植物生理学 (011003)
(Plant Physiology)
一、教学对象
本校生物技术系及种植类本科四年制学生。
二、课程学分及学时开课学期
学分：4.5；学时：76，（理论46、实验30）；开课学期4～5学期
三、先修课程
植物学，化学（无机、有机、分析），生物化学，普通生物学。
四、教材及参考书
《植物生理学》潘瑞炽主编，《植物生理学》王忠主编
五、课程的性质和地位
农业高等院校生物及种植类各专业的必修课和专业基础课。
六、课程基本要求
植物生理学是研究植物生命活动规律的科学，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，并将这些研究成果应用于一切利用植物生产的事业中。我们的教学以植物的水分代谢、矿质营养、光合作用和呼吸作用等基本代谢过程为基础，讨论种子萌发、植物生长、运动、开花、结果等生长发育过程，并且要求学生掌握植物生理学的基本实验手段和技能，能进行一般生理指标的实验测定和分析。
七、课程教学内容及教学基本目标
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  植物生理学的进展
第一章 植物的水分代谢  4学时
难点:水势概念,气孔运动机理.
重点:细胞的水势构成,影响蒸腾作用的外内条件
第一节  植物对水分的需要
一  植物的含水量
二  植物体内水分存在的状态
三  水分在生命活动中的作用
第二节 植物细胞对水分的吸收
一  细胞的渗透性吸水
1  渗透作用
2  水势
3  植物细胞是一个渗透系统
4  细胞的水势
5  细胞间的水分移动
二  细胞的吸涨作用
三  细胞的代谢性吸水
第三节  植物根系对水分的吸收
一  根系吸水的动力
1  根压
2  蒸腾拉力
二  影响根系吸水的外界条件
1  土壤中可用水分
2  土壤通气状况
3  土壤温度
4  土壤溶液浓度
第四节 蒸腾作用
一  蒸腾作用的生理意义和部位
二  气孔蒸腾
1  经过气孔的蒸腾速率
2  气孔运动
3  气孔运动的机理
4  影响气孔运动的因素
三  影响蒸腾作用的外内条件
1  外界条件对蒸腾作用的影响
2  内部因素对蒸腾作用的影响
3  蒸腾作用的表示法
4  减慢蒸腾速率的途径
第五节 植物体内水分的运输
一  水分运输的途径
二  水分沿导管或管胞上升的动力
三  水分运输的速度
第二章 植物的矿质营养    3学时
难点:作物缺乏矿质元素的诊断,植物细胞对矿质元素的吸收
重点:植物体必需矿质元素的定义,种类和主要生理作用,植物吸收矿质元素的特点,
硝酸盐的还原部位和过程.
第一节 植物必需的矿质元素
一  植物体内的元素
二  植物必需的矿质元素
三  植物必需的矿质元素的生理作用
1  大量元素
2  微量元素
四  作物缺乏矿质元素的诊断
1  化学分析诊断法
2  病症诊断法
3  加入诊断法
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
一  生物膜
1  膜的特性和化学成分
2  膜的结构
二  细胞吸收溶质的方式和机理
1  离子通道运输
2  载体运输
3  离子泵运输
4  胞饮作用
第三节 植物体对矿质元素的吸收
一  植物吸收矿质元素的特点
1  对盐分和水分的相对吸收
2  离子的选择吸收
3  单盐毒害和离子拮抗
二  根部对溶液中矿质元素的吸收
1  根部吸收矿物质的区域
2  根部吸收矿物质的过程
三  根部对土壤中非溶解状态矿质元素的吸收
1  根部对吸附在土壤胶体上的矿质元素的吸收
2  根部对难溶解矿物质的利用
四  影响根部吸收矿物质的条件
1  温度
2  通气状况
3  溶液浓度
4  氢离子浓度
5  离子间的相互作用
五  植物地上部分对矿质元素的吸收
第四节 硝酸盐的还原
一  硝酸盐的代谢还原
二  氨的同化
第五节 矿物质在植物体内运输
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
第三章 植物的光合作用     8学时
难点:光合作用的机理,光呼吸的生物化学
重点:碳同化,影响光合作用的因素,C3植物和C4植物的光合特征
第一节  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
1  叶绿体的结构
2  叶绿体的成分
二  光合色素的化学特性
1  光合色素的化学结构
2  光合色素在叶绿体内的排列
三  光合色素的光学特性
1  辐射能量
2  吸收光谱
3  荧光现象和磷光现象
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
1  光系统
2  氧的释放
3  光合磷酸化
三  碳同化
1  卡尔文循环
2  C4途径
3  景天科酸代谢
四  光合作用的产物
第四节 光呼吸
一  光呼吸的生物化学及生理功能
二  C3植物和C4植物的光合特性
第五节 影响光合作用的因素
一  外界条件对光合速率的影响
1  光照
2  二氧化碳
3  温度
4  矿质元素
5  水分
6  氧气
二  内部因素对光合速率的影响
1  不同部位
2  不同生育期
第四章 植物的呼吸作用   3学时
难点:呼吸过程中的末端氧化酶
重点:影响呼吸作用的因素.
第一节 呼吸作用的概念及其生理意义
一  呼吸作用的概念
二  呼吸作用的生理意义
第二节 高等植物的呼吸系统
一  呼吸途径的多样性
二  呼吸过程中的末端氧化酶
第三节 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  外界条件对呼吸速率的影响
1  温度
2  氧气
3  二氧化碳
4  机械损伤
第四节 呼吸作用与农业生产
一  呼吸作用与作物栽培
二  呼吸作用与粮食贮藏
三  呼吸作用与果树贮藏
第五章 植物体内有机物的代谢、运输和分配  3学时
难点:有机物运输的机理
重点:有机物的分配方向和分配规律
第一节 各种有机物代谢的相互关系
第二节 植物体内有机物的运输
一  有机物的短距离运输
1  细胞内的有机物运输
2  细胞间的有机物运输
二  有机物的长距离运输
1  运输的途径
2  运输方向
3  运输的速度和形式
4  韧皮部装载和卸出
三  有机物运输的机理
1  压力流动学说
2  细胞质泵动学说
3  收缩蛋白学说
四  外界条件对有机物运输的影响
1  温度
2  矿质元素
3  植物激素
第三节 有机物的分配
一  分配方向
二  分配规律
1  供应能力
2  竞争能力
3  运输能力
第六章  植物体内细胞信号传导  1学时
第一节  环境刺激与胞外信号
第二节  受体与跨膜信号转换
第三节  细胞内信号分子和第二信使系统
第四节  信号转导中的蛋白质可逆磷酸化
第七章 植物生长物质  5学时
难点:各类激素的作用机理
重点:各类激素的生理作用,生长素和赤霉素的作用机理.
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  生长素的作用机理
五  生长素的生理作用
六  人工合成生长素类及其应用
第二节 赤霉素类
一  赤霉素的结构
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  赤霉素的生理作用及应用
第三节 细胞分裂素类
一  细胞分裂素的种类和化学结构
1  天然的细胞分裂素
2  人工合成的细胞分裂素
二  细胞分裂素的分布及运输
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  乙烯的分布与生物合成
1  乙烯的分布
2  乙烯的生物合成
3  乙烯生物合成的酶调节
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应用
第八章 光形态建成   1学时
难点:光敏色素的作用机理
重点:光敏色素的化学性质,光敏色素的光化学转换.
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及光化学转换
一  光敏色素的化学性质
二  光敏色素的光化学转换
第三节 光敏色素的生理作用
一  光敏色素和酶
二  光敏色素和植物激素
第四节 光敏色素的作用机理
一  膜假说
二  基因调节假说
第五节 蓝光反应
第九章 植物的生长生理   5学时
难点:种子萌发的生理生化变化
重点:影响种子萌发的外界条件,种子萌发的生理生化变化,植物生长的特性.
第一节 种子的萌发
一  影响种子萌发的外界条件
1  水分
2  氧气
3  温度
4  光
二  种子萌发的生理生化变化
1  种子的吸水
2  呼吸作用的变化和酶的形成
3  有机物的转变
三  种子的寿命
四  种子的老化
第二节 细胞的生长和分化
一  生长、分化和发育的概念
1  细胞全能性
2  极性、顶端优势
3  植物的组织培养
第三节 植物的生长
一  植物生长大周期
二 环境因子对生长的影响
1 光
2温度
3水分等其它因素
三 植物生长的周期性
  1 生长速率的昼夜周期性
  2 生长的季节周期性
四 植物生长的相关性
1地下部分与地上部的相关性
2主茎与分枝的相关性
3营养生长与生殖生长的相关
第四节  植物的运动
一  向性运动
1  向光性
2  向重力性
3  向化性
二  感性运动
1  偏上性和偏下性
2  感夜性
3  感热性
4  感震性
三  生理钟
第十章 植物的生殖生理  5学时
难点:春化作用的机理,光周期诱导开花的机理.
重点:光周期刺激的感受和传导,春化和光周期理论在农业上的应用, 受精前后雌蕊
的代谢变化.
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  春化作用的时期、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  光敏色素与花诱导
1  花诱导的作用光谱
2  光敏色素与诱导开花
六  光周期诱导开花的机理
七  春化和光周期理论在农业上的应用
1  春化处理
2  控制开花
3  引种
第四节 受精生理
一  花粉寿命和贮存
二  柱头的生活能力
三  外界条件对授粉的影响
1  温度
2  湿度
四  花粉和柱头的相互"识别"
五  花粉的萌发和花粉管的伸长
六  受精前后雌蕊的代谢变化
第十一章 植物的成熟和衰老   4学时
重点:种子成熟时的主要有机物的变化,种子休眠的原因和破除, 植物衰老时的生理
生化变化,环境因子对脱落的影响.
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  呼吸跃变
三  肉质果实成熟色、香、味变化
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
1  种皮限制
2  种子未完成后熟
3  胚未完全发育
4  抑制物质的存在
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
1  蛋白质显著下降
2  核酸含量降低
3  光合速率下降
4  呼吸速率下降
二  影响衰老的外界条件
三  植物衰老的原因
第五节 植物器官的脱落
一  环境因子对脱落的影响
1  温度
2  水分
3  光照
4  氧
5  矿质营养
二  脱落时细胞及生化变化
1  离区的解剖
2  脱落时细胞的变化
3  脱落的生物化学
三  脱落与植物激素
1  生长素  
2  脱落酸
3  乙烯
第十二章 植物的抗性生理   3学时
重点:生物膜与抗逆性,冻害的机理,冷害的机理,作物抗旱性及其提高途径.
第一节 抗性生理通论
一  逆境对植物代谢的影响
二  生物膜与抗逆性
1  膜脂
2  膜蛋白
3  自由基
三  渗透调节与抗逆性
四  脱落酸与抗逆性
第二节 植物的抗寒性
一  冻害的生理
1  冻害的机理 
2  植物对抗寒的生理适应
3  内外条件对植物抗寒性的影响
二  冷害的生理
1  冷害过程的生理生化变化
2  冷害的机理
3  影响冷害的内外条件
第三节 植物的抗旱性
一  干旱对植物的伤害
二  作物抗旱性及其提高途径
1  作物抗旱的形态、生理特征
2  提高作物抗旱性的生理措施
八、课程实验大纲
植物生理学实验是植物生理学课程的组成部分,是教学中的重要环节.学生通过实验课, 理解掌握所学的基础理论和基本知识;接受严格的基本操作技术的训练;学会实验设计、实验记录、数据处理和实验报告的写作.实验的内容包括:
1.实验名称,实验进行时间.
2.实验材料.
3.实验原理.
4.实验操作步骤.
5.实验数据.如实验结果有偏差,必须对实验步骤进行自检.
6.结果分析.
每学期从下表安排的实验中选取30学时的实验.
__________________________________________________________                        
      内容                           学时                   目的与要求     
___________________________________________________________                     
植物组织的水势测定              3       掌握小液流法测定植物组织水势的方法和原理
质壁分离法测定细胞渗透势     3       掌握中性红活体染色观察洋葱内表皮质壁分离方法, 计算细胞渗透势
根系活力的测定(TTC法)         3       掌握TTC 法测定根系活力的方法,学习721分光光度计使用方法
硝酸还原酶活性的测定           3       学习测定掌握组织硝酸还原酶活力的测定方法
植物的缺素培养                    3       学习水培植物的方法, 了解植物缺素的症状表现
叶绿体色素的提取和理           3       掌握丙酮提取叶绿素的方法,测定理
化性质的测定                            化性质          
                                     
叶绿素的定量测定                 3       学习使用756分光光度计,测定叶绿素吸收光谱及含量的测定
植物光合、蒸腾强度的测定     3       学习光合、强度、蒸腾测定仪的使用
（光合测定仪）                          方法
过氧化氢酶活性的测定           3       学习使用滴定法或紫外分光光度计法测定过氧化氢酶活性的方法与植物抗氧化能力关系
赤霉素对α-淀粉酶的诱导        3       测定外源赤霉素诱导种子α-淀粉酶含量的变化
脯氨酸含量的测定                 3      逆境条件下植物体内脯氨酸含量的变化
MDA总量的测定                   3       学习MDA的提取和测定方法, 了解MDA含量变化与植物衰老的关系
SOD活性测定                      3       学习SOD的提取和测定方法,了解SOD的变化与植物抗氧化能力的关系
POD活性测定                      3       学习POD的提取和测定方法,了解POD的变化
植物细胞膜透性的测定           3       掌握电导仪的使用方法, 学习测定植物组织膜透性的方法
一、    考试及考核：
（1）平时成绩10%，
（2）实验成绩20%，
（3）期末考试成绩70%：题型包括:基本概念，填空，判断，简答题。
    植物生理学是一门实验性的学科,是种植类各专业的重要基础课,实验成绩占课程总成绩的20%.为了提高学生的实验操作能力和写作水平,实验课成绩主要实验操作、实验结果及实验报告的书写情况组成实验成绩一般分为三级,以5分,4分,3分表示.5分为操作无误,数据正确可靠,实验报告书写规范认真.4分为操作基本正确,数据稍有偏差,实验报告书写情况一般.3分操作有一定问题, 实验报告书写欠认真.教师可根据具体情况在三级之间进行较细的成绩评定。