Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Вам грустно? А мне – нет! Этот самый «таёжный угол» - моя Родина, село Красноселькуп! Люблю свой Красноселькуп. Вот сейчас сижу возле окна и рассматри...полностью>>
'Документ'
Ряд регионов России и стран бывшего СССР, промышленных компаний и финансово-промышленных групп проводит политику целенаправленного привлечения зарубеж...полностью>>
'Документ'
- педагогов-психологов, учителей-логопедов, учителей-дефектологов, социальных работников специальных (коррекционных) образовательных учреждений для об...полностью>>
'Инструкция'
1.3. В своей работе руководитель ШМО руководствуется Конституцией и Законами РФ, решениями органов управления образованием всех уровней по вопросам об...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

ЛЕКЦИЯ №11

ТЕМА: КОНЦЕПЦИЯ БИОСФЕРЫ

ПЛАН:

1. Понятие о биосфере.

2. Границы биосферы.

3. Основные свойства и функции живого вещества.

3.1. Специфические свойства и особенности живого вещества.

3.2. Основные биогеохимические функции живого вещества.

4. Энергетика биосферы.

5. Круговороты веществ.

5.1. Круговорот биологический.

5.2. Круговорот биогенных элементов.

5.2.1. Круговорот углерода.

5.2.2. Круговорот фосфора.

5.2.3. Круговорот азота.

6. Биосфера и ноосфера.

1. Понятие о биосфере

Экосистемой высшего ранга на земле является биосфера –совокупность всех проявлений жизни, взятых в единстве с той частью неорганической природы, которая является вместилищем жизни в планетарном масштабе. Понятие о биосфере было введено австрийским ученым Э. Зюссом (1875). Целостное учение о биосфере было развито русским ученым В.И. Вернадским (1926) г), который положил начало ее геохимическому изучению. Основу этого учения составляют законы взаимодействия и динамического равновесия вещества и энергии в земной оболочке, занятой совокупностью всех живых организмов, именуемых живым веществом.

Это живое вещество, не превышающееся по весу и десятых долей процента биосферы, превращается в самую внушительную силу на планете, материально и энергетически определяя ее функции.

Биосфера земли представляет собой глобальную открытую систему со своими “входом” и “выходом”. “Вход” – это поток солнечной энергии, поступающий из космоса, “выход” – образованные в процессе жизнедеятельности организмов вещества, которые в силу каких-либо причин ускользнули из биотического круговорота. Образно говоря, это выход в “геологию”. На языке современной науки биосферу называют саморегулируемой кибернетической системой, обладающей свойством гомеостаза.

Земля как планета характеризуется значительным разнообразием природных условий. Это определяется ее шарообразной формой, ее движением вокруг Солнца и вокруг собственной оси, что, в свою очередь, обусловливает широтное и сезонное изменение интенсивности поступления солнечной активности; значительное разнообразие природных условий создается и сложным рельефом земли. Но основное разнообразие биосферы земли создается живыми организмами.

Характерной особенностью биосферы как динамической системы является ее неравномерность (неравновесность) – следствие работы живого вещества и притока солнечной энергии.

Далее важной отличительной особенностью биосферы является ее “обводненность”.

Следующей обязательной характеристикой биосферы является ее неразрывная связь с космосом (в наибольшей степени – с Солнцем).

Таким образом, биосфера представляет собой глобальный биотоп, населенный всеми живыми существами, в том числе и человеком.

2. Границы биосферы

Биосфера включает три пояса фазового состава вещества: твердого (литосфера), жидкого (гидросфера) и газового (атмосфера). Приблизительная масса биосферы составляет 0,05 % массы земли, а ее объем 0,4 % объема планеты.

Структура современной биосферы представляет собой сложную многокомпонентную систему - совокупность газообразной, жидкой, твердой и биологической организации. Она характеризуется строгой организованностью, биологическим равновесием составляющих ее организмов.

В.И. Вернадский подчеркивал, что биосферу нужно рассматривать как целостную геологическую оболочку земли, весьма сложную саморегулирующуюся систему, состоящую из живого вещества и неживой материи. В состав кроме, живого вещества (растительного и животного мира, микроорганизмов), входят:

а) биогенные вещества – продукты жизнедеятельности живых организмов – гумус почв, каменный уголь, торф, нефть и т.п.;

б) биокосные вещества – осадочные породы, приземная атмосфера и прочие компоненты, которые созданы в прошлом организмами, т.е. продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами;

в) косные вещества – горные породы магматического, неорганического происхождения, вода, а также переработанные и видоизмененные живыми организмами вещества космического происхождения (космическая пыль, метеориты и т.п.).

Какие же физико-химические условия наиболее благоприятны для существования жизни (живого вещества)? Достаточное количество углекислого газа и кислорода, достаточное количество воды (обязательно в жидком состоянии), температурный режим, исключающий как слишком высокие температуры (вызывающие свертывание белков), так и слишком низкие (прекращающие работу ферментов), наличие “прожиточного минимума” элементов минерального питания, определенная соленость водной среды.

Современная жизнь распространена в верхней части земной коры (литосфере), нижних слоях атмосферы (тропосфере) и в водной оболочке земли (гидросфере).

По последним данным, пространственно биосфера имеет толщину 40-50 км. Принято считать, что нижняя граница биосферы, в среднем, лежит на глубине 3 км от поверхности суши и 0,5 км ниже дна океана. Верхняя граница находится на высоте до 20 км над поверхностью земли (на уровне озонового слоя).

В литосфере жизнь зависит от температуры горных пород и подземных вод. Самая большая глубина, при которой в породах земной коры были обнаружены бактерии, составляет 4 км. В океане жизнь распространена до более значительных глубин и встречается даже на дне океанических впадин в 10-11 км от поверхности. Верхняя граница жизни в атмосфере определяется нарастанием с высотой ультрафиолетовой радиации. Озоновый слой поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца на высоте 20-22 км. Все живое, находясь выше защитного слоя озона, погибает. Споры бактерий и грибов обнаруживают на высоте 20-22 км, но основная часть аэропланктона сосредоточена в слое до 1-1,5 км. В горах граница распространения наземной жизни проходит на высоте около 6 км над уровнем моря.

Распределение жизни в биосфере отличается крайней неравномерностью. Наиболее велика концентрация живого вещества на границах раздела основных сред – в почве, т.е. пограничном слое между литосферой и атмосферой, в поверхностных слоях океана, на дне водоемов и, особенно, в прибрежной зоне морского дна, затопляемого во время прилива и осушаемого при отливе, в лиманах (гавань, бухта) и эстуариях (берег, заливаемый приливом) – затопляемых устьях рек, где все три среды – почва, вода и воздух – тесно взаимодействуют друг с другом. В.И. Вернадский такие места назвал – “пленками жизни”.

Вернадский указывал на “всюдность” жизни в биосфере. Крайние параметры температур - от практически абсолютного нуля до + 180° С. Давление, при котором существует жизнь, - от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более атмосфер на больших глубинах. Для ряда бактерий верхние критические точки давления лежат в области 12000 атм. С другой стороны, семена и споры растений, мелкие животные в анабиозе (состояние замедленной жизнедеятельности) сохраняют жизнеспособность в полном вакууме.

Живые организмы могут существовать в широком диапазоне химических условий среды (некоторые нематоды, серные бактерии).

Некоторые особо устойчивые формы могут существовать даже при действии ионизирующей радиации. Так, некоторые виды инфузорий выдерживают излучение, превышающее в 3 млн. раз естественный радиационный фон на поверхности земли, а некоторые бактерии обнаружены даже в котлах ядерных реакторов.

3. Основные свойства и функции живого вещества

С точки зрения современной науки, живое вещество обладает некоторыми специфическими свойствами и выполняет в биосфере определенные биогеохимические функции.

3.1. Специфические свойства и особенности живого вещества

Живое вещество биосферы характеризуется большим запасом энергии.

Резкое различие между живым и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций (в живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда в миллионы раз быстрее).

Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения – белки, ферменты, нуклеиновые кислоты – устойчивы в живых организмах.

Произвольное движение, в значительной степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого вещества в биосфере.

Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое.

Живое вещество представлено в биосфере в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются в огромных пределах.

3.2. Основные биогеохимические функции живого вещества

Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планетарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В основе этой функции лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, в процессе которой происходит аккумуляция (накопление) солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными компонентами биосферы. За счет накопленной солнечной энергии протекают все жизненные явления на земле.

Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращения, обеспечивает газовый состав биосферы. Преобладающая масса газов на земле имеет биогенное происхождение. В процессе функционирования живого вещества создаются основные газы: азот, кислород, углекислый газ, метан и др.

Концентрационная функция проявляется в извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. В составе живого вещества преобладают атомы легких элементов: водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния, алюминия, кремния, серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в теле живых организмов в сотни и тысячи раз выше, чем во внешней среде. Этим объясняется неоднородность химического состава биосферы и ее существенное отличие от состава неживого вещества планеты.

Окислительно-восстановительная функция заключается в химическом превращении главным образом тех веществ, которые содержат атомы с переменной степенью окисления (соединения железа, марганца и др.). При этом на поверхности земли преобладают биогенные процессы окисления и восстановления.

Деструктивная функция обусловливается процессами, связанными с разложением организмов после их смерти, когда происходит минерализация органического вещества, т.е. превращение живого вещества в косное. В результате образуются биогенные и биокосные вещества биосферы.

Средообразующая функция заключается в преобразовании физико-химических параметров среды в результате процессов жизнедеятельности. Не только организмы приспосабливаются к среде обитания, но и среда изменяется в результате жизнедеятельности организмов.

Транспортная функция – это осуществление переноса вещества против силы тяжести и в горизонтальном направлении. Живое вещество – единственный (помимо поверхностного натяжения) фактор, обусловливающий обратное перемещение вещества – снизу вверх, из океана – на континент, реализующий, восходящую ветвь биохимических циклов.



Похожие документы:

  1. Концепция вернадского о превращении биосферы в ноосферу содержание

    Реферат
    ... коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. Величайший ... процессе жизни в туже самую среду. Тем самым и жизнь, и косное вещество находится ... учения, обобщающего другие более частные концепции биосферы. Так,  В.И. Вернадский понятие "ноосфера ...
  2. Рузавин Г. И. Р 83 Концепции современного естествознания: Учебник для вузов

    Учебник
    ... закономерностей, которые управляют подобными явлениями, а тем более фундаментальных законов, относящихся к взаимосвязанным ... 11. концепция биосферы и экология 113 11.1. Эволюция представлений о биосфере 113 11.2. Концепция Вернадского о биосфере 114 ...
  3. Учебной дисциплины (модуля) Дисциплина учение о биосфере рекомендуется для направления подготовки

    Примерная программа
    ... биосфере. 5 8,9 4 8 4 Защита рефератов 5 Тема 6. Организованность биосферы. 5 10, 11 4 4 4 Защита рефератов 6 Тема 7. Ноосфера и концепции ... в истории биосферы. Основные функции биосферы. Тема 7. Ноосфера и концепции развития человеческой цивилизации ...
  4. Контрольные вопросы по теме: Для успешной работы на практическом занятии

    Занятие
    ... занятии необходимо знать теоретический материал: Тема: Закономерности наследования признаков. Моногибридное и ... виды и этапы. Современные концепции биосферы. Структура и функции биосферы. Границы биосферы. Биотический круговорот. Рассмотреть на ...
  5. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Современные концепции естествознания»

    Учебно-методический комплекс
    ... концепция Учение о биосфере. Ноосфера Особенности биологического уровня организации материи 2 2 ИТОГО: 4 4 1.3.3 Интерактивные занятия № п/п Тема ... Синтетическая теория эволюции. Концепция глобального эволюционизма. Концепция биосферы и ноосферогенеза. ...

Другие похожие документы..