《植物生理学》课程教学大纲一、课程基本信息开课专业 农业资源与环境，园林、农学等专业 课程类别 学科基础课程名称 植物生理学Plant Physiology 开课对象 农业资源与环境专业 开课学期 4学时/学分 总学时54、理论课学时34、实验课学时20先修课程 植物学、无机化学、分析化学、有机化学、生物化学课程简介：植物生理学是植物资源与环境专业的―门学科基础课程，是研究植物生命活动基本规律及其化学本质的科学，是合理农业的理论基础，与生命类各学

科有密切的关系。植物生理学的主要研究内容包括代谢生理、生长发育生理和逆境生理等。通过本课程的学习：一方面使学生了解植物在各种环境条

件下，进行生命活动的规律和机理，为农林牧业的增产提供理论依据；另一方面使学生运用这些规律和机理，有效地控制、利用和改造植物或模拟植

物，造福人类。二、课程教学目标教学总体目标和任务：围绕“建设高水平应用型大学”的奋斗目标，培养本课程敬业精神强、知识结构优、实践能力强、创新意识强的应用型人才和

职教师资。具体目标和任务：1、了解植物体内的物质代谢与能量代谢的基本情况和过程，了解这些代谢过程之间的相互关系；2、了解植物生长发育的基本规律，理解外界条件对植物生长发育进程的影响。3、了解植物逆境种类及其对植物的危害，理解植物抗逆性的生理基础，掌握提高植物抗逆性的原理、途径和方法。4、理解植物生理学是重要的专业基础课，为后续课程如作物栽培和遗传育种等专业课的学习打下必要的理论基础。5、理解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、掌握解决作物栽培和遗传育种生产中的实际问题的途径和方法。三、教学学时分配 章次 教学主要内容                        学时分配 教学方法或手段第一章 植物生理学的定义、内容、发展和展望 2 启发、讨论、参与、多媒体等第二章 植物的水分代谢                         4 启发、讨论、参与、多媒体等第三章 植物的矿质营养                         4 启发、讨论、参与、多媒体等第四章 植物的光合作用                         6 启发、讨论、参与、多媒体等第五章 植物体内有机物的运输                 2 启发、讨论、参与、多媒体等第六章 植物的呼吸作用                         2 启发、讨论、参与、多媒体等第七章 细胞信号转导和植物生长物质         4 启发、讨论、参与、多媒体等第八章 植物的光形态建成                 1 启发、讨论、参与、多媒体等第九章 植物的生长生理                         2 启发、讨论、参与、多媒体等第十章 植物的生殖生理                         3 启发、讨论、参与、多媒体等第十一章 植物的成熟和衰老生理                 2 启发、讨论、参与、多媒体等第十二章 植物的抗性生理                         2 启发、讨论、参与、多媒体等 合计 34 ＊理论学时包括讨论、习题课等学时。

              四、教学内容及教学要求植物生理学教学要点是植物生理学概念的基本内涵及其所研究的主要内容。理论课主要讲授高等绿色植物的物质代谢、能量代谢，以及在此基础上实

现的形态建成和生长发育过程，同时探讨植物生长发育与环境条件的协调和统一。教学基本要求是：（一）使学生对植物生命活动基本规律有比较全面的、系统的认识，牢固掌握植物生理学中基本的概念和原理。（二）在重视基本理论、基本知识和基本技能教学的同时，加强学生创新思维、实践能力和科学素质的培养。使学生能初步运用所学的基本理论，说

明和解决生产实际和野外实际中有关植物生理学的一般问题。（三）使学生毕业后能胜任中等学校生物学课程中有关植物生理学部分的教学工作及初步开展关于植物生理学的农业及园艺科技工作。各章节的教学内容和要求如下：第一章  绪论： （2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解植物生理学的基本概念、主要研究内容、任务及发展历史，理解植物生理学对农业生产的指导作用和发展趋势；为认识和

学好植物生理学打下基础，全面掌握植物生理学的基本概念、主要研究内容，并能够用所学的内容分析、初步设计和解答与农业生产实践相关的问题

。（二）教学重点与难点教学重点：植物生理学研究内容及特点。教学难点：21世纪植物生理学的展望。（三）教学内容一、 植物生理学的定义和内容             二、 植物生理学的产生与发展              三、 植物生理学的任务与展望             1.植物生理学纵深发展2.植物信号转导的深入研究，揭示生命活动的本质3.植物生命活动过程中物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控的深入研究4.植物生物高新技术在组织培养、蛋白质及基因克隆中的应用本章习题要点：植物生理学的基本概念、研究内容、发展历史及展望。第二章 植物的水分代谢（4学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解水分在植物生命活动中的作用；了解并初步学会植物组织水势的测定方法；了解影响根系吸水的土壤条件以及灌溉方法。

理解气孔开关的机制和水分沿导管上升的机制；理解发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。掌握细胞水势的基本概念和组成、掌握植物根系对

水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及掌握植物蒸腾作用的生理意义、蒸腾作用的指标以及适当降低蒸腾速率的途径；掌握作物的需水规律、合理

灌溉指标等。（二）教学重点与难点教学重点：细胞水势与细胞吸水; 根系吸水和蒸腾作用。教学难点：气孔开关的机理，内聚力学说。（三）教学内容第一节 植物对水分的需要       1. 植物的含水量2. 植物体内水分存在的状态3. 水分在生命活动中的作用第二节 植物细胞对水分的吸收    1. 水分进入细胞的途径：扩散作用、集流、渗透作用2. 植物细胞的水势，压力势和渗透势第三节 植物根系对水分的吸收     1. 根系吸水的途径2. 根系吸水的动力3. 影响根系吸水的土壤条件第四节 蒸腾作用                  1. 蒸腾作用的生理意义和部位2. 气孔蒸腾3. 影响蒸腾作用的外、内条件第五节 植物体内水分的运输       1. 水分运输的途径2. 水分运输的速度3. 水分沿导管或管胞上升的动力第六节 合理灌溉的生理基础         1. 作物的需水规律2. 合理灌溉的指标3. 灌溉的方法4. 合理灌溉增产的原因本章习题要点：水分的生理作用，植物细胞水势的概念及组成，细胞、根系吸水的机制、蒸腾作用的概念、意义及蒸腾作用的指标，气孔蒸腾的机理

、作物的需水规律及合理灌溉指标及灌溉方法。第二章 植物的矿质营养（4学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解高等植物矿质营养的概念、研究历史；了解影响植物吸收矿质养分的环境因素、作物生产与矿质营养的密切关系。理解营

养离子跨膜运输的机理；并理解合理施肥的生理基础，能够提出合理施肥的措施。掌握植物必需元素的生理功能、缺乏症状；掌握植物根系吸收养分

的过程、特点以及根外营养的意义；掌握NO3-、NH4+ 在植物体内的同化过程、同化部位，以及营养物质在体内的运输方式。（二）教学重点与难点教学重点：必需元素的生理功能；氮素的同化过程；合理施肥的生理基础。教学难点：植物细胞吸收矿质元素的机理。（三）教学内容第一节 植物必需的矿质元素        1. 植物体内的元素2. 植物必需的矿质元素3. 植物必需的矿元素的生理作用4. 作物缺乏矿质元素的诊断第二节 植物细胞对矿质元素的吸收    1. 细胞吸收溶质的方式和机理：通道运输、载体运输、泵运输第三节 植物对矿质元素的吸收       1. 植物吸收矿质元素的特点2. 根部对溶液中矿质元素的吸收过程3. 根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收4. 影响根部吸收矿物质的条件5. 植物地上部分对矿质元素的吸收第四节 无机养料的同化            1. 氮的同化2. 硫酸盐同化3. 磷酸盐同化第五节 矿物质在植物体内的运输 1. 矿物质运输的形式、途径和速度2. 矿物质在植物体内的分布第六节 合理施肥的生理基础     1. 作物的需肥规律2. 合理追肥的指标3. 发挥肥效的措施本章习题要点：判断植物必需矿质元素的标准；植物必需矿质元素的种类、生理作用及缺乏症；植物细胞对矿质元素的吸收机理；植物根系对矿质元

素的吸收特点和根外营养的概念和意义；植物对氮的同化及合理施肥的基础。第三章  植物的光合作用（6学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解光合作用的概念、意义和研究历史；了解影响光合作用的内部和外部因素。理解光合作用过程以及能量吸收转变的情况；

理解光呼吸的含义、基本生化途径和可能的生理意义；理解光合作用与作物产量的关系；掌握光合色素的种类和性质及功能；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；掌握提高光能利用率的途径与措施。（二）教学重点与难点教学重点：C3、C4途径的异同点；影响光合作用的内外因素；光能利用率与作物的生物产量的关系。教学难点：光合电子传递与光合磷酸化；C3、C4途径的调节。（三）教学内容第一节 光合作用的重要性     第二节 叶绿体及叶绿体色素    1. 叶绿体的结构和成分2. 光合色素的化学特性3. 光合色素的光学特性4. 叶绿素的形成第三节 光合作用的机理        1. 原初反应2. 电子传递和光合磷酸化3. 碳同化4. 光合作用的产物第四节 光呼吸              1. 光呼吸的途径2. 光呼吸的生理功能第五节 影响光合作用的因素  1. 外界条件对光合速率的影响2. 内部因素对光合速率的影响第六节 植物对光能的利用     1. 植物的光能利用率2. 提高光能利用率的途径本章习题要点：光合作用的概念和意义；光合色素的种类和生理功能；原初反应的概念和过程；电子传递和光合磷酸化的概念和类型；碳同化途径和

及其异同点；光呼吸的概念、途径和生理功能；光、暗呼吸的区别；影响光合作用的内外因素；提高光能利用率的途径与措施。第四章  植物体内有机物的运输（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解植物体内有机物质的运输系统；了解韧皮部装载和卸出途径。理解韧皮部运输的机理。掌握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；掌握植物体内代谢源和代谢库的概念及其之间的关系；掌握同化物的分配规律。（二）教学重点与难点教学重点：有机物运输的途径；同化产物的分配规律教学难点：韧皮部运输机理（三）教学内容第一节 有机物运输的途径、速率和溶质种类  1. 运输途径2. 运输的速度和溶质种类第二节 韧皮部装载                      1. 韧皮部装载的途径2. 不同糖分的韧皮部装裁第三节 韧皮部卸出                      1. 同化产物卸出途径2. 依赖代谢进入库细胞第四节 韧皮部运输机理                  1. 压力流动学说第五节 同化产物的分布、配置            本章习题要点：证明同化物运输途径和种类的实验方法；韧皮部同化物运输的方式、运输的物质种类；韧皮部运输的机理―压力流动学说；代谢源和

代谢库的概念及其之间的关系；同化物的分配规律。第五章  植物的呼吸作用（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解呼吸作用的生理指标及其影响因素；了解种子、果实、块根、块茎等器官的呼吸特点和这些器官贮藏保鲜的关系，理解呼

吸作用和光合作用的关系。掌握呼吸作用的概念及其生理意义；掌握末端氧化酶系统的多样性。（二）教学重点与难点教学重点：末端氧化酶系统；教学难点：呼吸作用和农业生产（三）教学内容第一节 呼吸作用的概念、生理意义和场所 1. 呼吸作用的概念2. 呼吸作用的生理意义3. 呼吸作用的场所第二节 生物氧化                      1. 呼吸链2. 氧化磷酸化3. 呼吸代谢电子传递的多条途径4. 末端氧化酶的多样性第三节 影响呼吸作用的因素             1. 呼吸速率和呼吸商2. 内部因素对呼吸速率的影响3. 外界条件对呼吸速率的影响第四节 呼吸作用和农业生产           1. 呼吸作用和作物栽培2. 呼吸作用和粮食贮藏3. 呼吸作用和果蔬贮藏本章习题要点：呼吸作用的概念及其生理意义；末端氧化酶系统的多样性；呼吸商及其影响因素；种子、果实、块根、块茎等器官贮藏保鲜的措施，

呼吸作用和光合作用的区别和联系。第六章  细胞信号转导和植物生长物质（4学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解经典细胞信号转导过程、五大类植物激素的发现过程、结构和性质及其在植物体内的分布与运输的基本特征。理解植物激

素的作用机理。掌握植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂等基本概念及植物激素的种类；掌握经典五大类植物激素的主要生理功能及其相互关

系；掌握植物生长物质在农业生产上的应用技术及注意事项。（二）教学重点与难点教学重点：植物激素的生理功能；植物激素的生物合成(生长素，乙烯)。教学难点：跨膜信号转换、植物激素的作用机理；植物生长调节剂与农业。（三）教学内容第一节 信号和受体                       1. 信号2. 跨膜信号转换3. 细胞内信号转导网络第二节 生长素类                          1. 生长素的发现2. 生长素的植物体内的分布和运输3. 生长素的生物合成和降解4. 生长素的作用机理5. 生长素的生理作用6. 人工合成的生长素类及其应用第三节 赤霉素类                          1. 赤霉素的结构2. 赤霉素的分布和运输3. 赤霉素的生物合成4. 赤霉素的作用机理5. 赤霉素的生理作用和应用第四节 细胞分裂素类                  1. 细胞分裂素的种类和化学结构2. 细胞分裂素的分布和运输3. 细胞分裂素生物合成和代谢4. 细胞分裂素信号转导途径5. 细胞分裂素生理作用和应用第五节 乙烯                          1. 乙烯的分布和生物合成2. 乙烯的信号转导途径3. 乙烯的生理作用和应用第六节 脱落酸                          1. 脱落酸的化学结构和分布2. 脱落酸的生物合成和代谢3. 脱落酸的信号转导途径4. 脱落酸的生理作用和应用第七节 其他天然的植物生长物质             1. 油菜素内酯2. 多胺3. 茉莉酸4. 水杨酸第八节植物生长抑制物质                     1. 生长抑制物质2. 生长延缓剂本章习题要点：五大经典植物激素的种类、生理功能及其相互关系；生长素的作用机理；生长素和乙烯的生物合成过程；植物生长物质在农业生产中

的应用。第七章 光形态建成（1学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解光敏色素在光形态建成中和植物生长发育中的作用。理解光敏素的作用机理。掌握植物光受体的种类，作用；掌握光敏色

素的性质。（二）教学重点与难点教学重点：植物光受体的种类，光敏色素的生理作用、化学性质和光化学转换教学难点：光敏色素的作用机理（三）教学内容第一节 光敏色素的发现和分布和性质            1. 光敏色素的发现、光敏色素的分布2. 光敏色素的化学性质和光化学转换第二节 光敏色素的生理作用和反应类型           1. 光敏色素的生理作用2. 光敏色素调节的反应类型第三节 光敏色素的作用机理                    1. 膜假说2. 基因调节假说。第四节 蓝光和紫外光反应                      1. 蓝光反应2. 紫外光-B反应本章习题要点：植物光受体的种类及其主要特点和功能；光敏色素的化学性质和光化学转换；光敏色素的作用机理。第八章 植物的生长生理（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解组织培养的原理；了解影响植物生长的环境因素；了解植物向性运动和感性运动及生物钟的概念。理解植物的向光性、向

重性及感震性的机理。掌握生长、分化和发育的概念，掌握种子萌发的特点和影响种子萌发的外界条件；掌握植物的生长大周期和生长周期性的表现

形式；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。（二）教学重点与难点教学重点：生长、发育和分化的概念；种子萌发的特点；植物生长相关性。教学难点：植物顶端优势的机理；植物向重性和向光性的机理。（三）教学内容    第一节 种子的萌发                            1. 影响种子萌发的外界条件2. 种子萌发的生理和生化变化3. 种子的寿命第二节 细胞的生长和分化                          1. 细胞分裂的生理2. 细胞伸长的生理3. 细胞分化的生理4. 组织培养第三节 程序性细胞死亡                       1. 程序性细胞死亡发生的种类2. 程序性细胞死亡的特征和基因调控3. 程序性细胞死亡的生化变化和诱导因子4. 程序性细胞死亡机制第四节 植物的生长                             1. 营养器官的生长特性2. 影响营养器官生长的条件3. 营养生长和生殖生长的相关性第五节 植物的运动                             1. 向性运动2. 感性运动3. 生理钟本章习题要点：种子萌发的特点和影响种子萌发的外界条件；植物组织培养、植物细胞全能性及程序性细胞死亡的概念；植物的生长大周期的概念和

生长周期性的表现形式；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；影响植物生长的环境因素；植物向性运动和

感性运动及生物钟的概念。第九章  植物的生殖生理（3学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解光周期现象的发现；了解植物性别分化的影响因素。理解春化作用的机理；理解花形态发生中的同源异形基因和ABCDE模

型。掌握春化作用的概念、植物通过春化的条件以及春化作用在农业生产上的应用；掌握光周期类型、光周期诱导的机理以及光周期理论在农业生产

上的应用。（二）教学重点与难点教学重点：春化作用的概念和影响因素；光周期概念和类型；暗间断试验教学难点：光周期诱导的机理；花形态发生中的同源异形基因和ABCDE模型（三）教学内容第一节 幼年期                                    1. 幼年期的特征2. 提早成熟第二节 春化作用                                  1. 春化作用的条件2. 春化作用的时间、部位和刺激传导3. 春化作用的生理、生化变化第三节 光周期现象                               1. 光周期反应类型、光周期诱导2. 光对暗期中断3. 光敏色素和花诱导4. 开花化学刺激物5. 光周期诱导开花的假说6. 春化和光周期理论在农业上的应用第四节 花器官形成及其生理                      1. 成花诱导的多因子途径2. 花形态发生中的同源异形基因和ABC模型3. 花生长发育所需的条件4. 植物性别的分化第五节 受精生理                                  1. 花粉寿命和贮存2. 柱头的生活能力3. 外界条件对授粉的影响4. 花的萌发和花粉管的伸长5. 受精前后雌蕊的代谢变化6. 自交不亲和性本章习题要点：春化作用的概念、植物通过春化的条件以及春化作用在农业生产上的应用；光周期的概念和类型、暗中断试验以及光周期理论在农业

生产上的应用。植物性别分化的影响因素；理解花形态发生中的同源异形基因和ABCDE模型；受精前后雌蕊的代谢变化。第十章  植物的成熟和衰老生理（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解调控种子和芽的休眠方法；了解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。理解植物衰

老时的生理生化变化和引起衰老的原因、影响衰老的因素。掌握果实成熟的生理生化变化；掌握种子和芽的休眠原因和破除方法。（二）教学重点与难点教学重点：果实成熟的生理生化变化；种子休眠的原因和破除方法教学难点：植物衰老的生理生化变化（三）教学内容第一节 果实成熟时的生理生化变化              1. 果实的生长2. 呼吸骤变3. 肉质果实成熟时色、香、味的变化4. 果实成熟时蛋白质和激素的变化第二节 种子和延存器官的休眠              1. 种子休眠的原因和破除2. 种子与植物激素3. 延存器官休眠的打破和延长第三节 植物的衰老                        1. 衰老时的生理生化变化2. 影响衰老的外界条件3. 植物衰老的原因第四节 植物器官的脱落                    1. 环境因子对脱落的影响2. 脱落时细胞形态及生化变化3. 脱落与植物激素本章习题要点：果实成熟的生理生化变化；种子休眠的原因和破除方法；植物衰老和脱落的概念和类型及植物衰老时的生理生化变化。第十一章 植物的抗性生理（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解植物在逆境下的形态变化与代谢特点。理解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；理解干旱和湿涝

对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径；理解盐分过多对植物的危害以及植物抗盐性及其提高途径。掌握逆境的概念和抗逆性的类型；掌握

渗透调节、交叉适应与抗逆性的关系。（二）教学重点与难点教学重点：逆境的概念和抗逆性的类型教学难点：植物的抗寒性，抗旱性的机理（三）教学内容第一节 抗性生理通论                       1. 逆境对植物的伤害2. 植物对逆境的适应3. 提高作物抗性的生理措施第二节 植物的抗冷性                       1. 冷害过程的生理生化变化2. 冷害的机制3. 影响冷害的内外条件第三节 植物的抗冻性                      1. 植物对冻害的胜利适应2. 内外条件对植物抗冻性的影响3. 冻害的机制4. 抗冻基因和抗冻蛋白第四节 植物的抗热性                       1. 高温对植物的危害2. 内外条件对耐热性的影响3. 热激蛋白第五节 植物的抗旱性                        1. 干旱对植物的伤害2. 作物抗旱性的形态和生理特征3. 渗透调节物质和抗旱性第六节 植物的抗涝性                       1. 淹水胁迫对植物的伤害2. 植物对淹水胁迫的适应第七节 植物的抗盐性                       1. 盐胁迫对植物的伤害2. 植物对盐胁迫的适应本章习题要点：逆境和抗逆性的概念；渗透调节和交叉适应概念；植物在逆境下的形态变化与代谢特点；抗冷和抗冻性的机制及冷害过程的生理生化

变化；抗旱性机制及抗旱作物的形态和生理特征；盐胁迫对植物的伤害及植物对盐胁迫的抗性途径。五、教学方法或手段1、教学方法方面。以讲授法为主，准确地讲解有关概念，同时采用启发式、讨论式、案例式、探究式、互动式、学导式、自学辅导式等方法。2、教学手段方面。以多媒体为主，同时采用相关视频、相关资源共享课、网络上的MOOC示范项目等优质课程资源，使同学对抽象的概念与内容有一

定感性认识，加深印象，以此来提高教学效果，并且注意理论联系实际。六、考核方式及评价要求本课程采用平时考查与期末考试相结合的考核方法。平时考查成绩占30%，考察学生平时对课程学习的状况 (包括出勤、课堂表现、实验操作、实验

报告等)。期末考试成绩占70%，采用从试题库抽取试卷进行闭卷笔试，命题覆盖整个教学内容，并突出重点，题型灵活多变，难易适中，着重考查学

生对基本理论的掌握，突出对学生综合分析问题、解决农业生产中实践问题的能力考核。评价要求1. 评价学生对基本概念和主要内容的掌握情况。2. 评价学生对重要理论和机制的综合理解和掌握情况。3. 评价学生利用所学知识综合分析和解决实际问题的能力。七、教材及教学主要参考书推荐教材：《植物生理学》，蔡永萍主编，中国农业大学出版社，2014年1月第二版。《植物生理学实验指导》，张志良主编，高等教育出版社，2009年7月（2013年5月重印）第4版。参考书目：《植物生理学》，潘瑞炽主编，高等教育出版社，2008年6月第六版。 《现代植物生理学》，李合生主编，高等教育出版社，2002年1月第二版。《植物生理学》，武维华主编，科学出版社，2008年8月第二版。《植物生理与分子生物学》，余叔文、汤章城主编，科学出版社，2012年6月第四版。《植物生理学》，王忠主编，中国农业出版社，2009年6月第2版。 《植物生理学学习指导》，王宝山主编，科学出版社，2006年7月第1版。《植物生理学复习思考题答案》，王忠主编，中国农业出版社，2009年1月第2版。《植物生理生化实验原理和技术》,李合生主编，高等教育出版社，2006年1月第1版。