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1、1.018/7.30J2003秋季生态学基础第2讲碳和能量转化下一讲的阅读资料：£KrebsChapter25:EcosystemMetabolismI:PrimaryProductivity£Luria.1975.Overviewofphotosynthesis.(H,W)£Stowe,S.2003.Whenswansinspirenotaballet,butabattle.NYTimes.September3.(H,W)£Kaiser,J.1995.Candeepbacterialiveonnothingbutrocksandwater
2、?Science.270:377.(L)£Stevens,TOandJPMcKinley.1995.Lithoautotrophicmicrobialecosystemsindeepbasaltaquifers.Science.270:450.(L)£Pace,N.1997.Amolecularviewofmicrobialdiversityandthebiosphere.Science.276:734.(L)£Newman,DKandJFBanfield.2002.Geomicrobiology:Howmolecular-scaleint
3、eractionsunderpinbiogeochemicalsystems.Science.296:1071.(L)£Sarbu,Setal.1996.Achemoautotrophically-basedcaveecosystem.Science.272:1953.(L)“大自然自身已经解决了如何在有效范围内捕捉照射到地球上的光线并把所有能量中最难以捕捉的能量以稳定的形式储存下来。”Mayer,1842,discoveredlawofconservationofenergy今天的提要：I.进化II.自养A.光合作用B.细菌的光合作用C.
4、化学合成作用III.异养A.有氧呼吸B.发酵C.无氧呼吸主要问题：生物体如何获取生长和发挥功能所需的碳和能量？I.进化关于世界的旧的观点：5界关于生命的新观点的发展新的基因鉴定技术(20世纪70年代CWoese)三界“生命树”：真细菌，古细菌，真核生物T热水的出口和温泉基因型而非表现型的分类基于SSUrRNA序列的普遍的系统发生树代表所有已知的系统发生区64个rRNA序列排成线性矩阵，通过FASTDNAML方法进行序列比对产生一个发生树。这样产生的发生树又经过了修改，通过修剪掉一些谱系和调整分支点融入了其他分析的结果，从而产生了所示的复合发
5、生树。比例条对应的是每个核苷酸0.1变化。(Pace,N.1997.Science.276:734-740)现在：化石碳的释放恐龙后生动物现代真核生物藏陆地起源红床臭氧层的发生埋年碳亿需氧光合菌水生起源带状铁形成十（蓝藻）原核生物古细菌真核生物今厌氧光合菌大气中O2的真细菌距（光合细菌）百分数%生命起源—38亿年前化学进化光化学合成地球形成—45亿年前图2.改编自BrockandMadigan,BiologyofMicroorganisms。生物进化中的主要里程碑。生命的基本图解：CHO2和O2自养生物异养生物自身提供营养从外界获取营养CO
6、B2B和HOB2BII.自养生物这些自养生物从太阳（光合自养生物）或还原态的无机化合物(化能自养生物)获取能量。它们从CO2.获取碳。这些生物体进行两个反应。第一个反应产生ATP*和NADPH**，提供储存的能量和还原力。对光合生物来说，这个反应就是Hill反应。第二个反应，即卡尔文循环，是所有的自养生物共有的，就是利用储存的能量和还原力把CO2转化成CH2O(糖)。A.光合作用（需氧）谁？植物，蓝细菌，真核藻类能量来源？阳光电子供体？H2O场所？有氧气和光照的环境里B.细菌的光合作用（厌氧）谁？细菌(如紫色硫磺细菌)C源?CO2能量来源?
7、阳光电子供体？H2S场所？在无氧和光照的环境里C.化学合成作用谁？化能自养细菌（chemoautotrophicbacteria，亦称chemolithoautotrophs）C源？CO2+2+能量来源？还原态的无机化合物（CH4,NH4,H2S,Fe）电子供体？还原态的无机化合物场所？在少氧或无氧，黑暗的环境里硫磺氧化细菌：甲烷细菌：（甲烷）硝化细菌：铁氧化细菌：*ATP=三磷酸腺苷。(ADP=二磷酸腺苷)**NADPH=烟酰胺腺嘌啉二核苷酸磷酸III.异养这些生物体（由别的生物提供营养）从还原态的有机物中获取能量和碳。产生的ATP和NA
8、DH***可被其它地方的细胞利用。A.有氧呼吸谁？需氧的真核生物和原核生物C源？CH2O能量来源？CH2O电子受体？O2场所？有氧的环境里这些反应基本上是卡尔文循环的逆反应。O2
