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绪论1

0.1 植物生理学的概念和内容1

0.2 植物生理学的产生和发展1

0.3 植物生理学的学习方法2

0.3.1 学习植物生理学的基础2

0.3.2 要贯彻三个观点2

0.4 对植物生理学的展望3

第1章 植物的水分代谢4

1.1 水分与植物的生命活动4

1.1.1 水的某些理化特性4

1.1.2 植物的含水量6

1.1.3 植物体内水分的存在状态6

1.1.4 水分在植物生命活动中的作用6

1.2 植物细胞对水分的吸收7

1.2.1 水势的概念及水的迁移过程7

1.2.2 植物细胞的水势组成10

1.2.3 植物细胞吸水的方式11

1.2.4 水分的跨膜运送与水孔蛋白12

1.2.5 细胞间水分的移动15

1.3 植物根系对水分的吸收15

1.3.1 土壤中的水分和土壤水势15

1.3.2 植物根系吸水的部位17

1.3.3 根系吸水的途径17

1.3.4 根系吸水的动力17

1.3.5 影响根系吸水的外部因素18

1.4 植物体内水分向地上部的运输19

1.4.1 植物体内水分运输的途径及速度19

1.4.2 水分运输的动力19

1.5 蒸腾作用21

1.5.1 蒸腾作用的意义21

1.5.2 蒸腾作用进行的部位与方式21

1.5.3 气孔蒸腾21

1.5.4 蒸腾作用的指标及影响蒸腾作用的因素26

1.6 合理灌溉的生理基础28

1.6.1 作物的需水规律28

1.6.2 合理灌溉的指标29

1.6.3 节水灌溉与节水农业30

1.6.4 合理灌溉增产的原因31

第2章 植物的矿质营养33

2.1 植物必需的矿质元素34

2.1.1 植物体内的元素34

2.1.2 植物必需的矿质元素及其生理作用36

2.1.3 有益元素和稀土元素39

2.2 植物细胞对矿质元素的吸收40

2.2.1 被动吸收40

2.2.2 主动吸收43

2.2.3 胞饮作用45

2.3 植物体对矿质元素的吸收46

2.3.1 根系对矿质元素的吸收46

2.3.2 环境因子对根系吸收矿质元素的影响48

2.3.3 植物叶片对矿质元素的吸收49

2.4 矿质元素在植物体内的运输与分配50

2.4.1 矿质元素在植物体内的运输50

2.4.2 矿质元素在植物体内的分配51

2.5 植物对无机养料的同化51

2.5.1 氮素的同化51

2.5.2 硫酸盐的同化57

2.5.3 磷酸盐的同化57

2.6 合理施肥的生理基础和意义57

2.6.1 作物的需肥规律57

2.6.2 合理施肥的指标58

2.6.3 合理施肥与现代农业59

第3章 光合作用60

3.1 光合作用的概念及其重要性60

3.1.1 光合作用研究简史60

3.1.2 光合作用的概念和意义61

3.2 叶绿体及光合作用色素62

3.2.1 叶绿体的形态结构和成分62

3.2.2 光合作用色素的种类及理化性质63

3.2.3 叶绿素的形成及其条件67

3.3 光合作用的机理69

3.3.1 光合作用的原初反应69

3.3.2 电子传递和光合磷酸化70

3.3.3 碳素同化77

3.3.4 光合作用的产物82

3.4 光呼吸83

3.4.1 光呼吸的现象与定义83

3.4.2 光呼吸的生物化学过程84

3.4.3 光呼吸的生理功能85

3.4.4 光呼吸与其他代谢途径的联系85

3.4.5 C3植物、C4植物以及CAM植物的光合特点85

3.5 影响光合作用的因素87

3.5.1 光合作用的指标87

3.5.2 外界因素对光合速率的影响87

3.5.3 内部因素对光合速率的影响91

3.6 植物对光能的利用91

3.6.1 植物的光能利用率91

3.6.2 提高光能利用率的途径93

3.7 光合产物的运输、分配及调控94

3.7.1 光合产物运输的途径、方向、速度和形式94

3.7.2 光合产物运输的机理94

3.7.3 光合产物装载和卸载的机理96

3.7.4 外界条件对光合产物运输的影响97

3.7.5 光合产物的分配及其与产量的关系98

3.7.6 光合产物运输与分配的调控98

第4章 植物的呼吸作用100

4.1 呼吸作用的概念和指标100

4.1.1 呼吸作用的概念100

4.1.2 呼吸作用的指标101

4.2 植物呼吸代谢的多样性和意义101

4.2.1 呼吸途径的多样性101

4.2.2 呼吸链电子传递系统的多样性106

4.2.3 末端氧化系统的多样性109

4.2.4 呼吸作用的生理意义110

4.3 呼吸作用的调节、控制及与光合作用的关系113

4.3.1 糖酵解的调控113

4.3.2 TCA循环的调控114

4.3.3 PPP的调控114

4.3.4 “能荷”调节114

4.3.5 pH的调节115

4.3.6 呼吸作用和光合作用的关系115

4.4 影响呼吸作用的因素116

4.4.1 内部因素对呼吸作用的影响116

4.4.2 外界条件对呼吸作用的影响116

4.5 呼吸作用和农业生产117

4.5.1 呼吸作用与作物的栽培117

4.5.2 呼吸作用和农产品的贮藏118

第5章 植物细胞的信号转导120

5.1 信号的概念及类型120

5.1.1 信号120

5.1.2 信号的类型120

5.2 信号的跨膜转换121

5.2.1 受体122

5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导123

5.3 胞内信号和第二信使系统125

5.3.1 环核苷酸信号系统125

5.3.2 钙信号系统125

5.3.3 磷脂酰肌醇信号系统127

5.4 蛋白质的可逆磷酸化128

5.4.1 蛋白激酶128

5.4.2 蛋白磷酸酶130

第6章 植物生长物质131

6.1 生长素类132

6.1.1 生长素类的发现132

6.1.2 生长素的种类及其化学结构133

6.1.3 生长素的分布、存在形式和运输133

6.1.4 生长素的生物合成和降解136

6.1.5 生长素的生理作用138

6.1.6 生长素的作用机理139

6.2 赤霉素类141

6.2.1 赤霉素的发现和化学结构141

6.2.2 赤霉素的分布和运输142

6.2.3 赤霉素的生物合成143

6.2.4 赤霉素的生理作用及应用143

6.2.5 赤霉素的作用机理146

6.3 细胞分裂素类147

6.3.1 细胞分裂素的发现147

6.3.2 细胞分裂素的种类及其化学结构148

6.3.3 细胞分裂素的生物合成、运输和代谢149

6.3.4 细胞分裂素的生理作用151

6.3.5 细胞分裂素的作用机理152

6.4 乙烯154

6.4.1 乙烯的发现与分布154

6.4.2 乙烯的生物合成及其调节154

6.4.3 乙烯的代谢与运输156

6.4.4 乙烯的生理作用及其应用156

6.4.5 乙烯的作用机理157

6.5 脱落酸158

6.5.1 脱落酸的化学结构、分布与运输158

6.5.2 脱落酸的生物合成和代谢159

6.5.3 脱落酸的生理作用161

6.5.4 脱落酸的作用机理162

6.6 植物激素间的相互关系164

6.6.1 不同激素间的比值对生理效应的影响164

6.6.2 不同激素间的拮抗作用对生理效应的影响164

6.6.3 不同激素间代谢的相互关系对生理效应的影响164

6.6.4 不同激素间的连锁性作用对生长发育的调控164

6.7 其他天然的植物生长物质165

6.7.1 油菜素甾体类165

6.7.2 多胺类167

6.7.3 茉莉酸类168

6.7.4 水杨酸类171

6.7.5 独角金内酯172

6.7.6 其他内源生长物质173

6.8 植物生长调节剂及其应用173

6.8.1 植物生长调节剂的种类及其应用173

6.8.2 植物生长调节剂施用的原理及技术175

第7章 植物的光形态建成178

7.1 光受体178

7.1.1 光敏色素178

7.1.2 隐花色素182

7.1.3 紫外光-B受体183

7.2 光形态建成184

7.2.1 光与种子萌发184

7.2.2 光与营养生长185

7.2.3 光与花色素苷和其他类黄酮物质的合成185

7.2.4 光与叶绿体的向光性反应185

7.2.5 光与细胞器的形成186

7.2.6 光与气孔开启186

7.2.7 光周期反应186

第8章 植物的生长生理187

8.1 种子的萌发187

8.1.1 种子萌发的概念187

8.1.2 种子的寿命和活力187

8.1.3 影响种子萌发的外界条件188

8.1.4 种子萌发时的生理生化变化189

8.1.5 种子预处理与种子萌发的调节192

8.2 细胞的生长和分化192

8.2.1 细胞分裂的生理192

8.2.2 细胞伸长的生理194

8.2.3 细胞分化的生理195

8.3 植物组织培养196

8.3.1 植物组织培养的概念及类型196

8.3.2 植物组织培养的原理196

8.3.3 植物组织培养的方法197

8.3.4 组织培养的应用199

8.4 植物的生长200

8.4.1 植物生长的周期性200

8.4.2 影响植物生长的外界条件202

8.5 植物生长的相关性204

8.5.1 地下部与地上部的相关204

8.5.2 主茎与侧枝的相关206

8.5.3 营养生长与生殖生长的相关207

8.5.4 植物的极性与再生207

8.5.5 植物生长的相互竞争和相生相克208

8.6 植物的运动209

8.6.1 向性运动209

8.6.2 感性运动213

8.6.3 近似昼夜节奏——生理钟214

第9章 植物的生殖生理216

9.1 幼年期与花熟状态216

9.2 春化作用217

9.2.1 春化作用的发现217

9.2.2 春化作用的条件217

9.2.3 春化作用的时期和部位218

9.2.4 春化作用刺激的传导219

9.2.5 春化作用的生理生化变化219

9.2.6 春化作用的机理220

9.3 光周期221

9.3.1 光周期现象的发现221

9.3.2 光周期的反应类型222

9.3.3 光周期刺激的感受和传导223

9.3.4 光周期诱导224

9.3.5 光对暗期的中断效应225

9.3.6 光敏色素与开花诱导226

9.4 光周期诱导开花的假说226

9.4.1 成花素假说226

9.4.2 开花抑制物假说227

9.4.3 光敏色素假说227

9.4.4 碳氮比理论227

9.5 春化和光周期理论在生产实践中的应用227

9.5.1 春化处理227

9.5.2 指导引种228

9.5.3 控制花期228

9.5.4 调节营养生长和生殖生长228

9.6 花器官形成及性别分化生理229

9.6.1 花器官形成的形态和生理变化229

9.6.2 花器官发育的基因控制和ABC模型230

9.6.3 影响花器官形成的外界条件231

9.6.4 植物性别分化231

9.7 授粉和受精生理233

9.7.1 花粉的生理生化特点233

9.7.2 柱头的生理特点235

9.7.3 花粉和柱头的相互识别235

9.7.4 花粉的萌发和花粉管的伸长237

9.7.5 受精前后雌蕊的生理生化变化237

第10章 植物的成熟和衰老生理239

10.1 种子的发育和成熟生理239

10.1.1 种子的发育过程239

10.1.2 种子发育过程中主要有机物质的变化240

10.1.3 种子成熟过程中的其他生理生化变化241

10.1.4 种子发育过程中的基因表达242

10.1.5 影响种子成熟和化学组成的外界因素242

10.2 果实的发育和成熟生理243

10.2.1 果实生长的特点243

10.2.2 果实发育成熟时的生理生化变化244

10.3 植物的休眠生理246

10.3.1 种子的休眠原因247

10.3.2 休眠的人工调节248

10.4 植物的衰老生理248

10.4.1 植物衰老的类型与生物学意义248

10.4.2 植物衰老时的生理生化变化249

10.4.3 影响衰老的外界因素251

10.4.4 植物衰老的机制251

10.5 器官脱落生理253

10.5.1 器官脱落的类型及生物学意义253

10.5.2 器官脱落的机理253

10.5.3 影响器官脱落的外界因素255

10.5.4 器官脱落的人工调控256

第11章 植物的逆境生理257

11.1 植物逆境生理通论257

11.1.1 逆境与植物的抗逆性257

11.1.2 植物在逆境下的形态与代谢变化258

11.1.3 植物对逆境的生理适应259

11.2 寒害与植物抗寒性263

11.2.1 冷害与植物抗冷性263

11.2.2 冻害与植物抗冻性264

11.3 热害与植物抗热性266

11.3.1 高温对植物的伤害267

11.3.2 植物抗热性的生理基础267

11.3.3 提高植物抗热性的途径268

11.4 旱害与植物的抗旱性268

11.4.1 旱害及其类型268

11.4.2 旱害的机理268

11.4.3 植物的抗旱性269

11.4.4 提高植物抗旱性的途径270

11.5 涝害与植物抗涝性270

11.5.1 水涝对植物的伤害270

11.5.2 植物的抗涝性271

11.5.3 提高植物抗涝性的途径271

11.6 盐害与植物的抗盐性271

11.6.1 盐害271

11.6.2 植物的抗盐性272

11.6.3 提高植物抗盐性的途径273

11.7 病害与植物抗病性273

11.7.1 病原微生物对植物的伤害273

11.7.2 植物的抗病机制274

11.7.3 提高植物抗病性的途径274

11.8 虫害与植物抗虫性274

11.8.1 植物抗虫性及其抗虫机制275

11.8.2 提高植物抗虫性的途径275

11.9 环境污染伤害与植物抗性275

11.9.1 大气污染及其对植物的伤害275

11.9.2 水体污染及其对植物的伤害及抗性277

11.9.3 土壤污染277

11.9.4 提高植物抗污染能力的措施277

11.9.5 植物在环境保护中的作用278

11.10 活性氧伤害与植物抗逆性279

11.10.1 活性氧及其产生279

11.10.2 活性氧对植物细胞的作用281

11.10.3 活性氧的清除与植物抗逆性282

第12章 植物分子生物学与植物生理284

12.1 植物分子生物学的历史与展望284

12.1.1 植物分子生物学的历史284

12.1.2 植物分子生物学的展望284

12.2 高等植物细胞的基因组285

12.2.1 高等植物细胞的核基因组285

12.2.2 叶绿体基因组288

12.2.3 线粒体基因组290

12.3 植物分子生物学的研究方法291

12.4 植物基因工程292

12.4.1 转化载体的构建292

12.4.2 农杆菌Ti质粒介导的植物转基因293

12.4.3 其他转化方法294

12.4.4 转基因植物的检测296

12.4.5 农杆菌介导的转基因植物技术的应用296

12.4.6 转基因植物的安全及对策296

12.5 植物生理的分子基础297

12.5.1 Rubisco的基因表达及酶蛋白组装297

12.5.2 花器官发育的基因调控297

12.5.3 种子成熟过程中贮藏蛋白的基因表达298

12.5.4 植物抗逆的分子基础298

参考文献306

索引309