草原生态化学教学大纲

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 一、 编写说明 1、本大纲是根据草业科学本科教学的基本要求编写地。 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： 1） 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。 2） 掌握营养物质在土壤——植物——动物体内的转化利用规律。 3） 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。 二、 大纲内容 （一） 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。 （二） 教学内容 1、 草原生态化学的产生。 2、 草原生态化学学习的核心路线：土壤——牧草——草原动物（家畜）。 3、 本学科的任务、研究范围及学科特点。 （三） 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。 （四） 重点、难点 1、 掌握本学科的学科特点 2、 掌握本学科的核心路线：土壤——牧草——草原动物（家畜），并贯彻课程的始终。 3、 草原生产流程 （五） 英语专业词汇 1、 草原生态化学：Chemistry of Grassland Ecosystem 2、 草原专业：Range Science, Grassland Science 3、 世界生物学计划：International Biological Program, 简称IBP 4、 陆地群落生产能力：Productivity of Terrestial Communities （一） 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。 （二） 教学内容 第一节 热能在地球上的分布 第二节 热能的有效辐射及光合潜力 第三节 热能在植物体中的固定动态 第四节 能量在初级生产阶段的转化 第五节 碳在热能转化中的作用及其在草原生态系统中的循环。 （三） 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。 （四） 重点、难点 1、 概念：热能的有效辐射、光合潜力 2、 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 3、 能量在初级生产阶段的转化：第一性生产、第二性生产 （五） 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 （一） 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。 （二） 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 （三） 教学要求 1、 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 2、 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 3、 动物体内能源的分解与能的散失。 （四） 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。 （五） 课程要求与专业英语词汇 1、 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 （一） 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。 （二） 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。 （三） 教学要求 1、 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 2、 水在牧草中的转化与利用 3、 水在动物体内的转化与利用 4、 水在草原生态系统中的循环与利用。 （四） 重点、难点 1、 水在土壤、植物、动物中的主要功能 2、 水在土壤中的移动以及植物、动物中的转化与利用 3、 水在草原生态系统中的循环与利用。 （五） 课外要求与专业英语词汇 1、 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 （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 2、 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 3、 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 1、 氮素在草原生态系统中的重要性及循环 2、 土壤中氮素的来源与转化 3、 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 （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 1、 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 （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: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 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 1、 草原生态化学.农业出版社，1985 2、 草原生态化学实验指导书.农业出版社，1987 3、 土壤农化分析.农业出版社，1989 五、主要编写人员：杨智明