植物生理生化(生化部分)教学大纲

植物生理生化课程（生化部分）教学大纲

一、课程基本概况

1.课程名称：植物生理生化（生化部分）

2.课程名称（英文）：physiology and Biochemistry of plant

3.课程编号：B16034

4.课程总学时：40学时（均为理论教学）

5.课程学分：2学分

6.课程分类：必修课

7.开设学期：第3学期

8.适用专业：农学教育（S）、植保教育（S）本科。

9.先行课：《物理学》、《化学》、《分析化学》、《植物学》等。

二、课程性质、目的和任务

植物生物化学是农学类各专业必修的一门专业基础课，是各专业的主干课之一，其先行课为物理学、化学、植物学。本课程的作用是为后续植物生理学及专业课的学习打下理论基础。其任务是掌握植物生物化学的基本概念，认识和掌握植物细胞的基本组成物质及其结构、性质和功能，了解和掌握有机物代谢的途径和基本条件，了解代谢调控的方式、过程及意义。从而为更好地认识植物、利用植物、影响和改造植物奠定必要的理论基础，能运用基本理论指导相关的实践过程。

三、主要内容、重点及难点

绪论

（一）目的要求：掌握植物生物化学的定义、内容和任务；了解植物生化的发展和现状；了解植物生化与其它学科的关系。

（二）主要内容：植物生化的定义；植物生化的内容；植物生化的任务；植物生理生化的发展及现状；植物生化与其它学科的关系；学习生物化学的方法。

（三）重点：植物生化的定义、内容及其在生物科学中的重要地位。

（四）难点：植物生化与其它学科的关系。

第一章蛋白质的化学

（一）目的要求：掌握蛋白质的基本组成单位——氨基酸的结构特点、性质；了解蛋白质的结构、性质和功能，理解蛋白质的结构与功能的关系。

（二）主要内容：

第一节氨基酸：氨基酸的化学结构与分类；氨基酸的重要理化性质。

第二节蛋白质的结构：一级结构；空间结构；蛋白质分子中的重要化学键；蛋白质结构和功能的关系

第三节蛋白质的性质：蛋白质的分子量；蛋白质的胶体性质；两性性质及等电点；蛋白质的沉淀；蛋白质的变性；蛋白质的颜色反应。

（三）重点：氨基酸的结构特点和性质；蛋白质的结构和性质。

（四）难点：蛋白质的结构；蛋白质结构与功能的关系。

第二章核酸

（一）目的要求：了解核酸的种类、存在位置及其在生物界的地位与作用；掌握核酸的组成、结

构和功能；了解两种核酸重要的理化性质。

（二）主要内容：

第一节核酸概述：核酸的发现；核酸的种类、分布与功能；核酸的元素组成；核酸的基本化学组成。

第三节DNA的分子结构：DNA的一级结构；DNA的二级结构；DNA的三级结构。

第四节RNA 的分子结构：RNA的一级结构；tRNA的分子结构；rRNA的分子结构；Mrna

的分子结构；核内小RNA（略讲）。

第五节核酸的性质：核酸的溶解度；核酸的沉降特性及分子量；核酸的粘度；核酸的光学性质；核酸的变性、复性与分子杂交；核酸的酸解与碱解。

第五节核蛋白(略讲)

（三）重点：核酸的结构、理化性质和功能；DNA和RNA的区别。

（四）难点：核酸的结构和理化性质。

第三章酶与辅酶

（一）目的要求：掌握酶的概念、化学本质及作用特点；理解酶的结构和催化机理；熟悉常见的辅酶、辅基的作用；掌握各种因素对酶促反应的影响；了解酶的命名和分类及酶活力的测定；掌握调节酶的特点和作用。

（二）主要内容：

第一节酶的概念与化学本质：酶的化学组成；酶是生物催化剂；酶的分类与命名。

第二节酶的作用机理：酶的活性中心；酶作用的专一性；酶催化高效性与反应活化能；与酶的催化作用有关的因素。

第三节酶促反应动力学：底物浓度对酶促反应速度的影响；pH值对酶促反应速度的影响；温度对酶促反应速度的影响；酶浓度对酶促反应速度的影响；激活剂对酶促反应速度的影响；抑制剂对酶促反应速度的影响。

第四节别构酶、同功酶、核糖酶：别构酶；调节物与调节机理；别构酶主要特点；同功酶；诱导酶；结构酶；核酸酶。

第五节辅酶与辅基：脱氢酯类的辅酶和辅基；a-酮酸脱羧酶类的辅酶---焦磷酸硫胺素(TPP)；酰基转移酶类的辅酶；转氨酶的辅酶；羧化酶的辅酶；转--碳单位酶类的辅酶。

(三)重点：酶的概念和作用特点；酶的结构；影响酶促反应的因素。

(四)难点：酶的结构；影响酶活性的因素；酶的作用机理。

第四章糖类代谢

（一）目的要求：掌握糖代谢的主要途径及其化学过程，了解各种代谢途径的发生场所、意义及其调控。

（二）主要内容：

第一节糖类的概念和功能：糖类物质的概念；糖类物质的功能；糖的分类与结构。

第二节双糖与多糖的代谢：糖核苷酸的作用与形成；蔗糖的代谢；淀粉的代谢；纤维素的代谢。

第三节糖酵解：EMP的化学历程；糖酵解的化学计算；丙酮酸的去路；EMP的调控；糖异生作用。

第四节三羧酸循环：由丙酮酸形成乙酰COA；三羧酸循环的过程；TCA循环的化学计量与生物学意义；三羧酸循环的调控；TCA循环的回补反应。

第五节磷酸戊糖途径：氧化脱羧阶段和非氧化重组阶段；磷酸戊糖途径的生物学意义。

（三）重点：糖酵解与有氧氧化的化学历程与生物学意义；丙酮酸的去路；TCA循环的化学计量；TCA循环的调控。

（四）难点：糖酵解、三羧酸循环的化学过程与能量计算。

第五章生物氧化与氧化磷酸化

（一）目的要求：掌握生物氧化的概念与特点；理解呼吸电子传递链的定位、类型、组分与功能；掌握氧化磷酸化的概念、作用机理、条件与意义；了解末端氧化酶的分类、分布与作用特点；了解细胞中末端氧化酶的种类、为置与特点。

（二）主要内容：

第一节生物氧化概述：生物氧化的概念及特点；生化反应的自由能变化与氧化还原电位；细胞中的高能化合物。

第二节电子传递链：呼吸链的概念与组成；呼吸链成员的排列顺序；呼吸链中电子传递抑制剂。

第三节氧化磷酸化作用：ATP的生成形式；ATP形成的条件及部位；氧化磷酸化机理；细胞中的末端氧化酶；破坏氧化磷酸化作用的因素；线粒体的穿梭系统。

（三）重点：呼吸链的概念、组成与功能；氧化磷酸化概念与机理；破坏氧化磷酸化作用的因素。

（四）难点：呼吸链的概念、组成与功能；氧化磷酸化概念与机理。

第六章脂类的代谢

（一）目的要求：掌握脂肪合成和分解的化学过程及意义，理解脂肪代谢与糖代谢的关系。（二）主要内容：

第一节脂肪的合成代谢：3－磷酸甘油的合成（两条途径）；脂肪酸的生物合成；脂肪的生物合成。

第二节脂肪的分解代谢：脂肪的水解；甘油的氧化分解；脂肪酸的氧化分解。

（三）重点：脂肪分解的过程及产物；脂肪的合成；脂肪代谢与糖代谢的关系。

（四）难点：脂肪酸的合成代谢；脂肪酸的β-氧化。

第七章核酸的代谢

（一）目的要求：了解核酸的组分及其作用；掌握DNA合成的规律、RNA合成的特点及其化学过程；了解水解核酸的酶类及嘌呤、嘧啶环上各原子的来源和核苷酸合成的特点。

（二）主要内容：

第一节核甘酸的生物合成：核糖核甘酸的生物合成；脱氧核糖核甘酸的生物合成。

第二节中心法则

第三节DNA的生物合成：DNA的合成方式—半保留复制；参与DNA复制的酶系统；原核生物DNA复制过程；真核生物DNA复制特点；逆转录；DNA多聚酶链式反应；DNA的损伤和修复。

第四节RNA的生物合成：RNA与DNA生物合成的区别；RNA聚合酶；原核生物RNA的合成过程；真核生物RNA的生物合成特点；RNA转录后的加工；RNA的复制

第五节核酸的降解：核酸的水解；核苷的分解；嘌呤的分解代谢；嘧啶的降解。

（三）重点：DNA的合成及意义，RNA的合成及意义。

（四）难点DNA的合成；RNA转录后的加工。

第七章蛋白质的降解及氨基酸代谢

（一）目的要求：了解蛋白质的分解过程及分解产物；掌握氨基酸代谢的共同途径及其代谢产

物的去路，了解植物体内氨基酸合成的主要途径及氮的来源；了解氨基酸代谢与糖代谢的关系。（二）主要内容：

第一节蛋白质的降解：水解蛋白质的酶类与蛋白质的降解产物。

第二节氨基酸的分解代谢：脱氨基作用；脱羧基作用；羟化作用；合成其它化合物；氨基酸分解产物的代谢。

第三节氨基酸的合成代谢：合成氨基酸的氮源；氨基酸的生物合成；氨基酸代谢与糖代谢的关系。

（三）重点：氨基酸的合成的条件；氨基酸分解的酶、过程与产物。

（四）难点：氨基酸的合成与分解。

第八章蛋白质的生物合成

（一）目的要求：掌握蛋白质合成的组分及其作用，理解蛋白质合成的化学过程及其与核酸代谢

的关系，理解蛋白质合成的生物学意义。

（二）主要内容：

第一节：蛋白质合成体系的组分：mRNA与遗传密码；tRNA（转移核糖核甘酸）的作用；Rrna

与核糖体；蛋白质合成的辅助因子。

第三节蛋白质的合成过程：氨基酸的活化；肽链合成的起始；肽链的延伸；肽链合成的终止与释放。

第四节多肽链合成后的加工：多肽在合成后定向运输；转译后的加工。

（三）重点：蛋白质合成系统的构成及作用；蛋白质合成的化学过程。

（四）难点：蛋白质合成的化学过程

第九章代谢调控

（一）目的要求：掌握植物体内代谢调控的不同水平的主要调控方式，理解代谢调控的意义。

（二）主要内容：

第一节物质代谢的相互联系：代谢途径形成的交叉网络；代谢的单向性和限速反应；细胞结构对代谢途径的分隔调节。

第二节酶活性的调节：酶原激活；酶的共价修饰和级联放大系统；反馈抑制与前馈激活；酶合成的调节

第三节基因表达的调节：基因和基因组；原核生物基因表达的调节；真核生物基因表达调节（略讲）。

（三）重点：酶水平的调节；基因表达的调节。

（四）难点：酶水平的调节。

四、学时分配表

教学时数分配表

五、课程教学的基本要求和主要环节

（一）教学基本要求：

1．注重学科的系统性，帮助学生从学科系统上把握系统知识；

2．授课中注重学生学习能力、学习方法、科学思维、研究能力的培养；

3．及时地将本学科最新研究成果和学科进展补充进教学，教给学生新鲜的、活的知识；

4．教学中注意详略得当，一般性、直观性知识在学生语系基础上略讲，理论性强、较新、较难、补充性知识详讲，一方面培养学生主动学习的能力，另一方面解决学时不足问题；

5．教学中注意理论联系实际，把常识性知识和现象纳入教学举例，增加知识的直观性；

6．可就某一较新的内容范畴布置学生完成小型的文献综述，以拓展知识面，提高学生能力。

（二）教学主要环节

1．理论教学：以多媒体教学为主要方式。课前布置预习，课后布置思考题以巩固和扩展课堂教学的内容；每轮教学结合教学内容布置一次文献综述；

2．考试及成绩构成：采取期末闭卷考试形式，期末成绩占课程成绩的70～100%；平时成绩可通过章节测验、写专题综述、课程论文等形式确定，占0～30%。

六、本课程与其它课程的联系与分工

《物理学》、《化学》、《分析化学》、《植物学》等是本课程重要的前导课程，本课程同时是《植物生理学》、《生理生化实验》、《细胞生物学》、《分子生物学》等课程的基础，与后续课程有一定的交叉和联系。

1．与植物生理部分的联系与分工：有关光合作用的生化过程完全放到植物生理部分中，本课程不再涉及；有关生物氧化的内容，包括呼吸链、氧化磷酸化机理（不包括光合磷酸化机理）、末端氧化酶等完全放在本课程中，生理部分不再涉及；氨基酸合成放到本部分，但硝态氮还原仍在生理部分讲。

2．与《细胞生物学》、《分子生物学》的联系：因该两门后续课程是在不同层面上涉及核酸的结构、蛋白质合成等内容，与本课程不够成冲突和重复。

七、建议教材与参考教材

建议教材：

理论教材：白宝璋主编《植物生理生化（上）》第三版，中国农业科技出版社，2005.参考教材：

1.王镜岩、朱圣庚等：生物化学（上、下）北京：高等教育出版社200

2.

2．魏述众：生物化学北京：中国轻工业出版社1996

3．阎龙飞、李明启：基础生物化学.北京：农业出版社，1985

4．聂剑处等：生物化学简明教程（第二版）.北京：高等教育出版社，1988

5. 沈同等：生物化学.北京：人民教育出版社，1980

6. 朱玉贤、李毅：现代分子生物学北京：高等教育出版社，2002

7. 余叔文：植物生理与分子生物学.北京：科学出版社，1992

8. 阎龙飞、张玉麟：分子生物学（第二版）.北京：中国农业大学出版社，1997

9.翟中和、王喜中等：细胞生物学北京：高等教育出版社，2000

10．植物生理与分子生物学报

八、责任人

撰稿人：郭守华

参加人：杨晴

审核人：杨晓玲