Photosynthesis. Energy from the Sun 2007 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Allen, John F. (EDT)/ Gantt, Elisabeth (EDT)/ Golbeck, John H. (EDT)

出品人:

页数:1678

译者:

出版时间:2008-5

价格:$ 914.17

装帧:

isbn号码:9781402067075

丛书系列:

图书标签:

• 光合作用
• 植物生理学
• 能量转换
• 太阳能
• 生物化学
• 植物生物学
• 生命科学
• 教育
• 科学
• 2007年出版

好的，这是一本关于光合作用：来自太阳的能量 (Photosynthesis: Energy from the Sun) 2007 这本书的详细图书简介，内容完全基于对该主题的普遍理解和科学背景，不包含原书的具体细节，旨在提供一个全面、深入的背景介绍。 --- 图书简介：《光合作用：来自太阳的能量 (Photosynthesis: Energy from the Sun) 2007》 导言：生命之源的奥秘 生命，以我们所知的形式存在于地球上，其根基牢固地扎根于一个精妙而宏大的生化过程——光合作用。这本书深入探索了这一地球上最重要的化学反应，即植物、藻类和某些细菌如何捕获太阳的无尽能量，并将其转化为稳定的、可供生命体利用的化学能。它不仅仅是对一个生物过程的描述，更是对地球生态系统赖以生存的能量流动的全面剖析。自问世以来（2007年），本书旨在为读者提供一个跨越基础生物学到前沿生物化学的广阔视角，揭示绿色生命体如何构筑了我们呼吸的空气和所食用的食物。 第一部分：基础原理与历史溯源 光合作用的故事是一部与地球历史紧密交织的叙事。本部分首先追溯了人类对这一现象的早期认识，从古希腊哲学家对植物“呼吸”的模糊观察，到17世纪科学革命中，人们开始系统性地探究植物生长所需物质的来源。重点将放在早期关键实验的重现与解读上，例如简·英格豪斯（Jan Ingenhousz）发现光照对植物释放“活化空气”（氧气）的重要性，以及约瑟夫·普雷斯特利（Joseph Priestley）对植物修复被燃烧或动物呼吸污染的空气的里程碑式发现。 随后，书籍进入对光合作用化学反应的精确量化阶段。读者将了解扬·范·海尔蒙特（Jan van Helmont）的柳树实验，尽管其结论——认为植物质量主要来源于水——在当时看来是革命性的，但它奠定了后来理解物质循环的基础。现代对光合作用的理解，特别是对气体交换（二氧化碳的固定和氧气的释放）的精确计量，为理解光能如何转化为碳水化合物铺平了道路。 第二部分：光能的捕获——光反应的奇迹 光合作用的初始阶段是整个过程中最引人入胜的部分：能量的转换。本部分详细阐述了光能如何被“捕捉”并转化为电化学能的过程。 色素与天线系统： 核心在于叶绿体内的光合色素。氯ophyll a 和 b、类胡萝卜素以及藻胆素等，构成了高效的“光捕获复合体”（Antenna Complex）。书籍将深入探讨这些色素分子如何吸收特定波长的光子，并将激发能传递到反应中心，这个过程的效率之高令人叹为观止。 电子传递链： 随后，重点转移到反应中心（Photosystem I 和 Photosystem II）发生的氧化还原反应。读者将跟随电子的“旅程”，理解水分子是如何被裂解（光解水），释放出氧气，并同时生成高能电子载体——NADPH。这部分内容详尽阐述了光系统II (PSII) 如何启动水的光解，以及光系统I (PSI) 如何为最终的还原反应提供足够的能量。 ATP的合成： 电子传递链产生的质子梯度在穿越类囊体膜时，驱动了ATP合酶 (ATP Synthase) 的机械运转，这正是著名的“化学渗透偶联”理论（Chemiosmosis）的生物学体现。书籍会详细解析这个分子机器如何高效地将ADP磷酸化为驱动细胞活动的能量货币——ATP。 第三部分：碳的固定——暗反应与卡尔文循环 如果说光反应是“收集能源”，那么碳固定就是“构建物质”。本部分聚焦于光合作用的“合成”阶段，即利用光反应产生的ATP和NADPH，将无机碳（二氧化碳）转化为有机碳水化合物的过程。 卡尔文-本森循环 (Calvin-Benson Cycle)： 这是光合作用的核心，被形象地称为“合成工厂”。书籍将循序渐进地解析这个循环的三大阶段： 1. 羧化作用 (Carbon Fixation)： 关键酶RuBisCO如何催化二氧化碳与核酮糖-1,5-二磷酸 (RuBP) 的结合。这一步的效率和关键性将被深入探讨。 2. 还原作用 (Reduction)： 利用ATP和NADPH，将新形成的分子转化为糖类前体——甘油醛-3-磷酸 (G3P)。 3. 再生作用 (Regeneration)： 消耗能量将剩余的分子重新合成为RuBP，确保循环的持续性。 C4和CAM植物的适应策略： 面对炎热干燥的环境，并非所有植物都采用“三碳”路径（C3）。本书将专门辟章论述适应性进化。C4植物（如玉米）如何通过解剖学和生化上的分离机制（如胡志华解剖结构）来提高羧化效率，并有效抑制光呼吸。同时，对景天酸代谢 (CAM) 植物（如仙人掌）的夜间固碳机制进行细致的描述，展示生命如何为应对严苛环境而演化出不同的策略。 第四部分：光合作用的调控与影响 一个活跃的生命过程需要精密的调控。本部分探讨了环境因素如何影响光合作用的速率，以及生命体自身如何应对变化。 环境限制因素： 光照强度、二氧化碳浓度和温度是影响光合速率的三大支柱。书籍将运用生态生理学模型，分析当其中任何一个因素达到饱和或限制点时，对整个能量生产链产生的影响。例如，在高温下，RuBisCO的氧合活性增加导致的“光呼吸”浪费现象，及其对作物产量的负面影响。 光形态发生学与信号传导： 植物如何“感知”光线？书籍介绍了光敏色素（Phytochromes）和隐花色素（Cryptochromes）等光受体，它们介导了植物的形态建成（如茎伸长、叶片展开）与光合效率的协同优化。 全球生态学意义： 最后，书籍将视角放大到全球尺度。光合作用是地球碳循环的驱动力。本书探讨了森林、海洋浮游植物（海洋光合作用的巨大贡献）在调节大气中二氧化碳浓度中的作用。同时，也讨论了土地利用变化、气候变暖对全球光合能力的潜在影响，以及如何通过生物技术手段提高作物的光合效率，以应对日益增长的全球粮食需求。 结论：展望未来 本书以对光合作用研究未来方向的展望作结。从利用合成生物学设计更高效的人工光合系统，到深入解析古老藻类和细菌光合作用机制以期获得新的突破，光合作用的研究仍是生命科学中最活跃、最具潜力的前沿领域之一。 目标读者： 本书适合大学本科生、研究生、从事植物生理学、生物化学、环境科学和农业科学的科研人员，以及所有对地球生命能量基础抱有浓厚兴趣的读者。它以严谨的科学态度，结合清晰的阐述，为读者提供了理解生命之源——光合作用的全面指南。

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