氮循环化能合成作用

第三课时第三课时1一、化能合成作用一、化能合成作用 自然界中存在某些微生物，它们能以自然界中存在某些微生物，它们能以二氧化碳二氧化碳为主为主要要碳源碳源，以，以无机含氮化合物无机含氮化合物为为氮源氮源，合成细胞物质，并，合成细胞物质，并通过氧化外界通过氧化外界无机物无机物获得生长所需要的获得生长所需要的能量能量。这些微生。这些微生物进行的营养方式称为化能合成作用物进行的营养方式称为化能合成作用。例如例如硝化细菌硝化细菌（亚硝化菌和硝化菌）。利用（亚硝化菌和硝化菌）。利用NHNH3 3和和HNOHNO2 2氧化所释放的氧化所释放的能量能量合成合成有机物有机物。2微生物种类微生物种类 硝化细菌硝化细菌2NH3+3O2+亚硝化细菌亚硝化细菌=2HNO2+2H2O+能量能量(1)2HNO2+O2+硝化细菌硝化细菌=2HNO3+能量能量(2)6CO2+6H2O+能量能量(1)(2)酶酶=C6H12O6+6O2 23硫细菌硫细菌 能够氧化能够氧化H2S，把，把S积累在体内。如果环境中缺积累在体内。如果环境中缺少少H2S，这类细菌就把体内的，这类细菌就把体内的S氧化成硫酸，氧化氧化成硫酸，氧化过程中释放的过程中释放的能量能量可用于合成可用于合成有机物有机物。2H2S+O2+硫细菌硫细菌=2H2O+2S+能量能量(3)2S+3O2+2H2O+硫细菌硫细菌=2H2SO4+能量能量(4)6CO2+6H2O+能量能量(3)(4)酶酶=C6H12O6+6O2 24铁细菌铁细菌 能够氧化能够氧化硫酸亚铁硫酸亚铁，并利用氧化释放的，并利用氧化释放的能量能量合成合成有机物有机物。4FeSO4+2H2SO4+O2+铁细菌铁细菌=2Fe2(SO4)3+2H2O+能量能量(5)6CO2+6H2O+能量能量(5)酶酶=C6H12O6+6O2 25二、氮循环二、氮循环 氮是组成蛋白质的必需元素，存在于氮是组成蛋白质的必需元素，存在于生物体生物体、大气大气和和矿矿物物之中。在生物圈层中，活动库内的氮存在两种形式：之中。在生物圈层中，活动库内的氮存在两种形式：无机无机氮（硝酸和亚硝酸）氮（硝酸和亚硝酸）和和有机氮（氨基酸和含氮有机化合物）有机氮（氨基酸和含氮有机化合物）。储存库中的氮有储存库中的氮有两种形式两种形式，即分子，即分子氮（氮（N N2 2）和和岩石矿物中的氮岩石矿物中的氮。如果认为。如果认为大气中的氮通过氮的固定作用几乎供应了全部活动氮，而不考虑形成岩石矿物大气中的氮通过氮的固定作用几乎供应了全部活动氮，而不考虑形成岩石矿物中的氮的话，则活动库中氮的总量仅为大气储存库的中的氮的话，则活动库中氮的总量仅为大气储存库的1 120002000。大气中氮占大气组成的大气中氮占大气组成的7878，但，但N N2 2是一种惰性气体，是一种惰性气体，不能直接被大多数生物所利用。大气中的氮进入生物有机不能直接被大多数生物所利用。大气中的氮进入生物有机体内主要有体内主要有四种途径四种途径：6（1 1）生物固氮生物固氮豆科植物豆科植物和其它少数和其它少数高等植物高等植物能通过能通过根瘤根瘤菌菌固定大气中的氮，供给植物吸收。固定大气中的氮，供给植物吸收。（2 2）工业固氮工业固氮人为人为通过工业手段，将大气中的通过工业手段，将大气中的N N2 2合成合成NHNH3 3或或NHNH4+4+，即合成，即合成氮肥氮肥供植物利用。供植物利用。（3 3）岩浆固氮岩浆固氮火山喷发时，喷射出的火山喷发时，喷射出的岩浆岩浆可以固定一部可以固定一部分氮。分氮。（4 4）大气固氮大气固氮，通过雷雨天发生的，通过雷雨天发生的闪电现象闪电现象，形成，形成电离电离作用，可使作用，可使N N2 2转化成转化成硝酸盐硝酸盐并经雨水带进土壤。并经雨水带进土壤。二、氮循环二、氮循环7二、氮循环注意：固氮生物不等同于自养生物，两者分别是从注意：固氮生物不等同于自养生物，两者分别是从N N和和C C的角度考虑的的角度考虑的。8分分解解者者生生产产者者硝化硝化作用作用分分解解者者反硝化反硝化作用作用9