骨化学考古 氮氢氧锶循环 古人类食物结构演化研究课件.ppt

氮循环

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p13C与人类饮食结构分析的基本原理

1）三种同化途途径.

C3植物——‰----人体胶原(富集‰）----‰

C4植物——‰---人体胶原(富集‰）----‰

‰

2）人类‰~~~~~~~~~~‰

骨胶原

100%100%

C3C4

C3/C450%

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p13C与人类饮食结构分析的基本原理

1）三种C3、C4、CAM同化途途径.

C3植物——-26‰-----人体(富集6‰）-----20‰

C4植物——-13‰-----人体(富集6‰）-----7‰

-13.5‰

2）人类-20‰~~~~~~~~~~-7‰

骨胶原

100%100%

C3C4

C3/C450%

C3和C4的叶片结构不一致

叶肉细胞叶肉细胞和维管束鞘细胞（含叶绿体）

维管束鞘细胞（无叶绿体）

食物结构分析公式

X=C4的比例（%）

氮同位素

p空气中含有大约78%的氮气，占有绝大部分的氮

元素。

p氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成

蛋白质的氨基酸中，是构成诸如DNA等的核酸的四

种基本元素之一。在植物中，大量的氮素被用于制

造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子。

p氮主要有两种同位素14N和15N，均为稳定同位素。

Naturalabundanceof

15N=0.366%

14N=99.634%

δ15N的表示方法及测定

氮同位素的国际标准为大气N2，其“绝对”同位素比

值为15N/14N=(3676.5±8.1)×10-6(Hayes,1982)，

定义其δ15N=0‰。

氮同位素样品的制样方法多为燃烧法(Combustion)，

δ15N分析精度为0.1–0.2‰。

氮固化

p99%的氮是以大气中的N2或溶解在海洋中N2的形

式存在的，只有少部分的氮可以以多种价态的形式

与其他元素结合形成不同的化合物，形成不同的氮

源。

p氮气分子十分安定，大多数生物体没办法直接利用

+

。把空气中的氮气转化成为铵盐（NH4）或硝酸

--

盐（NO3）、亚硝酸盐（NO2）就是氮的固化.

LightningFixation（闪电固定）

自然界固定氮

BacteriaFixation（细菌固定）

闪电固定

p闪电以其巨大的能量，把在大气中的氮分

子解离，并继续与氧分子反应产生氮的氧

化物（N2与O2反应生成NO），这些氧化物

-

会溶于雨水，生成硝酸根（NO3）而渗入

土壤中。虽然世界上到处常有闪电，但是

闪电固氮却不是一个产生含氮化合物有效

的方法；每年经由闪电固氮所得的含氮化

合物，顶多只占总量的10%。

细菌固定

p这是固定氮的最重要途径，须借助于或独

自存在于土壤中，或与动植物共生，拥有

固氮酵素的某些固氮细菌，如与豆类植物

共生的根瘤菌。它们能吸收大气中的氮气

分子，将其转变成氨（NH3)及铵离子

+

(NH4)。每年经由细菌固定氮所得的含氮

化合物，约占总量的65%。其余25%

的固定氮，来自于工业途径（合成氨）。

固氮微生物的种类

根瘤菌→豆科植物

共生固氮微生物放线菌→非豆科植物