《生理生态学》教学大纲

1《生理生态学》教学大纲一、基本信息课程名称生理生态学课程编号ECOL4105英文名称Ecophysiology课程类型专业核心课总学时36理论学时36实验学时0实践学时0学分2预修课程植物学适用对象生态学专业课程简介（200字左右）本课程为生态学专业核心课程，主要讲述环境因素（包含生物因素）对植物的生理生态的影响，其中主要包括植物生理生态学的学科起源，植物的环境、光合生理生态，水分生理生态，矿质营养，自然环境胁迫对植物的危害和人为造成的污染胁迫与植物的响应。同时简要介绍动物生理生态学。二、教学目标及任务掌握植物生长的环境各个要素的组成；掌握光合作用和呼吸过程；掌握植物水势，水的运输和分配；必需元素和矿质营养的吸收、利用和分配等；各种环境因子（包括污染物和生物因子）如何影响植物。通过本课程的教学使学生掌握生理生态学的基本概念、重要理论和应用领域，了解生理生态学学科发展的前沿动态，从思想上明确认识到生物有机体与环境是相互依存、相互作用、相互制约的统一体，树立正确的自然观，通过各教学环节的实施注重培养学生思考、分析、解决生理生态环境问题和主动获取知识的能力，树立实事求是、严谨治学的学风。三、学时分配以表格方式说明各章节的学时分配，表格如下：教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计第一章植物生理生态学的学科起源2002第二章植物生长的环境3003第三章光合作用4004第四章呼吸作用3003第五章植物的水分生理生态4004第六章植物的矿质营养植物4004第七章生物因子的影响4004第八章生长发育的生理生态40042自然环境胁迫与植物的适应第九章自然环境胁迫与植物的适应4004第十章环境污染与植物的反应3003第十一动物生理生态1001合计36四、教学内容及教学要求以“章节”为单位说明本章节的主要内容，重点、难点，各节相应习题要点，有关实验和实践环节的主要内容。并按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次写明本章节的教学要求：“了解”：是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化倾向，包括必要的记忆。“理解”：是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并把某一事实或概念分解为若干部分，指出它们之间的内在联系或与其他事物的相互联系。“掌握”：是指学生能根据不同情况对某些概念、定律、原理、方法等在正确理解的基础上结合事例加以运用，包括分析综合。各章节格式如下：第一章植物生理生态学的学科起源与发展史第一节植物生理生态学的特点第二节植物生理生态学的起源与发展阶段第三节植物生理生态学在国内的发展本章教学要求：了解植物生理生态学的学科起源，特点，发展阶段第二章植物生长的环境第一节环境的基本要素1.环境的类型2.生态因子及其分类3.植物与生态因子之间的关系4.植物与其他生物之间的相互关系5.植物对生态因子的响应和耐受性习题要点：生态因子的分类第二节影响植物生理生态的主要生态因子1.光32.温度3.水4.二氧化碳5.氧气6.土壤习题要点：各个生态因子的生理生态作用第三节生态因子的基本观点第四节植物适应环境的生态型1.植物对单因子适应的生态型2.植物与气候相适应的生态类型3.植物体对综合环境的长期趋同和趋异适应习题要点：植物对单因子的适应本章重点、难点：各个生态因子对植物的生理生态作用和植物对其的适应本章教学要求：了解植物与环境生态因子之间的关系，响应和耐受能力，理解主要的生态因子。掌握生态作用、生态适应、生态反作用、驯化、休眠和内稳态机制的定义。第三章光合作用第一节光合作用的发现第二节光合作用1.光合色素和光系统2.光合作用简要过程习题要点：光合作用的过程第三节光合功能型1.C3植物2.C4植物3.CAM植物习题要点：理解C3和C4植物的区别第四节影响光合作用的主要环境因子1.光照强度2.温度3.二氧化碳浓度4.水分45.矿质元素习题要点：掌握主要环境因子如何影响光合作用第五节光斑环境及植物适应1.光斑环境的特点2.林下植物在形态与生理方面的适应3.林下植物对光斑的利用习题要点：了解光斑环境的特点第六节植物群体水平上的光合作用1.植物群体对光的吸收2.叶面积指数3.消光系数习题要点：叶面积指数本章重点、难点：光合作用的过程和主要影响光合作用的环境因子本章教学要求：了解光合功能型，光斑环境及植物的适应，理解光合色素和叶面积指数，重点掌握光系统，光合作用的过程以及影响因子。掌握光合作用、光系统、光反应和暗反应、光呼吸和暗呼吸的定义第四章呼吸作用第一节呼吸系统的基本特征1．TCA循环2．线粒体代谢3．植物呼吸作用的主要控制点习题要点：TCA循环第二节交替途径的生理生态功能第三节环境条件对呼吸过程的影响1.受淹和缺氧2.盐分和水分胁迫3.养分供应4.光照5.温度6.二氧化碳习题要点：环境因子对呼吸作用的影响5第四节呼吸作用在植物碳平衡中的作用1．碳平衡2．与植物生长、维持及离子吸收相关的呼吸作用本章重点、难点：TCA循环本章教学要求：了解线粒体代谢，ATP产生过程。重点掌握糖酵解，戊糖磷酸途径和TCA循环的过程，理解环境因子对呼吸过程的影响。第五章植物的水分生理生态第一节植物细胞的水分关系1.束缚水与自由水2.植物细胞的水势3.植物细胞的吸胀作用及代谢性吸水习题要点：了解束缚水与自由水概念，掌握植物细胞水势的组成，理解水势的定义第二节植物个体的水分吸收和运输1.根系对水分的吸收2.水分在茎中的运输和储藏3.叶子中的水分与蒸腾作用习题要点：蒸腾作用第三节液流1.根压、蒸腾拉力与液流2.内聚力学说与补偿压学说3.空穴化/栓塞化作用习题要点：掌握根压的定义，理解水分运输的两个学说第四节土壤-植物-大气连续提中的水分流动1.土壤中水分的可利用性2.植物体内的输水通道习题要点：理解SPAC的定义第五节植物个体的水分平衡、水分生态类型和群落的水分平衡1.个体水分平衡2.水分类型3.群落的水分平衡习题要点：水平衡的含义6本章重点、难点：植物的水势本章教学要求：了解束缚水与自由水的概念，植物体内的输水通道，重点掌握植物的水势的组成，水分运输的途径和动力，理解水分上升的动力学说。第六章植物的矿质营养第一节矿质元素的来源1.地壳的化学成分和矿物组成2.分化作用与土壤的矿物组成3.土壤中离子的吸附和离子交换4.土壤的pH及养分有效性习题要点：土壤中离子的吸附能力和养分有效性第二节植物对矿质元素和营养物质的吸收1.必需元素2.生物膜3.细胞吸收溶质的方式4.根部对矿质营养的吸收5.植物吸收矿质元素的特点6.影响根部吸收矿质元素的因素7.植物的根外营养习题要点：植物的必需元素，细胞膜的特点，植物吸收矿质元素的特点第三节植物体内矿质元素的运输、利用与分配1.植物体内矿质元素的运输2.植物体内矿质元素的利用3.植物体内矿质元素的分配习题要点：矿质元素的运输、利用和分配第四节矿质元素的排出和生物地球化学循环1.碳素的生物地球化学循环2.氮素的生物地球化学循环3.硫素的生物地球化学循环4.磷素的生物地球化学循环习题要点：氮素和磷素的生物地球化学循环本章重点、难点：植物吸收矿质元素的特点7本章教学要求：了解地壳和土壤的化学组成。重点掌握植物吸收矿质元素的特点及其运输、利用和分配，理解影响根部吸收矿质元素的因素和氮素和磷素的生物地球化学循环，理解碳素和硫素的生物地球化学循环。第七章植物生长发育的生理生态第一节植物的生长和发育过程1.生长的一般过程2.植物体发育阶段3.植物生活史的不同模式习题要点：绝对生长速率和相对生长速率第二节生长和发育对环境因子的响应1.光对植物生长和发育的影响2.温度对植物生长和发育的影响3.水分对植物生长和发育的影响4.矿质营养对植物生长和发育的影响5.植物生长与气候节律的同步性习题要点：环境因子对植物和发育的影响第三节植物生长发育中的生态对策1.植物物质和能量代谢的策略2.植物的生殖策略习题要点：植物物质和能量代谢的策略本章重点、难点：环境因子对植物和发育的影响本章教学要求：了解植物体发育不同阶段。重点掌握环境因子对植物和发育的影响，理解植物生长发育中采取的不同策略。第八章自然环境胁迫与植物的适应第一节强光胁迫1.强光胁迫的概念2.强光对植物的影响3.植物对强光胁迫的适应习题要点：强光胁迫的概念第二节植物光合作用的光抑制81.光抑制现象2.光抑制机理3.光一致后后光合功能的恢复4.光抑制破坏的防御习题要点：光抑制的机理第三节太阳紫外线辐射对陆生高等植物的影响1．紫外线辐射对遗传物质DNA的伤害2．紫外线辐射对光合作用的影响和光抑制3．紫外线辐射信号的感受和传导4．植物的保护机理5．植株和群落水平的响应习题要点：紫外线辐射对植物的伤害第四节温度胁迫与植物的适应1.高温胁迫2.低温胁迫习题要点：高温和低温对植物的伤害以及植物之的适应第五节干旱胁迫与植物的适应1.旱生植物的概念及类型2.营养器官对干旱环境的适应3.种子传播和萌发对干旱的适应习题要点：干旱对植物的伤害和植物对干旱的适应第六节盐渍化生境中的植物1.盐分胁迫对植物的伤害作用及其机理2.盐生植物对盐渍生境的适应性及其机理3.盐生植物对盐渍生境的生态分化习题要点：盐害对植物的伤害及植物对之的适应第七节涝渍化环境中的植物1.涝渍化环境产生的原因2.涝渍化环境对植物的危害机理3.植物对涝渍化环境的适应4.植物对涝渍化环境的适应机制习题要点：涝渍化环境对植物的危害机理和适应机制9本章重点、难点：各个胁迫对植物的伤害机理及植物的适应机制本章教学要求：了解强光胁迫和光抑制的概念，理解光、重点掌握温度、干旱、盐害对植物的伤害机理第九章环境污染与植物的反应第一节环境污染、类型及其危害1.环境污染2.环境污染的类型3.大气污染的危害习题要点：环境污染的类型第二节大气中的主要污染物质及其危害1.二氧化硫2.氮氧化物3.总悬浮颗粒物4.臭氧5.氟化氢6.重金属习题要点：二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物和重金属的危害第三节植物对大气污染的抗性1.植物抗大气污染的生理生态基础2.植物抵抗大气污染的形态学基础习题要点：植物抗大气污染的生理生态基础第四节植物对大气污染的生物指示与监测作用1.生物指示与监测2.大气污染监测植物选择的标准和方法3.植物监测大气污染的指标习题要点：植物监测大气污染的指标本章重点、难点：植物抗大气污染的生理生态基础本章教学要求：了解环境污染的定义，类型和危害。重点掌握二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒物和重金属的危害和植物抗大气污染的生理生态基础。了解植物监测大气污染的指标。第十一章动物生态学101.动物生态学的定义及研究内容2.动物生态学的发展简史和研究现状3.当前动物生态学的研究热点和动向本章教学要求：了解动物生态学的定义和研究内容。五、考核方式及要求本课程的考核主要通过闭卷考试，占总考核成绩的70％，在试卷中通过增加判断题考核学生对基本概念的掌握和理解程度；通过加强联系当代生态学问题的论述题的比重，重点考核学生利用所学生态学知识和理论综合分析和解决实际生态学问题的能力。另外，加强平时考核的导向作用和效果，如通过课堂提问充分调动学生的学习积极性，通过讨论和发言激发学生解决问题的能力。回答问题占总成绩的10％、出勤率占总成绩的20％六、推荐教材及教学参考书建议选用符合本专业的培养目标，相对稳定的国家、省级精品教材、面向21世纪教材，近3年出版（再版）的新教材和外语原版教材。教材：《植物生理生态学》，蒋高明编著，高等教育出版社，2004年，标准书号：978-7-04-016180-9。参考书：《植物生理生态学》，HansLambers等编著，张国平周伟军译，浙江大学出版社，2003年，标准书号：7-308-04222-7。《动物生态学》，冯江等编著，科学出版社，2005年，标准书号：7-03-015771-0。七、说明在此部分可做一些补充说明，若无需说明则可省略该项。大纲修订人：余玲梁明祥冯慧敏大纲审定人：修订日期：2015年05月01日