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第一篇 引论 1

第1章 光合作用与生命科学 1

1.1 光合作用和生物圈的运转 1

1.1.1 形形色色的生物和它们的相互关系 2

1.1.2 生物圈中物质循环和能量流动的关键 2

1.2 光合作用在生物演化中的地位 3

1.2.1 光合功能的出现和生物演化的相互关系 4

1.2.2 光合作用与植物结构功能的特殊性 5

第2章 光合作用与人类生活及社会的可持续发展 6

2.1 光合作用与农业生产 6

2.1.1 种植业的基础 6

2.1.2 初级生产力与可再生资源 8

2.2 人类合适生存环境的维护 9

2.2.1 光合作用与大气成分 9

2.2.2 光合作用与全球变化 10

第二篇 光合作用探讨的前沿与动向 12

第3章 已知和未知 12

3.1 光合研究的历程 13

3.1.1 从推测到实验 13

3.1.2 研究进展的里程碑 14

3.2 目前对光合作用的认识 16

3.2.1 结构与功能 16

3.2.2 光合作用的反应步骤 20

3.3 光合作用研究的发展动向 25

3.3.1 深究光合各部分反应的分子机理 26

3.3.2 探讨光合机构的运转与调节 26

第4章 机理和生理 29

4.1 光合作用所涉及的问题 29

4.1.1 两种互相依存的研究方式 29

4.1.2 发展趋势 31

4.2 离体研究和体内探讨 32

4.2.2 将多层次研究整合的常用方法 33

4.2.1 分析与整合 33

第5章 研究成果的应用 38

5.1 光合作用与农业 38

5.1.1 理论对实践的指导作用 38

5.1.2 诊断光合机构运转状况与改善措施和培育良种 43

5.2 工业生产方面的应用 49

5.2.1 部分反应的应用 49

5.2.2 光合作用有关物质的开发利用 49

5.3 前景 50

5.3.1 农业进一步增产的理论基础和指导实践的有效途径 50

5.3.2 协调人与生物圈运转的关系与社会的可持续发展 51

5.1.3 历史的重任 51

第三篇 光合作用各部分反应的配合与协调 54

第6章 两种光系统和有关反应的协调 54

6.1.1 光能的吸收、激发能的传递和光化学反应 55

6.1 反应中心与天线色素 55

6.1.2 光合单位和光合作用的理论速率 57

6.2 两个光系统间激发能的均衡分配及多余激发能的耗散 59

6.2.1 作用光潜和双光增益效应的启示 59

6.2.2 两种光系统间激发能均衡分配的调节方式 60

6.2.3 多余激发能的耗散 63

6.3 两种光系统的结构特征及调节 67

6.3.1 光系统Ⅱ的结构与两侧的电子传递的联系 68

6.3.2 光系统Ⅰ的结构与电子传递多途径的调节 70

6.4 荧光与延迟发光 70

6.4.1 光系统Ⅱ的荧光 71

6.4.2 毫秒延迟发光 71

第7章 电子传递和光合磷酸化 75

7.1 光合电子传递的多途径 75

7.1.1 假循环电子传递和涉及光系统Ⅰ的循环电子传递的生理意义 76

7.1.2 围绕光系统Ⅱ的循环电于传递 77

7.1.3 非循环光合电子传递 79

7.2 电子传递与质子动力势的形成 79

7.2.1 高能态与质子动力势 80

7.2.2 质子区域化 81

7.2.3 质子区域化与光合磷酸化及其它反应的关系 82

7.3 质子动力势与ATP的形成 85

7.3.1 耦联因子两组成部分结合后的相互影响 86

7.3.2 耕联因子各亚基的功能 88

7.3.3 耕联效率及其变功和调节 90

第8章 光合碳代谢 95

8.1 核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶的结构、功能和调节 95

8.1.1 核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶的特性 96

8.1.2 核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶的组装与活化 97

8.2 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的结构、功能和调节特性 99

8.2.1 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的分子结构 100

8.2.2 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性调节 101

第四篇 光合作用与植物的生命活动 105

第9章 叶片的发育以及光合细胞各过程的联系 105

9.1 叶片的寿命和光合功能的变化 106

9.1.1 叶片光合机构的形成和光合功能的衰退 106

9.1.2 常绿叶片的光合功能变化 109

9.2 光合机构的运转与所在细胞内其它过程的关系 111

9.2.1 叶绿体内外的代谢联系与合作 111

9.2.2 C4植物两类光合细胞功能上的配合 112

第10章 光合作用同植物整体生命活动的关系 115

10.1 叶片中光合产物的暂贮、转化与输出 115

10.1.1 光合产物积累对光合作用的影响 116

10.1.2 叶片光合产物的输出 118

10.1.3 离体实验结果和体内光合产物变化规律的比较 121

10.2 光合机构运转与植物其它生理过程的协调 122

10.2.2 光合机构的运转与根系活功的联系 123

10.2.1 源库关系 123

第五篇 光合机构对主要环境因素变动的响应与适应 126

第11章 光合作用限制部位的诊断 126

11.1 气孔限制 127

11.1.1 气孔限制分析的基本方法 127

11.1.2 气孔限制分析中的偏差 129

11.2 RuBP羧化限制 130

11.3 RuBP再生限制 132

11.3.1 光合作用的量子效率 133

11.3.2 光合作用的荧光分析 134

11.4 磷再生限制 136

11.4.1 磷再生限制对光合作用的影响 136

11.4.2 磷再生限制与光合作用对O2的敏感性 136

11.5 光合产物限制 137

12.1.1 光强突然改变对光合机构运转的影响 139

12.1 光照 139

第12章 光合机构对主要环境因素变动的响应和适应 139

12.1.2 光合作用的日变化 141

12.1.3 光合作用的光抑制 143

12.1.4 光合机构对光破坏的防御 144

12.2 温度 145

12.2.1 不同温度下的光合机构及其运转 145

12.2.2 昼夜温差对光合机构的影响 146

12.2.3 光合作用的季节变化 146

12.3 空气 147

12.3.1 气体成分与光合作用的关系 147

12.3.2 气压对光合作用的影响 149

12.4 水分 149

12.4.1 干旱对光合机构的影响 149

12.4.2 雨淋对光合作用的影响 150

小结与展望 153