绪论 1
一、植物生理学的学习和研究内容 1
二、植物生理学的发展历史 2
三、植物生理学与生产实践 6
四、21世纪的植物生理学发展前景 8
思考题 8
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 细胞的膜系统 11
一、质膜 11
二、内膜系统 12
第二节 细胞核 16
一、细胞核的结构 16
二、细胞核与细胞质间的物质运输 17
第三节 细胞骨架 19
一、微丝 19
二、微管 20
三、细胞骨架的马达蛋白 23
第四节 细胞壁 23
一、细胞壁的结构和成分 23
二、细胞壁的功能 28
第五节 胞间连丝 28
一、胞间连丝的结构、分布和形态 28
二、物质通过胞间连丝的运动 30
第六节 植物细胞信号转导概述 31
一、受体 32
二、GTP结合调节蛋白 32
三、第二信使系统 33
四、蛋白激酶和蛋白磷酸酶 34
五、细胞信号转导网络 34
小结 34
思考题 35
第二章 水与植物细胞 36
第一节 水的物理化学性质 36
第二节 植物细胞的水分关系 37
一、水势 37
二、水分的运动 39
三、植物细胞水势 40
小结 44
思考题 45
第三章 植物整体水分平衡 46
第一节 水分吸收 46
一、土壤中水分的状态 46
二、根的吸水 47
第二节 水在植物体内的运输 49
一、木质部结构 49
二、木质部水分运输速率 49
三、木质部水分向上运输的机制 50
第三节 蒸腾作用 52
一、植物蒸腾的方式 52
二、蒸腾的指标 53
三、气孔蒸腾 54
四、蒸腾的意义 60
五、土壤-植物-大气连续体系 60
小结 61
思考题 61
第四章 植物细胞溶质跨膜运输机制 62
第一节 生物膜的物理化学特性 62
一、生物膜的“两亲性”和“绝缘性” 62
二、跨膜电化学势梯度 63
三、能斯特方程和跨膜电位 64
第二节 细胞膜结构中的跨膜运输蛋白 66
一、离子通道 66
二、载体蛋白 68
三、离子泵 69
第三节 植物细胞的跨膜运输机制 71
一、被动运输 71
二、主动运输 72
第四节 植物细胞氮、磷、钾、钙的跨膜运输系统 74
一、氮的跨膜运输系统 75
二、磷的跨膜运输系统 76
三、钾的跨膜运输系统 77
四、钙的跨膜运输系统 78
小结 81
思考题 81
第五章 植物的矿质营养和植物对氮、硫、磷的同化 82
第一节 植物体内的必需元素 82
一、植物体内的元素 82
二、植物的必需矿质元素和确定方法 83
三、植物必需元素的主要生理功能概述 85
四、植物的有益元素和有害元素 91
五、植物的缺素诊断 92
第二节 植物对矿质元素的吸收及运输 93
一、根系吸收矿质元素的区域和过程 93
二、植物吸收矿质元素的特点 94
三、影响根系吸收矿质元素的因素 95
四、植物地上部分对矿质元素的吸收 96
五、矿质元素在体内的运输和利用 97
第三节 植物对氮、硫、磷的同化 98
一、氮的同化 98
二、硫的同化 102
三、磷的同化 103
第四节 合理施肥的生理基础 103
一、作物需肥特点 103
二、施肥指标 104
三、发挥肥料利用效率的措施 105
第五节 植物的无土栽培 105
一、无土栽培的种类和设施 105
二、植物无土栽培营养液 105
三、无土栽培的优点和发展前景 106
小结 107
思考题 107
第二部分 植物体内的物质代谢及能量转换 110
第六章 光合作用Ⅰ：植物对光能的吸收与转换 110
第一节 光合作用的细胞器——叶绿体的结构与功能 111
一、叶绿体的结构 111
二、光合色素 113
第二节 光能的吸收和传递 117
一、光的性质 117
二、光能的吸收和传递 117
第三节 光合作用的光化学反应与电子传递 119
一、光化学反应 119
二、反应中心 120
三、光合电子传递 121
第四节 叶绿体中的ATP的合成 129
一、ATP合酶 129
二、ATP产生的机制 130
三、光合磷酸化的抑制剂 131
第五节 光能的分配调节和光保护 131
一、光能的分配调节 131
二、光抑制与光保护作用 133
小结 135
思考题 136
第七章 光合作用Ⅱ：光合碳同化 137
第一节 光合碳同化的C3途径——卡尔文循环 137
一、卡尔文循环的反应步骤 137
二、卡尔文循环的调节 140
三、光呼吸 142
第二节 光合碳同化的C4代谢途径 145
一、C4植物 145
二、C4途径 146
三、 C4途径的调节及其生理生态意义 148
第三节 景天酸代谢途径 149
一、CAM植物的碳固定 149
二、C3植物、C4植物与CAM植物光合特性比较 150
第四节 光合产物蔗糖与淀粉的合成 151
一、蔗糖的合成 152
二、淀粉的合成和动员 153
三、同化物在叶绿体与细胞质基质间的分配 156
第五节 光合作用生态生理 158
一、植物的光合速率 158
二、影响光合作用的因素 158
三、光合作用与作物产量 162
小结 164
思考题 164
第八章 植物的呼吸代谢及能量转换 165
第一节 呼吸作用的概念及生理意义 165
第二节 植物呼吸代谢的途径 166
一、底物氧化途径 166
二、呼吸电子传递链与氧化磷酸化 172
第三节 植物呼吸代谢的调控 179
一、糖酵解的调节 179
二、三羧酸循环的调节 180
三、线粒体细胞色素电子传递链活性的调节 180
四、交替途径的调节 181
第四节 植物呼吸作用的指标及影响植物呼吸的因素 181
一、呼吸作用的生理指标 181
二、影响植物呼吸的自身因素 182
三、影响植物呼吸的外界因素 182
小结 184
思考题 184
第九章 植物次生代谢物 185
第一节 植物次生代谢物的种类与作用 186
一、酚类化合物及其衍生物 186
二、萜烯类 189
三、含氮化合物 191
第二节 植物次生代谢的生态意义 193
一、植物次生代谢物与植物抗病性 193
二、植物次生代谢与植物抗虫性 195
三、植物次生代谢与植物化感作用 196
四、植物次生代谢的其他生态意义 198
第三节 植物次生代谢的基因工程 199
一、植物次生代谢基因工程的策略 199
二、农作物品质及抗逆改良 200
三、药用植物细胞工程和基因工程 200
小结 201
思考题 201
第十章 韧皮部运输与同化物分配 202
第一节 韧皮部中的同化物运输 202
一、韧皮部是同化物运输主要途径的实验证据 202
二、韧皮部的结构与功能适应 203
三、韧皮部运输物质的化学性质及其形式 205
四、韧皮部运输的方向和速率 206
五、韧皮部运输的机制 208
第二节 同化物的装载和卸出 211
一、韧皮部的装载 211
二、韧皮部卸出 216
三、库-源转变过程中的装载和卸出途径 218
第三节 同化物的配置和分配 219
一、同化物的配置 219
二、同化物的分配 220
三、韧皮部中的大分子信号与植物的生长发育 222
四、同化物的再利用和再分配 223
小结 223
思考题 224
第三部分 植物的生长发育 226
第十一章 植物生长物质 226
第一节 生长素 226
一、生长素的发现 226
二、生长素的生物合成、代谢和运输 229
三、生长素的生理功能 235
四、生长素的作用机制 237
第二节 赤霉素 239
一、赤霉素的发现 239
二、赤霉素的结构 239
三、赤霉素的生物合成和代谢 240
四、赤霉素的生理功能 243
五、赤霉素的信号转导 246
第三节 细胞分裂素 248
一、细胞分裂素的发现 248
二、细胞分裂素的结构与活性 249
三、细胞分裂素的生物合成、代谢和运输 250
四、细胞分裂素的生理功能 252
五、细胞分裂素的信号转导 256
第四节 脱落酸 259
一、脱落酸的发现 259
二、脱落酸的结构与活性 259
三、脱落酸的生物合成、运输和代谢 260
四、脱落酸的生理功能 263
五、脱落酸的信号转导 265
第五节 乙烯 267
一、乙烯的发现 267
二、乙烯的生物合成和运输 267
三、乙烯的生理功能 270
四、乙烯的信号转导 273
第六节 油菜素甾醇 276
一、油菜素甾醇的发现 276
二、油菜素甾醇的结构 276
三、油菜素甾醇的生物合成及代谢 276
四、油菜素甾醇的生理功能 277
五、油菜素甾醇的信号转导 279
第七节 茉莉素 281
一、茉莉素的发现 281
二、茉莉素的结构与生物合成 282
三、茉莉素的生理功能 282
四、茉莉素的信号转导 283
第八节 独脚金内酯 284
一、独脚金内酯的发现 284
二、独脚金内酯的结构 285
三、独脚金内酯的生物合成 285
四、独脚金内酯的生理功能 286
五、独脚金内酯的信号转导 286
第九节 水杨酸 287
一、水杨酸的发现与结构 287
二、水杨酸的生物合成与代谢 287
三、水杨酸的生理功能 288
四、水杨酸的信号转导 288
第十节 其他植物生长物质 289
一、多胺 289
二、多肽类的生物活性物质 290
小结 290
思考题 291
第十二章 植物的生长与分化 293
第一节 植物细胞的生长和分化 293
一、植物细胞分裂与生长 293
二、植物细胞分化 294
第二节 植物的生长和分化 296
一、植物生长分化的特点和控制 296
二、植物的胚胎发育 297
三、种子的萌发 300
四、植物的营养生长 301
五、植物生长的相关性 310
第三节 光对植物生长的影响 312
一、植物的光形态建成 312
二、光敏色素 313
三、植物的蓝光、紫外光反应 317
第四节 植物的运动 317
一、向性运动 317
二、感性运动 322
三、生物钟——生命的内源节律 323
小结 324
思考题 325
第十三章 植物成花诱导生理 326
第一节 植物从幼年期到生殖期的转变 326
一、植物从幼年期到成年期变化的特点 326
二、植物从成年营养期到成年生殖期变化的特点 327
三、影响植物从幼年期向成年期转变的因素 328
四、诱导植物开花的因素 328
第二节 光周期现象 329
一、植物光周期现象的发现 329
二、植物成花的光周期反应类型 329
三、诱导植物开花的临界日长 330
四、光期与暗期的作用 331
五、光周期诱导开花的生理机制 332
六、光周期理论在农业生产上的应用 334
第三节 春化作用 335
一、春化作用的概念和类型 335
二、影响植物春化的因素 336
三、春化刺激的感受和传递 337
四、春化作用在农业生产上的应用 337
第四节 成花诱导的遗传调控机制 337
一、概述 337
二、FLC基因的表达调控 338
三、光诱导开花的遗传调控机制 339
四、赤霉素诱导开花的调控机制 340
小结 341
思考题 341
第十四章 植物生殖生理 342
第一节 花器官发育 342
一、花的构造及其作用 342
二、花发育的遗传调控模式 342
三、花的性别 344
第二节 雄配子体的形成与发育 346
一、花药的基本结构及发育过程 346
二、花粉的结构与发育过程 347
三、雄配子体发育的遗传学基础 349
第三节 雌配子体的形成与发育 351
一、雌蕊及胚珠的结构与发育过程 351
二、柱头的生理特点和生活力 352
三、雌配子体的细胞生物学特征 352
四、雌配子体的发育过程及其生理变化特点 354
五、雌配子体发育的遗传调控 355
第四节 授粉受精 357
一、授粉受精的类型 357
二、花粉与柱头细胞的相互识别 357
三、花粉萌发与花粉管生长 357
四、花粉管及精细胞与雌配子体细胞的识别 360
五、受精过程中雌蕊的生理变化 360
六、植物的自交不亲和性 360
七、影响授粉受精过程的因素 361
小结 362
思考题 362
第十五章 植物的成熟与衰老生理 363
第一节 种子的发育 363
一、种子发育 363
二、种子发育过程中的物质变化及激素和基因调控 364
三、种子的成熟 366
第二节 果实的发育 366
一、果实的生长 366
二、单性结实与无融合生殖 367
三、果实成熟 367
第三节 植物的休眠 370
一、休眠的器官和类型 370
二、休眠的诱导 370
三、种子休眠 371
四、营养器官休眠 373
第四节 植物的衰老 373
一、衰老的类型及其中的变化 373
二、衰老的调控 374
第五节 植物器官的脱落 378
一、脱落的机制 378
二、脱落的环境信号 379
三、脱落的调控 380
小结 380
思考题 380
第四部分 植物环境生理 382
第十六章 植物逆境生理 382
第一节 植物逆境生理概论 382
一、逆境对植物的影响 382
二、植物响应逆境的生理机制 383
第二节 植物的抗旱性 385
一、干旱对植物的影响 385
二、植物抗旱的生理和分子基础 388
第三节 植物的抗盐性 391
一、盐胁迫对植物的影响 391
二、植物抗盐的生理和分子基础 392
三、 SOS途径调节Na+平衡的分子机制 394
第四节 植物的抗寒性 395
一、低温胁迫对植物的影响 395
二、植物抗低温的生理和分子基础 396
第五节 植物的抗热性 399
一、高温对植物的影响 399
二、植物耐高温的生理和分子基础 399
小结 401
思考题 402
主要参考文献 403
中英文名词对照索引 408