光合作用为微生物、植物、动物和人类等几乎一切生物提供食物、能量和氧气，是生命的发动机、地球生物圈的核心环节。加强自然光合作用和发展人工光合作用，是解决食物短缺、能源枯竭、空气污染和全球气候变暖这些人类面临的紧迫难题的必由之路。
本书除绪论（包括光合作用的重要地位、演化简史和研究的里程碑）外，由分子机制（光合机构、光反应、同化力形成、碳反应）、环境影响（光、温度、水、气、矿质营养）、调节控制（基因表达调节、捕光调节、电子传递调节、碳同化调节、能量耗散、信号转导、节律变化和相互协调）、改善应用（光合作用效率、光合作用的改善）和人工光合等5篇计20章组成，简要介绍光合作用的理论及应用知识，反映最新研究进展，凝聚了作者几十年的研究经验。
本书可供大学和生命科学研究机构的本科生、研究生和教学与科研人员参考。

许大全：中国科学院上海植物生理生态研究所（现分子植物科学卓越创新研究中心）研究员，二级教授，博士研究生导师（2007年退休）、《大辞海》分科主编。发表科学论文110多篇，出版专著《光合作用效率》《光合作用学》，与他人合著《动态光合作用》、合编《光合作用研究技术》。

绪论
第1篇 分子机制
第1章 光合机构
1.1 光合生物种类
1.2 结构层次
1.3 气孔复合体
1.4 叶绿体
1.5 色素系统
1.6 光系统
1.7 膜系统
1.8 酶系统
参考文献
第2章 光反应
2.1 光化学反应
2.2 基本前提——天线色素的光能吸收与向反应中心传递
2.3 必要保障——水氧化放氧
参考文献
第3章 同化力形成
3.1 光合电子传递
3.2 光合磷酸化
3.3 结合改变机制
3.4 体内同化力（ATP NADPH）水平的观测
参考文献
第4章 碳反应
4.1 光合碳还原循环或卡尔文本森巴沙姆循环
4.2 光呼吸
4.3 四碳双羧酸循环
4.4 景天酸代谢途径
4.5 碳浓缩机制
4.6 光合作用产物
参考文献
第2篇 环境影响
第5章 光
5.1 光诱导现象
5.2 光响应
5.3 光抑制
5.4 光适应
5.5 连续光
5.6 波动光
5.7 光合作用的作用光谱
5.8 双光增益效应
5.9 类囊体膜的状态转换
5.10 紫外辐射对光合作用的影响
5.11 光质对植物生长发育的影响
参考文献
第6章 温度
6.1 温度响应
6.2 温度胁迫
6.3 温度适应
参考文献
第7章 水
7.1 水的环境作用
7.2 水分亏缺
7.3 水分过多
7.4 盐胁迫
7.5 用水效率改善
参考文献
第8章 气
8.1 CO
8.2 O
8.3 臭氧
8.4 氧化胁迫
8.5 空气污染
8.6 气压
8.7 全球气候变化
参考文献
第9章 矿质营养
9.1 大量元素
9.2 微量元素
9.3 重金属污染
9.4 有机污染物
参考文献
第3篇 调节控制
第10章 基因表达调节
10.1 调节物质
10.2 调节方式
10.3 调节部位
10.4 调节阶段
10.5 C4光合基因表达的控制
10.6 CAM植物基因表达的调节
10.7 D1蛋白基因表达的调节
10.8 胁迫条件下光合相关基因表达的调节
参考文献
第11章 捕光调节
11.1 叶片运动
11.2 叶绿体运动
11.3 类囊体膜的状态转换
11.4 天线大小的快变化——LHCII可逆脱离
11.5 天线大小的慢变化——LHCII蛋白丰度变化
11.6 叶片分子组成的改变
11.7 叶片形态结构变化
参考文献
第12章 电子传递调节
12.1 前馈与反馈控制
12.2 可选择的电子传递途径
12.3 围绕光系统I的循环电子传递
12.4 光系统II循环电子传递
12.5 光系统I之后的电子库
参考文献
第13章 碳同化调节
13.1 气孔调节
13.2 叶肉导度调节
13.3 酶调节
13.4 植物激素调节
参考文献
第14章 能量耗散
14.1 高能态猝灭
14.2 光抑制猝灭
14.3 代谢耗能
参考文献
第15章 信号转导
15.1 基本过程
15.2 光受体
15.3 信号分子
参考文献
第16章 节律变化
16.1 生理节律
16.2 日变化
16.3 季节变化
16.4 发育变化
16.5 叶片衰老
参考文献
第17章 相互协调
17.1 光合产物的源与库
17.2 光合作用与呼吸作用
17.3 C4循环与C3循环
17.4 光系统II与光系统I
17.5 电子传递与碳同化
17.6 叶绿体与细胞核
17.7 协调方式
参考文献
第4篇 改善应用
第18章 光合作用效率
18.1 常用术语或指标
18.2 最大光合效率
18.3 光合最大量子效率的争论
18.4 实际的光合效率
18.5 改善光合效率的可能方向
18.6 光合效率与作物产量
18.7 源库关系与作物产量
参考文献
第19章 光合作用的改善
19.1 主要出路
19.2 思想障碍
19.3 改善的目标
参考文献
第5篇 人工光合
第20章 人工光合作用
20.1 人工光合作用的意义
20.2 人工反应中心
20.3 人工天线
20.4 人工放氧复合物
20.5 人工ATP合成
20.6 人工光能制氢
20.7 人工碳同化途径
20.8 人工CO2还原
20.9 人工叶与人工叶绿体
20.10 模拟全过程
参考文献
名词解释
名词索引