生物的化学组成及沉积有机质

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1、第二章生物的化学组成及沉积有机质一、生物圈的演变二、有机碳的地球化学循环三、生物有机质的化学组成四、沉积有机质的形成五、沉积有机质的埋藏与演化一、生物圈的演变1、生物的进化从异养生物(heterotroph)到自养生物(autotroph)和从无氧呼吸到有氧呼吸的进化从原核生物到真核生物、从无性生殖到有性生殖的进化动植物的分化：最早的动物出现在1000Ma前奥陶纪，陆地淡水出现原始鱼形动物；志留纪，陆生高等植物；泥盆纪，陆生植物大规模繁殖人类的起源：开始了生命史的最辉煌的篇章叶绿素通过叶绿素和取之不尽的太阳能将二氧化碳和水转化成有机物有氧呼吸比无氧（发酵）呼吸的效率高19倍，提高了生

2、物新陈代谢的效能。简单复杂单一多样高级低级这是生物区系和生态系统的最大演化。从此确立了生物三极系统（动、植、菌）。进入古生代，动植物化石剧增达1200种。这是生物从简单到复杂的转折点。一切高等多细胞生物都以真核细胞为基本单元。有性生殖的出现，大大提高了生物的变异性和适应性。2、地史时期的沉积有机质来源浮游植物（phytoplankton）：可能是有机质的第一来源高等植物：提供的有机质与细菌相当细菌：可能是有机质的第二大来源浮游动物（Zooplankton）：浮游动物为主的低等水生生物是有机质的重要来源陆地高等植物始于志留纪。中泥盆世经历了一个爆炸性的发展，到晚石炭世，以蕨类植物为主的陆生

3、植物群达到高峰，形成世界第一大成煤期，晚二叠世~早白垩世称为“裸子植物”时代，以后迅速进入“被子植物”时代适应性强的被子植物的繁衍是植物界最重要的变革。寒武纪以后，以浮游动物为主的低等水生动物才成为重要的有机质来源。而高动物提供有机质始终非常有限。以浮游植物为食，因而浮游动物高产期往往紧接浮游植物高产期而出现。在生理方面具有巨大的应变性，存在于生命的整个地史时期，并遍及生物圈的任何地方。浮游植物的4个高产期：前寒武纪晚期-早泥盆世，盛产具有机壁的生物。晚古新世-始新世。中新世达到高峰，其它时期产量较低。晚侏罗世-白垩纪，盛产钙质、硅质浮游生物。第三纪晚第三纪早第三纪上新世中新世渐新世始新

4、世古新世在地质历史中，化石浮游植物群和总浮游植物群丰度变化蓝绿藻绿藻陆地植物的演化过程细菌蓝绿藻鞭毛虫或其它单细胞生物霉菌第二章生物的化学组成及沉积有机质一、生物圈的演变二、有机碳的地球化学循环三、生物有机质的化学组成四、沉积有机质的形成五、沉积有机质的埋藏与演化二、有机碳的地球化学循环有机圈及有机碳的地化循环有机圈——指地球上古今生物以及生物为来源的有机物分布、演变的空间。生物圈——指地球上活的生物分布、发育的空间。有机圈的范围大于生物圈所有有机物都是碳化物，研究有机物的演化过程，一定意义上就是研究碳的演化、分布和循环的过程。交换库有机圈岩石圈生物圈储存库在有机圈中有机碳循环示意图

5、石油、天然气变质沉积岩中的有机质沉积岩中的有机物、煤、干酪根等土壤、沉积物中有机物；出露、开采至地表的有机物死亡的动植物细菌动物光合作用植物和细菌CO2二氧化碳的循环过程和途径（Tissot，1978）第二章生物的化学组成及沉积有机质一、生物圈的演变二、有机碳的地球化学循环三、生物有机质的化学组成四、沉积有机质的形成五、沉积有机质的埋藏与演化三、生物有机质的化学组成生物体是沉积有机质的原始母质生物植物动物微生物生物体生物化学组成主要次要蛋白质脂类碳水化合物核酸酶木质素色素维生素丹宁与树脂碳水化合物——又称糖类。分子通式——Cn(H2O)n。它是含多羟基的醛类或酮类以及由它们聚合而成的高

6、分子化合物。其基本的组成单元为：葡萄糖。碳水化合物是分布极广的有机物，是光合作用的产物，它将太阳能储存于生物体内，为生物的生命活动提供了基本能量，构成某些动植物的支撑组织。动物糖细菌植物糖占干重的80%糖占干重的10~30%动物器官：糖占干重的2%1、碳水化合物OHOHOHHOHHHHHOCH2OH糖单糖低聚糖(2~10单糖分子)多糖（10个以上）地球化学意义单糖低聚糖多糖易溶于水，地质体中保存甚微。上千个单糖以糖苷键的形式相连成高聚体。不易溶于水。植物的骨架—（半）纤维素最具地球化学意义多糖昆虫的甲壳、植物的树胶等植物储存的养分—淀粉动物体内储存的养分—糖原纤维素是一种复杂的多糖，其分

7、子量在50000~400000之间。占植物界含碳量的50%以上。棉花（90%以上）几丁质甲壳质纤维素不溶于水。葡萄糖酸、微生物酶作用发生水解Cx(H2O)y纤维素纤维素糊精纤维式糖水解水解水解纤维素OHOHOHHOHHHHHOCH2OH葡萄糖淀粉的结构糖单糖低聚糖(2~10单糖分子)多糖（10个以上）地球化学意义单糖低聚糖多糖易溶于水，地质体中保存甚微。上千个单糖以糖苷键的形式相连成高聚体。不易溶于水。植物的骨架—（半）纤维素最具地