《环境生物化学》PPT课件
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环境生物化学基础糖代谢(ppt)
1、糖蛋白 糖蛋白是糖和蛋白质的共价结合的复合糖。
一般以蛋白质成分为主，其总体性质更接近蛋 白质。
糖蛋白可分为O – 型糖蛋白和N – 型糖蛋白。
GalNAc
HOCH2 O
糖链
O
CO
O CH2 CH Ser
NH
NH
CO CH3
多肽链
A
糖链
O
GlcNAc Asn
CH2
O
CO
O HN C CH2 CH
单糖是糖类中最简单的一种，是构成寡糖和 多糖的基本单位，不能再水解成更小分子的糖。
分为丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖。
CHO H C OH HO C H H C OH H C OH
CH2OH
CH2OH CO HO C H H C OH H C OH CH2OH
CHO H C OH HO C H HO C H H C OH
HOCH2 O
HOCH2 O
非 还 原 端 O
O - 1,4
O 还 原 端
支链淀粉是带有分支的淀粉。相对分子质量比 直链淀粉大，在100 000～1 000 000之间。 支链淀粉的分支长度平均为24～32个葡萄糖残 基，支链数目可达50～70个。每条支链和主链 都是以α（1→4）糖苷键连结的，仅仅是支链 和主链之间连接点由α（1→6）糖苷键连结。 支链淀粉遇碘显紫色或紫红色。
CH2OH
CHO HO C H HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D- 葡萄糖（醛糖） D- 果糖（酮糖） D- 半乳糖（醛糖） D- 甘露糖（醛糖）
葡萄糖是醛糖的典型代表，而果糖是酮糖 的重要代表。在水溶液中糖具有变旋现象，因 为链状结构形成了环状结构。以下是这些糖环 状结构的对比，为了简化表示，“—”代表羟 基。
一般以蛋白质成分为主，其总体性质更接近蛋 白质。
糖蛋白可分为O – 型糖蛋白和N – 型糖蛋白。
GalNAc
HOCH2 O
糖链
O
CO
O CH2 CH Ser
NH
NH
CO CH3
多肽链
A
糖链
O
GlcNAc Asn
CH2
O
CO
O HN C CH2 CH
单糖是糖类中最简单的一种，是构成寡糖和 多糖的基本单位，不能再水解成更小分子的糖。
分为丙糖、丁糖、戊糖、已糖和庚糖。
CHO H C OH HO C H H C OH H C OH
CH2OH
CH2OH CO HO C H H C OH H C OH CH2OH
CHO H C OH HO C H HO C H H C OH
HOCH2 O
HOCH2 O
非 还 原 端 O
O - 1,4
O 还 原 端
支链淀粉是带有分支的淀粉。相对分子质量比 直链淀粉大，在100 000～1 000 000之间。 支链淀粉的分支长度平均为24～32个葡萄糖残 基，支链数目可达50～70个。每条支链和主链 都是以α（1→4）糖苷键连结的，仅仅是支链 和主链之间连接点由α（1→6）糖苷键连结。 支链淀粉遇碘显紫色或紫红色。
CH2OH
CHO HO C H HO C H
H C OH H C OH
CH2OH
D- 葡萄糖（醛糖） D- 果糖（酮糖） D- 半乳糖（醛糖） D- 甘露糖（醛糖）
葡萄糖是醛糖的典型代表，而果糖是酮糖 的重要代表。在水溶液中糖具有变旋现象，因 为链状结构形成了环状结构。以下是这些糖环 状结构的对比，为了简化表示，“—”代表羟 基。
《环境生物化学》课件
温度、压力、光照、pH值 、氧化还原电位等环境因 素对化学物质的物理和化 学转化有重要影响。
化学物质的环境归趋
迁移
化学物质在环境中从一个地方移动到另一个 地方的过程。
富集
化学物质在生物体内或某些环境介质中聚集 的过程。
降解
化学物质在环境中被微生物或光解等作用分 解为更小的、无害的物质的过程。
持久性
生态修复与重建
01
总结词
运用环境生物化学技术，恢复受损生态系统，提高生态服务功能。
02 03
详细描述
针对土壤污染、水体富营养化等问题，采取相应措施改善生态环境质量 。例如，通过植物修复技术净化土壤、水体，通过生态工程重建湿地生 态系统等。
实例
利用植物吸收重金属，恢复矿区土壤生态等。
环境污染的预防与预警
处理方法
沉淀法、化学还原法、离子交 换法等。
放射性物质
定义
放射性物质是指能够自 发地放出射线的天然或 人工核素，如铀、钚、
铯等。
来源
主要来源于核燃料生产 、核反应堆运行和核废
料处理等。
影响
对环境和生物体产生辐 射危害，如遗传突变、
癌症等。
处理方法
储存、固化、深埋等。
04
环境生物对化学物质的响应
生物对化学物质的吸收和代谢
吸收
生物通过皮肤、呼吸和食物等途径吸收化学物质 。
代谢
生物体内的酶和代谢途径将化学物质转化为其他 物质，以适应生理需求或排除体外。
影响因素
生物种类、化学物质性质、暴露时间和浓度等。
化学物质对生物的毒性作用
急性毒性
短时间内大量接触化学物质导致的生物死亡 或异常行为。
致癌性
某些化学物质可能导致生物发生癌症。
化学物质的环境归趋
迁移
化学物质在环境中从一个地方移动到另一个 地方的过程。
富集
化学物质在生物体内或某些环境介质中聚集 的过程。
降解
化学物质在环境中被微生物或光解等作用分 解为更小的、无害的物质的过程。
持久性
生态修复与重建
01
总结词
运用环境生物化学技术，恢复受损生态系统，提高生态服务功能。
02 03
详细描述
针对土壤污染、水体富营养化等问题，采取相应措施改善生态环境质量 。例如，通过植物修复技术净化土壤、水体，通过生态工程重建湿地生 态系统等。
实例
利用植物吸收重金属，恢复矿区土壤生态等。
环境污染的预防与预警
处理方法
沉淀法、化学还原法、离子交 换法等。
放射性物质
定义
放射性物质是指能够自 发地放出射线的天然或 人工核素，如铀、钚、
铯等。
来源
主要来源于核燃料生产 、核反应堆运行和核废
料处理等。
影响
对环境和生物体产生辐 射危害，如遗传突变、
癌症等。
处理方法
储存、固化、深埋等。
04
环境生物对化学物质的响应
生物对化学物质的吸收和代谢
吸收
生物通过皮肤、呼吸和食物等途径吸收化学物质 。
代谢
生物体内的酶和代谢途径将化学物质转化为其他 物质，以适应生理需求或排除体外。
影响因素
生物种类、化学物质性质、暴露时间和浓度等。
化学物质对生物的毒性作用
急性毒性
短时间内大量接触化学物质导致的生物死亡 或异常行为。
致癌性
某些化学物质可能导致生物发生癌症。
《环境生物》PPT课件
载体：琼脂、琼脂糖、海藻酸钠、角叉菜胶、明胶、聚丙烯 酰胺……
（1）凝胶包埋法： 以各种多孔凝胶为载体，将酶、细胞或原生质
体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。
（2）半透膜包埋法
将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固 定化酶.
制备方法：
酶， 水， 乙二胺
癸二酰氯+氯仿 包埋法 优点：结合力劳、活力回收高、底物专一性不变。
3.2.1 酶的固定化
1、为什么开展酶的固定化技术？
游离酶的一些不足之处： （1）酶的稳定性较差 （2）酶的一次性使用 （3）产物的分离纯化较困难
2、什么是固定化酶？ 水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术
水不溶性酶 （固定化酶）
固定化酶是被固定在某一有限空间内不再能自由 流动而仍有催化活性的酶。
固定化酶是20世纪50年代发展起来的一项 技术
1969年固定化氨基酸酸化酶在工业生产中 被正式应用
1971年的第一届国际酶工程会议上，正式 采用固定化酶
3、固定化酶的优点和缺点
优点： —易于将酶与底物及产物分离，因而产物相对容易提纯； —酶能够重复利用，使用效率提高，成本低； —大多数情况下可以提高酶的稳定性； —可以增加产物的收率，提高产物质量； —有利于实现管道化、连续化以及自动化操作，易于与各
3.酶化学修饰的原理 1)如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性
修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交 联。使酶的天然构象产生“刚性”结构。
2)如何保护酶活性部位与抗抑制剂 大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电 斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
3)如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶
1.2 国内外生物化工现状：
（1）凝胶包埋法： 以各种多孔凝胶为载体，将酶、细胞或原生质
体包埋在凝胶的微孔内的固定化方法。
（2）半透膜包埋法
将酶包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内，制成固 定化酶.
制备方法：
酶， 水， 乙二胺
癸二酰氯+氯仿 包埋法 优点：结合力劳、活力回收高、底物专一性不变。
3.2.1 酶的固定化
1、为什么开展酶的固定化技术？
游离酶的一些不足之处： （1）酶的稳定性较差 （2）酶的一次性使用 （3）产物的分离纯化较困难
2、什么是固定化酶？ 水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术
水不溶性酶 （固定化酶）
固定化酶是被固定在某一有限空间内不再能自由 流动而仍有催化活性的酶。
固定化酶是20世纪50年代发展起来的一项 技术
1969年固定化氨基酸酸化酶在工业生产中 被正式应用
1971年的第一届国际酶工程会议上，正式 采用固定化酶
3、固定化酶的优点和缺点
优点： —易于将酶与底物及产物分离，因而产物相对容易提纯； —酶能够重复利用，使用效率提高，成本低； —大多数情况下可以提高酶的稳定性； —可以增加产物的收率，提高产物质量； —有利于实现管道化、连续化以及自动化操作，易于与各
3.酶化学修饰的原理 1)如何增强酶天然构象的稳定性与耐热性
修饰剂分子存在多个反应基团，可与酶形成多点交 联。使酶的天然构象产生“刚性”结构。
2)如何保护酶活性部位与抗抑制剂 大分子修饰剂与酶结合后，产生的空间障碍或静电 斥力阻挡抑制剂，“遮盖”了酶的活性部位。
3)如何维持酶功能结构的完整性与抗蛋白水解酶
1.2 国内外生物化工现状：
环境生物学化学方程式PPT课件
排出体外
外源性化合物
过程Ⅰ（相Ⅰ反应）
一级代谢物
毒害作用
过程Ⅱ（相Ⅱ反应）
结合产物
生物转化过程示意图
-
1
RH(污染物）
混合功能氧化酶系
ROH（氧化产物）
O2
NADPH2
NADP
H2O
-
2
CH3 CH3 CH3 CH3
N
N
O3 CH3 CH3
八甲磷
CH3 CH3 CH3 CH2OH
MFO
Cl CH CH2 O
环氧氯乙烯
-
7
R S R' 硫醚
O R S R'
亚砜
O R S R'
O 砜
-
8
O
C2H5O P C2H5O
S-氧化 O CH2CH2SC2H5
内吸磷
O
C2H5O P C2H5O
O O CH2CH2SC2H5 亚砜型内吸磷
C2H5O C2H5O
O
O
P O CH2CH2SC2H5
RCNS
腈和硫
RSCN
硫代氰酸酯
-
22
UDPGA+
葡萄糖酸基转移酶 OH
UDP+
OGA
（酚）
（苯葡萄醛酸苷）
-
23
OH
PAPS +
硫酸基转移酶 CH3
CH3 (3，4-二甲基酚)
OSO3H
PAP + CH3
CH3 （3,4,-二甲基酚硫酸）
-
24
SAM +
N
去甲烟碱
甲基转移酶 SA同型半胱氨酸 +
N
N
外源性化合物
过程Ⅰ（相Ⅰ反应）
一级代谢物
毒害作用
过程Ⅱ（相Ⅱ反应）
结合产物
生物转化过程示意图
-
1
RH(污染物）
混合功能氧化酶系
ROH（氧化产物）
O2
NADPH2
NADP
H2O
-
2
CH3 CH3 CH3 CH3
N
N
O3 CH3 CH3
八甲磷
CH3 CH3 CH3 CH2OH
MFO
Cl CH CH2 O
环氧氯乙烯
-
7
R S R' 硫醚
O R S R'
亚砜
O R S R'
O 砜
-
8
O
C2H5O P C2H5O
S-氧化 O CH2CH2SC2H5
内吸磷
O
C2H5O P C2H5O
O O CH2CH2SC2H5 亚砜型内吸磷
C2H5O C2H5O
O
O
P O CH2CH2SC2H5
RCNS
腈和硫
RSCN
硫代氰酸酯
-
22
UDPGA+
葡萄糖酸基转移酶 OH
UDP+
OGA
（酚）
（苯葡萄醛酸苷）
-
23
OH
PAPS +
硫酸基转移酶 CH3
CH3 (3，4-二甲基酚)
OSO3H
PAP + CH3
CH3 （3,4,-二甲基酚硫酸）
-
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SAM +
N
去甲烟碱
甲基转移酶 SA同型半胱氨酸 +
N
N
环境生物化学教案
环境生物化学教案第一章绪论第一节概述一、生物化学的概念与涵义（幻灯ppt）概念：生物化学是生物学和化学交叉产生的边缘学科。
这是一门以化学理论和方法为主要手段（而非唯一手段）研究生物学的科学。
因此，他也被称为生命的化学。
因此，要学好生物化学，我们必须具备各种化学基础知识。
涵义：更具体来说是以生物体为对象，研究生命化学本质及其变化规律，通过对这些规律的了解来探索生长、发育、衰老、遗传、学习、记忆思维及其疾病的产生根源等复杂生命现象的本质及其规律。
并将这些知识应用于工、农、医等实践领域以期改造自然，改善自己，增强生命力，创造人与自然的和谐与发展的社会环境，造福于子孙万代。
分支：生物化学从不同角度研究，又产生出许多分支。
（幻灯ppt）由于研究对象不同，分为普通生物化学。
我们所研究的就是普通生物化学的课程所涉及的问题。
二、生物化学的研究内容：（幻灯ppt）静态生物化学：顾名思义，指身体的化学成分、结构、性质和功能。
动态生化：体内各种物质的化学变化及与外界进行信息物质和能量变换。
功能生物化学：重要生命物质的结构和功能之间的关系，环境对身体的影响，并在分子水平上阐明生命现象的机制和规律。
第二节生物化学与其他生命科学的关系一、生物化学是分子水平的生物学（幻灯ppt）从生物学的发展史来看，人们对生物体（生命现象）的理解是从宏观到微观，从形态结构到生理功能。
来自器官（如眼睛、心脏和大脑）→ 组织（细胞类型和器官的形态连接）→ 细胞（有机体的基本功能单位）→ 细胞结构→ 分子水平（细胞的物质结构）→元素（超分子结构、大分子和小分子）图册生物化学的发展历程：19世纪末以前，人们主要是通过生物体内的化学变化来认识生物体的生理机能。
到了19世纪末期至20世纪初期，生物化学才成为一门独立的学科。
40年代末50年代初，随着对量的质、酶、核酸、糖类、脂类等生物大分子结构、性质、功能和代谢的初步探明，越来越多的科学工作者被吸引着，起来越广的学科向其靠拢，使生物化学跨入了突飞猛进的发展时代。
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❖ 群落（Community）
在一定的自然区域内，许多不同种群生物的总和叫群落，或简单 的说：不同种群的生物生活在一个环境中构成群落。如一片森林、草原、 或农田中的所有不同种群生物的总和，都叫生物群落。
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10
❖ 生态系统（Ecosystem）
任何一个生物群落与周围非生物环境（水、大气、土壤等）的 综合体就是生态系统。但一个种群与其周围环境也可构成简单的生态 系统。
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8
生态系统
生态系统的概念
生态系统的概念是英国植物群落学家坦斯莱（Tansley）在20世 纪30年代首先提出，到20世纪50年代得到广泛传播，20世纪60年代后 逐渐成为生态学研究的中心。
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9
❖ 种群（Population）
种群是組成同一种生物的不同个体在特定环境空間內的集群。因 此，在一定地段上群落中的一个种的所有个体就是一个种群。在自然界 中，种群是物種存在的基本单位，是生物群落或生态系統的基本組成部 分
生态系统可大可小，小到一滴含有微生物的天然水，大到整个生 物圈，整个生物圈是最大的生态系统。
生态系统是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用，相互制 约，不断演变，达到动态平衡，相对稳定的统一整体，是具有一定结 构与功能的单位。
编辑ppt
11
生态系统是自然界的划分单位，大系统又可分为若干亚系统或子系 统，具有明显的层次性。 例如，生态系统可分为农业生态系统和城市生态系统。 农业生态系统又可分为农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统等。 农田生态系统又可分为植物生态系统和土壤生态系统。 土壤生态系统又可分为土壤动物生态系统、土壤微生物生态系统、土壤 植物根区微环境生态系统等。
Environmental Biochemistry
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1
Beautiful natural world
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2
生物环境、生态圈与生态系统 生物的组成与微生物的生理特征
污染物质在生物体内的转运
污染物质的毒性
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返回 3
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4
生物环境
自然界中的生物，包括植物、动物、微生物等有生命的机体，构成了 人类生存的生物环境。
生物环境是自然环境要素中的重要组成部分，它为人类提供了食物来 源，通过绿色植物的光合作用将CO2和H2O固定为糖类等有机物；又通过 动、植物的呼吸作用将这些有机物的化学键断裂，将植物体内的储藏能量 转变为人体或生物体内的储存能量；此外，通过微生物的作用可以将生物 残体和排泄物分解成无机物返回自然界完成了碳循环、氮循环、硫循环、 磷循环等。
（3）分解者：主要指依靠分解有机质维持生命的微生物群。他们是使 自然生态系统中各种物质与元素得以周而复始的循环利用的重要途径。
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14
编辑ppt
15
在正常情况下，生态系统中各组成之间保持着一种相对的平衡状态， 即生态平衡，系统中的能量与物质流较长时期的保持稳定。当然，这种 平衡是相对的、暂时的、不稳定的动态平衡。
• 生物圈是指地球上有生命活动的范围及其生存环境的整体。其范围的
上限可达15km~20km高空，其下限可达海平面以下10km~11km海洋
深处。陆地上的油井钻孔深达7.5km处仍发现有细菌生存。但绝大部
分生物通常生存于地球陆地上和海面之下各约100m厚的范围内 。
编辑ppt
6
1.生物圈的形成是生物界和水圈、大气圈及岩石（土壤圈）长期相互作用 的结果。作为地球外套的生物圈，它之所以能够存在，是因为具备了下列 几个条件：
5. ④生物圈内提供了生命活动所需的氧气、CO2以及氮、磷、钾、钙、
镁、硫、铁等矿质营养元素。 编辑ppt
7
综上所述，在地球上有生命存在的地方均属生物圈。
构成生物圈的生物，即包括人类在内的所有动物、植物和微生物,他们 不断地与环境进行物质循环与能量交换。
在当今环境污染问题越来越严重的情况下，人类与生物圈的相互关系 问题也越来越引起人们的关注。
为了保持生态平衡，必须遵守系统的能流与物流的输入与输出的等量 原则（输入与输出平衡）。
生态结构越复杂，生态平衡越稳定，抵抗外源物的干扰（如污染物的 输入）能力越强。
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16
食物链（网）与营养级
（1）食物链
生态系统中，由食物关系把多种生物连接起来，一种生物以另一种生 物为食；另一种生物再以第三者生物为食……彼此形成了一个事物关系联 接起来的链锁关系称为食物链。例如：一个小池塘中水生生物之间构成的 生态系统和食物链，以及其中能量和物质的流动情况见图1。
因此，生物环境是维持人类生态系统和整个地球自然生态平衡不可缺
少的环境要素。
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5
生物圈
• 地球上自有生物出现以来，它的发展便进入了新的更高级阶段，这是 因为生物在地球物质循环和能量交换过程中起特殊重要的作用。
• 生物圈的概念是奥地利地质学家休斯（Eduard Suess）在1875年提出 来的，但直到1926年前苏联地球化学家维尔纳茨基所做的“生物圈” 的报告之后，才引起人们的注意。现代对生物圈的理解仍是当时维尔 纳茨基的概念。
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12
生态系统的组成
• 生态系统是由生物群落和非生物环境-阳光、空气、水、土壤、矿物 养分等所组成的。生态系统中的生物部分，根据其在系统中物质与 能量迁移转化中的作用不同，又可分为三个机能群：
（1）第一性生产者：主要指绿色植物。即含有叶绿素能利用太 阳辐射和光能合成有机体的植物，包括某些海藻类在内。没有第一 性生产者有机体，任何生态系统都不会有能流和物流组成食物链。 因此，第一性生产者是生态系统的基石。
2. ①这里可以获得来自太阳的充足的光能。一切生命活动都需要能量， 而这些能量的根本来源正是太阳能；
3. ②这里有可被生物利用的大量液态水，几乎所有的生物体都含有大 量的水分，没有水就没有生命；
4. ③生物圈内有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物 质存在着气Байду номын сангаас、固态、液态三种物态变化，这也是生命活动的必要前提；
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13
（2）消费者：即以生物有机体为食的各类异养性生物，主要包括各 类动物（草食动物和肉食动物），人类也是消费者。按照消费者在食物链 中所处的位置，又可分为：一级消费者（草食动物）、二级消费者（以草 食动物为食的肉食动物）和三级消费者（以二级消费者为食的肉食动物）。 人类为最高级的消费者。
在一定的自然区域内，许多不同种群生物的总和叫群落，或简单 的说：不同种群的生物生活在一个环境中构成群落。如一片森林、草原、 或农田中的所有不同种群生物的总和，都叫生物群落。
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❖ 生态系统（Ecosystem）
任何一个生物群落与周围非生物环境（水、大气、土壤等）的 综合体就是生态系统。但一个种群与其周围环境也可构成简单的生态 系统。
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8
生态系统
生态系统的概念
生态系统的概念是英国植物群落学家坦斯莱（Tansley）在20世 纪30年代首先提出，到20世纪50年代得到广泛传播，20世纪60年代后 逐渐成为生态学研究的中心。
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9
❖ 种群（Population）
种群是組成同一种生物的不同个体在特定环境空間內的集群。因 此，在一定地段上群落中的一个种的所有个体就是一个种群。在自然界 中，种群是物種存在的基本单位，是生物群落或生态系統的基本組成部 分
生态系统可大可小，小到一滴含有微生物的天然水，大到整个生 物圈，整个生物圈是最大的生态系统。
生态系统是自然界一定空间的生物与环境之间相互作用，相互制 约，不断演变，达到动态平衡，相对稳定的统一整体，是具有一定结 构与功能的单位。
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生态系统是自然界的划分单位，大系统又可分为若干亚系统或子系 统，具有明显的层次性。 例如，生态系统可分为农业生态系统和城市生态系统。 农业生态系统又可分为农田生态系统、森林生态系统、草原生态系统等。 农田生态系统又可分为植物生态系统和土壤生态系统。 土壤生态系统又可分为土壤动物生态系统、土壤微生物生态系统、土壤 植物根区微环境生态系统等。
Environmental Biochemistry
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1
Beautiful natural world
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2
生物环境、生态圈与生态系统 生物的组成与微生物的生理特征
污染物质在生物体内的转运
污染物质的毒性
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4
生物环境
自然界中的生物，包括植物、动物、微生物等有生命的机体，构成了 人类生存的生物环境。
生物环境是自然环境要素中的重要组成部分，它为人类提供了食物来 源，通过绿色植物的光合作用将CO2和H2O固定为糖类等有机物；又通过 动、植物的呼吸作用将这些有机物的化学键断裂，将植物体内的储藏能量 转变为人体或生物体内的储存能量；此外，通过微生物的作用可以将生物 残体和排泄物分解成无机物返回自然界完成了碳循环、氮循环、硫循环、 磷循环等。
（3）分解者：主要指依靠分解有机质维持生命的微生物群。他们是使 自然生态系统中各种物质与元素得以周而复始的循环利用的重要途径。
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15
在正常情况下，生态系统中各组成之间保持着一种相对的平衡状态， 即生态平衡，系统中的能量与物质流较长时期的保持稳定。当然，这种 平衡是相对的、暂时的、不稳定的动态平衡。
• 生物圈是指地球上有生命活动的范围及其生存环境的整体。其范围的
上限可达15km~20km高空，其下限可达海平面以下10km~11km海洋
深处。陆地上的油井钻孔深达7.5km处仍发现有细菌生存。但绝大部
分生物通常生存于地球陆地上和海面之下各约100m厚的范围内 。
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1.生物圈的形成是生物界和水圈、大气圈及岩石（土壤圈）长期相互作用 的结果。作为地球外套的生物圈，它之所以能够存在，是因为具备了下列 几个条件：
5. ④生物圈内提供了生命活动所需的氧气、CO2以及氮、磷、钾、钙、
镁、硫、铁等矿质营养元素。 编辑ppt
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综上所述，在地球上有生命存在的地方均属生物圈。
构成生物圈的生物，即包括人类在内的所有动物、植物和微生物,他们 不断地与环境进行物质循环与能量交换。
在当今环境污染问题越来越严重的情况下，人类与生物圈的相互关系 问题也越来越引起人们的关注。
为了保持生态平衡，必须遵守系统的能流与物流的输入与输出的等量 原则（输入与输出平衡）。
生态结构越复杂，生态平衡越稳定，抵抗外源物的干扰（如污染物的 输入）能力越强。
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食物链（网）与营养级
（1）食物链
生态系统中，由食物关系把多种生物连接起来，一种生物以另一种生 物为食；另一种生物再以第三者生物为食……彼此形成了一个事物关系联 接起来的链锁关系称为食物链。例如：一个小池塘中水生生物之间构成的 生态系统和食物链，以及其中能量和物质的流动情况见图1。
因此，生物环境是维持人类生态系统和整个地球自然生态平衡不可缺
少的环境要素。
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5
生物圈
• 地球上自有生物出现以来，它的发展便进入了新的更高级阶段，这是 因为生物在地球物质循环和能量交换过程中起特殊重要的作用。
• 生物圈的概念是奥地利地质学家休斯（Eduard Suess）在1875年提出 来的，但直到1926年前苏联地球化学家维尔纳茨基所做的“生物圈” 的报告之后，才引起人们的注意。现代对生物圈的理解仍是当时维尔 纳茨基的概念。
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生态系统的组成
• 生态系统是由生物群落和非生物环境-阳光、空气、水、土壤、矿物 养分等所组成的。生态系统中的生物部分，根据其在系统中物质与 能量迁移转化中的作用不同，又可分为三个机能群：
（1）第一性生产者：主要指绿色植物。即含有叶绿素能利用太 阳辐射和光能合成有机体的植物，包括某些海藻类在内。没有第一 性生产者有机体，任何生态系统都不会有能流和物流组成食物链。 因此，第一性生产者是生态系统的基石。
2. ①这里可以获得来自太阳的充足的光能。一切生命活动都需要能量， 而这些能量的根本来源正是太阳能；
3. ②这里有可被生物利用的大量液态水，几乎所有的生物体都含有大 量的水分，没有水就没有生命；
4. ③生物圈内有适宜生命活动的温度条件，在此温度变化范围内的物 质存在着气Байду номын сангаас、固态、液态三种物态变化，这也是生命活动的必要前提；
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（2）消费者：即以生物有机体为食的各类异养性生物，主要包括各 类动物（草食动物和肉食动物），人类也是消费者。按照消费者在食物链 中所处的位置，又可分为：一级消费者（草食动物）、二级消费者（以草 食动物为食的肉食动物）和三级消费者（以二级消费者为食的肉食动物）。 人类为最高级的消费者。