一、基本概况

课程名称：种子生物学(Seed biology)

课程代码：231010048

课程类别：专业核心课

学时/学分：34/2（其中理论22学时，实验12学时）

需预修课程：植物学，植物生理学，基础生物化学，遗传学，微生物学，农业气象学，生物统计与田间实验设计，分子生物学，农业微生物学等。

适用专业：适用种子科学与工程、生物技术等专业的本科教学

课程简介

本课程是一门综合性很强的应用性学科，是作物栽培学与作物育种学发展分化形成的边缘科学，它将种子形态学、种子生理学、种子发育学、种子生态学等相关学科融会贯通，探讨种子休眠、老化、萌发、生理生化机制、活力及寿命，并以种子生物学的基础理论课为指导，实现为农业生产提供数量足、质量优的良种种子的目标。为种子生产、种子加工、种子贮藏和种子检验等提供科学的理论依据。

二、教学目标

学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：

1.理论、知识目标：掌握种子生物学理论基础内容，种子形态构成，形成发育，成熟寿命，活力劣变，休眠萌发等基本理论和基本原理，熟悉主要农作物的形态构成，形成发育，成熟寿命，活力劣变，休眠萌发等规律，掌握提高种子活力的调控措施。

2.能力目标：熟练掌握种子生物学常用的实验方法及技能。培养学生能够运用所学基本概念，基本理论知识，分析和解决有关的理论问题和实际问题。

3.达成目标：本课程对应农学专业和种子科学与工程专业人才培养方案中毕业要求的要求2、3、4和5。能够利用种子生物学的基础理论对生物学科领域一般问题进行综合分析和研究，并提出相应对策或解决方案。培养具备良好的职业道德和严谨的工作作风；勇于探索的科学素养。

三、教学内容及教学要求

绪论（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.课程介绍（研究内容，对象，特点，学习方法）；

2.种子及其重要性；

3.种子生物学的内容及任务；

4.种子学科的历史与发展；

5.我国种子工作的发展历程与展望。

教学要求：

1.了解种子生物学的内容及任务、种子学科的历史与发展、我国种子工作的发展历程与展望；

2.理解种子的重要性；

3.掌握不同标准下种子的含义。

本章重点、难点：不同标准下种子的含义。

第一章种子的形态构造与机能（讲课3学时；实验4学时）

教学内容：

1.种子的外部形态：种子外形及其差异种被上的构造与种子鉴别；

2.种子的内部构造与机能：种被，种胚和胚乳；

3.主要作物种子的形态构造特点：禾本科作物种子，锦葵科作物种子，十字花科作物种子，藜科作物种子，大戟科作物种子，蓼科作物种子，茄科作物种子，葫芦科作物种子，菊科作物种子，胡椒科作物种子，百合科作物种子，伞形科作物种子，壳斗科植物种子，蔷薇科植物种子，蔷薇科植物种子，棕榈科植物种子，席草科植物种子，柿树科植物种子，裸子植物种子；

4.种子的植物学分类：根据胚乳有无分类，根据植物形态学分类。

教学要求：

1.理解种子外形及其差异；

2.掌握种被上的构造（种被上，果皮上）与种子鉴别；

3.掌握种子内部构造--种被，种胚及胚乳，及其机能；

4.掌握几种主要农作物种子的形态构造，水稻，小麦和大麦，玉米，棉花，大豆，油菜；

5.了解种子的植物学分类。

本章重点、难点：

重点：种被上的构造（种被上，果皮上）与种子鉴别；种子内部构造--种被，种胚及胚乳，及其机能。

难点：不同农作物种子的形态构造差异很大。

第二章种子的化学成分（讲课3学时；实验0学时）

教学内容：

1.种子的主要化学成分及其分布：种子的主要化学成分及其差异，农作物种子化学成分的分布；

2.种子水分：种子水分的存在状况，种子临界水分和安全水分，种子的吸湿性和平衡水分；

3.种子中的营养成分：糖类，脂类，蛋白质，种子中的生理活性物质；

4.种子中的其他化学成分：矿物质，种子色素，种子毒物；

5.影响种子化学成分的因素及其调控：影响种子化学成分的内因与基于调控，环境条件对种子化学成分的影响与区域化种植。

教学要求：

1.了解影响种子化学成分的因素及其调控；

2.理解种子的主要划分成分及其分布，种子中的其他化学成分；

3.掌握种子水分，种子营养成分。

本章重点、难点：种子水分和种子营养成分。

第三章种子的形成与发育（讲课2学时；实验2学时）

教学内容：

1.种子形成发育的一般过程：裸子植物种子的形成发育，被子植物种子的形成发育；

2.主要植物种子的发育模式：荠菜，长豇豆，棉花，大麦，玉米，大葱；

3.种子发育中的异常想象：多胚现象，无胚现象，无性种子，种子败育；

4.种子发育的基因调控：胚胎发育的基因调控，胚乳发育的基因调控。

教学要求：

1.了解种子发育的基因调控；

2.理解主要植物种子的发育模式；

3.掌握种子形成发育的一般过程和种子发育中的异常想象。

本章重点、难点：

重点：种子形成发育的一般过程，种子发育中的异常想象。

难点：种子发育中的异常想象。

第四章种子的成熟和无性繁殖（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.种子成熟的指标及阶段：种子成熟的概念和指标，种子成熟的阶段及外表特征；

2.种子发育、成熟过程中的变化：外形及物理性变化，物质的合成、转化与积累，发芽力的变化；

3.环境条件对种子发育、成熟的影响；

4.未熟种子的利用；

5.与种子成熟有关的基因表达；

6.种子无性繁殖--种子无性繁殖基础，营养繁殖的应用，种子发育中的离体培养（自学）；

7.种子无性繁殖--人工种子。

教学要求：

1.了解未熟种子的利用，与种子成熟有关的基因表达，种子无性繁殖基础，营养繁殖的应用，种子发育中的离体培养；

2.理解环境条件对种子发育、成熟的影响，人工种子；

3.掌握种子成熟的指标及阶段，种子发育、成熟过程中的变化。

本章重点、难点：

重点：种子成熟的指标及阶段，种子发育、成熟过程中的变化。

难点：不同作物种子成熟的指标及阶段既有共性又有个性。

第五章种子休眠（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.种子休眠的概念；

2.种子休眠的意义；

3.种子休眠的原因：种被不透性或机械障碍引起的休眠，种胚未成熟引起的休眠，抑制物存在引起的休眠，不适宜外界条件引起的休眠；

4.种子休眠的调控机理：光与种子休眠调控，植物激素对种子休眠的调控，温度对种子休眠的调控；

5.种子休眠特性的遗传与环境调控；

6.种子休眠的分子生物学研究；

7.主要作物种子休眠：和谷类，棉花，油菜，向日葵，甜菜，蔬菜；

8.打破种子休眠的措施：温度处理，机械损伤处理，化学药剂处理，预先洗涤，温汤浸种。

教学要求：

1.理解主要作物种子的休眠，种子休眠的调控机理，打破种子休眠的措施；

2.掌握种子休眠的概念、意义、原因及特性的遗传与环境调控。

本章重点、难点：

重点：种子休眠的概念、意义、原因及特性的遗传与环境调控。

难点：种子休眠特性的遗传与环境调控。

第六章种子活力和劣变（讲课2学时；实验2学时）

教学内容：

1.种子活力的概念和意义：种子活力的提出和发展过程，种子活力的研究意义；

2.种子活力的生物学基础：影响种子活力的因素，种子活力的生理生化基础；

3.种子活力测定原理：发芽测定法，逆境试验测定，生理生化测定，种子活力测定技术的发展趋向。

教学要求：

1.了解种子活力的发展；

2.理解种子活力的影响因素和生测定原理；

3.掌握种子活力的概念和主要测定方法。

本章重点、难点：种子活力的概念和测定。

第七章种子寿命（讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.种子寿命及其差异性：种子寿命概念，种子寿命差异性；

2.种子寿命的影响因素：内在因素，环境条件；

3.种质资源保存：保存方法，我国种质资源的保存利用体系，长期保存技术；

4.种子超干贮藏的理论与技术：超干贮藏的提出与意义，种子超干贮藏的适应性，种子超干贮藏的得形态、生理机理，种子超干贮藏的方法，快速吸胀伤害与缓湿处理；

5.陈种子的利用：陈种子利用的意义，陈种子利用中应注意的问题；

6.种子寿命预测：对数直线回归方程式及其列线图，新的种子寿命预测方程及其列线图。

教学要求：

1.了解陈种子的利用和种子寿命预测；

2.理解种子超干贮藏的理论与技术；

3.掌握种子寿命及其差异性，种子寿命的影响因素及种质资源保存。

本章重点、难点：

重点：寿命及其差异性，种质资源保存。

难点：种子寿命的影响因素非常多。

第八章种子萌发（讲课2学时；实验4学时）

教学内容：

1.种子萌发过程及其特点：吸胀，萌动，发芽，幼苗的形成；

2.种子萌发过程中的代谢：种子萌发早期的代谢与细胞修复，种子萌发过程中物质的分解与转化，种子萌发过程中的能量代谢；

3.种子萌发的外界条件及其调控：水分，温度，氧气，光；

4.特殊种子的萌发及调控：种被障碍种子的萌发及基层处理，水生植物种子的萌发，兰科植物种子的发芽和人工培养，寄生植物种子的萌发；

5.种子的播前处理：物理方法，植物生长调节剂，化学药剂，种子引发；

6.种子萌发中的基因表达：拟南芥种子，番茄种子。

教学要求：

1.了解种子的播前处理，种子萌发中的基因表达；

2.理解种子萌发的外界条件及其调控，特殊种子的萌发及调控；

3.掌握种子萌发过程及其特点，萌发过程中的代谢。

本章重点、难点：

重点：种子萌发过程及其特点，萌发过程中的代谢。

难点：特殊种子的萌发及调控。

第九章种子生态（自学，讲课0学时；实验0学时）

教学内容：

1.种子的生命循环：种子繁殖，种子散播；

2.土壤种子库：种子库的预估方法，土壤种子库的组成与大小，土壤种子库的类型；

3.种子的休眠循环及自然萌芽：种子休眠循环的测量，土壤中种子发芽能力的变迁，温度与土壤中种子的萌芽，温度与土壤中种子的休眠循环；

4.种子的生态适应：种子对不良环境的适应，对植食动物的适应，生态条件对种子萌发的影响；

5.种子生态的应用：认为干扰地的草相管理，自然植被的复建与管理，野生植物的生产。

教学要求：

本章内容均为了解，限于本课程学时和为避免与其他课程内容重复，在本课程中仅做概述。

本章重点、难点：土壤种子库和休眠循环的预估和测量。

课堂作业讨论（讨论2学时；实验0学时）

四人一组，任选某一科的某一作物，围绕种子生物学做一个PPT，并由其中一人讲解。参考内容：形态构造，种子形成发育，有无休眠，活力和劣变情况，寿命，萌发条件，幼苗类型等。

四、考核方式及成绩评定

本课程的成绩将由平时成绩（考勤、作业及课堂讨论）、实验成绩（参与情况+实验报告）和期末考试成绩三部分组成，其中平时成绩占20%、实验成绩占30%、考试成绩占50%；期末考试采用闭卷笔试。

五、教材及参考书目

教材：《种子生物学》，高荣岐、张春庆编著，中国农业出版社，2009年，标准书号：ISBN 978-7-109-13091-3。

参考书目：

1.《现代植物生理学》，李合生主编，高等教育出版社，2012年，标准书号：978-7-04034-007-5。

2.《种子检验技术》，杨念福主编，中国农业出版社，2016年，标准书号：ISBN 978-7-56551-634-4。

3.《种子学基础》, 张小玲、胡伟民编著，中国农业大学出版社，2016年，标准书号：ISBN 978-7-56551-532-3。