中文摘要：

目前有关微生物碳酸酐酶（CA）在方解石（CaCO3）沉积中的作用研究报道很少。本项目通过模拟实验证明了微生物CA可作为催化剂，对方解石沉积起显著促进作用。研究结果表明，微生物CA作用下的Ca2+沉积速率分别高于1%牛血清蛋白、1%羧甲基壳聚糖和1%谷氨酸作用下的Ca2+沉积速率，并高于水对照组，而且不同生物因素诱导产生的方解石晶体的形貌差别较大。采用气体扩散体系，进一步研究了细菌CA在不同条件下催化CaCO3沉积的动力学和形态学，并探讨了细菌CA催化CaCO3沉积的作用机理。结果表明，不同初始pH、酶浓度或Ca2+浓度条件下细菌CA催化CaCO3沉积过程中Ca2+沉积量变化符合指数模型。初始pH、酶浓度和盐浓度等不仅影响细菌CA催化沉积CaCO3的速率，而且对CaCO3的晶型晶貌产生较大影响。细菌CA对CaCO3沉积的作用除了催化作用外，还与细菌CA酶蛋白对Ca2+的静电吸附以及酶蛋白对晶体晶面的选择性吸附有关。本项目研究结果为丰富岩溶动力学理论提供了一定的科学依据，并为微生物CA在方解石沉积中的应用提供了科学依据，为CaCO3生物矿化材料的制备提供了新思路。