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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