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内容简介

　　《微藻碳酸酐酶生物地球化学作用》以微藻的碳酸酐酶为研究对象，通过添加和未添加乙酰唑胺到实验系统，研究了微藻的几种碳酸酐酶同工酶基因表达对碳酸氢根离子和pH的响应，阐明了微藻碳酸酐酶胞外酶在环境响应中的开关作用。通过对微藻利用无机碳途径的定量，研究了重碳酸盐、pH以及直接碳酸氢根离子途径对微藻碳汇的影响，阐明了微藻碳酸酐酶对碳源、碳汇的调节作用。通过对碳酸盐岩的微藻生物溶蚀作用的定量以及微藻对碳酸钙碳源利用份额的定量，研究了二氧化碳的供给、酸碱度以及无机碳利用途径对微藻碳酸盐岩溶蚀和碳酸盐碳源的利用影响，阐明了微藻碳酸酐酶在碳酸盐岩的溶蚀过程中的“催化”作用。通过大量元素、微量元素以及几种污染物对微藻碳酸酐酶影响的研究，阐明了无机元素对微藻碳酸酐酶影响的“激素”效应。最后，以岩溶湖泊微藻为例，研究了岩溶湖泊微藻种类组成、岩溶湖泊无机碳变化与碳酸酐酶的关系，估算了不同湖泊微藻无机碳碳源份额和无机碳利用途径份额，评价了岩溶湖泊微藻的碳汇能力，阐明了岩溶湖泊微藻碳酸酐酶对碳汇的制约能力。

目录

序
前言
第一章 碳酸酐酶的生物学作用
第一节 碳酸酐酶简介
一、碳酸酐酶的结构和性质
二、碳酸酐酶的分布
三、碳酸酐酶的多样性
第二节 碳酸酐酶的作用与意义
一、碳酸酐酶的生理生化作用
二、影响碳酸酐酶活力的主要因素
第三节 碳酸酐酶的抑制剂及应用
一、碳酸酐酶抑制剂的种类
二、乙酰唑胺对碳酸酐酶的抑制作用原理
三、碳酸酐酶抑制剂的应用
第四节 碳酸酐酶活力的常规测定方法
一、放射免疫分析法
二、pH计法
三、同位素二氧化碳质谱分析法
四、mRN.A测定法
五、比色法
参考文献

第二章 微藻的碳酸酐酶基因表达及其对环境的响应
第一节 莱茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息学
一、莱茵衣藻是碳酸酐酶基因的生物信息学研究的模式生物
二、莱茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息学
第二节 莱茵衣藻与蛋白核小球藻碳酸酐酶基因表达
一、实验材料与方法
二、常规PCR扩增结果
三、莱茵衣藻与蛋白核小球藻碳酸酐酶基因的同源性
四、碳酸酐酶同工酶基因的亲缘关系及基因表达的差舁性
第三节 微藻碳酸酐酶基因表达对碳酸氢根离子的响应
一、碳酸氢钠对碳酸酐酶基因表达的影响
二、乙酰唑胺对碳酸酐酶基因表达的影响
三、乙酰唑胺与碳酸氢钠共同作用下的碳酸酐酶基因表达
第四节 微藻碳酸酐酶基因表达对pH的响应
一、pH对碳酸酐酶基因表达的影响
二、乙酰唑胺与pH共同作用下的碳酸酐酶基因表达
第五节 微藻碳酸酐酶基因表达对氟的响应
参考文献

第三章 胞外碳酸酐酶对稳定碳同位素分馏的影响
第一节 碳酸酐酶胞外酶对稳定碳同位素分馏作用及其识别基础
第二节 pH对微藻稳定碳同位素分馏的影响
一、研究材料和测定方法
二、pH对微藻生长的影响
三、pH对微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影响
四、pH对微藻稳定碳同位素分馏的影响
第三节 乙酰唑胺作用下重碳酸盐对微藻稳定碳同位素分馏的影响
一、培养条件和处理方法
二、乙酰唑胺作用下重碳酸盐对微藻生长的影响
三、乙酰唑胺作用下重碳酸盐对微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影响
四、乙酰唑胺作用下重碳酸盐对微藻稳定碳同位素分馏的影响
第四节 乙酰唑胺对微藻稳定碳同位素分馏的影响
一、培养条件和处理方法
二、乙酰唑胺对微藻生长的影响
三、乙酰唑胺对微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影响
四、乙酰唑胺对微藻稳定碳同位素分馏的影响
参考文献

第四章 微藻碳酸酐酶对碳源、碳汇的调节作用
第一节 碳酸酐酶在无机碳代谢中的作用
一、碳酸酐酶与无机碳的转运
二、碳酸酐酶与光合作用
第二节 微藻无机碳利用途径的定量方法
一、微藻碳同位素测定方法及碳同位素修正模型
二、微藻利用不同碳源的份额计算方法
三、微藻利用不同形态无机碳的途径份额计算方法
四、直接碳汇和间接碳汇的计算方法
第三节 无机碳利用途径对微藻碳汇的影响
一、重碳酸盐对微藻碳汇的影响
二、碳酸酐酶胞外酶对微藻碳汇的影响
三、直接碳酸氢根离子利用途径对微藻碳汇的影响
四、碳酸酐酶胞外酶和直接碳酸氢根离子利用途径对微藻碳汇的复合影响
第四节 微藻碳汇组成与"遗失的碳汇"
参考文献

第五章 微藻碳酸酐酶与生物岩溶作用
第一节 碳酸酐酶对碳酸盐岩的溶蚀作用
一、碳酸酐酶与碳酸盐岩的溶蚀
二、碳酸酐酶与碳酸钙的沉积
三、碳酸酐酶与生物成矿作用
第二节 微藻与碳酸盐岩交互作用的定量方法
一、碳酸盐岩的微藻生物溶蚀作用定量方法
二、微藻对碳酸钙碳源利用份额的定量方法
三、方解石生物溶蚀所释放的无机碳在各介质中分配的定量方法
四、岩溶碳汇和光合碳汇计算方法
第三节 碳酸酐酶在微藻生物溶蚀中的作用
一、微藻生物溶蚀作用的种类特征
二、pH与微藻生物溶蚀作用
三、碳酸酐酶胞外酶在微藻生物溶蚀中的作用
四、阴离子通道在微藻生物溶蚀中的作用
第四节 碳酸酐酶影响下的微藻对碳酸钙碳源的利用
一、酸碱度对微藻利用碳酸钙碳源的影响
二、胞外碳酸酐酶对微藻利用碳酸钙碳源的影响
三、阴离子通道对微藻利用碳酸钙碳源的影响
第五节 碳酸酐酶影响下的生物岩溶碳汇作用
一、酸碱度对生物岩溶碳汇的作用
二、胞外碳酸酐酶对岩溶碳汇的作用
三、阴离子通道对岩溶碳汇的作用
参考文献

第六章 无机元素与微藻碳酸酐酶的相互作用
第一节 无机元素对碳酸酐酶影响的"激素"效应
一、无机元素对碳酸酐酶影响的剂量效应
二、"激素"对碳酸酐酶的影响
三、无机元素对碳酸酐酶作用的"激素"效应的可能机制
第二节 微藻碳酸酐酶对氮磷钾吸收的影响
一、植物离子吸收动力学
二、胞外碳酸酐酶抑制剂对微藻氮磷钾吸收的影响
三、微藻碳酸酐酶影响无机元素吸收的可能机制
第三节 无机元素对微藻碳酸酐酶的影响
一、氟对微藻碳酸酐酶的影响
二、重金属污染物对微藻碳酸酐酶的影响
参考文献

第七章 岩溶湖泊中微藻碳酸酐酶的生物地球化学作用
第一节 碳酸酐酶与岩溶水环境中的碳循环
第二节 岩溶湖泊水环境特征
一、岩溶湖泊水文及物理特征
二、岩溶湖泊水化学特征
三、岩溶湖泊微藻的生长特征
第三节 岩溶湖泊微藻种类组成与碳酸酐酶??以2002-2003年为例
一、微藻种群组成和碳酸酐酶变化特征
二、碳酸酐酶活力与微藻的组成和种类的相关性
三、岩溶湖泊微藻种类与碳酸酐酶协同变化特征
第四节 岩溶湖泊无机碳的变化和微藻碳酸酐酶
一、岩溶湖泊无机碳浓度及碳同位素组成的变化特征
二、湖泊水体中的碳酸氢根离子浓度与藻体V3C的关系
第五节 岩溶湖泊微藻碳汇能力
一、岩溶湖泊微藻的生物量的变化
二、岩溶湖泊微藻无机碳碳源份额和无机碳利用途径
三、乙酰唑胺与碳酸氢钠共同作用下的岩溶湖泊微藻碳汇
四、岩溶湖泊微藻碳汇能力的评价
参考文献

第八章 展望

精彩书摘

　　《微藻碳酸酐酶生物地球化学作用》：
　　第一章 碳酸酐酶的生物学作用
　　摘要
　　碳酸酐酶（carbonic anhydrase，CA ，EC 4.2.1.1)是一种含锌的金属酶，催 化CO2与HCD32间的可逆转化。碳酸酐酶在生物界分布广泛，种类众多，它 的活性受环境条件的影响很大，主要影响因素有：水分、光照、环境pH、CO2 浓度、HCO3浓度等环境条件。碳酸酐酶在光合作用、呼吸作用、维持生物体内 酸碱平衡及离子交换等方面都具有非常重要的生理功能。
　　碳酸酐酶的分析方法主要有：pH计法、放射免疫分析法、同位素二氧化碳 质谱分析法、mRNA测定法、比色法等，其中，以改进的pH计法最常用。
　　碳酸酐酶的抑制剂主要有乙酰唑胺（acetazolamide，AZ)和乙氧苯并噻唑磺胺 (ethoxyzolamide，EZ)，它们在碳酸酐酶的研究中具有非常重要的意义。本书中 我们利用乙酰唑胺来研究碳酸酐酶胞外酶的一些生物地球化学过程。
　　Chapter 1Biological function of carbonic anhydrase
　　Abstract
　　Carbonic anhydrase ( CA，EC4.2.1.1)，a zinc-containing metalloenzyme，catalyzes the reversible interconversion between bicarbonate (HCO3 ) and carbon dioxide (CO2 ).CA is ubiquitously found in all kindoms of life and it has multiple isoforms.The activities of CAs are varied largely at different conditions，such as moisture，light，pH，CO2 concentration and HCO3 concentration etc.CA plays many physiological functions in photosynthesis，respiration，pH homeostasis，and ion transport etc.
　　The main methods to determine CA activity are as follows：pH meter meth？od ，radioimmunoassay，isotopes of carbon dioxide mass spectrometry，mRNA assay，colorimetry.Among these methods，the pH meter method with slight
　　modifications was used commonly.
　　The acetazolamide (AZ) and ethoxyzolamide (EZ) are two inhibitors，which have very important significance in the study of CA.In this book，AZ was used to study some biogeochemical process of extracellular carbonic anhydrase.
　　第一节 碳酸酐酶简介
　　一、碳酸酐酶的结构和性质
　　碳酸酐酶（carbonic anhydrase，CA) (EC4.2.1.1)是一种含 Zn 的金属酶，分 子质量约为30000Da。它的结构含一条卷曲的蛋白质链和一个Zn2，其中，Zn2处于变形四面体的配位环境。
　　CA广泛存在于动物和植物中，甚至在有些微生物中也含有该酶（Smith and Ferry，2000)，到目前为止，已报道出80多种含锌的金属酶，位居各种金属酶 的首位。它可以催化C()2和HCD3之间的相互转化（方程（1-1))。在无CA的条 件下，平衡需要1min；而在有CA催化的条件下，平衡只需要10 6s(Khalifah，1971)。
　　碳酸酐酶在光合作用、离子交换、钙化作用、维持生物体内酸碱平衡、无机 碳转运等一系列的生理过程中都有十分重要的生理功能（Badger and Price，1994； Gilmour and Perry，2009)。
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前言/序言

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