(整理)植物生理学大纲

植物生理学大纲一、前言植物生理学是生物专业和植物生产类各专业的一门专业基础课，也是高等农林院校本科生物系列课程中的骨干课程。

它是我校生命科学相关专业本科生必修的专业基础课程，总学时51，重点讲授各生理过程的基本概念、基本理论、重要机理，以及环境因素对各生理过程的影响和调节作用的基础上，注意和农业生产间的联系，使植物生理学真正成为合理农业的理论基础。

二、课程的性质、地位和任务植物生理学是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的一门科学。

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，表现出种子萌发、生长、运动、开花、结果等生长发育过程。

这些生命活动是相互联系、相互依赖和相互制约的。

近年来，随着研究的不断深入，植物生理学正朝着宏观和微观两个方向发展，从宏观上转向生态、环境研究，微观上把植物体的各种生理活动、物质、能量、信息的转化还原到细胞和分子水平。

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。

三、教学的基本要求和方法植物生理学是属于基础理论学科，也是一门实验学科，实践性很强。

对植物生理学教学的基本要求是尽量利用现代教学手段系统讲授植物生命活动中各种基本代谢，并在此基础上讲授从合子形成经种子、幼苗、营养生长直到开花、结果的整个生活周期中，植物在遗传因子控制和外界环境影响下，如何通过物质代谢、能量代谢和信息传递，在一定的时间、空间、有序进行生长发育的规律机理。

在教学中首先要注意使学生建立历史的观点、发展的观点，了解植物生理学的过去、现在和将来，又要知道本学科的发展方向。

启发学生重视植物生理学研究中的思想方法和创新精神，学会查阅国内外科技文献，注意了解学科发展的新成就，新动向。

学习前人总结理论知识的基础上，提出问题，分析问题，独立思考，进行自己的探索。

注意辩证思维，把握知识间的内在联系。

其次，在教学中一定要教育学生坚持理论联系实际详细讲解并启发学生认真学习植物生理学中有关研究的实验设计思想、方案、方法和实验结果及结果分析。

在某种意义上说它比学习一项研究的结论更加重要。

同时，教育学生要学好实验课，验证和丰富课堂理论，掌握科学实验方法，加强实验技能的训练。

同时要注意与农业生产的联系，到生产实践中去发现问题解决问题。

四、授课教材和主要参考书本大纲以潘瑞炽主编的《植物生理学》（第四版）为基础教材。

王忠主编的《植物生理学》和李合生主编的《现代植物生理学》为参考教材。

五、学分和学时分配总学时51（实验24学时独立开设），各章节学时安排如下：结论1学时，植物水分代谢5学时，植物的矿质营养5学时，植物的光合作用9学时，植物的呼吸作用4学时，植物体内有机物的运输2学时，植物生长物质6学时，光形态建成1学时，植物的生长生理5学时，植物的生殖生理5学时，植物的成熟和衰老生理4学时，植物的抗性生理4学时。

六教学内容及学时分配绪论（1学时）本章重点：植物生理学的研究内容、发展简史及其和农业生产的关系讲授内容：一、植物生理学的研究对象和任务二、植物生理学的产生、发展和展望三、植物生理学是合理农业的基础第一章植物的水分代谢（5学时）本章重点：水在植物生命活动中的意义和水在细胞中的形态；水势概念、植物对水分的吸收、传导和散失的过程及影响这个过程的环境因素；合理灌溉的生理基础。

讲授内容：一、水在植物生活中的重要性1、水的性质及其在生命活动中的作用、植物的生理需水和生态需水2、植物体内水分存在的状态及其代谢和抗性的影响二、水分的运动及水分进入植物细胞1、水势：水势的概念；水势及其组分；植物细胞中的水势及其和细胞体积的关系2、细胞的渗透现象、质壁分离及复原。

3、相邻细胞间的水分运转、器官间水分运输、植物与环境间水分移动。

4、水分进入细胞的途径三、植物根系对水的吸收1、根系吸水的部位；根毛的寿命和作用2、根系吸水的动力——主动吸水，吐水与伤流，根压及其产生原因；被动吸水，蒸腾拉力及其变化。

3、影响根系吸水的环境因素：土壤水分形态；土壤温度；土壤溶液浓度四、蒸腾作用1、蒸腾作用的生理意义和量的指标2、植物的蒸腾部位：全身蒸腾、皮孔蒸腾、叶片蒸腾（角质层蒸腾、气孔蒸腾）3、气孔的结构及其调节机理☉气孔的大小数目和分布☉气孔的蒸腾过程☉气孔的开关调节4、蒸腾的非气孔调节5、影响蒸腾作用的环境因素——光照、温度、湿度、风等；蒸腾作用的昼夜变化。

五、植物体内水分的运输1、水分的运输途径——短距离（共质体—质外体）；远距离（木质部输导组织）。

2、水分沿导管和管胞上升的动力。

六、合理灌溉的生理基础1、作物的需水规律和合理灌溉增产的原因。

2、合理灌溉的指标：形态指标；生理指标（气孔开度、叶片水势或溶质势、叶片含水量）。

3、改进灌溉方法和节水栽培的生理基础。

第二章植物的矿质培养（5学时）本章重点：植物营养元素的生理作用、缺素症及其诊断；植物营养元素的吸收机理、影响吸收利用的因素和合理施肥的生理学原则。

讲授内容：一、植物必需的矿质元素1、植物体内的元素，植物营养必需元素的研究方法和植物营养必需元素。

2、植物必需的营养元素的生理作用及其缺乏病症——以N、P、K三要素为重点逐一介绍十六种必需元素。

3、作物缺素症的诊断——化学分析法、病症诊断法、加入诊断法。

二、植物对矿质元素的吸收1、矿质元素进入细胞的形态和动力☉被动吸收：扩散、杜南平衡☉主动吸收：载体学说、离子泵及机理、胞饮和胞吞作用2、根系对矿质元素的吸收☉吸收特点：水分和盐分的相对吸收、离子的选择吸收；生理酸性盐、生理碱性盐、生理中性盐、单盐毒害、离子对抗和平衡溶液。

☉吸收的过程☉影响根系吸收的环境因素3、地上部对矿质元素的吸收、植物的根外营养三、矿质元素在植物体内的运输、分布和利用1、运输的形式、途径和速度；2、元素进入植物体中的分布、利用和再利用；3、植物体中矿质元素的流失。

四、合理施肥的生理基础1、作物的需肥规律；2、施肥指标：形态观察、土壤分析、叶分析、酶分析；3、改进施肥方法、提高施肥效益。

第三章光合作用（9学时）本章重点：光合作用中光能如何转变为化学能；CO2如何转变为糖，光呼吸过程及其评价，C3植物和C4植物差别，影响光合作用的因素及提高光能利用效率的农业措施。

讲授内容：一、光合作用的意义二、叶绿体及叶绿体色素1、叶绿体的结构和成分；2、叶绿体色素的种类和主要理化性质；☉叶绿素☉类胡萝卜素3、叶绿素的合成及其影响条件。

三、光合作用机理1、原初反应☉原初反应和光合单位☉聚光色素和作用中心色素☉原初反应的能量吸收、传递和转换2、电子传递和光合磷酸化☉两个光系统的发现，PSⅠ和PSⅡ的组成和特性☉ Z形电子传递链☉希尔反应和光合放氧☉光合磷酸化（非环式、环式和假环式），同化力的形成。

3、光合碳同化☉光合碳循环：CO2的固定、磷酸甘油酸还原为三碳糖、RuBP再生；☉ C4—二羧酸途径：CO2的羧化、C4酸的转移、释放和进入C3途径、PEP再生；☉景天科植物酸代谢途径。

4、光呼吸：☉乙醇酸代谢途径☉光呼吸的生理意义及其调控四、C3和C4植物光合特征（形态、结构差异及生理生化特点比较）五、光合强度指标及其研究方法1、表观光合强度（速率）、真正光合强度、净同化率；2、光合速率的测量原理和方法。

六、影响光合作用强度的环境因素光照、CO2、温度、矿质营养、水分、光合强度的日变化及其调节。

七、植物对光能的利用效率和提高光效的农业措施1、光能利用率概念、不同作物的光能利用率2、光合作用与作物产量☉光合面积、光合强度、光合时间、光合产物的转移与分配。

第四章植物的呼吸作用（4学时）本章重点：植物呼吸作用（物质代谢）、电子传递和末端氧化的多条途径及其适应意义，呼吸代谢的调控，影响呼吸的环境条件极其与农业生产的关系讲授内容：一、植物呼吸的类型及意义二、呼吸代谢途径及其适应性1、简述EMP、TCA、PPP的适应意义，代谢途径的调节；2、简述呼吸过程中氢及电子传递和末端氧化的多条途径及其适应意义；3、ATP的形成、能荷及其在植物生长发育中的调节作用。

三、呼吸作用量的指标和影响呼吸作用的环境因素1、呼吸速率和呼吸商测定的原理和方法，影响呼吸速率和呼吸商的内部因素；2、温度、O2、CO2、水分、机械损伤对呼吸速率的影响。

四、呼吸作用与农业生产1、呼吸与栽培：催芽、田间管理，合理灌溉、排水措施；2、呼吸作用与贮藏：种子的安全含水量，贮藏条件；3、呼吸作用与果实贮藏：呼吸跃变（机理在第九章讲述）。

第五章植物体内有机物的运输（2学时）本章重点：了解植物体内有机物运输分配的机理，掌握有机物分配的源—库的辩证关系及其调控。

讲授内容：一、有机物运输的一般情况1、运输途径2、运输方向3、运输的速度和形式4、韧皮部装载和卸出5、运输的机理——压力流动学说6、外界条件（温度、光照、矿质营养、植物激素）和有机物运输的关系二、有机物的分配1、分配方向：生长中心、代谢源和代谢库、就近运输、同侧运输；2、分配规律：供应能力、竞争能力、运输能力。

三、植物体内信号的传导1、胞间信号的传递2、膜上信号的转换3、胞内信号的传导4、蛋白质的磷酸化和去磷酸化第六章植物激素和生长调节剂（6学时）本章重点：五大类植物激素的代谢、作用机理和生理作用、人工生长调节剂及其应用原理。

讲授内容：一、生长素：生长素的发现，化学结构、分布、传导、生物合成、代谢、作用机理、生理作用和人工合成生长素类的应用。

二、赤霉素：赤霉素的发现、化学结构、分布、运输、生物合成、作用机理、生理作用和应用。

三、细胞分裂素：细胞分裂素的发现、化学结构、分布、运输、生物合成、作用机理、生理作用和应用。

四、脱落酸：脱落酸的发现、化学结构、分布、运输、生物合成、作用机理、生理作用和应用。

五、乙烯：乙烯的发现、分布、生物合成、作用机理、生理作用和应用。

六、生长抑制物质☉生长抑制剂：JA、MH、整形素☉生长延缓剂：CCC、Pix、B9、PP333七、其他天然的植物生长物质☉油菜素内酯、多胺、茉莉酸、水杨酸。

八、植物生长物质在农业生长上的应用☉植物激素间的相互作用☉应用生长调节剂的注意事项第七章植物的生长生理（6学时）本章重点：种子萌发过程的生理变化和萌发的环境条件、植物生长的基本特性及其调节、光敏色素的化学性质、光化学转换和生理作用讲授内容：一、种子的萌发1、影响种子萌发的外界环境条件2、种子萌发过程中的生理生化变化3、种子的寿命和老化二、细胞的生长和分化：细胞的分裂生理、生长生理、分化生理、植物的组织培养。

三、植物的生长1、植物生长的周期性：植物生长曲线和生长大周期、植物生长的温周期和季节周期。

2、植物生长的相关性：地下部与地上部相关、主茎和侧枝及主根和侧根的相关、营养生长与生殖生长相关、植物的极性与再生。