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出版者:

作者:Berg, Linda R.

出品人:

页数:648

译者:

出版时间:2007-4

价格:0

装帧:

isbn号码:9780495383680

丛书系列:

图书标签:

• 植物学
• 植物
• 植物学入门
• 生物学
• 科学
• 教育
• 园艺
• 自然
• 植物识别
• 植物形态

《植物生理学导论》：探索生命之源的奥秘 核心内容概述 《植物生理学导论》是一部全面而深入的教科书，旨在为读者提供植物生命活动机制的坚实基础。本书的核心聚焦于植物如何维持生命、生长、发育以及对环境做出响应的复杂过程。内容涵盖从分子层面到整个植株的各个层级，系统阐述光合作用的能量转换、水和营养物质的运输机制、植物激素的调控作用、生长发育的遗传基础以及植物如何应对非生物和生物胁迫等关键领域。本书以清晰的逻辑结构和丰富的插图为特色，力求将复杂的生理过程生动地呈现给读者。 第一部分：光合作用——生命的能量引擎 本书的首要部分深入探讨了地球上几乎所有生命能量的最终来源：光合作用。 1. 光合作用概述与历史回顾： 这一章追溯了光合作用研究的历史脉络，从早期的气体交换观察到现代分子生物学的精细解析。明确了光合作用的整体反应式及其在生物地球化学循环中的核心地位。 2. 光反应：能量的捕获与转换： 详细解析了叶绿体中类囊体膜上的光能捕获系统。重点介绍了光系统I（PSI）和光系统II（PSII）的结构、色素分子（叶绿素和类胡萝卜素）的天线复合体作用，以及电子传递链的完整路径。内容细致地描述了水的光解、氧气的释放、质子梯度的建立，以及ATP合酶如何利用这个梯度合成ATP（光合磷酸化）。 3. 暗反应：碳的固定与还原（卡尔文循环）： 本章将焦点转移到叶绿体基质中进行的碳同化过程。系统阐述了卡尔文-本森循环的三个主要阶段：羧化、还原和RuBP再生。对于关键酶RuBisCO的结构、催化机制及其在碳氮平衡中的双重功能进行了深入剖析。 4. C4和CAM途径：应对干旱的策略： 为了应对炎热和干燥环境对光合作用的挑战，植物进化出了特殊的碳浓缩机制。本书详细对比了C4植物（如玉米）和景天酸代谢（CAM）植物（如仙人掌）的解剖学特征（如Kranz解剖结构）和生化路径，解释了它们如何通过空间或时间分离的方式，最大限度地减少光呼吸，提高水利用效率。 5. 光合产物的分配与代谢： 阐述了光合作用产生的糖类如何被转运出叶绿体，并在植物体内作为结构物质（纤维素）或储存形式（淀粉、蔗糖）进行分配和代谢，为植物的生长提供物质基础。 第二部分：水、矿物质营养与环境响应 植物的生存依赖于对水分和无机养分的有效获取与调控。 1. 植物的水分关系： 这一部分是理解植物生理学的基石。详细介绍了水势（Water Potential）的概念及其四个组成部分（压力势、溶质势、基质势和气势）。系统描述了水通过根系、木质部如何被吸收和长距离运输，并解释了蒸腾作用的驱动力、气孔开合的调控机制，以及植物如何通过调节气孔导度来平衡水分保持与二氧化碳吸收。 2. 矿物质营养：需求与吸收： 本章分类阐述了宏量元素（如氮、磷、钾）和微量元素（如铁、锌、硼）在植物代谢中的特定生理功能。深入分析了根系如何通过主动运输和被动扩散机制从土壤中吸收离子，重点讨论了根系分泌物和根际微生物（如固氮菌）在营养物质有效性中的作用。 3. 氮素代谢：从固定到氨基酸合成： 氮是构成蛋白质和核酸的核心元素。本章详细描述了大气氮气如何通过固氮酶被还原成氨，以及植物体内氨的同化过程，特别是谷氨酸合酶（GOGAT）途径。同时，也讨论了硝酸盐的还原过程及其在根系和叶片中的调控。 4. 植物的逆境生理学： 探讨植物如何应对非生物胁迫，如干旱、盐渍、极端温度和重金属污染。重点分析了胁迫信号的转导过程，如钙信号、活性氧物种（ROS）的产生与清除，以及渗透调节物质（如脯氨酸、甜菜碱）的积累，这些都是植物提高耐受性的关键防御机制。 第三部分：植物生长与发育的调控 本部分聚焦于植物生命周期中的形态发生、组织分化以及对环境信号的精确响应。 1. 植物激素（Phytohormones）：信号分子与调控网络： 详细介绍了五大经典激素——生长素（Auxin）、赤霉素（Gibberellins）、细胞分裂素（Cytokinins）、脱落酸（Abscisic Acid, ABA）和乙烯（Ethylene）——的发现历程、生物合成、运输机制以及它们在细胞伸长、顶端优势、种子萌发、衰老和果实成熟中的具体作用。同时，也引入了油菜素类固醇（Brassinosteroids）和水杨酸等新兴的信号分子。 2. 信号转导：从环境到基因表达： 阐述了植物如何感知环境信号（如光、重力、触碰），并通过复杂的信号转导级联反应（包括第二信使如Ca2+、cGMP）最终调节目标基因的表达。本章强调了跨膜受体激酶在信号接收中的关键角色。 3. 光形态建成：光敏色素与隐花色素的作用： 植物通过光敏色素（Phytochromes）和隐花色素（Cryptochromes）感知光的质量、方向和时长，从而调控开花、伸长和叶片发育。深入解析了光敏色素的双态转换机制（Pr $leftrightarrow$ Pfr）及其对下游基因的调控网络。 4. 生长、分化与形态发生： 探讨了分生组织的活动及其在形成初生和次生生长中的作用。详细描述了顶端优势的分子机制，细胞壁的重塑如何驱动细胞的伸长和分化，以及植物激素如何协调根系和茎的形态建成。 5. 开花与生殖发育： 本章系统介绍了植物的生命周期，重点分析了光周期（Photoperiodism）和春化作用（Vernalization）对植物何时进入生殖生长的精确控制。详细阐述了“开花基因”（如FT基因）在将环境信号传递给花器官形成中的核心地位，以及MADS-box基因在确定花器官身份（ABC模型）中的调控作用。 第四部分：植物细胞的分子基础 本部分为理解上层生理过程提供了必要的细胞生物学和分子生物学背景。 1. 植物细胞结构与功能： 概述了植物细胞的特有结构，如细胞壁、液泡和质体。详细讨论了细胞壁的结构（纤维素微纤维、木质素）及其在细胞膨压维持和信号传导中的动态作用。液泡在渗透调节、废物储存和酸碱平衡中的关键功能被重点阐述。 2. 细胞膜的生理学： 探讨了细胞膜的流动性模型，以及离子通道、载体蛋白和泵在维持膜电位、离子稳态和物质跨膜运输中的作用。 3. 细胞的生长与分裂： 阐述了细胞周期（G1, S, G2, M期）的精确调控机制，以及细胞分裂素在驱动细胞分裂中的核心作用。重点分析了细胞有丝分裂和减数分裂在植物生命延续中的意义。 总结与展望 《植物生理学导论》不仅是一本知识的汇集，更是一部引导读者理解生命适应性与复杂性的工具书。本书通过跨学科的视角，将生物化学、分子生物学和生态学原理有机结合，为学习者提供了坚实的理论框架，以应对未来在农业、生物技术和环境科学领域中对植物生命活动更深层次的探索与应用。全书结构严谨，内容详实，是植物科学专业学生和研究人员不可或缺的参考资料。

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