球生物技術的快速發展使生命科學進入了大科學、大數據時
代，其影響力遠超想像。生物科技創新成果層出不窮，預示著生物
產業的春天已然來臨。生物醫藥、生物農業及生物產品制造齊頭並
進的格局基本形成。基因工程是生物大時代的開拓者，植物基因工
程因與農業發展、人民生活息息相關，而引起了高度重視，其產業
化的進程急速遞增。

植物生物學是植物基因工程的基礎，植物基因工程是植物生物
學與新時代高精尖技術的結合與實踐。在世界人口越來越多的今天，
未來糧食的生產與生態環境的研究都需要植物生物學和植物基因工
程的支持。基於此，本書將以植物生物學和植物基因工程為主要研
究對像，探究二者的科學理論內涵。

本書的研究內容主要包括植物生物學和植物基因工程這兩部分。
部分包括本書的前五章，從植物細胞與組織、植物的形態結構、
植物的生長發育及其調控、植物的繁殖等多個角度切入，探究植物
生物學的內在理論；第二部分包括本書的第六至第九章，以前沿知
識理論為基礎，深入探究植物基因組與基因組學、植物基因工程的
工具酶、植物基因工程及應用、植物基因工程與生物信息學等多個
角度對應的理論知識。這兩部分彼此聯繫，植物生物學為植物基因
工程提供理論基礎。

植物生物學和植物基因工程涉及多個相關學科，為了保證引用
的科學理論和實踐模式的豐富性，本書查閱了大量的電子和紙質資

料；同時，植物基因工程是新興學科，希望本書的出版能為前沿技
術的發展查缺補漏，能為探索新的理論邊界提供思路。

目錄

章緒論1

節植物與生物分界 1

第二節植物科學的發展歷史 2

第三節植物在自然界中的作用 4

第四節植物生物學研究的內容及分支學科 6

第二章植物細胞與組織8

節植物細胞的形態與結構 8

第二節植物細胞的增殖 32

第三節植物的組織 40

第三章植物的形態結構53

節植物的種子 53

第二節植物的根 60

第三節植物的莖 71

第四節植物的葉 88

第四章植物的生長發育及其調控100

節植物生長物質及其發育 100

第二節環境因子對植物生長發育的調節 113

第三節植物的運動 119

第五章植物的繁殖127

節植物繁殖的類型 127

第二節花的組成與花序 130

第三節花的形成和發育 137

第四節雄蕊、雌蕊的發育與結構 141

第五節開花、傳粉與受精 152

第六章植物基因組與基因組學162

節基因組及基因組學的概念 162

第二節植物基因組測序歷史與特征 170

第三節植物基因組學展望 183

第七章植物基因工程的工具酶186

節概述 186

第二節限制性內切核酸酶 187

第三節DNA連接酶 199

第四節DNA聚合酶 204

第五節DNA甲基化酶 207

第六節DNA及RNA的修飾酶 210

第七節核酸酶 212

第八章植物基因工程及應用215

節抗植物蟲害基因及其應用 215

第二節抗植物病毒基因及其應用 232

第三節影響作物產量、品質的基因及其應用 243

第四節植物生物產品基因工程 253

第九章植物基因工程與生物信息學267

節生物信息學的基本內容 267

第二節基因結構的功能分析 277

第三節植物基因的分離和克隆 284

第四節蛋白質結構的功能分析 294

參考文獻303

後記305