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《植物生理学》实验教学大纲
发布时间:2022年06月20日 11:05    作者:    点击量:    分享到:

植物生理学实验》课程教学大纲

课程基本信息

Course Information

课程名称

Course Name

植物生理学实验

Plant Physiology Experiments

课程类型

Course Type

专业选修课程/跨专业选修课程实验

开课院(系)

Course Offering College (Department)

西北大学生命科学学院

负责人

Leader

刘晓

课程团队

Team Members

郭斌,何玮,傅艳萍,张卫国

课程编码

Course Code

U13E1029

学分

Credits

1

学时安排

Period Arrangement

36

授课对象

Audience

三年级本科生

授课语言

Language of Instruction

中文

先修课程

Prerequisite Courses

植物学、细胞生物学、生物化学

课程简介

Course Description


植物生理学实验是植物生理学课程教学的重要组成部分,旨在加深学生对植物生理学理论和实验基本原理的理解。实验不仅可以加强学生的实验操作技能,而且可以培养学生严谨的科学作风,在提高学生分析和解决问题的能力及独立工作能力方面,具有十分重要的作用。

本书内容涉及植物生理学的水分生理、矿质营养生理、光合作用、呼吸作用、生长发育、植物生长调节物质及抗性生理学等实验技术。并充分考虑到实验室实验设备的现状以及学科发展的需要,本书主要以容易采摘及获得的植物材料为研究对象,所选实验系多年来在教学和科研中较为成熟的实验,供本校本科生使用。。

Plant physiology experiment is an important part of plant physiology course, It helps the students to understand the basic theory of plant physiology. Plant physiology experiment can not only strengthen the experimental skill of students, but also can cultivate  rigorous scientific style of students. It has played an important role in the improving the ability of students to analyze and solve problems.

This experiment guides involves the experimental technologies of water physiology, mineral nutrient physiology, photosynthesis, respiration, growth and development, plant growth regulatory substances and resistance physiology. Considering the current situation of laboratory equipment and the needs of the discipline development, this guides mainly focuses on these plant materials easy to obtain as the research object. Moreover, these experiments more mature in teaching and research over the years are selected for undergraduate.


课程教学大纲

Course Syllabus

课程目标

Course Objectives

1.课程支撑专业培养目标及规格达成

植物生理学实验是植物生理学课程教学的重要组成部分,旨在加深学生对植物生理学理论和实验基本原理的理解。通过对植物生理学理论和实验课程的学习,使学生了解植物的生长发育规律以及植物对环境变化的响应方式。在掌握植物生理、生化过程及其本质的基础上,合理地利用光、气、水、土资源,发展农(林)业生产,保护和改造自然环境。同时增强学生的实践能力。


2.课程教学目标

让学生在掌握植物生理学的基本概念和基础理论的基础上,了解植物体内主要代谢活动机理,掌握植物与环境进行物质和能量交换的基本原理,植物形态建成的生理基础以及植物生长发育的基本规律。植物生理学实验不仅可以加强学生的实验操作技能,而且可以培养学生严谨的科学作风,在提高学生分析和解决问题的能力及独立工作能力方面,具有十分重要的作用。


思政育人

Curriculum Education

1.课程思政育人目标

植物生理学具有很强的理论性和实践性,与人类日常生活、农业生产以及科学研究密切相关。通过本课程的学习,不仅能够培养学生运用知识和创新思维的能力,引导学生应用植物生理学的知识开展科学研究和指导作物种植,还可以增强学生的专业自信心、培养学生严谨的科学态度、良好的团队精神、并提高社会责任感和民族自豪感。


2.思政育人教学设计

知识点:成花素的发现

在讲解成花素发现过程的教学环节中,从2005Science”上有关成花素论文被撤稿,爆出数据造假讲起,引出科研诚信问题,举出反面实例,强调学术不断造成的严重后果。

知识点:提高光能利用效率的途径

讲授提高光能利用效率的途径过程中,例举我国工程院院士袁隆平在提高水稻产量方面的研究历程,培养学生勇于探索未知,遇到困难锲而不舍的科学精神以及爱国情怀。

教学内容

Teaching Content

实验一 植物组织水势的测定-小液流法

1.  实验目的和要求  

了解植物组织中水分状况的另一种表示方法及用于测定的方法和它们的优缺点。  掌握小液流法测定水势方法。

2.  实验原理

植物细胞是一个渗透系统。当组织水势低于溶液渗透势,组织吸水,溶液变浓,比重增加,小液流下沉。当组织水势高于溶液渗透势,组织失水,溶液变稀,小液流上浮。当组织水势等于溶液渗透势,组织与溶液达到水分进出动态平衡,溶液浓度和比重不变,小液流不动。


实验二 植物组织中金属元素的测定-原子吸收分光光度法

1. 实验目的和要求

掌握植物组织中金属元素测定的方法,熟悉原子吸收分光光度计的使用方法

2.  实验原理

原子吸收分光光度法的测量对象是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素,是由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原子所吸收,通过测定辐射光强度减弱的程度,求出供试品中待测元素的含量。


实验三  叶绿体色素的提取及理化性质

1. 实验目的和要求

以植物叶片组织为材料,提取叶绿体色素,鉴定叶绿体色素的理化性质。

2.  实验原理

提取: 叶绿体中含有叶绿素(叶绿素ab)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素),这两类色素均不溶于水,而溶于有机溶剂,故常用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。

理化性质的观察: 叶绿素是一种二羧酸酯,在碱作用下,发生皂化反应;在弱酸作用下,叶绿素中镁可被氢原子取代而成为褐色的去镁叶绿素,后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素,叶绿素具有荧光,故从与入射光相垂直的方向观察叶绿素溶液呈血红色。叶绿素的化学性质不稳定,易受强光氧化,特别是当叶绿素与蛋白质分离后,破坏更快。


实验四 植物呼吸酶(抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶)活性的测定

1. 实验目的和要求

植物体内的呼吸酶,是催化植物在呼吸过程中,进行氧化还原的一些酶类。植物体内的末端氧化酶是将从基质传递来的电子,直接交给氧并产生 H 2 O 或过氧化氢。植物体内的末端氧化酶有抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶等。这个复杂的氧化酶系统,有助于植物对不良外界环境条件的适应。 通过本实验,掌握一个简便快速测定抗坏血酸氧化酶及多酚氧化酶活性的方法。

2. 实验原理

1. 抗坏血酸氧化酶

抗坏血酸在抗坏血酸氧化酶的作用下,可以氧化为脱氢抗坏血酸。 抗坏血酸为底物,加入酶的提取液,酶与底物充分反应,此时抗坏血酸氧化酶将抗坏血酸消耗掉一部分,根据消耗的多少来计算酶的活性。抗坏血酸消耗的多,说明酶的活性强。 抗坏血酸的消耗量,可用碘液滴定剩余的抗坏血酸来测定。

2. 多酚氧化酶

多酚氧化酶在有氧存在的条件下,可以将酚氧化成醌。 邻醌再与抗坏血酸作用,将它氧化成脱氢抗坏血酸。 抗坏血酸 + 邻醌 →脱氢抗坏血酸 + 邻苯二酚。所以邻醌能夺取抗坏血酸上的氢,生成邻苯二酚。因此,多酚氧化活性的测定,参加反应的底物有两种:即邻苯二酚和抗坏血酸。多酚氧化酶的活性,也用抗坏血酸的消耗量求得。


实验五 生长素对种子萌发的影响

1. 实验目的

观测不同浓度的萘乙酸对小麦根芽生长的不同影响

2. 实验原理

生长素及人工合成的类似物质如萘乙酸等对植物生长有很大的调节作用,在不同浓度下对植物生长的效应也不同。一般来说,低浓度的生长素促进生长,高浓度时则抑制生长。不同的植物器官对生长素的反应也不同,通常根比芽、茎对生长素更敏感。本实验据此观察不同浓度的萘乙酸在种子萌发过程中对植物不同器官生长的影响。


实验六 种子活力的测定

1. 实验目的:

掌握种子活力快速测定的几种方法。

2. 实验原理:

1、活种子的胚在呼吸作用过程中能进行氧化还原反应,而死种子则无此反应。当TTC渗入活种子胚细胞内作为氢受体而被脱氢辅酶(NADH2NADPH2)上的氢还原时,无色的TTC转变为红色的三苯基甲(TTF)。

2.、墨水染色法是根据活种子细胞的原生质膜具有选择性吸收物质的透性,而死种子的胚细胞原生质膜则丧失此性质,于是染料进入死细胞而染色。


实验七 切花的保鲜技术

1. 实验目的:

了解切花保鲜液的种类、成分及其用量,学会配制保鲜液。同时理解保鲜液的作用原理,掌握切花保鲜的方法。

2. 实验原理

保鲜液一般必需具备以下几方面的成份:1)补充生命合成能源需要的营养物。2)减缓乙烯致衰作用的乙烯对抗剂。3)防止阻碍花茎吸水的真菌或细菌及其代谢物产生所需的杀菌剂。4)添加抑制氧化酶活性而克服生理茎堵塞的酸化剂。5)有时添加防止城市用水中氟化钙和碳酸钙造成有毒影响的沉淀剂。


实验八 植物抗逆性的测定-电导仪法

1. 实验目的  

进一步理解和认识逆境胁迫对植物细胞膜透性的影响,了解电导法在植物逆境生理与抗性育种研究中的应用范围。

2. 实验原理  

在正常生长状况下,植物细胞膜保持着良好的选择透性,而当植物组织受到逆境(例如干旱、低温、高温、盐渍等)伤害时,由于膜脂过氧化、膜蛋白变性及膜脂流动性改变,造成膜相变和膜结构破坏,使得细胞膜透性增大,从而使细胞内的电解质外渗,以致植物细胞浸提液的电导率增大。膜透性增大的程度与逆境胁迫强度有关,胁迫强度越大,伤害越重,外渗越多,电导率的增加也越大。同时也与植物抗逆性的强弱有关,抗性越强,伤害越轻,外渗越少,电导率的增加也越小。所以,通过测定外渗液电导率的变化,就可以反映出细胞膜的伤害程度和所测材料抗逆性的大小。



教学进度及要求

Teaching Progress and Requirements

内容

课内学时

教学方式

相关要求

实验一

植物组织水势的测定

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验二

植物组织中金属元素含量测定

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验三

叶绿体色素的提取及理化性质

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验四

抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶活性测定

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验五

生长素对种子萌发的影响

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验六

种子生活力的快速测定

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验七

几种切花的保鲜技术

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

实验八

植物抗逆性的测定

实验

理解实验原理,掌握实验操作,完成实验报告

考核内容及方式

Contents and Method of Assessment

考核环节

总成绩占比

平时考核

1、考勤。

2、实验操作。

20%

实验报告

报告完成情况

80%

教材

Teaching Material

作者译者

书名

出版社

出版时间

课程组自编




参考书目

Bibliography

作者译者

书名

出版社

出版时间





其它

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备注

Notes


大纲执笔人

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审核人

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