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1.细胞与扩散3

1.1.细胞结构3

1.1A.一般植物细胞3

1.1B.叶解剖5

1.1C.维管组织7

1.1D.根解剖9

1.2.扩散11

1.2A.Fick第一定律12

1.2B.连续方程与Fick第二定律14

1.2C.扩散的时间-距离关系16

1.2D.空气扩散19

1.3.膜结构21

1.3A.膜模型21

1.3B.细胞器膜23

1.4.膜渗透25

1.4A.跨膜浓度差26

1.4B.渗透系数28

1.4C.扩散和细胞内浓度29

1.5.细胞壁31

1.5A.化学与形态学33

1.5B.跨细胞壁扩散34

1.5C.细胞壁胁迫-胁变关系37

1.5D.弹性模数、黏弹性39

1.6.问题40

1.7.参考文献和扩展阅读42

2.水45

2.1.物理特性46

2.1A.氢键-热力学关系47

2.1B.表面张力49

2.1C.毛细管上升50

2.1D.木质部毛细管上升53

2.1E.抗张强度，黏性54

2.1F.电特性55

2.2.化学势56

2.2A.自由能和化学势56

2.2B.化学势分析60

2.2C.标准态63

2.2D.流体静力压64

2.2E.水活度和渗透压65

2.2F.Van’t Hoff方程66

2.2G.基质压力69

2.2H.水势71

2.3.中央液泡与叶绿体72

2.3A.中央液泡的水分关系73

2.3B.Boyle-Van’t Hoff方程74

2.3C.叶绿体渗透反应76

2.4.水势和植物细胞78

2.4A.初始质壁分离78

2.4B.Hofler图表和压力-体积曲线81

2.4C.水汽的化学势和水势84

2.4D.植物-空气界面87

2.4E.细胞壁水分压力88

2.4F.水通量91

2.4G.细胞生长93

2.4H.体积变化动力学95

2.5.问题96

2.6.参考文献和扩展阅读98

3.溶质101

3.1.离子化学势102

3.1A.电势103

3.1B.电中性和膜电容量104

3.1C.离子的活度系数106

3.1D.Nernst势能108

3.1E.ENK实例110

3.2.流动与扩散电位112

3.2A.流动与流动系数113

3.2B.溶液中的扩散电位116

3.2C.膜流动119

3.2D.膜扩散电位-Goldman方程122

3.2E.Goldman方程的应用125

3.2F.Donnan电位127

3.3.跨膜运输特性129

3.3A.致电性130

3.3B.Boltzmann能量分布和Q10（一个温度系数）131

3.3C.活化能和Arrhenius作图135

3.3D.Ussing-Teorell方程137

3.3E.主动运输的实例140

3.3F.主动运输的能量142

3.3G.主动运输方面的思索143

3.4.跨膜运输机理144

3.4A.载体、转运蛋白、通道和泵145

3.4B.Michaelis-Menten方程149

3.4C.协助扩散151

3.5.不可逆过程的热力学原理153

3.5A.通量、力和Onsager系数154

3.5B.水和溶质流156

3.5C.流量密度，LP和σ158

3.5D.反射系数值161

3.6.溶质跨膜运动163

3.6A.反射系数对初期质壁分离的影响165

3.6B.Boyle-Van’t Hoff反应的延伸167

3.6C.叶绿体的反射系数169

3.6D.溶质流密度169

3.7.问题170

3.8.参考文献和扩展阅读173

4.光177

4.1.波长与能179

4.1A.光波179

4.1B.光能182

4.1C.光照、光子通量密度和辐照度185

4.1D.太阳光188

4.1E.Planck公式和Wien公式190

4.2.分子的光吸收191

4.2A.电子在光吸收中的作用192

4.2B.电子自旋和多态194

4.2C.分子轨道195

4.2D.光致异构198

4.2E.叶绿素的光吸收199

4.3.去激发201

4.3A.荧光、无辐射跃迁和磷光202

4.3B.去激发的竞争路径203

4.3C.激发态的寿命206

4.3D.量子产量208

4.4.吸收光谱和作用光谱208

4.4A.振动亚能级210

4.4B.Franck-Condon原理211

4.4C.吸收波段、吸收系数和比尔定律214

4.4D.Beer定律的应用216

4.4E.共轭作用217

4.4F.作用光谱219

4.4G.光敏色素的吸收和作用光谱220

4.5.问题223

4.6.参考文献和扩展阅读225

5.光合作用的光化学229

5.1.叶绿素-化学与光谱232

5.1A.叶绿素的类型与结构232

5.1B.吸收与荧光发射光谱233

5.1C.体内吸收-偏振光236

5.2.其他光合色素238

5.2A.类胡萝卜素238

5.2B.藻胆素242

5.2C.小结244

5.3.光合色素间的激发传递245

5.3A.色素与光化学反应246

5.3B.激发共振传递247

5.3C.激发特殊传递248

5.3D.激发陷阱250

5.4.光合色素的群体作用253

5.4A.量子进程253

5.4B.激发进程253

5.4C.光合作用光谱和增益作用256

5.4D.两个光系统和捕光天线256

5.5.电子流260

5.5.A.电子流模型260

5.5.B.电子传递途径的组分262

5.5.C.电子流的类型268

5.5.D.利用荧光分析光化学反应／过程269

5.5.E.光合磷酸化271

5.5.F.电子流的方向271

5.6.问题273

5.7.参考文献和扩展阅读274

6.生物能277

6.1.Gibbs自由能278

6.1A.化学反应和平衡常数280

6.1B.化学能和电能的相互转换283

6.1C.氧化还原电位285

6.2.生物能的贮存形式286

6.2A.ATP-结构与反应287

6.2B.生成ATP的Gibbs自由能变化291

6.2C.NADP+-NADPH氧化还原293

6.3.叶绿体的生物能学295

6.3A.氧化还原对295

6.3B.电子流引起的H+化学势差299

6.3C.化学渗透假说的证据300

6.3D.质子和电子流的耦合302

6.4.线粒体的生物能学303

6.4A.电子传递链的组分-氧化还原电势304

6.4B.氧化磷酸化307

6.5.生物圈的能量流动310

6.5A.入射光—Stefan-Boltzmann定律311

6.5B.吸收光和光合效率313

6.5C.食物链和物质循环314

6.6.问题315

6.7.参考文献和扩展阅读317

7.温度和能量收支319

7.1.能量收支-辐射320

7.1A.太阳辐射322

7.1B.叶片吸收的红外辐射326

7.1C.叶片发射的红外辐射327

7.1D.a、aIRR和eIR值的大小328

7.1E.净辐射330

7.1F.辐射实例330

7.2.热传导和对流333

7.2A.风334

7.2B.空气界面层336

7.2C.非流线体空气界面层339

7.2D.热传导（对流）方程340

7.2E.无量纲数341

7.2F.热传导（对流）实例345

7.3.潜热-蒸腾作用346

7.3A.蒸腾作用过程中的热通量密度346

7.3B.露或霜形成过程中的热通量密度347

7.3C.露和霜形成的实例348

7.4.能量收支的进一步举例350

7.4A.叶片形状与生长方向350

7.4B.植物群落中的遮光叶352

7.4C.热储存352

7.4D.时间常数354

7.5.土壤355

7.5A.热性质356

7.5B.土壤能量平衡357

7.5C.土壤温度的垂直变化358

7.6.问题360

7.7.参考文献和扩展阅读362

8.叶片与水、气流动365

8.1.阻力与导度-蒸腾作用366

8.1A.叶表面的界面层368

8.1B.气孔371

8.1C.气孔导度和阻力373

8.1D.蜡质层376

8.1E.胞间空隙376

8.1F.Fick第一定律和导度377

8.2.蒸腾过程中的水蒸气流动380

8.2A.导度和阻力网380

8.2B.导度值383

8.2C.有效长度和阻力384

8.2D.叶片的水蒸气浓度、摩尔组分和分压385

8.2E.有关叶片中水蒸气水平的实例分析387

8.2F.水蒸气流动389

8.2G.蒸腾作用的控制390

8.3.CO2的传导和阻力392

8.3A.阻力和传导网络392

8.3B.叶肉细胞面积394

8.3C.细胞成分的阻力公式397

8.3D.CO2分配系数398

8.3E.细胞壁阻力399

8.3F.质膜阻力400

8.3G.细胞质阻力401

8.3H.叶肉阻力402

8.3I.叶绿体阻力402

8.4.光合作用过程中的CO2流动403

8.4A.光合作用403

8.4B.呼吸作用与光呼吸406

8.4C.综合的CO2阻力网络410

8.4D.CO2补偿点412

8.4E.CO2流416

8.4F.CO2传导418

8.4G.光合速率420

8.4H.环境生产率指数420

8.5.水分利用效率422

8.5A.水分利用效率的大小423

8.5B.海拔对水分利用效率的影响425

8.5C.水分利用效率的气孔控制426

8.5D.C3与C4植物429

8.6.问题432

8.7.参考文献和扩展阅读434

9.植物与水、气流动439

9.1.植物冠层上的气体流动440

9.1A.风速垂直变化441

9.1B.流量密度442

9.1C.涡流扩散系数443

9.1D.冠层上的空气阻力445

9.1E.蒸腾作用与光合作用445

9.1F.流量和浓度的大小446

9.1G.凝聚448

9.2.植物群落内的气体流动449

9.2A.涡流扩散系数和阻力449

9.2B.水蒸气451

9.2C.光合光子通量的衰减453

9.2D.叶片吸收系数的大小454

9.2E.光补偿点455

9.2F.CO2浓度和流动456

9.2G.夜间CO2458

9.3.土壤中的水分移动459

9.3A.土壤水势460

9.3B.Darcy定律462

9.3C.土壤导水系数463

9.3D.向圆柱均匀体的流动465

9.3E.向球形均匀体的流动467

9.4.木质部和韧皮部中的水分移动469

9.4A.根系组织469

9.4B.木质部470

9.4C.Poiseuille定律471

9.4D.Poiseuille定律的应用472

9.4E.韧皮部476

9.4F.韧皮部汁液的组成和运输速度478

9.4G.韧皮部的运输机理479

9.4H.韧皮部不同水势的大小480

9.5.土壤-植物-水连续体483

9.5A.不同水势的大小483

9.5B.阻力与面积485

9.5C.阻力与阻力系数的大小487

9.5D.根系-土壤空隙和水导度490

9.5E.容量与时间常数492

9.5F.日变化495

9.5G.全球气候改变497

9.6.问题500

9.7.参考文献和扩展阅读503

问题答案507

附录Ⅰ.常数和系数值545

附录Ⅱ.换算系数和定义553

附录Ⅲ.数学关系557

Ⅲ.A.前缀（度量单位）557

Ⅲ.B.面积和体积557

Ⅲ.C.对数557

Ⅲ.D.二次方程558

Ⅲ.E.三次方程558

Ⅲ.F.微分方程558

附录Ⅳ.Gibbs自由能和化学势561

Ⅳ.A.熵和平衡561

Ⅳ.B.Gibbs自由能563

Ⅳ.C.化学势565

Ⅳ.D.μj的压力依存565

Ⅳ.E.μj的浓度依存568

索引571