- 一、生长素的发现和种类
- 二、生长素的分布和代谢
- 三、生长素的生理效应
- 四、生长素的作用机理
- 第三节 赤霉素类
- 一、赤霉素的发现和种类
- 二、赤霉素的生物合成和运输
- 三、赤霉素的生理效应
- 四、赤霉素的作用机理
- 第四节 细胞分裂素类
- 一、细胞分裂素的发现和种类
- 二、细胞分裂素的运输与代谢
- 三、细胞分裂素的生理效应
- 四、细胞分裂素的作用机理
- 第五节 脱落酸
- 一、脱落酸的发现和结构特点
- 二、脱落酸的分布和代谢
- 三、脱落酸的生理效应
- 四、脱落酸的作用机理
- 第六节 乙烯
- 一、乙烯的发现和结构特点
- 二、乙烯的生物合成及运动
- 三、乙烯的生理效应
- 四、乙烯的作用机理
- 第七节 油菜素内酯
- 一、油菜素内酯的发现和种类
- 二、油菜素内酯的合成和分布
- 三、油菜素内酯的生理效应
- 四、油菜素内酯的作用机理
- 第八节 其它植物生长物质
- 一、茉莉酸类
- 二、水杨酸
- 四、多胺类
- 五、其它
- 第九节 植物生长物质在农业生产上的应用
- 一、植物激素间的相互关系
- 二、植物生长调节剂在生产上的应用
- 三、应用生长调节剂的注意事项
- 学时分配:
- 第一节 植物生长物质的概念和研究方法(0.11学时)
- 第二节 生长素类(0.56学时)
- 第三节 赤霉素类(0.56学时)
- 第四节 细胞分裂素类(0.56学时)
- 第五节 脱落酸(0.56学时)
- 第六节 乙烯(0.56学时)
- 第七节 油菜素内酯(0.22学时)
- 第八节 其它植物生长物质(0.67学时)
- 第九节 植物生长物质在农业生产上的应用(0.22学时)
- 重点和难点:植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂的基本概念,生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素内酯的基本结构和主要生理作用,掌握植物生长调节剂种类及其在生产上的应用。
- 考核方式:在线考试
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- 第十章 植物的生长生理(3学时)
- 教学内容简介: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。了解影响植物生长的环境因素。
- 章节安排:
- 第一节 生长发育的概念及控制
- 一、生长、分化和发育的概念
- 二、植物生长发育的特点
- 三、植物生长发育的控制
- 第二节 植物细胞的分裂、生长与分化
- 一、植物细胞的分裂
- 二、植物细胞的生长
- 三、植物细胞的分化
- 四、植物程序性细胞死亡
- 第三节 植物的组织培养
- 一、组织培养的概念和类型
- 二、组织培养的原理和特点
- 三、组织培养的基本方法
- 四、组织培养的应用
- 第四节 植物体的生长与分化
- 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
- 学时分配:
- 第一节 生长发育的概念及控制(0.5学时)
- 第二节 植物细胞的分裂、生长与分化(0.5学时)
- 第三节 植物的组织培养(0.5学时)
- 第四节 植物体的生长与分化(0.5学时)
- 第五节 植物生长分析(0.5学时)
- 第六节 环境因素对植物生长的影响(0.5学时)
- 重点和难点:生长、分化和发育等概念,植物组织培养,植物生长的相关性。
- 考核方式:在线考试
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- 第十一章 植物的成花生理(3学时)
- 教学内容简介: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。
- 章节安排:
- 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 植物成花的光周期诱导
- 一、植物光周期现象的发现和光周期类型
- 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、花器官发育所需的条件
- 三、花器官发育的遗传分析
- 四、性别分化
- 学时分配:
- 第一节 春化作用(1学时)
- 第二节 植物成花的光周期诱导(1学时)
- 第三节 花器官发育和性别表现(1学时)
- 重点和难点: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上的应用,花器官发育的遗传分析。
- 考核方式: 在线考试
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- 第十二章 植物的生殖和衰老(3学时)
- 教学内容简介: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。
- 章节安排:
- 第一节 受精生理
- 一、花粉和雌蕊的构造
- 二、花粉的萌发及其影响因素
- 三、双受精过程及其影响因素
- 第二节 种子的发育
- 一、种子发育过程
- 二、种子发育过程中的生理生化变化
- 第三节 果实发育和成熟
- 一、果实的生长
- 二、单性结实
- 三、果实成熟生理
- 第四节 植物的休眠
- 一、种子的休眠的原因
- 二、种子休眠的调控
- 第五节 衰老与脱落
- 一、植物的衰老
- 二、植物器官的脱落
- 学时分配:
- 第一节 受精生理(0.5学时)
- 第二节 种子的发育(0.5学时)
- 第三节 果实发育和成熟(1学时)
- 第四节 植物的休眠(0.5学时)
- 第五节 衰老与脱落(0.5学时)
- 重点和难点: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。
- 考核方式: 在线考试
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- 第十三章 植物的抗逆生理(4学时)
- 教学内容简介: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。
- 章节安排:
- 第一节 抗逆生理概论
- 一、逆境和植物的抗逆性
- 二、逆境下植物的形态变化与生理变化
- 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
- 学时分配:
- 第一节 抗逆生理概论(2学时)
- 第二节 植物的抗寒性(0.5学时)
- 第三节 植物的抗热性(0.5学时)
- 第四节 植物的抗旱性与抗涝性(0.5学时)
- 第五节 植物的抗盐性(0.5学时)
- 重点和难点: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。
- 考核方式:在线考试
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预备知识
学习本课程需要掌握物理、化学、生物课程的一些基础知识。
参考资料
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[M].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. 2012
2、武维华. 植物生理学(第2版)[M]. 北京:科学出版社. 2006
3、孟庆伟, 高辉远. 植物生理学[M]. 北京:中国农业出版社. 2011
4、植物生理学国家精品资源共享课程网址: https://www.icourses.cn/coursestatic/course_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. 2009
2、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. 2006
3、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. 2007
4、Taiz L & 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
5、Taiz L, Zeiger E. Plant Physiology. 5th ed[M]. Sunderland: Sinauer Associates Inc. 2010
6、Hopkins & Huner. Introduction to Plant Physiology. 3rd ed[M]. New York: John Wiley & Sons Inc. 2004
7、有关植物生理学的著作与期刊等。
8、植物生理学精品课程网址:https://jpkc.yzu.edu.cn/course/zhwshl/