生物礦化：從自然到應(yīng)用

目錄
1 生命與晶體 1
1.1 前言 1
1.2 整體效應(yīng) 1
1.3 生命系統(tǒng)內(nèi)的礦物 9
1.4 小結(jié) 21
參考文獻(xiàn) 23
2 碳酸鈣礦化的基因及基因組調(diào)控 26
2.1 前言 26
2.2 一個(gè)基因——一個(gè)蛋白 26
2.3 多個(gè)基因——一種結(jié)構(gòu) 34
2.4 小結(jié) 44
參考文獻(xiàn) 45
3 酶在礦化中的作用 49
3.1 前言 49
3.2 酶途徑：由離子到礦物 73
3.3 固體“演化”：復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 83
3.4 模擬自然：礦化酶設(shè)計(jì) 87
3.5 小結(jié) 90
參考文獻(xiàn) 90
4 浮游生物及生物被膜水平的金屬-細(xì)菌作用 98
4.1 前言 98
4.2 浮游性細(xì)菌 99
4.3 金屬-微生物間的關(guān)系 104
4.4 微生物被膜群落 111
4.5 生物被膜的微環(huán)境及其對(duì)地球化學(xué)特性的影響 113
4.6 小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 121
5 碳酸鈣生物礦化及與生物基底的交互作用 125
5.1 前言 125
5.2 生物礦化的控制 129
5.3 有關(guān)礦化策略的最新進(jìn)展 130
5.4 碳酸鈣的限制性生長(zhǎng) 134
5.5 晶體的自組裝 136
5.6 碳酸鈣體外礦化研究 137
5.7 人工基質(zhì)上的碳酸鈣成核與生長(zhǎng) 143
5.8 總結(jié)與展望 147
參考文獻(xiàn) 148
6 含硫酸基的生物礦物 152
6.1 含硫酸基生物礦物概況 152
6.2 石膏與熟石膏 152
6.3 天青石——硫酸鍶 156
6.4 重晶石——硫酸鋇 156
6.5 黃鉀鐵礬（硫酸鐵鉀水化物） 157
6.6 小結(jié) 157
參考文獻(xiàn) 158
7 草酸鹽礦物 160
7.1 前言 160
7.2 草酸鹽的理化及結(jié)構(gòu)特征 160
7.3 植物中的草酸鈣 164
7.4 其他生命中的草酸鈣 168
7.5 其他草酸鹽礦物 170
7.6 病理性草酸鹽 174
7.7 環(huán)境中的草酸鹽 176
7.8 草酸鹽降解體系 177
7.9 總結(jié)與展望 178
參考文獻(xiàn) 179
8 硅藻中生物硅化的分子過程 186
8.1 前言 186
8.2 硅元素的轉(zhuǎn)運(yùn) 190
8.3 硅結(jié)構(gòu)的形成 196
8.4 結(jié)構(gòu)的生成調(diào)節(jié) 204
8.5 硅藻硅結(jié)構(gòu)的控制 206
8.6 小結(jié) 209
參考文獻(xiàn) 209
9 無脊椎動(dòng)物顎中的重金屬 214
9.1 前言 214
9.2 石鱉及帽貝中的鐵礦物 215
9.3 海洋蠕蟲顎片中的鋅和銅 217
9.4 節(jié)肢動(dòng)物中的鋅和錳 222
9.5 重金屬與顎的機(jī)械性能 227
9.6 小結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 234
10 鐵蛋白及鐵的生物礦化 238
10.1 前言 238
10.2 鐵蛋白的納米籠結(jié)構(gòu) 238
10.3 鐵蛋白中的鐵嵌入：蛋白鐵氧化酶位點(diǎn) 239
10.4 礦物前體的移位成核劑礦物化 242
10.5 鐵蛋白去礦化及納米籠的出入孔 243
10.6 總結(jié)與展望 245
參考文獻(xiàn) 246
11 細(xì)菌中鐵磁礦物的磁性及其分子生物學(xué)基礎(chǔ) 249
11.1 磁細(xì)菌 249
11.2 磁小體鏈形成的分子生物學(xué)基礎(chǔ) 255
11.3 磁小體的磁學(xué)性能 260
11.4 小結(jié) 268
參考文獻(xiàn) 269
12 往事記錄，生物礦物 273
12.1 前言 273
12.2 什么是生物礦物？ 274
12.3 生物特征性礦物 280
12.4 研究生命跡象的一些工具 288
12.5 小結(jié) 293
參考文獻(xiàn) 293
13 生物礦化及去礦化動(dòng)力學(xué) 298
13.1 前言 298
13.2 成核及晶體生長(zhǎng) 298
13.3 溶解 316
13.4 總結(jié)及未來研究方向 325
參考文獻(xiàn) 326
14 膠原基結(jié)締組織的礦化機(jī)制 331
14.1 前言 331
14.2 脊椎動(dòng)物生物礦化中的膠原調(diào)控作用 340
14.3 膠原性礦化組織的有機(jī)成分 342
14.4 脊椎動(dòng)物的礦化是否有統(tǒng)一理論 353
參考文獻(xiàn) 355
15 哺乳動(dòng)物牙釉質(zhì)的形成 366
15.1 前言 366
15.2 胞外空間的界定 367
15.3 離子及其轉(zhuǎn)運(yùn) 369
15.4 有機(jī)基質(zhì)的成分 372
15.5 有機(jī)基質(zhì)在牙釉質(zhì)形成過程中的作用 379
15.6 基質(zhì)的降解 383
15.7 小結(jié) 385
參考文獻(xiàn) 386
16 骨骼及其他分層級(jí)生物礦化結(jié)構(gòu)材料的機(jī)械設(shè)計(jì) 394
16.1 前言 394
16.2 生長(zhǎng)自修復(fù)及結(jié)構(gòu)分級(jí) 395
16.3 骨骼的分級(jí)結(jié)構(gòu) 396
16.4 硅質(zhì)海綿體骨架的分級(jí)結(jié)構(gòu) 403
16.5 與機(jī)械性能有關(guān)的一些結(jié)構(gòu)因素 404
16.6 小結(jié) 409
參考文獻(xiàn) 409
17 礦化組織的仿生式生長(zhǎng) 414
17.1 前言 414
17.2 骨骼的自然發(fā)育 415
17.3 結(jié)締組織的祖細(xì)胞 418
17.4 可溶性誘導(dǎo)因子 422
17.5 骨的結(jié)構(gòu)特征 425
17.6 礦化組織材料的仿生架構(gòu) 426
17.7 小結(jié) 431
參考文獻(xiàn) 431
18 新型可控仿生無機(jī)礦化材料 436
18.1 前言 436
18.2 結(jié)晶模式與修飾方式 437
18.3 聚物控制下的結(jié)晶 441
18.4 小結(jié) 454
18.5 當(dāng)今趨勢(shì)及未來展望 456
參考文獻(xiàn) 457