spContent=《植物生理学》是生物学领域中的一门重要基础课程,是生物科学、农学、园艺学、林学、生态学、环境科学、应用气象学等相关专业本科生的学科基础类必修课程,旨在使学生掌握植物生命活动的基本规律、机制及其与环境相互作用的原理,探讨植物如何通过其生理机制来适应和响应自然环境的变化。通过本课程的学习,学生将能够理解和掌握植物生命过程的基本原理,包括植物生长与发育、水分与营养吸收、光合作用、呼吸作用、植物激素与生长调节、生殖生理、衰老生理以及植物对环境压力的响应等,了解植物生理学在农林业生产、环境保护和应对气候变化中的应用。课程理论性和实践性强,注重严谨的科学态度、逻辑思维能力和批判性思维能力,为后续专业课程学习和科学研究奠定基础。
《植物生理学》是生物学领域中的一门重要基础课程,是生物科学、农学、园艺学、林学、生态学、环境科学、应用气象学等相关专业本科生的学科基础类必修课程,旨在使学生掌握植物生命活动的基本规律、机制及其与环境相互作用的原理,探讨植物如何通过其生理机制来适应和响应自然环境的变化。通过本课程的学习,学生将能够理解和掌握植物生命过程的基本原理,包括植物生长与发育、水分与营养吸收、光合作用、呼吸作用、植物激素与生长调节、生殖生理、衰老生理以及植物对环境压力的响应等,了解植物生理学在农林业生产、环境保护和应对气候变化中的应用。课程理论性和实践性强,注重严谨的科学态度、逻辑思维能力和批判性思维能力,为后续专业课程学习和科学研究奠定基础。
—— 课程团队
课程概述
《植物生理学》研究植物如何通过其内部生理机制来维持生命活动,并与外部环境相互作用。本课程不仅是生物学、农业科学、园艺学、林学、生态学、环境科学、应用气象学等相关领域的基础课程,也是提高自身对自然界理解、促进科技创新和应用实践的关键环节。通过课程的学习,可以提高以下几方面的能力:
1.深化对自然界的认识:通过学习植物生理学,可以更加深入地了解植物如何生长、发育、繁殖以及与环境相互作用,从而增强对自然界复杂性和多样性的认识。
2.培养科学思维和方法:植物生理学的研究涉及实验设计、数据分析、理论推导等多个环节,这有助于培养严谨的科学思维方法和实验操作技能,为未来的科研或技术工作打下基础。
3.拓宽职业选择:掌握植物生理学知识可以为从事农业、林业、园艺、环保、生物技术等相关行业提供有力支持。在农业领域,了解植物的生长规律和调控机制有助于提高作物产量和品质;在生物技术领域,植物生理学的研究成果为基因工程、植物育种等提供了理论基础。在应用气象学领域:理解植物如何适应气候变化,为全球气候变化的应对策略提供科学支持。
4.提升生活品质:在日常生活中,植物生理学知识也有广泛应用。例如,了解植物的水分和矿质生理、光合作用和呼吸作用原理,可以更好地进行家庭园艺和植物的种养;了解植物的生长发育特性和对环境的适应性,可以在家庭装饰和绿化时选择更合适的植物种类。
5.促进环保和可持续发展:植物作为生态系统的重要组成部分,对维持生态平衡和推动可持续发展具有重要意义。学习植物生理学有助于了解植物在环境保护和生态修复中的作用,从而积极参与相关活动,为地球的可持续发展贡献力量。
6.增强创新思维和问题解决能力:植物生理学的研究涉及许多未知领域和复杂问题,这要求学习者具备创新思维和问题解决能力。通过学习和实践,可以锻炼这些能力,为未来的科研、工作或生活中的挑战做好准备。
授课目标
通过本课程学习,使学生全面、系统地掌握植物生理学的基本概念和原理,对植物生命活动的基本规律有深入的理解,了解现代植物生理学的研究前沿进展与发展趋势;使学生掌握植物在不同环境中的反应机制,为植物生产服务提供科学依据和技术支持;备解决实际问题的能力,并具备初步的科研素养和跨学科融合的能力,为未来的学习和工作打下坚实的基础。
成绩 要求
课程大纲
绪论
课时目标:掌握植物生理学定义。理解生长与发育的概念与区别。了解我国及世界植物生理学的发展和展望。理解植物生理学与国民经济的关系。
1. 植物生理的定义、内容和任务
2. 植物生理学的产生和发展
3. 植物生理学的展望
植物的水分生理
课时目标:掌握水分在植物生命活动中的作用,理解掌握水分在植物生命活动中的作用,掌握水分跨膜运输的途径;水分跨膜运输的原理、水势的定义及细胞水势的组成,掌握植物根系吸水动力,掌握蒸腾作用的生理意义、部位和指标;影响蒸腾作用的因素,掌握合理灌溉的指标和节水灌溉的方法。
1. 植物对水分的需要
2. 植物细胞对水分的吸收
3. 根系吸水和水分向上运输
4. 蒸腾作用
5. 合理灌溉的生理基础
植物的矿质营养
课时目标:掌握:植物的大量元素与微量元素;植物必需的矿质元素的确定方法;作物缺乏必需矿质元素的诊断方法;植物必需矿质元素的生理作用;离子的跨膜运输;植物吸收矿质元素的特点;根部对土壤中矿质元素的吸收;作物的需肥规律;养分临界期和营养最大效率期。理解:影响根部吸收矿质元素的条件;根部对溶液中矿质元素的吸收过程;矿物质在植物体内的利用;发挥肥效的措施。
1. 植物必需的矿质元素
2. 植物细胞对矿质元素的吸收
3. 植物体对矿质元素的吸收
4. 矿质元素的运输和利用
5. 合理施肥的生理基础
植物的光合作用
课时目标:掌握:光合色素的光学特性;荧光现象;磷光现象;光反应、碳反应;原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化;光系统及其组成;光合链;红降现象和增益现象;两个光系统的功能和关系;C3、C4、CAM途径定义及的反应过程;光反应和碳反应之间的关系;三种光合电子传统途径及组成;光合磷酸化机制;光呼吸的生理功能;光补偿点、光饱和点;CO2补偿点、CO2饱和点;光抑制;光合午休产生的原因。理解:影响叶绿素形成的条件及应用;原初反应、电子传递和光合磷酸化、碳同化三者之间的关系;C3、C4、CAM途径的异同点;植物的光能利用率及提高光能利用率的途径。
1. 光合作用的重要性
2. 叶绿体及其色素
3. 光合作用过程
4. C3、C4和CAM植物的光合特性比较
5. 光呼吸
6. 影响光合作用的因素
7. 植物对光能的利用
植物的呼吸作用
课时目标:掌握:呼吸作用在植物体生命活动中的意义;呼吸代谢电子传递的多条途径;呼吸作用的类型及其生化过程;氧化磷酸化机理;糖酵解;三羧酸循环;戊糖磷酸途径;呼吸链;氧化磷酸化。理解:外部与内部因素对呼吸速率的影响;呼吸作用与作物栽培、粮食贮藏、果蔬贮藏等的关系
1. 植物的呼吸代谢途径
2. 影响呼吸作用的因素及农业生产应用
植物体内有机物的运输
课时目标:掌握:同化物运输的途径;韧皮部装载的途径;同化物卸出途径;同化物分配规律。理解:影响和调节同化物运输的因素
1. 有机物运输的途径和方向
2. 韧皮部装载
3. 韧皮部卸出
4. 同化物的分布
植物生长物质
课时目标:了解:五大类植物激素的发现过程、性质特点、分布运输、合成代谢、作用机理。理解:各类植物激素及生长调节剂在植物生命活动中的作用。掌握:各类植物激素及生长调节剂的应用。
1. 生长素类
2. 赤霉素类
3. 细胞分裂素
4. 乙烯
5. 脱落酸
6. 其他天然的植物生长物质
7. 植物生长调节剂
植物的生长生理
课时目标:掌握:种子萌发的吸水过程、呼吸作用变化、有机物的转变;种子寿命;顽拗性种子;细胞分化;脱分化;再分化;植物的组织培养;植物细胞全能性;植物生长大周期;植物的运动及表现形式。理解:组织培养的程序;组织培养的应用;植物生长的相关性。
1. 种子的萌发
2. 细胞的生长和分化
3. 植物的运动
光形态建成
课时目标:掌握:光对植物生长发育的影响;光形态建成;暗形态建成;光形态建成主要反应:光受体类型;光敏色素·光学特性及种类;光稳定平衡值;光敏色素的生理作用;蓝光和紫外光反应;光形态建成反应类型理解:光在光合作用中与光形态建成中的作用不同。
1. 光对植物生长发育的影响
2. 光受体
3. 光敏色素
4. 蓝光和紫外光反应
5. 光形态建成反应类型
植物的生殖生理
课时目标:了解:春化作用的条件;春化作用的时间、部位和刺激传导。掌握:春化作用的生理、生化变化;解临界日长;光对暗期中断;掌握光周期反应类型;光周期诱导。理解:春化作用和光周期在农业生产中的应用。
1. 幼年期
2. 成花诱导
3. 花器官形成及其生理
植物的成熟和衰老生理
课时目标:掌握:种子和果实成熟过程中主要有机物的变化;呼吸跃变;肉质果实成熟时的色、香、味变化;种子果实成熟时主要有机物的变化;肉质果实成熟时的色、香、味变化;呼吸跃变;种子休眠的原因。理解:外界条件对种子成熟和化学成分的影响;衰老时的生理生化变化。
1. 种子和果实成熟生理
2. 植物的休眠和衰老生理
植物对胁迫的应答与适应
课时目标:掌握:植物对逆境的适应;冷害过程的生理生化变化;植物对冻害的生理适应;冻害的机制;冷害的定义;逆境对植物的伤害;冻害及植物对冻害的生理适应;植物的抗旱性;植物的抗盐性。理解:植物与逆境的关系
1. 胁迫应答与适应生理通论
2. 植物对温度胁迫的应答与适应
3. 植物对水分胁迫的应答与适应
4. 植物对盐胁迫的响应
5. 植物的抗病性
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参考资料
1. 现代植物生理学(第三版),高等教育出版社,李合生主编,2012.
2. 植物生理学(第三版),科学出版社,武维华主编,2018.
3. 植物生理学(第八版),高等教育出版社,王小菁主编,2019年.
4. Plant Physiology(Fifth Edition),Sinauer Associates, Inc.Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger,2010.
5. 植物生理学实验指导,中国农业出版社;邹琦主编,2000.
6. 植物生理学实验指导(第二版),高等教育出版社;张志良主编,2001.