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內容簡介

　　《微藻碳酸酐酶生物地球化學作用》以微藻的碳酸酐酶為研究對象，通過添加和未添加乙酰唑胺到實驗係統，研究瞭微藻的幾種碳酸酐酶同工酶基因錶達對碳酸氫根離子和pH的響應，闡明瞭微藻碳酸酐酶胞外酶在環境響應中的開關作用。通過對微藻利用無機碳途徑的定量，研究瞭重碳酸鹽、pH以及直接碳酸氫根離子途徑對微藻碳匯的影響，闡明瞭微藻碳酸酐酶對碳源、碳匯的調節作用。通過對碳酸鹽岩的微藻生物溶蝕作用的定量以及微藻對碳酸鈣碳源利用份額的定量，研究瞭二氧化碳的供給、酸堿度以及無機碳利用途徑對微藻碳酸鹽岩溶蝕和碳酸鹽碳源的利用影響，闡明瞭微藻碳酸酐酶在碳酸鹽岩的溶蝕過程中的“催化”作用。通過大量元素、微量元素以及幾種汙染物對微藻碳酸酐酶影響的研究，闡明瞭無機元素對微藻碳酸酐酶影響的“激素”效應。最後，以岩溶湖泊微藻為例，研究瞭岩溶湖泊微藻種類組成、岩溶湖泊無機碳變化與碳酸酐酶的關係，估算瞭不同湖泊微藻無機碳碳源份額和無機碳利用途徑份額，評價瞭岩溶湖泊微藻的碳匯能力，闡明瞭岩溶湖泊微藻碳酸酐酶對碳匯的製約能力。

目錄

序
前言
第一章 碳酸酐酶的生物學作用
第一節 碳酸酐酶簡介
一、碳酸酐酶的結構和性質
二、碳酸酐酶的分布
三、碳酸酐酶的多樣性
第二節 碳酸酐酶的作用與意義
一、碳酸酐酶的生理生化作用
二、影響碳酸酐酶活力的主要因素
第三節 碳酸酐酶的抑製劑及應用
一、碳酸酐酶抑製劑的種類
二、乙酰唑胺對碳酸酐酶的抑製作用原理
三、碳酸酐酶抑製劑的應用
第四節 碳酸酐酶活力的常規測定方法
一、放射免疫分析法
二、pH計法
三、同位素二氧化碳質譜分析法
四、mRN.A測定法
五、比色法
參考文獻

第二章 微藻的碳酸酐酶基因錶達及其對環境的響應
第一節 萊茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息學
一、萊茵衣藻是碳酸酐酶基因的生物信息學研究的模式生物
二、萊茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息學
第二節 萊茵衣藻與蛋白核小球藻碳酸酐酶基因錶達
一、實驗材料與方法
二、常規PCR擴增結果
三、萊茵衣藻與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親緣關係及基因錶達的差舁性
第三節 微藻碳酸酐酶基因錶達對碳酸氫根離子的響應
一、碳酸氫鈉對碳酸酐酶基因錶達的影響
二、乙酰唑胺對碳酸酐酶基因錶達的影響
三、乙酰唑胺與碳酸氫鈉共同作用下的碳酸酐酶基因錶達
第四節 微藻碳酸酐酶基因錶達對pH的響應
一、pH對碳酸酐酶基因錶達的影響
二、乙酰唑胺與pH共同作用下的碳酸酐酶基因錶達
第五節 微藻碳酸酐酶基因錶達對氟的響應
參考文獻

第三章 胞外碳酸酐酶對穩定碳同位素分餾的影響
第一節 碳酸酐酶胞外酶對穩定碳同位素分餾作用及其識彆基礎
第二節 pH對微藻穩定碳同位素分餾的影響
一、研究材料和測定方法
二、pH對微藻生長的影響
三、pH對微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影響
四、pH對微藻穩定碳同位素分餾的影響
第三節 乙酰唑胺作用下重碳酸鹽對微藻穩定碳同位素分餾的影響
一、培養條件和處理方法
二、乙酰唑胺作用下重碳酸鹽對微藻生長的影響
三、乙酰唑胺作用下重碳酸鹽對微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影響
四、乙酰唑胺作用下重碳酸鹽對微藻穩定碳同位素分餾的影響
第四節 乙酰唑胺對微藻穩定碳同位素分餾的影響
一、培養條件和處理方法
二、乙酰唑胺對微藻生長的影響
三、乙酰唑胺對微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影響
四、乙酰唑胺對微藻穩定碳同位素分餾的影響
參考文獻

第四章 微藻碳酸酐酶對碳源、碳匯的調節作用
第一節 碳酸酐酶在無機碳代謝中的作用
一、碳酸酐酶與無機碳的轉運
二、碳酸酐酶與光閤作用
第二節 微藻無機碳利用途徑的定量方法
一、微藻碳同位素測定方法及碳同位素修正模型
二、微藻利用不同碳源的份額計算方法
三、微藻利用不同形態無機碳的途徑份額計算方法
四、直接碳匯和間接碳匯的計算方法
第三節 無機碳利用途徑對微藻碳匯的影響
一、重碳酸鹽對微藻碳匯的影響
二、碳酸酐酶胞外酶對微藻碳匯的影響
三、直接碳酸氫根離子利用途徑對微藻碳匯的影響
四、碳酸酐酶胞外酶和直接碳酸氫根離子利用途徑對微藻碳匯的復閤影響
第四節 微藻碳匯組成與"遺失的碳匯"
參考文獻

第五章 微藻碳酸酐酶與生物岩溶作用
第一節 碳酸酐酶對碳酸鹽岩的溶蝕作用
一、碳酸酐酶與碳酸鹽岩的溶蝕
二、碳酸酐酶與碳酸鈣的沉積
三、碳酸酐酶與生物成礦作用
第二節 微藻與碳酸鹽岩交互作用的定量方法
一、碳酸鹽岩的微藻生物溶蝕作用定量方法
二、微藻對碳酸鈣碳源利用份額的定量方法
三、方解石生物溶蝕所釋放的無機碳在各介質中分配的定量方法
四、岩溶碳匯和光閤碳匯計算方法
第三節 碳酸酐酶在微藻生物溶蝕中的作用
一、微藻生物溶蝕作用的種類特徵
二、pH與微藻生物溶蝕作用
三、碳酸酐酶胞外酶在微藻生物溶蝕中的作用
四、陰離子通道在微藻生物溶蝕中的作用
第四節 碳酸酐酶影響下的微藻對碳酸鈣碳源的利用
一、酸堿度對微藻利用碳酸鈣碳源的影響
二、胞外碳酸酐酶對微藻利用碳酸鈣碳源的影響
三、陰離子通道對微藻利用碳酸鈣碳源的影響
第五節 碳酸酐酶影響下的生物岩溶碳匯作用
一、酸堿度對生物岩溶碳匯的作用
二、胞外碳酸酐酶對岩溶碳匯的作用
三、陰離子通道對岩溶碳匯的作用
參考文獻

第六章 無機元素與微藻碳酸酐酶的相互作用
第一節 無機元素對碳酸酐酶影響的"激素"效應
一、無機元素對碳酸酐酶影響的劑量效應
二、"激素"對碳酸酐酶的影響
三、無機元素對碳酸酐酶作用的"激素"效應的可能機製
第二節 微藻碳酸酐酶對氮磷鉀吸收的影響
一、植物離子吸收動力學
二、胞外碳酸酐酶抑製劑對微藻氮磷鉀吸收的影響
三、微藻碳酸酐酶影響無機元素吸收的可能機製
第三節 無機元素對微藻碳酸酐酶的影響
一、氟對微藻碳酸酐酶的影響
二、重金屬汙染物對微藻碳酸酐酶的影響
參考文獻

第七章 岩溶湖泊中微藻碳酸酐酶的生物地球化學作用
第一節 碳酸酐酶與岩溶水環境中的碳循環
第二節 岩溶湖泊水環境特徵
一、岩溶湖泊水文及物理特徵
二、岩溶湖泊水化學特徵
三、岩溶湖泊微藻的生長特徵
第三節 岩溶湖泊微藻種類組成與碳酸酐酶??以2002-2003年為例
一、微藻種群組成和碳酸酐酶變化特徵
二、碳酸酐酶活力與微藻的組成和種類的相關性
三、岩溶湖泊微藻種類與碳酸酐酶協同變化特徵
第四節 岩溶湖泊無機碳的變化和微藻碳酸酐酶
一、岩溶湖泊無機碳濃度及碳同位素組成的變化特徵
二、湖泊水體中的碳酸氫根離子濃度與藻體V3C的關係
第五節 岩溶湖泊微藻碳匯能力
一、岩溶湖泊微藻的生物量的變化
二、岩溶湖泊微藻無機碳碳源份額和無機碳利用途徑
三、乙酰唑胺與碳酸氫鈉共同作用下的岩溶湖泊微藻碳匯
四、岩溶湖泊微藻碳匯能力的評價
參考文獻

第八章 展望

精彩書摘

　　《微藻碳酸酐酶生物地球化學作用》：
　　第一章 碳酸酐酶的生物學作用
　　摘要
　　碳酸酐酶（carbonic anhydrase，CA ，EC 4.2.1.1)是一種含鋅的金屬酶，催 化CO2與HCD32間的可逆轉化。碳酸酐酶在生物界分布廣泛，種類眾多，它 的活性受環境條件的影響很大，主要影響因素有：水分、光照、環境pH、CO2 濃度、HCO3濃度等環境條件。碳酸酐酶在光閤作用、呼吸作用、維持生物體內 酸堿平衡及離子交換等方麵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計法、放射免疫分析法、同位素二氧化碳 質譜分析法、mRNA測定法、比色法等，其中，以改進的pH計法最常用。
　　碳酸酐酶的抑製劑主要有乙酰唑胺（acetazolamide，AZ)和乙氧苯並噻唑磺胺 (ethoxyzolamide，EZ)，它們在碳酸酐酶的研究中具有非常重要的意義。本書中 我們利用乙酰唑胺來研究碳酸酐酶胞外酶的一些生物地球化學過程。
　　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.
　　第一節 碳酸酐酶簡介
　　一、碳酸酐酶的結構和性質
　　碳酸酐酶（carbonic anhydrase，CA) (EC4.2.1.1)是一種含 Zn 的金屬酶，分 子質量約為30000Da。它的結構含一條捲麯的蛋白質鏈和一個Zn2，其中，Zn2處於變形四麵體的配位環境。
　　CA廣泛存在於動物和植物中，甚至在有些微生物中也含有該酶（Smith and Ferry，2000)，到目前為止，已報道齣80多種含鋅的金屬酶，位居各種金屬酶 的首位。它可以催化C()2和HCD3之間的相互轉化（方程（1-1))。在無CA的條 件下，平衡需要1min；而在有CA催化的條件下，平衡隻需要10 6s(Khalifah，1971)。
　　碳酸酐酶在光閤作用、離子交換、鈣化作用、維持生物體內酸堿平衡、無機 碳轉運等一係列的生理過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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