Handbook of Photosynthesis, Second Edition (Books in Soils, Plants, and the Environment) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Pessarakli, Mohammad 编

出品人:

页数:952

译者:

出版时间:2005-03-29

价格:USD 164.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780824758394

丛书系列:

图书标签:

Photosynthesis
Plant Physiology
Plant Biology
Biochemistry
Chloroplasts
Light Harvesting
Carbon Fixation
Environmental Science
Plant Ecology
Bioenergetics

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具体描述

Quite naturally, photosynthesis has achieved massive amounts of attention in recent years. Aside from being the most spectacular physiological process in plant growth, it is actually the key to our dealing with the potentially cataclysmic accumulation of carbon dioxide in the earth's atmosphere. Unfortunately, while information is plentiful, all this attention has resulted in a scattered database on photosynthesis, with no contemporary starting point...at least until now. With the second edition of the Handbook of Photosynthesis, Mohammad Pessarakli once again fills the need for an authoritative and balanced resource by assembling a team of experts from across the globe. Together, they have created a comprehensive reference that in a single volume includes important background information, as well as the most recent research findings on photosynthesis. Completely Revised with Several New Chapters The handbook, a completely updated reworking of the critically acclaimed first edition, details all of the photosynthetic factors and processes under both normal and stressful conditions, covering lower and higher plants as well as related biochemistry and plant molecular biology. Divided into fourteen sections for ease of reference, with nearly 8000 bibliographic citations, the handbook contains authoritative contributions from over 80 scientists. It includes approximately 500 drawings, photographs, tables, and equations- all designed to reinforce and clarify important text material.

植物光合作用研究前沿：深入探索生命能量转换的奥秘本书聚焦于植物光合作用机制的最新进展，为生物学、植物科学、生态学及相关领域的研究人员、学者和高级学生提供一份详尽且具有前瞻性的参考指南。本书并非对《Handbook of Photosynthesis, Second Edition》内容的简单重述或替代，而是立足于当前科学探索的边界，深入剖析光合作用系统在分子、细胞及系统水平上所面临的关键挑战与取得的突破性进展。我们强调那些推动领域向前发展的创新性研究范式、新兴技术应用以及对全球变化背景下植物功能理解的深刻影响。第一部分：光捕获与能量转移的量子级精细调控本部分将光合作用的起始阶段——光能的捕获与传递，置于量子生物物理学的严格审视之下。 1. 超快光谱学揭示的能量传递动力学：深入探讨皮秒到飞秒时间尺度内，天线色素复合体（LHCs）中激子的转移路径、效率瓶颈以及相干性的作用。分析利用二维电子光谱（2D-ES）等尖端技术如何解析多维能量景观，区分相干性与非相干性过程的相对贡献，尤其关注不同光照条件下反应中心与外周天线的动态耦合。 2. 反应中心结构与功能的演化适应性：关注光系统I（PSI）和光系统II（PSII）的亚结构域在不同生物域（如蓝细菌、藻类、高等植物）中的保守性与变异性。重点解析PSII的氧释放复合体（OEC）在应对氧化应激和光抑制过程中的分子适应机制，以及PSI在循环光合磷酸化中的作用调控。 3. 辅助色素系统的多功能性：不仅限于叶绿素，本书详细考察类胡萝卜素、藻胆素、以及近年来发现的非经典辅助色素（如某些BChl衍生物）在光保护、能量淬灭（如非光化学淬灭NPQ的分子开关）中的精确化学计量与电子转移路径。探讨如何通过基因工程手段优化天线复合体的组分，以适应特定光谱环境。第二部分：碳固定通路的代谢调控与酶工程核心碳固定途径（C3、C4、CAM）的效率与调控是本书的另一核心议题，关注如何通过代谢工程手段提高作物固碳速率与氮素利用效率（NUE）。 4. RuBisCO的限制性与催化机制的深入解析：详细回顾RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）的催化循环、竞争性氧合反应的结构基础。侧重介绍目前利用定向进化、理性设计以及在异源宿主中重建高效RuBisCO变体的最新成果，例如引入超级RuBisCO的策略及其在C3作物中的应用潜力。 5. C4与CAM通路的代谢网络重构：从系统生物学的角度，分析C4途径中关键酶（PEP羧化酶、丙酮酸/磷酸二酯酶）的空间隔离与时间协调机制。重点探讨在非C4植物中利用合成生物学构建“人工C4途径”的分子模块与代谢流瓶颈。对于CAM植物，解析其夜间CO2浓缩与白天固定间的信号转导网络，以及如何通过调控气孔导度来优化水分利用效率（WUE）。 6. 卡尔文循环下游的调控节点：超越核心的羧化与还原步骤，深入探讨磷酸果糖-2-激酶/磷酸酶（FBPase/PFK）的反馈抑制机制，以及光合产物（如蔗糖与淀粉）的合成与降解平衡如何受细胞内信号分子（如ADP-葡萄糖、磷酸状态）的精确调控。分析先进的代谢流分析技术（如${}^{13}$C示踪）如何揭示瞬时代谢流向。第三部分：光合系统的膜蛋白组与生物发生学本部分将视角转向光合膜（类囊体膜）的动态构建、维护以及膜蛋白的复杂组装过程。 7. 类囊体膜的结构动态学与膜脂组学：探讨叶绿体内部膜系统的拓扑结构（如类囊体堆叠与非堆叠区域）如何影响光系统和ATP合酶的分布与功能效率。引入新型脂质组学技术，解析特定膜脂（如磷脂酰甘油、硫脂）的饱和度、酰基链长度如何影响膜的曲率、蛋白质的嵌入稳定性和能量转移效率。 8. 叶绿体基因组的转录与翻译：阐述在红景天酸循环（RBC）和RNA编辑系统（在藻类和植物中）对光合蛋白的翻译后调控作用。重点关注核编码光合蛋白导入叶绿体（TIC/TOC复合体）的分子机制，以及应对环境胁迫时，叶绿体信号逆向传递（Retrograde Signaling）对核基因表达的精确调控。 9. 光合系统的组装与质量控制：研究新的伴侣分子（Chaperones）和蛋白酶体系统如何确保新合成的光合蛋白正确折叠并整合到膜结构中。关注PSII修复周期的分子机制，特别是D1蛋白的降解与替换过程，以及该过程如何成为光抑制的主要限制因子。第四部分：环境适应性与光合系统的未来工程最后一部分将光合作用的研究与全球性环境挑战相结合，展望通过生物技术手段提升植物对极端环境的耐受性。 10. 逆境胁迫下的光合信号网络：综合分析高温、干旱、盐碱胁迫如何通过活性氧物质（ROS）信号、脱落酸（ABA）途径、钙信号等，快速调控光合系统的各个组分。重点阐述膜电位、pH梯度变化如何作为关键的快速响应指标影响光合电子流的分配。 11. 应对气候变化的策略：合成生物学与系统代谢工程：本章前瞻性地讨论如何应用CRISPR-Cas系统对光合基因组进行高通量、多位点的编辑，以实现系统性的性状改良。探讨利用光合作用的“代谢桥梁”——磷酸戊糖途径（PPR），设计新型的碳分配方案，以提高生物量生产和作物抗逆性。 12. 人工光合作用与生物燃料的前景：探讨从仿生系统研究中汲取的经验，如何用于指导下一代光合反应堆的设计。分析利用光合微生物（如蓝细菌）进行生物氢气或高级液体燃料生产的系统性挑战，包括电子传递效率、反应中间产物的毒性限制以及规模化培养的工程学难题。 --- 本书内容全面覆盖了光合作用研究中的基础理论前沿、尖端实验技术应用以及对未来农业和能源转化的潜在影响，为专业读者提供了理解光合系统复杂性和工程潜力的深度视角。