海洋生物学ppt课件
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SO42- ＋ 2（CH2O）＋ 2H+ → H2S ＋ 2CO2 ＋ 2H2O ＋ 能量
有氧呼吸：
C6H12O6+6O2----6H2O+6CO2+能量
海洋浮游生物
海洋浮游生物 (plankton)
缺乏发达的运动器官，游泳能力微弱。悬浮在水层中常随水流移 动的海洋生物。
按营养方式分为浮游植物（phytoplanton)和浮游动物(zooplanton)。
硝化作用（nitrification） •定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而 成为硝酸态氮的过程。
•过程：（1）由亚硝化来自菌参与，铵→亚硝酸；（2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。
•意义：是自然界氮素循环中不可缺少的一环，硝化细菌利用硝化作用产
生的能量将二氧化碳和水转变成有机物的。
反硝化作用
光合细菌不氧化水生成氧气，而以其它物质（如硫化氢、硫或氢气）作为电子供体。不产 氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。
➢ 硫酸盐还原菌
➢ 硫酸盐还原菌是一类厌氧异养性细菌，无法利用氧气，虽然 氧气不会令它们死亡，却会抑制它们生长。硫酸盐还原菌可 以夺取硫酸盐（SO42－）中的氧原子，并利用它们进行一系 列与需氧呼吸作用非常类似的呼吸作用，从而将有机物氧化 而产生能量。硫酸盐呼吸作用已经成为地球上最平常的生物 无氧呼吸过程。常见硫酸盐还原菌如脱硫孤菌属等。
定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程（广义）。 狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。
大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有 机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量 CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
氨化作用（ammonnification）
定义：含氮有机物经微生物的分解产生氨的作用。
含氮有机物的种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质等。 许多好氧和一些厌氧菌都有强烈的氨化作用能力。
分解蛋白质的微生物种类：Proteus vulgaris（普通变形杆菌）， Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌），Clostridium putrificum （腐败梭菌）。
暂时性浮游生物(Tychoplankton),指一类非浮游生物仅因环境变化、 生殖等原因，有时营短期的浮游生活，如一些底栖的介形类、 糠虾类。
浮游植物
浮游植物（phytoplankton）是一个生态学概念，是指在水中营 浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包 括 蓝 藻 门 Cyanophyta 、 硅 藻 门 Bacillariophyta 、 金 藻 门 Chrysophyta 、 黄 藻 门 Xanthophyta 、 甲 藻 门 Pyrrophyta 、 隐 藻 门 Cryptophyta、裸藻门Euglenophyta和绿藻门Chlorophyta，此外 还包括原核生物的一些细菌种类。
N2
反硝化作用
许多海洋植物，细菌、 放线菌和霉菌能利用硝 酸盐做为氮素营养。
NO3-→NH4+→ 同化性硝酸还原作用
蛋白质 氨基酸 尿素
硝化作用
NH4+
氨化作用
生物固氮：据70年代中期的统计全球生物圈每年生物 固氮达1.7108吨，其中草原3.5 107吨，林地4.0 108 吨，海洋3.6 108吨，其它土壤0.6 108吨。根瘤菌属 每年可为每公顷土地固氮达250Kg。
少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同 化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
菌种：少数异养和化能自养菌。如：Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、 Ps. stutzeri（施氏假单胞菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）以及 Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉氏菌属）等。
➢ 按体形可分为大型浮游生物，小型浮游生物，微型浮游生物和 超微型浮游生物。
➢ 按生活史可分为永久性（终身）浮游生物，阶段性（半）浮游 生物和暂时性浮游生物。
永久性浮游生物(Holoplankton),终生在水中浮游,大多数浮游生物属 于此类;
阶段性浮游生物(Meroplankton),其幼体营浮游生活，成体则营底栖 生活或游泳生活；
光合细菌(简称PSB) 是地球上出现最早、自然界 中普遍存在、具有原始光能 合成体系的原核生物，是在 厌氧条件下进行不放氧光合 作用的细菌的总称，是一类 没有形成芽孢能力的革兰氏 阴性菌，因具有细菌叶绿素 和类胡萝卜素等光合色素， 而呈现一定颜色。
不产氧光合作用： CO2+H2S=(CH2O)n+H2
海洋硫循环
氧化作用 还原作用 分解作用 同化作用
光能营养菌
还原作用
在海洋硫循环中的作 用中，某些异养细菌 分解含硫蛋白类物质 时产生硫化氢；
➢ 硫细菌 在生长过程中能利用溶解的硫的化合物，从中获得能量，且能把
硫化氢氧化为硫，并再将硫氧化为硫酸盐的细菌。从名称上看，它包括了硫 氧化菌和硫酸盐还原菌，但通常仅指硫氧化菌(sulphur-oxidising bacteria)。能 氧化硫化合物的细菌。按其取得能量的途径可分为光能营养菌和化能营养菌 两种。
海洋细菌在海洋生态中的作用
➢ 海洋氮循环
海洋氮循环的基本途径与陆 地相仿,但至今尚未在海洋 中发现根瘤菌。固氮菌可以 从海洋中分离到，硝化细菌 多集中分布于海洋沉积物中。 在海水中，硝酸盐的含量随 着靠近海底沉积物的距离而 逐渐增加，因此硝化作用在 大陆架和近岸海域较为明显， 海洋中的硝酸盐主要是通过 这一途径产生。反硝化作用 在有机物来源丰富、溶解氧 浓度低的内湾和河口海域较 为强烈，反硝化细菌在一定 条件下影响海洋中可利用状 态的氮。
分解尿素的细菌：Sporosarcina ureae（脲芽孢八叠球菌）和 Bacillus pasteurii（巴氏芽孢杆菌）。
分解几丁质的细菌：Bacterium chitinophilum（嗜几丁杆菌）等。
意义：含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物利用。产生的
氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被转变成硝酸盐。
有氧呼吸：
C6H12O6+6O2----6H2O+6CO2+能量
海洋浮游生物
海洋浮游生物 (plankton)
缺乏发达的运动器官，游泳能力微弱。悬浮在水层中常随水流移 动的海洋生物。
按营养方式分为浮游植物（phytoplanton)和浮游动物(zooplanton)。
硝化作用（nitrification） •定义：土壤或水体中的氨态氮经化能自养菌的氧化而 成为硝酸态氮的过程。
•过程：（1）由亚硝化来自菌参与，铵→亚硝酸；（2）由硝化细菌参与，亚硝酸→硝酸。
•意义：是自然界氮素循环中不可缺少的一环，硝化细菌利用硝化作用产
生的能量将二氧化碳和水转变成有机物的。
反硝化作用
光合细菌不氧化水生成氧气，而以其它物质（如硫化氢、硫或氢气）作为电子供体。不产 氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。
➢ 硫酸盐还原菌
➢ 硫酸盐还原菌是一类厌氧异养性细菌，无法利用氧气，虽然 氧气不会令它们死亡，却会抑制它们生长。硫酸盐还原菌可 以夺取硫酸盐（SO42－）中的氧原子，并利用它们进行一系 列与需氧呼吸作用非常类似的呼吸作用，从而将有机物氧化 而产生能量。硫酸盐呼吸作用已经成为地球上最平常的生物 无氧呼吸过程。常见硫酸盐还原菌如脱硫孤菌属等。
定义：由硝酸盐还原成NO2–并进一步还原成N2的过程（广义）。 狭义的反硝化作用仅指由亚硝酸还原成N2的过程。
大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有 机物为氮源和能源，进行无氧呼吸，其生化过程可用下式表示：
C6H12O6+12NO3-→6H2O+6CO2+12NO2-+能量 CH3COOH+8NO3-→6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能量
氨化作用（ammonnification）
定义：含氮有机物经微生物的分解产生氨的作用。
含氮有机物的种类：蛋白质、尿素、尿酸、几丁质等。 许多好氧和一些厌氧菌都有强烈的氨化作用能力。
分解蛋白质的微生物种类：Proteus vulgaris（普通变形杆菌）， Bacillus megaterium（巨大芽孢杆菌），Clostridium putrificum （腐败梭菌）。
暂时性浮游生物(Tychoplankton),指一类非浮游生物仅因环境变化、 生殖等原因，有时营短期的浮游生活，如一些底栖的介形类、 糠虾类。
浮游植物
浮游植物（phytoplankton）是一个生态学概念，是指在水中营 浮游生活的微小植物，通常浮游植物就是指浮游藻类，主要包 括 蓝 藻 门 Cyanophyta 、 硅 藻 门 Bacillariophyta 、 金 藻 门 Chrysophyta 、 黄 藻 门 Xanthophyta 、 甲 藻 门 Pyrrophyta 、 隐 藻 门 Cryptophyta、裸藻门Euglenophyta和绿藻门Chlorophyta，此外 还包括原核生物的一些细菌种类。
N2
反硝化作用
许多海洋植物，细菌、 放线菌和霉菌能利用硝 酸盐做为氮素营养。
NO3-→NH4+→ 同化性硝酸还原作用
蛋白质 氨基酸 尿素
硝化作用
NH4+
氨化作用
生物固氮：据70年代中期的统计全球生物圈每年生物 固氮达1.7108吨，其中草原3.5 107吨，林地4.0 108 吨，海洋3.6 108吨，其它土壤0.6 108吨。根瘤菌属 每年可为每公顷土地固氮达250Kg。
少数反硝化细菌为自养菌，如脱氮硫杆菌，它们氧化硫或硝酸盐获得能量，同 化二氧化碳，以硝酸盐为呼吸作用的最终电子受体。
5S+6KNO3+2H2O→3N2+K2SO4+4KHSO4
菌种：少数异养和化能自养菌。如：Pseudomonas aeruginosa（铜绿假单胞菌）、 Ps. stutzeri（施氏假单胞菌）、Thiobacillus denitrificans（脱氮硫杆菌）以及 Spirillum（螺菌属）和Moraxella（莫拉氏菌属）等。
➢ 按体形可分为大型浮游生物，小型浮游生物，微型浮游生物和 超微型浮游生物。
➢ 按生活史可分为永久性（终身）浮游生物，阶段性（半）浮游 生物和暂时性浮游生物。
永久性浮游生物(Holoplankton),终生在水中浮游,大多数浮游生物属 于此类;
阶段性浮游生物(Meroplankton),其幼体营浮游生活，成体则营底栖 生活或游泳生活；
光合细菌(简称PSB) 是地球上出现最早、自然界 中普遍存在、具有原始光能 合成体系的原核生物，是在 厌氧条件下进行不放氧光合 作用的细菌的总称，是一类 没有形成芽孢能力的革兰氏 阴性菌，因具有细菌叶绿素 和类胡萝卜素等光合色素， 而呈现一定颜色。
不产氧光合作用： CO2+H2S=(CH2O)n+H2
海洋硫循环
氧化作用 还原作用 分解作用 同化作用
光能营养菌
还原作用
在海洋硫循环中的作 用中，某些异养细菌 分解含硫蛋白类物质 时产生硫化氢；
➢ 硫细菌 在生长过程中能利用溶解的硫的化合物，从中获得能量，且能把
硫化氢氧化为硫，并再将硫氧化为硫酸盐的细菌。从名称上看，它包括了硫 氧化菌和硫酸盐还原菌，但通常仅指硫氧化菌(sulphur-oxidising bacteria)。能 氧化硫化合物的细菌。按其取得能量的途径可分为光能营养菌和化能营养菌 两种。
海洋细菌在海洋生态中的作用
➢ 海洋氮循环
海洋氮循环的基本途径与陆 地相仿,但至今尚未在海洋 中发现根瘤菌。固氮菌可以 从海洋中分离到，硝化细菌 多集中分布于海洋沉积物中。 在海水中，硝酸盐的含量随 着靠近海底沉积物的距离而 逐渐增加，因此硝化作用在 大陆架和近岸海域较为明显， 海洋中的硝酸盐主要是通过 这一途径产生。反硝化作用 在有机物来源丰富、溶解氧 浓度低的内湾和河口海域较 为强烈，反硝化细菌在一定 条件下影响海洋中可利用状 态的氮。
分解尿素的细菌：Sporosarcina ureae（脲芽孢八叠球菌）和 Bacillus pasteurii（巴氏芽孢杆菌）。
分解几丁质的细菌：Bacterium chitinophilum（嗜几丁杆菌）等。
意义：含氮有机物必须经过微生物降解才能被植物利用。产生的
氨，一部分供微生物或植物同化，一部分被转变成硝酸盐。