生物的化学组成及沉积有机质

时期，并
细菌：可能是有机质的第二大来源
遍及生物 圈的任何 地方。
以浮游植物为 食，因而浮游 动物高产期往
寒武纪以后， 以浮游动物
浮游动物（Zooplankton） ：浮游动物为主的
往紧接浮游植 物高产期而出
低等水生生物是有机质的重要来源
现。
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 高等植物：提供的有机质与细菌相当
供有机质始 终非常有限。
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
适应性强的被子植物的繁
为“裸子植物”时代，以后
衍是植物界最重要的变革。
迅速进入“被子植物”时代
浮游植物的 4个高产期：
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。
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
6CO2
6H
2O
光
叶绿素
C6
H12O6
6O2
一、 生物圈的演变 二、有有机机碳碳的的地地球球化化学学循循环环 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
有机圈及有机碳的地化循环
生物圈—— 指地球上活的生物 分布、发育的空间。
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。
有机圈的范围大于生物圈
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 三三、、生生物物有有机机质质的的化化学学组组成成 四、沉积有机质的形成 五、沉积有机质的埋藏与演化
生物体是沉积有机质的原始母质
生
植物
动物 物
微生物
碳水化合物
生
物 体
不易溶于水。
植物的骨架—（半）纤维素 最具地球化学意义
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，其分子 量在50000~400000之间。占植物界 含碳量的50%以上。棉花（90%以上）
纤维素不溶于水。
酸、微生物酶 作用发生水解
葡萄糖
昆虫的甲壳、植物的树胶等
甲壳质
几丁质
纤 维 素
脂类是构 成生物膜 的重要物 质，并为 机体的新 陈代谢提 供必要的 能量。
CH2OH O
CH2OH + HO-C-C15H31 CH2OH
甘油 棕榈酸
O CH2O-C-C15H31
O CHO-C-C15H31+H2O
O CH2O-C-C15H31
脂肪
动植物的中油脂是最重要的脂类。
油脂大量分布于动物的皮下组织、植物的 孢子、种子合果实中。细菌和藻类也含有 丰富的脂类。
动物
动物器官：糖占干重的2%
糖
植物
糖占干重的80%
细菌
糖占干重的10~30%
CH2OH
H H
OH
O OH
H
HO
H
H
OH
葡萄糖构型
糖
Cx(H2O)y
多糖பைடு நூலகம்
单糖
地
球
低聚糖
化
(2~10单糖分子) 学
意
多糖
义
（10个以上）
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。
水解
水解
纤维素
纤维素糊精 纤维式糖
水解 葡萄糖
CH2OH
H H O OH
OH H
HO
H
H OH
淀粉的结构
糖
Cx(H2O)y
多糖
单糖
地
球
低聚糖
化
(2~10单糖分子)
学
意
多糖
义
（10个以上）
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
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，其分子 量在50000~400000之间。占植物界 含碳量的50%以上。棉花（90%以上）
纤维素不溶于水。
酸、微生物酶 作用发生水解
葡萄糖
昆虫的甲壳、植物的树胶等
甲壳质
几丁质
大
分 子 量
纤维素 果胶 藻酸
OH-基
几丁质
小
动物和植物支撑组织中的大分子碳水化合物 衍生物(即纤维素、果胶、藻酸和几丁质)
CO2
生物圈
光合作用
交
植物和细菌
换 库
动物
有
死亡的 动植物细菌
机 土壤、沉积物中有机物；出 岩石圈
露、开采至地表的有机物
储
沉积岩中的有机
物、煤、干酪根等
圈
存
石油、天然气
库
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。
变质沉积岩 中的有机质
在有机圈中有机碳循环示意图
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
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
有氧呼吸比无氧 （发酵）呼吸的 效率高19倍，提 高了生物新陈代
脂类
真脂
特点
类脂 化合物
油溶性染料、萜烯类化合物、 甾化合物类及磷脂等
脂类 化合物
不溶于水
脂肪、植物油、高级脂肪酸蜡、 脂肪酸、醇类及天然蜡等
注意
易溶于乙醚、 氯仿、苯等低极性
主要
生
蛋白质 脂类
物
木质素
化
学
色素
组
次
成
要
核酸 维生素
酶 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。
谢的效能。
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。
简单
复杂
单一
多样
低级
高级
2、地史时期的沉积有机质来源
在生理方
面具有巨
大的应变 性，存在
浮游植物（phytoplankton）：可能是有机质的第一来源
于生命的
整个地史
中新世达到 高峰，其它 时期产量较
低。
晚古新世-始 新世。
晚侏罗世-白
绿 藻
垩纪，盛产
钙质、硅质
浮游生物。
前寒武纪晚 期-早泥盆世，
蓝 绿
盛产具有机
藻
壁的生物。
在地质历史中，化石浮游植物群和总浮游植物群丰度变化
第
晚第三纪
上新世 中新世
三
渐新世
纪
早第三纪
始新世
古新世
陆地植物的演化过程
第二章 生物的化学组成及沉积有机质