本書除緒論（包括光合作用的重要地位、演化簡史和研究的里程碑）外，由分子機制（光合機構、光反應、同化力形成、碳反應）、環境影響（光、溫度、水、氣、礦質營養）、調節控制（基因表達調節、捕光調節、電子傳遞調節、碳同化調節、能量耗散、信號轉導、節律變化和相互協調）、改善應用（光合作用效率、光合作用的改善）和人工光合等5篇共計20章組成，系統介紹光合作用的理論及應用知識，反映最新研究進展，凝聚了作者幾十年的研究經驗。
目 錄
緒論/1
第1篇分子機制
第1章光合機構/17
1.1光合生物種類/17
1.2結構層次/19
1.3氣孔復合體/20
1.4葉綠體/21
1.5色素系統/23
1.6光系統/27
1.7膜系統/34
1.8酶系統/39
參考文獻/40
第2章光反應/42
2.1光化學反應/42
2.2基本前提——天線色素的光能吸收與向反應中心傳遞/44
2.3必要保障——水氧化放氧/45
參考文獻/49
第3章同化力形成/51
3.1光合電子傳遞/52
3.2光合磷酸化/58
3.3結合改變機制/58
3.4體內同化力（ATP+NADPH）水平的觀測/60
參考文獻/61
第4章碳反應/63
4.1光合碳還原循環或卡爾文本森巴沙姆循環/63
4.2光呼吸/67
4.3四碳雙羧酸循環/68
4.4景天酸代謝途徑/74
4.5碳濃縮機制/75
4.6光合作用產物/78
參考文獻/81
第2篇環境影響
第5章光/85
5.1光誘導現象/86
5.2光響應/87
5.3光抑制/88
5.4光適應/93
5.5連續光/94
5.6波動光/94
5.7光合作用的作用光譜/95
5.8雙光增益效應/97
5.9類囊體膜的狀態轉換/97
5.10紫外輻射對光合作用的影響/99
5.11光質對植物生長發育的影響/101
參考文獻/105
第6章溫度/107
6.1溫度響應/107
6.2溫度脅迫/108
6.3溫度適應/114
參考文獻/117
第7章水/119
7.1水的環境作用/119
7.2水分虧缺/120
7.3水分過多/125
7.4鹽脅迫/126
7.5用水效率改善/128
參考文獻/129
第8章氣/131
8.1CO2/131
8.2O2/137
8.3臭氧/137
8.4氧化脅迫/140
8.5空氣污染/145
8.6氣壓/145
8.7全球氣候變化/146
參考文獻/147
第9章礦質營養/149
9.1大量元素/149
9.2微量元素/155
9.3重金屬污染/158
9.4有機污染物/161
參考文獻/162
第3篇調節控制
第10章基因表達調節/167
10.1調節物質/167
10.2調節方式/169
10.3調節部位/171
10.4調節階段/173
10.5C4光合基因表達的控制/175
10.6CAM植物基因表達的調節/176
10.7D1蛋白基因表達的調節/177
10.8脅迫條件下光合相關基因表達的調節/177
參考文獻/178
