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绪论 1

第一部分 植物细胞、水分与矿质营养 10

第一章 植物细胞 10

第一节 细胞概述 10

一、原核细胞和真核细胞 10

二、高等植物细胞 11

第二节 细胞的膜系统 12

一、质膜 12

二、内膜系统 14

三、细胞核 17

一、微丝 20

第三节 细胞骨架 20

二、微管 21

三、中间纤维 24

四、细胞骨架的马达蛋白 25

第四节 细胞壁 25

一、细胞壁的结构和成分 26

二、细胞壁的功能 31

第五节 胞间连丝和细胞间联络 32

一、胞间连丝的结构、分布和形态 32

二、物质通过胞间连丝的运动 33

小结 34

思考题 35

第一节 水的物理化学性质 36

一、水分子的结构和氢键 36

第二章 水与植物细胞 36

二、水的物理化学性质 37

第二节 植物细胞的水分关系 38

一、水势 38

二、水分的运动 40

三、植物细胞水势 41

小结 46

思考题 46

第三章 植物整体水分平衡 47

第一节 水分吸收 47

一、土壤中水分的状态 47

二、根的吸水 48

一、木质部结构 50

第二节 水在植物体内的运输 50

二、木质部水分运输速率 51

三、木质部水分向上运输的机制 52

第三节 蒸腾作用 53

一、蒸腾作用的概念 53

二、植物蒸腾的方式 54

三、蒸腾的指标 55

四、气孔蒸腾 57

五、蒸腾的意义 64

第四节 土壤-植物-大气连续体系 65

小结 65

思考题 66

一、生物膜的化学组成与生物膜的“两亲性”和“绝缘性” 67

第四章 植物细胞跨膜离子运输 67

第一节 生物膜的物理化学特性 67

二、跨膜电化学势梯度和膜电位 68

三、能斯特方程和跨膜电位 70

第二节 细胞膜结构中的离子跨膜运输蛋白 72

一、离子通道 72

二、离子载体 73

三、离子泵 74

第三节 植物细胞的离子跨膜运输机制 76

一、被动运输 76

二、主动运输 76

三、共运输 77

第四节 高等植物K+、Ca2+的跨膜运输机制研究进展 78

一、高等植物细胞K+的跨膜运转机制 79

二、高等植物Ca2+的跨膜运转机制 81

小结 84

思考题 85

第五章 植物的矿质营养和植物对氮、硫、磷的同化 86

第一节 植物体内的必需元素 86

一、植物体内的元素 86

二、植物必需的矿质元素和确定方法 87

三、植物必需元素的主要生理功能概述 90

四、植物的有益元素和有害元素 97

五、植物的缺素诊断 98

一、根系吸收矿质元素的区域和过程 100

第二节 植物对矿质元素的吸收及运输 100

二、植物吸收矿质元素的特点 101

三、影响根系吸收矿质元素的因素 102

四、植物地上部分对矿质元素的吸收 104

五、矿质元素在体内的运输和利用 105

第三节 植物对氮、硫、磷的同化 105

一、氮的同化 105

二、硫的同化 111

三、磷的同化 111

第四节 合理施肥的生理基础 111

一、作物需肥特点 112

二、施肥指标 112

一、无土栽培的种类和设施 113

三、提高肥料利用效率的措施 113

第五节 植物的无土栽培 113

二、植物无土栽培营养液 114

三、无土栽培的优点和发展前景 115

小结 115

思考题 116

第二部分 植物体内的物质代谢及能量转换 117

第六章 光合作用Ⅰ：植物对光能的吸收与转换 117

第一节 光合作用概述 117

第二节 光合作用的结构基础：叶绿体的超微结构 118

一、叶绿体的一般结构 118

二、类囊体 119

一、光的性质和光能的转换 120

第三节 光能的吸收和传递 120

二、叶绿体色素 122

第四节 光反应中心和电子传递过程 128

一、光合作用的光化学反应 128

二、光反应中心 129

三、电子传递链 131

第五节 ATP的合成 140

一、ATP合成酶 140

二、ATP产生的机制 142

第六节 光能的分配调节和光保护 143

一、光能的分配调节 143

二、光保护作用 145

小结 148

思考题 149

第七章 光合作用(Ⅱ)：光合碳同化 150

第一节 光合碳同化的C3途径——卡尔文循环 150

一、卡尔文循环的反应步骤 150

二、卡尔文循环的调节 154

三、光呼吸 156

第二节 光合碳同化的C4代谢途径 157

一、C4植物解剖结构特征 158

二、C4光合碳代谢途径 159

三、C4途径的调节及其生理生态意义 161

第三节 景天酸代谢途径 162

一、CAM代谢途径 162

二、C3、C4与CAM植物光合特性比较 163

第四节 蔗糖与淀粉的合成 165

一、在细胞质中合成蔗糖 165

二、在质体中合成淀粉 166

三、同化物在叶绿体与细胞质间的分配 166

第五节 光合作用生态生理 167

一、植物的光合速率 167

二、影响光合作用的因素 168

三、光合作用与作物产量 174

小结 175

思考题 176

二、呼吸作用的生理指标 177

一、呼吸作用的概念 177

第一节 呼吸作用的概念 177

第八章 植物的呼吸代谢及能量转换 177

第二节 植物呼吸代谢途径 178

一、淀粉和蔗糖的降解 178

二、糖酵解途径 180

三、三羧酸循环 182

四、磷酸戊糖途径 185

五、电子传递链 187

六、氧化磷酸化 190

第三节 呼吸代谢的调控 193

一、腺苷酸库和能荷 193

二、糖酵解的调控 193

一、影响植物呼吸的自身因素 194

第四节 影响植物呼吸的因素 194

三、三羧酸循环的调控 194

二、影响植物呼吸的外界因素 195

小结 196

思考题 197

第九章 植物的次生物质代谢 198

第一节 植物次生代谢物 198

一、酚类化合物及其衍生物 198

二、萜烯类 203

三、含氮化合物 206

第二节 植保素和木质素 208

一、植保素 208

二、木质素 209

二、植物次生代谢的细胞和基因工程 210

第三节 植物次生代谢的意义及其基因工程 210

一、植物次生代谢的意义 210

小结 211

思考题 212

第十章 韧皮部运输与同化物分配 213

第一节 韧皮部中的同化物运输 213

一、韧皮部是同化物运输的主要途径 213

二、韧皮部的结构 214

三、韧皮部运输物质 218

第二节 韧皮部运输的机制 220

一、压力流动学说 221

一、韧皮部的装载 223

第三节 碳水化合物的装载和卸出 223

二、其他韧皮部运输机制 223

二、韧皮部的卸出 228

三、库-源转变中的装载和卸出途径 230

四、空胚珠技术 231

第四节 同化物的配置和分配 231

一、同化物的配置 232

二、同化物的分配 233

三、源库的协调 235

四、同化物的再利用和再分配 237

小结 237

思考题 237

第一节 植物生长分析 239

第十一章 植物的生长、分化和发育 239

第三部分 植物的生长发育 239

一、植物生长的测量指标 240

二、植物生长的分析方法 240

第二节 植物细胞的生长和分化 242

一、植物细胞分裂 242

二、植物细胞分化 243

三、植物程序性细胞死亡 246

第三节 植物生长发育概述 247

一、高等植物生长发育的特点 247

二、植物生长发育的控制 248

三、植物胚胎发育 249

四、种子的萌发 253

五、根系的生长分化 254

六、茎的生长分化 256

七、叶的生长分化 258

八、植物生长的相关性 259

小结 263

思考题 263

第十二章 植物生长物质 265

第一节 植物生长物质的概念 265

第二节 生长素 267

一、生长素的发现和种类 267

二、生长素的生物合成、运输和代谢 268

三、生长素的生理功能 275

二、赤霉素的结构及其分类 279

一、赤霉素的发现 279

第三节 赤霉素 279

三、赤霉素的生物合成和代谢 280

四、赤霉素的生理效应 285

第四节 细胞分裂素 286

一、细胞分裂素的发现 287

二、细胞分裂素的结构和分类 287

三、细胞分裂素的生物合成、运输和代谢 288

四、细胞分裂素的生理功能 290

第五节 脱落酸 295

一、脱落酸的发现 295

二、脱落酸的结构与活性 296

三、脱落酸的生物合成、运输和代谢 296

四、脱落酸的生理功能 298

第六节 乙烯 301

一、乙烯的发现 301

二、乙烯的结构和生物合成 302

三、乙烯的生理功能 306

第七节 其他植物生长物质 308

一、油菜素内酯 308

二、茉莉酸 311

三、其他内源植物生长物质 311

小结 313

思考题 314

二、生长素信号传递途径 316

一、生长素结合蛋白ABPl 316

第一节 生长素 316

第十三章 植物激素作用机理 316

三、生长素早期反应基因和次级反应基因 317

第二节 赤霉素作用机理 319

一、赤霉素诱导α-淀粉酶的分子机制 319

二、赤霉素促进细胞伸长和分裂的机制 323

第三节 细胞分裂素 324

一、细胞分裂素的受体 324

二、细胞分裂素诱导基因 324

三、细胞分裂素的信号传递途径 325

第四节 脱落酸 326

一、ABA调节气孔运动的分子及生理机制 329

二、ABA诱导基因及其表达的调控 329

一、乙烯受体 330

第五节 乙烯 330

二、乙烯信号传递系统 332

三、乙烯诱导基因 333

小结 333

思考题 334

第十四章 植物的运动 335

第一节 向性运动 335

一、向光性 335

二、向重力性 337

三、其他向性 341

第二节 感性运动 341

一、感震性 341

第三节 细胞质运动和细胞器的运动 342

二、感夜性 342

三、感温性 342

一、细胞质流动 343

二、细胞器运动 343

第四节 生物钟——生命的内源节奏 343

一、生命的节律现象 343

二、近似昼夜节奏的一般特征 344

三、内源节奏对环境信号的反应 346

四、对生物钟机制的研究 346

小结 347

思考题 347

第十五章 植物的光控发育 348

二、光敏色素 349

第一节 植物光形态建成 349

一、植物的光受体 349

三、蓝光和紫外光反应 356

第二节 光周期现象 358

一、植物光周期现象的发现和成花反应的光周期类型 359

二、光周期诱导的机理 363

三、光周期理论在农业生产上的应用 368

小结 369

思考题 369

第十六章 温度对植物发育的调控作用 371

第一节 植物生长发育的温周期 371

一、温度对植物生长和分布的影响 371

二、植物生长发育的温周期现象 372

二、植物通过春化的条件 373

第二节 春化作用 373

一、春化作用的概念和反应类型 373

三、春化作用的机理 375

四、春化作用在农业生产上的应用 377

第三节 植物的休眠 378

一、休眠的器官和类型 378

二、休眠的诱导 379

三、种子休眠 380

四、营养器官休眠 382

小结 383

思考题 383

一、从营养生长到生殖生长的过渡 385

第一节 花芽分化和性别表达 385

第十七章 植物的生殖与成熟生理 385

二、性别分化与表达 387

第二节 受精生理 390

一、花粉与柱头生理 391

二、授粉与受精的分子机理 393

第三节 种子的发育和成熟 395

一、种子发育过程中的生理生化变化 395

二、种子发育的基因控制 397

第四节 果实的发育和成熟 398

一、果实的发育 398

二、果实成熟过程中的生理生化变化 398

三、果实成熟的调控 400

一、植物衰老 401

第五节 植物的衰老 401

二、衰老的调控 403

第六节 植物器官的脱落 405

一、脱落的机制 406

二、脱落的环境信号 407

三、脱落的调控 407

小结 408

思考题 408

第十八章 植物细胞信号转导 409

第一节 植物细胞信号转导概述 409

第二节 参与细胞信号转导的主要因子 410

一、受体 410

二、GTP结合调节蛋白 414

三、环化单磷酸腺苷 415

四、钙与钙调蛋白 417

五、三磷酸肌醇 418

六、蛋白激酶和蛋白磷酸酶 419

七、细胞骨架 421

第三节 植物细胞信号转导机制 421

一、气孔运动调节的细胞信号转导机制 421

二、植物与病原互作的信号转导机制 423

三、植物细胞的光信号转导机制 424

小结 425

思考题 425

第一节 逆境的概念及植物对逆境的适应性 426

一、逆境与胁迫的概念 426

第十九章 植物逆境生理 426

第四部分 植物环境生理 426

二、植物适应性的概念 427

三、逆境胁迫对植物的影响 427

四、植物响应逆境的生理机制 429

五、逆境蛋白与抗逆相关基因 431

第二节 逆境信息传递 435

一、水信号 436

二、化学信号 436

三、电信号 440

四、植物体内的逆境信息传递机制 440

第三节 植物的抗旱性 440

一、干旱对植物的影响 441

二、干旱胁迫的机理 443

三、植物抗旱机理 444

四、提高作物抗旱性的途径 447

第四节 植物的抗盐性 448

一、盐胁迫对植物的伤害 448

二、盐胁迫机理 449

三、植物的抗盐性 452

四、提高植物抗盐性的途径 455

第五节 植物的抗冷性与抗冻性 456

一、冷害 456

二、冻害 457

三、植物抗冷性与抗冻性机理 459

四、提高植物抗冷性和抗冻性的途径 461

第六节 植物的抗病性 462

一、植物病害和植物抗病性的概念 462

二、病原与寄主的互作 463

三、植物与病原互作中的激发子和抑制子 466

四、病原与寄主关系的遗传学分析 468

五、植物的诱导抗病性 470

第七节 环境污染对植物的影响 470

一、大气污染 471

二、水体污染 473

三、土壤污染 473

四、大气CO2浓度的增高对植物代谢的影响 473

思考题 475

第二十章 植物生理学与生物技术 477

第五部分 植物生物技术 477

第一节 植物生物技术方法 478

一、组织与细胞培养 478

二、原生质体与细胞融合 478

三、DNA重组 479

第二节 植物生物技术进展及发展前景 481

一、微繁殖 481

二、植物保护 481

三、植物代谢 483

四、植物产品 483

思考题 485

一、拟南芥的一般生物学特性 486

第一节 拟南芥的生物学特性 486

第二十一章 模式植物拟南芥 486

二、拟南芥的普通遗传学特性 487

三、拟南芥的分子遗传学特性 487

一、拟南芥的诱变 487

第二节 拟南芥的诱变、突变体筛选及基因克隆 488

二、突变体的筛选及遗传分析 490

三、突变体突变基因的定位与克隆 492

第三节 拟南芥的基因转化 493

第四节 拟南芥种植培养的一般方法 494

第五节 有关拟南芥的一些常用信息 495

主要参考文献 498

中英文名词对照与索引 502