Структура биосферы. Функции живого вещества.

Выполненные задания сдать до 9.00 07.05.2020 в личку Юдиной Е. В. в ВК.

Биосферный уровень организации жизни. Биосфера как глобальная экосистема

На оценку «3» - выполнить пункты 1,2,4.

На оценку «4» и «5» - выполнить все пункты плана.

1. Изучить предложенный материал.

2. Составить КРАТКИЙ ОПОРНЫЙ конспект по плану:

a) Определение понятия биосфера, автор этого учения.

b) Структура биосферы

c) Зональность биосферы

d) Функции живого вещества

e) Круговороты веществ: малый и большой

3. Используя ресурсы интернета, самостоятельно по плану разобрать круговороты веществ: воды, углекислого газа, азота, фосфора и кислорода

a) Название круговорота

b) Значение в природе

c) Начертить СХЕМУ круговорота

4. Написать определение ноосферы

В XVII веке возникают идеи о значении жизни, как совокупно действующего явления, влияющего на ход планетарных процессов.

Жан Батист Ламарк попытался естественнонаучно описать жизнь в качестве планетарного явления.

В XIX веке Александр фон Гумбольдт считал, что живое вещество неразрывная и закономерная часть поверхности планеты.

В 1875 году австрийский геолог Эдуард Зюсс ввел термин «биосфера» в научную литературу.

Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945 гг.) – использовал термин биосфера и создал науку с аналогичным названием. Его учение произвело переворот во взглядах на глобальные природные явления. До его трудов геологические процессы связывались с действием выветривания. Вернадский показал первостепенную преобразующую роль живых организмов и обуславливаемых ими механизмов образования и разрушения геологических структур, круговорота веществ, изменение литосферы, гидросферы и атмосферы.

Значимость учения заключается в следующем: способствует развитию экологии, где биосфера является основополагающим понятием. Учение о биосфере это целостное фундаментальное учение, связано с важными проблемами сохранения и развития жизни на Земле.

 

Структура биосферы. Функции живого вещества.

 

Биосфера – глобальная экосистема, наружная оболочка земли, область распространения жизни.

 

Структура биосферы:

По представлениям Вернадского биосфера включает:

• Живое вещество – это все количество живых организмов на планете, как единое целое. Оно составляет 0,01 – 0,02% от костного вещества.
• Биогенное вещество - созданное живыми организмами (торф, нефть, уголь)
• Биокосное вещество – создано живыми организмами вместе с неживой природой (почва, атмосфера)
• Косное вещество – неживая природа (вода и горные породы)

 

Зональность биосферы:

I. Абиотическая часть:

• Атмосфера – внешняя оболочка Земли (до озонового слоя – на высоте 20-25 км). Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов. В настоящее время принято считать, что верхняя граница биосферы располагается на высоте примерно 85 км над поверхностью Земли, поскольку именно на такой высоте (в стратосфере) обнаружены споры микроорганизмов в латентном (скрытом, спящем) состоянии.
• Литосфера – нижняя граница биосферы располагается в глубинах литосферы, где температура достигает 100 ⁰С (определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков) и находится на глубине 1,5-2 км и 7-8 км (в зависимости от типа пород).
• Гидросфера – 8 – 11 км, (Марианская впадина).
  Определяется дном Мирового океана, включая донные отложения.

 

II. Биотическая часть:

Состоит из живых организмов, которые осуществляют важнейшую функцию биосферы – биогенный ток атомов. В основе биогенной миграции атомов лежат 2 биохимических принципа:

А) стремление к максимальному проявлению (всюдность жизни), способность к самопроизводству.

Б) обеспечить выживаемость организмов, что увеличивает биогенную миграцию веществ.

Последние данные свидетельствуют о том, что некоторые бактерии могут существовать при температурах от абсолютного нуля до +180 ⁰С, в вакууме, в ядерных реакторах.

 

Функции живого вещества:

1. Газовая – способность изменять и поддерживать определённый газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. Преобладающая масса газов на планете имеет биогенное происхождение: азот, кислород, углекислый газ, а подземные газы продукты разложения отмерших органических веществ.

 

1. Концентрационная – способность организмов концентрировать в своём теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков. Организмы накапливают в своих телах химические элементы, результат концентрационной деятельности — залежи горючих ископаемых, известняки, рудные месторождения и т. п.

Пример: Среди них на первом месте стоит углерод. Содержание углерода в углях по степени концентрации в тысячи раз больше, чем в среднем для земной коры. Нефть — концентратор углерода и водорода, так как имеет биогенное происхождение. Среди минералов по концентрации первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены из остатков животных с известковым скелетом. Концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода — водоросли ламинарии, железа и марганца — особые бактерии. Позвоночными животными накапливается фосфор, сосредотачиваясь в их костях.

3. Окислительно-восстановительная – связана с интенсификацией под влиянием живого вещества процессов как окисления благодаря обогащению среды кислородом, так и восстановления прежде всего в тех случаях, когда идёт разложение органических веществ при дефиците кислорода.

Пример: восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Чёрном море). Подземные горючие газы являются продуктами разложения органических веществ растительного происхождения, захороненных ранее в осадочных толщах.

4. Биохимическая (транспортная) – это размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества.

 

Пример: Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях и кочёвках животных. С транспортной функцией в значительной мере связана концентрационная роль сообществ организмов, например в местах их скопления (птичьи базары и другие колониальные поселения).

 

1. Энергетическая - связана с запасанием энергии в процессе фотосинтеза, передачей её по цепям питания, рассеиванием.

6. Деструктивная функция — разрушение организмами и продуктами их жизнедеятельности как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни — грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).

7. Средообразующая функция является в значительной мере интегративной (результат совместного действия других функций). С ней в конечном счёте связано преобразование физико-химических параметров среды. Подробнее о ней см. в разделе «Средообразующая роль живых организмов».

Круговороты веществ в природе.

Биосфера структурно организована и рассматривается как глобальная экосистема. Жизнь на Земле зависит от круговорота важнейших химических веществ, в которых непосредственное участие принимает живое вещество.

1. Малый круговорот или биогеохимический (совершается в пределах биосферы) - этоактивный круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций.

 

 

1. Большой круговорот веществ или геологический – резервный фонд, большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент. Осадочные породы, которые образуются за счет выветривания магматических пород, вновь погружаются в зону высоких температур и давлений, переплавляются и образуют магму, которая после поднятия на земную поверхность трансформируется в осадочные породы. Движение происходит не по кругу, а по спирали, т.к. каждый цикл вносит что-то новое, со временем приводящее к значительным изменениям.

 

 

 

См. задание 3 в начале работы: разбор круговоротов по плану

А) Круговорот кислорода

Б) Круговорот углерода

В) Круговорот азота

Г) Круговорот фосфора

Д) Круговорот воды