生物能源課程教學(xué)大綱

1、13442308生物能源課程教學(xué)大綱一、課程概況課程中文名稱生物能源課程英文名稱Bioenergy課程編號13442308課程類別公共必修課 公選課 院級限選課 學(xué)科基礎(chǔ)課 專業(yè)基礎(chǔ)課 專業(yè)限選課 專業(yè)任選課總學(xué)時40講授學(xué)時28實驗學(xué)時12總學(xué)分2.5開課單位農(nóng)學(xué)院開課系所生物技術(shù)系授課對象生物技術(shù)先修課程植物生理學(xué)、遺傳學(xué)、植物生產(chǎn)學(xué)、植物育種學(xué)執(zhí)筆人何覺民審核人審批人修訂時間2011-04-25二、課程簡介本課程為我校生物技術(shù)專業(yè)專業(yè)限選課。主要介紹生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義及類型、生物能源植物的經(jīng)濟(jì)性能及生物能源原料選擇、主要能源植物遺傳育種、主要能源植物高效生產(chǎn)、生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)、生物

2、柴油技術(shù)、燃料乙醇技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解機(jī)理及工藝、生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)。三、課程性質(zhì)開設(shè)本課程，對于幫助學(xué)生了解生物能源定義和分類、生物能源植物的經(jīng)濟(jì)性能及生物能源原料選擇、主要能源植物遺傳育種、主要能源植物高效生產(chǎn)、生物柴油技術(shù)燃料乙醇技術(shù)和生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)及其存在的主要問題和發(fā)展方向等，具有重要意義。本課程的任務(wù)是使學(xué)生對生物能源主要內(nèi)容有一個全貌性了解。四、課程教學(xué)目標(biāo)本課程的教學(xué)目標(biāo)為：了解生物能源生產(chǎn)、科研全貌，初步掌握主要能源植物遺傳育種、主要生物能源原料高效生產(chǎn)和主要生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、利用方式技術(shù)及其存在的主要問題和發(fā)展方向，并幫助學(xué)生在研究工作中尋找突破口。五、理論教

3、學(xué)內(nèi)容及要求第一章 緒論【教學(xué)目標(biāo)】（1） 了解：生物能源概論的學(xué)習(xí)任務(wù)（2）理解：生物能源的意義（3）掌握：生物能源的主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法【學(xué)時分配】2學(xué)時。1 / 12【授課方式】講授1.5學(xué)時，討論0.5學(xué)時?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料（僅供參考，教師可進(jìn)行調(diào)整）（1）王海濱. 國外生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)與應(yīng)用J. 能源基地建設(shè), 2000,(06) . （2）邱謙,金夢陽. 我國能源植物的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望J. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2009,(07) . 2、作業(yè)題（僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整）（1）簡述生物能源的主要類型和轉(zhuǎn)化方法。（2）如何在生物能源研究中取得突破性成果？【教

4、學(xué)重點和難點】（1）重點：生物能源的主要類型和轉(zhuǎn)化方法。（2）難點：在生物能源研究中取得突破性成果的途徑?！臼谡n內(nèi)容】第一節(jié) 生物質(zhì)能的概念1 生物質(zhì)能的概念2 生物質(zhì)能要解決的問題。第二節(jié) 生物質(zhì)能利用發(fā)展簡史1 原始階段 2 現(xiàn)代第三節(jié) 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義及類型1生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義2生物質(zhì)能的類型【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：采用講授式教學(xué)方法，兼有課堂討論及課堂提問。（2）教學(xué)手段：采用多媒體、幻燈片、掛圖相結(jié)合的方式使學(xué)生對抽象的內(nèi)容有一定感性認(rèn)識，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生了解與本門課程教學(xué)相關(guān)的主要網(wǎng)站。第二章 生物能源植物的經(jīng)濟(jì)性能及生物能源原料選擇【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解：能

5、源植物種類。（2）理解：主要能源植物的經(jīng)濟(jì)性能。（3）掌握：生物能源原料選擇方法?！緦W(xué)時分配】8學(xué)時?！臼谡n方式】講授7學(xué)時，討論1學(xué)時?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料（僅供參考，教師可進(jìn)行調(diào)整）（1）高文永. 中國農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源評價與產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究D. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2010 .（2）徐芬芬,葉利民,王愛斌. 我國的淀粉、糖類和纖維植物資源及其用于乙醇發(fā)酵的探討J. 中國林副特產(chǎn), 2006,(03) 2、作業(yè)題（僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整）1）生態(tài)遺傳性別理論與生態(tài)遺傳雄性不育理論的主要內(nèi)容各是什么？它們對解釋作物雄性不育現(xiàn)象、利用作物雜種優(yōu)勢各有何意義？還存在什么問題

6、？如何完善它？2)按照生態(tài)遺傳雄性不育理論，當(dāng)獲得不育株自交種子時，如何初步確定該不育株的生態(tài)類型？對各種類型如何處理？3) 如何從作物品種中選擇生態(tài)不育系？4) 如何獲得不育株自交種子？5) 如何自交繁殖胞質(zhì)不育系？6) 如何純合與自交繁殖核不育兩型系？7) 生態(tài)遺傳雄性不育理論對于作物引種、栽培有何指導(dǎo)意義？8) 什么是雄性育性的時空觀？9) 用不育系生產(chǎn)雜交種的方法有哪幾種？各有何優(yōu)、缺點？10) 喜溫作物、十字花科作物、喜涼作物雄性育性變化的生態(tài)學(xué)原理有哪些相同與不同之處？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：作物雜種優(yōu)勢利用新方法。（2）難點：作物雄性不育新理論?！臼谡n內(nèi)容】第一節(jié) 為什么要

7、生產(chǎn)作物雜交種1. 利用作物雜種優(yōu)勢2. 保護(hù)育種知識產(chǎn)權(quán)第二節(jié) 作物雄性不育的遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)1. 作物雄性不育的遺傳學(xué)2. 作物雄性不育的生態(tài)學(xué)第三節(jié) 作物雜交中生產(chǎn)方法1. 三系法2. 兩系法3. 石明松法4. 新方法【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：采用講授式兼討論教學(xué)方法，講授基本概念，指導(dǎo)學(xué)生查閱作物雄性不育系的圖片，觀看作物雄性不育系實物，比較、認(rèn)識、區(qū)分作物雄性不育系和可育品種。（2）教學(xué)手段：采用多媒體、照片和實物相結(jié)合的方式使學(xué)生對抽象的內(nèi)容有一定感性認(rèn)識。第三章 作物的繁殖方式與品種類型【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解：作物常規(guī)品種和雜交品種以外的幾類品種。（2）理解：作物的自交繁殖

8、和異交繁殖方式。（3）掌握：自交、常異交和異交種的主要代表作物?！緦W(xué)時分配】2學(xué)時。【授課方式】講授1.5學(xué)時，討論0.5學(xué)時?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料（僅供參考，教師可進(jìn)行調(diào)整）（1）李憲彬, 方波. 植物繁殖方式與育種的關(guān)系J. 種子科技, 2001,(02)（2）高新一 , 王玉英. 經(jīng)濟(jì)作物無性繁殖講座(一) 無性繁殖的遺傳穩(wěn)定性和變異性J. 植物雜志, 1994,(06) （3）俞世蓉. 繁殖方式與育種方法J. 種子, 1985,(04)2、作業(yè)題（僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整）1）比較有性繁殖與無性繁殖的異同。2）名詞解釋：自由授粉品種、綜合品種、多系品種、雜交合

9、成群體、無融合生殖、理論親本系數(shù)、芽變、有性繁殖、無性繁殖3）問答：（1）有性繁殖的授粉方式有哪幾種？各種授粉方式主要有哪些作物？（2）作物品種有哪幾個基本要求，各有何內(nèi)容？（3）自交與異交各有何遺傳效應(yīng)？（4）作物的品種類型有哪幾種？各有何育種特點？（5）自交作物、異交作物、常異交作物的異交率各是多少？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：有性繁殖與無性繁殖、作物、異交作物、常異交作物的比較。（2）難點：主要經(jīng)濟(jì)作物的自交率?！臼谡n內(nèi)容】第一節(jié) 作物的繁殖方式1.有性繁殖2.無性繁殖第二節(jié) 自交和異交的遺傳效應(yīng)1.自交的遺傳效應(yīng)2.異交的遺傳效應(yīng)第三節(jié) 作物的品種類型及其特點1. 作物的品種類型2.

10、各類品種的育種特點【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：采用講授式兼討論方式組織教學(xué)方法。（2）教學(xué)手段：采用多媒體、幻燈片、掛圖相結(jié)合的方式使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有一定感性認(rèn)識，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)查閱相關(guān)資料，討論比較認(rèn)知有性繁殖與無性繁殖的特點。第四章 作物種質(zhì)資源【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解：作物種質(zhì)資源的概念（2）理解：作物種質(zhì)資源的重要性（3）掌握：作物種質(zhì)資源的收集、保存和利用。【學(xué)時分配】4學(xué)時?！臼谡n方式】講授3學(xué)時，討論1學(xué)時?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料課外閱讀資料（僅供參考，教師可進(jìn)行調(diào)整）（1） 張巧仙. 植物種質(zhì)資源保存J. 生物學(xué)教學(xué), 2009,(02) （2） 劉旭.

11、生物多樣性關(guān)于中國種質(zhì)資源面對的挑戰(zhàn)與對策J. 世界科學(xué)技術(shù)-中醫(yī)藥現(xiàn)代化, 2005,(04) （3）孟祥勛. 生物科學(xué)中的種質(zhì)資源學(xué)J. 生物學(xué)通報, 2002,(06) 2、作業(yè)題（僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整）1）種質(zhì)資源對于育種與作物生產(chǎn)有何重要意義？2）如何收集種質(zhì)資源？3）種質(zhì)資源保存過程中的主要問題是什么？如何解決？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：種質(zhì)資源的收集、保存。（2）難點：種質(zhì)資源的利用。【授課內(nèi)容】第1節(jié) 作物種質(zhì)資源的重要性1. 培育新品種的基礎(chǔ)2. 科學(xué)研究的材料第2節(jié) 各主要作物的起源地1. 喜涼作物的起源地2. .喜溫作物的起源地第三節(jié) 種質(zhì)資源的收集方法1

12、.考察收集2.征集第四節(jié) 種質(zhì)資源的保存1.種植保存2.貯藏保存3.離體保存第五章 作物生育期與雄性育性變化的規(guī)律與引種【教學(xué)目標(biāo)】（1）了解：作物雄性育性的變化規(guī)律（2）理解：作物生育期的變化規(guī)律（3）掌握：作物引種方法【學(xué)時分配】8學(xué)時?！臼谡n方式】講授7學(xué)時，討論1學(xué)時。【課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料要求課外閱讀2篇論文，以下文獻(xiàn)僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1） 馬海峰; 李皓;淺談園藝作物引種方法J. 種子世界，2004（9）（2）李森科. 農(nóng)業(yè)生物學(xué)M. 北京：科學(xué)出版社, 1956.11012、作業(yè)與思考題布置4道作業(yè)題，以下僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）

13、什么是引種馴化？（2）低溫長日性作物和高溫短日性作物各有何引種規(guī)律？（3）引種的工作環(huán)節(jié)有哪些？（4）影響引種成功的主要因素是什么？【教學(xué)重點和難點】（1） 重點：作物引種方法（2）難點：作物生育期與雄性育性變化的變化規(guī)律【授課內(nèi)容】第一節(jié) 引種和馴化1. 引種2. 馴化第二節(jié) 作物生育期與雄性育性變化的規(guī)律與引種1.作物生育期與雄性育性在引種過程中的變化規(guī)律2.作物引種規(guī)律3.作物引種馴化的方法【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：主要采用講授式教學(xué)方法。采用課堂討論，分析作物生育期與雄性育性變化的規(guī)律（2）教學(xué)手段：采用多媒體、掛圖等手段，使學(xué)生弄引種的方法。第六章 選擇育種【教學(xué)目標(biāo)】（1）

14、了解：純系學(xué)說（2）理解：選擇育種應(yīng)用條件（3）掌握：選擇育種方法【學(xué)時分配】2學(xué)時?！臼谡n方式】講授1.5學(xué)時，討論0.5學(xué)時。【課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料要求課外閱讀2篇論文，以下文獻(xiàn)僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）湯圣祥, 閔紹楷. 純系育種J. 中國稻米, 1997,(03) （2）周增蓮;農(nóng)作物的引種與選擇育種的探討J，科技傳播, 2010（15）2、作業(yè)與思考題布置5道作業(yè)題，以下僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）自然變異的原因有哪些？（2）什么是生態(tài)變異與生態(tài)遺傳育種？如何進(jìn)行生態(tài)遺傳育種？（3）純系學(xué)說的內(nèi)容是什么，純系學(xué)說有何意義？（4）什么是混合選擇

15、？（5）純系育種、混合選擇、集團(tuán)混合選擇、改良混合選擇的程序各是什么？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：選擇育種方法（2） 難點：純系學(xué)說【授課內(nèi)容】第一節(jié) 作物品種群體中的遺傳變異及其規(guī)律1.自然變異的原因2.自然變異在育種上的應(yīng)用第二節(jié) 純系學(xué)說與純系育種1. 純系學(xué)說2. 純系育種的成就第三節(jié) 混合選擇與混合選擇育種1. 混合選擇與群體改良2. 混合選擇的利用價值第四節(jié) 選擇育種的程序1. 純系育種程序2. 混合選擇育種程序3. 集團(tuán)選擇育種程序【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：主要采用講授式教學(xué)方法。采用課堂討論，分析選擇育種的特點（2）教學(xué)手段：采用多媒體、掛圖等手段，使學(xué)生弄清選擇育種

16、的方法第七章 雜交育種【教學(xué)目標(biāo)】（1） 了解：親本選配的理論（2） 理解：雜交育種的遺傳學(xué)原理（3）掌握：親本選配和雜交后代選擇方法【學(xué)時分配】4學(xué)時。【授課方式】講授3學(xué)時，討論1學(xué)時?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料要求課外閱讀2篇論文，以下文獻(xiàn)僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）夏如兵. 中國近代的水稻雜交育種研究J. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2011,(01)（2）張金棟. 作物育種知識講座（三）作物的雜交育種J. 生物學(xué)通報, 1995,(11) 2、作業(yè)與思考題布置4道作業(yè)題，以下僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）選擇親本的一般原則有哪些？（2）什么是單交、三交、雙交、四

17、交？（3）分別說明系譜法、混合法、衍生系統(tǒng)法與單籽傳法的工作要點與優(yōu)缺點？（4）怎樣選擇單株？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：親本選配（2）難點：衡量品種優(yōu)劣的方法【授課內(nèi)容】第一節(jié) 親本選配1.選配親本的一般原則2.選擇親本的方法3.選配優(yōu)良組合的方法第二節(jié) 雜交方式1.單交2.復(fù)交第三節(jié) 雜交后代的處理1.系圃法2.混合法3.衍生系統(tǒng)法4.單籽傳法【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：主要采用講授式教學(xué)方法。采用課堂討論，分析雜交育種的特點（2）教學(xué)手段：采用多媒體、掛圖等手段，使學(xué)生弄清雜交育種的方法第八章 遠(yuǎn)緣雜交育種【教學(xué)目標(biāo)】（3） 了解：遠(yuǎn)緣雜交育種的重大意義（4） 理解：遠(yuǎn)緣雜交育種

18、的遺傳學(xué)原理（3）掌握：遠(yuǎn)緣雜交不孕、雜種夭亡和雜種不育的原因及其克服方法【學(xué)時分配】4學(xué)時?！臼谡n方式】講授3學(xué)時，討論1學(xué)時。【課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】1、課外閱讀資料要求課外閱讀3篇論文，以下文獻(xiàn)僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）李再云, 華玉偉, 葛賢宏, 徐傳遠(yuǎn). 植物遠(yuǎn)緣雜交中的染色體行為及其遺傳與進(jìn)化意義J. 遺傳, 2005,(02)（2）唐建軍，鄧鴻德. 物種的形成、進(jìn)化與雜種優(yōu)勢兼論作物遠(yuǎn)緣雜交的實質(zhì)J. 仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報, 1995,(02)（3）高新起, 王秀玲. 植物遠(yuǎn)緣雜交的障礙及其克服J. 生物學(xué)通報, 1998,(12)2、作業(yè)與思考題布置2道作業(yè)題，以下僅供參考，教師在教學(xué)中可進(jìn)行調(diào)整。（1）什么是遠(yuǎn)緣雜交的理論基礎(chǔ)？（2）如何克服遠(yuǎn)緣雜交不孕、雜種夭亡和雜種不育的問題？【教學(xué)重點和難點】（1）重點：克服遠(yuǎn)緣雜交不孕、雜種夭亡和雜種不育問題的方法（2）難點：遠(yuǎn)緣親本的選擇【授課內(nèi)容】第一節(jié) 遠(yuǎn)緣雜交主要困難及其克服1.雜交不孕2.雜種夭亡3.雜種不育第二節(jié) 雜交后代的處理1.雜交一代處理2.雜交二代及以后世代的選擇【授課方法與手段】（1）教學(xué)方法：主要采用講授式教學(xué)方法。采用課堂討論，分析遠(yuǎn)緣雜交育種的特點（2）教學(xué)手段：采用多媒體、掛圖等手段，使學(xué)生