Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Наибольшая роль человека в биогенной миграции атомов состоит в
1) вовлечении в биологический круговорот химических элементов
2) увеличении скорости круговорота воды
3) регулировании численности растений и животных
4) регулировании численности микроорганизмов
2
Циркуляция кислорода между различными неорганическими объектами природы и сообществами живых организмов называется
1) популяционными волнами
4) круговоротом веществ
3
Что служит главным источником энергии, обеспечивающим круговорот веществ в экосистемах
4
Циркуляцию азота между неживыми телами и живыми организмами в сообществе называют
1) правилом экологической пирамиды
4) обменом веществ и энергии
5
Первичный источник энергии для круговорота веществ в большинстве биогеоценозов
4) мертвые органические остатки
Пройти тестирование по этим заданиям
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 209 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
Добавить в вариант
Процессы фотосинтеза, в результате которого неорганические вещества превращаются в органические, и дыхания, при котором органические вещества расщепляются до неорганических, составляют основу
4) территориальных связей
Циркуляция кислорода между различными объектами живой и неживой природы происходит в процессе
2) преобразования энергии
4) саморегуляции экосистем
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 1.
Бактерии и грибы в круговороте веществ выполняют роль
1) производителей органических веществ
2) потребителей органических веществ
3) разрушителей органических веществ
4) разрушителей неорганических веществ
В круговороте веществ в биосфере плесневые грибы
1) разрушают органические вещества до неорганических
2) синтезируют белки из неорганических веществ
3) усваивают молекулярный азот
4) выделяют молекулярный кислород
Грибы, включаясь в круговорот веществ в биосфере,
1) разлагают органические вещества
2) уменьшают запасы неорганического углерода
3) участвуют в первичном синтезе органических веществ
4) участвуют в накоплении кислорода в атмосфере
Бактерии, включаясь в круговорот, веществ в биосфере,
1) участвуют в формировании озонового экрана
2) разлагают органические вещества до неорганических
3) участвуют в образовании известняков
4) участвуют в нейтрализации радиоактивных веществ в почве
Циркуляцию азота между неживыми телами и живыми организмами в сообществе называют
1) правилом экологической пирамиды
4) обменом веществ и энергии
Циркуляция кислорода между различными неорганическими объектами природы и сообществами живых организмов называется
1) популяционными волнами
4) круговоротом веществ
Что служит главным источником энергии, обеспечивающим круговорот веществ в экосистемах
В круговороте веществ и превращении энергии в биосфере наиболее активно участвует
Благодаря круговороту веществ в биосфере, осуществляемому организмами,
1) сокращается число химических элементов в биосфере
2) увеличивается содержание вредных веществ в окружающей среде
3) одни и те же химические элементы используются многократно
4) накапливается содержание кислорода в атмосфере
Первичный источник энергии для круговорота веществ в большинстве биогеоценозов
4) мертвые органические остатки
Энергия, необходимая для круговорота веществ, вовлекается из космоса
1) растениями в процессе фотосинтеза
2) гнилостными бактериями
3) клубеньковыми бактериями
4) организмами-гетеротрофами
В биосфере постоянно происходит круговорот веществ и превращения энергии, главную роль в которых играют
1) факторы неживой природы
4) сезонные изменения в природе
Основу стабильного существования биосферы обеспечивает
1) наличие в ней хищников
2) применение на полях высокой агротехники
3) создание заповедных территорий
4) биологический круговорот веществ
Выберите три верных ответа из шести и запишите в порядке возрастания цифры, под которыми они указаны. Круговорот веществ в экосистеме обеспечивает
1) её устойчивость
2) многократное использование организмами одних и тех же химических элементов
3) сезонные и суточные изменения в природе
4) накопление торфа
5) непрерывность жизни
6) видообразование
Источник: ЕГЭ по биологии 2018. Досрочная волна
Установите соответствие между особенностями круговорота вещества и веществом.
ОСОБЕННОСТИ КРУГОВОРОТА
А) больше всего этого вещества содержится в атмосфере
Б) клубеньковые бактерии превращают это вещество в органические формы
В) около 50% возвращается в атмосферу растениями
Г) значительные количества накапливаются в осадочных породах
Д) в выдыхаемом животными воздухе содержится значительно больше, чем во вдыхаемом
Е) поглощается растениями из почвы в виде минеральных солей
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A | Б | В | Г | Д | Е |
Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
(1)На Земле встречаются организмы, способные извлекать энергию путём окисления неорганических веществ и использовать её для органического синтеза без участия света. (2)Процесс синтеза органических веществ из неорганических за счёт энергии окисления неорганических веществ называют хемосинтезом. (3)Нитрифицирующие бактерии, серобактерии, цианобактерии, железобактерии, водородные бактерии и другие синтезируют органические вещества из неорганических и получают энергию только путём хемосинтеза. (4)Все перечисленные бактерии являются анаэробными. (5)Источником водорода в окислительно-восстановительных реакциях является не только вода, но и другие неорганические вещества, например сероводород и водород. (6)В бактериальных клетках процессы хемосинтеза происходят на мембранах эндоплазматической сети. (7)Процессы хемосинтеза могут происходить в весьма крупных масштабах и имеют существенное значение в круговороте веществ в биосфере.
В чём заключается энергетическая функция живого вещества биосферы?
1) в создании органических веществ из неорганических в процессе фотосинтеза
2) в поддержании постоянства газового состава атмосферы
3) в накоплении в организмах химических элементов
4) в геохимическом круговороте веществ
По данным исследователей, в арктических почвах в большом количестве обитают представители нескольких групп цианобактерий, без которых невозможен сбалансированный круговорот веществ в данном регионе. В чём заключается роль цианобактерий в круговороте углерода и азота в арктических экосистемах? К какой функциональной группе арктических экосистем можно отнести цианобактерии?
Источник: ЕГЭ по биологии 14.06.2022. Основная волна. Разные задачи
Всего: 209 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 …
в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах
Категория:
Атрибут:
Всего: 209 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …
Добавить в вариант
Верны ли следующие суждения о живом веществе в биосфере?
А. Живое вещество планеты обеспечивает непрерывный круговорот веществ и преобразование энергии в биосфере.
Б. Живое вещество распределено в биосфере равномерно, за исключением вод Северного Ледовитого океана.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
Источник: ЕГЭ по биологии 09.04.2016. Досрочная волна
В процессе круговорота веществ содержащаяся в органических веществах энергия освобождается в результате
Животные, участвуя в круговороте веществ в биосфере,
1) используют кислород атмосферы
2) способствуют накоплению кислорода в атмосфере
3) синтезируют на свету органические вещества из неорганических
4) способствуют образованию торфа
В круговороте веществ в биосфере используется энергия
На круговорот веществ расходуется солнечная энергия, которая включается в этот процесс
1) клубеньковыми бактериями
4) животными
Границы биосферы определяются
2) необходимыми для жизни организмов условиями
3) пищевыми связями между организмами разных видов
4) круговоротом веществ в ней
Какой из процессов в биосфере преобразует энергию солнца в энергию органических соединений?
1) биологическое окисление
4) деятельность редуцентов
Углерод в круговорот веществ включается благодаря
1) морским органическим отложениям
4) запасу полезных ископаемых
Основная идея В. И. Вернадского заключается в том, что
1) организмы – это открытые системы
2) в природе происходит круговорот веществ
3) биосфера состоит из гидросферы, литосферы и атмосферы
4) организмы преобразуют энергию солнца в геохимические процессы
Процесс перемещения в биосфере химических элементов, преобразование их с участием живого вещества называют
1) биогеохимическим круговоротом
2) реакциями обмена веществ
3) химическим круговоротом
4) геологическим процессом
Одним из положений учения В. И. Вернадского о биосфере служит следующее утверждение:
1) живое вещество — совокупность живых организмов на Земле
2) живым организмам присущи рост и развитие
3) все живые организмы образуют виды
4) живые организмы связаны со средой обитания
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Центр, Урал. Вариант 4.
Основную роль в эволюции биосферы играет
Биогенная миграция атомов в биосфере обеспечивается
1) приспособленностью организмов к среде обитания
2) раздражимостью организмов
3) эволюцией органического мира
4) обменом веществ и превращением энергии
В круговороте азота участвует(-ют)
3) только азотфиксирующие бактерии
4) все организмы
В чем состоит космическая роль растений на Земле
1) в использовании солнечной энергии в процессе фотосинтеза
2) в поглощении из окружающей среды минеральных веществ
3) в поглощении из окружающей среды углекислого газа
4) в выделении кислорода в процессе фотосинтеза
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите три функции живого вещества биосферы.
1) транспортная
2) гравитационная
3) тектоническая
4) средообразующая
5) фотопериодическая
6) энергетическая
Установите соответствие между характеристиками и названиями функций живого вещества в биосфере (по В. И. Вернадскому): к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
А) выделение метана в атмосферу
в результате деятельности денитрифицирующих бактерий
Б) образование воды и углекислого газа в процессе дыхания аэробов
В) накопление солей кремния в клетках хвощей
Г) восстановление углекислого газа в процессе фотосинтеза
Д) образование известняка
ФУНКЦИЯ
1) окислительно-восстановительная
2) газовая
3) концентрационная
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А | Б | В | Г | Д |
Установите соответствие между процессами и функциями вещества биосферы: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРОЦЕССЫ
А) переход двухвалентного железа в трёхвалентное под действием железобактерий
Б) преобразование сероводорода в серу серобактериями
В) выделение кислорода в атмосферу при фотосинтезе
Г) накопление кальция в костях человека
Д) выделение молекулярного азота в атмосферу при денитрификации
Е) накопление кремния в стеблях хвощей
ФУНКЦИИ ВЕЩЕСТВА
1) газовая
2) концентрационная
3) окислительно-восстановительная
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А | Б | В | Г | Д | Е |
Установите соответствие между примерами и функциями живого вещества биосферы: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕРЫ
А) возвращение в круговорот минеральных соединений
Б) образование мела
В) формирование экосистемы коралловых рифов
Г) фильтрация воды двустворчатыми моллюсками
Д) накопление йода морской капустой
Е) разложение органических остатков
ФУНКЦИИ ЖИВОГО
ВЕЩЕСТВА БИОСФЕРЫ
1) деструктивная
2) концентрационная
3) средообразующая
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А | Б | В | Г | Д | Е |
Растения, осуществляя фотосинтез, играют важную роль в круговороте
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Сибирь. Вариант 4.
Всего: 209 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 …
Биосфера (греч. bios — жизнь + sphaira — шар) — наружная оболочка Земли, населенная живыми организмами, составляющими
в совокупности живое вещество планеты. Термин «биосфера» предложен австрийским геологом Э. Зюссом, учение о биосфере было создано и
развито российским и советским ученым Вернадским Владимиром Ивановичем.
Биосфера — совокупность всех биогеоценозов, это открытая система, структура и свойства которой определяются деятельностью организмов
в прошлом и настоящем. Биосферу можно рассматривать как часть лито-, гидро- и атмосферы, заселенную живыми существами.
Запомните, что наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена на границе сред (к примеру, на границе литосферы и атмосферы).
Границы биосферы
Общая толщина биосферы приблизительно 17 км. Живые организмы проникают вглубь литосферы на расстояние до 6-7 км, заселяют всю
толщу гидросферы (до самого дна мирового океана). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней части — тропосфере, которую
сверху ограничивает озоновый слой (часть стратосферы).
Выше «озонового экрана» существование жизни в привычном для нас виде невозможно, так как губительное УФ (ультрафиолетовое) излучение уничтожает все живое.
Возникновению жизни в недрах Земли препятствует высокая температура, оказывающая разрушительное воздействие.
Вещество биосферы
Многокомпонентная сложная система биосферы включает несколько отдельных элементов. Вернадский В.И. создал учение, в соответствии с которым
вещество биосферы состоит из:
- Живое вещество
- Косное вещество
- Биогенное вещество
- Биокосное вещество
Совокупность всех живых организмов на нашей планете. Именно Вернадский показал, что деятельность живых существ —
важнейший фактор геологических изменений планеты.
Формируется без участия живых организмов. Базальт, гранит, песок, золотоносные руды. К косному веществу можно отнести горные породы
магматического происхождения, образовавшиеся в результате извержения вулканов.
Это вещество образуется живыми организмами в процессе их жизнедеятельности. Примерами биогенного вещества могут послужить
залежи известняка, природный газ, кислород, нефть, каменный уголь, торф.
Биокосное вещество создается одновременно деятельностью живых организмов и косными процессами. Таким образом, биокосное вещество объединяет в себе живое и косное вещества.
К биокосному веществу относятся пресная и соленая вода, почва, воздух. Почва является верхним наиболее плодородным слоем литосферы Земли. Почва — уникальный продукт совместной деятельности
живых организмов, то есть биологических и геологических процессов, протекающих в живой природе.
Функции живого вещества
Важнейший компонент биосферы — живое вещество, то есть — живые организмы. Их деятельность приводит к наиболее значительным геологическим изменениям в биосфере,
они обеспечивают круговорот веществ — главное условие зарождения новой жизни.
Перечислим важнейшие функции живого вещества:
- Энергетическая
- Газовая
- Концентрационная
- Окислительно-восстановительная
- Деструктивная
Живые организмы постоянно получают и преобразуют энергию. Растения преобразуют энергию солнечного света в энергию химических
связей, а животные передают ее по цепочке. После смерти растений и животных энергия возвращается в круговорот благодаря бактериям
и грибам — сапротрофам (греч. sapros – гнилой), разлагающим мертвое органическое вещество.
Деятельность живых организмов обеспечивает постоянный газовый состав атмосферы. В ходе дыхания животные поглощают кислород и
выделяют углекислый газ, а растения в ходе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Бактерии хемотрофы также
выделяют в атмосферу некоторые газы, полученные окислением сероводорода, азота.
Я никогда не перестану восхищаться этой функцией живого вещества. Вы только вдумайтесь: на одной и той же почве, рядом друг с другом,
растут совершенно разные растения по форме, размеру и окраске плодов, цветков! Каждый раз задумываешься: как это возможно?
Это связано с тем, что каждое живое существо избирательно накапливает определенные химические элементы. К примеру, многие моллюски
накапливают кальций, образуют известковый скелет — раковину. После их смерти раковины опускаются на дно, в результате чего создаются залежи полезных ископаемых — известняка (мела).
В результате жизнедеятельности мха сфагнума образуется полезное ископаемое — торф, а папоротниковидные образуют каменный уголь. Это
концентрат углеродистых и кальциевых соединений в погибших растениях, которые тысячелетиями отмирали и образовали залежи ископаемых.
Живые организмы способны окислять и восстанавливать различные химические вещества. На реакциях окисления и восстановления основан
метаболизм (обмен веществ) любого живого существа, подобные реакции протекают постоянно в ходе фотосинтеза, энергетического обмена.
Без разрушения «старой» жизни, невозможно возникновение «новой». После смерти живых существ их останки подвергаются разрушению, из них
высвобождается энергия, накопленная в связях химических веществ. Непрерывный круговорот должен продолжаться всегда — это главное условие
жизни.
Теория биогенной миграции атомов Вернадского В.И.
При непосредственном участии живого вещества в биосфере непрерывно осуществляется биогенная миграция атомов. Даже сейчас, с каждым вашим
вдохом, атомы кислорода соединяются с гемоглобином эритроцитов, доставляются по крови к клеткам тканей организма и становятся частью ваших клеток.
Откуда взялся кислород, которым мы дышим? Его в процессе фотосинтеза выделили растения. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, который
в процессе дыхания выделяют животные, углекислый газ, который образуется при разложении останков растений и животных. Получается круговорот атомов.
Все атомы, которыми мы обладаем, которые стали частью наших рук, глаз, носа, языка — все эти атомы кому-то принадлежали до нас! За миллиарды
лет существования Земли они успели побывать в мириадах растений, грибов и животных. То, что наши атомы сейчас с нами — великое чудо и
немыслимая случайность.
Я искренне восхищаюсь этой теорией, она показывает непрерывность жизни, бесконечность нашего существования и единство
всего живого.
Ноосфера
Ноосфера (греч. noos — разум и sphaira — шар) — термин введенный русским ученым В.И. Вернадским. Ноосфера подразумевает взаимодействие
природы и общества, при котором человек является главным определяющим фактором эволюции. Человек становится крупнейшей геологической
силой.
Споры о том, можно ли считать современный этап развития цивилизации ноосферой остаются открытыми. Основная идея ноосферы — разумное,
рациональное поведение человека, при котором он сосуществует в гармонии со всеми другими формами жизни.
К сожалению, нынешняя ситуация напоминает старую поговорку: «Пока не потеряешь, не осознаешь ценность». Неужели растения должны исчезнуть с
лица Земли, чтобы мы вспомнили о том, что благодаря фотосинтезу в их листьях мы дышим кислородом? В этом случае чувство нашего ложного
величия может сильно пострадать.
Круговорот веществ
Углерод находится в природе в основном в составе углекислого газа, угольной кислоты и ее нерастворимых солей — карбоната кальция (из которого
состоят раковины моллюсков). Отмирая, живые организмы образуют залежи полезных ископаемых: торф, древесину, каменный уголь, нефть. Известняк
может надолго исключить углерод из круговорота веществ.
Подобно этому, долгое время нефть и уголь были почти полностью исключены из круговорота веществ, однако в настоящее время человек «вернул их в строй» вместе с
выхлопными газами.
Азот находится в воздухе, которым мы дышим, и составляет 78% от его объема. Большая часть азота поступает в почву и воду благодаря деятельности
микроорганизмов, бактерий и водорослей.
Широко известны клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений, находящиеся с ними в симбиозе. Клубеньковые бактерии переводят атмосферный
азот в нитраты, которые необходимы для роста и развития растения и могут быть усвоены им, в отличие от атмосферного азота (газа).
В листьях в процессе биосинтеза азот преобразуется в белки. Травоядные животные поедают растения, таким образом, белок включается в их состав.
После смерти животных белки разлагаются сапротрофами, которые выделяют аммиак, нитраты. Часть нитратов усваивается растениями, а часть восстанавливается
бактериями до атмосферного азота — цикл замыкается.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Круговорот веществ – естественные циклические процессы превращения и перемещения химических элементов. Бывает воздушный и водный. В воздушный круговорот вовлечено 98,3% (О2, Н2, С, N2),
в водный 1,7% (Na, Mg,CI, K,S и др). Круговороты бывают разные, в том числе, биологический.
Биологический круговорот – биогенная миграция атомов, представляет 2 противоположных процесса – аккумуляцию элементов в живых организмах и минерализацию в результате разложения мертвых остатков. Образование идет на суше, минерализация в почве и в глубинах морей.
Круговорот воды в природе
Солнечные лучи нагревают водоемы → вода испаряется → поднимается вверх, охлаждается, конденсируется → переносится воздушными массами → выпадают атмосферные осадки → они просачиваются в почву → подземным стоком возвращаются в реки, моря, океаны. Таким образом, вода появляется из океана и туда же возвращается.
Часть воды испаряется растениями, попадая вновь в атмосферу. Часть воды в процессе фотосинтеза расщепляется на водород (идет на синтез органических веществ) и кислород (выделяется в атмосферу). Таким образом, вода появляется из океана и туда же возвращается.
Круговорот углерода
Поглощение СО2 растениями в процессе фотосинтеза → в темновой фазе ими создается глюкоза → животные поедают растения → СО2 выделяется в процессе дыхания у всех организмов → поступает в атмосферу в процессе сжигания органического топлива и вулканической деятельности→ часть СО2 конденсируется в виде угля и торфа, часть растворяется в воде и используется моллюсками для построения раковин → после их гибели образуется известняк, который при разрушении выделяет СО2 в атмосферу. Основная часть поступающего СО2 в атмосферу поглощается океаном и откладывается в виде карбонатов, содержание СО2 в воздухе медленно, но неуклонно повышается.
Круговорот азота
Азот один из основных биогенных элементов в больших количествах содержится в атмосфере (78%), но в молекулярной форме он не может использоваться ни растениями, ни животными.
В пригодный для использования, атмосферный азот переводят азотфиксирующие бактерии и синезелёные водоросли. Образуется аммиак, который хемосинтезирующие бактерии переводят в нитриты и нитраты. Их поглощают растения. Биологическая фиксация азота на суше составляет 1 г/м2.
После отмирания организмов бактерии гниения разлагают азотсодержащие соединения до аммиака. Часть его уходит в атмосферу, часть восстанавливается денитрифицирующими бактериями до молекулярного азота, но основная масса окисляется до нитритов и нитратов и вновь используется. Часть соединений азота оседает в глубоководных отложениях и надолго (миллионы лет) выключается из круговорота. Потери компенсируются поступлением азота в атмосферу с вулканическими газами.
|
Азотфиксация — это процесс превращения микроорганизмами элементарного азота атмосферы в азотистые соединения. Аммонификация – процесс расщепления белков после смерти организмов бактериями гниения с выделением аммиака. Нитрификация — процесс превращения аммиака в нитраты азотобактериями и клубеньковыми бактериями. Денитрификация — расщепление нитратов отдельными бактериями до элементарного азота и его выделение в атмосферу. |
Круговорот серы
Сера входит в состав белков, представляет собой жизненно важный элемент. В виде соединений с металлами сульфидов она залегает в виде руд на суше и входит в состав глубоководных отложений. В доступную для усвоения растворимую форму эти соединения переводятся серобактериями — хемосинтезирующими бактериями, способными получать энергию путём окисления восстановленных соединений серы. В результате образуются сульфаты, которые используются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовлекаются в круговорот другой группой микроорганизмов, восстанавливающих сульфаты до сероводорода.
Круговорот фосфора
Резервуаром фосфора служат залежи его соединений в горных породах. Вследствие вымывания он попадает в речные системы и частью используется растениями, а частью уносится в море, где оседает в глубоководных отложениях. Кроме того, в мире ежегодно добывается до 2 млн. т. фосфорсодержащих пород. Большая часть этого фосфора также вымывается и исключается из круговорота. Благодаря лову рыбы часть фосфора возвращается на сушу в небольших размерах (около 60 тыс. т. фосфора в год).
Круговорот кислорода
Круговорот кислорода поддерживает и сохраняет возможность жизнедеятельности живых организмов. Люди и животные в процессе дыхания поглощают кислород, выдыхая СО2. Промышленные предприятия, автомобильный транспорт выделяют в атмосферу огромное количество вредных веществ и примесей, сжигают тонны кислорода и уменьшают его количество в окружающей среде.
Восстановление жизненно важного элемента происходит благодаря такому процессу, как фотосинтез. Преобразование углекислого газа в кислород осуществляется растениями, поглощением из окружающей среды углекислого газа с последующим выделением в нее кислорода. Наземные растения получают его из атмосферы и земли через корни и листья, а водоросли используют газ, растворенный в воде.
Круговорот энергии
Превращение энергии – трансформация поступающей на Землю солнечной радиации в энергию химических связей. Осуществляется зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Расходуется на процессы жизнедеятельности всех организмов, либо выделяется в виде теплоты, либо консервируется в земной коре в виде залежей угля, нефти, торфа.
Закон сохранения энергии (И.Майер, Д.Джоуль) Энергия не создается и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую. Солнечная энергия →химическая →механическая →электрическая
Структура биосферы
Биосфера (от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) — оболочка Земли, состав, структура и свойства которой в той или иной степени определяются настоящей или прошлой деятельностью живых организмов.
Термин биосфера впервые применил Э. Зюсс (1875), понимавший её как тонкую плёнку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли. Однако заслуга создания целостного учения о биосфере принадлежит В. И. Вернадскому, так как именно он развил представление о живом веществе как огромной геологической (биогеохимической) силе, преобразующей свою среду обитания.
Границы биосферы. Биосфера имеет определённые границы. Она занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои литосферы и всю гидросферу. Границы биосферы в большой степени условны. Обычно считают, что верхняя граница биосферы находится на высоте 22–24 км от поверхности Земли, где образуется озоновый экран. Здесь свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращаётся в озон (О2 → О3), который образует экран и отражает губительные для живых организмов космические излучения и частично ультрафиолетовые лучи. Нижняя граница биосферы проходит по литосфере на глубине 3–4 км, а по гидросфере по дну Мирового океана, местами свыше 11 км. Более широкое распространение живых организмов ограничено лимитирующими факторами. Так, проникновению вверх препятствует космическое излучение, а проникновению вглубь — высокая температура земных недр.
Вещество биосферы. В. И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил в биосфере ряд типов веществ.
Типы веществ биосферы
Тип | Характеристика | Примеры |
Живое | Живые организмы, населяющие нашу планету | Животные, растения, грибы, бактерии, вирусы |
Косное | Неживые тела, образующиеся в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов | Породы магматического и метаморфического происхождения, некоторые осадочные породы |
Биогенное | Неживые тела, образующиеся в результате жизнедеятельности живых организмов | Некоторые осадочные породы: известняки, мел и др., а также нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы |
Биокосное | Биокосные тела, представляющие собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов | Почва, ил, кора выветривания |
Распределение жизни в биосфере. Масса живого вещества составляет лишь 0,01% от массы всей биосферы. Тем не менее живое вещество биосферы — это главнейший её компонент.
Важнейшим свойством живого вещества является способность к воспроизводству и распространению по планете. Живое вещество распространено в биосфере неравномерно: пространства, густо заселенные организмами, чередуются с менее заселёнными территориями.
Наибольшая концентрация жизни в биосфере наблюдается на границах соприкосновения земных оболочек: атмосферы и литосферы (поверхность суши), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), гидросферы и литосферы (дно океана), и особенно на границе трёх оболочек — атмосферы, литосферы и гидросферы (прибрежные зоны). Эти места наибольшей концентрации жизни В. И. Вернадский назвал «плёнками жизни». Вверх и вниз от этих поверхностей концентрация живой материи уменьшается.
В настоящее время по видовому составу на Земле животные (более 2,0 млн видов) преобладают над растениями (0,5 млн). В то же время запасы фитомассы составляют 99% запасов живой биомассы Земли. Биомасса суши в 1000 раз превышает биомассу океана. На суше биомасса и количество видов организмов в целом увеличиваются от полюсов к экватору.
Круговорот веществ и поток энергии в биосфере
Биосфера — открытая система. Её существование невозможно без поступления энергии извне. Основная доля приходится на энергию Солнца. В отличие от количества солнечной энергии, количество атомов вещества на Земле ограничено. Круговорот веществ обеспечивает неисчерпаемость отдельных атомов химических элементов. При отсутствии круговорота за короткое время был бы исчерпан, например, основной «строительный материал» живого — углерод.
Биосфера Земли характеризуется определённым образом сложившимся круговоротом веществ и потоком энергии. Круговорот веществ — многократное участие веществ в процессах, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере, в том числе в тех слоях, которые входят в состав биосферы Земли. Круговорот веществ осуществляется при непрерывном потоке солнечной энергии.
В зависимости от движущей силы, с определённой долей условности, внутри круговорота веществ можно выделить геологический, биологический и антропогенный круговороты. До возникновения человека на Земле осуществлялись только первые два.
Геологический круговорот — круговорот веществ, движущей силой которого являются экзогенные и эндогенные геологические процессы. Геологический круговорот веществ осуществляется без участия живых организмов.
Биологический круговорот — круговорот веществ, движущей силой которого является деятельность живых организмов. С появлением человека возник антропогенный круговорот или обмен веществ.
Антропогенный круговорот (обмен) — круговорот (обмен) веществ, движущей силой которого является деятельность человека. В нём можно выделить две составляющие: биологическую, связанную с функционированием человека как живого организма, и техническую, связанную с хозяйственной деятельностью людей (техногенный круговорот (обмен)).
В отличие от геологического и биологического круговоротов веществ, антропогенный круговорот веществ в большинстве случаев является незамкнутым. Поэтому часто говорят не об антропогенном круговороте, а об антропогенном обмене веществ. Незамкнутость антропогенного круговорота веществ приводит к истощению природных ресурсов и загрязнению природной среды. Именно они и являются основной причиной всех экологических проблем человечества.
Рассмотрим круговороты наиболее значимых для живых организмов веществ и элементов
Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу относится к большому геологическому круговороту. Вода испаряется с поверхности Мирового океана и либо переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока, либо выпадает в виде осадков на поверхность океана. В круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км3 воды. Круговорот воды в целом играет основную роль в формировании природных условий на нашей планете. С учётом транспирации воды растениями и поглощения её в биогеохимическом цикле весь запас воды на Земле распадается и восстанавливается за 2 млн лет.
Круговорот углерода. Продуценты улавливают углекислый газ из атмосферы и переводят его в органические вещества, консументы поглощают углерод в виде органических веществ с телами продуцентов и консументов низших порядков, редуценты минерализуют органические вещества и возвращают углерод в атмосферу в виде углекислого газа. В Мировом океане круговорот углерода усложнен тем, что часть углерода, содержащегося в мертвых организмах, опускается на дно и накапливается в осадочных породах. Эта часть углерода выключается из биологического круговорота и поступает в геологический круговорот веществ.
Главным резервуаром биологически связанного углерода являются леса, они содержат до 500 млрд т этого элемента, что составляет 2/3 его запаса в атмосфере. Вмешательство человека в круговорот углерода (сжигание угля, нефти, газа, дегумификация) приводит к возрастанию содержания СО2 в атмосфере и развитию парникового эффекта.
Скорость круговорота СО2, то есть время, за которое весь углекислый газ атмосферы проходит через живое вещество, составляет около 300 лет.
Круговорот кислорода. Главным образом, круговорот кислорода происходит между атмосферой и живыми организмами. В основном свободный кислород (О2) поступает в атмосферу в результате фотосинтеза зелёных растений, а потребляется в процессе дыхания животными, растениями и микроорганизмами и при минерализации органических остатков. Незначительное количество кислорода образуется из воды и озона под воздействием ультрафиолетовой радиации. Большое количество кислорода расходуется на окислительные процессы в земной коре, при извержении вулканов и т. д. Основная доля кислорода продуцируется растениями суши — почти 3/4, остальная часть — фотосинтезирующими организмами Мирового океана. Скорость круговорота — около 2 тыс. лет.
Установлено, что на промышленные и бытовые нужды ежегодно расходуется 23 % кислорода, который образуется в процессе фотосинтеза, и эта цифра постоянно возрастает.
Круговорот азота. Запас азота (N2) в атмосфере огромен (78% от её объёма). Однако растения поглощать свободный азот не могут, только в связанной форме, в основном в виде NH4+ или NO3—. Свободный азот из атмосферы связывают азотфиксирующие бактерии и переводят его в доступные растениям формы. В растениях азот закрепляется в органическом веществе (в белках, нуклеиновых кислотах и пр.) и передаётся по цепям питания. После отмирания живых организмов редуценты минерализуют органические вещества и превращают их в аммонийные соединения, нитраты, нитриты, а также в свободный азот, который возвращается в атмосферу.
Нитраты и нитриты хорошо растворимы в воде и могут мигрировать в подземные воды и растения и передаваться по пищевым цепям. Если их количество излишне велико (такое часто наблюдается при неправильном применении азотных удобрений), то происходит загрязнение вод и продуктов питания, что вызывает заболевания человека.
Воздействие человека на биосферу
Важнейшие экологические проблемы современности
Загрязнение окружающей среды. Загрязнение — привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых (обычно не характерных для нее) вредных химических, физических, биологических агентов. Загрязнение может возникать в результате естественных причин (природных) или под влиянием деятельности человека (антропогенное загрязнение).
Загрязнение окружающей среды может быть физическое (тепловое, радиоактивное, шумовое, электромагнитное, световое и др.), химическое (тяжёлые металлы, пестициды, синтетические поверхностно активные вещества — СПАВ, пластмассы, аэрозоли, детергенты и др.) и биологическое (патогенные микроорганизмы и др.).
Помимо влияния на круговорот веществ, человек оказывает воздействие на энергетические процессы в биосфере. Наиболее опасным здесь является тепловое загрязнение биосферы, связанное с использованием ядерной и термоядерной энергии. Кроме вещественного и энергетического загрязнения начинает подниматься вопрос об информационном загрязнении окружающей человека среды.
Парниковый эффект и глобальное потепление климата. Парниковый (тепличный, оранжерейный) эффект — разогрев нижних слоёв атмосферы вследствие способности атмосферы пропускать коротковолновую солнечную радиацию, но задерживать длинноволновое тепловое излучение земной поверхности. Водяной пар задерживает около 60 % теплового излучения Земли, и углекислый газ — до 18%. При отсутствии атмосферы средняя температура земной поверхности была бы –23 °C, а в действительности она составляет +15 °C.
Парниковому эффекту способствует поступление в атмосферу антропогенных примесей (диоксида углерода, метана, фреонов, оксида азота и др.). За последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0,027 до 0,036 %. Это привело к повышению среднегодовой температуры на планете на 0,6 °С. Существуют модели, согласно которым, если температура приземного слоя атмосферы поднимется ещё на 0,6–0,7 °С, произойдёт интенсивное таяние ледников Антарктиды и Гренландии, что приведёт к повышению уровня воды в океанах и затоплению до 5 млн км2 низменных, наиболее густо заселённых равнин.
Отрицательные для человечества последствия парникового эффекта заключаются в повышении уровня Мирового океана в результате таяния материковых и морских льдов, теплового расширения океана и т. п. Это приведёт к затоплению приморских равнин, усилению абразионных процессов, ухудшению водоснабжения приморских городов, деградации мангровой растительности и т. п. Увеличение сезонного протаивания грунтов в районах с вечной мерзлотой создаст угрозу дорогам, строениям, коммуникациям, активизирует процессы заболачивания, термокарста и т. д.
Положительные для человечества последствия парникового эффекта связаны с улучшением состояния лесных экосистем и сельского хозяйства. Повышение температуры приведёт к увеличению испарения с поверхности океана, это вызовет возрастание влажности климата, что особенно важно для аридных (сухих) зон. Повышение концентрации углекислого газа увеличит интенсивность фотосинтеза, а значит, продуктивность диких и культурных растений.
Разрушение «озонового слоя». Озоновый слой (озоносфера) — слой атмосферы с наибольшей концентрацией озона (О3) на высоте 20–25 (22–24) км. Содержащееся в озоновом слое количество озона невелико: в приземных условиях атмосферы (при давлении 760 мм и температуре +20 °C) он образовал бы слой толщиной всего 3 мм. В атмосфере озон образуется из кислорода под действием ультрафиолетового излучения.
«Озоновая дыра» — значительное пространство в озоносфере планеты с заметно пониженным (до 50% и более) содержанием озона. Считается, что основной причиной возникновения «озоновых дыр» является значительное содержание в атмосфере фреонов. Фреоны (хлорфторуглероды) — высоколетучие, химически инертные у земной поверхности вещества, широко применяемые в производстве и быту в качестве хладоагентов (в холодильниках, кондиционерах, рефрижераторах), пенообразователей и распылителей (аэрозольные упаковки). Фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон.
Истощение озонового слоя в атмосфере Земли приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (стимуляция роста и развития клеток, бактерицидное действие, синтез витамина D и т. д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать раковые заболевания и мутации.
Кислотные дожди. Кислотный дождь — дождь или снег, подкисленные до рН < 5,6 из-за растворения в атмосферной влаге антропогенных выбросов (оксиды серы, оксиды азота, хлороводород, сероводород и др.). Отрицательное воздействие кислотных дождей на растительность проявляется как в прямом биоцидном воздействии на растительность, так и в косвенном через снижение рН почв. Выпадение кислотных дождей приводит к ухудшению состояния и гибели целых лесных массивов, а также снижению урожайности многих сельскохозяйственных культур. Кроме того, отрицательное воздействие кислотных дождей проявляется в закислении пресноводных водоёмов. Снижение рН воды вызывает сокращение запасов промысловой рыбы, деградацию многих видов организмов и всей водной экосистемы, а иногда и полную биологическую гибель водоёма. Негативные последствия кислотных дождей зафиксированы в Канаде, США, Европе, России, Украине, Белоруссии и других странах.
Деградация почвенного покрова. Деградация почвы — ухудшение качества почвы в результате снижения плодородия. К явлениям деградации почв относятся дегумификация почв (потеря почвами гумуса); промышленная эрозия почв (отчуждение почв городами, посёлками, дорогами, линиями электропередач и связи, трубопроводами, карьерами, водохранилищами, свалками и т. д.); водная и воздушная эрозия (дефляция) почв (разрушение верхних слоёв почвы под действием воды и ветра); вторичное засоление почв (результат неправильного орошения минерализованными или пресными водами); затопление, разрушение и засоление почв водами водохранилищ (затопление пойменных и надпойменных террас; подъём уровня грунтовых вод и подтопление почв; абразия берегов и засоление дельт); промышленное, сельскохозяйственное, радиоактивное загрязнение почв и др.
Деградация растительного покрова. К деградации растительного покрова ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в ходе использования (рубка лесов, выкашивание, сбор с различными целями, стравливание домашними животными), при создании водохранилищ, в ходе открытых разработок ископаемых, при пожарах, в процессе распашки новых угодий; ухудшение условий жизни растений при орошении, осушении, засолении почв, изменении гидрологии водоёмов, загрязнении среды токсичными химическими веществами и элементами, заносе вредных организмов (возбудителей болезней, конкурентов) и др. Среди редких высших растений России — водяной орех, альдрованда, железное дерево, шёлковая акация, дуб каштанолистный, самшит гирканский, платан пальчатколистный, туранга, фисташка, тис, падуб и др.
Деградация животного мира. К сокращению или уничтожению видов животных ведут следующие антропогенные факторы: прямое уничтожение в результате промысла животных, добываемых ради меха, мяса, жира и пр., при применении химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства (при этом часто гибнут не только вредители, но и полезные для человека животные); ухудшение условий жизни животных в результате вырубки лесов, распашки степей, осушения болот, сооружения плотин, строительства городов, загрязнения атмосферы, воды, почвы и т. д. К числу вымерших животных относятся тур, тарпан, морская (стеллерова) корова, бескрылая гагарка, очковый (стеллеров) баклан, голубая лошадиная антилопа, зебра кваггу, нелетающий голубь дронт и др.
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Круговорот веществ
-
2 слайд
№1 Определите правильный ответ
Круговорот веществ это:
необходимые для жизни химические элементы
циркуляция химических веществ в биосфере
Повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе
Ответ: -
3 слайд
№1 Определите правильный ответ
Круговорот веществ это:
необходимые для жизни химические элементы
циркуляция химических веществ в биосфере
Повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе
Ответ: 3 -
4 слайд
Превращают нитратный азот в белковый
Дыхание возвращает углекислоту в атмосферу
Превращают белковый азот в мочевину и аммиак
При разложении трупов животных фосфаты вновь возвращаются в почву
Фосфаты используются для построения биомолекул организма
Часть нитритов и нитратов в процессе денитрификации восстанавливаются до молекулярного азота, поступающего в атмосферуА. продуценты
Б. консументы
В. редуцентыОтвет:
№2 Соотнесите организмы и их биологическое значение в биогеохимических циклах -
5 слайд
№2 Соотнесите организмы и их биологическое значение биогеохимических циклах
Превращают нитратный азот в белковый
Дыхание возвращает углекислоту в атмосферу
Превращают белковый азот в мочевину и аммиак
При разложении трупов животных фосфаты вновь возвращаются в почву
Фосфаты используются для построения биомолекул организма
Часть нитритов и нитратов в процессе денитрификации восстанавливаются до молекулярного азота, поступающего в атмосферуА. продуценты
Б. консументы
В. редуцентыОтвет: АББВБВ
-
6 слайд
№3. К каким последствиям может привести накопление углекислого газа в атмосфере и что может быть причиной данного явления?
-
7 слайд
Повышение углекислого газа в атмосфере может привести к «парниковому эффекту»
Парниковый эффект приведет к повышению средней температуры на несколько градусов на поверхности земли
А это приведет к затоплению суши№3. К каким последствиям может привести накопление углекислого газа в атмосфере и что может быть причиной данного явления?