《植物生長調(diào)節(jié)劑與利用》課程教學大綱

植物生長調(diào)節(jié)劑與利用（PlantGrowthRegulatorandApplication）課程基本信息課程編號：19011051課程總學時：16實驗學時：0學時課程性質(zhì)：選修課課程屬性:專業(yè)類開設(shè)學期：第8學期適用專業(yè)：園藝、茶學、設(shè)施農(nóng)業(yè)科學與工程對先修的要求：化學、植物學、植物生理、茶樹栽培學、分子生物學基礎(chǔ)對后續(xù)的支撐：無一、課程的教學理念、性質(zhì)、目標和任務(wù)本課程是專業(yè)選修課，以園藝前言研究進展為核心內(nèi)容，旨在拓展和深化植物激素的研究與應(yīng)用，促使理論聯(lián)系實際，同時也為高級園藝人才培養(yǎng)提供理論基礎(chǔ)和前瞻引導作用。通過本課程的學習拓展學生的知識結(jié)構(gòu)，促進理論聯(lián)系實際和解決實際生產(chǎn)問題的能力，提高園藝專業(yè)素質(zhì)，為適應(yīng)創(chuàng)新型、復合型和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供保障。本課程是在學習植物生理學、作物栽培學和分子生物學等專業(yè)課程的基礎(chǔ)上，通過講授、討論、文獻閱讀、調(diào)查和咨詢等方法對植物生長發(fā)育的化學調(diào)控理論和實踐應(yīng)用技術(shù)深入了解的一門選修課。本課程的任務(wù)是讓學生了解在傳統(tǒng)栽培的基礎(chǔ)上，用化學方法可以調(diào)控植物的生長發(fā)育，并使學生懂得植物生長調(diào)節(jié)劑的作用原理和應(yīng)用實踐。本課程的目的是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，將植物生長物質(zhì)知識應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決生產(chǎn)問題的能力。要求學生掌握植物生長調(diào)節(jié)劑的種類、作用原理、生產(chǎn)中的應(yīng)用實踐和今后的應(yīng)用前景。二、課程教學的基本要求1.理論知識方面：全面掌握植物生長調(diào)節(jié)劑的基本概念、基本原理和基本應(yīng)用，了解控制實用技術(shù)和植物生長調(diào)節(jié)劑的評價方法和管理體系，深刻認識植物化學控制技術(shù)是實現(xiàn)定向誘導植物生長發(fā)育及促進現(xiàn)代種植業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要技術(shù)資源。能夠靈活準確的利用植物生長調(diào)節(jié)劑解決實際生產(chǎn)中存在的問題，掌握農(nóng)林生產(chǎn)上應(yīng)用的技巧和關(guān)鍵技術(shù)，并擴展對化學控制技術(shù)在農(nóng)林生產(chǎn)中的應(yīng)用能力，以實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)林植物（作物、果樹、蔬菜、花卉和林木等）高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全及可持續(xù)發(fā)展的目標。2.實驗技能方面：無三、課程的教學設(shè)計1.教學設(shè)計說明為了有效的完成課程主要目的，本課程主要圍繞五大類植物激素的合成、代謝運輸、信號傳導和應(yīng)用原理與技術(shù)等內(nèi)容，通過課堂講授、課下拓展與問答（課程交流微信群和超星資源共享群）、小組討論、個人試講等方式組織教學活動，積極的提高學生的主動性，注重學生的個人創(chuàng)新和發(fā)現(xiàn)問題能力的培養(yǎng)，以平時成績和最終課程論文成績系統(tǒng)的評價學生的學習情況。2.課程目標及對畢業(yè)要求的支撐序號課程目標畢業(yè)要求1目標1：提高學生知識結(jié)構(gòu)的拓展，促進不同知識體系的融合，新思路、新技術(shù)和新觀點等創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。452目標2：使學生具備理論聯(lián)系實際的能力，能針對具體的生產(chǎn)問題，提出有針對性的激素運用方法或技術(shù)。493目標3：提升課程內(nèi)容和專業(yè)知識的高度，使學生具備初步的科研文獻查閱、分析和創(chuàng)新的能力。459四、理論教學內(nèi)容及學時分配（16學時）緒論學時數(shù)：1教學目標：對植物生長調(diào)節(jié)劑的發(fā)現(xiàn)、利用和研究進行初步的認識和了解。教學重點和難點：重點：植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑的相關(guān)概念、特點和知識體系難點：國內(nèi)外植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的主要進展主要教學內(nèi)容及要求：了解國內(nèi)外植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的主要進展。掌握植物生長調(diào)節(jié)劑的概念。理解植物生長調(diào)節(jié)劑的特點、意義、任務(wù)和知識體系。教學組織與實施：以學生為本，通過課堂講授和課下拓展與問答等方式組織教學活動。第一章植物生長調(diào)節(jié)劑的種類及其性質(zhì)學時數(shù)：3第一節(jié)植物生長促進劑（1學時）教學目的：了解和掌握植物生長促進劑的種類、理化性質(zhì)、生理作用和調(diào)控機理等。教重點和難點：重點：植物生長促進劑的分布、合成、代謝、運輸、生理功能。難點：植物生長促進劑的信號系統(tǒng)和作用機理。主要教學內(nèi)容及要求：了解激動素（KT）、CPPU的功能、作用機理和施用方法；理解獨角金內(nèi)酯、乙烯利（ETH）、油菜素內(nèi)酯（BR）、多胺、水楊酸等的功能、作用機理和施用方法；掌握吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)）、2，4－D、防落素（PCPA或4-CPA）、赤霉素（GA3）、6-芐基氨基嘌呤（6－BA）的功能、作用機理和施用方法。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生認知和接受課程內(nèi)容。第二節(jié)植物生長抑制劑（1學時）教學目的：了解和掌握植物生長抑制劑的種類、生理作用和調(diào)控機理等。教重點和難點：重點：植物生長抑制劑的分布、合成、代謝、運輸、生理功能。難點：植物生長抑制劑的信號系統(tǒng)和作用機理。主要教學內(nèi)容及要求：了解和理解脫落酸（ABA）、青鮮素（MH）、三碘苯甲酸（TIBA）、整型素、增甘膦等生長抑制劑的功能、作用機制和施用方法等。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生認知和接受課程內(nèi)容。第三節(jié)植物生長延緩劑（1學時）教學目的：了解和掌握植物生長延緩劑的種類、生理作用和調(diào)控機理等。教重點和難點：重點：植物生長延緩劑的分布、合成、代謝、運輸、生理功能。難點：植物生長延緩劑的信號系統(tǒng)和作用機理。主要教學內(nèi)容及要求：了解和理解矮壯素（CCC）、比久（B9）、多效唑（PP333）、粉銹寧、氯化膽堿、烯效唑等生長延緩劑的功能、作用機制和施用方法等。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生認知和接受課程內(nèi)容。第二章植物生長調(diào)節(jié)劑施用原理及技術(shù)學時數(shù)：4學時第一節(jié)植物生長調(diào)節(jié)的吸收與運轉(zhuǎn)（1學時）教學目的：了解和掌握植物生長調(diào)節(jié)的吸收與運轉(zhuǎn)的作用機制。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑的吸收與運轉(zhuǎn)的信號系統(tǒng)和作用機理。難點：植物生長調(diào)節(jié)劑的合成路徑。主要教學內(nèi)容及要求：了解生長調(diào)節(jié)劑是如何進入植物體內(nèi)的？通過葉片和莖部進入、通過根部進入等不同介入部位的差異與聯(lián)系。理解植物生長調(diào)節(jié)劑在植物體內(nèi)是如何運轉(zhuǎn)的。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生學習相關(guān)的課程內(nèi)容。第二節(jié)植物生長調(diào)節(jié)劑的劑型與施用方法（1學時）教學目的：了解和掌握常見的植物生長調(diào)節(jié)的劑型和施用方法及注意事項。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑的施用方法及注意事項。難點：植物生長調(diào)節(jié)劑間的拮抗作用和使用濃度的把控。主要教學內(nèi)容及要求：了解和掌握不同生長調(diào)節(jié)劑劑型的差異和應(yīng)用；理解生長調(diào)節(jié)劑的配合使用；掌握不同生長調(diào)節(jié)劑的使用濃度和注意事項。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生學習相關(guān)的課程內(nèi)容。第三節(jié)生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的策略（2學時）教學目的：了解和掌握實際生產(chǎn)中植物生長調(diào)節(jié)的具體應(yīng)用策略。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑的施用方法及注意事項。難點：無。主要教學內(nèi)容及要求：了解生長調(diào)節(jié)劑施用中存在問題的實質(zhì)，掌握適當?shù)奶幚矸桨福菏炀氄莆丈L調(diào)節(jié)劑種類的合理選用、施用時期確定、處理部位、劑型、擬定施用濃度和次數(shù)、小規(guī)模預(yù)備試驗及農(nóng)業(yè)配合技術(shù)措施等。教學組織與實施：以PPT和視頻為主，通過講授、提問、課下拓展組織學生學習相關(guān)的課程內(nèi)容。第三章生長調(diào)節(jié)劑在植物生長發(fā)育中的研究與應(yīng)用學時數(shù)：4學時第一節(jié)生長相關(guān)的調(diào)節(jié)（1學時）教學目的：了解和掌握生長調(diào)節(jié)劑在延長和打破休眠、促進生長、扦插生根和延緩衰老等方面的應(yīng)用技術(shù)和方法。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑打破休眠、促進生根、延緩衰老等方面的相關(guān)實例和應(yīng)用技術(shù)。難點：無。主要教學內(nèi)容及要求：了解打破休眠和促進萌發(fā)技術(shù)；掌握馬鈴薯、洋蔥、大蒜、蘿卜、胡蘿卜等蔬菜的貯藏技術(shù)；掌握營養(yǎng)生長和生殖生長調(diào)控技術(shù)；掌握延緩葉片衰老技術(shù)；熟練掌握扦插生根技術(shù)。教學組織與實施：以學生為主體，通過同學們自己收集資料，制作PPT，并上臺講授，其他同學對其進行提問、評價和答疑等，來完成課程主要相關(guān)的內(nèi)容。第二節(jié)開花相關(guān)的調(diào)節(jié)（1學時）教學目的：了解和掌握生長調(diào)節(jié)劑在花芽分化、化學殺雄和切花保鮮等方面的應(yīng)用技術(shù)和方法。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控花芽形成的相關(guān)實例和應(yīng)用技術(shù)。難點：無。主要教學內(nèi)容及要求：了解保鮮劑的種類和切花保鮮技術(shù)；掌握花芽形成的調(diào)控技術(shù)；掌握誘導雌花、誘導雄花、化學去雄等調(diào)控技術(shù)。教學組織與實施：以學生為主體，通過同學們自己收集資料，制作PPT，并上臺講授，其他同學對其進行提問、評價和答疑等，來完成課程主要相關(guān)的內(nèi)容。第三節(jié)結(jié)實相關(guān)的調(diào)節(jié)（2學時）教學目的：了解和掌握生長調(diào)節(jié)劑在?；ū９?、催熟和改善產(chǎn)量與品種等方面的應(yīng)用技術(shù)和方法。教重點和難點：重點：植物生長調(diào)節(jié)劑?；ū９夹g(shù)、果菜類的催熟、提高產(chǎn)量和改良品質(zhì)的相關(guān)實例和應(yīng)用技術(shù)。難點：無。主要教學內(nèi)容及要求：了解無籽果實生產(chǎn)技術(shù)。掌握保花保果和疏花疏果常用生長調(diào)節(jié)劑的種類和應(yīng)用技術(shù)；掌握乙烯的催熟技術(shù)；掌握生長調(diào)節(jié)劑提高產(chǎn)量和改良品質(zhì)的技術(shù)方法教學組織與實施：以學生為主體，通過同學們自己收集資料，制作PPT，并上臺講授，其他同學對其進行提問、評價和答疑等，來完成課程主要相關(guān)的內(nèi)容。第四章生長調(diào)節(jié)劑在植物抗逆性方面的研究與應(yīng)用學時數(shù)：4學時第一節(jié)生長調(diào)節(jié)劑與抗逆性（2學時）教學目的：了解生長調(diào)節(jié)劑對植物抗逆性的作用。教重點和難點：1.重點：不同植物生長調(diào)節(jié)劑與抗逆性的關(guān)系。2.難點：植物生長調(diào)節(jié)劑的抗逆性研究進展和作用機理。主要教學內(nèi)容及要求：1.了解乙烯、油菜素內(nèi)酯、脫落酸等生長調(diào)節(jié)劑與抗逆性的關(guān)系；2.理解逆境條件下生長調(diào)節(jié)劑的調(diào)控原理，及其交叉應(yīng)用中的作用和原理。教學組織與實施：以近兩年的最新發(fā)表的學科Top影響力期刊或文章為主，通過思路分析、技術(shù)講解和課程內(nèi)容聯(lián)系講授、提問、課下拓展組織學生認知和接受課程內(nèi)容。第二節(jié)生長調(diào)節(jié)劑在植物抗逆性中的應(yīng)用（2學時）教學目的：了解生長調(diào)節(jié)劑對植物抗逆性的調(diào)控技術(shù)。教重點和難點：1.重點：生長調(diào)節(jié)劑在植物抗逆性中的應(yīng)用。2.難點：無。主要教學內(nèi)容及要求：了解如何使用植物生長調(diào)節(jié)劑增強抗冷性，及其在作物上的應(yīng)用；了解植物生長調(diào)節(jié)劑在增強抗熱性中的應(yīng)用；了解植物生長調(diào)節(jié)劑在增強抗旱性中的應(yīng)用；了解植物生長調(diào)節(jié)劑在增強抗病性中的應(yīng)用。教學組織與實施：以近兩年的最新發(fā)表的學科Top影響力期刊或文章為主，通過思路分析、技術(shù)講解和課程內(nèi)容聯(lián)系講授、提問、課下拓展組織學生認知和接受課程內(nèi)容。五、課程思政（一）《植物生長調(diào)節(jié)劑與利用》課程思政建設(shè)主要有以下3個目標：目標1：國家情懷，社會責任。具有堅定正確的政治方向，自覺踐行社會主義核心價值觀。目標2：科學家精神。以著名科學家為榜樣，點燃學生科技興農(nóng)夢，引導學生樹立正確的人生觀與價值觀。目標3：社會主義生態(tài)文明觀。傳遞正確的社會主義生態(tài)文明觀，引導學生學以致用，積極參與生態(tài)化生產(chǎn)、綠色化生活、打造優(yōu)質(zhì)化環(huán)境的建設(shè)實踐。（二）對應(yīng)思政育人目標，本課程共設(shè)計3個案例融入課堂教學，具體如下：（1）在講解赤霉素類生長調(diào)節(jié)劑時，融入案例1：以赤霉素引發(fā)的農(nóng)業(yè)第一次”綠色革命”和中國學者吹響新”綠色革命”的號角為例，讓學生感受到祖國的迅猛發(fā)展與我國科學家的卓著貢獻，進而增強民族自信心與自豪感，并使學生明晰責任與擔當是家國情懷的精髓之所在。20世紀60年代中期，饑餓、營養(yǎng)不良在一些亞洲國家中成為普遍現(xiàn)象。通過赤霉素研究引發(fā)的第一次”綠色革命”，培育獲得了高產(chǎn)、抗倒伏的作物植株，使得主要糧食作物（如水稻、小麥）的產(chǎn)量大幅度提升，解決了由人口快速增長對糧食安全帶來的嚴峻危機。自20世紀90年代以來，大批具有海外留學經(jīng)歷的中青年科學家回國服務(wù)，組建了一支具有國際競爭力的科研隊伍，在植物激素的生物合成、體內(nèi)運輸、組織分布、信號轉(zhuǎn)導、激素互作等領(lǐng)域取得了一系列突破性的研究成果。至2020年，我國糧食總產(chǎn)量為6695億kg，中國已實現(xiàn)從溫飽不足到全面小康的歷史跨越。此外，我國科學家傅向東研究員帶領(lǐng)團隊成員進行長期科研攻關(guān)，找到提高水稻氮素使用效率的秘訣，實現(xiàn)了少投入、多產(chǎn)出、保護環(huán)境的育種理念，此項研究成果預(yù)示著一場新的”綠色革命”即將到來。（2）在講解植物激素的發(fā)展和研究方面，融入案例2：以著名科學家為榜樣，點燃學生科技興農(nóng)夢，引導學生樹立正確的人生觀與價值觀。我國謝道昕院士，長期從事植物激素的研究，并用”笨鳥先飛”來形容自己的學術(shù)生涯，他闡明了茉莉酸和獨腳金內(nèi)酯的受體感知機制，對于揭示植物生命活動的本質(zhì)、改善生態(tài)環(huán)境和保障糧食安全具有重要意義。2006年，謝道昕從新加坡回國至清華任教，希望自己做好一顆”螺絲釘”，他認為能夠為祖國的科學事業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)盡微薄之力是責任、義務(wù)與榮耀。（3）在講解植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用方面，融入案例3：生態(tài)文明建設(shè)功在當代，利在千秋。隨著人口的增加及食物的過度消費導致食品供需關(guān)系間的鴻溝日益擴大，而果蔬采摘后的損失和浪費更令人觸目驚心。常規(guī)使用的低溫貯藏等物理方法能耗高，且有效性因瓜果蔬菜產(chǎn)品而異；化學方法雖簡單有效，但因其化學殘留危害使消費者無法接受；通過生物技術(shù)方法合理調(diào)控植物激素能夠安全、無毒、高效延長新鮮農(nóng)產(chǎn)品的貯藏期。研究表明，赤霉素類、細胞分裂素類、油菜素內(nèi)酯類等六類植物激素可以通過激活防御基因表達和抑制衰老相關(guān)基因表達等途徑參與果蔬采后保鮮的調(diào)控機制，以達到高效綠色貯藏采后農(nóng)產(chǎn)品的目標。此外，生長素類、細胞分裂素類、赤霉素類植物生長調(diào)節(jié)劑能夠微量高效的調(diào)控植物生長；脫落酸類、水楊酸類及乙烯類植物生長調(diào)節(jié)劑能夠有效提升植物的抗逆及抗病性，進而減少化學農(nóng)