首页分享《植物生产与环境》教案

《植物生产与环境》教案

来源：花匠小妙招时间：2024-12-20 13:07

1、教学计划一、讲授的主要内容讲授植物基础知识、植物生产与光、植物生产与温度、植物生产与水、植物生产与土壤、植物生产与营养、植物生产与气候等与植物生长有关的环境因素。二、教学安排理论授课150学时，其中集中面授辅导20学时，自学130学时。技能60学时，由学员在工作中进行，教师在网上答疑或电话答疑。三、授课计划课号周次章节授课章节题目课时第一章植物基础知识20第二章植物生产与光20第三章植物生产与温度20第四章植物生产与水20第五章植物生产与土壤25第六章植物生产与营养25第七章植物生产与气候20合计讲义目录第一章植物基础知识2第二章植物生产与光6第三章植物生产与温度8第四章植物生

2、产与水11第五章植物生产与土壤13第六章植物生产与营养15第七章植物生产与气候18讲义内容主要讲授植物生产发育和遗传变异基础知识；光、温、水、土、肥等环境因素对植物生长发育的影响及调控；合理开发和利用资源环境与现实农业可持续发展。讲授以够用为原则，力求通俗易懂，深浅适宜。培养学员的实践与技能。第一章植物基础知识第一节植物的形态与功能教学重点：根、茎、叶的形态结构和生理功能。教学难点：营养器官的解剖结构在不同类型植物上的表现和差异。一、根的形态与功能（一）根的形态1根的发生种子萌发时，胚根先突破种皮向地生长，便形成根。2根的种类主根、侧根、不定根。主根和侧根为定根。3根系一

3、株植物所有根的总体叫根系。根系可分为直根系和须根系。直根系：主根明显发达，较各级侧根粗壮，能明显区别出主根和侧根的根系。须根系：主根不发达或早期停止生长，由茎的基部生出的不定根组成的根系。4根系分布根系在土壤中分布很深很广。直根系植物的根常分布在较深土层中，属深根性；须根系往往分布在较浅的土层中，属浅根性。（二）根的结构1根尖的结构根尖是指根的最顶端到着生根毛的部位。根尖从顶端起依次分为根冠、分生区、伸长区、根毛区四区。名称位置特点功能根冠根尖最顶端形状似帽状的结构，由许多薄壁细胞组成。保护分生区；能分泌黏液，起润滑作用。分生区根冠内侧细胞体积小、壁薄、质浓、核大、排列紧密，具有强烈的分裂

4、能力。根中各种组织的“发源地”。伸长区分生区上方细胞逐渐分化并纵向伸长。根尖入土的主要推动力。根毛伸长区上方细胞已停止生长，并且分化成熟。根吸收水分和无机盐的主要部位。2双子叶植物根的结构（1）初生结构根的初生结构由外向内依次为表皮、皮层和中柱三部分。（2）次生结构双子叶叶植物的根完成初生成长后，由于形成层的发生和活动，不断产生次生维管组织和周皮，使根的直径增粗，并产生次生结构。维管形成层的产生及活动：片段状维管形成层、波浪状维管形成层、圆环状维管形成层的产生。维管形成层的分裂活动：维管形成层主要进行平周分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生数量较多的次生木质部。总之，双子叶植物根的次生构造

5、从外向内依次为：周皮（木栓层、木栓形成层、栓内层）、韧皮部（初生韧皮部、次生韧皮部）、形成层，木质部（次生木质部、初生木质部）等。3禾本科植物根的结构禾本科植物为单子叶植物，其根的基本结构也可分为表皮、皮层、中柱三个部分，但各部分有其特点，特别是不产生维管形成层和木栓形成层，不能进行次生生长。表皮：是根的最外一层细胞，当根毛枯死后，往往解体而土脱落。皮层：皮层中靠近表皮的三至数层细胞为外皮层。外皮层内侧为数量较多的皮层薄壁组织。内皮层在发育后期细胞壁呈马蹄形的五面加厚，只有外切向壁不加厚。在木质部放射角处的少数细胞仍保留薄壁状态，成为水分、养分进出的通道，这类细胞叫通道细胞。中柱：最外一层薄壁

6、细胞组成中柱鞘。每束初生韧皮部与初生木质部放射角相间排列，两者之间的薄壁细胞不能恢复分生能力，不产生形成层。以后细胞壁木质化而变为厚壁组织。4侧根的形成侧根开始发生时，中柱鞘某些部位的几个细胞细胞质变浓，液泡很小，细胞恢复分裂活动。首先进行切向分裂，增加细胞层数，继而进行各个方向的分裂，产生一团细胞，形成侧根原基，其分化方向以向顶顺序进行，其顶端逐渐分化为生长点和根冠。最后，由于新的生长点的不断分裂、生长和分化而向外突出，结构穿过母根的皮层和表皮成为侧根。（三）根的生理功能1生理功能支持与固定作用，吸收作用，输导作用，合成与转化作用，分泌作用，贮藏作用，繁殖作用。2经济用途食用、药用、工业

7、原料等经济用途。某些乔木、藤本植物的根可作工艺美术品；在自然界中根还有护坡地、堤岸和防止水土流失的作用。二、茎的形态与功能（一）茎的形态特征1茎的形态一般种子植物的茎多数呈圆柱形、三棱形、方柱形或扁平柱形。通常植物地上部分具有主茎和侧枝，茎有节、节间、叶腋和枝条等。植株生长过程中，根据枝条延伸生长的强弱，可将枝条分为长枝和短枝。 2茎的生长习性不同植物的茎在长期进化过程中，有各自的生长习性，以适应外界环境。通常茎的生长方式有四种方式：直立茎、缠绕茎、攀缘茎和匍匐茎。3芽芽是处于幼态而未伸展的枝、花或花序。（1）定芽和不定芽定芽可分为顶芽和腋芽。（2）叶芽、花芽和混和芽形成枝条为叶芽。

8、形成花或花序为花芽。既生枝叶，又长花为混合芽。（3）鳞芽和裸芽外面被有鳞片的叫鳞芽，不被鳞片的叫裸芽。（4）活动芽和休眠芽能于当年或次年春季萌发的芽叫活动芽。有的芽形成后，长时期处于休眠状态而不萌发的芽，叫做休眠芽。4分枝与分蘖种子植物的分枝方式，一般有单轴分枝、合轴分枝和假二叉分枝3种类型（图1-31）。分蘖是禾本科植物的特殊分枝方式，它是从靠近地面的茎基部产生分枝，并在其基部产生不定根，这种特殊的分枝方式叫分蘖，如小麦、水稻等。（二）茎的构造1双子叶植物茎的初生构造双子叶植物幼茎是由茎的生长点细胞经过分裂、伸长和分化形成的。把幼嫩的茎作一横切，自外向内分为表皮、皮层和中柱（也称维管柱

9、）三部分。表皮：是幼茎最外面的一层细胞。表皮上有气孔、表皮毛或腺毛。表皮对茎的内部起着保护作用。皮层：位于表皮和中柱之间。近靠表皮部位常有一至数层厚角细胞，对幼茎具有机械支持作用。幼茎呈绿色，能进行光合作用。中柱：位于皮层以内，由维管束、髓和髓射线三部分组成。2双子叶植物茎的次生构造双子叶植物的茎形成初生结构后不久，便进行次生生长，产生次生结构，主要是维管形成层和木栓形成层活动的结果。形成层的产生与活动：形成层由束内形成层和束间形成层组成形成层环。束内形成层的分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部，并且形成的次生木质部远比次生韧皮部多；束内形成层还能在韧皮部和木质部内形成许多呈辐射状

10、排列的维管射线。束间形成层分裂时，向内、向外产生大量的薄壁细胞。使髓射线得以延伸。木栓形成层的产生与活动：多数木栓形成层是由皮层的薄壁细胞转变的。木栓形成层向外分裂产生木栓层、向内产生栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称为周皮。双子叶植物茎的次生构造由外向内包括：木栓层、木栓形成层、栓内层、皮层（有或无）、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、髓（有或无）和维管射线。3禾本科植物茎的构造特点小麦、玉米、水稻都是禾本科植物，它们的茎在形态上有明显的节和节间，其内部构造有以下特点：禾本科植物的茎多数没有次生构造。表皮细胞常硅质化。有的还有蜡质覆盖，如甘蔗、高粱等。禾本科植物茎

11、的皮层和中柱之间没有明显的界限，维管束分散排列于茎内。每个维管束由韧皮部和木质部组成，没有形成层。所以，禾本科植物茎的增粗受到一定的限制。（三）茎的主要生理功能1生理功能输导作用，支持作用，繁殖作用，储藏作用。2经济用途食用、药用、工业原料、木材、竹材等，为工农业及其他方面提供了极为丰富的原材料。三、叶的形态与功能（一）叶的形态1叶的组成植物的叶一般由叶片、叶柄和托叶三部分组成。具有叶片、叶柄、和托叶三部分的叶为完全叶；有些叶只有一个或两个部分的称为不完全叶。禾本科植物的叶有些不同，其叶是由叶片和叶鞘组成，并有叶舌和叶耳。2叶片的形态各种植物叶片的形状多种多样，大小不同，形状各异。叶

12、形：针形，披针形，椭园形，卵形，菱形，心形，肾形。叶尖：渐尖、锐尖、尾尖、钝尖、尖凹、倒心形等。叶基：心形、耳垂形、箭形、楔形、戟形、园形、偏形等。叶缘：全缘，锯齿形、牙齿形、波浪形等形状。叶裂：状和掌状两种，每种又可分为浅裂、深裂和全裂三种。叶脉：平行脉、网状脉和叉状脉。叶序：互生、对生、轮生和簇生。复叶：羽状复叶、三出复叶、掌状复叶和单身复叶。全裂单叶在外形上很像复叶，但与复叶还有一些区别。顺序全裂单叶复叶1裂片的形状与大小，常差异很大每一个叶的形状与大小，常基本相同2裂片的基部没有关节，裂片不各自脱落每一个叶基部常有小叶柄，并有关节，小叶各自脱落3裂片基部不生小托叶每一小叶基部有时生有托

13、叶（二）叶的构造1双子叶植物叶的构造双子叶植物的叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。表皮：表皮位于叶片的上下两面，分上表皮和下表皮。表皮上常有表皮毛、气孔和水孔等结构，气孔是由两个肾形的保卫细胞围合而成的小孔。叶肉：位于上下表皮之间，叶肉细胞内含有大量叶绿体，是光合作用的主要场所。叶肉明显分化出栅栏组织和海面组织。（叶脉：叶脉贯穿于叶肉中，具有输导和支持作用。叶脉中有一个或几个维管束，其中木质部位于上方，韧皮部位于下方。2单子叶（禾本科）植物叶的构造禾本科植物的叶片也由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。与双子叶植物叶的结构相比，有以下不同：表皮细胞从正面观察呈长方形，细胞的外壁除含角质外，还含有

14、硅质。从横切面看，上表皮中有许多呈扇形排列的泡状细胞（运动细胞），与叶片的卷曲与开张有关。气孔器分布在上下表皮上，成纵行排列，保卫细胞为哑铃形，其外侧各有一个近似菱形的副卫细胞。禾本科植物叶肉组织没有明显的栅栏组织和海绵组织。叶脉为平行排列，在维管束与上下表皮之间有发达的机械组织，每个维管束的外围具有由一层或两层大型薄壁细胞或厚壁细胞组成的维管束鞘。（三）叶的主要生理功能1生理功能进行光合作用和蒸腾作用，同时还具有吸收、繁殖等功能。2经济用途食用、药用、工业原料、肥料、饲料、饮料等。四、植物营养器官的变态植物的营养器官（根、茎、叶）由于长时期适应于周围环境的结果，使器官在形态结构及生理功能

15、上发生变化，成为该种植物的遗传特性，这种现象叫变态。（一）根的变态1贮藏根通常分为肉质直根（如萝卜、胡萝卜等）和块根（如甘薯等）两种。2气生根可分为支持根（如玉米）、攀缘根（如常青藤）和呼吸根（如红树）三种。3寄生根有些寄生植物如菟丝子、列当等茎缠绕在寄生茎上，它们的根形成吸器，侵入寄主体内，产生寄生根。（二）茎的变态1地上茎变态有五种变态：茎刺、茎卷须、叶状茎、小鳞茎和小块茎等。如山楂的茎刺，南瓜、黄瓜的茎卷须，天门冬的叶状茎，大蒜的小鳞茎和秋海棠的小块茎等。2地下茎变态地下茎的变态有根状茎、块茎、鳞茎和球茎等类型。如其中根状茎有竹、莲、芦苇等，块茎有马铃薯等，鳞茎有洋葱、百合等，

16、球茎有荸荠、芋等。（三）叶的变态常见叶的变态有：鳞叶、苞叶、叶刺、叶卷须和捕虫叶等。如洋葱、百合的鳞叶，玉米的苞叶，刺槐、仙人掌的叶刺，豌豆的叶卷须，猪笼草的捕虫叶等。第二节植物的生殖器官教学重点：花的基本组成和结构。花药的发育、结构和花粉粒的形成。胚珠的发育、结构和胚囊的形成。被子植物双受精。胚及胚乳的发育。种子和果实的形成、结构及类型。教学难点：花药的发育、结构及花粉粒的形成。一、花的形态与发育（一）花的组成与形态1花的组成一朵典型的花由花梗和花托、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊等部分所组成。通常把具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的花叫完全花。如果缺少其中任何一部分或几部分，则叫不完全花。花梗和花托

17、：花梗（柄）是着生花的小枝，其顶端膨大的部分叫做花托。花梗和花托具有运输水分和营养物质及支持花的作用。花萼：花萼是萼片的总称，位于花的最外面，形似叶，通常呈绿色。离萼、合萼、宿萼、副萼。花冠：位于花萼的内面，由花瓣组成。离瓣花冠和合瓣花冠。双被花和无被花。雄蕊群：位于花冠之内，每枚雄蕊由花药和花丝两部分组成。花药通常有四个花粉囊，成熟的花药内有大量的花粉粒。雌蕊群：雌蕊位于花的中央，是由心皮卷合发育而成。每个雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。单雌蕊、复雌蕊和离生单雌蕊。2禾本科植物的花禾本科植物的花与一般花的形态不同，现以小麦为例说明。小麦麦穗是复穗状花穗，在主轴上连生许多小穗，每一小穗基部

18、由两个颖片包裹，其内着生数朵花，通常基部23朵花发育正常，为可育花，上部是发育不完全的不育花。每一可育花是由外稃、内稃、两片囊状浆片、3枚雄蕊和1枚2个羽毛状柱头的雌蕊组成。开花时，浆片吸水膨胀，撑开外稃和内稃，露出雄蕊和柱头，适应于风力传粉。3花序花序可分为无限花序和有限花序两大类。无限花序：开花顺序是花轴基部的花先开，渐及上部，花轴顶端可继续生长、延伸；若花轴很短，则由边缘向中央依次开花。类型有总状花序、伞房花序、穗状花序、伞形花序、葇荑花序、圆锥花序、头状花序和隐头花序。有限花序：其开花顺序与无限花序相反，是顶端或中心的花先开，然后由上向下或由内向外逐渐开放。类型有单歧聚伞花序、二

19、岐聚伞花序和多岐聚伞花序。4花和植株的性别两性花、单性花和无性花。（二）花的发育 1雄蕊的发育与结构花药的发育及构造、花粉粒的发育与构造。2雌蕊的发育与结构胚珠的发育与结构和胚囊的发育与结构。（三）开花、传粉和受精1开花当花粉粒和胚囊成熟后或其中之一成熟，花被展开，雌雄蕊暴露出来的现象叫开花。一株植物从第一朵花开放到最后一朵花开完所经历的时间，叫开花期。2传粉植物开花后，花药破裂，成熟的花粉粒传到雌蕊柱头上的过程，叫传粉。传粉是有性生殖过程的重要环节，有自花传粉和异花传粉两种方式。3受精雌雄配子（即卵和精子）相互融合的过程，叫做受精作用。花粉粒的萌发：经过传粉，落到柱头上的花粉粒

20、首先与柱头相互识别，如果二者亲和，则花粉粒可得到柱头的滋养并从周围吸水，代谢活动加强，体积增大，花粉内壁由萌发孔突出伸长为花粉管。花粉管的伸长：花粉粒萌发后，花粉管穿过柱头和花柱进入胚珠的胚囊内。在花粉管伸长的同时，花粉粒中营养核和生殖核移到管的最前端。当花粉管到达胚囊中，营养核逐渐解体消失，生殖核分裂成两个精子。双受精过程：双受精作用是被子植物有性生殖所特有的现象。无融合生殖：有些植物里，不经过精卵融合也能形成胚，这种现象称无融合生殖。二、果实的发育与结构（一）果实的发育受精作用完成后，花的各部分随之发生显著变化，通常花被脱落，但也有些植物的花萼宿存于果实上，雄蕊和雌蕊的柱头、花柱枯萎，仅

21、子房连同其中的胚珠生长膨大，发育成果实。（二）果实的结构1真果的结构由子房发育而成的果实称为真果，真果的外面为果皮，内含种子。果皮由子房壁发育而来，可分为外果皮、中果皮和内果皮。2假果的结构植物的果实，除子房外，还有花的其他部分参与果实的形成和发育，称为假果。假果的果实，如苹果、梨的食用部分主要由花筒发育而来，而真正的果皮，包括外、中、内三层果皮位于果实中央托杯内，仅占很少部分，其内为种子。（三）果实的类型被子植物的果实大体分为三类：单果、聚合果和复果。1单果朵花中仅有一枚雌蕊所形成的果实，称为单果。它又分为肉质果和干果。肉质果：主要有浆果、柑果、瓠果、梨果和核果。干果：裂果和闭果。裂

22、果有荚果、蓇葖果、角果和蒴果等；闭果主要有瘦果、胞果、坚果、翅果、分果和颖果等。2聚合果聚合果是由一朵花中的离生单雌蕊发育而成的果实，许多小果聚生在花托上。又分聚合瘦果（如草莓）、聚合核果（如悬钩子）和聚合蓇葖果（如八角、茴香）等。3复果有些植物的果实，是由整个花序发育而成的，称为复果，又称聚花果，如风梨、无花果、桑椹等果实。三、种子的发育与结构被子植物的花经过传粉、受精之后，胚珠逐渐发育成种子，即包括胚、胚乳和种皮三部分，它们分别由合子、初生胚乳核和珠被发育而来。（一）胚的发育胚的发育从合子开始。受精后的合子通常要经过一段休眠期。合子通过休眠后，进行第一次分裂形成二细胞原胚，直至器官分化

23、之前的胚发育阶段为原胚时期，合子分裂产生二细胞，大为基细胞或柄细胞，小为顶细胞或胚细胞。顶细胞将来发育成胚体，基细胞主要形成胚柄或者参加胚体的形成。胚的发育早期，胚体成球形。随着胚发育，双子叶植物珠胚体，其两侧加快分裂生长，逐渐突起形成两片子叶，而中间生长慢的部分发育成胚芽，球形胚下端分化为胚根，胚芽和胚根之间部分化化为胚轴，这样一个具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的胚就形成了。在单子叶植物的胚发育时，生长点偏向胚的一侧，因而形成一片子叶。（二）胚乳的发育被子植物的胚乳是由初生胚乳发育而来，常具三倍染色体。极核受精后，初生胚乳核不经休眠或经短暂休眠，即开始分裂。胚乳的发育形式有两种：1核型胚乳多

24、发生于单子叶植物和双子叶的离瓣花植物中。2细胞型胚乳大多数具合瓣花的双子叶植物的胚乳发育属于此类。（三）种皮的发育在胚和胚乳发育的同时，珠被发育为种皮,位于种子外面起到保护作用。（四）种子的结构与类型种子的形状、大小和颜色因植物种类不同而差异较大，但其结构是相同的，由胚（包括胚芽、胚轴、胚根、子叶）和胚乳（或无）、种皮三部分组成。根据种子成熟时胚乳的有无，可将种子分为无胚乳种子和有胚乳种子两类。（五）果实和种子的传播1借风力传播这类植物的果实或种子小而轻，并有毛、翅等附属物。2借水力传播有些水生或沼生植物的果实与种子具漂浮结构，适宜水面漂浮传播。3借人与动物活动传播有些植物的果实或种子

25、，有的具钩刺、具宿存黏萼可黏附于人和动物身上而被传播；有的果皮或种皮坚硬，动物吞食后不消化而排泄至他处（如人参）；有些杂草的果实和种子常与栽培植物同时成熟，借人类收获和播种活动进行传播。4借果实自身机械力传播有些植物的果皮各层结构不同，细胞含水不一。如大豆、绿豆的炸荚，风仙花的果皮内卷等可将种子弹至他处。第2章植物生产与光第一节植物的光合作用教学重点：光合作用的意义及影响光合作用的因素。教学难点：光合作用的主要过程。一、光合作用的意义（一）光合作用的概念光合作用是绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成有机物质，释放氧气，同时把光能转变为化学能贮藏在所形成的有机物中的过程。常以下面反应式表

26、示。光6co2 + h2o c6h12o6 + 6o2 叶绿体（二）光合作用的意义1把无机物转变成有机物地球上一年通过光合作用约合成51011t有机物。2蓄积太阳能量植物通过光合作用每年将3.21021j的日光能转化为化学能。3净化空气吸收二氧化碳，释放氧气，从而起到净化空气作用；大气中一部分氧气转化为臭氧，对陆地生物也有良好作用。二、光合作用的主要过程光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，可将光合作用分为三个阶段：第一步，光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成。第二步，电能转变为活跃的化学能，由电子传递和光合磷酸化完成。第三步，活跃的化学能转变为稳定的化学

27、能，由碳同化进行。光合作用中各种能量转变情况光反应暗反应能量转变光能电能电能活跃化学能活跃化学能稳定化学能贮藏能量的物质量子电子atp、nadph糖类能量转变过程光能的吸收、传递、转换电子传递、光合磷酸化碳同化能量转变部位类囊体片层类囊体片层叶绿体基质三、光合作用的产物光合作用的产物有碳水化合物、有机酸、氨基酸、蛋白质等，主要为碳水化合物。光合作用产物与植物种类、叶龄、光质及氮素营养等有关。四、影响光合作用的因素（一）光照强度光饱和点和光补偿点是植物光合特性的两个重要指标。为了提高作物对光能的利用，适当增强光照，如合理密植、整枝修剪、去老叶等，以改善田间的光照条件。（二）co2浓度co2

28、是光合作用的主要原料，光合速率随co2浓度增加而上升。生产上常通过施用有机肥料、通风等措施来增加co2浓度。（三）水分水分是光合作用的原料之一，土壤水分含量对植物光合作用影响很大，如土壤干旱光合作用受到抑制。叶片缺水也会影响光合作用正常进行。（四）温度一般温带植物能进行光合作用的最低温度为05。在1035范围内，光合作用能正常进行；35以上光合作用受阻，4050以上光合作用完全停止。（五）矿质元素n、mg、fe、mn、p、k、b、zn等元素都会直接或间接对光合作用产生影响。如氮和镁是叶绿体的组成元素，铁和锰参与叶绿素的形成过程，磷、钾、硼能促进有机物质的转化和运输，因此，合理施肥才能保证光合作

29、用正常顺利地进行。（六）植物内在因素主要有叶龄、叶的结构和光合产物的输出等。光合速率随叶龄增长出现“低高低”规律。c4植物的光合速率大于c3植物，这与叶的结构有关。光合产物（蔗糖）从叶片中输出速率也会影响光合作用。第二节植物的呼吸作用教学重点：呼吸作用的概念、类型及意义。呼吸作用的主要过程。呼吸作用在植物生产上的应用。教学难点：呼吸作用的主要过程。一、呼吸作用的意义（一）呼吸作用的概念呼吸作用是指生活细胞内的有机物质在一系列酶的作用下，逐步氧化分解，同时放出能量的过程。呼吸作用可分为有氧呼吸和无氧呼吸两类。（二）呼吸作用的意义呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在三方面：1为植

30、物生命活动提供能量呼吸作用将有机物质生物氧化，使其中的化学能以atp形式贮存起来。2中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料如丙酮酸、a酮戊二酸、苹果酸等都是进一步合成植物体内新的有机物质的物质基础。3在植物抗病免疫方面有重要作用在植物和病原微生物的相互作用中，植物依靠呼吸作用氧化分解病原微生物所分泌的毒素，以消除毒害。二、呼吸作用的主要过程植物的呼吸作用有多种途径，当其中一条途径受阻，可以通过其他途径来维持正常的呼吸作用，这是植物在长期的进化中形成的适应现象。这里主要介绍糖酵解三羧酸循环过程。（一）糖酵解糖酵解是指葡萄糖在细胞质内经过一系列酶的催化作用，脱氢氧化，逐步转化为丙酮酸的过程

31、。在无氧条件下，丙酮酸进行酒精发酵、乳酸发酵；在有氧条件下，丙酮酸则进入三羧酸循环。（二）三羧酸循环在有氧条件下，丙酮酸在酶和辅助因素作用下，首先经过一次脱氢和脱羧，并和辅酶a结合形成乙酰辅酶a，乙酰辅酶a和草酰乙酸作用形成柠檬酸（含有一个羟基、三个羧基），这样反复循环进行。三、呼吸作用的影响因素呼吸作用的强弱常用呼吸强度来表示，影响呼吸强度的因素主要有：（一）温度温度主要是影响呼吸酶的活性。大多数植物呼吸作用的最低温度在-10，最适温度为2535，最高温度为3545。（二）水分细胞含水量对呼吸作用影响很大。禾谷类种子在风干状态（含水量为11%12%），呼吸微弱，当超过15%，呼吸作用加强（三

32、）o2和co2浓度大气含氧量通常在21%左右，当减少至5%8%时，呼吸显著减弱。 co2是呼吸作用的产物，空气中co2浓度增高时，呼吸作用减弱。某些种皮厚的种子，常因种皮内co2积累过多，即使在潮湿的土壤中保存多年也不发芽。四、呼吸作用在植物生产上的应用（一）呼吸作用与粮油种子贮藏贮藏粮油种子的原则是保持“三低”，即降低种子的含水量、温度和空气中的含氧量。（二）呼吸作用与多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜多汁果实和蔬菜的贮藏、保鲜的原则是在尽量避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度和空气成分三个条件，降低呼吸消耗，使果实蔬菜保持新鲜状态。（三）呼吸作用与作物栽培许多栽培措施都是为了保证作物呼吸作用正常进

33、行，如水稻浸种催芽时用温水淋种和时常翻种；水稻育秧采用湿润育种；作物的中耕松土等。五、光合作用和呼吸作用的关系光合作用和呼吸作用即相互对立，又相互依赖，二者共同存在于统一的有机体中。光合作用与呼吸作用的区别见表。光合作用和呼吸作用的区别光合作用呼吸作用原料co2、h2oo2、淀粉、已糖等有机物产物淀粉、已糖等有机物、o2co2、h2o等能量转换贮藏能量的过程光能电能活跃化学能稳定化学能释放能量的过程稳定化学能活跃化学能物质代谢类型有机物质合成作用有机物质降解作用氧化还原反应h2o被光解、co2被还原有机物被氧化，生成h2o发生部位绿色细胞、叶绿体、细胞质生活细胞、线粒体、细胞质发生条件光照下才

34、可发生光下、暗处均可发生光合作用和呼吸作用又有相互依赖、紧密相连的关系，二者互为原料与产物，光合作用释放o2可供呼吸作用利用，而呼吸作用释放co2也可被光合作用所同化。它们的许多中间产物是相同的，催化诸糖之间相互转化酶也是类同的。在能量代谢方面，光合作用中供光合磷酸化产生atp所需的adp和供产生nadph所需nadp，与呼吸作用所需的adp和nadp是相同的，它们可以通用。第三节提高植物光能利用率的途径教学重点：经济产量、叶面积系数、光能利用率等基本概念。光能利用率不高的原因及提高光能利用率的途径。教学难点：提高光能利用率的途径。一、植物的光合性能与产量（一）作物的产量构成因素决定作物产量

35、的因素是：叶面积、光合强度、光合时间、呼吸消耗和经济系数。1光合面积光合面积是指植物的绿色面积，通常以叶面积系数来表示叶面积的大小。在一定范围内，叶面积越大，光合作用积累的有机物质越多，产量也就越高。2光合时间适当延长光合作用的时间，可以提高作物产量。当前主要是采取选用中晚熟品种、间作套种、育苗移栽、地膜覆盖等措施，使作物能更有效地利用生长季节，达到延长光光时间的目的。（二）作物光能利用率目前作物的光能利用率普遍不高。据测算，只有0.5%1%的辐射能用于光合作用。低产田作物对光能利用率只有0.1%0.2%，而丰产田对光能的利用率也只有3%左右。（三）作物群体对光能的利用作物群体比个体更能充

36、分利用光能。在群体的结构中，叶片彼此交错排列、多层分布，使各层叶片的透射光可以反复地被吸收利用。二、提高植物光能利用率的途径（一）植物对光能利用率不高的原因当前作物对光能利用率不高的主要原因是：1漏光植物的幼苗期，叶面积小，大部分阳光直射到地面上而损失掉2受光饱和现象的限制光照度超过光饱和点以上的部分，植物就不能吸收利用，植物的光能利用率就随着光照强度的增加而下降。3环境条件及作物本身生理状况的影响自然干旱、缺肥、co2浓度过低、温度过低或过高，以及作物本身生长发育不良，受病虫危害等，都会影响作物对光能的利用。（二）提高作物光能利用率的途径1选育光能利用率高的品种光能利用率高的品种特征

37、是：矮秆抗倒伏，叶片分布较为合理，叶片较短并直立，生育期较短，耐阴性强，适于密植。2合理密植合理密植是提高作物产量的重要措施之一。只有合理密植，增大绿叶面积，以截获更多的太阳光，提高作物群体对光能的利用率，同时还能充分地利用地力。3间套复种间作套种可以充分利用作物生长季节的太阳光，增加光能利用率；复种则可把空间的生长季节充分加以利用。4加强田间管理加强田间管理提高作物群体的光合作用，减少呼吸消耗。整枝、修剪调节光合产物的分配。增加空气中的co2浓度也能提高作物对光能的利用率。第3章植物生产与温度第一节植物生产的温度环境教学重点：土壤热特性。土壤温度、空气温度的变化规律。教学难点：大气

38、中的逆温。一、土壤温度（一）土壤的热特性1土壤热容量土壤热容量可分为质量热容量和容积热容量。当不同的土壤吸收或放出相同热量时，热容量越大的土壤，其升温或降温的数值越小；反之，热容量越小的土壤，其温度变化就越大。2土壤导热率土壤导热率高的土壤，热量易于在上下层间传导，地表土温的变化较小；相反，导热率低的土壤，地表土温的变化较大。土壤中的土粒、水和空气的热特性土壤成分土壤容积热容量/106jm31土壤导热率/jm1s11土粒2.062.440.82.5水4.20.59空气0.00130.02（二）土壤温度的变化1土壤温度的日变化温度日较差是指一日内最高温度与最低温度之差。在正常天气条件下，一

39、日内土壤表面最高温度出现在13：00时左右，最低温度出现在日出之前，土壤表面温度的日较差较大。2土壤温度的年变化一年中，土壤表面月平均温度最高值出现在78月，最低值出现在12月。3土壤温度的垂直分布一天中土壤温度的垂直分布一般分为日射型、辐射型、上午转变型和傍晚转变型等4种类型。一年中土壤温度的垂直变化可分为放热型（冬季，相当于辐射型），受热型（夏季，相当于日射型）和过渡型（春季和秋季，相当于上午转变型和傍晚转变型）。（三）影响土壤温度变化的因素影响土壤温度变化的主要因素是太阳辐射，除此之外，土壤湿度等因素也影响着土壤温度变化。1土壤湿度潮湿土壤与干燥土壤相比，地面土壤温度的日变幅和年变

40、幅较小，最高、最低温度出现时间较迟。2土壤颜色土壤颜色可改变地面辐射差额，故深色土壤白天温度高，日较差大，浅色土壤白天温度较低，日较差较小。3土壤质地土壤温度的变化幅度以沙土最大，壤土次之，黏土最小。4覆盖植被、积雪或其他地面覆盖物，可截留一部分太阳辐射能，土温不易升高；还可防止土壤热量散失，起保温作用。5地形和天气条件坡向、坡度和地平屏蔽角大等地形因素及阴、晴、干、湿、风力大小等天气条件，或者使到达地面的辐射量发生改变，或者影响地面热量收支，影响土壤温度变化。6纬度和海拔高度土壤温度随着纬度增加、海拔增高而逐渐降低。二、空气温度（一）空气温度的日变化规律空气温度的日变化与土壤温度的

41、日变化一样，只是最高、最低温度出现的时间推迟，通常最高温度出现在1415时，最低温度出现在日出前后的0506时。（二）空气温度的年变化气温的年变化与土温的年变化十分相似。大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热月和最冷月分别出现在7月和1月，海洋性气候区落后1个月左右，分别在8月和2月。（三）气温的非周期性变化气温除具有周期性日、年变化规律外，在空气大规模冷暖平流影响下，还会产生非周期性变化。如我国江南地区3月份出现的“倒春寒”天气，秋季出现的“秋老虎”天气，便是气温非周期性变化的结果。（四）大气中的逆温逆温是指在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的现象。逆温按其形成原因，可分

42、为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温、下沉逆温等类型。这里重点介绍辐射逆温和平流逆温。1辐射逆温辐射逆温是指夜间由地面、雪面或冰面、云层顶等辐射冷却形成的逆温。2平流逆温平流逆温是指当暖空气平流到冷的下垫面时，使下层空气冷却而形成的逆温。逆温现象在农业生产上应用很广泛。第二节植物生长发育与温度教学重点：三基点温度、农业界限温度、积温、有效温度等基本概念。调节温度的农业技术措施。教学难点：积温和有效积温。一、温度对植物生产的影响（一）植物的三基点温度与农业界限温度1植物的三基点温度植物生长发育都有三个温度基本点，即维持生长发育的生物学下限温度（最低温度）、最适温度和生物学上限温度（最高温度），

43、这三者合称为三基点温度。 2农业界限温度农业气候上常用的界限温度及农业意义是：0：土壤冻结或解冻的标志。5：喜凉植物开始生长的标志。10：喜温植物开始播种或停止生长的标志。15：大于15期间为喜温植物的活跃生长期。20：热带植物开始生长的标志。（二）积温和有效积温1植物生长发育的积温一定时期的积累温度，即温度总和，称为积温。积温能表明植物在生育期内对热量的总要求，它包括活动积温和有效积温。2植物生长发育的活动积温和有效积温高于最低温度（生物学下限温度）的日平均温度，叫活动温度。植物生育期间的活动温度的总和，叫活动积温。活动温度与最低温度（生物学下限温度）之差，叫有效温度。植物生育期内有效

44、温度积累的总和，叫有效积温。几种植物所需大于10的活动积温植物早熟型/中熟型/晚熟型/水稻2 4002 50028003200棉花2 6002 900340036004000冬小麦16002400玉米2 1002 400250027003000高粱2 2002 400250027002800大豆25002900谷子1 7001 8002200240024002600马铃薯1 000140018003积温的应用积温作为一个重要的热量指标，在植物生产中有着广泛的用途，主要体现在：用来分析农业气候热量资源；作为植物引种的科学依据；为农业气象预报服务。（三）温度变化与植物生产1植物的感温性和温周期现象

45、（1）植物的感温性植物感温性是指植物长期适应环境温度的规律性变化，形成其生长发育对温度的感应特性。春化作用是植物感温性的另一表现。（2）温周期现象温周期现象是指在自然条件下气温呈周期性变化，许多植物适应温度的这种节律性变化，并通过遗传成为其生物学特性的现象。植物温周期现象主要是指日温周期现象。2土壤温度与植物生长发育土壤温度对植物生长发育的影响主要表现在：（1）对植物水分吸收的影响（2）对植物养分吸收的影响（3）对植物块茎块根形成的影响（4）对植物生长发育的影响（5）影响昆虫的发生、发展 3空气温度变化与植物生长发育（1）气温日变化与植物生长发育气温日变化对植物的生长发育、有机质积

46、累、产量和品质的形成有重要意义。（2）气温年变化与植物生长发育温度的年变化对植物生长也有很大影响，高温对喜凉植物生长不利，而喜温植物却需一段相对高温期。气温的非周期性变化对植物生长发育易产生低温灾害和高温热害。二、植物生产的温度调控（一）耕翻松土耕翻松土的作用主要有疏松土壤、通气增温、调节水气、保肥保墒等。在春季特别是早春，耕翻松土可以提高表层土温，增大日温差，保持深层土壤水分，增加土壤co2的释放量，有利于种子发芽出苗，幼苗长叶、发根和积累有机养分。（二）镇压镇压后土壤孔隙度减少，土壤热容量、导热率随之增大。因而清晨和夜间，土表增温，中午前后降温，土表日变幅小。镇压可以使土壤的坷垃破碎，

47、弥合土壤裂缝，在寒流袭击时可有效防止冷风渗入土壤危害植物。镇压的另一作用是提墒。（三）垄作垄作的目的在于：增大受光面积，提高土温，排除渍水，土松通气。在温暖季节，垄作可以提高表土层温度，有利于种子发芽和出苗。垄作的增温效应受季节和纬度影响。垄作具有排涝通气效应，多雨季节有利于排水抗涝。此外垄作增强了田间的光照强度，改善了通风状况，有利于喜温、喜光作物（如棉花）的生长，减轻病害。（四）地面覆盖地面覆盖的目的在于保温、增温，抑制杂草，减少蒸发，保墒等。地面覆盖的主要方式有：1土面增温剂具有保摘、增温，压碱，防止风蚀、水蚀等多种作用。2染色剂在地面上喷洒或施用草木灰、泥炭等黑色物质，因增加了对太

48、阳辐射吸收而增温，相反施用石灰、高岭土等浅色物质，因增加了对太阳辐射的反射而降温。3地膜覆盖地膜覆盖具有增温、保墒、增强近地层光强和co2浓度的功能。增温效应以透明膜最好，绿色膜次之，黑色膜最小。4铺沙覆盖铺一层0.2cm的细沙，在34月份地表可增温13，5cm地温可增高1.92.8，10cm地温提高1.22.2，另外铺沙覆盖具有保水效应，可防止土壤盐碱化，温、湿度条件得到改善。5其他覆盖如秸秆覆盖技术、无纺布浮面覆盖技术、遮阳网覆盖技术已普遍推广，其主要作用是增温，保墒，抑制杂草等方面。（五）灌溉灌溉对植物生产有重要意义，除了补充植物需水外，还可以改善农田小气候环境。春季灌水可以抗御

49、干旱，防止低温冷害；夏季灌水可以缓解干旱，降温，减轻干热风危害；秋季灌水可以缓解秋旱，防止寒露风的危害；冬季灌水可为越冬植物的安全越冬创造条件。（六）设施增温设施增温的主要方式有：智能化温室、加温温室、日光温室和塑料大棚等。第4章植物生产与水第一节植物生长发育与水教学重点：水对植物的生理作用。植物细胞与根系对水分的吸收。蒸腾作用的概念及生理意义。植物的需水规律及合理灌溉的指标。教学难点：气孔对蒸腾作用的调节及影响蒸腾作用的条件；影响根系吸水的主要因素；一、植物对水分的吸收（一）水对植物的生理作用水是植物的重要组成成分，水利是农业的命脉，水对植物的生命具有决定性作用：水是细胞原生质的重要成

50、分；水是代谢过程的重要物质；水是各种生理生化反应和运输物质的介质；水分使植物保持固有的姿态；水分具有重要的生态作用。（二）植物细胞吸水一切生命活动都是在细胞内进行的，吸水也不例外。植物细胞吸水有三种方式：1渗透吸水含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔开闭时保卫细胞的吸水为渗透吸水，主要是由于溶质势的下降而引起的细胞吸水过程。2吸胀吸水对于无液泡的分生组织和干燥种子来说，其细胞吸水依赖于低的衬质势而引起的吸水过程。3降压吸水主要是指因压力势的降低而引发的细胞吸水。（三）植物根系的吸水1 植物对水的吸收和运输植物根系吸收土壤水分后，便进行运输，其运输途径为：土壤中的水根毛根的皮层根的内皮层

51、根的中柱鞘根的导管或管胞茎的导管叶柄导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙气孔下腔气孔大气。2植物根系吸水的动力根系吸水的动力主要有根压和蒸腾拉力两种。（1）根压根压是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。伤流和吐水是证明根压存在的两种生理现象。（2）蒸腾拉力蒸腾拉力是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。蒸腾拉力是植物吸水的主要动力。3植物根系吸水的途径水分在根内的径向运转有途径：质外体途径和共质体途径。4影响根系吸水的主要因素植物根系吸水一方面取决于根系的生长状况，另一方面又受土壤状况影响，并且土壤状况对根系吸水的影响很大。主要因素有：土壤水分、土壤温度、土壤通气状

52、况、土壤溶液浓度。二、植物的蒸腾作用（一）蒸腾作用的生理意义蒸腾作用是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。对植物的生命活动具有一定意义：蒸腾作用能产生蒸腾拉力；促进矿物质营养的运输和合理分配；降低植物体的温度；有利于co2的同化。（二）蒸腾作用的方式叶片的蒸腾作用方式有两种：一是角质蒸腾，是指植物体内的水分通过角质层而蒸腾的过程；二是气孔蒸腾，是指植物体内的水分通过气孔而蒸腾的过程。植物以气孔蒸腾为主。（三）蒸腾作用的指标蒸腾作用的强弱常用蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数来表示。蒸腾系数越小，则表示该植物利用水分的效率越高。（四）蒸腾作用的调节与影响因素1蒸腾作用的调节在植物生产上，采取

53、有效措施适当减少蒸腾消耗：一是减少蒸腾面积。移栽植物时，可去掉一些枝叶。二是降低蒸腾速率。在午后或阴天移栽植物，或栽后搭棚遮荫，或实行设施栽培。三是使用抗蒸腾剂。2影响蒸腾作用的因素主要有光照、空气湿度、风速、温度、土壤条件等。三、植物的需水规律（一）植物的需水规律在植物生活的全过程中，需要大量的水分，不同植物或同一植物不同品种，其需水量不同。同一植物不同生长时期，需水量也存在很大差异。植物有两个关键需水时期：一是植物需水临界期。二是植物最大需水期。（二）合理灌溉的指标作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物形态、生理指标等加以判断。1土壤指标植物根系活动层土壤含水量低于田间持水量的60%80%，应及时灌溉。2形态指标植物幼嫩的茎叶在中午前后易发生萎蔫；生长速度下降；叶、茎颜色呈绿色或有时变红等情况下，要及时进行灌溉。3生理指标常用植物叶片的细胞液浓度、渗透势、水势和气孔开度等作为灌溉的生理指标。第二节植物生产与水环境教学重点：降水、空气湿度的表示方法。土壤水分的类型及有效性。教学难点：空气湿度的表示方法。一、降水（一）