2025 年版

广西高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称:植物生理生化
课程代码:14669
第一部分 课程性质与课程目标
一、课程性质和特点
“植物生理生化 ”是高等教育自学考试农学(专升本)专业的重 要专业基础课。它融合了植物生理学与生物化学的基础理论和知识, 主要研究植物生命活动规律及其与环境相互关系,以及植物体内物质 代谢和能量转化的基本原理,为后续学习专业课程及从事农业生产实 践奠定坚实的理论基础。
本课程学科交叉性强,理论性和前沿性强、实践性突出。融合植 物生理学与生物化学,揭示生命活动的物质能量基础,融入植物信号 转导、基因工程等现代生物技术,强调生理生化知识在农业生产(如 抗逆栽培、营养调控)中的应用。
二、课程目标
知识目标:掌握植物细胞及生物大分子(核酸、蛋白质)结构与 功能,理解酶促反应动力学规律。掌握水分生理、矿质营养、光合作 用、呼吸作用等基本生理过程机制和植物体内物质代谢的途径,熟悉 植物生长物质的种类、生理作用及其在农业生产中的应用。了解植物 生长发育的规律,包括种子萌发、营养生长、生殖生长等过程的生理 变化。
能力目标:运用植物生理生化知识分析和解释植物生长发育过程 中各种现象,运用所学知识制定合理的农业生产措施、解决农业生产 问题,如灌溉、诊断施肥、应用光周期理论调控花期,利用抗逆生理 指导作物栽培等。
素质目标:培养学生科学思维和生态意识、增强学生的团队合作 和创新精神,提高学生对农业科学的兴趣和热爱,培养学生的专业认 同感和责任感。
三、课程重点
本课程的重点内容包括:植物细胞和生物大分子的结构与功能、 酶的作用与调控、植物的水分生理和矿质营养、光合作用与呼吸作用 的能量转换机制、植物激素的信号转导与生长调节效应、植物的抗逆 性生理和生长发育调控(春化作用、光周期现象)等。
第二部分 考核目标
本课程在考核目标中,按照识记、领会和应用三个层次规定其应 达到的能力层次要求。三个能力层次是递进关系,各能力层次的含义 如下:
识记:准确识别和记忆课程中的基本概念、专业术语、基本原理 和过程等基础知识。
领会:在识记的基础上,能够深入理解课程中的基本原理、机制 及内在联系,把握其内涵和外延(如光合磷酸化机制、春化作用条件), 能够对相关知识进行解释、举例说明和归纳总结。
应用:能够综合运用所学知识分析现象(如诊断缺素症、解释果 实成熟机制)和解决植物生理生化领域的实际问题,提出合理的解决 方案(如设计调控植物生长的措施)。
第三部分 课程内容与考核要求
绪论
一、学习目的与要求
掌握植物生理生化的定义、研究内容及发展历程,理解其与农业 生产的关联,明确学科学习目标。
二、课程内容
1.植物生理生化的概念及内容
2.植物生理生化的发展
3.植物生理生化与生产实践
三、考核知识点与考核要求
1.学科基本概念
识记:植物生理生化的定义;三大研究领域(物质代谢、能量转 换、信息传递)。
领会:生理学与生物化学的交叉关系。
应用:举例说明学科在杂交水稻育种中的作用。
2.发展与实践意义
识记:里程碑人物(卡尔文、克里克)。
领会:基因工程对传统生理研究的革新。
应用:分析植物生理生化在解决粮食危机中的作用。
四、本章重点
植物生理生化的学科交叉性、研究范畴;学科在农业生产中的实 践价值。
第一章 植物的生物大分子
一、学习目的与要求
通过本章学习,理解并掌握核酸、蛋白质、糖类、脂类等生物大 分子的基本组成、结构特征和生物学功能,理解它们在植物生命活动 中的重要作用,为后续学习生理代谢、信号转导和遗传信息表达等内 容奠定理论基础。
二、课程内容
1.植物生命的分子基础。介绍生物大分子在植物生命活动中的核 心地位,以及它们之间的相互联系。
2.核酸。包括核酸的种类(DNA 和RNA)、在植物细胞中的分 布和主要功能;核酸的基本构成单位核苷酸的结构;核酸的一级结构、 二级结构(如 DNA 的双螺旋结构、RNA 的常见结构);核酸的理化 性质(如紫外吸收特性、变性与复性等)。
3.蛋白质。涵盖蛋白质的基本构成单位氨基酸的结构特点、分类; 蛋白质的一级结构、二级结构 ( α- 螺旋、 β- 折叠等)、三级结构 和四级结构;蛋白质的理化性质(如两性电离、胶体性质、变性与凝 固等);蛋白质的分类(按功能、结构等)和在植物体内的主要功能 (催化、结构、运输、调节等)。
4.糖类。包括糖类的生物学功能(提供能量、构成细胞结构、信 息传递等);植物体内的糖类(单糖、寡糖、多糖如淀粉、纤维素、 果胶等)的种类和特点。
5.脂类。涉及脂类的生物学功能(储能、构成生物膜、信号分子 等);植物体内的脂类(脂肪、磷脂、固醇、蜡等)的种类和特性。
三、考核知识点及考核要求
1.植物生命的分子基础
识记:生物大分子的概念,植物体内主要的生物大分子种类。 领会:生物大分子在植物生命活动中的核心作用及相互联系。
应用:从分子水平理解植物生命活动的物质基础。
2.核酸的结构与功能
识记:DNA 和 RNA 的种类、分布;核苷酸的组成;DNA 双螺 旋结构的主要特点;核酸的紫外吸收波长(260nm)。
领会:核酸的功能(储存和传递遗传信息等);核酸变性与复性 的原理及意义。
应用:解释 DNA 作为遗传物质的结构基础,分析核酸性质在分 子生物学技术中的应用。
3.蛋白质的结构与功能
识记:蛋白质的基本构成单位(20 种氨基酸通式、分类、必需 氨基酸与非必需氨基酸等)、氨基酸肽键概念、蛋白质的一级至四级 结构的特点;蛋白质变性的概念及条件(高温、强酸)。
领会:蛋白质在植物生命活动中的作用。蛋白质的结构与功能之 间的关系(空间结构与酶活)。
应用:分析植物体内特定蛋白质(如酶、结构蛋白)的功能与其 结构的联系,解释高温对蛋白质功能的影响。根据酶蛋白活性中心结 构解释抑制剂设计原理。
4.糖类的生物学功能
识记:植物体内主要糖类的种类(单糖、双糖、多糖)代表物质 及其分子式。
领会:糖类的生物学功能在植物生长发育中的体现(如淀粉与纤 维素结构差异决定功能差异淀粉作为储能物质,纤维素构成细胞壁)。
应用:说明不同糖类在植物代谢和结构组成中的作用(如蔗糖在 植物体内的运输功能);通过碘显色反应快速鉴定植物组织淀粉含量。
5.脂类的生物学功能
识记:植物体内脂类及组成(脂肪、脂肪酸、甘油三酯、磷脂、 固醇等)基本结构。
领会:脂类的生物学功能(如磷脂构成生物膜的基本骨架,脂肪 作为储能物质),生物膜流动性与磷脂不饱和度的关系。
应用:分析植物种子中脂肪的积累与分解对种子萌发的意义,解 释生物膜脂类组成与膜功能的关系。
四、本章重点
DNA 双螺旋结构;蛋白质空间层次;淀粉与纤维素结构差异; 生物膜磷脂双分子层特点。
第二章 酶
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应理解酶的概念、作用特点及分类命名方式, 掌握酶的化学组成、结构特点以及维生素与辅酶或辅基的关系,明确 酶的作用机制和酶促反应动力学的基本规律,能够运用酶的相关知识 分析植物体内代谢反应的调控机制。
二、课程内容
1.酶的概念与作用特点。包括酶的定义,酶的分类(按催化反应 类型等)与命名规则,酶作用的作用特点(高效性、专一性、可调节 性等)。
2.酶的组成与结构。涵盖酶的化学组成(单纯酶、结合酶),酶 的结构(活性中心、必需基团等),以及维生素作为辅酶或辅基的作 用。
3.酶的作用机制。涉及酶的中间产物理论,酶与底物结合的几种 学说(锁钥学说、诱导契合学说等)。
4.酶促反应的动力学。包括酶促反应速度的表示方法与酶活力单 位的定义,影响酶促反应速度的因素(底物浓度、酶浓度、温度、pH 值、抑制剂、激活剂等)。
三、考核知识点及考核要求
1.酶的概念与作用特点
识记:酶的概念,酶的主要分类方式(六大类)和命名规则,酶 作用的基本特点(酶的高效性、专一性、温和条件)。
领会:作为生物催化剂的酶与一般催化剂的区别;酶高效性、专 一性和作用条件温和性的原因。
应用:依据酶分类表检索未知植物酶的功能类别;分析环境因素 对酶活性的影响。
2.酶的组成与结构
识记:单纯酶与结合酶的组成差异,酶活性中心的概念,辅酶或 辅基,B 族维生素辅酶形式及其转移基团类型。
领会:酶的结构与功能的关系,辅酶或辅基在酶催化反应中的电 子与基团的传递作用。
应用:分析某些维生素缺乏对植物体内酶促反应的影响。
3.酶的作用机制
识记:酶的中间产物理论的核心内容,酶与底物结合的学说(如 锁钥学说、诱导契合学说等)的主要观点。
领会:锁钥学说与诱导契合学说的区别与联系,酶与底物结合的 过程及其对催化反应的意义。
应用:结合酶的作用机制说明酶的专一性原理。
4.酶促反应的动力学
识记:酶促反应速度与酶活力单位的定义,米氏常数方程各参数 定义,竞争性抑制剂特点。
领会:影响酶促反应速度的因素(如底物浓度、酶浓度、温度、 pH 、抑制剂、激活剂等)及作用机制。
应用:通过 Km 值比较不同品种硝酸还原酶对氮素利用效率;根 据影响酶促反应速度的因素提出调控植物体内特定酶促反应的措施。
四、本章重点
酶的化学组成结构(尤其是活性中心);酶的作用特点及专一性 机制;酶促反应动力学及影响因素;竞争性与非竞争性抑制的区别。
第三章 植物细胞的结构与功能
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应了解植物细胞的基本特点和原生质的性质, 掌握细胞壁、生物膜及细胞亚显微结构的组成与功能,理解植物细胞
生长与分化的规律及细胞结构与功能的统一性,能够从细胞水平解释 植物的生命活动现象。
二、课程内容
1.植物细胞概述。包括高等植物细胞与动物细胞、原核细胞的区 别特点,原生质的物理和化学性质。
2.细胞壁。涵盖细胞壁的层次结构(胞间层、初生壁、次生壁) 及各层的化学组成,细胞壁的功能(支持、保护、物质运输等),胞 间连丝的结构和功能。
3.生物膜。涉及生物膜的化学组成(脂质、蛋白质、糖类),流 动镶嵌模型的结构特点,生物膜的功能(物质运输、信息传递、能量 转换等)。
4.植物细胞的亚显微结构。包括微膜系统(内质网、高尔基体、 液泡膜、溶酶体等)的结构与功能,微梁系统(微管、微丝等细胞骨 架)的作用,微球系统(核糖体、线粒体、叶绿体等)的结构与功能。
5.植物细胞的生长与分化。涵盖植物细胞结构与功能相统一的实 例,细胞生长过程中的结构变化,细胞分化的概念及细胞的全能性原 理。
三、考核知识点及考核要求
1.植物细胞概述
识记:高等植物细胞的特点(如具有细胞壁、叶绿体、液泡等), 原生质的概念;细胞壁、细胞膜、细胞器(线粒体、叶绿体、内质网、 高尔基体等)、细胞核的基本结构。
领会:原生质的物理性质(流动性、弹性等)和化学性质(胶体 特性等)对细胞功能的影响;细胞结构的功能及其在植物细胞生命活 动中的作用。
应用:比较高等植物细胞与动物细胞的差异,说明这些差异对植 物生命活动的意义;根据细胞结构特点分析其对特定生理功能的影响。
2.细胞壁
识记:细胞壁的层次结构(胞间层、初生壁、次生壁)及各层的 主要成分(纤维素、果胶等),胞间连丝的结构(孔径、环状结构)。
领会:细胞壁的功能(维持细胞形态、机械支持与物质运输)及 其在植物生长发育和抗逆性中的体现,胞间连丝在细胞间物质运输和 信息交流(细胞间信号与病毒运动)中的作用。
应用:分析细胞壁结构与植物细胞支持作用、物质吸收能力的关 系。
3.生物膜
识记:生物膜的化学组成,流动镶嵌模型(磷脂双分子层、膜蛋 白)的核心内容。
领会:生物膜的流动性和选择透过性与功能(如抗寒性)的关系, 生物膜在物质跨膜运输中的作用机制。
应用:生物膜的功能解释细胞的物质运输等生理过程;生物膜结 构异常对植物细胞代谢活动的影响,通过膜透性测定判断冷害程度并 筛选抗寒品种。
4.植物细胞的亚显微结构
识记:微膜系统、微梁系统、微球系统包含的细胞器种类,线粒 体嵴、叶绿体基粒的结构特点与功能定位。
领会:各细胞器的功能及它们之间的协调配合(如分泌蛋白的合 成与运输涉及核糖体、内质网、高尔基体等)。
应用:说明叶绿体和线粒体在能量转换中的作用,分析细胞骨架 对细胞形态维持和物质运输的影响。
5.植物细胞的生长与分化。
识记:细胞全能性的概念;细胞周期的概念、各阶段的特点;细 胞分化、脱分化与再分化的含义与组织培养。
领会:植物细胞全能性的意义;植物细胞结构与功能统一的具体
实例(如筛管细胞的结构与运输功能),细胞生长过程中体积、结构 的变化规律。植物细胞的阶段性和全能性。细胞分化的机制和影响因 素。
应用:解释植物细胞全能性在植物组织培养中的应用原理,分析 细胞分化对植物组织和器官形成的意义。
四、本章重点
细胞壁的结构与功能及胞间连丝的作用,生物膜的结构(流动镶 嵌模型)与功能,细胞亚显微结构中各细胞器的功能,植物细胞结构 与功能的统一性及细胞全能性。
第四章 植物的水分生理(重点章节)
一、学习目的与要求
理解水分在植物生命活动中的重要性,掌握细胞、器官及整体水 平的水分吸收、运输和散失的过程和原理,理解植物的水分平衡及其 调节机制,能够运用水分生理知识分析植物在不同水分条件下的生长 状况、指导合理灌溉与抗旱栽培。
二、课程内容
1.水分在植物生命活动中的重要性:植物的含水量及水分存在状 态,水分的作用。
2.植物细胞对水分的吸收:渗透吸水、吸胀吸水,水通道蛋白。
3.植物根系对水分的吸收:吸水部位、途径、机制及影响环境条 件。
4.植物的蒸腾作用:意义、部位及指标,气孔蒸腾。
5.植物体内水分的运输:途径、速度及向上运输的机制。
6.合理灌溉的生理基础:作物的需水规律,合理灌溉指标。
三、考核知识点及考核要求
1.水分在植物生命活动中的重要性
识记:水分的含水量及在植物体内的存在状态( 自由水、束缚水)。 领会:水分对植物生长发育、生理代谢等方面的重要作用。
应用:分析水分含量变化对植物生理功能的影响。
2.植物细胞对水分的吸收
识记:细胞渗透吸水和吸胀吸水的概念;水势的概念、组成 ( Ψs、 Ψp 、 Ψm )及计算。
领会:细胞渗透吸水的原理;水势梯度驱动水分跨膜运动的机理。
应用:判断细胞在不同溶液中的吸水或失水情况,解释植物细胞 吸水和失水的现象。
3.植物根系对水分的吸收
识记:根系的吸水部位(根毛区等)和途径(质外体途径、共质 体途径等),主动吸水、被动吸水定义;根压、蒸腾拉力的概念。
领会:根系吸水机制(主动吸水和被动吸水)及影响因素(土壤 温度、通气)。
应用:根据叶片萎蔫程度诊断作物缺水状况;分析影响根系吸水 的因素,提出促进根系吸水的农业措施。
4.植物的蒸腾作用
识记:蒸腾作用的概念,方式(气孔蒸腾、角质蒸腾等)。蒸腾 速率、蒸腾系数、气孔导度定义。
领会:蒸腾作用的生理意义及气孔蒸腾的原理,影响蒸腾作用的 内外因素。
应用:根据环境条件调节植物蒸腾作用的措施,利用抗蒸腾剂减 少果树移栽后水分损失。
5.植物体内水分的运输
识记:水分运输的途径(导管、管胞;共质体、质外体、跨膜途 径)和速度。
领会:水分运输的动力(蒸腾-内聚力-张力学说解释水分上升)。
应用:解释植物茎干中水分运输的现象;应通过修剪枝叶降低蒸 腾拉力以缓解干旱胁迫。
6.合理灌溉的生理基础
识记:植物水分平衡的概念;作物需水临界期(花粉母细胞减数 分裂期)、灌溉形态指标、生理指标。
领会:植物对水分胁迫的响应机制(如渗透调节、气孔调节等); 土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分平衡。
应用:提高植物抗旱性的措施;依据作物的需水规律和合理灌溉 指标制定节水灌溉方案;智能灌溉系统。
四、本章重点
水势概念;植物细胞、根系吸水和水分运输机制;气蒸腾作用的 生理意义和影响因素;合理灌溉的生理指标。
第五章 植物的矿质营养(重点章节)
一、学习目的与要求
学生要了解植物必需的矿质元素及其生理功能,掌握植物对矿质 元素吸收、运输和利用的过程和原理,理解植物矿质营养与农业生产 的关系,能够运用相关知识指导合理施肥。
二、课程内容
1.植物体内的必需矿质元素:元素组成,必需矿质元素及其研究 方法。
2.植物必需元素的生理功能及其缺素症:大量元素和微量元素的 生理功能及缺素症,缺乏必需元素的诊断方法。
3.植物对矿质元素的吸收:植物细胞和根系对矿质元素的吸收及 外界条件的影响。
4.矿质元素在植物体内的运输和分布:运输的形式和途径,分布 特点。
5.植物对氨、硫、磷的同化:硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐的同化过 程。
6.合理施肥的生理基础及无土栽培:作物的需肥规律,合理施肥 的指标,无土栽培技术。
三、考核知识点及考核要求
1.植物体内的必需矿质元素
识记:植物必需 16 种矿质元素的种类(大量元素、微量元素)。 必需元素判断标准(有益元素)。
领会:必需矿质元素研究方法(如溶液培养法、土培、沙培)。
2.植物必需元素的生理功能及其缺素症
识记:大量元素和微量元素的生理功能;常见缺素症的表现。 领会:缺乏必需元素的诊断方法(外观、土壤、生理生化)。
应用:根据植物缺素症状检索表判断缺乏的元素种类,并提出相 应的施肥建议。
3.植物对矿质元素的吸收
识记:离子通道运输、载体运输、离子泵运输等吸收方式的概念, 根系吸收矿质元素的部位(主要是根毛区)。
领会:植物细胞(简单扩散、协助扩散、主动运输)和根系吸收 矿质元素的过程(离子交换吸附、主动吸收等)、特点和机制;影响 根系吸收矿质元素的因素(土壤温度、通气状况、溶液浓度、pH 及 离子互作)。
应用:分析植物细胞对不同矿质离子吸收的差异、不同物质跨膜 运输方式的原理和适用范围;通过调节土壤环境提高根系对矿质元素 的吸收效率。
4.矿质元素在植物体内的运输和分布:运输的形式和途径,分布 特点
识记:矿质元素运输的途径(木质部、韧皮部)和形式。
领会:矿质元素在植物体内的分布规律(转运和再利用)。
应用:解释植物不同部位矿质元素含量差异的原因。
5.植物对氮、硫、磷的同化:硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐的同化过 程
识记:硝酸盐、硫酸盐和磷酸盐的同化过程。
领会:氨同化和酰胺的生理功能
6.合理施肥的生理基础及无土栽培
识记:植物需肥规律(不同生育期需肥特点等);无土栽培的概 念和特点。
领会:施肥指标(土壤肥力、植株营养状况等)和方法;无土栽 培的应用前景。
应用:根据作物需肥规律和合理施肥指标,制定科学的施肥方案; 设计生菜无土栽培。
四、本章重点
必需矿质元素的生理功能及缺素症、植物对矿质元素的吸收机制、 合理施肥的生理基础和无土栽培原理。
第六章 植物的光合作用(重点章节)
一、学习目的与要求
学生应掌握光合作用的过程、机理和影响因素,理解光合作用在 植物生长发育和生态系统中的重要意义,能够运用光合作用原理分析 影响光合效率的因素并提出增加作物产量和改善品质的措施。
二、课程内容
1.光合作用概述:光合作用的概念、意义及度量方法。
2.叶绿体及光合色素:叶绿体的结构与化学组成,光合色素的种 类、性质及功能。
3.光合作用的机制:原初反应,电子传递与光合磷酸化,碳同化
作用(卡尔文循环等)。
4.光呼吸:光呼吸的生化历程及生理功能。
5.影响光合作用的因素:内部因素和外界因素(如光照、温度、 CO₂ 浓度、水分、矿质元素等)。
6.植物对光能的利用:作物光能利用率,光合作用与作物产量的 关系。
三、考核知识点及考核要求
1. 光合作用概述
识记:光合作用的定义、度量方法(如光合速率、光合生产率等)。
领会:光合作用在植物生长、物质合成、能量转换以及生态系统 中的重要作用。
应用:分析光合作用对维持生态平衡的贡献。
2.叶绿体及光合色素
识记:叶绿体的形态发育和结构(双层膜、类囊体、基粒)、光 合色素(叶绿素 a 、叶绿素 b 、类胡萝 卜素等)的种类和分布;叶绿 素的荧光和磷光现象。
领会:叶绿体的化学组成与光合作用功能的关系;光合色素吸收 光谱和功能;光能的吸收、传递和转换过程;叶绿素a/b 比值与阴生、 阳生植物的适应性。
应用:应用相关知识解释植物的颜色变化;解释不同颜色光对光 合作用的影响。
3.光合作用的机制
识记:光合作用的阶段划分;原初反应;光系统 Ⅰ和光系统Ⅱ的 功能定位;电子传递和光合磷酸化的基本概念。
领会:原初反应(光能吸收、传递与转换)、电子传递与光合磷 酸化、碳同化作用(卡尔文循环)的过程和机制;光反应和暗反应的 场所及相互关系;C3/C4/CAM 途径的酶定位与关键产物。 C4 植
物 CO2 浓缩机制与高光效的关系。不同碳同化途径的特点和生理意义。
应用:比较水稻(C3)与玉米(C4)的光合效率差异;分析光 照强度变化对光反应的影响。
4.光呼吸
识记:光呼吸概念和场所(叶绿体、过氧化酶体和线粒体); Rubisco 酶的双重活性。
领会:C3/C4 植物差异(C4 植物 PEP 羧化酶的抗光呼吸优势); 光呼吸的生化历程和生理功能。
应用:比较光呼吸与暗呼吸及光合作用的区别和联系。
5.影响光合作用的因素:内部因素和外界因素
识记:影响光合作用的内部因素(叶龄、叶面积指数等)和外部 因素(光照强度、温度、CO2 浓度、水分、矿质等);饱和点与补 偿点定义;光抑制现象。
领会:各内部因素和外界因素对光合作用影响的原理。
应用:通过调节光强和 CO2 浓度等环境因素优化作物群体光合效 率、提高温室蔬菜产量。
6.植物对光能的利用:作物光能利用率,光合作用与作物产量的 关系。
识记:光能利用率的概念。
领会:作物群体冠层结构与光分布的关系;光合作用与作物产量 的关系;光能利用率低的原因。
应用:针对性提出提高农田、温室和作物光能利用率的途径和具 体方案(如合理密植、间作套种、CO2 施肥、补光等)。
四、本章重点
光合作用的过程和机理,C3、C4、CAM 途径比较;影响光合作 用的因素,提高光能利用率的途径。
第七章 植物的呼吸作用(重点章节)
一、学习目的与要求
明确呼吸作用的概念和生理意义,掌握糖的无氧降解和有氧降解、 电子传递链及氧化磷酸化的生化过程及影响因素,理解呼吸作用与能 量代谢、农产品储藏及作物栽培的关系,能够运用呼吸知识解决农业 生产中的实际问题。
二、课程内容
1.呼吸作用的概念与生理意义。
2.糖的无氧降解:糖酵解的生化过程、能量转化及生物学意义。
3.糖的有氧降解:三羧酸循环和磷酸戊糖途径的生化过程。
4.电子传递与氧化磷酸化:生物氧化的概念,电子传递链,氧化 磷酸化作用,末端氧化酶系统。
5.影响呼吸作用的因素:呼吸作用度量指标,内部因素和外界条 件(如温度、氧气、CO2 浓度等)的影响。
6.植物呼吸作用与生产实践:呼吸作用与作物栽培、粮食储藏、 果蔬储藏、切花保鲜等的关系。
三、考核知识点及考核要求
1.呼吸作用的概念与生理意义
识记:呼吸作用、有氧呼吸和无氧呼吸的概念;呼吸作用。
领会:有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系。呼吸作用的生理意义 (能量、中间产物、抗病)。
应用:分析呼吸作用异常对植物生长的影响。
2.糖的无氧降解
识记:糖酵解的生化过程、主要产物和能量产出。
领会:无氧呼吸的特点和意义。
应用:解释植物在缺氧条件下(如涝渍胁迫)的呼吸变化与农业 生产的关系。
3.糖的有氧降解
识记:三羧酸循环和磷酸戊糖途径的生化过程和关键酶。
领会:有氧呼吸过程中物质和能量的变化;三羧酸循环在物质代 谢中的枢纽作用;磷酸戊糖途径的生物学意义(还原力 NADPH 生成 等)。
应用:比较糖的无氧降解和有氧降解的异同点。调节呼吸作用与 农业生产(如贮藏保鲜);磷酸戊糖途径与光合作用的关系。
4.电子传递与氧化磷酸化
识记:生物氧化和氧化磷酸化的概念;ATP 合成部位(线粒体内 膜)、电子传递链组成;氧化磷酸化作用机理、P/O 比。
领会:质子泵功能;呼吸链 NADH 、FADH2 产能差异;呼吸链 抑制剂、解偶联剂的作用机制;末端氧化酶系统的种类和功能。
5.影响呼吸作用的因素与生产实践
识记:呼吸作用的度量指标(呼吸速率、呼吸商等);影响呼吸 作用的内部因素(植物种类、器官类型等)和外部因素(水分、温度、 O2 和 CO2 浓度及机械损伤等)。
领会:各因素对呼吸作用影响的原理。
应用:分析在农业生产中作物栽培、粮食储藏、果蔬储藏、切花 保鲜等生产实践中如何通过调节环境因素(水分、温度、气体)控制 呼吸作用强度。
四、本章重点
呼吸作用的生理意义,糖酵解与TCA 循环的过程和机制;电子 传递链及氧化磷酸化,影响呼吸作用的因素及其在农业生产中的应用。
第八章 有机物转化和信息分子的表达
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应掌握植物体内糖类、脂类、蛋白质、核酸
等有机物的转化过程及植物次生代谢物的转化特点,理解遗传信息的 流动过程以及信息分子(DNA、RNA 、蛋白质)的复制和表达机制, 了解基因工程的基本原理,能够从物质转化和信息传递角度分析植物 的生长发育和代谢调控。
二、课程内容
1.植物体内有机物的转化。包括糖类在植物体内的相互转化(如 单糖与多糖的转化、糖与其他物质的转化);脂类的转化(如脂肪与 糖类的相互转化、脂肪酸的氧化与合成关联);蛋白质的降解过程及 氨基酸的转化(如脱氨基作用、转氨基作用等);核酸的降解途径与 核苷酸的转化;植物次生代谢物(如酚类、萜类、生物碱等)的合成 与转化途径。
2.信息分子的复制和表达。涵盖遗传信息的中心法则及流动过程; 脱氧核糖核酸(DNA)的合成(复制的过程、特点及所需酶类);
核糖核酸(RNA)的合成(转录的过程、类型及调控);蛋白质的合 成(翻译的过程、参与物质及步骤);基因工程的基本概念、步骤及 在植物改良中的应用。
三、考核知识点及考核要求
1.植物体内有机物的转化
识记:糖类、脂类、蛋白质、核酸代谢和相互转化的关键过程及 涉及的主要物质、共有的中间产物;单糖与多糖(淀粉、纤维素等) 相互转化的基本过程和关键酶;糖异生作用途径的概念和关键酶;脂 肪分解为甘油和脂肪酸的过程;脂肪酸合成与分解的主要步骤;植物 次生代谢物的主要类型和特异性合成与转化途径。
领会:各类有机物之间相互转化的生理意义(如为植物生长提供 物质和能量);糖类在植物不同器官和生长阶段的转化规律(如种子 萌发时淀粉向蔗糖的转化);脂类在植物体内的生理功能及代谢特点; 蛋白质的降解过程;氨基酸的合成与分解途径;次生代谢物在植物防
御、信号传递等方面的作用;核酸降解为核苷酸及核苷酸进一步分解 的途径;植物次生代谢物的转化途径。
应用:说明植物在不同生长阶段物质代谢的重点及其相互协调; 分析不同环境条件对植物体内有机物转化的影响;种子萌发时贮藏物 质(淀粉/脂肪)的动员顺序以及作物种子成熟过程中脂类的积累规 律。
2.信息分子的复制和表达
识记:遗传信息流动的中心法则、转录、翻译、基因工程的概念; 蛋白质合成的场所(核糖体)结构和基本步骤;密码子简并性特点、 信号肽。
领会:DNA 复制、转录和翻译的基本过程和特点;RNA 转录过 程及调控(模板选择、转录后加工及其意义);翻译中密码子与反密 码子的配对规律、蛋白质合成后的折叠与加工。基因工程的基本步骤 ( 目的基因获取、载体构建、导入受体细胞等);转录水平调控与基 因工程在改良植物性状(如抗虫、抗病、提高产量)中的原理。
应用:分析转录和翻译调控在植物生长发育和抵抗逆境中的作用。 探讨基因工程技术在农业生产中的应用潜力与风险。
四、本章重点
植物体内糖类、脂类、蛋白质、核酸的代谢途径,各类物质代谢 的相互联系,物质代谢的调节机制。植物次生代谢物的转化特点,遗 传信息的流动(中心法则),DNA 复制、RNA 转录及蛋白质翻译的 过程,基因工程的基本原理。
第九章 有机物运输分配与植物的信号转导
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应掌握有机物在植物体内运输的途径、韧皮
部运输的特点和机制,理解有机物分配的规律以及代谢源与代谢库的 关系,了解植物信号转导的基本过程和机制,能够运用相关知识分析 植物体内物质运输和信号传递与生长发育的关系。
二、课程内容
1.有机物运输的途径。包括短距离运输系统(细胞内运输、细胞 间运输)和长距离运输系统(韧皮部、木质部)。
2.韧皮部运输。涵盖韧皮部运输的物质种类(糖类、氨基酸、激 素等)和运输速度,以及韧皮部运输的机制(压力流动学说等)。
3.有机物的分配。涉及代谢源与代谢库的概念、类型及相互关系, 同化物分配的规律(优先供应生长中心、就近供应、同侧运输等)。
4.高等植物的信号转导。包括信号转导的概述(信号、受体、信 号传递途径等),胞外信号(环境信号、胞间信号)及其传递方式, 跨膜信号转换(受体与信号的识别、信号的跨膜传递),胞内信号(第 二信使如钙信号、肌醇三磷酸等),以及蛋白质的可逆磷酸化在信号 转导中的作用。
三、考核知识点及考核要求
1.有机物运输的途径
识记:短距离与长距离运输系统的、组成,细胞内运输、细胞间 运输的常见方式。
领会:两种运输系统的联系和区别、功能差异;韧皮部和木质部 在物质运输中的不同作用。
应用:分析不同器官间物质运输依赖的途径。
2.韧皮部运输
识记:筛管、伴胞结构;韧皮部运输的主要物质种类(糖类、氨 基酸、激素等)、运输速度。
领会:压力流动学说的基本内容和实验证据;韧皮部运输(装载 和卸载)的共质体/质外体途径、动力和方向。
应用:环剥处理调控果树养分分配、提高果实含糖量;用压力流 学说解释同化物运输现象。
3.有机物的分配
识记:代谢源与代谢库的定义和主要类型。源、库、比集转运速 率的概念。
领会:代谢源与代谢库之间的相互转化,同化物分配规律及其生 理意义。光合产物分配与库强的关系。
应用:分析作物栽培中同化物分配对产量的影响、提出提高作物 产量的措施(如整枝打杈调整源库关系),通过疏果调节果树大小年 现象。
4.高等植物的信号转导
识记:信号分子、环境信号、胞间信号、胞内信号、跨膜信号转 换、第二信使、受体、信号转导的基本概念及常见类型(光、温度、 重力、植物激素、多肽、Ca2+ 、ROS 、G 蛋白偶联受体等等);蛋白 质磷酸化与去磷酸化的概念,蛋白激酶和蛋白磷酸酶的作用。
领会:胞外信号传递(如扩散、韧皮部运输等)、受体与胞外信 号的特异性识别与结合动力学,跨膜信号转换过程;胞内信号分子(如 Ca2+ 、cAMP)在信号传递中的作用机制(如 Ca2+与钙调蛋白结合传 递信号)、MAPK 级联放大信号机制;磷酸化/去磷酸化快速调节酶 活性的意义;主要信号转导途径(如G 蛋白偶联受体途径等)的过 程和机制。
应用:举例说明植物对环境刺激的信号响应过程机制;分析不同 胞外信号对植物生长发育的影响及传递路径,解释胞内信号如何放大 和传递信号、影响细胞生理反应;说明蛋白质可逆磷酸化如何参与植 物对环境信号的响应过程;信号转导在植物适应环境和调控生长发育 中的重要性。
四、本章重点
有机物运输的途径,韧皮部运输的机制,有机物分配的规律(源 -库理论),植物信号转导级联反应的基本过程(胞外信号传递、跨 膜信号转换、胞内信号及蛋白质可逆磷酸化)。
第十章 植物生长物质(重点章节)
一、学习目的与要求
学生应了解植物生长物质的种类和作用特点,掌握生长素、赤霉 素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯等主要植物激素的合成、运输、生理 功能及作用机制,理解植物生长调节剂在农业生产中的应用,能够合 理运用植物生长物质调控植物生长发育。
二、课程内容
1.植物激素和生长调节剂的概念。
2.生长素类:发现、分布与运输、代谢、生理效应及作用机制。
3.赤霉素类:发现、化学结构与活性、生物合成与运输、生理效 应及作用机制。
4.细胞分裂素类:发现和种类、分布与代谢、生理效应及作用机 制。
5.脱落酸:发现、化学结构、分布与代谢、生理效应及作用机制。
6.乙烯:发现、生物合成及运输、生理效应及作用机制。
7.油菜素内酯:发现和种类、合成及分布、生理效应及应用。
8.其他天然植物生长物质:茉莉素、水杨酸、独脚金内酯、多胺。
9.植物生长调节剂:生长促进剂、乙烯释放剂、生长抑制剂、生 长延缓剂及应用。
三、考核知识点及考核要求
1.植物激素和生长调节剂的概念
识记:植物激素、植物生长调节剂的定义。
领会:植物激素与植物生长调节剂的区别和联系。
应用:判断某种物质属于植物激素还是植物生长调节剂。
2.生长素类
识记:历程、生长素的发现(燕麦胚芽鞘);生长素的化学名称 (吲哚乙酸)、结构、合成的主要部位。
领会:生长素的极性运输特点、极性运输载体(AUX1 、PIN), 生理功能(促进细胞伸长、顶端优势等)及作用机制(酸生长学说)。
应用:解释顶端优势现象、向光性中的作用,并提出消除或利用 顶端优势的措施。
3.赤霉素类
识记:赤霉素的主要种类(如 GA3 ),GA3 结构、合成部位(幼 芽、幼根)。
领会:赤霉素促进茎伸长、打破休眠等生理功能及作用机制; GA 促进α-淀粉酶合成的信号途径。
应用:喷施 GA3 打破休眠。使用 GA3 打破种子和马铃薯块茎休 眠;分析赤霉素在促进茎秆伸长中的农业应用(如水稻制种)。
4.细胞分裂素类
识记:细胞分裂素的发现与种类(玉米素、6-BA 等);主要合 成部位(根尖)。
领会:细胞分裂素促进细胞分裂、延缓衰老等生理功能及作用机 制。
应用:分析细胞分裂素在植物组织培养中的作用;利用6-BA 提 高蔬菜离体叶片保鲜期。
5.脱落酸
识记:脱落酸 ABA 结构、逆境诱导合成途径。
领会:脱落酸促进休眠、脱落、调控气孔关闭、提高抗逆性等生 理功能及作用机制。
应用:外源脱落酸在植物应对干旱、低温等逆境中的作用。
6.乙烯
识记:乙烯的生物合成前体、关键酶(ACC 合酶、ACC 氧化酶); 乙烯的“三重反应”。
领会:乙烯促进果实成熟(与呼吸跃变的关系)、衰老和脱落等 生理功能及作用机制。
应用:乙烯利在果实催熟、促进橡胶树排胶等方面的应用。
7.油菜素内酯
识记:油菜素内酯的发现、种类和合成关键组织(花粉、幼茎); 在植物不同组织中的大致含量范围;主要生理效应(促进细胞分裂伸 长、提高光合效率等)。
领会:BR 油菜素内酯生理效应的作用机理、与生长素协同促进 细胞伸长的机制,BR 提高抗逆性的生理基础(诱导抗氧化酶)
应用:BR 提高抗冷性,增产、保鲜
8.其他天然植物生长物质
识记:茉莉素、水杨酸、独脚金内酯和多胺的种类、分布和生理 效应。
领会:它们在植物生长发育中的主要生理功能。
应用: 了解其在农业生产中的潜在应用价值。
9.植物生长调节剂
识记:常见植物生长调节剂的种类,如生长延缓剂(多效唑)、 乙烯释放剂(乙烯利)等。
领会:不同类型植物生长调节剂的作用特点和使用方法。剂量- 效应关系(“低促高抑 ”效应)与安全间隔期。
应用:根据生产需求选择合适的植物生长调节剂并制定使用方案; 举例说明生长调节剂在农业生产中的具体应用(如保花保果、控制株 高)。
四、本章重点
主要植物激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯) 的生理功能、作用机制和转导途径,植物生长调节剂在农业生产中的 合理使用规范。
第十一章 植物的生长生理
一、学习目的与要求
掌握植物生长、分化、发育的基本概念和规律,理解种子萌发、 幼苗生长、植物生长的相关性等生理过程,了解环境因子对生长的影 响,能够运用植物生长相关性原理调控作物结构。
二、课程内容
1.生长、分化和发育概述:概念及相互关系。
2.植物的生长与分化:生长与分化的类型,种子萌发与幼苗生长, 影响种子萌发的环境条件,幼苗的形成,植物的组织培养。
3.植物的生长特性与植物运动:生长曲线与生长大周期,生长的 周期性,植物的运动(向性、感性运动)。
4.影响植物生长的环境因素:温度、水分、光照与植物生长。
5.植物生长的相关性:地下部与地上部、主茎与侧枝、营养生长 与生殖生长的相关性。
三、考核知识点及考核要求
1.生长、分化和发育概述
识记:生长、分化、发育的定义。
领会:三者的辩证关系(如生长是发育的基础)。
2.植物的生长与分化
识记:生长与分化的类型,种子萌发的必要条件(水分、温度、 氧气三要素)。
领会:种子萌发和幼苗生长过程中的生理生化变化(如贮藏物质
分解、呼吸作用增强等);激素平衡(GA/ABA)调控萌发;幼苗的 生长与形态建成;植物的组织培养的原理和技术。
应用:分析不同作物种子萌发的适宜条件及促进种子萌发的方法 (如通过晒种和温水浸种提高水稻发芽率),植物组织培养的应用。
3.植物的生长特性与植物运动
识记:生长曲线的类型(S 型曲线)、生长大周期与Logistic 曲 线的概念;向光性、向重力性、感性运动的概念和类型。
领会:S 形曲线与资源限制关系;植物生长周期性(昼夜、季节 周期)的原因;植物生长的极性、再生等特性及其意义。植物运动的 生理机制;生长素不均匀分布导致弯曲的机制。
应用:根据植物生长曲线制定合理的栽培管理措施、预测产量; 利用植物运动特性进行植物栽培或品种改良。
4.影响植物生长的环境因素
识记:温度三基点(最低、最适、最高)、光周期等概念;光敏 色素两种形态(Pr 、Pfr);种子萌发三基点温度。
领会:红光/远红光对种子萌发的可逆调控;蓝光诱导气孔开放 的信号途径。温度、光照、水分等影响植物生长的机制。光对生长的 双重作用(促进与抑制)。
应用:在水稻育苗期和设施农业中调控环境因素以促进植物生长; 通过夜间补光促进草莓提前开花。
5.植物生长的相关性
识记:根冠比、顶端优势、营养生长与生殖生长的概念。
领会:各类生长相关性(地下部与地上部、主茎与侧枝、营养生 长与生殖生长)的表现形式和生理基础。
应用:通过调控生长相关性提高作物产量和品质,如通过打顶摘 心打破番茄顶端优势促侧枝结果、提高棉花产量等;分析营养生长与 生殖生长的协调关系。
四、本章重点
植物生长的基本特性,种子萌发的条件和过程,环境因素对植物 生长的影响,植物生长的相关性(顶端优势;根冠比调控),生长大 周期曲线及光调控机制;光形态建成。
第十二章 成花和生殖生理
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应掌握植物从营养生长向生殖生长转变的过 程和调控机制,理解春化作用和光周期现象的概念、机制及在植物开 花和生产中的应用,了解花芽分化与性别分化和受精过程的生理生化 变化,能够运用生殖生理知识调控植物的开花和生殖过程。
二、课程内容
1.从营养生长到生殖生长的转变,包括植物生长阶段的划分,营 养生长向生殖生长转变的标志和生理生化变化。
2.春化作用,涵盖春化作用的概念,进行春化作用所需的条件(温 度、水分、氧气等),春化作用发生的时期和感受部位,春化作用的 机制(如相关基因的表达调控),以及春化作用在农业生产中的应用 (如调控开花时间、引种等)。
3.光周期现象,涉及光周期现象的发现过程,植物对光周期反应 的类型(长日照植物、短日照植物、 日中性植物等),光周期诱导的 机制(光敏色素的作用、临界日长等),光周期理论在生产中的应用 (如控制花期、育种等)。
4.花芽分化与性别分化,包括花芽分化的过程和影响因素(光照、 温度、营养等),花器官形成的规律,花的性别分化特点及调控因素 (激素、环境条件等)。
5.受精生理,涵盖花粉的萌发条件和花粉管生长的过程,花粉与 柱头的相互识别机制,授粉受精后植物体内的生理生化变化(如激素
变化、养分运输等)。
三、考核知识点及考核要求
1.从营养生长到生殖生长的转变
识记:植物生长阶段的划分、植物营养生长和生殖生长的概念, 两者转变的标志。
领会:转变过程中的生理生化变化(如核酸和蛋白质合成增加、 激素水平变化等)。
应用:分析环境因素对植物生长阶段转变的影响。
2.春化作用
识记:春化作用的概念及低温诱导条件,了解春化作用的主要条 件(温度、水分、氧气等),感受春化作用的部位(茎尖分生组织生 长点)。
领会:春化作用的机制(如赤霉素假说、相关基因的表达调控), 春化作用在植物适应环境中的意义。
应用:分析影响植物成花诱导的内外因素,春化作用在农业生产 中的具体应用(如引种、小麦的春化处理,低温处理提前洋葱抽薹开 花)。
3.光周期现象
识记:长 日照植物、短日照植物、日中性植物的概念和典型的植 物,临界日长的含义。
领会:光周期诱导的机制,光周期诱导中暗期长度的决定性作用。 光敏色素在光周期反应中的作用。
应用:利用光周期理论解决作物南北引种和调控植物开花时间 (如菊花的花期调控)等问题。
4.花芽分化与性别分化
识记:花芽分化的概念、过程和阶段(诱导、启动、发育,生理 分化、形态分化)。
领会:影响花芽分化的主要因素(光照、温度、营养等);花的 性别分化规律及调控机制(如激素和环境条件对性别分化的影响); 碳氮比与花芽分化的关系。
应用:通过环剥提高苹果花芽分化率;促进或抑制某种性别的花 形成,提高作物产量,如利用赤霉素诱导黄瓜雌花分化。
5.受精生理
识记:花粉萌发的条件;花粉管生长特点;花粉与柱头识别方式; 双受精过程。
领会:授粉受精后植物体内的生理生化变化(如激素变化、养分 运输等)对果实发育的意义。
应用:分析影响受精作用的因素及提高受精率(结实率)的措施。 利用硼砂溶液提高果树授粉结实率。
四、本章重点
春化作用和光周期现象、机制及在农业生产中的应用,花芽分化 过程与性别分化的规律,受精过程的生理生化变化及影响因素。花粉 萌发条件、花粉-柱头识别机制。
第十三章 植物的成熟和衰老生理
一、学习目的与要求
掌握种子成熟、休眠、果实成熟及植物衰老和器官脱落的生理生 化变化规律,理解其调控机制。了解种子和延存器官休眠的原因及破 除方法,能够运用相关知识调控成熟、延缓衰老与脱落,延长农产品 的贮藏期和保鲜期。
二、课程内容
1.种子成熟时的生理生化变化:储藏物质的变化(如淀粉、蛋白 质、脂肪的合成与积累);呼吸速率的变化(先升高后降低的趋势); 含水量的变化(逐渐降低,进入休眠状态);内源激素的变化(如脱
落酸含量增加,促进休眠)。
2.种子及延存器官的休眠:休眠的概念和适应意义;种子休眠的 原因(种皮障碍、胚未成熟、抑制物质存在等);芽休眠的机制及调 控;休眠的破除(如层积处理、激素处理)和延长方法。
3.果实的生长和成熟:果实的生长模式(单 S 型或双 S 型曲线); 果实呼吸跃变(乙烯诱导的呼吸高峰);肉质果实成熟时的生理生化 变化(色泽、香气、甜味、硬度等改变);果实成熟的机制(乙烯的 调控作用)及其人工调控措施。
4.植物的衰老:衰老的类型(整体衰老、器官衰老等)及生物学 意义;衰老时的生理生化变化(叶绿素降解、蛋白质水解、核酸代谢 失衡等);植物衰老的机制( 自由基理论、激素调控、基因表达等)。
5.器官脱落:器官脱落与离层的形成过程;脱落的机制(乙烯、 生长素等激素的调控作用);影响器官脱落的环境因素(温度、水分、 光照、机械刺激等);控制器官脱落的途径(如施用生长调节剂)。
三、考核知识点及考核要求
1.种子成熟时的生理生化变化
识记:种子成熟过程中主要贮藏物质(淀粉、脂肪、蛋白质)的 合成与积累,顺序和特点。
领会:种子成熟过程中呼吸速率、含水量和内源激素的变化规律。
应用:根据种子成熟的生理特点确定适宜的收获时期(如延迟收 获提高大豆含油量)。
2.种子及延存器官的休眠
识记:休眠的概念和类型(生理、物理、化学)。
领会:种子休眠的原因(种皮限制、胚未成熟、抑制物质 ABA 抑 制萌发等),破除和延长休眠的方法(如层积处理、激素处理、赤霉 素与细胞分裂素打破休眠的协同作用)。
应用:采取措施破除种子休眠以促进萌发,或延长休眠以利于贮
藏。如用GA 浸种促进马铃薯发芽整齐
3.果实的生长和成熟
识记:果实的生长模式(单或双 S 型曲线);呼吸跃变峰值概念 和标志(乙烯诱导的呼吸高峰);果实软化相关酶(多聚半乳糖醛酸 酶)。
领会:果实成熟过程中色泽、风味、质地等变化的生理生化基础; 乙烯促进果实成熟的信号通路;乙烯诱导果胶酶活性升高导致果实软 化。
应用:利用果实成熟的生理特性进行保鲜和催熟处理;使用乙烯 及其抑制剂 1-MCP 调控技术指导果实保鲜或催熟。
4.植物的衰老
识记:衰老的概念和类型(整株衰老、器官、细胞衰老)及生物 学意义。
领会:衰老过程中的生理生化变化(如叶绿素降解、蛋白质分解、 核酸代谢失衡等)和调控机制;环境因素(如干旱、高温)对衰老和 脱落的影响,自由基/活性氧代谢理论解释衰老过程(膜脂过氧化)。
应用:延缓植物衰老的措施,如合理施肥、使用植物生长调节剂 等。
5.器官脱落
识记:离层概念、结构、形成机制及其在脱落中的作用。
领会:影响器官脱落的因素(激素、温度、水分、光照、机械刺 激环境等)和生理机制。
应用:通过调控激素水平减少作物落花落果或促进枯叶老叶脱落 (如乙烯利促进棉花脱叶便于机械采收)。
四、本章重点
种子和果实成熟时的生理生化变化,果实成熟时的呼吸跃变及乙 烯调控,种子休眠的原因及破除方法,植物衰老的生理生化变化,衰
老自由基活性氧理论;离层形成机制、器官脱落的激素调控。
第十四章 植物的抗性生理
一、学习目的与要求
通过本章学习,学生应掌握逆境的概念及植物抗逆性的基本特性, 理解植物在低温、高温、干旱、涝、盐、光胁迫及环境污染等逆境下 的生理生化变化和适应机制,了解提高植物抗逆性的措施,能够运用 抗性生理知识分析植物在不良环境中的生长状况并提出应对策略。
二、课程内容
1.逆境生理通论:逆境的定义(如低温、高温、干旱、盐渍等) 和植物的抗逆性(避逆性、耐逆性)。逆境下植物的形态变化(如叶 片萎蔫、根系生长受抑)与代谢特点(如活性氧积累、保护酶活性变 化、渗透调节物质增加)。
2.抗寒性:抗冷性(零上低温对植物的伤害及适应机制,如膜脂 相变、抗冻蛋白的作用)。抗冻性(零下低温伤害及植物的保护机制, 如细胞间结冰的耐受、渗透调节)。
3.抗热性:植物对温度反应的类型(喜冷植物、喜温植物等)。 高温对植物的危害(蛋白质变性、膜系统破坏、代谢紊乱)。植物耐 热性的机制(如热激蛋白的合成、抗氧化系统激活)。提高植物抗热 性的措施(育种和栽培管理如喷水降温、施肥调控等)。
4.抗旱性与抗涝性:干旱对植物的伤害(水分亏缺、光合作用下 降),植物的抗旱机制(形态结构适应、渗透调节、耐旱基因表达)。 涝渍对植物的危害(缺氧导致根系腐烂),植物的抗涝适应(如通气 组织形成、代谢途径调整)。
5.抗盐性:盐害(离子毒害、渗透胁迫、营养失衡)与植物抗盐 性的概念。盐分过多对植物的危害机制(生理干旱、代谢紊乱等)。 植物的抗盐方式(排盐、泌盐、耐盐)及提高抗盐性的措施(如选育
抗盐品种、施加生长调节剂)。
6.光胁迫与植物抗性:太阳辐射与植物的适应性(如阳生植物与 阴生植物的差异)。强光胁迫(光氧化损伤、光合机构破坏)与植物 的防护机制(如类胡萝 卜素的光保护作用)。弱光胁迫(光合作用不 足)对植物生长的影响及适应策略。紫外光辐射对植物的伤害(DNA 损伤)及抗性机制(如类黄酮合成)。
7.环境污染与植物抗性:环境污染(大气污染、水体污染、土壤 污染)对植物生长的影响(如叶片伤害、生长抑制)。大气污染物(如 SO2、NOx 、臭氧)对植物的危害及植物的净化作用(如吸收有毒气 体)。水体和土壤污染(重金属、农药)的植物毒性及植物修复技术 (如超富集植物的应用)。提高植物抗污染能力的措施(如施肥增强 抗性、筛选耐污染品种)。
三、考核知识点及考核要求
1.逆境生理通论
识记:逆境的类型(寒、热、旱等);抗逆性的概念(避逆性、 耐逆性)。
领会:逆境下植物形态变化与代谢特点的适应性意义,植物在逆 境条件下的一般生理生化变化(如渗透调节、激素变化等)。
应用:分析不同逆境对植物产生危害的共同机制,解释植物经锻 炼后抗多种逆境的原因。
2.抗寒性
识记:冷害与冻害区别(概念和症状)。
领会:低温对植物的伤害(如膜脂相变膜损伤、代谢失调等), 植物抗寒的生理基础(如积累脯氨酸、可溶性糖等)。膜脂不饱和度 与抗冷性的关系。
应用:提出提高植物抗寒性的农业措施(如低温锻炼、喷施防冻 液、ABA 等化学物质)。
3.抗热性
识记:高温对植物的直接与间接伤害、危害表现(如蛋白质变性、 酶失活等)。
领会:高温危害植物的生理基础及植物耐热性的生理分子机制 (如合成热激蛋白、增加抗氧化物质等)。
应用:农业生产中提高植物抗热性的措施(如喷水降温)。
4.抗旱性与抗涝性
识记:干旱和涝害的类型(大气干旱、土壤干旱等)。
领会:干旱对植物的危害(如水分亏缺、代谢紊乱等),植物抗 旱(如渗透调节、气孔关闭)和抗涝(如通气组织形成)的生理机制。
应用:制定提高作物抗旱性的栽培措施和育种(高水分利用效率 品种) 目标。
5.抗盐性
识记:盐害的主要类型(渗透胁迫、离子毒害双重效应)。
领会:盐分过多危害植物的原因及植物抗盐的主要方式(拒盐、 排盐、稀盐等)和生理机制(Na+ 外排、区域化及脯氨酸等渗透调节 物质作用)。
应用:采取改良盐碱地和培育抗盐品种等措施提高植物在盐胁迫 下的生长,利用盐生植物修复盐碱地并发展盐土农业。
6.光胁迫与植物抗性
识记:强光胁迫、弱光胁迫、紫外光辐射胁迫的概念、胁迫症状。
领会:植物对不同光胁迫的适应机制(如强光下叶黄素循环与光 抑制保护机制)。
应用:在设施栽培中调控光照条件以减轻光胁迫影响(如通过遮 阳网缓解夏季蔬菜强光灼伤)。
7.环境污染与植物抗性
识记:主要的大气污染物、水体污染物和土壤污染物种类。
领会:污染物对植物的伤害机制及植物的抗污染能力表现,植物 修复重金属的螯合机制。
应用:利用超富集植物修复改善环境污染(例如蜈蚣草富集砷)。
四、本章重点
植物在主要逆境(干旱、盐碱、低温、高温)条件下的形态和生 理生化变化以及适应机制,植物抗逆性的生理基础,渗透调节物质和 膜系统的抗逆功能、交叉适应性;提高植物抗逆性的途径和措施。光 胁迫和环境污染对植物的影响及植物的抗性表现,植物修复技术及原 理。
第四部分 关于大纲的说明与考核实施要求
一、课程自学考试大纲的目的和作用
课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求,结合自学考 试的特点而确定。其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进 行指导和规定。
本课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深度和广度,规 定了课程自学考试的范围和标准。因此,它是自学者学习教材、掌握 课程内容知识范围和程度的依据,也是自学考试命题的依据。
二、本课程的自学教材
《植物生理生化(第三版)》,王三根、苍晶主编,中国农业出 版社,2020 年版。
三、关于自学要求和自学方法的指导
学生在学习本课程时,应遵循以下要求和方法:
认真阅读和钻研本大纲及指定教材,明确各章节的学习目的与要 求,掌握课程的重点和难点。关注各章节内容之间的联系,形成系统 的知识体系,能够将不同章节的知识融会贯通。
注重理解基本概念、基本理论和基本原理,在理解的基础上进行 记忆,避免死记硬背。
利用多种学习资源,如参考书籍、网络资料等,拓宽知识面,加 深对课程内容的理解。
适当做一些练习题和模拟题,通过练习巩固所学知识,熟悉考试 题型和考核要求,检验学习效果。
结合农业生产实际进行学习,将理论知识与生产实践相结合,提 高分析和解决实际问题的能力。
四、对考核内容的说明
1.考试大纲与教材所体现的内容基本一致。教材中各章由若干个 知识点组成,而大纲将考试内容分解成若干个知识点。因此,大纲列 出的知识点属于考核范围内的重点内容,需要考生重点掌握;大纲明 确不考核的章节(知识点)不作考核要求,考生可根据自身情况学习; 大纲未列出的章节(知识点)属于一般内容,也在考核范围之内,考 生仍需掌握。
2.在考试之日起6 个月前,涉及本课程中的由全国人大及其常委 会制定或修订的法律,国务院制定或修订的行政法规,行业主管部门 制定或修订的规章,国家标准化管理委员会发布的新标准都将列入考 试范围。
五、关于考试方式和试卷结构的说明
1.本课程的考试方式为闭卷,笔试,满分 100 分,60 分及格。 考试时间为 150 分钟。
2.本课程对考核要求中不同能力层次的考试分数比例进行了调 整。识记(基础概念、分类、术语) ︰ 领会(机制解析、过程对比) ︰ 应用(生产问题分析),大致为 4 ︰ 3 ︰ 3(可根据实际调整)。
3.要合理安排试题的难易程度,试题的难度可分为:易(30%)、 较易(30%)、较难(30%)和难(10%)四个等级,分布合理。
4.本课程考试命题的主要题型一般有单项选择题、判断题、填空 题、名词解释题、简答题、论述题等。命题可根据考核需要,对试卷 内容结构、题型结构及分值比例作适当调整。
附录
题型举例
一、单项选择题。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其选出。
1 .植物细胞吸水的主要方式是
A .吸胀吸水 B .渗透吸水
C .代谢吸水 D .被动吸水
2 .下列属于短日植物的是
A .小麦 B .水稻
C .油菜 D .番茄
二、判断题。判断下列各题正误,正确的在答题卡相应位置涂“A” ,错误的涂“B”。
3 .光呼吸只在光照条件下发生。
三、填空题。
4 .通常情况下,植物细胞水势的组分为:溶质势、_________和衬质势。
四、名词解释题。
5 .春化作用
五、简答题。
6 .简述植物必需矿质元素的生理功能。
六、论述题。
7 .试述脱落酸在植物抗旱响应中的生理作用及农业应用价值。
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