光合作用和生物能学
Photosynthesis
and Bioenergetics
作者：James Barber, Alexander V Ruban
出版社：World Scientific Publishing
索书号：Q945.11/P575c/2018/Y
ISBN：9789813230293
藏书地点：武大外教中心
光合作用，即光能合成作用，是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为有机物，并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而在地球上的碳-氧循环（保持氧气和二氧化碳含量的相对稳定），光合作用是必不可少的。
通常情况下，叶片产生的有机养分会通过韧皮部输送至果实和根系，转化成各部位需要的养分形态，实现果实膨大成熟，促进根系发育强壮。叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，它在光合作用的光反应阶段中起核心作用。人们把叶绿体比喻成光合作用的厂房，光是动力，水和二氧化碳是原料。原料通过动力在工厂里加工后，产生以糖为主的有机物和氧气。
光合作用可以分为两个阶段,即光反应和暗反应。前者的进行必须在光下才能进行,并随着光照强度的增加而增强,后者有光、无光都可以进行。暗反应需要光反应提供能量和[H],在较弱光照下生长的植物,其光反应进行较慢,故当提高二氧化碳浓度时,光合作用速率并没有随之增加。光照增强,蒸腾作用随之增加,从而避免叶片的灼伤,但炎热夏天的中午光照过强时,为了防止植物体内水分过度散失,通过植物进行适应性的调节,气孔关闭。虽然光反应产生了足够的ATP和[H]，但是气孔关闭,CO₂进入叶肉细胞叶绿体中的分子数减少,影响了暗反应中葡萄糖的产生。
影响光合作用的因素有：（1）光照：光合速率会随着光照强度的增加而加快，但光照强度超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，直到不再增加。在光照强度较低时(如雾霾天、多云及寡照天气下)，光合速率会显著降低。（2）二氧化碳：CO2是绿色植物光合作用的原料，它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高CO2浓度能提高光合作用的速率，CO2浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加。（3）温度：光反应不包括酶促反应，因此受温度影响较小;暗反应是一系列酶促反应，明显受温度变化的影响和制约。在暗反应阶段，当温度高于光合作用的最适温度时，光合速率会随温度上升而下降。（4）矿质元素：矿质元素直接或间接影响光合作用。例如：N是构成叶绿素、酶、ATP的化合物的元素，P是构成ATP的元素，Mg是构成叶绿素的元素，当植物矿质元素缺乏时，也将严重影响着光合作用。（5）水分；水分既是光合作用的原料之一，又可影响叶片气孔的开闭，间接影响CO2的吸收，缺乏水时会使光合速率下降。（6）叶绿素：叶绿素含量首先影响光合作用第一阶段，也就是光反应阶段。光合作用的第一步是光能被叶绿素吸收并将叶绿素离子化，产生的化学能被暂时储存在三磷酸腺苷(ATP)中，并最终将二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气。因此，叶绿素含量越高，光合反应速率越快。
植物在同化无机碳化物的同时，把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可作为人类营养和活动的能量来源，因此可以说绿色植物是一个巨型的能量转换站。
《光合作用和生物能学》一书于2018年由World Scientific Publishing出版社出版，作者是James Barber和Alexander V Ruban。本书由光合作用和生物能学相关研究方向科学家的贡献汇编而成，涵盖了生物能学和光合作用领域的一些最新进展，适用于对生物能量循环的各个方面感兴趣的研究生和科研人员阅读。
本书作为研究光合作用和生物能学的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书不仅介绍了光合作用的理论知识，还详细介绍了研究方法和技术，使读者能够更加全面的了解光合作用和生物能学。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
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4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
1.创建光和氧化还原活性蛋白质的模型策略
2. F1 - ATP酶的自由、停滞和控制旋转单分子实验及其关系
3. h通道在细胞色素c氧化酶中的作用:评论
4. 细胞色素c氧化酶:从酿酒酵母S cerevisiae同源物研究中洞察其功能
5. 光系统II核心配合物的飞秒红外晶体学：观察实时空中的激子动力学和电荷分离
6. 生物能量学，水分裂和人工光合作用
7. 植物光系统I的原子分辨率探索
8. Rubisco活化酶：世界上最丰富蛋白质的分子脊椎按摩师
9. 光收集天线的自适应重组
10. 高等植物类囊体膜动力学研究
11. 供氧光合作用-类囊体结构与进化框架内的光反应
12. 叶盘光系统I循环电子通量的估算
13. 光系统I后电子转移对平衡光合作用的贡献
14. 蓝藻和真核藻类的循环电子流
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生