穩定同位素示蹤技術與質譜分析——在土壤、生態、環境研究中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹亞澄，張金波 等 著

圖書標籤:

• 穩定同位素
• 示蹤技術
• 質譜分析
• 土壤
• 生態學
• 環境科學
• 同位素地球化學
• 生物地球化學
• 環境同位素
• 生態環境

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030564856

版次：31

商品編碼：12313084

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-02-01

頁數：344

字數：433000

正文語種：中文

內容簡介

《穩定同位素示蹤技術與質譜分析——在土壤、生態、環境研究中的應用》內容主要基於作者長期從事氣體同位素質譜分析的經驗和蔡祖聰教授團隊10餘年穩定同位素示蹤研究成果積纍撰寫，分為上、下兩篇。上篇重點介紹穩定同位素示蹤原理和同位素質譜分析技術，分為5章，分彆介紹穩定同位素質譜分析原理、同位素質譜儀測定值的精準性及判定方法，不同形態和濃度樣品的碳、氮同位素質譜分析方法、穩定同位素示蹤試驗操作技術及注意事項。下篇主要介紹15N和13C穩定同位素示蹤技術在土壤、生態、環境研究中的應用，重點介紹幾種新興的基於穩定同位素示蹤技術研究碳、氮循環的方法和案例，包括利用15N穩定同位素成對標記和配對技術研究土壤氮氣産生量、利用15N穩定同位素成對標記技術研究土壤氮素初級轉化速率、利用15N穩定同位素成對標記技術研究土壤N2O産生途徑、應用同位素異位體法研究N2O的産生途徑、碳穩定同位素自然豐度法研究CH4産生途徑、氧化過程分餾係數的原理與方法。

目錄

目錄
序
前言
上篇 穩定同位素示蹤原理和同位素質譜分析技術
第一章 核技術基礎 3
第一節 原子和原子核 3
第二節 核素和同位素 4
第三節 同位素示蹤法 6
第四節 放射性同位素示蹤 7
第五節 穩定同位素示蹤 8
第六節 同位素示蹤技術的發展簡史 9
第二章 穩定同位素質譜分析技術 11
第一節 質譜分析及其儀器的發展簡史 11
第二節 質譜儀器的工作原理及基本組成 12
第三節 質譜儀器的類彆及主要應用 25
第四節 同位素質譜儀器的主要技術指標 31
第五節 穩定同位素的測定和分析結果的錶示方法 42
第六節 同位素離子峰的選擇 44
第七節 同位素質譜分析的誤差來源 51
第八節 幾種同位素質譜聯用儀器的簡介 58
第三章 同位素質譜測定值的精準性 87
第一節 常用術語 87
第二節 數據處理和統計術語 88
第三節 同位素質譜測定值的精準性 90
第四節 同位素質譜測定值的溯源性 91
第五節 同位素質譜測定值的校準 93
第六節 同位素標準物質 94
第七節 同位素質譜測定結果的比對 99
第四章 碳、氮、氧同位素質譜分析方法 113
第一節 濕氧化法分析全氮的氮同位素比值 113
第二節 高溫燃燒法分析全氮的氮同位素比值 121
第三節 固體樣品有機碳的碳同位素質譜分析 124
第四節 土壤中無機態氮的氮同位素質譜分析法 128
第五節 水體中硝酸鹽的氮、氧同位素質譜分析法 144
第六節 氣體樣品中N2O、CH4、CO2的氮、氧和碳同位素質譜分析 150
第七節 氮氣樣品的同位素質譜分析 156
第八節 N2O同位素異位體質譜分析法 164
第九節 水體溶存氣體的提取及其穩定同位素比值的質譜測定 174
第五章 穩定同位素示蹤技術 179
第一節 穩定同位素示蹤方法的分類 180
第二節 穩定同位素的分離和生産 192
第三節 穩定同位素標記物質 195
第四節 穩定同位素標記物質的選擇 196
第五節 幾種特殊同位素標記物質的製備 202
第六節 同位素示蹤試驗的類彆 205
第七節 同位素示蹤試驗的誤差來源 227
下篇 15N和13C穩定同位素示蹤技術在土壤、生態、環境研究中的應用
第六章 利用15N穩定同位素成對標記和配對技術研究土壤氮氣産生量 235
第一節 引言 235
第二節 應用案例 241
第七章 利用15N穩定同位素成對標記技術研究土壤氮素初級轉化速率 245
第一節 15N穩定同位素稀釋法測定氮初級轉化速率的基本原理 245
第二節 同位素稀釋法研究氮初級轉化速率的數值分析方法 247
第三節 15N穩定同位素成對標記方法 253
第八章 利用15N穩定同位素成對標記技術研究土壤N2O産生途徑 263
第一節 土壤中産生N2O的主要氮轉化過程 263
第二節 土壤N2O來源的區分方法 265
第三節 基於三氮庫源的土壤N2O來源定量方法 266
第四節 15N穩定同位素成對標記和N2O來源區分方法研究土壤N2O來源應用案例 267
第九章 應用同位素異位體法研究N2O的産生途徑 271
第一節 同位素異位體法溯源N2O産生途徑的基本原理 272
第二節 同位素異位體法研究土壤中N2O産生途徑的試驗方法 276
第三節 同位素異位體法溯源N2O産生途徑的分析方法 279
第四節 影響應用SP值溯源N2O産生途徑的若乾因素 282
第十章 利用13C自然豐度和示蹤技術研究土壤中碳元素的循環過程 285
第一節 穩定性碳同位素自然豐度法的基本概念 285
第二節 穩定性碳同位素自然豐度法在稻田CH4研究中的應用 286
第三節 13C自然豐度法和標記技術在土壤有機碳遷移與轉化過程研究中的應用 302
參考文獻 307

好的，以下是一本圖書的詳細簡介，該書的名稱為《植物生物化學基礎與分子機製》，內容聚焦於植物的生命活動、代謝途徑以及遺傳調控，與您提到的“穩定同位素示蹤技術與質譜分析”主題完全不同。 --- 圖書簡介：《植物生物化學基礎與分子機製》 關鍵詞： 植物代謝、光閤作用、次生代謝、激素信號、分子育種、代謝工程 導言：探秘生命的綠色引擎 植物，作為地球生態係統的基石，不僅是能量轉換的主體，更是地球生命維持係統的核心驅動力。從微小的單細胞藻類到參天大樹，植物以其獨特的生命活動支撐著整個生物圈的物質循環與能量流動。然而，支撐這些宏偉功能的內在機製——其化學本質與分子調控網絡——卻遠比我們肉眼所見的復雜得多。《植物生物化學基礎與分子機製》一書，旨在深入剖析支撐植物生命活動的基礎化學過程，揭示其復雜信號通路與調控網絡，為生命科學、農業科學乃至生物技術領域的研究人員和學生提供一套係統而前沿的知識框架。 本書摒棄瞭傳統生物化學教科書過於側重動物或微生物的傾嚮，完全聚焦於植物特有的生命現象，如高效的光閤作用、獨特的次生代謝産物閤成、以及復雜的生長發育調控係統。我們力求將基礎的化學原理與尖端的分子生物學發現相結閤，構建一個全麵、深入且富有啓發性的植物生命活動圖景。 第一部分：植物能量代謝的基石——光閤作用的化學與分子調控 本部分是全書的理論核心，詳細闡述瞭植物如何捕獲太陽能並將其轉化為化學能的過程。 第一章：光閤色素與光捕獲復閤物的結構化學 本章從化學結構層麵解析瞭葉綠素、類鬍蘿蔔素等關鍵色素的分子特性，以及它們如何組裝成高效的光捕獲天綫係統。我們將探討不同色素分子在光能傳遞中的能量梯度和量子效率。內容涵蓋光閤色素的閤成途徑及其在亞細胞結構（如類囊體膜）中的精確排布。 第二章：光反應的氧化還原化學機製 詳細闡述光係統I（PSI）和光係統II（PSII）的電子傳遞鏈。重點分析水的氧化（析氧）過程的化學催化中心——氧析齣復閤體（OEC）的結構與功能，以及NADPH的還原過程中的酶促反應。本章將深入討論光閤電子流動的調控機製，包括非光化學淬滅（NPQ）的分子基礎，以解釋植物如何應對環境脅迫下的光抑製。 第三章：卡爾文循環的酶促反應與碳固定調控 本章聚焦於碳同化。對RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）的催化活性、底物選擇性（羧化與加氧）的化學動力學進行深入分析。同時，詳細介紹卡爾文循環中關鍵限速酶（如果糖-1,6-二磷酸酶、Sedoheptulose-1,7-二磷酸酶等）如何通過磷酸化/去磷酸化或底物調節等方式，實現對光閤産物輸齣的精確控製。 第四章：C4、CAM等特殊碳同化途徑的生化基礎 對比C3植物，本章係統解析C4植物中丙酮酸/磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的底物特異性，以及維管束鞘細胞中光呼吸的抑製機製。對於景天酸代謝（CAM）植物，則深入探討其晝夜反轉的有機酸代謝和氣孔開閉的化學信號關聯。 第二部分：植物的物質閤成與代謝網絡 植物的生命活動不僅依賴於能量的固定，更依賴於復雜而精密的生物大分子閤成網絡。本部分著重於植物特有的物質閤成途徑。 第五章：基礎代謝的交匯點——糖酵解、磷酸戊糖途徑與三羧酸循環的調控 闡述在植物細胞質和質體中，糖代謝途徑如何銜接光閤作用的産物（如蔗糖、澱粉）與能量需求。重點分析磷酸戊糖途徑在閤成核苷酸前體和芳香族化閤物中的關鍵作用，以及綫粒體呼吸作用與氮素、硫素同化之間的代謝耦閤。 第六章：氮、硫、磷素營養的同化與轉運的酶學 詳細介紹硝酸還原酶、亞硝酸還原酶在氮素還原過程中的生化步驟，以及榖氨酸閤成酶（GOGAT）在氨固定中的重要性。在硫代謝方麵，重點解析硫酸鹽的活化與還原路徑，及其與半胱氨酸閤成的關係。 第七章：植物次生代謝産物的化學多樣性與閤成路徑 次生代謝産物是植物適應環境、防禦病蟲害的關鍵化學武器。本章係統梳理三大類次生代謝産物： 1. 萜類化閤物： 從異戊烯基焦磷酸（IPP）到倍半萜、二萜的閤成酶學，及其在信息素和防禦中的作用。 2. 苯丙素類： 詳細解析肉桂酸閤成酶（PAL）在苯丙烷途徑中的限速作用，及其分支通嚮黃酮類、花青素、木質素單體的復雜網絡。 3. 生物堿： 探討特定氨基酸前體如何通過酶促反應轉化為具有藥理活性的復雜環狀結構。 第三部分：信號轉導與生命活動調控的分子機製 植物的生長、發育、脅迫響應都依賴於精確的信號接收、傳遞與響應。本部分聚焦於植物激素與信號分子在細胞水平上的作用機製。 第八章：植物激素（Phytohormones）的作用分子基礎 深入剖析五大經典激素（生長素、赤黴素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯）和油菜素類固醇、水楊酸、茉莉酸的生物閤成途徑、活性形式的確定及其在細胞內的信號轉導級聯反應。例如，生長素誘導的Aux/IAA蛋白降解機製，以及脫落酸在種子休眠和氣孔關閉中的雙組分感應係統。 第九章：光敏色素與藍光受體的信號轉導網絡 探討植物如何感知光環境（紅/遠紅光和藍光）。重點闡述光敏色素（Phy）的順式-反式構象轉變如何引發下遊信號事件。針對藍光信號，詳細分析隱花色素（Cryptochromes）和光敏黃素蛋白（Phototropins）的分子開關機製，及其對嚮光性、氣孔運動和葉片展開的調控。 第十章：應對非生物脅迫的生化防禦反應 分析植物在乾旱、鹽漬、高溫等非生物脅迫下的分子適應性。內容包括： 滲透調節物質的閤成： 如脯氨酸、甜菜堿的積纍及其酶促閤成。 活性氧（ROS）的産生與清除： 超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶等抗氧化酶係統的生化功能。 脅迫相關的基因錶達調控： 概述DREB等轉錄因子如何調控下遊防禦基因的錶達。 第四部分：現代植物科學的前沿應用與展望 第十一章：代謝流分析與代謝工程原理 從生化網絡的角度理解代謝流（Metabolic Flux）的概念。介紹如何通過同位素標記（非示蹤應用，而是作為底物追蹤）輔助分析關鍵代謝節點。詳細闡述代謝工程的基本策略，如何通過基因修飾酶的錶達水平或引入新的酶促反應，來提高目標次生代謝産物的積纍。 第十二章：基因編輯技術在植物代謝調控中的應用 討論CRISPR/Cas9等基因編輯技術在精確敲除或修改關鍵代謝酶基因中的應用，以解析其在天然代謝通路中的真實功能，並為設計新型高産或抗逆植株提供分子工具。 總結 《植物生物化學基礎與分子機製》不僅是一部關於植物代謝的參考書，更是一本關於生命化學邏輯的深度解讀。通過對光閤作用、次生代謝、信號轉導等核心主題的係統梳理，本書旨在幫助讀者建立一個堅實的植物生命化學基礎，從而能夠更好地理解和駕馭復雜的植物生命係統。本書適閤高等院校生命科學、農學、園藝學、生物技術等專業的高年級本科生、研究生以及相關領域的研究人員和技術人員參考使用。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排結構非常具有啓發性，它不僅僅是一本技術手冊，更像是一本研究方法的“思想指南”。它巧妙地將“技術”（質譜分析）與“應用場景”（土壤、生態、環境）緊密地串聯起來。書中通過一係列精心挑選的案例研究，展示瞭穩定同位素示蹤技術如何成為解決復雜環境問題的“金鑰匙”。例如，在水文循環研究中，如何利用氧和氫的同位素來區分地錶水、地下水和大氣降水的貢獻；在碳氮循環研究中，如何區分新閤成的生物量和老化的有機質。這些案例的分析深度，遠超一般綜述文章的水平，它們展示瞭研究者是如何“設計”一個示蹤實驗，而不是被動地“執行”一個實驗。這種設計思維的培養，對於提升我們自身研究的創新性和說服力，具有不可估量的作用。

評分☆☆☆☆☆

對於長期從事環境地球化學領域研究的我來說，這本書的另一個亮點在於它對“數據解釋”的審慎態度。現代分析技術可以輕易地獲取高精度的同位素數據，但如何將這些數據轉化為具有生態學意義的結論，纔是真正的挑戰。這本書在討論結果時，始終保持著一種科學的謙遜和嚴謹性，反復強調瞭同位素分餾效應的復雜性、背景值的選擇標準以及多指標協同分析的重要性。它告誡讀者，單一的同位素信號往往不足以支撐重大的結論，必須結閤其他環境參數和過程模型進行綜閤判讀。這種對科學嚴謹性的堅守，在當前科研領域快速迭代的環境下顯得尤為可貴。它教會我們如何“慢下來”，真正理解數據背後的環境動力學，而不是急於得齣聳人聽聞的結論。

評分☆☆☆☆☆

讀完這套書，我最大的感受是它的“實用主義”色彩。很多教科書在講解技術時，往往停留在理想化的情景，但這本書的作者顯然有著豐富的實戰經驗。書中詳盡地介紹瞭如何從樣品采集、前處理到最終的質譜分析過程中的常見陷阱和解決方案。比如，在土壤有機質的提取過程中，不同溶劑的選擇對最終同位素信號的影響，以及如何校準質譜儀以應對日常操作中的漂移問題，這些細節的提示，無疑能幫我們節省大量寶貴的時間和試劑。特彆是針對一些復雜環境基質，如富含有機質的沉積物或高鹽度的水體，作者給齣的具體操作建議，具有極高的參考價值。對於渴望快速將技術應用於實際項目的工程師和技術人員而言，這本書的“操作手冊”價值遠超一般理論著作。它提供的不是空泛的指導，而是經過無數次失敗和成功打磨後的“經驗之談”。

評分☆☆☆☆☆

這本專業性極強的書，簡直是為我們這些在野外和實驗室之間奔波的研究人員量身定製的。它不僅僅是簡單地羅列瞭技術步驟，更深入地剖析瞭穩定同位素示蹤技術背後的物理化學原理。書中關於 ${}^{13}C$, ${}^{15}N$, ${}^{18}O$ 等同位素在不同生態過程中的行為，以及如何通過它們的比值變化來推斷物質循環的路徑和速率，講解得鞭闢入裏。我特彆欣賞作者在理論與實踐之間的巧妙平衡，他們沒有迴避復雜的數學模型和數據處理細節，反而提供瞭一套清晰的邏輯框架，幫助我們理解“為什麼”我們看到這些數據，以及“如何”利用這些數據來構建更可靠的生態模型。尤其對於初入此領域的研究生來說，這本書提供的基礎知識儲備是堅實且係統的，避免瞭我們在麵對海量文獻時容易産生的知識碎片化問題。它像一座橋梁，連接瞭基礎理論與前沿應用，讓我對原本感到模糊的示蹤機製有瞭豁然開朗的感覺。

評分☆☆☆☆☆

令人眼前一亮的是，書中對質譜分析技術的最新進展描述得非常到位。雖然核心是穩定同位素示蹤，但作者沒有固步自封於傳統的元素分析儀-同位素質譜儀（EA-IRMS）配置。書中對高分辨率二次離子共聚焦質譜（SIMS）和液相色譜-質譜聯用（LC-IRMS）在分析復雜生物分子，特彆是代謝物中的同位素標記情況的介紹，為我們打開瞭新的研究視野。這些前沿技術的介紹，不僅展示瞭該領域的發展趨勢，更重要的是，它提供瞭一個技術路綫圖，指導我們如何將傳統的宏觀示蹤方法，升級到分子尺度的精細解析層麵。對於那些緻力於生命科學與環境科學交叉領域的研究人員，這本書提供瞭跨越學科壁壘所需的關鍵信息和方法論指導，實屬難得的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

一起買瞭好些書，這個內容不錯，開封就看齣是用過的書，有輕微損傷和劃痕，給書店差評。

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

不錯，送貨很快，書質量也可以，專業人士推薦的。

評分☆☆☆☆☆

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專業書籍好不容易碰到

評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

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