植物生理学考试大纲

 

 

第一部分理论教学

一、内容提要

植物生理学是研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的科学。植物的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，表现出种子的萌发、营养器官的生长、开花、受精、果实和种子的成熟等生长发育过程。

通过该课程的学习，可让学生系统掌握研究植物生命活动规律及其调控的方法和技术，学会用严谨的科学实验手段认识和分析生命现象和规律，创造性地调控植物生理功能，培养学生将植物生理学理论与相关基础课程理论相结合、并灵活应用于生物技术、生物科学和农学研究和实践中的能力。

二、选用教材

潘瑞炽主编. 植物生理学(第7 版). 北京: 高等教育出版社出版,2012三、教学内容

(一) 绪论

1 植物生理学的定义、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

重点：植物生理学的定义和任务，植物生理学的产生和发展和植物生理学的展望。

难点：植物生理学的定义。思考题：

1、为什么说“植物生理学是农业的基础学科”？

2、随着生命科学的发展，植物生理学的发展趋势将如何？

3、植物生理学的定义是什么？根据你所知的事实，举例分析讨论之。

(二) 第一章 植物的水分生理

1 植物对水分的需要

1.1 植物的含水量

1.2 植物体内水分存在状态

1.3 水分在植物生命活动中的作用

2 植物细胞对水分的吸收

2.1 水分跨膜运输的途径

2.2 水分跨膜运输的原理

2.3 细胞间的水分移动

3 根系吸水和水分向上运输

3.1 土壤中的水分

3.2 根系吸水

3.3 水分向上运输

4 蒸腾作用

4.1 蒸腾作用的生理意义、部位和指标

4.2 气孔蒸腾

4.3 影响蒸腾作用的因素

5 合理灌溉的生理基础

5.1 作物的需水规律

5.2 合理灌溉的指标

5.3 节水灌溉的方法

重点：水势，细胞的水势，细胞吸水的方式，根系吸水的途径和动力，水分运输的途径和动力，气孔运动的机理，合理灌溉。

难点：细胞水势的概念和根系吸水的途径和机理，气孔运动的机理。思考题：

1、讨论水势、渗透势、压力势和衬质势在细胞吸水过程中的作用。

2、分析根系吸水的途径和动力？

3、植物叶片气孔运动机制如何？

4、利用细胞质壁分离和质壁分离复原的实验可解决哪些问题？

(三) 第二章植物的矿质营养

1 植物必需的矿质元素

1.1 植物体内的元素

1.2 植物必需矿质元素的确定

1.3 植物必需矿质元素的生理作用

1.4 作物缺乏必需矿质元素的诊断方法

2 细胞对矿质元素的吸收

2.1 生物膜

2.2 离子的跨膜运输

3 植物体对矿质元素的吸收

3.1 植物吸收矿质元素的特点

3.2 根部对土壤矿质元素的吸收

3.3 影响跟部吸收矿质元素的条件

3.4 叶片对矿质元素的吸收

4 矿质元素的运输和利用

4.1 矿质元素运输的形式

4.2 矿质元素运输的途径

4.3 矿质元素在植物体内的利用

5 植物对氮、硫、磷的同化

5.1 氮的同化

5.2 硫酸盐的同化(自学)

5.3 磷酸盐的同化(自学)

6 合理施肥的生理基础

6.1 作物的需肥规律

6.2 合理追肥的指标

6.3 发挥肥效的措施

重点：植物必需的矿质元素及生理功能，生物膜的基本结构和特性，植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理，矿质元素在植物体内的运输和分布，

植物对氮、硫和磷的同化过程，合理施肥的生理基础。

难点：生物膜的基本结构，植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理，氮在植物体内的同化过程

思考题：

1、植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需要这些元素？

2、试述植物叶片将硝态氮同化为氨基酸的过程。

3、植物对水分和矿质的吸收有什么关系？是否完全一致？

4、植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？

5、简述生物膜的结构特点和特性？

(四) 第三章 植物的光合作用

1 光合作用的重要性

2 叶绿体及其色素

2.1 叶绿体的结构和成分

2.2 光合色素的化学特性

2.3 光合色素的光学特性

2.4 叶绿素的合成及降解

3 光合作用过程

3.1 原初反应

3.2 电子传递和光合磷酸化

3.4 碳同化

4 C3、C4 与CAM 植物的光合特性比较

4.1 叶片结构

4.2 生理特性

5 光呼吸

5.1 光呼吸的途径

5.2 光吸吸的生理功能

6 影响光合作用的因素

6.1 外界条件对光合速率的影响

6.2 内部因素对光合速率的影响

7 植物对光能的利用

7.1 植物的光能利用率

7.2 提高光能利用率的途径

重点：光合作用的总反应式和重要性，叶绿体的结构和功能；光合色素的化学与光学特性，光合作用的原初反应、电子传递与光合磷酸化和碳同化的过程，光呼吸的途径和生理功能，C3、C4、CAM 植物的光合特性，影响光合作用的因素。

难点：光合作用的原初反应、电子传递与光合磷酸化和碳同化的过程，

C3、C4、CAM 植物的光合特性差别。思考题：

1、光合作用的O2 是如何产生的，

2、从光呼吸的代谢途径看来，光呼吸有什么意义？

3、为什么说“光合作用是地球上重要的化学反应”？

4、简述光合作用的过程以及光反应与暗反应的关系。

5、论述环境因素对光合作用的影响？

6、C3、C4、CAM 植物的光合特性有何区别？

(五) 第四章 植物的呼吸作用

1 呼吸作用的概念和生理意义

1.1 呼吸作用的概念

1.2 呼吸作用的生理意义

2 呼吸代谢途径

2.1 糖酵解

2.2 发酵作用

2.3 三羧酸循环

2.4 戊糖磷酸途径

3 电子传递与氧化磷酸化

3.1 电子传递

3.2 氧化磷酸化

3.2 末端氧化酶

3.3 线粒体外的末端氧化酶

4 呼吸过程中能量的贮存和利用

4.1 贮存能量

4.2 利用能量

4.3 光合作用和呼吸作用的关系

5 呼吸作用的调节和控制(自学)

5.1 巴斯德效应和糖酵解的调节

5.2 三羧酸循环的调节

5.3 腺苷酸能荷的调节

6 呼吸作用的指标及影响因素

6.1 呼吸作用的指标

6.2 内部因素对呼吸速率的影响

6.3 外界条件对呼吸速率的影响

7 呼吸作用与农业生产

7.1 呼吸作用与作物栽培

7.2 呼吸作用与粮食贮藏

7.3 呼吸作用与果蔬贮藏

重点：呼吸作用的概念和生理意义，光合作用与呼吸作用的关系，植物呼吸代谢的多样性及其与环境的关系，影响呼吸作用的因素；呼吸作用原理在作物栽培和粮食贮藏中的应用。

难点：植物呼吸代谢的多样性(包括呼吸代谢途径、呼吸链电子传递系统、末端氧化酶)及其与环境的关系。

思考题：

1、植物的光合作用与呼吸作用的有什么关系？

2、在粮食、果疏的贮藏中，为了保质保鲜，可采用哪些方法调控其呼

吸作用。

3、请设计一个证明植物具有呼吸作用的实验。

4、植物呼吸作用有哪些途径？

5、用很低浓度的氰化物和叠氮化合物或高浓度的CO 处理植物，植物很快会发生伤害，试分析该伤害的原因是什么？

(六) 第五章 植物同化物的运输

1 同化物运输的途径

1.1 运输途径和方向

1.2 运输的速率和汁液成分

2 韧皮部装载

2.1 质外体途径

2.2 共质体途径

3 韧皮部卸出

3.1 同化产物卸出途径

3.2 依赖代谢进入库细胞

4 韧皮部运输的机理

4.1 压力流学说

4.2 胞质泵动学说

4.3 收缩蛋白学说

5 同化物的分布

5.1 配置

5.2 分配

重点：植物体内有机物运输的途径、速率和溶质种类，有机物在韧皮部装载和韧皮部卸出的过程，有机物在韧皮部运输的机理，同化物的分配方向。

难点：有机物在韧皮部装载和卸出的过程；有机物在韧皮部运输的机理。思考题：

1、目前被普遍公认的有机物运输的机制假说是哪一个？其要点是什

么？

2、植物体内同化物的分配有何规律？

3、研究韧皮部运输机理研究方法有哪些？

(七) 第六章植物的次级代谢产物(自学)

(八) 第七章细胞信号转导(自学)

(九) 第八章植物生长物质

1 生长素类

1.1 生长素的种类和化学结构

1.2 生长素在植物体内的分布和运输

1.3 生长素的生物合成和降解

1.4 生长素的信号转导途径

1.5 生长素的生理作用

2 赤霉素类

2.1 赤霉素的结构和种类

2.2 赤霉素的分布和运输

2.3 赤霉素的生物合成与代谢

2.4 赤霉素的信号转导途径

2.5 赤霉素的生理作用和应用

3 细胞分裂素类

3.1 细胞分裂素种类和结构

3.2 细胞分裂素分布和运输

3.3 细胞分裂素的生物合成和代谢

3.4 细胞分裂素的信号导途径

3.5 细胞分裂素的生理作用

4 乙烯

4.1 乙烯的分布、生物合成和代谢

4.2 乙烯的信号转导途径

4.3 乙烯的生理作用和应用

5 脱落酸

5.1 脱落酸化学结构和分布

5.2 脱落酸的生物合成、代谢和运输

5.3 脱落酸的信号转导途径

5.4 脱落酸的生理作用

6 其它天然的植物生长物质

6.1 油菜素甾醇类

6.2 茉莉酸

6.3 水杨酸

6.4 多胺

7 植物生长调节剂

7.1 植物生长促进剂

7.2 植物生长抑制剂

7.2 植物生长延缓剂

重点：植物激素的结构、种类、生物合成与代谢过程、生理作用、作用机理及应用，植物生长调节剂的种类、结构、作用机理。

难点：植物激素的生物合成与代谢过程和作用机理。思考题：

1、列表比较五大类植物激素的生理效应。

2、在调控植物的生长发育方面，五大类植物激素之间在哪些方面表现出增效作3、用或颉颉作用？

4、农业上常用的生长调节剂有哪些？在作物生产上有哪些应用？

5、根尖和茎尖的薄壁细胞有哪些特点与生长素的极性运输是相适应

的？

(十) 第九章植物的生长生理

1 种子的萌发

1.1 种子萌发的生理生化变化

1.2 种子的寿命

2 细胞生长生理

2.1 细胞分裂生理

2.2 细胞伸长生理

2.3 细胞分化生理

3 植物营养器官生长

3.1 营养器官的生长特性

3.2 影响营养器官生长的条件

4 植物生长的相关性

4.1 根和地上部的相关性

4.2 主茎和侧枝的相关

4.3 营养生长和生殖生长的相关

5 植物的光形态建成

5.1 光敏色素的发现和种类

5.2 光敏色素的分布与生理作用

5.3 蓝光和紫外光反应

6 植物的运动

6.1 向性运动

6.2 感性运动

6.3 生理钟

重点：种子萌发的外界条件和生理生化变化；细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和细胞分化的生理；植物营养器官的生长特性和影响营养器官生长的条件，植物器官生长的相关性；植物生长的向性运动和感性运动。 难点：细胞分裂的生理、细胞伸长的生理和细胞分化的生理。植物细胞程序性死亡，植物生长相关性的原因，植物生长的向性运动。

思考题：

1、试述光照对植物生长的影响。

2、为什么植物具有向光性和向重力性生长？

3、营养生长和生殖生长的相关性如何？如何协调以达到栽培上的目

的？

4、生长素是如何促进细胞生长的？

(十一) 第十章 植物的生殖生理

1 幼年期

1.1 幼年期的特征

1.2 提早成熟

2 成花诱导

2.1 春化作用

2.2 光周期现象

3 花原基和花器官原基的形成

3.1 花原基的形成

3.2 花器官原基的形成

3.3 影响花器官形成的条件

3.4 植物性别的分化

4 受精生理

4.1 花粉的成分、寿命和贮存

4.2 柱头的生活能力

4.3 外界条件对授粉的影响

4.4 花粉萌发和花粉管伸长

4.5 受精后雌蕊的代谢变化

4.6 自交不亲和性

重点：植物花发育的过程，植物的春化作用与光周期现象，光敏色素的化学性质和光化学转换，花器官发育的基因调控与影响条件，花粉萌发和花粉管伸长，自交不亲和性。

难点：植物花发育的过程，植物的春化作用和光周期现象，光敏色素的光化学转换，花器官发育的基因调控，自交不亲和。

思考题：

1、如何用实验证明植物感觉低温和光周期的部位？

2、为什么说光敏色素在植物的成花诱导中起重要作用？

3、根据所学生理学知识，简要说明从远方引种要考虑哪些因素才能成

功？

4、论述植物花器官发育的 ABC 模型。

(十二) 第十一章植物的成熟和衰老生理

1 种子成熟生理

1.1 主要有机物的变化

1.2 其他生理变化

1.3 外界条件对种子成熟和化学成分的影响

2 果实成熟生理

2.1 果实的生长

2.2 呼吸骤变

2.3 肉质果实成熟时的色、香、味变化

2.4 果实成熟时植物激素的变化

3 植物休眠的生理

3.1 种子休眠的原因和破除

3.2 延存器官休眠的打破和延长

4 植物衰老的生理

4.1 衰老时的生理生化变化

4.2 影响衰老的条件

4.3 植物衰老的原因

5 程序性细胞死亡(自学)

5.1 程序性细胞死亡发生的种类

5.2 程序性细胞死亡的特征

5.3 程序性细胞死亡机理

6 植物器官的脱落

6.1 环境因子对脱落的影响

6.2 脱落时细胞及生化变化

6.3 脱落与植物激素

重点：种子、成果实成熟时的生理生化变化；种子的休眠和调控；植物的衰老的原因、植物器官脱落的细胞及生化变化。

难点：果实的呼吸跃变，种子休眠的调控，植物的衰老和植物器官的脱落的机理。

思考题：

1、试比较种子萌发和种子成熟时的生理生化变化

2、肉质果实成熟期间在生理生化上有哪些变化？

3、试述植物激素在种子休眠和植物衰老、脱落过程中的作用。

(十三) 第十二章 植物的抗性生理

1 抗性生理通论

1.1 逆境对植物的伤害

1.2 植物对逆境的适应

2 植物的抗冷性

2.1 冷害过程的生理生化变化

2.2 冷害的机制

2.2 影响冷害的内外因素

3 植物的抗冻性

3.1 植物对冻害的生理适应

3.2 冻害的机制

3.3 内外因素对植物抗冻性的影响

4 植物的抗热性(自学)

4.1 高温对植物的危害

4.2 内外因素对耐热性的影响

5 植物的抗旱性

5.1 干旱对植物的伤害

5.2 作物抗旱性的形态、生理特征

5.4 提高作物抗旱性的途径

6 植物的抗涝性

6.1 涝害对植物的伤害

6.2 植物对涝害的适应

7 植物的抗盐性

7.1 盐胁迫对植物的伤害

7.2 植物对盐胁迫的适应

8 植物的抗病性(自学)

重点：植物抗性生理通论；植物的抗冷性、植物的抗冻性、植物的抗旱性、植物的抗涝性、植物抗盐性的生理过程。

难点：植物对逆境的生理生化反应，逆境伤害植物的机理，植物对逆境的适应。

思考题：

1、生物膜在植物抗逆胁迫中有何作用？

2、冷害是怎样伤害植物的？

3、为什么脱落酸在交叉适应中起作用？

4、提高植物抗逆性的途径？

 

 

第二部分实验教学

 

 

一、实验目的及要求

植物生理学实验帮助学生验证、巩固和加深对植物生理学基础理论的理解和认识，使学生学会恒温水浴锅、真空泵、分光光度计、电导率仪等多种仪器的操作使用,熟练掌握硝酸还原酶、可溶性糖、游离脯氨酸等重要的植物生理指标的测定方法。通过植物生理学实验的教学，培养学生严谨的科学态度和缜密的思维方式，提高学生动手操作、观察问题、发现问题、分析问题和解决问题的能力，锻炼学生开展科学研究和撰写科学论文的能力。

二、教材及参考书