生物能怎么分类?
生物分类学
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生物分类学是研究生物分类的方法和原理的生物学分支。分类就是遵循分类学原理和方法，对生物的各种类群进行命名和等级划分。
目录
历史
基本内容
研究领域
分类理论
具体分类简介域 (生物)
原核生物 (原核生物域)
真核生物(真核生物域)
界(生物)
动物(动物界)
植物界
真菌界
历史
基本内容
研究领域
分类理论
具体分类简介 域 (生物)
原核生物 (原核生物域)
真核生物(真核生物域)
界(生物)
动物(动物界)
植物界
真菌界
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人类在很早以前就能识别物类，给以名称。汉初的《尔雅》把动物分为虫、鱼、鸟、兽4类：虫包括大部分无脊椎动物；鱼包括鱼类、两栖类、爬行类等低级脊椎动物及鲸和虾、蟹、贝类等，鸟是鸟类；兽是哺乳动物。这是中国古代最早的动物分类，四类名称的产生时期看来不晚于西周。这个分类，和林奈的六纲系统比较，只少了两栖和蠕虫两个纲。 生物分类
古希腊哲学家亚里士多德采取性状对比的方法区分物类，如把热血动物归为一类，以与冷血动物相区别。他把动物按构造的完善程度依次排列，给人以自然阶梯的概念。 17世纪末，英国植物学者雷曾把当时所知的植物种类，作了属和种的描述，所著《植物研究的新方法》是林奈以前的一本最全面的植物分类总结，雷还提出“杂交不育”作为区分物种的标准。 近代分类学诞生于18世纪，它的奠基人是瑞典植物学者林奈。林奈为分类学解决了两个关键问题：第一是建立了双名制，每一物种都给以一个学名，由两个拉丁化名词所组成，第一个代表属名，第二个代表种名。第二是确立了阶元系统，林奈把自然界分为植物、动物和矿物三界，在动植物界下，又设有纲、目、属、种四个级别，从而确立了分类的阶元系统。 每一物种都隶属于一定的分类系统，占有一定的分类地位，可以按阶元查对检索。林奈在1753年印行的《植物种志》和1758年第10版《自然系统》中首次将阶元系统应用于植物和动物。这两部经典著作，标志着近代分类学的诞生。 林奈相信物种不变，他的《自然系统》没有亲缘概念，其中六个动物纲是按哺乳类、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫、蠕虫的顺序排列的。拉马克把这个颠倒了的系统拨正过来，从低级到高级列成进化系统。他还把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物两类，并沿用至今。 由于林奈的进化观点在当时没有得到公认，因而对分类学影响不大。直到1859年，达尔文的《物种起源》出版以后，进化思想才在分类学中得到贯彻，明确了分类研究在于探索生物之间的亲缘关系，使分类系统成为生物系谱——系统分类学由此诞生。
编辑本段基本内容
分类系统是阶元系统，通常包括七个主要级别：种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元，近缘的种归合为属，近缘的属归合为科，科隶于目，目隶于纲，纲隶于门，门隶于界。 随着研究的进展，分类层次不断增加，单元上下可以附加次生单元，如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次日、总科(超科)、亚科等等。此外，还可增设新的单元，如股、群、族、组等等，其中最常设的是族，介于亚科和属之间。 生物分类
列入阶元系统中的各级单元都有一个科学名称。分类工作的基本程序就是把研究对象归入一定的系统和级别，成为物类单元。所以分类和命名是分不开的。 种和属的学名后常附命名人姓氏，以标明来源，便于查找文献。变种学名亦采取三名制，分类名称要求稳定，一个属或种(包括种下单元)只能有一个学名。一个学名只能用于一个对象(或种)，如果有两个或多个对象者，便是“异物同名”，必须于其中核定最早的命名对象，而其他的同名对象则另取新名。这叫做“优先律”，动物和植物分类学界各自制订了《命名法规》，所以在动物界和植物界间不存在异物同名问题。“优先律”是稳定学名的重要措施。优先律的起始日期，动物是1758年，植物是1820年，细菌则起始于1980年1月1日。 鉴定学名是取得物种有关资料的手段，即使是前所未知的新种类，只要鉴定出其分类隶属，亦可预见其一定特征。分类系统是检索系统，也是信息存取系统。许多分类著作，如基于区系调查的动植物志，记述某一国家或地区的动植物种类情况，作为基本资料，都是为鉴定、查考服务的。 物种指一个动物或植物群，其所有成员在形态上极为相似，以至可以认为他们是一些变异很小的相同的有机体，它们中的各个成员间可以正常交配并繁育出有生殖能力的后代，物种是生物分类的基本单元，也是生物繁殖的基本单元。 物种概念反映时代思潮。在林奈时代，人们相信物种是不变的，同种个体符合于同一“模式”。模式概念渊源于古希腊哲学的古老的概念，应用到整个分类系统，概念假定所有阶元系统中的各级物类单元，都各自符合于一个模式。 物种的变与不变曾经是进化论和特创论的斗争焦点，是势不两立的观点。但是，分类学的事实说明，每一物种各有自己的特征，没有两个物种完全相同；而每个物种又保持一系列祖传的特征，据之可以决定其界、门、纲目、科、属的分类地位，并反映其进化历史。 分类工作的基本内容是区分物种和归合物种，前者是种级和种下分类，后者是种上分类。种群概念提高了种级分类水平，改进了种下分类，其要点是以亚种代替变种。亚种一般是指地理亚种，是种群的地理分化，具有一定的区别特征和分布范围。亚种分类反映物种分化突出了物种的空间概念。 变种这一术语过去用得很杂，有的指个体变异，有的指群体类型，意义很不明确，在动物分类中已废除不用。在植物分类中，一般用以区分居群内部的不连续变体。生态型是生活在一定生境而具有一定生态特征的种内类型，常用于植物分类。人工选育的动植物种下单元称为品种。 由于种内、种间变异错综复杂，分类学者对种的划分有时分歧很大。根据外部形态的异同程度作为划分物种依据而划分的称为形态种，由于对各种形态特征的重要性认识不一，使划分的种因人而异，尤其是分类学者对某些特征的“加权”常使它们比其他特征更具重要性，而造成主观偏见。 一个物种或物类，以至整个植物界和动物界，都有自己的历史。研究系统发育就是探索种类之间历史渊源，以阐明亲缘关系，为分类提供理论依据。尽管在分类学派中有综合(进化)分类学、分支系统学和数值分类学三大流派，但在其基本原理上都有许多共同之处，不过各自强调不同的方面而已。 特征对比是分类的基本方法。所谓对比是异同的对比：“异”是区分种类的根据，“同”是合并种类的根据。分析分类特征，首先要考虑反映共同起源的共同特征。但有同源和非同源的不同。例如鸟类的翼和兽类的前肢是同源器管，可以追溯到共同的祖先，是“同源特征”。恒温在鸟兽是各别起源，并非来自共同祖先，是“非同源特征”。系统分类采用同源特征，不取非同源性状。 林奈把生物分为两大类群：固着的植物和行动的动物。两百多年来，随着科学的发展，人们逐渐发现，这个两界系统存在着不少问题，但直到20世纪50年代，仍为一般教本所遵从，基本没有变动。 最初的问题产生于中间类型，如眼虫综合了动植物两界的双重特征，既有叶绿体而营光合作用，又能行动而摄取食物。植物学者把它们列为藻类，称为裸藻；动物学者把它们列为原生动物，称为眼虫。中间类型是进化的证据，却成为分类的难题。 为了解决这个难题，在19世纪60年代，人们建议成立一个由低等生物所组成的第三界，取名为原生生物界，包括细菌、藻类、真菌和原生动物。这个三界系统解决了动植物界限难分的问题，但未被接受，整整100年后，直到20世纪50年代，才开始流行了一段时间，为不少教科书所采用。 生命的历史经历了几个重要阶段，最初的生命应是非细胞形态的生命，当然，在细胞出现之前，必须有个“非细胞”或“前细胞”的阶段。病毒就是一类非细胞生物，只是关于它们的来历，是原始类型，还是次生类型，仍未定论。 从非细胞到细胞是生物发展的第二个重要阶段。早期的细胞是原核细胞，早期的生物称为原核生物(细苗、蓝藻)。原核细胞构造简单；没有核膜，没有复杂的细胞器。 从原核到真核是生物发展的第三个重要阶段。真核细胞具有核膜，整个细胞分化为细胞核和细胞质两个部分：细胞核内具有复杂的染色体装置，成为遗传中心；细胞质内具有复杂的细胞器结构，成为代谢中心。由核质分化的真核细胞，其机体水平远远高出于原核细胞。 从单细胞真核生物到多细胞生物是生命史上的第四个重要阶段。随着多细胞体形的出现，发展了复杂的组织结构和器官系统，最后产生了高级的被子植物和哺乳动物。 植物、菌类和动物组成为生态系统的三个环节。绿色植物是自养生物，是自然界的生产者。它们通过叶绿素进行光合作用，把无机物质合成有机养料，供应自己，又供应异养生物。菌类是异养生物，是自然界的分解者。它们从植物得到食料，又把有机食料分解为无机物质，反过来为植物供应生产原料。动物亦是异养生物，它们是消费者，是地球上最后出现的一类生物。 即使没有动物，植物和菌类仍可以存在，因为它们已经具备了自然界物质循环的两个基本环节，能够完成循环过程中合成与分解的统—。但是，如果没有动物，生物界不可能这样丰富多彩，更不可能产生人类。植物、菌类和动物代表生物进化的三条路线或三大方向。 当前最流行的分类是一种五界系统。五界系统反映了生物进化的三个阶段和多细胞阶段的三个分支，是有纵有横的分类。它没有包括非细胞形态的病毒在内，也许是因为病毒系统地位不明之故。它的原生生物界内容庞杂，包括全部原生动物和红藻、褐藻、绿藻以外的其他真核藻类，包括了不同的动物和植物。
编辑本段研究领域
生物分类学是研究生物分类理论和方法的学科。 它包括分类、命名和鉴定三个领域。分类是根据生物的相似性和亲缘关系，将生物归入不同的类群(分类单元)；命名是根据国际生物命名法给生物分类单元以科学的名称；鉴定则是确定一种生物属于已经命名的分类单元的过程。因此，概括来说，生物分类学是对各类生物进行鉴定、分群归类，按分类学准则排列成分类系统，并对已确定的分类单元进行科学命名的学科。其目的是探索生物的系统发育及其进化历史，揭示生物的多样性及其亲缘关系，并以此为基础建立多层次的、能反映生物界亲缘关系和进化发展的“自然分类系统”。这样就有利于人们认识生物，了解各个生物类群之间的亲缘关系，从而掌握生物的生存和发展规律，为更广泛、更有效地保护和利用自然界丰富的生物资源提供方便。 生物分类学研究生物类群间的异同以及异同程度，阐明生物间的亲缘关系、进化过程和发展规律。
编辑本段分类理论
知识存在于比较分类之间。对生物的分类叫做系统学（systematics）或分类学（taxonomy），这种分类应该反映不同生物体间的进化树关系（evolutionary tree）。分类学把生物划分为不同的群，而系统学试图寻找生物之间的关系。占主导地位的分类法是林奈氏分类系统（Linnaean），它包括一个属名和种加词。关于如何为生物命名的原则有很多国际协议，例如《国际植物命名法规》（International Code of Botanical Nomenclature，简称ICBN）、《国际动物命名法规》（International Code of Zoological Nomenclature，简称ICZN）以及《国际细菌命名法规》（International Code of Nomenclature of Bacteria，简称ICNB）。第四版的生物命名法规（BioCode）草案在1997年出版，它试图在三个领域标准化命名，但现在还没有被正式采纳。《国际病毒命名和分类法规》（International Code of Virus Classification and Nomenclature，简称ICVCN）是不属于生物命名法规的。 生物分类学 传统上，生物被划分为五界，它是由Sahn等于1949年提出的： 原核生物界——原生生物界——真菌界——植物界——动物界 Copeland提出过四界说： 菌界（细菌和蓝藻）——原生生物界——植物界——动物界 也有人使用三域说。这种分类方法反映了细胞是否有核以及细胞膜和细胞壁的差异。 古细菌——真性细菌——真核生物 区别生物和非生物是困难的，因为存在一些细胞内的"寄生虫"（即"病毒"），而它们在细胞外并不表现出活跃的生命形式。 病毒——类病毒——朊病毒 在生物学中，双名法是为生物命名的标准。正如"双"所说的，为每个物中命名的名字有两部分构成：属名和种加词。属名通常大写，种加词则不用。在印刷时使用斜体。例如：Homo sapiens。通常属名可以缩写，例如E. coli。属名通常使用拉丁文名词，如果引用其它语言的名词，则必须拉丁化。种加词大多为形容词，也可以为名词的所有格或为同位名词。当形容词作种加词时，要求其性、数、格与属名一致。例如板栗Castanes millissima BL., Castanes 栗属（阴性、单数、第一格）。 这个命名法的好处是，即使在不同的语言中一个物种有很多不同的命名，但是它们在科学上的命名都是唯一一致的。最理想的情况是，科学家在向其他科学家描述他们的工作时可以准确明白的表达他们想表达的物种。命名法试图稳定物种的命名，但是事实上并不是这样的：一些物种根据不同的分类法的不同分类和位置存在有几个名字，这取决于不同的看法。传统的可以根据命名法，新的发现可以根据分子系统发生。 林奈发明了这种分类，但是一个普遍的误解是他发明了双名法。事实上这个命名法可以上溯到Bauhins。林奈只是把它普及开来。 生物主要分类等级是门（phylum）、纲(class)、目(order)、科(family)、属(genus)、种(species)。种以下还有亚种（subspecies，缩写成subsp.），植物还有变种(variety，缩写成var.)。有时还有一些辅助等级，实在主要分类等级术语前加前缀超（super-）、亚（sub-）.在亚纲、亚目之下有时还分别设置次纲（infraclass）和次目(infraorder)等。 以大家熟知的Felis domesticus(家猫)这一种的名称为例，其分类系统和名称如下： 界 Animalia 动物界 门 Chordata 脊索动物门 亚门 Vertebrata 脊椎动物亚门 纲 Mammalia 哺乳纲 目 Carnivora 食肉目 科 Felidae 猫科 属 Felis 猫 种 Felis domesticus 家猫
编辑本段具体分类简介
域 (生物)
生物科学分类法中最高的类别。所有生物原分为两域：没有细胞核的生物（细菌和古细菌）被分入原核生物域，其他为真核生物域。1970年代Carl Woese发现细菌和古细菌应分为两域，因在以下方面很不相同： 细胞墙结构和化学性质 细胞膜结构 新陈代谢功能原核生物
原核生物 (原核生物域)
原核生物是一些由无细胞核的细胞组成的单细胞或多细胞的低等生物。主要包括细菌、支原体和植物中的蓝藻门。一般没有细胞内膜，没有染色体和细胞核膜。 原核生物
一般以为地球上最早的生命是原核生物，和现存的古细菌相似。原核生物化石已经在很老的岩石里发现了。也曾有人说在一个火星来的陨石里也发现了原核生物的化石，但是不很可信。 原核细胞基本上没有膜包细胞器。 原核生物和真核生物的细胞壁： 1.细菌细胞的质膜外有细胞壁,重量约占细胞干重的10%～20%。其主要成分是肽聚糖。此外,有的细菌的细胞壁还有胞壁酸和特殊的脂类化合物。 细菌的细胞壁有以下功能： (1)保护细胞,能承受相当大的压力,如革兰氏阳性菌,可承受2 kPa的压力。还能使细菌细胞不会由于细胞质浓度较高而破裂。 (2)保持细胞的固有形态。 (3)有过滤作用,如相对分子质量大于10 000的物质就不能通过。 (4)可为某些细菌的鞭毛运动提供可靠的支点。 2.蓝藻的细胞壁的主要成分也是肽聚糖等,此外还含有氨基酸和胞壁肽氨基酸。 3.真核生物植物细胞的细胞壁是具有一定硬度和弹性的固体结构。其主要成分是纤维素(在初生壁上还有半纤维素和果胶质),它形成了细胞壁的网状框架。在电子显微镜下可以看到这种框架是由微纤丝系统组成。在完整的壁上,在微纤丝之间的空间,可以由其他物质所填充。 纤维素分子是由8 000～15 000个葡萄糖基(C6H10O5)通过糖苷键相互连接而成的多聚链,链间葡萄糖的羟基之间极易形成氢键。纤维素分子束聚集成为较大的单位──微纤丝,进而再聚集成较粗的纤丝──大纤丝。使得完整的纤维具有高度不溶于水的性质。使细胞壁牢固并具有一定形状。 在细胞的生长分化过程中,细胞壁不仅可以扩展和加厚,并且可以由原生质(对植物细胞来说称原生质体)合成一些物质渗入到纤维素的细胞壁框架内,因而改变细胞壁的性质,使细胞壁完成一定的功能。例如,纤维素细胞壁的框架中添加了木质素而木质化,就增加细胞壁的硬度,增强细胞的支持力量。又如,在表面细胞壁中添加了角质(脂类化合物),使角质化的细胞壁透水性降低,增强了细胞壁防止水分损失的作用。栓质化(栓质为脂类物质)的细胞壁,增强了不透水、不透气的性能,增强了保护作用。水稻、小麦、玉米等作物的茎、叶表皮细胞发生硅质化(渗入了二氧化硅),使细胞壁硬度增加,加强了作物茎杆的支持作用,等等。细胞壁上有胞间连丝,这些胞间连丝较多地出现在细胞壁没有加厚的位置上,这有利于细胞间的物质交换。
真核生物(真核生物域)
真核生物是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称，它包括所有动、植物、真菌和被规入原生生物的单细胞生物。这些生物的共同点是它们的细胞内含有细胞核以及其它细胞器。此外它们的细胞具有细胞骨架来维持其形状和大小。所有的真核生物都是从一个类似于细胞核的细胞（胚胎、胞子等）发育出来的。其它细胞中没有细胞核的生物被通称为原核生物。 生物分类学
真核生物的另一个特点是它们的细胞在制造蛋白质时可以用同一段染色体制造不同的蛋白质。这个功能在术语中被称为alternatives Splicing。
界(生物)
很长一段时间里界是生物科学分类法中最高的类别。一开始人们只分动物和植物两界。微生物被发现后它们长时期被分入动物或植物界：好动的微生物被分入动物界，有色素（藻类）的或细菌被分为植物。有些甚至被同时放入两界。 后来没有细胞核的细菌被独立为一界，再后来真菌被分出植物界，也成为独立的一界。最后自立为界的是古细菌。 最新的基因研究发现这种分类法并不十分正确。因此人们引入了域作为生物最高的类别。现有的生物被分入真核生物域或原核生物域，没有细胞核的生物（细菌和古细菌）被分入原核生物。只有在真核生物中还有界的分法。真核生物中分四个界：原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
动物(动物界)
动物是相对于植物的生物。动物不能以光合作用来生存，只能靠吃植物或其他动物。一般口语中指的动物是所有不是人的动物，其实人类也是动物界的一种种类。 一般以为最早的动物是在45亿-5亿年前出现的。海绵动物门出现比较早，和别种大不一样。海绵有不同种类的细胞，但是细胞不分组为不同功能。 哺乳动物是脊椎动物亚门下的一个纲，其拉丁文学名是Mammalia，其含意是乳房的意思。中文学名称为哺乳纲。除六种最原始的哺乳动物外所有的哺乳动物都是直接生仔的。全世界一共有估计4000种左右哺乳动物。
植物界
植物比我们看上去要更难下一个准确的定义。虽然植物学家表述了一个植物界， 植物
但是定义植物界的界限要比通常的"植物"的定义要困难的多。我们试图把植物理解成一种多细胞的、真核的有机物，没有感觉器官以及自主运动并由根、茎和叶组成（如果完整的话）。但是，从生物学上，只有导管植物有"根、茎和叶"。但是公平一点说，导管植物也是我们每天都接触到的植物。
真菌界
真菌界
粘菌门 真菌界粘菌纲 集孢粘菌纲 根肿菌纲 真菌门 藻状菌纲 子囊菌纲 担子菌纲 半知菌纲
沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。
沼气的主要成分是甲烷。沼气由50％～80％甲烷(CH4)、20％～40％二氧化碳(CO2)、0％～5％氮气(N2)、小于1％的氢气(H2)、小于0．4％的氧气(O2)与0．1％～3％硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时,就会形成爆炸性的混合气体。
沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000焦耳，每立方米沼气的发热量约为20800－23600焦耳。即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。
沼气的发现与沼气发酵的发展
沼气是由意大利物理学家A.沃尔塔于1776年在沼泽地发现的。1916年俄国人Β.П.奥梅良斯基分离出了第一株甲烷菌（但不是纯种）。中国于1980年首次分离甲烷八叠球菌成功。目前世界上已分离出的甲烷菌种近20株。
世界上第一个沼气发生器（又称自动净化器）是由法国L.穆拉于1860年将简易沉淀池改进而成的。1925年在德国、1926年在美国分别建造了备有加热设施及集气装置的消化池，这是现代大、中型沼气发生装置的原型。第二次世界大战后，沼气发酵技术曾在西欧一些国家得到发展，但由于廉价的石油大量涌入市场而受到影响。后随着世界性能源危机的出现，沼气又重新引起人们重视。1955年新的沼气发酵工艺流程——高速率厌氧消化工艺产生。它突破了传统的工艺流程，使单位池容积产气量(即产气率)在中温下由每天1立方米容积产生0.7～1.5立方米沼气,提高到4～8立方米沼气，滞留时间由15天或更长的时间缩短到几天甚至几个小时。
中国于20世纪20年代初期由罗国瑞在广东省潮梅地区建成了第一个沼气池,随之成立了中华国瑞瓦斯总行,以推广沼气技术。目前中国农村户用沼气池的数量达 1300万座。而高速率厌氧消化工艺生产性试验装置已在糖厂和酒厂正常运行。
沼气发酵
1 沼气发酵微生物（联想 细菌之间的关系：促进、抑制、竞争等）
沼气发酵微生物是一个统称，包括发酵性细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌五大类群。五大类群细菌构成一条食物链，从各群细菌的生理代谢产物或它们的活动对发酵液pH值的影响来看，沼气发酵过程可分为水解、产酸和产甲烷阶段。前三类群细菌的活动可使有机物形成各种有机酸，因此，将其统称为不产甲烷菌。后二类群细菌的活动可使各种有机酸转化成甲烷，因此，将其统称为产甲烷菌。（1）不产甲烷菌
不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌和一些特殊的细菌，如产氢菌、产乙酸菌等。
（2）产甲烷菌
产甲烷菌是沼气发酵的主要成分--甲烷的产生者。是沼气发酵微生物的核心，它们严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感，最适宜的pH值范围为中性或微碱性。它们依靠二氧化碳和氢生长，并以废物的形式排出甲烷，是要求生长物质最简单的微生物。
2. 沼气发酵的原理 （联想 微生物生长代谢）
沼气发酵又称厌氧消化 ，是指各种有机物在厌氧条件下 ，被各类沼气发酵微生物 分解转化 ，最终生成沼气的过程。目前为大家所公认的沼气发酵的过程如图所示:
(说明：① I、I I为三阶段理论，②I、II、II、IV、为四类群理论 )
（一）三阶段理论
2．1 沼气发酵过程的液化阶段
用作沼气发酵原料的有机物种类繁多，如禽畜粪便、作物秸秆、食品加工废物和废水，以及酒精废料等，其主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类。其中多糖类物质是发酵原料的主要成分，它包括淀粉、纤维素、半纤维 素、果胶质等。这些复杂有机物大多数在水中不能溶解，必须首先被发酵细菌所分泌的胞外酶水解为可溶 性糖、肽、氨基酸和脂肪酸后，才能被微生物所吸收利用。发酵性细菌将上述可溶 性物质吸收进入细胞后，经过发酵作用将它们转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类及一定量的氢、二氧化碳。在沼气发酵测定过程中，发酵液中的乙酸、丙酸、丁酸总量称为中挥发酸(TVA)。蛋白质类物质被发酵性细菌分解为氨基酸，又可被细菌合成细胞物质而加以利用，多余时也可以进一步被分解生成脂肪酸、氨和硫化氢等。蛋白质含量的多少，直接影响沼气中氨及硫化氢的含量，而氨基酸分解时所生成的有机酸类，则可继续转化而生成甲烷、二氧化碳和水。脂类物质在细菌脂肪 酶的作用下，首先水解生成甘油和脂肪酸，甘油可进一步按糖代谢途径被分解，脂肪酸则进一步被微生物分解为多个乙酸。
2．2 沼气发酵过程的产酸阶段
2．2．1 产氢产乙酸菌
发酵性细菌将复杂有机物分解发酵所产生的有机酸和醇类，除甲酸、乙酸和甲醇外 ，均不能被产甲烷菌所利用，必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧 化碳。
2．2．2 耗氢产乙酸菌
耗氢产乙酸菌也称同型乙酸菌，这是一类既能自养生活能异养生活的混合营养型细菌。它们既能利用 Hz+c0z生 成 乙酸 ，也能代谢产生乙酸。通过上述微生物的活 动，各种复杂有机物可生成有机酸和Hz／c0z等。
2．3 沼气发酵过程中的产甲烷阶段
2．3．1 产甲烷菌的类群
产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌两大类群。在沼气发酵过程中，甲烷 的形成是由一群生理上高度专业化的古细菌一产甲烷菌所引起的，产甲烷菌包括食 氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌，它们是厌氧消化过程食物链中的最后一组成员，尽 管它们具有各种各样的形态，但它们在食物链中的地位使它们具有共同的生理特性。它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢终产物，在没有外源受氢体的情况下把乙酸 和 H2／CO2。转化为气体产 生-CO4／CO2，使有机物在厌氧条件下的分解作用以顺利完成。目前已知的甲烷产生过程由以上两组不同的产甲烷菌完成。
① 由C02和H2产生甲烷反应为 ：C02+4H4—CH4+ H20
② 由乙酸或乙酸化合物产生甲烷反应为：
CH3C00H—CH4+CO2 CH 3COONH4+ H20—CH4+ NH4 HCO3
2．3．2 产甲烷菌的生理特性
① 产甲烷菌的生长要求严格厌氧环境
产甲烷菌广泛存在于水底沉积物和动物消化道等极端厌氧的环境中。
② 产甲烷菌食物简单产甲烷菌只能代谢少数几种碳素底物生成甲烷。
③ 产甲烷菌适宜生存在pH值中性条件下
④ 产甲烷菌生长缓慢
下图为沼气发酵中食物链和能量的分配图：
(二)四类群理论
有人按生物化学转化过程(如下图)将发酵过程分为:
①水解作用:由棱菌属、拟杆菌属等细菌将碳水化合物和蛋白质等大分子有机质降解为小分子有机化合物，如葡萄糖、氨基酸等；
②发酵作用：由梭菌属、拟杆菌属及其他细菌（如乳酸菌类、丙酸杆菌属）进一步将水解的产物降解为小分子的醇类、有机酸类、二氧化碳、氢气、氨气等；
③产乙酸和产氢作用：把发酵作用所产生的小分子醇类和一些脂肪酸降解为乙酸、甲酸、二氧化碳和氢。人们对这类细菌了解尚少，甚至连种、属都还没有明确。但已肯定这类细菌所产生的氢对其自身进一步生长繁殖有抑制作用。因此，产乙酸和氢的细菌，必须与能利用氢的细菌，如产甲烷细菌和伍氏乙酸杆菌等共同生存；
④产甲烷作用：由产甲烷细菌将前3阶段所产生的氢气、二氧化碳以及甲酸、乙酸、甲醇和甲胺类等转化为甲烷。产甲烷细菌形态多样，但生理特性却大致相同，在缺氧条件下，均以甲烷为主要代谢产物。
沼气发酵微生物之间的生态关系
在沼气发酵过程中，不产甲烷细菌和产甲烷细菌之间，相互依赖，互为对方创造与维持生命活动所需要的良好环境条件，但它们之间又互相制约，在发酵过程中总处于平衡状态。它们之间的主要关系表现在下列几方面：
①不产甲烷细菌为产甲烷细菌提供生长和产甲烷所需要的基质
②不产甲烷细菌为产甲烷细菌创造了适宜的氧化还原电位条件
③不产甲烷细菌为产甲烷细菌清除了有害物质
④产甲烷细菌又为不产甲烷细菌的生化反应解除了反馈抑制
⑤不产甲烷细菌和产甲烷细菌共同维持环境中适宜的pH值
3 . 发酵工艺
根据发酵原料和发酵条件的不同，所采用的发酵工艺也多种多样。
3．1 沼气发酵的基本工艺流程
一个完整的大中型沼气发酵工程 ，无论其规模大小，都包括了如下的工艺流程：原料(废水)的收集、预处理、消化器(沼气池)、出料的后处理和沼气的净化与储存 等，如下图所示 ：
3．2 沼气发酵工艺的基本条件 （联想微生物培养条件和培养基的制备）
（1） 适宜的发酵温度
沼气池的温度条件分为：①常温发酵 (也称为低温发酵)10℃～30℃，在这个温度条件下，产气率可为0．15～0．3 m3／m3•d。② 中温发酵 30℃～ 45℃，在这个温度条件下，池容产气率可达1m3 ／m3•d左右。③高温发酵45℃～ 6O℃，在这个温度条件下，池容产气率可达2～2．5 m3／m3•d左右。沼气发酵最经济的温度条件是35℃ ，即中温发酵。
（2）适宜的发酵液浓度
发酵液的浓度范围是2～30% 。浓度愈高产气愈多。发酵液浓度在20%以上称为干发酵。农村户用沼气池的发酵液浓度可根据原料多少和用气需要以及季节变化来调 整。夏季以温补料浓度为5～6%；冬季以料补温10～ 12%。
（3） 发酵原料中适宜的碳、氮比例(C：N)
沼气发酵微生物对碳素需要量最多，其次是氮素，我们把微生物对碳素和氮素的需 要量的比值，叫做碳氮比，用 C：N来表示。目前一般采用C：N=25：1。但并不十 分严格，20：1、25：1、30：1都可正常发酵 。
（4） 适宜的酸碱度(pH值)
沼气发酵适宜的酸碱度为pH=6．5～7．5 。pH值响酶的活性，所以影响发酵速率。
（5） 足够量的菌种
沼气发酵中菌种数量多少，质量好坏直接影响着沼气的产量和质量。一般要求达到 发酵料液总量的10～30%，才能保证正常启动和旺盛产气。
（6） 较低的氧化还原电位(厌氧环境)
沼气甲烷菌要求在氧化还原电位大于一330mv的条件下才能生长。这个条件即：严 格的厌氧环境。所以，沼气池要密封。
沼气的利用及前景
1沼气传统利用和综合利用技术
沼气作为能源利用已有很长的历史。我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应．不足的问题，我国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐发展到照明和取暖。目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法。
自80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术沼气为纽带，物质多层次利用、能量合 理流动的高效农产模 式 ，巳逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术沼气用于农户生活用能和农副产品生产、加工 ，沼液用料、饲料、生物农药 、培养料液 的生产，沼渣用于肥料、的生产，我 国北方推广的塑料大棚、沼气池、禽畜舍和相结合的“四位一体 ”沼气生 态农业模式、中部地区的以沼气为纽带的生态果园模式、南方建立的“猪一果”模式 、以及其他地 区因地制宜建立的“养殖一沼气植”、“猪一沼一鱼”和 “草一牛一沼” 等模式都是以业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式，沼气发酵综合利用生态农业模建立使农村沼气和农业生态紧密结合起来，是改善农村环境卫生的有效措施，是发展绿色种植业、养殖业的有效途径 ，已成为农村经济新的增长点。
2沼气发电技术
沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。
我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m0／kw h(沼气热值 ~>21MJ／m0)。但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发 电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。
3沼气燃料电池技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能， 直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供 给燃料和氧化剂 时，它可以连续 发电。依据 电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)等。
燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可 以集中供电，也适合分散供电。 燃料电池将是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式 ，它将在洁净煤燃料电站 、电动汽车、移动 电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面 ，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。
沼气燃料电池是最新出现的一种清洁、高效、低噪音的 电装置 ，与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低 ，因此是很有发展前途的沼气利用工艺，将沼气用于燃料 电池发电，是有效利用沼气 资源的一条重要途。我国的燃料电池研究始于1958年。但是 ，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。燃料电池的出现与发展，将会给便 携式电子设备带来一场深刻 的革命，并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统 。
4污染治理
对于以农业为主的中国，沼气技术在农业领域正发挥着很大的作用，目前，国家制定法律法规中有许多发展农村沼气的有关政策规定，并在全国各地大力推动大中型沼气工程建设，并且进一步提高设计、工艺和 自动控制技术水平。预计到2015年 ，处理工业有机废水的大中型沼气工程达2500座 ，形成年 生产沼气能力40亿立方米 ，相当于 343万吨标准煤 ，年处理工业有机废水37500万立方米 。农业废弃物沼气工程到2015年累计建成近4100个，形成年生产沼气能力4.5亿立方米 ，相当于58万吨 标准煤 ，年处理 粪便 量1．23亿吨 ，从而解决全国集约化养殖场的污染治理问题 ，使粪便得到资源化利用。
[编辑本段]中国发展沼气产业的现实意义
沼气是可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。
中国农业资源和环境的承载力十分有限，发展农业和农村经济，不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来，促进了生产发展和生活文明。发展农村沼气，优化广大农村地区能源消费结构，是中国能源战略的重要组成部分，对增加优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实意义。
一、可再生性
生物质属可再生资源。植物、微生物通过光合作用，形成生物质，将太阳能以化学能形式固定下来。随着植物体的生长或微生物的作用，生物质增加，其所蕴含、积累能量也增多。因此，生物质能具有可再生性，与风能、水流电、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可永续利用。
二、低污染性
生物质的硫、氮含量低，燃烧过程中生成的硫、氮化合物较少；生物质作为燃料时，由于它生长时需要的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
三、广泛分布性
地球上，陆地、海洋都分布着大量的生物质，生物质能分布广泛。
四、资源丰富性
生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000亿-1250亿吨生物质，海洋每年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超多全世界能源年总需求量，相当于目前世界每年总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2015年可达10亿吨。随着农林业的发展，特别是炭薪林、油料能源林的推广，生物质资源还将越来越多。
1．专业课程
生物质锅炉技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、生物质能发电技术、固态废物利用等。
2．实习实训
在校内进行金工、维修电工、电子技术、电力运行、生物质发电课程设计等实训。
在生物质能热动发电企业进行实习。
二、生物质能应用技术专业未来从事什么工作主要面向电力、生物质能热动等行业，在设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发岗位群，从事电力工程技术，电力、热力生产和供应，农村能源利用，石油炼制生产，专用机电设备修理等工作。 http://Www.CreDitSaiLing.Com
本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握生物技术及其产业化、工艺技术过程和工程设计基本知识，具备生物质能发电应用能力，从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发等工作的高素质技术技能人才。
其实能量是能相互转换的，经过处理生物质能能产生其他形式的能量！
生物质能是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细密成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。
生物质能源包括：能源林木、能源作物、水生植物、各种有机的废弃物等，它们是通过植物的光合作用转化而成的可再生资源。
生物质有广义和狭义之分，广义上的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质，包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。
狭义上的生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
扩展资料：
生物质能具有四大特征：
1、一是可再生性。由于可以通过植物的光合作用而形成，生物质能与风能、太阳能等一样是可再生能源，源源不断生产，保障永续利用。
2、二是绿色环保。一方面，由于生物质中硫含量、氮含量很低，燃烧过程中基本不会造成有害气体；另一方面，生物质燃烧排放释放的二氧化碳的量与其生长需要的二氧化碳相当，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，不会加剧温室效应。
3、三是分布广泛、总量丰富。根据生物学家的估算，陆地每年生产1000亿一1250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界年能源需求总量。
4、四是广泛应用性。生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。
参考资料来源：百度百科-生物质能
参考资料来源：人民网-“古典”能源迈上复兴路-中国生物质能开发利用成果丰硕
生物质能是自然界中有生命的植物提供的能量，这些植物以生物质作为媒介储存太阳能，属再生能源。据计算，生物质储存的能量比目前世界能源消费总量大2倍。人类历史上最早使用的能源是生物质能。19世纪后半期以前，人类利用的能源以薪柴为主。当前较为有效地利用生物质能的方式有： 1.制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸秆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。2.利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中，生物质能所占比重微乎其微。
生物质特点
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生、低污染、分布广泛。
2013年中国生物质能源的特点分析，①可再生性，生物质能源是从太阳能转化而来，通过植物的光合作用将太阳能转化为化学能，储存在生物质内部的能量，与风能、太阳能等同属可再生能源，可实现能源的永续利用。
②清洁、低碳。生物质能源中的有害物质含量很低，属于清洁能源。同时，生物质能源的转化过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能源的使用过程又生成二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。
③替代优势。利用现代技术可以将生物质能源转化成可替代化石燃料的生物质成型燃料、生物质可燃气、生物质液体燃料等。在热转化方面，生物质能源可以直接燃烧或经过转换，形成便于储存和运输的固体、气体和液体燃料，可运用于大部分使用石油、煤炭及天然气的工业锅炉和窑炉中。国际自然基金会2011年2 月发布的《能源报告》认为，到2050 年，将有60%的工业燃料和工业供热都采用生物质能源。
④原料丰富。生物质能源资源丰富，分布广泛。根据世界自然基金会的预计，全球生物质能源潜在可利用量达350EJ/年（约合82.12 亿吨标准油，相当于2009年全球能源消耗量的73%）。根据我国《可再生能源中长期发展规划》统计，我国生物质资源可转换为能源的潜力约5 亿吨标准煤，随着造林面积的扩大和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10 亿吨标准煤。在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。
