Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаРешебник по биологии 11 класс Пасечник §25
§25
Круговорот веществ в биосфере
Сир. 195
Вспомните
№ 1. В чем заключаются взаимосвязь и различия потоков энергии и вещества в экосистеме?
В экосистеме происходит постоянный обмен веществ и энергии между живыми организмами и окружающей средой. Однако потоки энергии и вещества различаются по своей природе. Энергия поступает в экосистему в основном от Солнца и превращается в процессе фотосинтеза в химическую энергию, которая затем передается по пищевым цепям. Этот процесс односторонний: энергия рассеивается в виде тепла и не возвращается в систему. В отличие от энергии, вещество в экосистеме циркулирует по замкнутым биогеохимическим круговоротам, многократно переходя из одной формы в другую.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Какое значение имеет круговорот веществ в экосистеме?
Круговорот веществ в экосистеме обеспечивает поддержание жизни на Земле, так как он возвращает необходимые элементы в доступные для организмов формы. Благодаря этому процессы разложения органического вещества, минерализации, фотосинтеза и дыхания формируют сбалансированную систему, в которой элементы не исчезают, а постоянно распределяются между компонентами экосистемы. Без круговорота веществ ресурсы быстро истощались бы, что сделало бы жизнь невозможной.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 3. Какие организмы играют основную роль в круговороте веществ в экосистемах?
Основную роль в круговороте веществ в экосистемах играют три группы организмов:
Добавить текст Вернуть оригинал1) продуценты (растения, водоросли и некоторые бактерии, которые фиксируют солнечную энергию и преобразуют неорганические вещества в органические);
Добавить текст Вернуть оригинал2) консументы (животные и другие организмы, которые питаются органическим веществом);
Добавить текст Вернуть оригинал3) редуценты (бактерии и грибы), которые разрушают мертвые организмы и органические остатки, возвращая элементы обратно в почву, воду и атмосферу.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 4. Какие вещества называются биогенными?
Биогенными называют химические элементы, которые необходимы для жизнедеятельности организмов. Они участвуют в метаболических процессах и входят в состав белков, нуклеиновых кислот и различных органических соединений, из которых состоят организмы. Например, кислород, водород, азот, железо и т.д.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 202
Подумайте
К каким последствиям ведет незамкнутость биогеохимических круговоротов в биосфере? Существует ли взаимосвязь между устойчивостью биогеохимических циклов в биосфере и биоразнообразием организмов в экосистемах? Свой ответ проиллюстрируйте примерами.
Добавить текст Вернуть оригиналНезамкнутость биогеохимических круговоротов в биосфере может привести к накоплению или дефициту определенных веществ, что может вызывать глобальные экологические проблемы. Например, избыточное накопление углекислого газа в атмосфере может вызвать парниковый эффект и глобальное потепление. Если азот накапливается в почве и водоемах в виде нитратов, то происходит массовое цветение водорослей, что снижает уровень кислорода и вызывает гибель водных организмов.
Добавить текст Вернуть оригиналБиоразнообразие играет ключевую роль в поддержании устойчивости биогеохимических циклов. Чем больше видов организмов в экосистеме, тем сложнее и надежнее она функционирует. Например, в тропических лесах богатое видовое разнообразие растений и животных обеспечивает эффективный круговорот углерода, воды и питательных веществ. В отличие от них, монокультурные сельскохозяйственные угодья с низким биоразнообразием подвержены истощению почв и требуют искусственного внесения удобрений.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 202
Моя лаборатория
Тренируемся
№ 1. В чем заключается главная функция биосферы?
Главная функция биосферы заключается в круговороте химических веществ.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Какова роль растений в круговороте воды?
Растения в круговороте воды играют роль грандиозных испарителей, тем самым оказывая существенное влияние на климат территории, где произрастают. Основным ее путем является транспирационный ток, который осуществляется в направлении «почва – корни растений – листья – атмосфера».
Добавить текст Вернуть оригинал№ 3. Какие организмы участвуют в круговороте азота в биосфере?
Фиксация азота в живом веществе происходит ограниченным количеством живых организмов. Например, некоторые бактерии, которые живут в почве и в верхних слоях Мирового океана, могут расщеплять молекулярный азот и использовать его атомы для построения аминогрупп белков и других соединений. Поглощается атмосферный азот азотфиксирующими бактериями и некоторыми видами цианобактерий, которые синтезируют нитраты, делая их доступными для использования растениями биосферы. Биофиксация азота осуществляется некоторыми бактериями в симбиозе с растениями в почвах. После гибели растения и животные возвращают азот в почву, откуда он поступает в состав новых поколений растений и животных.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 4. Как вы понимаете закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере?
Закон глобального замыкания биогеохимического круговорота гласит, что все химические элементы, циркулирующие в биосфере, многократно проходят через живые организмы и окружающую среду, не исчезая и не создаваясь заново. Это означает, что количество углерода, кислорода, азота и других биогенных элементов на Земле остается относительно постоянным. Изменяется только их распределение между различными компонентами биосферы.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 5. Может ли человек оказывать влияние на круговороты веществ в биосфере? Свой ответ обоснуйте.
Человек может оказывать значительное влияние на биогеохимические циклы, изменяя скорость и направление круговоротов веществ. Например, вырубка лесов снижает количество растений, которые участвуют в фотосинтезе, что замедляет круговорот углерода. Использование удобрений в сельском хозяйстве увеличивает содержание азота и фосфора в почве, что может вызывать загрязнение водоемов. Сжигание ископаемого топлива приводит к повышению концентрации СО2 в атмосфере и ускорению глобального потепления.
Добавить текст Вернуть оригиналСтр. 203
Совершенствуемся
Сделайте прогноз ситуации: что произойдет, если из круговоротов азота и углерода исключить редуцентов?
Редуценты (грибы и бактерии) играют ключевую роль в разложении органических остатков и возвращении биогенных элементов в круговорот. Если редуценты исчезнут, то органические вещества (мертвые растения и животные) будут накапливаться, вызывая застой в экосистеме. Дефицит доступного азота приведет к снижению плодородия почв, что отрицательно скажется на росте растений. Углерод будет накапливаться в органических остатках, а его содержание в атмосфере начнет снижаться, что нарушит процесс фотосинтеза и энергетический баланс биосферы.
Добавить текст Вернуть оригиналОбсуждаем
Выберите одну из предложенных ниже проблем и обсудите ее с учителем и одноклассниками.
№ 1. В биогеохимическом круговороте участвуют лишь доли процента углерода от общего его количества на Земле. Углерод атмосферы и гидросферы многократно проходит через живые организмы. Растения суши способны исчерпать его запасы в воздухе за 4 – 5 лет, запасы в почвенном гумусе за 300 – 400 лет. Основной возврат углерода в обменный фонд происходит за счет деятельности живых организмов, и лишь небольшая его часть (тысячные доли процента) компенсируется выделением из недр Земли в составе вулканических газов. Как вы думаете, что препятствует возвращению остального углерода в глобальный круговорот?
Добавить текст Вернуть оригиналНесмотря на то, что углерод многократно проходит через живые организмы, значительная его часть остается недоступной для живых организмов по нескольким причинам:
Добавить текст Вернуть оригинал1) захоронение в осадочных породах (Большая часть углерода фиксируется в виде карбонатных отложений, которые формируются из останков морских организмов с известковыми скелетами. Эти осадочные породы накапливаются миллионы лет и возвращаются в активный цикл только при тектонических процессах);
Добавить текст Вернуть оригинал2) формирование ископаемого топлива (Углерод, который содержится в останках древних организмов, со временем превращается в уголь, нефть и природный газ. Без вмешательства человека этот углерод остается запертым в недрах Земли на миллионы лет).
Добавить текст Вернуть оригинал№ 2. Основным резервным фондом углерода на планете являются не живые организмы и не горючие ископаемые, а осадочные породы – известняки и доломиты. Углерод этих карбонатов надолго захоронен в недрах Земли и поступает в круговорот лишь в ходе эрозии при обнажении пород в тектонических циклах. Вспомните, как формируются данные осадочные породы.
Добавить текст Вернуть оригиналИзвестняки и доломиты формируются в результате отложения карбонатных соединений, главным образом из остатков морских организмов (кораллы, моллюски и т.д.). Эти отложения уплотняются и превращаются в твердые породы, которые накапливаются в течение миллионов лет.
Добавить текст Вернуть оригинал№ 3. В настоящее время мощным фактором перевода углерода из резервного в обменный фонд биосферы становятся добыча и сжигание огромных запасов горючих ископаемых. Как это отражается на состоянии современных экосистем и их обитателей?
Добавить текст Вернуть оригиналЧеловеческая деятельность, связанная с добычей угля, нефти и газа, ускоряет возврат углерода из резервного фонда в атмосферу. Это приводит к повышению концентрации парниковых газов и изменению климата, к выпадению кислотных дождей, которые негативно влияют на почвы и водоемы, а также к ухудшению условий жизни для многих видов, что приводит к утрате биоразнообразия.
Добавить текст Вернуть оригинал
