Схема иллюстрирующая роль одноклеточных организмов в биосфере – ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В БИОСФЕРЕ. БЮМАСА — ПОПУЛЯЦИЯ, ЭКОСИСТЕМА, БИОСФЕРА — Все уроки биологии в 11 классе — План урока — Конспект урока — Планы уроков
29. Роль живых организмов в биосфере
29. Роль живых организмов в биосфере
Вспомните!
Какое вещество В. И. Вернадский называл живым; косным?
Что называют круговоротом веществ в природе?
Роль живого вещества в биосфере. Основное внимание в учении о биосфере В. И. Вернадский уделял роли живого вещества. Учёный писал: «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей». Благодаря способности к росту, размножению и расселению, в результате обмена веществ и преобразования энергии живые организмы способствуют миграции химических элементов в биосфере. В. И. Вернадский сравнивал массовые миграции животных, например стаи саранчи, по масштабам переноса химических элементов с перемещением целого горного массива.
В живой природе обнаружено около 90 химических элементов, т. е. большая часть всех известных на сегодняшний день. Нет никаких специальных элементов, характерных только для живых организмов, поэтому за всю историю существования биосферы атомы большинства элементов, входящих в её состав, неоднократно прошли через тела живых организмов. Между органическим и неорганическим веществом на планете существует неразрывная связь, совершаются постоянный круговорот веществ и превращение энергии.
Около 2 млрд лет назад благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов в атмосфере Земли началось накопление свободного кислорода, затем сформировался озоновый экран, защищающий всё живое от космической и солнечной радиации. На протяжении всей биологической истории Земли деятельность организмов определяла состав атмосферы (фотосинтез, дыхание), состав и структуру почв (деятельность редуцентов), содержание различных веществ в водной среде. Продукты метаболизма одних организмов, попадая в окружающую среду, использовались и перерабатывались другими организмами. Благодаря редуцентам в круговорот веществ включались растительные и животные остатки.
Многие организмы способны избирательно поглощать и накапливать различные химические элементы в виде органических и неорганических соединений. Например, хвощи аккумулируют из окружающей среды кремний, губки и некоторые водоросли – иод. В результате деятельности разных бактерий образованы многие месторождения серы, железных и марганцевых руд. Из тел ископаемых растений и планктонных организмов сформировались залежи каменного угля и запасы нефти. Скелеты мелких планктонных водорослей и раковинок морских простейших сложились в гигантские толщи известняковых пород (рис. 83).
Особую роль в биосфере играют микроорганизмы. Не будь их, круговорот веществ и энергии не смог бы осуществляться и поверхность планеты была бы покрыта толстым слоем растительных остатков и трупов животных.
Лишайники, грибы и бактерии активно участвуют в разрушении горных пород. Их работу поддерживают растения, чьи корневые системы прорастают в мельчайшие трещины. Завершают этот процесс вода и ветер.
Рис. 83. Раковины одноклеточных организмов под сканирующим электронным микроскопом (увеличено в 2000 раз)
Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют и другие процессы. Во время вулканических извержений в атмосферу выбрасывается огромное количество различных газов, частички вулканического пепла, изливаются потоки расплавленных магматических пород. В результате тектонических процессов образуются новые острова, меняют облик горные районы, океан наступает на сушу.
Круговорот воды. Особое значение для существования биосферы имеет круговорот воды (рис. 84). С поверхности океанов испаряется огромная масса воды, которая частично переносится ветрами в виде пара и выпадает в виде осадков над сушей. Обратно в океан вода возвращается через реки и грунтовые воды. Однако важнейшим участником циркуляции воды является живое вещество.
В процессе жизнедеятельности растения поглощают из почвы и испаряют в атмосферу огромное количество воды. Так, участок поля, который за сезон даёт урожай массой в 2 т, потребляет около 200 т воды. В экваториальных районах земного шара леса, задерживая и испаряя воду, значительно смягчают климат. Сокращение площади этих лесов может привести к изменению климата и засухам в прилегающих районах.
Круговорот углерода.
Рис. 84. Круговорот воды в биосфере
Рис. 85. Круговорот углерода в биосфере
Углерод, растворённый в морях и океанах в виде угольной кислоты (Н2СО3) и её ионов, используется организмами для формирования скелета, состоящего из карбонатов кальция (губки, моллюски, кишечнополостные). Причём ежегодно громадное количество углерода осаждается в виде карбонатов на дно океанов.
На суше около 1 % углерода изымается из круговорота, откладываясь в виде торфа. В атмосферу углерод поступает также в результате хозяйственной деятельности человека. В настоящее время ежегодно выбрасывается в воздух около 5 млрд т углерода при сжигании ископаемого топлива (газ, нефть, уголь) и 1–2 млрд т – при переработке древесины. Каждый год количество углерода в атмосфере увеличивается примерно на 3 млрд т, что может привести к нарушению устойчивого состояния биосферы.
Огромное количество углерода содержится в горных осадочных породах. Его возвращение в круговорот зависит от вулканической деятельности и геохимических процессов.
Ноосфера. Совместная деятельность живых организмов в течение миллиардов лет создавала, а в дальнейшем поддерживала определённые условия, необходимые для существования жизни, т. е. обеспечивала гомеостаз биосферы. В. И. Вернадский писал: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
Однако с появлением человека в развитии биосферы всё большее значение постепенно приобретал новый фактор – антропогенный.
В 1927 г. французские учёные Эдуард Леруа и Пьер Тейяр де Шарден ввели понятие «ноосфера». Ноосфера – это новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором её развития. В дальнейшем В. И. Вернадский развил представление о ноосфере как сфере разума.
Ещё в 1922 г. В. И. Вернадский предвидел, что человечество овладеет атомной энергией. Он писал: «Недалеко то время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить её на добро, а не на самоуничтожение?»
Вопросы для повторения и задания
1. В чём заключается влияние живых организмов на биосферу?
2. Расскажите о круговороте воды в природе.
3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?
4. Опишите путь возвращения связанного углерода в атмосферу.
5. Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?
6. Кто впервые ввёл в науку термин «ноосфера»?
Подумайте! Выполните!
1. Каково участие живых организмов в глобальных круговоротах веществ в природе?
2. Проведите картирование зелёных насаждений в районе расположения школы (групповой проект).
3. Оцените, правильно ли используют роль зелёных насаждений для улучшения состояния среды в том районе, где вы живёте.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Узнайте больше
Круговорот азота. В газовом составе атмосферы азот составляет около 80 %. Однако напрямую в виде газа живые организмы не могут его использовать. Фиксация азота и перевод его в соединения, которые поглощаются растениями, осуществляется благодаря деятельности почвенных азотфиксирующих бактерий, синтезирующих нитраты. Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических грозовых разрядов в атмосфере. При разложении органических остатков под действием микроорганизмов (гнилостных бактерий) выделяется аммиак. Хемосинтезирующие (нитрифицирующие) бактерии превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота, благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий, поступает в воздух. Часть соединений оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из круговорота.
Круговорот серы. Сера входит в состав белков и тоже является жизненно важным элементом. Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных породах соединения серы с металлами (сульфиды) переводятся хемосинтезирующими микроорганизмами в доступную растворимую форму – сульфаты, которые и используются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовлекаются в круговорот другой группой микроорганизмов, восстанавливающих сульфаты до сероводорода (H
В результате деятельности человека круговорот многих элементов резко ускоряется, при этом в одних местах возникает их недостаток, а в других – избыток. Оксид серы (SО2) попадает в атмосферу при сжигании угля и нефти с высоким содержанием серы. Рядом с медеплавильными заводами избыток SО2 в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушения процесса фотосинтеза.
Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Он постепенно вымывается и попадает в экосистемы. Растения используют только часть этого фосфора; много его уносится реками в моря и снова оседает в глубоководных отложениях. Вместе с выловом рыбы на сушу возвращается примерно 60 тыс. т элементарного фосфора в год. Кроме того, ежегодно добывается от 1 до 2 млн т фосфорсодержащих пород. Хотя запасы фосфорсодержащих пород велики, в будущем потребуются специальные меры для возвращения фосфора в круговорот веществ.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
bio.wikireading.ru
Значение и роль одноклеточных организмов
В природе свободноживущие одноклеточные выполняют многообразные роли.
Несмотря на маленькие размеры, простейшие составляют значительную долю общей биомассы нашей планеты и оказывают заметное влияние на окружающую среду. Простейшие, обитающие в морях, океанах, пресных водоёмах, почве и паразитирующие в других организмах, играют важную роль в круговороте веществ и потоке энергии. Как и прокариоты, простейшие играют в жизни человека и положительную, и отрицательную роль.
Есть одноклеточные, осуществляющие фотосинтез — автотрофы (зелёные водоросли), есть растительноядные — фитотрофы (питаются водорослями), есть хищники и паразиты — гетеротрофы (питаются другими одноклеточными или мелкими многоклеточными), есть и сапротрофы (питаются мёртвым растительным или животным материалом).
У одноклеточных относительно быстро протекают метаболические процессы, поэтому они вносят большой вклад в круговорот веществ в биогеоценозе, особенно в круговорот углерода. Кроме того, одноклеточные животные (простейшие), заглатывая и переваривая бактерии (т. е. первичных деструкторов), ускоряют процесс обновления состава бактериального населения. Растительноядные и хищные организмы тоже выполняют свою функцию в экосистеме, непосредственно участвуя в расщеплении растительного и животного материала.
Многочисленные виды корненожек, жгутиконосцев, инфузорий являются основными компонентами морского и пресноводного планктона. В водоёмах они входят в состав корма самых различных водных обитателей — от мелких (микроскопические рачки и мальки рыб) до огромных (гигантская и китовая акулы и киты-полосатики).
Простейшие служат пищей кишечнополостным, некоторым червям, мелким рачкам, малькам рыб. Для многих небольших животных и их личиночных стадий простейшие часто являются единственным видом пищи. Поэтому столь важна их роль в водных экосистемах.
Простейших используют также как индикатор для определения степени загрязнения водоёмов, так как конкретные их виды обитают в воде при определенной концентрации органических веществ.
В последнее время простейшие широко используются в биотехнологии.
Разводят инфузорий и для кормления мальков ценных пород рыб.
Простейшие на протяжении всей истории жизни на нашей планете участвуют в геологическом сложении земной коры. Остатки раковинных амёб сформировали огромные меловые залежи.
Живущие в почве и пресных водоёмах простейшие перерабатывают отмершие остатки. Роль простейших в разложении органических веществ в природе огромна, и как редуценты они являются активными участниками биологического круговорота веществ в биосфере. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
Некоторые инфузории, равно как и бактерии, обитают в сложном желудке коров, помогая им переваривать целлюлозу, содержащуюся в растениях.
Паразитические простейшие, составляющие примерно пятую часть всех современных видов, в природе являются важным фактором естественного отбора, регулирующего численность организмов-хозяев.
Вместе с тем простейшие являются причиной дизентерии, малярии, сонной болезни, паразитируют на рыбах и других животных.
Простейшие распространены по всему земному шару. Они — микроскопически малые организмы, но их чрезвычайно много, поэтому суммарная масса простейших на Земле достаточно велика. К тому же в благоприятных условиях они очень быстро увеличивают свою численность.
На этой странице материал по темам:Роль одноклітинних організмів у природі та житті людини
Одноклеточные организмы доклад
Положительное и отрицательное значение одноклеточных
Реферат на тему одноклеточные микроорганизмы растительной природы
Роль одноклеточных в экосистемах
Какова роль одноклеточных организмов в жизни человека и в природе?
doklad-referat.ru
| www.microbik.ru | 1 Роль живых организмов в биосфере
Роль живого вещества в биосфере
В живой природе обнаружено около 90 химических элементов.Между органическим и неорганическим веществом на планете существует неразрывная связь.Около 2 млрд лет назад началась биологическая жизнь на Земле.Раковины одноклеточных организмов под сканирующим электронным микроскопом (увел. Х2000)
Лишайники, грибы и бактерии вктивно участвуют в разрушении горных пород.Во время вулканических извержений в атмосферу выбрасывается огромное количество различных газов, частички пепла, изливается лава.В результате тектонических процессов образуются новые острова, меняют облик горные районы, океан наступает на сушу.Круговорот воды в биосфереКруговорот углерода
Ноосфера —
|
www.microbik.ru
Роль живых организмов в биосфере
Жизнь – это связующее звено между Космосом и Землей. Живые организмы создают почву, изменяют состав атмосферы, произвели запасы нефти, угля, газа, торфа. Общая биомасса живого вещества 2420 млрд. тонн, причем 98% — это биомасса наземных растений.
Функции живого вещества
1.Энергетическая – поглощение энергии Солнца, тепла Земли и перераспределение этой энергии в биосфере.
2.Средообразующая – растения в процессе роста и разложения вырабатывает кислород, углекислый газ, метан.
3. Концентрационная – живые существа собирают из окружающей среды различные химические элементы, в живых существах концентрация в тысячу раз больше, чем в окружающей среде.
4. Деструктивная – поглощение солей из почвы, вовлечение их в биологический круговорот.
5. Окислительно– восстановительная- изменяют валентность железа, марганца, что дает начало новым химическим реакциям.
6. Транспортная – переносят вещества в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Окислительно–восстановительную реакцию фотосинтеза с участием энергии Солнца можно представить следующим уравнением:
nCO2 +2nh3O———( Ch3O)n + nO2.
углеводы
На производство 1грамма сухого вещества (листья, стебли) зеленым растениям необходимо от 0,4 до 1 литра воды.
С участием серобактерий фотосинтез идет по следующему уравнению:
CO2 + h3O———( Ch3O)n + S
углеводы
Свойства живого вещества
Связывает звенья биосферы.
Улавливает энергию Космоса и преобразует ее в химическую, тепловую и другие виды энергии.
Способно к самовоспроизведению.
Способно к неограниченному развитию (по Вернадскому «напор жизни»).
Контрольные вопросы
Сформулируйте понятие « Экология» и Экологический фактор».
Охарактеризуйте свойства экологических систем.
Раскройте структуру экосистемы.
Классифицируйте экологические факторы.
Проанализируйте уравнения фотосинтеза и объясните их значение.
Назовите составляющие биосферы.
Объясните свойства и функции живого вещества.
Лекция 3 Круговорот вещества и превращения энергии
Домашнее задание ( 9 ) с. 75 – 93 ( 8 ) с. 93 – 152
Круговорот вещества – постоянный процесс изменения и перемещения веществ на Земле, который имеет направление и цикличность.
Превращение энергии – энергия Солнца поглощается растениями, их поедают растительноядные животные, и их плотоядные, остатки биомассы разлагаются грибами, бактериями. Поглощенная энергия Солнца возвращается в пространство в виде тепловой, механической энергии, частично запасается в недрах Земли (торф, уголь, нефть).
Большой круговорот – связан с превращением горных пород на Земле (выветривание, растворение, образование осадков, поднятие и опускание земной коры).
Биологический круговорот (малый)- часть большого круговорота – питательные вещества из почвы поглощаются растениями, которые поедаются животными, после гибели которых микроорганизмы вновь возвращают питательные вещества в почву.
Биогеохимические круговороты – подразделяются на круговороты газового типа ( водяной пар, азот, двуокись углерода и т.д. ), на круговороты осадочного типа ( фосфор, кальций, железо ).
Техносфера – это область проявления технической деятельности человека.
Техномасса (техновещество) – вещество, вырабатываемое в результате промышленного производства и в сельском хозяйстве. Техногенная энергия – энергия, вырабатываемая из потенциальной энергии биосферы с помощью технических средств, что приводит к уничтожению биосферы.
Техносфера – это комфорт и угроза жизни.
Ноосфера – сфера разума – сфера взаимодействия природы и общества, где разумная деятельность становится определяющим фактором развития, миром разумных действий человека. Человек должен взять на себя ответственность за дальнейшую эволюцию биосферы. Действия человека в настоящее время по отношению к биосфере не всегда разумны, а исправление ошибок требует много времени и средств.
studfiles.net
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В БИОСФЕРЕ. БЮМАСА — ПОПУЛЯЦИЯ, ЭКОСИСТЕМА, БИОСФЕРА — Все уроки биологии в 11 классе — План урока — Конспект урока — Планы уроков
Тема. ПОПУЛЯЦИЯ, ЭКОСИСТЕМА, БИОСФЕРА
УРОК 33. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В БИОСФЕРЕ. БЮМАСА
Цели урока: дать общую характеристику биосферы, проанализировать основные положения учения. И. Вернадского о биосфере и роли в ней живых организмов; развивать логику и экологическое мышление; воспитывать понимание собственной ответственности за существование жизни на Земле.
Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации с примерами действия организмов на другие оболочки нашей планеты, видеофрагменты, в которых демонстрируется роль живых организмов в биосфере (по наличии).
Базовые понятия и термины: биосфера, ноосфера, биомасса, живые организмы, производительность, геологическая роль, взаимосвязи.
ХОД УРОКА
I. Организационный этап
II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Какие особенности имеет круговорот Нитрогена?
2. Какие особенности имеет круговорот Кислорода?
3. Какие особенности имеет круговорот Карбона?
4. Какие экосистемы и почему является наиболее продуктивными?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
Понятие «биосфера» (от греч. биос — жизнь) предложил в 1875 г. австрийский геолог Е. Зюсс. Учение о биосфере как особую часть Земли, населенную живыми организмами, создал украинский ученый. И. Вернадский, хотя, по его мнению, впервые к этой идее приблизился французский биолог Же. Бы. Ламарк.
Биосфера не образует отдельной оболочки Земли, а является частью геологических оболочек земного шара, заселенных живыми организмами. Она занимает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижний слой атмосферы. Это совокупность всех биогеоценозов земли, единственная глобальная экосистема высшего порядка.
В. И. Вернадский еще в первой половине XX века предусматривал, что биосфера разовьется в ноосферу (термин предложил 1927 г. французский ученый Е. Леруа и П. Тейяр де Шарден). Сначала В. И. Вернадский рассматривал ноосферу (от греч. ноос — разум) как особую «умственную» оболочку Земли, которая развивается вне биосферой. Но впоследствии он пришел к выводу, что ноосфера — это состояние биосферы, при котором умственная деятельность человека становится определяющим фактором ее развития. В частности, он отмечал, что биосфера переходит в новую стадию — ноосферу — под влиянием научной мысли и человеческого труда. Человечество все больше отличается от других компонентов биосферы как новая биогенная геологическая сила. Благодаря своей научной мысли, воплощенной в технических достижениях, человек осваивает те части биосферы, куда она раньше не проникала.
Для ноосферы, как нового качественного этапа развития биосферы, характерна тесная связь законов природы и социально-экономических факторов общества, основанный на научно обоснованном рациональном использовании природных ресурсов, которое предусматривает восстанавливаемость круговорота веществ и потока энергии. Характерной чертой ноосферы является экологизация всех сфер человеческой жизни. К решению любых проблем человек должен подходить с позиции экологического мышления, то есть сохранение и улучшения состояния природной среды.
Итак, ноосфера — это качественно новая форма организации биосферы, которая формируется в результате ее взаимодействия с человеческим обществом и предусматривает гармоничное сосуществование природы и человека.
В. И. Вернадский подробно анализировал роль живых организмов в преобразовании земной коры: разрушении горных пород, почвообразовании, формировании осадочных пород, круговорота, перераспределении и концентрации химических элементов в биосфере.
Всю совокупность организмов на планете Земля В. И. Вернадский называл живым веществом. Основными ее характеристиками суммарная большинство, химический состав и энергия.
Энергия живого вещества биосферы прежде всего проявляется в способности организмов к размножению и распространению. Жизнь на планете имеет значительную устойчивость к изменениям интенсивности различных экологических факторов, определяющим границы биосферы. В состоянии анабиоза организмы могут выдерживать значительные колебания температуры и давления. Поэтому организмов нет только в толще ледников и в кратерах действующих вулканов.
Одним из свойств живого вещества есть ее постоянный обмен с окружающей средой. Вследствие этого проходит через организмы значительное количество химических элементов. Хотя в состав живых существ входят те сами химические элементы , что и в неживых объектов, однако, как известно, в живых существах и неживой природе они находятся в различных соотношениях. Если в неживых объектах на нашей планете по количеству атомов наиболее распространенными являются 0 (63 %), Si (21,2 %), Аl (6,5 %), Na (2,4 %), Fe (l,9 %) и Са (1,9 %), то в живых первые места по содержанию занимают Н (64 %), О (25,6 %), С (7,5 %), N (1,25 %), Г (0,24 %), S (0,06 %).
Это напрямую связано с их химическими и физическими свойствами. Так, Кислород и Водород образуют воду, которая является и универсальным растворителем и средой, в которой происходят биохимические реакции. Наличие Азота крайне важна для образования важнейших информационных молекул ДНК и РНК. Фосфор участвует в образовании макроэргических связей, то есть являются важнейшим компонентом систем обеспечения клеток энергией. А Сульфур играет важную роль в формировании пространственного строения биологических молекул.
Если же взять, например, Кремний, которого очень много на нашей планете, то он, как и Карбон, способен связываться с четырьмя другими атомами, но через больший диаметр своего атома, он хуже образует макромолекулярные цепочки.
Живым организмам для осуществления биохимических процессов необходимы вещество и энергия, которые они получают с окружающей среды, при этом значительно превращая последнее. В результате постоянного и непрерывного обмена с окружающей средой различные химические элементы поступают в живые существа, могут в них накапливаться, исходя из организма только через определенное время, или хранятся в нем в течение всей жизни. Постоянный круговорот веществ и поток энергии обеспечивает функционирование биосферы как целостной системы.
В процессе деятельности биосферы живая вещество (продуценты) способны накапливать солнечную световую энергию, превращая ее в энергию химических связей. Суммарная первичная продукция автотрофных организмов определяет биомассу биосферы в целом. Ученые подсчитали, что благодаря фотосинтеза ежегодно живое вещество Земли производит около 160 млрд. т сухой органического вещества, из которого примерно 1/3 синтезируется биогеоценозами Мирового океана, а 2/3 — биогеоценозами суши.
Живое вещество (продуценты) биосферы выполняет разнообразные функции: газовую, окислительно-восстановительную, концентрационную, которые связаны с процессами обмена веществ живых существ.
Газовая функция живого вещества заключается в воздействии живых организмов в процессе своей жизнедеятельности на газовый состав атмосферы, Мирового океана и почвы. Все аэробные существа во время дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ, тогда как зеленые растения и цианобактерии в процессе фотосинтеза, наоборот, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Жизнедеятельность организмов, например бактерий, может влиять на концентрацию других газов (сероводорода, метана, азота и тому подобное).
Окислительно-восстановительная функция заключается в потому, что с помощью живых организмов в почве, воде и атмосферном воздухе окисляется ряд веществ. Например, железобактерии способны окислять соединения Железа, сіркобактерії — соединения Серы и тому подобное. Живые организмы способны также и восстанавливать определенные соединения (например, денітрифікуючі бактерии способны восстанавливать нитраты и нитриты до молекулярного азота или его окислов).
Концентрационная функция заключается в поглощении живыми существами определенных химических элементов из окружающей среды и накопления их в своих организмах. Так, моллюски, фораминиферы, ракообразные, позвоночные животные могут накапливать в своих организмах неорганические соединения Кальция и Фосфора, радиолярии — Стронция и Кремния, бури водоросли — iоду тому подобное.
За период исторического развития Земли сформировались такие оболочки, как литосфера, гидросфера и атмосфера. Часть этих оболочек, населенная живыми организмами, называется биосферой, которая представляет собой совокупность всех биогеоценозов Земли, единую экосистему высшего порядка. Биосфера занимает всю толщу гидросферы, верхние слои литосферы и нижние — атмосферы. В. И. Вернадский создал учение о ноосфере — качественно новое состояние биосферы, при котором умственная деятельность человека в значительной мере обусловливает ее развитие. Живое вещество биосферы (вся совокупность организмов нашей планеты) обеспечивает постоянный круговорот веществ и поток энергии на планете, осуществляет значительную биогенную работу с превращение оболочек Земли.
IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся
Дать ответы на вопросы:
1. Что такое биосфера?
2. Каковы основные положения учения. И. Вернадского о биосфере?
3. Что такое ноосфера и какое значение она имеет для нашей планеты?
4. Какую роль играют живые организмы на нашей планете?
V. Домашнее задачи
schooled.ru
5.9 Роль живых организмов в биосфере
Вопрос 1. В чем заключается влияние живых организмов на биосферу?
Живые существа способствуют переносу и круговороту веществ в природе. Благодаря деятельности фотосинтетиков в атмосфере снизилось количество углекислого газа, появился кислород и сформировался защитный озоновый слой. Деятельность живых организмов определяет состав и структуру почвы (переработка редуцентами органических остатков), предохраняет ее от эрозии. В значительной мере животные и растения определяют также содержание различных веществ в гидросфере (особенно в небольших по размеру водоемах). Некоторые организмы способны избирательно поглощать и накапливать определенные химические элементы — кремний, кальций, иод, серу и т. д. Результатом активности живых существ являются отложения известняков, железных и марганцевых руд, запасов нефти, угля, газа.
Вопрос 2. Расскажите о круговороте воды в природе.
Круговорот воды имеет огромное значение для существования биосферы. Вода испаряется в первую очередь с поверхности океанов. Далее она в качестве водяного пара частично переносится ветрами и выпадает в виде осадков над сушей. Обратно в океан вода возвращается через реки и грунтовые воды.
В круговороте воды участвуют и живые существа. Растения поглощают большое количество воды из почвы и испаряют ее с поверхности листьев. В экваториальных лесах подобное испарение влаги значительно смягчает климат. В северных лесах относительно слабо испаряющие воду хвойные деревья (особенно ели), и растущие под ними мхи могут способствовать переувлажнению и заболачиванию почвы.
Вопрос 3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?
Диоксид углерода из атмосферы поглощают фотосинтезирующие организмы, которые усваивают его и запасают в виде органических соединений (в первую очередь глюкозы). Кроме того, часть атмосферного углекислого газа растворяется в воде морей и океанов, а затем в форме ионов угольной кислоты может захватываться животными — моллюсками, кораллами, губками, использующими карбонаты для построения раковин и скелетов. Результатом их активности может быть образование осадочных пород (известняков, мела и др.).
Вопрос 4. Опишите путь возвращения связанного углерода в атмосферу.
В процессе дыхания животные, растения и микроорганизмы окисляют органические вещества до диоксида углерода и выделяют его в атмосферу. Кроме этого, возвращению углерода в атмосферу способствует деятельность человека. Ежегодно в воздух выбрасывается около 5 млрд т углерода в результате сжигания ископаемого топлива и до 2 млрд. т. — при переработке древесины. Возвращение углерода в атмосферу из горных осадочных пород зависит от вулканической деятельности и геохимических процессов.
Вопрос 5. Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?
Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют абиотические факторы: движение литосферных плит, вулканическая активность, реки и морской прибой, климатические явления, засухи, наводнения и другие природные процессы. Некоторые из них действуют очень медленно; другие же способны практически мгновенно изменить состояние большого количества экосистем (масштабное извержение вулкана; сильное землетрясение, сопровождаемое цунами; лесные пожары; падение крупного метеорита).
Вопрос 6. Кто впервые ввел в науку термин «ноосфера»?
Ноосфера (от греч. noos — разум) — это понятие, обозначающее сферу взаимодействия природы и человека; это эволюционно новое состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития. Впервые термин «ноосфера» в 1927 г. ввели в науку французские ученые Эдуард Лepya (1870-1954) и Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955).
5.9 Роль живых организмов в биосфере
Оцените пожалуйста этот постНа этой странице искали :
- в чем заключается влияние живых организмов на биосферу
- роль живых организмов в биосфере
- какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы
- Расскажите о круговороте воды в природе
- каким путем связанный углерод возвращается в атмосферу
Сохрани к себе на стену!
vsesochineniya.ru
Схема иллюстрирующая роль одноклеточных организмов в биосфере — Все карты мира
Вспомните!
Какое вещество В. И. Вернадский называл живым; косным?
Что называют круговоротом веществ в природе?
Роль живого вещества в биосфере. Основное внимание в учении о биосфере В. И. Вернадский уделял роли живого вещества. Учёный писал: «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, её определяющей». Благодаря способности к росту, размножению и расселению, в результате обмена веществ и преобразования энергии живые организмы способствуют миграции химических элементов в биосфере. В. И. Вернадский сравнивал массовые миграции животных, например стаи саранчи, по масштабам переноса химических элементов с перемещением целого горного массива.
В живой природе обнаружено около 90 химических элементов, т. е. большая часть всех известных на сегодняшний день. Нет никаких специальных элементов, характерных только для живых организмов, поэтому за всю историю существования биосферы атомы большинства элементов, входящих в её состав, неоднократно прошли через тела живых организмов. Между органическим и неорганическим веществом на планете существует неразрывная связь, совершаются постоянный круговорот веществ и превращение энергии.
Около 2 млрд лет назад благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов в атмосфере Земли началось накопление свободного кислорода, затем сформировался озоновый экран, защищающий всё живое от космической и солнечной радиации. На протяжении всей биологической истории Земли деятельность организмов определяла состав атмосферы (фотосинтез, дыхание), состав и структуру почв (деятельность редуцентов), содержание различных веществ в водной среде. Продукты метаболизма одних организмов, попадая в окружающую среду, использовались и перерабатывались другими организмами. Благодаря редуцентам в круговорот веществ включались растительные и животные остатки.
Многие организмы способны избирательно поглощать и накапливать различные химические элементы в виде органических и неорганических соединений. Например, хвощи аккумулируют из окружающей среды кремний, губки и некоторые водоросли – иод. В результате деятельности разных бактерий образованы многие месторождения серы, железных и марганцевых руд. Из тел ископаемых растений и планктонных организмов сформировались залежи каменного угля и запасы нефти. Скелеты мелких планктонных водорослей и раковинок морских простейших сложились в гигантские толщи известняковых пород (рис. 83).
Особую роль в биосфере играют микроорганизмы. Не будь их, круговорот веществ и энергии не смог бы осуществляться и поверхность планеты была бы покрыта толстым слоем растительных остатков и трупов животных.
Лишайники, грибы и бактерии активно участвуют в разрушении горных пород. Их работу поддерживают растения, чьи корневые системы прорастают в мельчайшие трещины. Завершают этот процесс вода и ветер.
Рис. 83. Раковины одноклеточных организмов под сканирующим электронным микроскопом (увеличено в 2000 раз)
Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют и другие процессы. Во время вулканических извержений в атмосферу выбрасывается огромное количество различных газов, частички вулканического пепла, изливаются потоки расплавленных магматических пород. В результате тектонических процессов образуются новые острова, меняют облик горные районы, океан наступает на сушу.
Круговорот воды. Особое значение для существования биосферы имеет круговорот воды (рис. 84). С поверхности океанов испаряется огромная масса воды, которая частично переносится ветрами в виде пара и выпадает в виде осадков над сушей. Обратно в океан вода возвращается через реки и грунтовые воды. Однако важнейшим участником циркуляции воды является живое вещество.
В процессе жизнедеятельности растения поглощают из почвы и испаряют в атмосферу огромное количество воды. Так, участок поля, который за сезон даёт урожай массой в 2 т, потребляет около 200 т воды. В экваториальных районах земного шара леса, задерживая и испаряя воду, значительно смягчают климат. Сокращение площади этих лесов может привести к изменению климата и засухам в прилегающих районах.
Круговорот углерода. Углерод входит в состав всех органических веществ, поэтому его круговорот полностью зависит от жизнедеятельности организмов (рис. 85). В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ (СО2) и включают углерод в состав синтезируемых органических соединений. В процессе дыхания животные, растения и микроорганизмы выделяют углекислый газ, и углерод, ранее входящий в состав органических веществ, вновь возвращается в атмосферу.
Рис. 84. Круговорот воды в биосфере
Рис. 85. Круговорот углерода в биосфере
Углерод, растворённый в морях и океанах в виде угольной кислоты (Н2СО3) и её ионов, используется организмами для формирования скелета, состоящего из карбонатов кальция (губки, моллюски, кишечнополостные). Причём ежегодно громадное количество углерода осаждается в виде карбонатов на дно океанов.
На суше около 1 % углерода изымается из круговорота, откладываясь в виде торфа. В атмосферу углерод поступает также в результате хозяйственной деятельности человека. В настоящее время ежегодно выбрасывается в воздух около 5 млрд т углерода при сжигании ископаемого топлива (газ, нефть, уголь) и 1–2 млрд т – при переработке древесины. Каждый год количество углерода в атмосфере увеличивается примерно на 3 млрд т, что может привести к нарушению устойчивого состояния биосферы.
Огромное количество углерода содержится в горных осадочных породах. Его возвращение в круговорот зависит от вулканической деятельности и геохимических процессов.
Ноосфера. Совместная деятельность живых организмов в течение миллиардов лет создавала, а в дальнейшем поддерживала определённые условия, необходимые для существования жизни, т. е. обеспечивала гомеостаз биосферы. В. И. Вернадский писал: «На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом».
Однако с появлением человека в развитии биосферы всё большее значение постепенно приобретал новый фактор – антропогенный.
В 1927 г. французские учёные Эдуард Леруа и Пьер Тейяр де Шарден ввели понятие «ноосфера». Ноосфера – это новое эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором её развития. В дальнейшем В. И. Вернадский развил представление о ноосфере как сфере разума.
Ещё в 1922 г. В. И. Вернадский предвидел, что человечество овладеет атомной энергией. Он писал: «Недалеко то время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет. Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить её на добро, а не на самоуничтожение?»
Вопросы для повторения и задания
1. В чём заключается влияние живых организмов на биосферу?
2. Расскажите о круговороте воды в природе.
3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?
4. Опишите путь возвращения связанного углерода в атмосферу.
5. Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?
6. Кто впервые ввёл в науку термин «ноосфера»?
Подумайте! Выполните!
1. Каково участие живых организмов в глобальных круговоротах веществ в природе?
2. Проведите картирование зелёных насаждений в районе расположения школы (групповой проект).
3. Оцените, правильно ли используют роль зелёных насаждений для улучшения состояния среды в том районе, где вы живёте.
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Узнайте больше
Круговорот азота. В газовом составе атмосферы азот составляет около 80 %. Однако напрямую в виде газа живые организмы не могут его использовать. Фиксация азота и перевод его в соединения, которые поглощаются растениями, осуществляется благодаря деятельности почвенных азотфиксирующих бактерий, синтезирующих нитраты. Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических грозовых разрядов в атмосфере. При разложении органических остатков под действием микроорганизмов (гнилостных бактерий) выделяется аммиак. Хемосинтезирующие (нитрифицирующие) бактерии превращают аммиак в азотистую, а затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота, благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий, поступает в воздух. Часть соединений оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из круговорота.
Круговорот серы. Сера входит в состав белков и тоже является жизненно важным элементом. Находящиеся глубоко в почве и в морских осадочных породах соединения серы с металлами (сульфиды) переводятся хемосинтезирующими микроорганизмами в доступную растворимую форму – сульфаты, которые и используются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовлекаются в круговорот другой группой микроорганизмов, восстанавливающих сульфаты до сероводорода (H2S). При разложении трупов животных или остатков растений сера возвращается в круговорот. Часть серы в виде сероводорода, сернистого газа и газообразной серы поступает в атмосферу вместе с вулканическими газами.
В результате деятельности человека круговорот многих элементов резко ускоряется, при этом в одних местах возникает их недостаток, а в других – избыток. Оксид серы (SО2) попадает в атмосферу при сжигании угля и нефти с высоким содержанием серы. Рядом с медеплавильными заводами избыток SО2 в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушения процесса фотосинтеза.
Круговорот фосфора. Фосфор сосредоточен в отложениях, образовавшихся в прошлые геологические эпохи. Он постепенно вымывается и попадает в экосистемы. Растения используют только часть этого фосфора; много его уносится реками в моря и снова оседает в глубоководных отложениях. Вместе с выловом рыбы на сушу возвращается примерно 60 тыс. т элементарного фосфора в год. Кроме того, ежегодно добывается от 1 до 2 млн т фосфорсодержащих пород. Хотя запасы фосфорсодержащих пород велики, в будущем потребуются специальные меры для возвращения фосфора в круговорот веществ.
karta.uef.ru