稳定同位素示踪技术与质谱分析——在土壤、生态、环境研究中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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曹亚澄，张金波 等 著

图书标签:

• 稳定同位素
• 示踪技术
• 质谱分析
• 土壤
• 生态学
• 环境科学
• 同位素地球化学
• 生物地球化学
• 环境同位素
• 生态环境

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030564856

版次：31

商品编码：12313084

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

页数：344

字数：433000

正文语种：中文

内容简介

《稳定同位素示踪技术与质谱分析——在土壤、生态、环境研究中的应用》内容主要基于作者长期从事气体同位素质谱分析的经验和蔡祖聪教授团队10余年稳定同位素示踪研究成果积累撰写，分为上、下两篇。上篇重点介绍稳定同位素示踪原理和同位素质谱分析技术，分为5章，分别介绍稳定同位素质谱分析原理、同位素质谱仪测定值的精准性及判定方法，不同形态和浓度样品的碳、氮同位素质谱分析方法、稳定同位素示踪试验操作技术及注意事项。下篇主要介绍15N和13C稳定同位素示踪技术在土壤、生态、环境研究中的应用，重点介绍几种新兴的基于稳定同位素示踪技术研究碳、氮循环的方法和案例，包括利用15N稳定同位素成对标记和配对技术研究土壤氮气产生量、利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤氮素初级转化速率、利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤N2O产生途径、应用同位素异位体法研究N2O的产生途径、碳稳定同位素自然丰度法研究CH4产生途径、氧化过程分馏系数的原理与方法。

目录

目录
序
前言
上篇 稳定同位素示踪原理和同位素质谱分析技术
第一章 核技术基础 3
第一节 原子和原子核 3
第二节 核素和同位素 4
第三节 同位素示踪法 6
第四节 放射性同位素示踪 7
第五节 稳定同位素示踪 8
第六节 同位素示踪技术的发展简史 9
第二章 稳定同位素质谱分析技术 11
第一节 质谱分析及其仪器的发展简史 11
第二节 质谱仪器的工作原理及基本组成 12
第三节 质谱仪器的类别及主要应用 25
第四节 同位素质谱仪器的主要技术指标 31
第五节 稳定同位素的测定和分析结果的表示方法 42
第六节 同位素离子峰的选择 44
第七节 同位素质谱分析的误差来源 51
第八节 几种同位素质谱联用仪器的简介 58
第三章 同位素质谱测定值的精准性 87
第一节 常用术语 87
第二节 数据处理和统计术语 88
第三节 同位素质谱测定值的精准性 90
第四节 同位素质谱测定值的溯源性 91
第五节 同位素质谱测定值的校准 93
第六节 同位素标准物质 94
第七节 同位素质谱测定结果的比对 99
第四章 碳、氮、氧同位素质谱分析方法 113
第一节 湿氧化法分析全氮的氮同位素比值 113
第二节 高温燃烧法分析全氮的氮同位素比值 121
第三节 固体样品有机碳的碳同位素质谱分析 124
第四节 土壤中无机态氮的氮同位素质谱分析法 128
第五节 水体中硝酸盐的氮、氧同位素质谱分析法 144
第六节 气体样品中N2O、CH4、CO2的氮、氧和碳同位素质谱分析 150
第七节 氮气样品的同位素质谱分析 156
第八节 N2O同位素异位体质谱分析法 164
第九节 水体溶存气体的提取及其稳定同位素比值的质谱测定 174
第五章 稳定同位素示踪技术 179
第一节 稳定同位素示踪方法的分类 180
第二节 稳定同位素的分离和生产 192
第三节 稳定同位素标记物质 195
第四节 稳定同位素标记物质的选择 196
第五节 几种特殊同位素标记物质的制备 202
第六节 同位素示踪试验的类别 205
第七节 同位素示踪试验的误差来源 227
下篇 15N和13C稳定同位素示踪技术在土壤、生态、环境研究中的应用
第六章 利用15N稳定同位素成对标记和配对技术研究土壤氮气产生量 235
第一节 引言 235
第二节 应用案例 241
第七章 利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤氮素初级转化速率 245
第一节 15N稳定同位素稀释法测定氮初级转化速率的基本原理 245
第二节 同位素稀释法研究氮初级转化速率的数值分析方法 247
第三节 15N稳定同位素成对标记方法 253
第八章 利用15N稳定同位素成对标记技术研究土壤N2O产生途径 263
第一节 土壤中产生N2O的主要氮转化过程 263
第二节 土壤N2O来源的区分方法 265
第三节 基于三氮库源的土壤N2O来源定量方法 266
第四节 15N稳定同位素成对标记和N2O来源区分方法研究土壤N2O来源应用案例 267
第九章 应用同位素异位体法研究N2O的产生途径 271
第一节 同位素异位体法溯源N2O产生途径的基本原理 272
第二节 同位素异位体法研究土壤中N2O产生途径的试验方法 276
第三节 同位素异位体法溯源N2O产生途径的分析方法 279
第四节 影响应用SP值溯源N2O产生途径的若干因素 282
第十章 利用13C自然丰度和示踪技术研究土壤中碳元素的循环过程 285
第一节 稳定性碳同位素自然丰度法的基本概念 285
第二节 稳定性碳同位素自然丰度法在稻田CH4研究中的应用 286
第三节 13C自然丰度法和标记技术在土壤有机碳迁移与转化过程研究中的应用 302
参考文献 307

好的，以下是一本图书的详细简介，该书的名称为《植物生物化学基础与分子机制》，内容聚焦于植物的生命活动、代谢途径以及遗传调控，与您提到的“稳定同位素示踪技术与质谱分析”主题完全不同。 --- 图书简介：《植物生物化学基础与分子机制》 关键词： 植物代谢、光合作用、次生代谢、激素信号、分子育种、代谢工程 导言：探秘生命的绿色引擎 植物，作为地球生态系统的基石，不仅是能量转换的主体，更是地球生命维持系统的核心驱动力。从微小的单细胞藻类到参天大树，植物以其独特的生命活动支撑着整个生物圈的物质循环与能量流动。然而，支撑这些宏伟功能的内在机制——其化学本质与分子调控网络——却远比我们肉眼所见的复杂得多。《植物生物化学基础与分子机制》一书，旨在深入剖析支撑植物生命活动的基础化学过程，揭示其复杂信号通路与调控网络，为生命科学、农业科学乃至生物技术领域的研究人员和学生提供一套系统而前沿的知识框架。 本书摒弃了传统生物化学教科书过于侧重动物或微生物的倾向，完全聚焦于植物特有的生命现象，如高效的光合作用、独特的次生代谢产物合成、以及复杂的生长发育调控系统。我们力求将基础的化学原理与尖端的分子生物学发现相结合，构建一个全面、深入且富有启发性的植物生命活动图景。 第一部分：植物能量代谢的基石——光合作用的化学与分子调控 本部分是全书的理论核心，详细阐述了植物如何捕获太阳能并将其转化为化学能的过程。 第一章：光合色素与光捕获复合物的结构化学 本章从化学结构层面解析了叶绿素、类胡萝卜素等关键色素的分子特性，以及它们如何组装成高效的光捕获天线系统。我们将探讨不同色素分子在光能传递中的能量梯度和量子效率。内容涵盖光合色素的合成途径及其在亚细胞结构（如类囊体膜）中的精确排布。 第二章：光反应的氧化还原化学机制 详细阐述光系统I（PSI）和光系统II（PSII）的电子传递链。重点分析水的氧化（析氧）过程的化学催化中心——氧析出复合体（OEC）的结构与功能，以及NADPH的还原过程中的酶促反应。本章将深入讨论光合电子流动的调控机制，包括非光化学淬灭（NPQ）的分子基础，以解释植物如何应对环境胁迫下的光抑制。 第三章：卡尔文循环的酶促反应与碳固定调控 本章聚焦于碳同化。对RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）的催化活性、底物选择性（羧化与加氧）的化学动力学进行深入分析。同时，详细介绍卡尔文循环中关键限速酶（如果糖-1,6-二磷酸酶、Sedoheptulose-1,7-二磷酸酶等）如何通过磷酸化/去磷酸化或底物调节等方式，实现对光合产物输出的精确控制。 第四章：C4、CAM等特殊碳同化途径的生化基础 对比C3植物，本章系统解析C4植物中丙酮酸/磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的底物特异性，以及维管束鞘细胞中光呼吸的抑制机制。对于景天酸代谢（CAM）植物，则深入探讨其昼夜反转的有机酸代谢和气孔开闭的化学信号关联。 第二部分：植物的物质合成与代谢网络 植物的生命活动不仅依赖于能量的固定，更依赖于复杂而精密的生物大分子合成网络。本部分着重于植物特有的物质合成途径。 第五章：基础代谢的交汇点——糖酵解、磷酸戊糖途径与三羧酸循环的调控 阐述在植物细胞质和质体中，糖代谢途径如何衔接光合作用的产物（如蔗糖、淀粉）与能量需求。重点分析磷酸戊糖途径在合成核苷酸前体和芳香族化合物中的关键作用，以及线粒体呼吸作用与氮素、硫素同化之间的代谢耦合。 第六章：氮、硫、磷素营养的同化与转运的酶学 详细介绍硝酸还原酶、亚硝酸还原酶在氮素还原过程中的生化步骤，以及谷氨酸合成酶（GOGAT）在氨固定中的重要性。在硫代谢方面，重点解析硫酸盐的活化与还原路径，及其与半胱氨酸合成的关系。 第七章：植物次生代谢产物的化学多样性与合成路径 次生代谢产物是植物适应环境、防御病虫害的关键化学武器。本章系统梳理三大类次生代谢产物： 1. 萜类化合物： 从异戊烯基焦磷酸（IPP）到倍半萜、二萜的合成酶学，及其在信息素和防御中的作用。 2. 苯丙素类： 详细解析肉桂酸合成酶（PAL）在苯丙烷途径中的限速作用，及其分支通向黄酮类、花青素、木质素单体的复杂网络。 3. 生物碱： 探讨特定氨基酸前体如何通过酶促反应转化为具有药理活性的复杂环状结构。 第三部分：信号转导与生命活动调控的分子机制 植物的生长、发育、胁迫响应都依赖于精确的信号接收、传递与响应。本部分聚焦于植物激素与信号分子在细胞水平上的作用机制。 第八章：植物激素（Phytohormones）的作用分子基础 深入剖析五大经典激素（生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯）和油菜素类固醇、水杨酸、茉莉酸的生物合成途径、活性形式的确定及其在细胞内的信号转导级联反应。例如，生长素诱导的Aux/IAA蛋白降解机制，以及脱落酸在种子休眠和气孔关闭中的双组分感应系统。 第九章：光敏色素与蓝光受体的信号转导网络 探讨植物如何感知光环境（红/远红光和蓝光）。重点阐述光敏色素（Phy）的顺式-反式构象转变如何引发下游信号事件。针对蓝光信号，详细分析隐花色素（Cryptochromes）和光敏黄素蛋白（Phototropins）的分子开关机制，及其对向光性、气孔运动和叶片展开的调控。 第十章：应对非生物胁迫的生化防御反应 分析植物在干旱、盐渍、高温等非生物胁迫下的分子适应性。内容包括： 渗透调节物质的合成： 如脯氨酸、甜菜碱的积累及其酶促合成。 活性氧（ROS）的产生与清除： 超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶等抗氧化酶系统的生化功能。 胁迫相关的基因表达调控： 概述DREB等转录因子如何调控下游防御基因的表达。 第四部分：现代植物科学的前沿应用与展望 第十一章：代谢流分析与代谢工程原理 从生化网络的角度理解代谢流（Metabolic Flux）的概念。介绍如何通过同位素标记（非示踪应用，而是作为底物追踪）辅助分析关键代谢节点。详细阐述代谢工程的基本策略，如何通过基因修饰酶的表达水平或引入新的酶促反应，来提高目标次生代谢产物的积累。 第十二章：基因编辑技术在植物代谢调控中的应用 讨论CRISPR/Cas9等基因编辑技术在精确敲除或修改关键代谢酶基因中的应用，以解析其在天然代谢通路中的真实功能，并为设计新型高产或抗逆植株提供分子工具。 总结 《植物生物化学基础与分子机制》不仅是一部关于植物代谢的参考书，更是一本关于生命化学逻辑的深度解读。通过对光合作用、次生代谢、信号转导等核心主题的系统梳理，本书旨在帮助读者建立一个坚实的植物生命化学基础，从而能够更好地理解和驾驭复杂的植物生命系统。本书适合高等院校生命科学、农学、园艺学、生物技术等专业的高年级本科生、研究生以及相关领域的研究人员和技术人员参考使用。

评分☆☆☆☆☆

令人眼前一亮的是，书中对质谱分析技术的最新进展描述得非常到位。虽然核心是稳定同位素示踪，但作者没有固步自封于传统的元素分析仪-同位素质谱仪（EA-IRMS）配置。书中对高分辨率二次离子共聚焦质谱（SIMS）和液相色谱-质谱联用（LC-IRMS）在分析复杂生物分子，特别是代谢物中的同位素标记情况的介绍，为我们打开了新的研究视野。这些前沿技术的介绍，不仅展示了该领域的发展趋势，更重要的是，它提供了一个技术路线图，指导我们如何将传统的宏观示踪方法，升级到分子尺度的精细解析层面。对于那些致力于生命科学与环境科学交叉领域的研究人员，这本书提供了跨越学科壁垒所需的关键信息和方法论指导，实属难得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构非常具有启发性，它不仅仅是一本技术手册，更像是一本研究方法的“思想指南”。它巧妙地将“技术”（质谱分析）与“应用场景”（土壤、生态、环境）紧密地串联起来。书中通过一系列精心挑选的案例研究，展示了稳定同位素示踪技术如何成为解决复杂环境问题的“金钥匙”。例如，在水文循环研究中，如何利用氧和氢的同位素来区分地表水、地下水和大气降水的贡献；在碳氮循环研究中，如何区分新合成的生物量和老化的有机质。这些案例的分析深度，远超一般综述文章的水平，它们展示了研究者是如何“设计”一个示踪实验，而不是被动地“执行”一个实验。这种设计思维的培养，对于提升我们自身研究的创新性和说服力，具有不可估量的作用。

评分☆☆☆☆☆

读完这套书，我最大的感受是它的“实用主义”色彩。很多教科书在讲解技术时，往往停留在理想化的情景，但这本书的作者显然有着丰富的实战经验。书中详尽地介绍了如何从样品采集、前处理到最终的质谱分析过程中的常见陷阱和解决方案。比如，在土壤有机质的提取过程中，不同溶剂的选择对最终同位素信号的影响，以及如何校准质谱仪以应对日常操作中的漂移问题，这些细节的提示，无疑能帮我们节省大量宝贵的时间和试剂。特别是针对一些复杂环境基质，如富含有机质的沉积物或高盐度的水体，作者给出的具体操作建议，具有极高的参考价值。对于渴望快速将技术应用于实际项目的工程师和技术人员而言，这本书的“操作手册”价值远超一般理论著作。它提供的不是空泛的指导，而是经过无数次失败和成功打磨后的“经验之谈”。

评分☆☆☆☆☆

对于长期从事环境地球化学领域研究的我来说，这本书的另一个亮点在于它对“数据解释”的审慎态度。现代分析技术可以轻易地获取高精度的同位素数据，但如何将这些数据转化为具有生态学意义的结论，才是真正的挑战。这本书在讨论结果时，始终保持着一种科学的谦逊和严谨性，反复强调了同位素分馏效应的复杂性、背景值的选择标准以及多指标协同分析的重要性。它告诫读者，单一的同位素信号往往不足以支撑重大的结论，必须结合其他环境参数和过程模型进行综合判读。这种对科学严谨性的坚守，在当前科研领域快速迭代的环境下显得尤为可贵。它教会我们如何“慢下来”，真正理解数据背后的环境动力学，而不是急于得出耸人听闻的结论。

评分☆☆☆☆☆

这本专业性极强的书，简直是为我们这些在野外和实验室之间奔波的研究人员量身定制的。它不仅仅是简单地罗列了技术步骤，更深入地剖析了稳定同位素示踪技术背后的物理化学原理。书中关于 ${}^{13}C$, ${}^{15}N$, ${}^{18}O$ 等同位素在不同生态过程中的行为，以及如何通过它们的比值变化来推断物质循环的路径和速率，讲解得鞭辟入里。我特别欣赏作者在理论与实践之间的巧妙平衡，他们没有回避复杂的数学模型和数据处理细节，反而提供了一套清晰的逻辑框架，帮助我们理解“为什么”我们看到这些数据，以及“如何”利用这些数据来构建更可靠的生态模型。尤其对于初入此领域的研究生来说，这本书提供的基础知识储备是坚实且系统的，避免了我们在面对海量文献时容易产生的知识碎片化问题。它像一座桥梁，连接了基础理论与前沿应用，让我对原本感到模糊的示踪机制有了豁然开朗的感觉。

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不错，送货很快，书质量也可以，专业人士推荐的。

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一起买了好些书，这个内容不错，开封就看出是用过的书，有轻微损伤和划痕，给书店差评。

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