生理生态学（Physiological Ecology）课程基本信息课程编号：02051020h课程总学时：56实验学时：16学时课程性质：必修或选修课程属性：专业类开设学期：第5学期课程负贵人：孔德良课程团队：牛存洋、钱建强授课语言：中文适用专业：生态学，农学，植保，生科，生技对先修的要求：大学物理、高等数学、有机化学、生物化学等对后续的支撑：对生态学专业所涉及的生态修复、生物多样性保护等核心知识的基础审核人：郭二辉主撰人：孔德良大纲制定（修订）日期：2023年一、课程的教学理念、性质、目标和任务生理生态学是生态学专业的必修课程，也是生命科学的主要课程之一。本课程以从植物代谢生理、生长发育生理和逆境生理等几大方面引导学生认识植物生命活动的现象、规律及其之间关系，了解和掌握植物如何响应和适应环境的变化。通过《植物生理学》课程学习，让学生系统掌握研究植物生命活动规律及其调控的原理和方法，学会用科学的实验方法去认识、归纳和分析植物的生长和发育规律，掌握植物对环境变化响应的内在生理机制。初步运用所学的基本理论和技能，分析和解决从实验室到野外，从理论研究到生产实际多个层面的有关植物生理学的一般问题。为生态学科学其它课的学习以及科研工作的开展奠定一定的基础。本课程以多媒体教学为主，引入国内外生态学科理论和技术的前沿进展，组织学生对共性和重要的学科问题展开课堂讨论和课后研讨，通过多样的授课方式，全面提升教学效果。通过课程的学习，引导学生发现问题，分析问题和解决问题，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力和素质，提升学生的生态学思维和国际视野，为后续的生态学专业课程的学习奠定良好的基础。二、课程教学的基本要求1．理论知识方面：掌握植物的细胞结构和功能、水分代谢、矿质和氮素营养、光合作用和呼吸作用、同化物的运输和分配、植物生长物质、光形态建成、植物生长、繁殖和衰老以及抗逆等方面的基本概念、原理和重要应用。教学过程中注重讲学科前沿融入基本课程内容的教学，突出教学内容的时代性和先进性，同时强调多种教学方法的综合运用，提高学生的创新能力的培养。2.实验技能方面：掌握实验的基本技能，包括实验现象的记录，实验条件的选择及仪117
117 生理生态学 （Physiological Ecology） 课程基本信息 课程编号：02051020h 课程总学时：56 实验学时： 16 学时 课程性质：必修或选修 课程属性:专业类 开设学期：第 5 学期 课程负责人：孔德良 课程团队：牛存洋、钱建强 授课语言：中文 适用专业：生态学，农学，植保，生科，生技 对先修的要求：大学物理、高等数学、有机化学、生物化学等 对后续的支撑：对生态学专业所涉及的生态修复、生物多样性保护等核心知识的基础 主撰人：孔德良 审核人：郭二辉 大纲制定（修订）日期：2023 年 一、课程的教学理念、性质、目标和任务 生理生态学是生态学专业的必修课程，也是生命科学的主要课程之一。本课程以从植物 代谢生理、生长发育生理和逆境生理等几大方面引导学生认识植物生命活动的现象、规律及 其之间关系，了解和掌握植物如何响应和适应环境的变化。通过《植物生理学》课程学习， 让学生系统掌握研究植物生命活动规律及其调控的原理和方法，学会用科学的实验方法去认 识、归纳和分析植物的生长和发育规律，掌握植物对环境变化响应的内在生理机制。初步运 用所学的基本理论和技能，分析和解决从实验室到野外，从理论研究到生产实际多个层面的 有关植物生理学的一般问题。为生态学科学其它课的学习以及科研工作的开展奠定一定的基 础。本课程以多媒体教学为主，引入国内外生态学科理论和技术的前沿进展，组织学生对共 性和重要的学科问题展开课堂讨论和课后研讨，通过多样的授课方式，全面提升教学效果。 通过课程的学习，引导学生发现问题，分析问题和解决问题，提高学生发现问题、分析问题 和解决问题的能力和素质，提升学生的生态学思维和国际视野，为后续的生态学专业课程的 学习奠定良好的基础。 二、课程教学的基本要求 1．理论知识方面：掌握植物的细胞结构和功能、水分代谢、矿质和氮素营养、光合作 用和呼吸作用、同化物的运输和分配、植物生长物质、光形态建成、植物生长、繁殖和衰老 以及抗逆等方面的基本概念、原理和重要应用。教学过程中注重讲学科前沿融入基本课程内 容的教学，突出教学内容的时代性和先进性，同时强调多种教学方法的综合运用，提高学生 的创新能力的培养。 2．实验技能方面：掌握实验的基本技能，包括实验现象的记录，实验条件的选择及仪
器设备的匹配，实验数据处理及可靠程度的判断，实验结果的分析和归纳等，从而增强解决实际问题的能力。三、课程的教学设计1.教学设计说明本课程教学设计包括课堂讲授，课堂“问题教学”及课程学习考核三个部分。首先，课堂讲授并布置任务完成课外自主学习，本课程的主要知识点由教师在课堂上进行梳理和讲解，并让学生尽可能举一反三，巩固所学，并活学活用。然后，课堂“问题教学”，采用“问题教学”设计，设计针对重要知识点的难点和易混淆的问题，展开分组讨论教学。课程学习考核采用课堂评价与期末考试相结合的考核方式。本课程以教师课堂讲授为主，辅助大量的科技前沿，突出理论和实践的综合应用，激发学生学习本专业和课程的兴趣，达成教学目标。2.课程目标及对毕业要求的支撑序号毕业要求课程目标使学生较全面地理解植物的基本生命活动及其与环境的关系，掌握高等植物生理生化知识，学会初步进行科研探索的能力。2, 31通过对细胞生理、代谢生理、信号转导、发育生理、抗逆生理等理论知识的学习，了22, 3解植物在不同环境中的反应机制，初步具备为农林生产实践提供科学指导的能力。使学生理解生理生态学的学科内涵和价值，能够承担宣传生态文明和可持续发展的社31, 4会责任。四、理论教学内容及学时分配（40学时）绪论学时数：2教学目标：使学生理解植物生理学的定义和研究内容，了解植物生理学的产生和发展。教学重点和难点：植物生理的定义和研究内容。主要教学内容及要求：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.植物生理学的展望教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。学时数：4第一章植物的水分生理教学目标：掌握细胞吸收水分的方式，掌握根系吸收水分的途径、动力和影响根系吸水的土118
118 器设备的匹配，实验数据处理及可靠程度的判断，实验结果的分析和归纳等，从而增强解决 实际问题的能力。 三、课程的教学设计 1.教学设计说明 本课程教学设计包括课堂讲授，课堂“问题教学”及课程学习考核三个部分。首先，课 堂讲授并布置任务完成课外自主学习，本课程的主要知识点由教师在课堂上进行梳理和讲解， 并让学生尽可能举一反三，巩固所学，并活学活用。然后，课堂“问题教学”，采用“问题 教学”设计，设计针对重要知识点的难点和易混淆的问题，展开分组讨论教学。课程学习考 核采用课堂评价与期末考试相结合的考核方式。本课程以教师课堂讲授为主，辅助大量的科 技前沿，突出理论和实践的综合应用，激发学生学习本专业和课程的兴趣，达成教学目标。 2.课程目标及对毕业要求的支撑 序号 课程目标 毕业要求 1 使学生较全面地理解植物的基本生命活动及其与环境的关系，掌握高等植物生理生化 知识，学会初步进行科研探索的能力。 2，3 2 通过对细胞生理、代谢生理、信号转导、发育生理、抗逆生理等理论知识的学习，了 解植物在不同环境中的反应机制，初步具备为农林生产实践提供科学指导的能力。 2，3 3 使学生理解生理生态学的学科内涵和价值，能够承担宣传生态文明和可持续发展的社 会责任。 1，4 四、理论教学内容及学时分配（40 学时） 绪论 学时数：2 教学目标：使学生理解植物生理学的定义和研究内容，了解植物生理学的产生和发展。 教学重点和难点：植物生理的定义和研究内容。 主要教学内容及要求： 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 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第一章 植物的水分生理 学时数：4 教学目标：掌握细胞吸收水分的方式，掌握根系吸收水分的途径、动力和影响根系吸水的土
壤条件，理解蒸腾作用的生理意义和部位，使学生理解影响蒸腾的外部和内部条件，使学生掌握气孔蒸腾的机理。教学重点和难点：水势的概念和生理学意义，植物细胞的水势组成，蒸腾作用的概念以及气孔运动的调节。主要教学内容及要求：1.水分在植物生命活动中的作用2.植物对水分的吸收3.蒸腾作用4.植物体内水分的运输5.合理灌溉的生理基础教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第二章植物的矿质营养学时数：4教学目标：了解植物必需的矿质元素的种类，理解植物必需的矿质元素的生理作用，理解植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理教学重点和难点：植物对矿质元素的吸收，矿质元素在植物体内的运输和分配主要教学内容及要求：1.植物必需的矿质元素2.植物对矿质元素的吸收3.矿质元素在体内的长距离运输与分配4.植物对氮的同化5.合理施肥的生理学基础教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。学时数：4第三章光合作用教学目标：理解光合作用的重要性和叶绿体结构和功能及叶绿体色素，掌握植物光合作用的的主要生化途径及各自特点，理解植物光合作用的因素。教学重点和难点：叶绿体的结构和功能，光合色素的种类和作用，碳同化的途径和差异，影响光合作用的主要因素主要教学内容及要求：1.光合作用的概念及其意义2.叶绿体及光合色素119
119 壤条件，理解蒸腾作用的生理意义和部位，使学生理解影响蒸腾的外部和内部条件，使学生 掌握气孔蒸腾的机理。 教学重点和难点：水势的概念和生理学意义，植物细胞的水势组成，蒸腾作用的概念以及气 孔运动的调节。 主要教学内容及要求： 1. 水分在植物生命活动中的作用 2. 植物对水分的吸收 3. 蒸腾作用 4. 植物体内水分的运输 5. 合理灌溉的生理基础 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第二章 植物的矿质营养 学时数：4 教学目标：了解植物必需的矿质元素的种类，理解植物必需的矿质元素的生理作用，理解植 物细胞对矿质元素的吸收方式和机理 教学重点和难点：植物对矿质元素的吸收，矿质元素在植物体内的运输和分配 主要教学内容及要求： 1. 植物必需的矿质元素 2. 植物对矿质元素的吸收 3. 矿质元素在体内的长距离运输与分配 4. 植物对氮的同化 5. 合理施肥的生理学基础 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第三章 光合作用 学时数：4 教学目标：理解光合作用的重要性和叶绿体结构和功能及叶绿体色素，掌握植物光合作用的 的主要生化途径及各自特点，理解植物光合作用的因素。 教学重点和难点：叶绿体的结构和功能，光合色素的种类和作用，碳同化的途径和差异，影 响光合作用的主要因素 主要教学内容及要求： 1. 光合作用的概念及其意义 2. 叶绿体及光合色素
3.光合作用的机理4.光呼吸5.影响光合作用的因素6.植物对光能的利用教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第四章呼吸作用学时数：4教学目标：理解呼吸作用的概念和生理意义，掌握植物呼吸代谢的糖酵解途径、三羧酸循环和戊糖磷酸途径，掌握呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化过程。教学重点和难点：呼吸作用的概念和生理意义，呼吸代谢途径的多样性，电子传递和末端氧化酶系统的多样性，呼吸作用的指标主要教学内容及要求：1.呼吸作用的类型、概念及其生理意义2.高等植物呼吸代谢的多样性3.呼吸指标及其影响因素4.呼吸作用与农业生产的关系教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第五章植物体内同化物运输与分配学时数：4教学目标：理解光合作用的重要性和叶绿体结构和功能及叶绿体色素，掌握植物光合作用的的主要生化途径及各自特点，理解植物光合作用的因素。教学重点和难点：植物体内同化物运输的途径、形式、方向和速度，同化物在韧皮部装载和卸出的过程，同化物在韧皮部装载和卸出的机理，同化物在韧皮部运输的机理。主要教学内容及要求：1.同化物运输与分配的概况2.同化物运输的机理3.植物体内同化物的分配与调控教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第六章细胞信号转到及植物生长物质学时数：4教学目标：了解细胞信号转导的基本过程，理解植物激素和植物生长调节剂的概念及其异同120
120 3. 光合作用的机理 4. 光呼吸 5. 影响光合作用的因素 6. 植物对光能的利用 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第四章 呼吸作用 学时数：4 教学目标：理解呼吸作用的概念和生理意义，掌握植物呼吸代谢的糖酵解途径、三羧酸循环 和戊糖磷酸途径，掌握呼吸作用的电子传递与氧化磷酸化过程。 教学重点和难点：呼吸作用的概念和生理意义，呼吸代谢途径的多样性，电子传递和末端氧 化酶系统的多样性，呼吸作用的指标 主要教学内容及要求： 1. 呼吸作用的类型、概念及其生理意义 2. 高等植物呼吸代谢的多样性 3. 呼吸指标及其影响因素 4. 呼吸作用与农业生产的关系 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第五章 植物体内同化物运输与分配 学时数：4 教学目标：理解光合作用的重要性和叶绿体结构和功能及叶绿体色素，掌握植物光合作用的 的主要生化途径及各自特点，理解植物光合作用的因素。 教学重点和难点：植物体内同化物运输的途径、形式、方向和速度，同化物在韧皮部装载和 卸出的过程，同化物在韧皮部装载和卸出的机理，同化物在韧皮部运输的机理。 主要教学内容及要求： 1. 同化物运输与分配的概况 2. 同化物运输的机理 3. 植物体内同化物的分配与调控 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第六章 细胞信号转到及植物生长物质 学时数：4 教学目标：了解细胞信号转导的基本过程，理解植物激素和植物生长调节剂的概念及其异同
点，理解植物激素在植物体内存在部位及作用机理的有关理论，掌握五大类植物激素各自的生理作用，相互关系及实际应用。教学重点和难点：植物激素的生理作用和作用机理。主要教学内容及要求：1.细胞信号转导2.生长素3.赤霉素4.细胞分裂素5.脱落酸6.乙烯7.其它植物生长物质教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第七章植物的生长和运动学时数：4教学目标：理解植物组织培养的过程、原理及其在农业生产上的应用，掌握种子萌发的条件及萌发过程中的生理生化变化，掌握植物器官生长的相关性，掌握光敏色素的结构、性质和作用机理。教学重点和难点：光敏色素与光形态建成，组织培养技术及其运用，植物生长的相关性及其运用。主要教学内容及要求：1．植物生长的细胞学基础2.植物组织培养及应用3.种子的萌发4.植物的生长5.植物的休眠6.植物的运动教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内容和教学方式，从而提高教学效果。第八章植物的成花和生殖生理学时数：4教学目标：理解春化作用的概念及其在农业生产上的应用，掌握光周期现象和光周期理论在农业中的应用，掌握性别决定的ABC模型。教学重点和难点：春化作用及其在农业生产上的应用，光周期现象121
121 点，理解植物激素在植物体内存在部位及作用机理的有关理论，掌握五大类植物激素各自的 生理作用，相互关系及实际应用。 教学重点和难点：植物激素的生理作用和作用机理。 主要教学内容及要求： 1. 细胞信号转导 2. 生长素 3. 赤霉素 4. 细胞分裂素 5. 脱落酸 6. 乙烯 7. 其它植物生长物质 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第七章 植物的生长和运动 学时数：4 教学目标：理解植物组织培养的过程、原理及其在农业生产上的应用，掌握种子萌发的条件 及萌发过程中的生理生化变化，掌握植物器官生长的相关性，掌握光敏色素的结构、性质和 作用机理。 教学重点和难点：光敏色素与光形态建成，组织培养技术及其运用，植物生长的相关性及其 运用。 主要教学内容及要求： 1. 植物生长的细胞学基础 2. 植物组织培养及应用 3. 种子的萌发 4. 植物的生长 5. 植物的休眠 6. 植物的运动 教学组织与实施：采用班级授课和小组合作学习相结合的教学组织形式，课堂的多媒体讲授、 自学，促进师生之间、学生之间的资源共享、交流互动，并根据学生的反馈及时调整教学内 容和教学方式，从而提高教学效果。 第八章 植物的成花和生殖生理 学时数：4 教学目标：理解春化作用的概念及其在农业生产上的应用，掌握光周期现象和光周期理论在 农业中的应用，掌握性别决定的 ABC 模型。 教学重点和难点：春化作用及其在农业生产上的应用，光周期现象