古菌和生物氣體

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

古菌和生物氣體之间的区别

古菌 vs. 生物氣體

古菌（Archaea，来自，意为“古代的东西”）又稱古細菌、古生菌或太古生物、古核生物，是单细胞微生物，构成生物分类的一个域，或一个界。这些微生物属于原核生物，它們與细菌有很多相似之處，即它们没有细胞核与任何其他膜结合细胞器，同時另一些特徵相似於真核生物，比如存在重复序列与核小体。 过去曾经将古菌和细菌一同归为原核生物，并将其命名为“古细菌”，但这种分类方式已过时。事实上古菌有其独特的进化历程，并与其它生命形式有显著的生化差异，所以现在将其列为三域系统中的一个域。在这个系统中，古菌、细菌与真核生物各为一个域，并进一步划分为界与门。到目前为止，古菌已被划分为公认的四个门，随着进一步研究，还可能建立更多的门类。在这些类群中，研究最深入的是泉古菌门与广古菌门。但对古菌进行分类仍然是困难的，因为绝大多数的古菌都无法在实验室中纯化培养，只能通过环境宏基因组检测来分析。 古菌和细菌的大小和形状非常相似，但少数古菌有不寻常的形状，如嗜鹽古菌拥有平面正方形的细胞。尽管看起来与细菌更相似，但古菌与真核生物的亲缘关系更为密切，特别是在一些代谢途径（如转录和转译）有关酶的相似性上。古菌还有一些性状是独一无二的，比如由依赖醚键构成的细胞膜。与真核生物相比，古菌有更多的能量来源，从熟悉的有机物糖类到氨到金属离子直到氢气。（如）可以以太阳光为能源，其它一些种类的古菌能进行；但不像蓝藻与植物，没有一种古菌能同时做到这两者而进行光合作用。古菌通过分裂、出芽、断裂来进行无性生殖，但没有发现能产生孢子的种类。 一开始，古菌被认为都是一些生活在温泉、盐湖之类极端环境的嗜极生物，但近来发现它们的栖息地其实十分广泛，从土壤、海洋、到河流湿地。它们也被发现在人类的大肠、口腔、与皮肤。尤其是在海洋中古菌特别多，一些浮游生物中的古菌可能是这个星球上数量最大的生物群体。现在，古菌被认为是地球生命的一个重要组成部分，在碳循环和氮循环中可能扮演重要的角色。目前没有已知的作为病原体或寄生虫的古菌，他们往往是偏利共生或互利共生。一个例子是，生活在人和反刍动物的肠道中帮助消化，还被用于沼气生产和污水处理。嗜极生物古菌中的酶能承受高温和有机溶剂，在被生物技术所利用。. 生物氣體（Biogas，亦稱生化氣體或生質氣體），泛指包括糞肥、污水、都市固體廢物及其他生物可降解的有機物質，在缺氧的環境下，經发酵或者無氧消化過程所產生的氣體，這些氣體主要包含甲烷及二氧化碳，視環境而定又被稱為沼氣、生物沼氣或。.

厭氧消化

厭氧消化(Anaerobic digestion)是微生物在缺乏氧氣的環境中，進行生物降解的一系列過程。National Non-Food Crops Centre.

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二氧化碳

二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳，約佔0.04％。二氧化碳略溶於水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不過每年因為人為的排放增加，比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm，為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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全球变暖

--，或稱--，指的是在一段時間中，地球的大气和海洋因溫室效應而造成溫度上升的氣候變化，為公地悲劇之一，而其所造成的效應稱之為全球变暖效应。 目前學界已有共識認為人為活動導致全球暖化是事實，「全球暖化存在，且人類活動極有可能是導致半個世紀的全球暖化現象的主要原因」這點，在學術界當中是沒有爭議且有著強烈的共識的，超過97%的氣候科學家認為「人類活動極有可能是導致近半個世紀的全球暖化現象的主要原因」。 在1906至2005年間，全球平均接近地面的大氣層溫度上升了0.74攝氏度。普遍來說，科學界發現過去50年可觀察的氣候改變的速度是過去100年的雙倍，因此推論該時期的氣候改變是由人類活動所推動。 二氧化碳和其他溫室氣體的含量不斷增加。正是全球变暖的人為因素中主要部分。據資料顯示 ，大氣中一氧化二氮（N2O)的含量比18世紀中葉（1750年）工業革命開始從275ppbv增加到310ppbv，二氧化碳（CO2）的含量從280ppmv增加到360ppmv，甲烷（CH4）從700ppbv增加到1720ppbv，這些增長趨勢主要緣于人類的活動。燃燒化石燃料、清理林木和耕作等都增強了溫室效應。自從1950年，太陽輻射的變化與火山活動所產生的变暖效果比人類所排放的溫室氣體的還要高。這些結論得到30多個來自八大工業國家的研究團體所確認。 美國賓州大學的科学家在夏威夷的茂納羅亞峰上设立4个7米高和一个27米高的采样塔，每小时采样4次，分析二氧化碳的变化情况。（如右图） 目前全球平均温度的变化，二氧化碳濃度的變化與氣溫上升，實際上並沒有直接的關係，从工业革命开始，二氧化碳的含量急剧增加，虽然植物的光合作用吸收了很大一部分二氧化碳，海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸鈣，但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。根据美国弗吉尼亚大学和英国東安格-里-亞大學联合研究的结果，在进入20世纪后半叶，全球温度上升的趋势非常明显，温度变化情况见下图。 全球性的溫度增量带来包括海平面上升和降雨量及降雪量在數額上和樣式上的變化。這些變動也許促使極端氣候事件更強更頻繁，譬如洪水、旱災、熱浪、颶風和龍捲風。除此之外，還有其它後果，包括更高或更低的農產量、冰河撤退、夏天時河流流量減少、物種消失及疾病肆虐。預計全球变暖所因致事件的數量和強度；但是很難把這些特殊事件連接到全球变暖。因為二氧化碳在大氣中有50年到200年的壽命，很多研究集中在2100年或之前的時間。但是無論氣候變化的成因或結果為何，許多人是非常關心的；對於應付預言後果的政策應該如何實施，引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論及各種學術研究。這些政策討論重點是應該減少還是扭轉未來的暖化及怎麼應付預計的後果。.

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全球暖化潛勢

全球暖化潛勢（Global warming potential，簡稱GWP），亦作全球升溫潛能值，是衡量溫室氣體對全球暖化的影響。是將特定氣體和相同質量二氧化碳比較之下，造成全球暖化的相對能力。二氧化碳的全球暖化潛勢定義為1。全球暖化潛勢是溫室效應的影響因子之一。 計算全球暖化潛勢時，一般會以一段特定長度的評估期間為準（如一百年），提到全球暖化潛勢時也需一併說明其評估期間的長度。 在京都議定書中受到管制的物質有二種：一種是具有很高的全球暖化潛勢，另一種是全球暖化潛勢不大，但在地球大氣層中的濃度正快速上昇。.

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光合作用

光合作用是植物、藻類等生產者和某些細菌，利用光能把二氧化碳、水或硫化氢變成碳水化合物。可分为產氧光合作用和不產氧光合作用。 植物之所以称为食物链的生产者，是因为它们能够透过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量，其能量轉換效率約為6%。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物所贮存的能量，效率为10%左右。對大多數生物來説，這個過程是賴以生存的關鍵。而地球上的碳氧循环，光合作用是其中最重要的一环。.

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甲烷

烷（化學式：；英文：Methane），是結構最簡單的烷類，由一個碳原子以及四個氫原子組成。它是最簡單的烴類也是天然氣的主要成分。甲烷在地球上有很高的相對豐度，使之成為很有發展潜力的一種燃料，但在標準狀態下收集以及存儲氣態的甲烷是一個十分有挑戰性的課題。 在自然狀態下，甲烷可以在地底下或者海底找到，而大氣中也含有甲烷，這些甲烷稱為大氣甲烷。在原始大氣中，甲烷是主要成分之一。自1750年以來，地球大氣中的甲烷濃度增加了約150％，造成的全球暖化效應並佔總長壽命輻射以及全球所有溫室氣體的20％（不包括水蒸氣）。在太空中，不少星體的表面和大氣中也有甲烷。 甲烷的結構是由一個碳和四個氫原子透過sp3混成的方式化合而成，並且是所有烴類物質中，含碳量最小，且含氫量最大的碳氫化合物，因此甲烷分子的分子結構是一個正四面體的結構，碳大約位於該正四面體的幾何中心，氫位於其四個頂點，且四個碳氫鍵的鍵的鍵角相等、鍵長等長。標準狀態下的甲烷是一種無色無味的氣體。一些有機物在缺氧情況下分解時所產生的沼氣其實就是甲烷。.

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氢

氫是一種化學元素，其化學符號為H，原子序為1。氫的原子量為，是元素週期表中最輕的元素。單原子氫（H）是宇宙中最常見的化學物質，佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」（此名稱甚少使用，符號為1H），含1個質子，不含中子；天然氫還含極少量的同位素「氘」（2H），含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下，氫形成雙原子分子（分子式為H2），呈無色、無臭、無味非金屬氣體，不具毒性，高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵，所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在，比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要，因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中，氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子（H−），或失去一個電子成為氫陽離子（H+）。雖然在一般寫法中，氫陽離子就是質子，但在實際化合物中，氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子，所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀，人們通過混合金屬和強酸，首次製備出氫氣。1766至1781年，亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質，燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質，將其命名為「Hydrogen」，在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代，英国医生合信编写《博物新编》（1855年）时，把元素名翻译为“轻气”，成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程，或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用，主要應用包括化石燃料處理（如裂化反應）和氨生產（一般用於化肥工業）。在冶金學上，氫氣會對許多金屬造成氫脆現象，使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

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氮

氮是一种化学元素，其化学符号为N；原子序数是7。在自然界中氮单质最普遍的形态是氮气，这是一种在标准状况下无色无味无臭的雙原子气体分子，由于化学性质稳定而不容易发生化學反应。氮气是地球大气中含量最多的气体，佔總體積的78.09%。1772年在苏格兰爱丁堡，由丹尼尔·卢瑟福分離空氣後发现。氮属于氮族元素中的一种。 氮是宇宙中常見的元素，在銀河系及太陽系的豐度排第七名。其生成的原因推測是由於超新星中碳和氫產生的核融合。由於氮元素及其和氫、氧形成的常见化合物都极易揮發，因此在內太陽系中的類地行星中氮元素較不常見。不過和地球一样，其他行星及其卫星的大氣層中，气态的氮及其化合物很常见。 很多工业上很重要的化合物（比如氨、硝酸、用作推进剂或炸药的有机硝酸盐以及氰化物）都含有氮原子。氮原子之间具有非常牢固的化学键，无论是在工业中或是在生物体內，将转化为有用的含氮化合物都是很不容易的。相应的，当含氮化合物燃烧，爆炸或分解时会产生氮气，并通常可以释放大量有用的能量。合成产生的氨和硝酸盐是关键的工业化肥料，而硝酸盐肥料是引起水系统富营养化的关键污染物。 含氮化合物除了作为肥料和能量储存的功用之外还有其他多种用途。氮是克維拉纤维和氰基丙烯酸酯强力胶水等多种材料的组成部分。在各种药学药品的大类中（包括抗生素）都含有氮元素。许多药物都是天然含氮信号分子的类似物或前体药物。比如，有机硝酸盐硝酸甘油和硝普钠在体内代谢产生一氧化氮以控制血压。植物中的生物鹼（经常是防卫性化合物）根据定义是含有氮的，许多知名的含氮药物（比如咖啡因和吗啡）是生物碱或是合成的天然产物类似物，像许多植物生物碱一样用作于动物体内的神经传导物质的接收器上（例如合成苯丙胺）。 氮主要存在于所有的有机体的氨基酸（以及蛋白质）和核酸（DNA和RNA）之中。人类身体中的3%的重量都是氮元素构成的，其含量仅次于氧元素、碳元素和氢元素。氮循环是指氮元素从空气进入生物圈和有机化合物中然后再返回大气的转移过程。.

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沼氣

沼氣（Marsh gas、swamp gas或bog gas）是在湿地形成之生物氣體，通常自然發生於河流濕地、沼泽或泥炭，其主要成分為甲烷，亦含硫化氫與二氧化碳。 由於沼地表面由多孔性的植生腐敗後所形成之，使得這層土殼之下呈現厭氧狀態，進而使土殼下的有機物質發生厭氧分解與发酵，最終形成沼氣。.

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温室气体

温室气体（Greenhouse Gas, GHG）或稱溫室效應氣體，是指大气中促成温室效应的气体成分。自然温室气体包括二氧化碳（CO2）大約佔26%，其他還有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（又稱笑氣，N2O）、以及人造溫室氣體氫氟碳化物（HFCs，含氯氟烴HCFCs及六氟化硫SF6）等。 縱使大部分二氧化碳在自然界的碳循環中拿走，自從工業革命起人類燃燒化石燃料仍然導致大氣層內二氧化碳濃度由280ppm上升至400ppm。.

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