《植物生物學》由歐洲著名植物分子生物學研究所John Innes Center的七位傑出植物生物學家合作撰寫。全書共分九章，首先介紹現代植物起源研究，並簡述植物基因組和遺傳學的特徵，隨後闡述植物細胞、代謝和發育等方面的基礎知識和研究進展，以及植物對環境信號的接受和應對生物脅迫和非生物脅迫的策略，最後討論植物學研究發展與人類社會的關係。《植物生物學》內容全面、系統、權威，反映了當前人們對植物學在分子層面上的最新、最前沿的理解。全書結構簡潔，語言深入淺出，圖文並茂，編排有序，是植物生物學領域的一部全新的重要著作。
基本介紹
- 書名：生命科學名著:植物生物學
- 作者：A.M.史密斯(Smith A.M.)
- 出版社：科學出版社
- 頁數：694頁
- 開本：16
- 品牌：科學出版社
- 外文名：Plant Biology
- 類型：科學與自然
- 出版日期：2012年6月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7030340671, 9787030340672
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《植物生物學》編輯推薦：1.作者為歐洲著名植物分子生物學研究所John Innes Center的七位傑出植物生物學，其中包括Plant Cell雜誌現任主編Cathie Martin。
2.主譯為北京大學教授、博導、長江學者。
3.結構簡潔，內容深入淺出，圖文並茂，編排有序，是植物生物學領域最新的重要著作，也是植物生物學研究的絕好教材和入門參考書。
2.主譯為北京大學教授、博導、長江學者。
3.結構簡潔，內容深入淺出，圖文並茂，編排有序，是植物生物學領域最新的重要著作，也是植物生物學研究的絕好教材和入門參考書。
作者簡介
作者：（英國）Alison M. Smith 等 譯者：瞿禮嘉 等
作者為歐洲著名植物分子生物學研究所John Innes Center的七位傑出植物學家，其中包括Plant Cell雜誌現任主編Cathie Martin博士。
作者為歐洲著名植物分子生物學研究所John Innes Center的七位傑出植物學家，其中包括Plant Cell雜誌現任主編Cathie Martin博士。
圖書目錄
譯者的話
前言
致謝
1起源
1.1地球、細胞和光合作用
地球在46億年前形成
光合作用在約35億年前演化出來
產氧光合作用在22億年前廣泛存在
光合作用藍細菌產生富氧的大氣
地球上早期的生命在缺乏臭氧保護的大氣中演化
1.2真核細胞
光合真核生物從兩種內共生作用中產生
幾類光合生物體是從產生質體的內共生作用中衍生而來
化石證據表明真核生物在27億年前形成，多細胞生物在12.5億年前形成
動物和藻類在早寒武紀的多樣化
1.3陸地植物
綠色植物為單起源
陸地植物可能由與輪藻近緣的植物衍生而來
信息框1—1 在親緣關係和演化方面DNA能夠告訴我們什麼
小型化石說明早期的陸地植物出現在中奧陶紀（約4.75億年前）
志留紀和泥盆紀期間植物多樣性的增加
孢子囊的數目可以把最早的陸地植物和它們衍生的後代區別開來
植物大小的增長伴隨著維管系統的演化
一些最早的維管植物和現在的石松類有親緣關係
術賊、真蕨以及種子植物是從4億年前泥盆紀早期的一類無葉植物中產生的
真蕨和木賊類演化於泥盆紀
隨著陸生植物的早期演化，其化學成分和細胞複雜性增加
大氣中C02和o2水平取決於光合作用和碳掩埋的速率
陸生植物的演化在一定程度上造成了4.5億年前大氣CO2含量開始下降
古生代中期大氣CO2含量的下降是大葉片演化的驅動力
1.4種子植物
種子包含受精產生的遺傳物質，並且被孢子體發育而來的組織所包被
種子植物起源於泥盆紀，且在2.9億～2.5億年前的二疊紀蓬勃發展
泥盆紀孢子體世代開始在陸生植物的生活史中占主導地位
至今有5類種子植物生存在地球上
1.5被子植物
被子植物出現在1.35億年前早白堊紀的化石中
被子植物起源於熱帶，隨後擴散到高緯度地區
無油樟是所有現存被子植物的姐妹類群
真雙子葉植物通過花粉孔的數目區別於其他有花植物
最早的被子植物花器官形態小，由很多部分組成
單子葉植物是一個單系類群
禾本科源於6000萬年前，但在較晚期開始分化
2基因組
2.1核基因組：染色體
2.2染色體DNA 51
著絲粒與端粒中存在特殊的DNA重複序列
核基因可以轉錄成幾種類型的RNA
植物的染色體組含有多種可移動的遺傳因子
2.3核基因的調節
調控序列和轉錄因子控制基因轉錄發生的位置及時間
信息框2—1 由轉錄因子完成的聯合調控
基因的活性可以通過染色質DNA和蛋白質的化學變化進行調控
染色質修飾可以通過細胞分裂遺傳下去
基因功能也在RNA水平受到調9
調節性小RNA控制mRNA的功能
小RNA能夠指導在特定DNA的序列上進行染色質修飾
2.4基因組序列
擬南芥基因組是第一個被全部測序的植物基因組
分析基因組序列鑑定單個基因
測序結果顯示，擬南芥基因組具有與動物基因組類似的複雜性，但其中又有很大比例的植物特有基因
植物基因組的比較揭示出它們之間保守和分歧的特徵
大多數被子植物在演化歷程中都經歷過基因組加倍
通過重複和分化，基因能夠獲得新的功能
在親緣關係很近的植物物種中，基因排列的順序是保守的
2.5基因組和生物技術
突變基因可以通過與已知分子標記的共分離結果定位在基因組中
由DNA插入引起突變的基因可以通過檢測插入序列來定位
基因可在DNA水平直接通過篩選突變體獲得，而不依賴於表型
RNA干涉也是敲除基因功能的一種方法
多基因遺傳可通過繪製數量性狀基因座（QTL）圖譜進行分析
基因組測序促進了新技術的發展，使得人們可以同時觀測多個基因的活性
2.6細胞質基因組
質體和線粒體由被吞人其他細胞中的細菌演化而來
細胞器基因不遵循盂德爾遺傳定律
質體和線粒體的基因組在演化過程中不斷被簡化
細胞器中的大多數多肽由核基因組編碼並定位於細胞器
質體DNA的複製和重組並不與細胞分裂緊密偶聯
質體和真細菌中基因表達具有相同的特徵
質體中含有兩種不同的RNA聚合酶
轉錄後加工對於調控質體基因的表達十分重要
細胞器轉錄物經過RNA編輯
翻譯後加工可維持多亞基複合體中核編碼與質體編碼的組分的正確比例
質體基因表達的發育調控也包括質體與細胞核之間的信號通路
細胞
3.1細胞周期
細胞周期各個階段的轉換由一套複雜的機制來調控
信息框3—1 細胞核
植物細胞周期受發育和環境調控
許多分化中的細胞進行棱內複製：沒有核分裂和細胞分裂的DNA複製
3.2細胞分裂
細胞分裂中細胞組分隨細胞骨架遷移
信息框3—2 細胞骨架
早前期帶發生在即將形成新細胞壁的位置
複製後的姐妹染色單體在紡錘體微管牽引下分離
微管指引確定新細胞壁合成的成膜體形成
囊泡將原料從高爾基體運送到新形成的細胞壁
減數分裂是產生單倍體細胞和遺傳多樣性的一種特殊細胞分裂
3.3細胞器
質體和線粒體的複製獨立於細胞分裂
質體和線粒體的生物合成與多種蛋白質的翻譯後轉入相關
內膜系統將蛋白質轉運到細胞表面和液泡中
細胞器在細胞內的運動依賴肌動蛋白微絲
3.4初生細胞壁
細胞壁基質由果膠和半纖維素組成
纖維素是在細胞板形成後的細胞表面合成的
細胞壁的糖類組分相互作用形成堅韌而有彈性的結構
糖蛋白和酶在細胞壁中具有重要功能
胞間連絲在細胞間形成通道
3.5細胞膨大和細胞形態
質膜性質決定細胞組成並調控細胞和外界環境之間的相互作用
質子的跨膜運輸形成電勢和質子勢來驅動其他運輸過程
水孔蛋白介導水分的跨膜運動
細胞膨大是由溶質湧入液泡所驅動的
液泡是儲存物質和隔離物質的場所
相互協調的離子轉運和水分運動驅動氣孔開啟
細胞膨大的方向由細胞皮層中的微管來決定
細胞膨大時肌動蛋白絲引導新物質添加到細胞表面
在根毛細胞和花粉管細胞中，細胞膨大位於細胞頂端
3.6次生細胞壁和角質層
次生細胞壁的結構和成分隨著細胞類型的改變而改變
木質索是很多次生細胞壁的主要組成成分
術質化是木質導管和管胞細胞的特徵
術材由維管組織次生生長形成
角質層形成植物地上部分的疏水屏障
4新陳代謝
4.1代謝通路的調控
區室化提高了代謝多樣性的可能
代謝過程受酶活性的協調和控制
4.2碳的同化：光合作用
碳通過卡爾文循環被吸收
葉綠體類囊體上的光俘獲過程為碳的同化提供能量
葉綠素分子捕獲光能並將其轉移至反應中心
反應中心間的電子傳遞使NADP+被還原並建立了跨類囊體膜的質子梯度
信息框4—1 光
質子梯度通過ATP合酶複合體驅動ATP的合成
通過調控光捕獲過程使過量激發能的耗散達到最大
碳的同化和能量供應受到卡爾文循環酶的擠調
蔗糖的合成受光合作用以及植物非光台部分對碳需求的嚴格調控
澱粉的合成使得光合作用在蔗糖合成受限時也能保持在較高水平
4.3光呼吸作用
RUNSCO可以用O2代替CO2作為底物
光呼吸機制在葉片碳和氮利用方面的影響
C4植物通過濃縮CO2來消除光呼吸作用
4.4蔗糖的運輸
蔗糖通過韌皮部運送到植物非光合作用部位
韌皮部的裝載可能是質外體裝載或共質體裝載
蔗糖從韌皮部卸載的途逕取決於植物器官的種類
葉片提供的吸收物和植物其他地方的需求是一致的
……
5發育
6環境信號
7環境脅迫
8與其他生物的相互作用
9馴化和農業
前言
致謝
1起源
1.1地球、細胞和光合作用
地球在46億年前形成
光合作用在約35億年前演化出來
產氧光合作用在22億年前廣泛存在
光合作用藍細菌產生富氧的大氣
地球上早期的生命在缺乏臭氧保護的大氣中演化
1.2真核細胞
光合真核生物從兩種內共生作用中產生
幾類光合生物體是從產生質體的內共生作用中衍生而來
化石證據表明真核生物在27億年前形成，多細胞生物在12.5億年前形成
動物和藻類在早寒武紀的多樣化
1.3陸地植物
綠色植物為單起源
陸地植物可能由與輪藻近緣的植物衍生而來
信息框1—1 在親緣關係和演化方面DNA能夠告訴我們什麼
小型化石說明早期的陸地植物出現在中奧陶紀（約4.75億年前）
志留紀和泥盆紀期間植物多樣性的增加
孢子囊的數目可以把最早的陸地植物和它們衍生的後代區別開來
植物大小的增長伴隨著維管系統的演化
一些最早的維管植物和現在的石松類有親緣關係
術賊、真蕨以及種子植物是從4億年前泥盆紀早期的一類無葉植物中產生的
真蕨和木賊類演化於泥盆紀
隨著陸生植物的早期演化，其化學成分和細胞複雜性增加
大氣中C02和o2水平取決於光合作用和碳掩埋的速率
陸生植物的演化在一定程度上造成了4.5億年前大氣CO2含量開始下降
古生代中期大氣CO2含量的下降是大葉片演化的驅動力
1.4種子植物
種子包含受精產生的遺傳物質，並且被孢子體發育而來的組織所包被
種子植物起源於泥盆紀，且在2.9億～2.5億年前的二疊紀蓬勃發展
泥盆紀孢子體世代開始在陸生植物的生活史中占主導地位
至今有5類種子植物生存在地球上
1.5被子植物
被子植物出現在1.35億年前早白堊紀的化石中
被子植物起源於熱帶，隨後擴散到高緯度地區
無油樟是所有現存被子植物的姐妹類群
真雙子葉植物通過花粉孔的數目區別於其他有花植物
最早的被子植物花器官形態小，由很多部分組成
單子葉植物是一個單系類群
禾本科源於6000萬年前，但在較晚期開始分化
2基因組
2.1核基因組：染色體
2.2染色體DNA 51
著絲粒與端粒中存在特殊的DNA重複序列
核基因可以轉錄成幾種類型的RNA
植物的染色體組含有多種可移動的遺傳因子
2.3核基因的調節
調控序列和轉錄因子控制基因轉錄發生的位置及時間
信息框2—1 由轉錄因子完成的聯合調控
基因的活性可以通過染色質DNA和蛋白質的化學變化進行調控
染色質修飾可以通過細胞分裂遺傳下去
基因功能也在RNA水平受到調9
調節性小RNA控制mRNA的功能
小RNA能夠指導在特定DNA的序列上進行染色質修飾
2.4基因組序列
擬南芥基因組是第一個被全部測序的植物基因組
分析基因組序列鑑定單個基因
測序結果顯示，擬南芥基因組具有與動物基因組類似的複雜性，但其中又有很大比例的植物特有基因
植物基因組的比較揭示出它們之間保守和分歧的特徵
大多數被子植物在演化歷程中都經歷過基因組加倍
通過重複和分化，基因能夠獲得新的功能
在親緣關係很近的植物物種中，基因排列的順序是保守的
2.5基因組和生物技術
突變基因可以通過與已知分子標記的共分離結果定位在基因組中
由DNA插入引起突變的基因可以通過檢測插入序列來定位
基因可在DNA水平直接通過篩選突變體獲得，而不依賴於表型
RNA干涉也是敲除基因功能的一種方法
多基因遺傳可通過繪製數量性狀基因座（QTL）圖譜進行分析
基因組測序促進了新技術的發展，使得人們可以同時觀測多個基因的活性
2.6細胞質基因組
質體和線粒體由被吞人其他細胞中的細菌演化而來
細胞器基因不遵循盂德爾遺傳定律
質體和線粒體的基因組在演化過程中不斷被簡化
細胞器中的大多數多肽由核基因組編碼並定位於細胞器
質體DNA的複製和重組並不與細胞分裂緊密偶聯
質體和真細菌中基因表達具有相同的特徵
質體中含有兩種不同的RNA聚合酶
轉錄後加工對於調控質體基因的表達十分重要
細胞器轉錄物經過RNA編輯
翻譯後加工可維持多亞基複合體中核編碼與質體編碼的組分的正確比例
質體基因表達的發育調控也包括質體與細胞核之間的信號通路
細胞
3.1細胞周期
細胞周期各個階段的轉換由一套複雜的機制來調控
信息框3—1 細胞核
植物細胞周期受發育和環境調控
許多分化中的細胞進行棱內複製：沒有核分裂和細胞分裂的DNA複製
3.2細胞分裂
細胞分裂中細胞組分隨細胞骨架遷移
信息框3—2 細胞骨架
早前期帶發生在即將形成新細胞壁的位置
複製後的姐妹染色單體在紡錘體微管牽引下分離
微管指引確定新細胞壁合成的成膜體形成
囊泡將原料從高爾基體運送到新形成的細胞壁
減數分裂是產生單倍體細胞和遺傳多樣性的一種特殊細胞分裂
3.3細胞器
質體和線粒體的複製獨立於細胞分裂
質體和線粒體的生物合成與多種蛋白質的翻譯後轉入相關
內膜系統將蛋白質轉運到細胞表面和液泡中
細胞器在細胞內的運動依賴肌動蛋白微絲
3.4初生細胞壁
細胞壁基質由果膠和半纖維素組成
纖維素是在細胞板形成後的細胞表面合成的
細胞壁的糖類組分相互作用形成堅韌而有彈性的結構
糖蛋白和酶在細胞壁中具有重要功能
胞間連絲在細胞間形成通道
3.5細胞膨大和細胞形態
質膜性質決定細胞組成並調控細胞和外界環境之間的相互作用
質子的跨膜運輸形成電勢和質子勢來驅動其他運輸過程
水孔蛋白介導水分的跨膜運動
細胞膨大是由溶質湧入液泡所驅動的
液泡是儲存物質和隔離物質的場所
相互協調的離子轉運和水分運動驅動氣孔開啟
細胞膨大的方向由細胞皮層中的微管來決定
細胞膨大時肌動蛋白絲引導新物質添加到細胞表面
在根毛細胞和花粉管細胞中，細胞膨大位於細胞頂端
3.6次生細胞壁和角質層
次生細胞壁的結構和成分隨著細胞類型的改變而改變
木質索是很多次生細胞壁的主要組成成分
術質化是木質導管和管胞細胞的特徵
術材由維管組織次生生長形成
角質層形成植物地上部分的疏水屏障
4新陳代謝
4.1代謝通路的調控
區室化提高了代謝多樣性的可能
代謝過程受酶活性的協調和控制
4.2碳的同化：光合作用
碳通過卡爾文循環被吸收
葉綠體類囊體上的光俘獲過程為碳的同化提供能量
葉綠素分子捕獲光能並將其轉移至反應中心
反應中心間的電子傳遞使NADP+被還原並建立了跨類囊體膜的質子梯度
信息框4—1 光
質子梯度通過ATP合酶複合體驅動ATP的合成
通過調控光捕獲過程使過量激發能的耗散達到最大
碳的同化和能量供應受到卡爾文循環酶的擠調
蔗糖的合成受光合作用以及植物非光台部分對碳需求的嚴格調控
澱粉的合成使得光合作用在蔗糖合成受限時也能保持在較高水平
4.3光呼吸作用
RUNSCO可以用O2代替CO2作為底物
光呼吸機制在葉片碳和氮利用方面的影響
C4植物通過濃縮CO2來消除光呼吸作用
4.4蔗糖的運輸
蔗糖通過韌皮部運送到植物非光合作用部位
韌皮部的裝載可能是質外體裝載或共質體裝載
蔗糖從韌皮部卸載的途逕取決於植物器官的種類
葉片提供的吸收物和植物其他地方的需求是一致的
……
5發育
6環境信號
7環境脅迫
8與其他生物的相互作用
9馴化和農業
