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第一章 碳酸酐酶的生物学作用1

第一节 碳酸酐酶简介2

一、碳酸酐酶的结构和性质2

二、碳酸酐酶的分布2

三、碳酸酐酶的多样性2

第二节 碳酸酐酶的作用与意义4

一、碳酸酐酶的生理生化作用4

二、影响碳酸酐酶活力的主要因素5

第三节 碳酸酐酶的抑制剂及应用7

一、碳酸酐酶抑制剂的种类7

二、乙酰唑胺对碳酸酐酶的抑制作用原理7

三、碳酸酐酶抑制剂的应用7

第四节 碳酸酐酶活力的常规测定方法8

一、放射免疫分析法8

二、pH计法8

三、同位素二氧化碳质谱分析法8

四、mRNA测定法8

五、比色法9

参考文献9

第二章 微藻的碳酸酐酶基因表达及其对环境的响应15

第一节 莱茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息学17

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17

二、莱茵衣藻碳酸酐酶基因的生物信息学18

第二节 莱茵衣藻与蛋白核小球藻碳酸酐酶基因表达20

一、实验材料与方法20

二、常规PC R扩增结果27

三、莱茵衣藻与蛋白核小球藻碳酸酐酶基因的同源性27

四、碳酸酐酶同工酶基因的亲缘关系及基因表达的差异性28

第三节 微藻碳酸酐酶基因表达对碳酸氢根离子的响应29

一、碳酸氢钠对碳酸酐酶基因表达的影响30

二、乙酰唑胺对碳酸酐酶基因表达的影响33

三、乙酰唑胺与碳酸氢钠共同作用下的碳酸酐酶基因表达35

第四节 微藻碳酸酐酶基因表达对pH的响应39

一、pH对碳酸酐酶基因表达的影响39

二、乙酰唑胺与pH共同作用下的碳酸酐酶基因表达41

第五节 微藻碳酸酐酶基因表达对氟的响应45

参考文献47

第三章 胞外碳酸酐酶对稳定碳同位素分馏的影响50

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52

第二节pH对微藻稳定碳同位素分馏的影响55

一、研究材料和测定方法55

二、pH对微藻生长的影响56

三、pH对微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影响57

四、pH对微藻稳定碳同位素分馏的影响58

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60

一、培养条件和处理方法60

二、乙酰唑胺作用下重碳酸盐对微藻生长的影响61

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63

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64

第四节 乙酰唑胺对微藻稳定碳同位素分馏的影响67

一、培养条件和处理方法67

二、乙酰唑胺对微藻生长的影响68

三、乙酰唑胺对微藻碳酸酐酶胞外酶活力的影响69

四、乙酰唑胺对微藻稳定碳同位素分馏的影响69

参考文献71

第四章 微藻碳酸酐酶对碳源、碳汇的调节作用75

第一节 碳酸酐酶在无机碳代谢中的作用77

一、碳酸酐酶与无机碳的转运77

二、碳酸酐酶与光合作用79

第二节 微藻无机碳利用途径的定量方法79

一、微藻碳同位素测定方法及碳同位素修正模型79

二、微藻利用不同碳源的份额计算方法80

三、微藻利用不同形态无机碳的途径份额计算方法82

四、直接碳汇和间接碳汇的计算方法83

第三节 无机碳利用途径对微藻碳汇的影响84

一、重碳酸盐对微藻碳汇的影响84

二、碳酸酐酶胞外酶对微藻碳汇的影响89

三、直接碳酸氢根离子利用途径对微藻碳汇的影响97

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102

第四节 微藻碳汇组成与“遗失的碳汇”105

参考文献107

第五章 微藻碳酸酐酶与生物岩溶作用111

第一节 碳酸酐酶对碳酸盐岩的溶蚀作用114

一、碳酸酐酶与碳酸盐岩的溶蚀114

二、碳酸酐酶与碳酸钙的沉积115

三、碳酸酐酶与生物成矿作用116

第二节 微藻与碳酸盐岩交互作用的定量方法117

一、碳酸盐岩的微藻生物溶蚀作用定量方法117

二、微藻对碳酸钙碳源利用份额的定量方法118

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119

四、岩溶碳汇和光合碳汇计算方法120

第三节 碳酸酐酶在微藻生物溶蚀中的作用120

一、微藻生物溶蚀作用的种类特征120

二、pH与微藻生物溶蚀作用122

三、碳酸酐酶胞外酶在微藻生物溶蚀中的作用129

四、阴离子通道在微藻生物溶蚀中的作用137

第四节 碳酸酐酶影响下的微藻对碳酸钙碳源的利用144

一、酸碱度对微藻利用碳酸钙碳源的影响145

二、胞外碳酸酐酶对微藻利用碳酸钙碳源的影响147

三、阴离子通道对微藻利用碳酸钙碳源的影响151

第五节 碳酸酐酶影响下的生物岩溶碳汇作用153

一、酸碱度对生物岩溶碳汇的作用153

二、胞外碳酸酐酶对岩溶碳汇的作用156

三、阴离子通道对岩溶碳汇的作用158

参考文献160

第六章 无机元素与微藻碳酸酐酶的相互作用165

第一节 无机元素对碳酸酐酶影响的“激素”效应168

一、无机元素对碳酸酐酶影响的剂量效应168

二、“激素”对碳酸酐酶的影响169

三、无机元素对碳酸酐酶作用的“激素”效应的可能机制170

第二节 微藻碳酸酐酶对氮磷钾吸收的影响171

一、植物离子吸收动力学171

二、胞外碳酸酐酶抑制剂对微藻氮磷钾吸收的影响171

三、微藻碳酸酐酶影响无机元素吸收的可能机制175

第三节 无机元素对微藻碳酸酐酶的影响176

一、氟对微藻碳酸酐酶的影响176

二、重金属污染物对微藻碳酸酐酶的影响185

参考文献190

第七章 岩溶湖泊中微藻碳酸酐酶的生物地球化学作用198

第一节 碳酸酐酶与岩溶水环境中的碳循环200

第二节 岩溶湖泊水环境特征204

一、岩溶湖泊水文及物理特征205

二、岩溶湖泊水化学特征206

三、岩溶湖泊微藻的生长特征211

第三节 岩溶湖泊微藻种类组成与碳酸酐酶——以2002～2003年为例214

一、微藻种群组成和碳酸酐酶变化特征214

二、碳酸酐酶活力与微藻的组成和种类的相关性216

三、岩溶湖泊微藻种类与碳酸酐酶协同变化特征217

第四节 岩溶湖泊无机碳的变化和微藻碳酸酐酶222

一、岩溶湖泊无机碳浓度及碳同位素组成的变化特征222

二、湖泊水体中的碳酸氢根离子浓度与藻体δ13C的关系224

第五节 岩溶湖泊微藻碳汇能力227

一、岩溶湖泊微藻的生物量的变化227

二、岩溶湖泊微藻无机碳碳源份额和无机碳利用途径228

三、乙酰唑胺与碳酸氢钠共同作用下的岩溶湖泊微藻碳汇230

四、岩溶湖泊微藻碳汇能力的评价233

参考文献237

第八章 展望246