《草原生态化学》教学大纲课程编号:B1030314
适用专业:草业科学总学时:30学时
编写说明
1、本大纲是根据草业科学本科教学计划的基本要求编写地。
2、草原生态化学是草业科学专业的一门重要的专业基础课。它以化学为主要手段来阐明草原生态系统中能量和营养物质在土壤——植物——动物之间的内在联系及其转化规律。
3、本课程的教学目的和要求是:通过对草原生态化学的基本理论作了全面扼要的论述,重点在于阐述草原生态系统中能量的流程和物质的循环,探索如何提高转化效率,为提高草原畜牧业生产提供理论依据和研究方法,促进草原畜牧业的发展。
4、学生学完本课程后,应达到如下要求:
掌握能量在初级生产阶段和次级阶段的转化规律,及提高能量利用率的措施。
掌握营养物质在土壤——植物——动物体内的转化利用规律。
掌握土壤、饲草料中主要营养成分的分析技术,了解热能的测定方法。
5、教学环节和教学方法:
总学时30,其中讲授26学时,实验4学时。有条件还应安排一定时间的野外实习。
大纲内容
绪论
教学目的通过绪论课的讲解,阐明草原生态化学该学科的发展、任务、研究范围及其学科特点。
教学内容草原生态化学的产生。
草原生态化学学习的核心路线:土壤——牧草——草原动物(家畜)。
本学科的任务、研究范围及学科特点。
教学要求以讲授的方式,讲解本课程的教学目的和要求、主要内容等。使学生掌握本课程的核心内容以及学完本课程后要掌握的知识,能在实践中解决草地畜牧业的发展中的一些实际问题。
重点、难点掌握本学科的学科特点掌握本学科知识点的核心路线:土壤——牧草——草原动物(家畜),并贯彻课程的始终。
草原生产流程英语专业词汇草原生态化学:Chemistry of Grassland Ecosystem
草原专业:Range Science,Grassland Science
世界生物学计划:International Biological Program,简称IBP
陆地群落生产能力:Productivity of Terrestial Communities
地球上的热分布及其在植物体中的固定
教学目的通过本章的学习,掌握地球上的热分布及其在植物中的固定。
教学内容热能在地球上的分布热能的有效辐射及光合潜力热能在植物体中的固定动态能量在初级生产阶段的转化碳在热能转化中的作用及其在草原生态系统中的循环。
教学要求首先,提出问题,让学生互相讨论并回答地球上热分布、能量的来源、以及草原生态系统中能量的流动过程。然后就以上问题给以总结性回答。再以讲授的方式,依次讲解本章各节的主要内容。使学生掌握本章各节的主要内容以及学完本章所有内容后,能够掌握地球上热的分布、热能的有效辐射、能量的初级生产阶段的转化等问题。
重点、难点概念:热能的有效辐射、光合潜力能量在植物体中的固定动态:结构性碳水化合物和非结构性碳水化合物的组成、可溶性碳水化合物在植物地下器官的动态规律能量在初级生产阶段的转化:第一性生产、第二性生产专业英语词汇热能 energy 草原生态系统 grassland ecosystem
太阳辐射 solar radiation 生物圈 biosphere
第二章 能量在动物体中的转化与积累
教学目的通过本章的学习,掌握能量在动物体中的转化与积累。
教学内容第一节 动物能量的来源第二节 动物体内能量的积累分布第三节 动物体内能量的分解与能的散失教学要求要求课前复习,通过提问的方式,启发学生回忆以前学过的生化知识,并试图采用学生讲课的方式进行教学,从而达到学习本章内容,即动物能量的来源——植物性能源动物体内能量的积累与分布,即糖类、脂肪、蛋白质、有机酸的积累与分布动物体内能源的分解与能的散失。
重点、难点本章属回顾性内容,要求学生在学过的基础上,重新掌握糖、脂肪、蛋白质代谢。
课程要求与专业英语词汇课程要求课前复习动物生理生化。
2、专业英语词汇碳水化合物 carbohydrates 结构性碳水化合物 structure carbohydrates
非结构性碳水化合物 non-structure carbohydrates 纤维素 cellulose
蛋白质 proton 木质素 lignin
代谢 metabolism 青霉素 Penicillium
反刍动物 ruminants 可溶性碳水化合物 suloble carbohydrates
贮藏性碳水化合物 reserve carbohydrates 红三叶 Trifolium pretense L.
呼吸 respiration 第一性生产 primary production
第二性生产 secondary production 热能载体 energy carrier
化石燃料 fossil fuels
第三章 水在草原生态系统中的循环与利用
教学目的通过本章的学习,掌握水在草原生态系统中的循环过程,并掌握水分的重要性以及水在植物、动物体内的循环与利用。
教学内容第一节 水在土壤中的转化与利用第二节 水在牧草中的转化与利用第三节 水在高体内的转化与利用第四节 水在草原生态系统中的循环与平衡。
教学要求利用启发式教学,从而使学生掌握水的重要性——水在土壤中的主要功能,水在植物、动物体内的主要功能水在牧草中的转化与利用水在动物体内的转化与利用水在草原生态系统中的循环与利用。
重点、难点水在土壤、植物、动物中的主要功能水在土壤中的移动以及植物、动物中的转化与利用水在草原生态系统中的循环与利用。
课外要求与专业英语词汇课外要求:
利用网络查阅有关水分在“土壤——植物——大气”生态系统中循环的资料,要求学生篆写课程论文,作为平时成绩。
2、专业英语词汇生态因子 ecological 氧化作用oxidation effect 季节性 seasonal
自由水 free water 束缚水 binding water 蒸腾作用 transpiration
萎蔫 wilting
第四章 草原生态系统中氮素的转化与利用
(一)教学目的通过本章的学习,掌握草原生态系统中氮素的重要性及其转化与利用。
(二)教学内容第一节 土壤中氮素的来源与转化第二节 生物固氮的生化机制第三节 氮素在牧草中的含量、功能和转化第四节 氮素在畜体内的含量、功能和转化第五节 氮素的营养价值及其影响因素饲草饲料样品的采集与制备第六节 氮素在草原生态系统中的循环
(三)教学要求
1、通过质疑的方式,提出草原生态系统中氮素的重要性。然后以探讨、讲授的方式阐述土壤中氮素的来源与转化生物固氮;氮素在动植物体内的转化与利用以及动植物氮素缺乏症氮素在草原生态系统中的循环。同时要求学生能够掌握这些知识。
(四)重点、难点氮素在草原生态系统中的重要性及循环土壤中氮素的来源与转化氮素在动植物体内的转化与利用以及动植物氮素缺乏症。
(五)要求与专业英语词汇
1、课外要求要求学生查阅关于氮素在草原生态系统地上、地下两个亚库中分布的资料,并篆写章节论文,其成绩作为总成绩的一部分。
2、专业英语词汇氮 nitrogen 食物链 food chain 豆珠蛋白 legoglobin
矿质化 mineralization 铁氧还蛋白 ferredonin
第五章 常量矿物元素的循环
(一)教学目的通过本章的学习,使学生能够掌握磷、钾、钙、镁、硫几种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症,并能够应用这些知识解决实际问题。
(二)教学内容第一节 磷在草原生态系统中的作用第二节 钾在草原生态系统中的作用第三节 钙在草原生态系统中的作用第四节 镁在草原生态系统中的作用第五节 硫在草原生态系统中的作用
(三)教学要求通过归纳总结,得出较为全面的关于磷、钾、钙、镁、硫几种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症的资料,并列成表格。使学生能够方便、简洁、明了的学习,并进行对比有规律的记忆,达到掌握本章内容。
(四)重点、难点磷、钾、钙、镁、硫几种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症。
(五)课外要求与专业英语词汇课外要求要求学生查阅最新资料,并对以上五种常量元素的作用以及在植物体内的缺乏症状进行补充。
2、专业英语词汇能量元素energy elements 微量元素trace elements 磷 phosphorous
物质循环nutrients cycling 有效磷available phosphorous
临界浓度critical concentration 缓冲体系buffer system 溶解型soluble
交换型exchangeable 非交换型inexchangeable 钾potassium
有效性钾available potassium 无效性钾unavailable potassium 钙calcium
表观利用率apparent utilization 真实利用率true utilization 镁magnesium
生物学活性biological activity 循环的有效性available of cycle 生产性能productivity
物质代谢substance metabolism 悬浮物suspension
可交换阳离子exchangeable cation 矿化水mineralizing water 次生盐化secondary salinization 核糖体ribosome 孔隙度porosity 生长强度growth pressure
碱化程度basifying 软组织soft tissue 红细胞red blood cell
硫sulfur 含硫氨基酸sulfur-bearing amino-acids 同化作用assimilation
矿化作用minerlization 风化作用weathering 活性基active radicals
分解代谢 catabolism 合成代谢 synthetic metabolism 临界比值 critical proportion
活化状态 activation state 电子供体 electron donor 指标 quota
热处理 heat treatment 抗凝血剂 resistance to coagulant 谷胱甘肽 glutathione
基础代谢 basal metabolism 钠 sodium 生态类型 ecotypes
生态关系 ecological relations 生态环境 ecological environment 氯 chlorine
生物地球化学循环 biogeochemical cycles 裂解 splitting 营养库 nutritional pools
化学键chemical bonding 无序度 entropy 生物循环 biological cycles
生产能力 productive capacity 增长量 increment 最大持续产量 maximum sustained
自然平衡 natural balance 沉淀循环 sedimentary cycles 营养链 nutritional bonding
自溶作用 itself solution action 标记磷 mark phosphorus 循环速度 cyclic rate
挥发性 volatile 封闭系统 sesling system 再分配 redistribute
流动性 mobility 生物学特征 biological characteristic 生物学活性 biological activation
气体状态 gaseous state 青草痉挛症 grass tetang 死亡率mortality
第六章 微量矿物元素的循环
(一)教学目的通过本章的学习,掌握铁、锰、钼、铜、铜、硒六种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症,并能够应用这些知识解决生产中的实际问题。
(二)教学内容微量矿物元素概述第一节 铁在草原生态系统中的作用第二节 锰在草原生态系统中的作用第三节 钼在草原生态系统中的作用第四节 铜在草原生态系统中的作用第五节 锌铜在草原生态系统中的作用第六节 硒在草原生态系统中的作用
(三)教学要求通过归纳总结,得出较为全面的关于铁、锰、钼、铜、铜、硒六种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症的资料,并列成表格。使学生能够方便、简洁、明了的学习,并进行对比有规律的记忆,达到掌握本章内容。
(四)重点、难点铁、锰、钼、铜、铜、硒六种常量元素在草原生态系统中的作用以及这些常量元素在植物体内的缺乏症。
(五)专业英语词汇铁 iron 毒害作用 poison 电子载体 carrier of electrons
螯合物 chelates 角质层 cutical 细胞壁cell wall
寄生虫 porosite 贫血 anaemia 锰 manganese
钼 molybdenum 地球化学 earth chemistry 原生矿物 primary mineral
次生矿物 secondary mineral 化学组成 chemical composition
心土 subsoil 生理紊乱 physiology disorder氧化还原状态 oxidation-reduction state
锌 zinc 促进作用 promoter action 刺激作用 stimulation
胰岛素 insulin 硒 selenium 生理功能 physiological function
维生素 vitamin 溶血作用 haemolysis action 癌 cancer
致癌物 carcinogen 抗癌物 anticancer drugs 化学结构 chemical structure
砷 arsenic 铜 copper 临界浓度 critical concentration
生长素 growth hormone
三、学时分配
30学时,其中讲授26学时,实验4学时。讲授成绩占60%,课程论文成绩占20%,实验成绩占20%。教学实习成绩考核办法:根据学生实习宗教、质量、实习表现、实习操作及掌握的程度进行综合评定,分为优、良、中、及格、不及格五级。教学实习成绩不及格者必须重做。
附:本课程学时数及分配建议课程内容
讲课
习题课
实验课
小计
绪论
1
1
第一章
热能在地球上的分布
热能的有效辐射及光合潜力
热能在植物体中的固定及动态
能量在初级生产阶段的转化
碳在热能转化中的作用及其在草原生态系统中的循环
小计
6
6
第二章
动物体内能量的来源
动物体内能源的分解与能的散失
动物体内能量的积累与分布
小计
6
6
第三章
水在土壤中的转化与利用
水在牧草中的转化与利用
水在畜体内的转化与利用
水在草原生态系统中的循环与平衡
小计
3
3
第四章
土壤中氮素的来源与转化
生物固氮的生化机制
氮素在牧草中的含量、功能和转化
氮素的营养价值及其影响因素
氮素在草原生态系统中的循环
小计
6
6
第五章
磷在草原生态系统中的作用
钾在草原生态系统中的作用
钙在草原生态系统中的作用
镁在草原生态系统中的作用
硫在草原生态系统中的作用
小计
第六章
矿物元素功能概述
小计
4
4
实验
4
4
总计
30
30
四、主要参考书
草原生态化学.农业出版社,1985
草原生态化学实验指导书.农业出版社,1987
土壤农化分析.农业出版社,1989
五、主要编写人员:杨智明