A bioszféra fő szerkezeti összetevői. A bioszféra összetevői, fejlődési szakaszai. A bioszféra átalakulása nooszférává

Molekula - minden élő rendszer a működés szintjén nyilvánul meg
biopolimerek (komplex szerves vegyületek), amelyekből készültek
nagyszámú egység - monomerek (egyszerűen elrendezett vegyületek)
Sejt – A sejt az élő szervezetek fejlődési egysége. Ő
önszabályozó, önmagát újratermelő életet képvisel
rendszer.
A szövet hasonló szerkezetű és intercelluláris sejtek gyűjteménye
olyan anyagok, amelyeket egy közös funkció egyesít
A szerv többféle szövet szerkezeti és funkcionális kombinációja
A szervezet egy teljes szervrendszer,
különféle funkciók ellátására specializálódott
A populáció azonos fajhoz tartozó élőlények gyűjteménye, egyesültek
közös élőhely
A biogeocenózis különböző fajokból és környezeti tényezőkből álló organizmusok gyűjteménye
az anyagcsere által egyesített élőhelyek

Bioszféra.

...Most vihar dúl benne
hajnal.
Csak egy kis részét ismerjük
ez érthetetlen
egy tisztázatlan, mindenre kiterjedő rejtély...
V. I. Vernadszkij

Bioszféra (görögül.
bios - élet és
sphaira - golyó) a Föld héja,
összetett,
szerkezete és
amelynek tulajdonságait
így vagy úgy
fokon
határozottak
igazi ill
utolsó
tevékenységek
élő organizmusok.

Koncepciója
bioszféra volt
könyvben említik
"Hidrogeológia"
(1802) egy francia természettudóstól
J. B. Lamarck.
Tudományos használatban
a "bioszféra" szó
1875-ben jelent meg
az oldalakon
könyvek „A Föld arca”
osztrák
geológus E. Suess.

A bioszféra tana
orosz készítette
geokémikus V.I.
Vernadszkij 20-30 között
század évei
Az volt az alapja
úgy kell
képét
planetáris
biogeokémiai
az élők funkciói
anyagok és komplexek
szervezet
bioszféra.

Körülbelül 60 évvel ezelőtt, kiemelkedő
orosz tudós akadémikus
Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij
kidolgozta a bioszféra tanát -
héja a Föld lakott
élő organizmusok.
Feltárta a geológiai szerepét
élő szervezeteket, és megmutatta azt
tevékenységük képviseli
a legfontosabb tényező
ásványi anyag átalakulása
a bolygó héjai.

BIOSFÉRA SZINT

10.

Emberi
társadalom
Fejlesztés
bolygók
bioszféra
Evolúció
Élő organizmusok

11.

élő
anyag
bioinert
inert
biogén

12. A bioszféra a következőkből áll: - 1. élő anyag, amelyet organizmusok halmaza alkot; - 2. olyan biogén anyag, amely

a folyamat során keletkezett
az élőlények létfontosságú tevékenysége (légköri gázok,
szén, mészkő és mások);
- 3. élőlények részvétele nélkül képződött inert anyag
élőlények (alapkőzetek, vulkáni láva,
meteoritok);
- 4. bioinert anyag, amely az
az élőlények létfontosságú tevékenységének együttes eredménye és
abiogén folyamatok (talajok).

13.

Hatalmas fajok
sokféleség
Önreprodukció
Önszabályozás
Ellenálló képesség;
Biomassza és
bioproduktivitás
Heterogén
terjesztés
élő anyag tovább
föld
Hierarchikus

14.

HATÁROK
BIOSFÉRÁK

15. A bioszféra határai

A felső határ körülbelül 20 km-es magasságban halad át
a bolygó felszínén, és egy ózonréteg határolja,
melyik
késések
pusztító
Mert
élet
rövidhullámú ultraibolya sugárzás
Nap.
Korlátozó tényezők:
1. Nincs elég fény
2. Alacsony levegő hőmérséklet
3. Az ózonréteg található

16.

A földkéreg hidroszférájában az élőlények végig behatolnak
a Világóceán mélysége 10-11 km.

17.

Élet a litoszférában
mélységben találtak
3,5-7,5
km,
Mit
következtében
hőfok
földi
altalaj
És
szint
víz behatolása
folyékony halmazállapot.
A litoszféra mozgása előtt

18. Élő szervezetek (élőanyag)

Az élet elsősorban arra koncentrál
a föld felszínén, a talajban és benne
az óceán felszínhez közeli rétege.

19.

Biomassza
organizmusok,
él a szárazföldön, azon
99,2%
bemutatott
zöld növények és
0,8% - állatok és
mikroorganizmusok.
Éppen ellenkezőleg, az óceánban
a növények részesedése az
6,3%, illetve az állatok aránya
és mikroorganizmusok 93,7%
az összes biomasszából.
Élet
sűrített
főleg a szárazföldön.
Teljes
biomassza
óceán csak
0,13%
biomassza
mindenki
élőlények
Föld.

20.

Ez érdekes
12
Az élő szervezetek teljes tömegét 2,43 * 10 tonnára becsülik
Szárazföldön: 99,2% növények és 0,8% állatok ill
mikroorganizmusok
Az óceánban: 6,3%-a növény és 93,7%-a állat és
mikroorganizmusok
21% - növényfajok sokfélesége, de biomasszájuk
-99%
96 faj gerinctelen, és csak 4%-a gerinces, de
hozzájárulásuk a biomasszához mindössze 1%

21.

22.

A Földön csak megjelent az élet
megalakulása után
a bolygó védő ózonrétege,
megvédte a kegyetlenektől
ultraibolya sugárzás.

23.

24.

A fő rész (95%) ben található
a világ óceánjai, amelyek
a felület mintegy 70%-át foglalja el
földgömb, és 1300-at tartalmaz
millió km

Vernadszkij. A nooszféra tana
a kapcsolatok problémáját tanulmányozza
az emberi társadalom és a természet.

31.

A modern ember kialakult
körülbelül 30-40 ezer évvel ezelőtt. Ebből
az idő a bioszféra evolúciójában azzá vált
egy új tényező lép életbe -
antropogén.

32.

A modern ember megnövekedett
térfogata természetes
annyira szennyezett, hogy nem lehet
sikerül feldolgozni őket.
Olyanokat kezdett fejleszteni
szennyezés, újrahasznosításra
amelyek a természetben még nem léteznek
megfelelő típusok, és
bizonyos szennyeződések, pl.
radioaktívak, soha nem voltak
meg fog jelenni.

2. Milyen a bioszféra szerkezete?
3. Milyen jellemzői vannak a bioszféra összetevőinek?
4. Sorolja fel a bioszféra tulajdonságait?
5. Miért V.I. Vernadsky az üledékes és olajtartalmú rétegek vastagsága mentén húzta meg a bioszféra alsó határát?

Segíts kérlek)))

Mi a DNS funkciója a fehérjeszintézisben: a) önduplikáció; b) átírás; c) szintézis
tRNS és rRNS.
Miért
Egy DNS-molekula egy génjének információja megfelel: a) fehérjének; b) aminosav;
c) gén.
Mennyi
aminosavak vesznek részt a fehérjék bioszintézisében: a) 100; b) 30; 20-ban.
Mit
fehérjebioszintézis során a riboszómán képződnek: a) harmadlagos fehérje
szerkezetek; b) másodlagos szerkezetű fehérje; c) polipeptid lánc.
Szerep
a fehérjebioszintézis mátrixait a következők végzik: a) mRNS; b) tRNS; c) DNS; d) fehérje.
Szerkezeti
A genetikai információ funkcionális egysége: a) DNS-szál; b)
egy DNS-molekula szakasza; c) DNS-molekula; d) gén.
mRNS be
a fehérje bioszintézis folyamatában: a) felgyorsítja a bioszintézis reakcióit; b) üzletek
genetikai információ; c) genetikai információt továbbít; d) az
fehérjeszintézis helye.
Genetikai
kód a következők szekvenciája: a) nukleotidok az rRNS-ben; b) nukleotidok
mRNS; c) aminosavak a fehérjében; d) nukleotidok a DNS-ben.
Aminosav
tRNS-hez kapcsolódik: a) bármely kodonhoz; b) az antikodonra; c) a b kodonhoz
a molekula alapja.
Szintézis
fehérje előfordul: a) a sejtmagban; b) citoplazma; c) riboszómákon; G)
mitokondriumok.
Adás
- ez a folyamat: a) mRNS transzportja a riboszómákba; b) ATP szállítása ide
riboszómák; c) aminosavak szállítása a riboszómákba; d) kapcsolat
aminosavakat egy láncba.
NAK NEK
sejtben a képlékeny csere reakciói közé tartoznak: a) DNS replikáció és
fehérje bioszintézis; b) fotoszintézis, kemoszintézis, glikolízis; c) fotoszintézis és
bioszintézis; d) bioszintézis, DNS replikáció, glikolízis.
BAN BEN
a riboszóma funkcionális központja a transzláció során mindig egy szám
nukleotidok egyenlőek: a) 2; b) 3; 6-kor; d) 9.
Átírás
és a transzláció eukarióta sejtben történik: a) csak a sejtmagban; kuka
sejtmag és citoplazma; c) a citoplazmában.
A reakciókban
fehérje bioszintézis a sejtben, ATP energia: a) felszabadul; b) elköltik; V)
nem fogyasztják el vagy nem szabadulnak fel; d) egyes szakaszokban elfogyasztják, máshol
kiemelkedik.
Mennyiség
a genetikai kód tripleteinek kombinációi, amelyek egyiket sem kódolják
aminosavak jelentése: a) 1; b) 3; 4-kor.
Utóbbi
az mRNS-molekulában lévő nukleotidok szigorúan komplementerek: a) szekvenciával
génhármasok; b) egy aminosavat kódoló triplett; c) kodonok,
információkat tartalmaz a gén szerkezetéről; d) információt tartalmazó kodonok
a fehérje szerkezetéről.
Ahol
fehérjemolekulák összetett szerkezetei képződnek: a) a riboszómán; kuka
citoplazma; c) az endoplazmatikus retikulumban.
Milyen összetevők alkotják a riboszóma testét: a) membránok; b)
fehérjék; c) szénhidrátok; d) RNS.

Állítsa be a transzláció fő szakaszainak helyes sorrendjét: a) a polipeptid lánc szintézise a riboszóma funkcionális központjában, b) aktiválás

A bioszféra 3 fő összetevőt tartalmaz:

1) élő anyag;

2) tápláló– élőanyag által létrehozott szerves-ásványi és szerves termékek (szén, bitumen, gyúlékony gázok, olaj, tőzeg, szapropel, avar, humusz);

3) bioinert anyag– az élő szervezetek és az élettelen természet kölcsönhatásának eredményeként keletkező ásványi anyagok.

A bioszféra, mint a bolygó különleges héjának fő összetevői szintén a következő összetevők.

1. A Földre érkező kozmikus energiaáramok, elektromágneses és gravitációs mezők, kozmikus anyag.

2. Élő növényzet biomasszája, amely fotoszintézis és növekedés útján képes megragadni és kémiai potenciállá alakítani a kozmikus energiát, és azt szerves vegyületek formájában tárolni.

3. A növények létét biztosító talajtakaró (mechanikai alátámasztás, gyökérélőhely, víz, szén-dioxid, nitrogén, ásványi táplálkozás, termikus rezsim, energiatartalékok felhalmozása törmelék és humusz formájában).

4. A talajon és a talajban élő, fitomaszát fogyasztó és azt teljes mineralizációba hozó fogyasztók és lebontók (állatok, protozoon mikroorganizmusok) biomasszája.

5. Hidroszféra.

6. Atmoszféra.

7. Litoszféra (biogén üledékes kőzetek héja).

1.9. Litoszféra (földkéreg)

A földkéreg alsó határaÁltalánosan elfogadott, hogy a Moho határ az a mélység, ahol a szeizmikus hullámok sebessége hirtelen megnövekszik (Mohorovicic jugoszláv tudósról nevezték el, aki először 1909-ben állapította meg ezt a jelenséget). Ez a határ különböző mélységekben található - a kontinenseken 30-70 km-ig, az óceánok alján - 5-15 km-ig. Így a földkéreg a legnagyobb vastagságú a hegyvonulatok alatt - akár 75 km-ig, és a legkisebb vastagság az óceánok alján - 5-15 km. A földkéreg kémiai összetételét először F.W. amerikai tudós állapította meg. Clark. Clark érdemeinek elismeréseként a földkéregben (vagy annak egy részének, például a talajban vagy más bolygók kérgében) lévő kémiai elem átlagos tartalmát Clarke-nak nevezték. A legelterjedtebb magmás savanyú kőzetek clarkjai meglehetősen pontosan megállapítottak, a bazaltok és üledékes kőzetek clarkjairól is sok adat áll rendelkezésre. A földkéreg bordáival nehezebb, mert A különböző kőzetcsoportok aránya nem ismert benne. A földkéreg csaknem fele oxigénből áll, i.e. A földkéreg oxigén anyag. Clark O - 47%. A második helyen Si - 29,5, a harmadik helyen - A1 - 8,05, Fe - 4,65, Ca - 2,96, Na - 2,50, K - 2,50, Mg - 1,87, Ti - 0,45%. Ez 99,48%-ot tesz ki. A maradék 80 elem teljes mennyisége nem haladja meg az 1%-ot. A legtöbb kémiai elem Clark értéke 0,01-0,0001%. Az ilyen elemeket ritkanak nevezik. Ha koncentrálóképességük is gyenge, akkor ritkán szétszóródnak. Pl. U és Br - clarkjuk közel egyenlő (2,5 10 -4 és 2,1 10 -4%), de U ritka elem, mivel lerakódásai ismertek, Br pedig ritka szórt elem, hiszen . nem koncentrálódik a földkéregben. A geokémiában a „mikroelemek” kifejezés is használatos, ami olyan elemeket jelent, amelyek klarkéja egy adott rendszerben kisebb, mint 0,01%. A.E. Fersman ábrázolta az atomi clarkok függőségét a periódusos rendszer páros és páratlan elemeire. Kiderült, hogy az atommag szerkezetének összetettebbé válásával a clarke értékek csökkennek. De a Fersman által felépített vonalak nem monotonnak bizonyultak, hanem megszakadtak. Fersman húzott egy hipotetikus középvonalat: az e vonal felett elhelyezkedő elemeket redundánsnak (O, Si, Ca, Fe, Ba, Pb stb.), alatta - hiányosnak nevezte (Ar, He, Ne, Sc, Co, Re stb.). ).

A kémiai elemek eloszlása ​​a földkéregben a következő mintáktól függ.

1. A Clark-Vernadsky törvény, amely kimondja, hogy minden kémiai elem mindenhol jelen van (az egyetemes diszperzió törvénye).

2. Ahogy a kémiai elemek atommagjának szerkezete egyre bonyolultabbá és nehezebbé válik, az elemek clarkussága csökken (Fersman).

3. A földkéregben a páros rendszámú és atomtömegű elemek dominálnak.

4. A szomszédos elemek közül a párosoknak mindig magasabb a clarkusa, mint a páratlanaknak (amit Oddo olasz tudós és az amerikai Garkis állapított meg).

5. A 4-gyel osztható atomtömegű elemek (O, Mg, Si, Ca, ...) clarke-jai különösen nagyok, és A1-től kezdve minden hatodik elemben van a legnagyobb clarke (O, Si, Ca, Fe). ).

Általánosságban elmondható, hogy az ásványi tárgyak kémiai összetétele az élő szervezetekhez hasonlóan meglepően változatos, de ez így van, ha az egyes képviselőiket faji vagy nemzetségi szinten tekintjük. Ha a Föld fő héjait - a litoszférát, a talajokat, a növényeket - egészében vesszük, akkor elképesztő hasonlóság tárul fel e látszólag különböző testek között (1. táblázat).

Asztal 1

A bioszféra összetevőinek átlagos kémiai összetétele, %

(Vinogradov, Malyuga szerint)

Elem	Litoszféra	A talaj	Növényi hamut
Lítium	10 –3	10 –3	10 –3
Berillium	10 –4	10 –4	10 –4
Bor	10 –3	10 –3	10 –3
Fluor	10 –2	10 –2	10 –2
Nátrium	2,50	0,63	2,0
Magnézium	1,87	0,63	7,0
Alumínium	8,05	7,13	1,40
Szilícium	29,5	33,0	15,0
Foszfor	10 –1	10 –1	7,0
Kén	10 –2	10 –2	5,0
Klór	10 –2	10 –2	10 –2
Kálium	2,50	1,36	3,0
Kalcium	2,96	1,37	3,0
Titán	0,45	0,46	0,1
Vanádium	10 –2	10 –2	6·10 –3
Króm	10 –2	10 –2	10 –2
Mangán	10 –1	10 –1	10 –1
Vas	4,65	3,8	1,0
Kobalt	10 –3	10 –3	10 –3
Nikkel	10 –3	10 –3	10 –3
Réz	10 –3	10 –3	10 –3

Természetesen vannak eltérések a biogén elemek között a növényi hamu, a litoszféra és a talaj összetételében, de nem olyan jelentősek, mint azt várnánk. Ez arra utal, hogy az evolúció folyamatában kiválasztottak néhány, az élő szervezetekhez szükséges mechanizmust és elemet. Ezek a szén, a nitrogén, a foszfor, arányuk az élőanyagban meredeken megnövekedett, de átlagosan a növényi szervezetek összetétele nagyon hasonló mind a kőzetek átlagos összetételéhez, mind a talajok átlagos összetételéhez. E tény alapján a litoszféra összetételének megfelelően alakultak ki az élet legfontosabb struktúrái. Az élő anyag kiválasztotta azokat az elemeket, amelyek bőségesen előfordultak a természetben, és ezek alapján építettek fel szervezeteket.

A kémiai elemek anyagtartalmuk szerinti felosztása makro-, mikro-, ultramikroelemekre sokkal fontosabb mintát tükröz: a legtöbb esetben a különböző csoportok elemei más-más funkciót látnak el. A mikroelemek általában katalizátorként szolgálnak (az enzimek részét képezik). A makroelemek képletesen szólva építőanyagok, az élőlények „téglái”. Természetesen vannak olyan kémiai elemek, amelyek vegyes funkciót látnak el. Például a talajban és a kőzetekben lévő vas makroelem (anyagi alap). Az élő szervezetekben a vas az enzimek részét képező nyomelem, i.e. biokémiai folyamatok katalizátora.

Oktatási célok: megismertetni a hallgatókkal a „bioszféra” fogalmát, mint a földgömb óriási ökológiai rendszerét, átgondolni a bioszféra szerkezetét, azonosítani funkcióit, kiemelni a bioszféra határait, az élő anyag szerepét a bioszférában.

Fejlesztési feladatok: tovább kell fejleszteni a bioszféra fő összetevőinek azonosítására, a bioszféra összetevői közötti kapcsolatteremtésre, következtetések levonására való képességet.

Nevelési célok: a hazafias nevelés folytatása V.I. életének és munkásságának példáján. Vernadszkijt, hogy a tanulókban a természet iránti gondoskodó hozzáállást nevelje, feltárja országunk kormányának tevékenységét a természeti környezet védelmében.

Felszerelés: V.I. portréja. Vernadsky, táblázat „A bioszféra szerkezete”, térkép „A Föld állatvilága”.

Az órák alatt

1. Szervezési mozzanat.

Üdvözlet;

Felkészülés a munkára;

A tanulók elérhetősége.

2. Motiváció a tanulási tevékenységekhez.

A téma üzenete, az óra célja.

A szervezet és a környezet kapcsolata mindig is tudományos érdeklődésre számot tartó volt, és napjainkban is aktuális.

3. Új dolgok tanulása.

Tantárgy: A bioszféra szerkezete.

1. Bioszféra, összetétele.

2. A bioszféra szerkezete.

3. A bioszféra határai.

4. Az élő anyag szerepe.

5. Házi feladat üzenet.

6. A lecke összegzése.

Mérje fel a célok elérésének mértékét.

Értékelje a tanulók munkáját.

7. A tanult anyag konszolidálása. Tesztelés.

Az órák alatt

1. Minden élő szervezet a testén áthaladó anyag- és energiaáramlások révén kapcsolódik a környezethez. Az élő szervezetek anyag és energia fogyasztásával és felszabadításával befolyásolják környezetüket. Az egyes lények élettevékenységének eredményei kicsik és nem feltűnőek lehetnek. De együtt egy hatalmas erővé egyesülnek, amely átalakítja a Föld felszínét. Az a gondolat, hogy bolygónkon élőlények kölcsönhatásba lépnek a külső környezettel és megváltoztatják azt, már régen felmerült a természeti jelenségek megfigyelései alapján.

Maga a kifejezés "bioszféra" Edward Suess osztrák geológus javasolta 1875-ben, aki a Föld bolygó geológiai héjait tanulmányozta. A bioszférával kapcsolatban azonban nem dolgozott ki elképzeléseket, és nem indokolta a kifejezést.

A bioszféra doktrínáját az orosz geokémikus, filozófus, ásványkutató, Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij (1863-1945) alkotta meg.

A diák üzenete „Életrajzi információk V.I. Vernadszkij".

V. I. Vernadsky sok könyvet írt. Az első könyv franciául, Geochemistry címmel jelent meg 1927-ben. Hazánkban 1926-ban adták ki a „Bioszféra” című könyvet Leningrádban. 1927-ben V. I. Vernadsky laboratóriumot nyitott a biogeokémiai folyamatok tanulmányozására.

1949-ben a biokémiai folyamatok tanulmányozása tárgyában I. fokozatú Állami Díjjal tüntették ki.

Emlékszel, amikor az élet megjelent a Földön? (3-5 milliárd évvel ezelőtt).

Milyen földrajzi burkok alkotják a bioszférát?

Mi a korlátozó tényező az élet terjedésében?

(A 217. oldalon található tankönyvrajzzal való munka).

(A korlátozó tényező az élő szervezetek feltételeinek meglétének lehetősége).

Határozza meg a „biogeocenózis” fogalmát. (Különböző fajok egy adott területen élő populációi és szervetlen komponensek halmaza, amelyben az anyagok körforgása fenntartható).

Milyen szerkezeti elemek alkotják a biogeocenózist? (Termelők, fogyasztók, lebontók).

Milyen tulajdonságai vannak a biogeocenózisoknak? (Integrity, stabilitás, önszabályozás).

Hasonlítsa össze a két „biogeocenózis” és „bioszféra” fogalmat. Milyen következtetést lehet levonni?

Következtetés: a bioszféra egy gigantikus biogeocenózis, amely minden szerkezeti összetevőjének szoros összekapcsolódása miatt létezik, és egy szerves és stabil rendszer, amely hosszú történelmi fejlődési utat járt be.

Melyek a bioszféra határai? Mutasd az asztalon. 20-40 km. Hasonlítsa össze a bioszféra vastagságát a Föld átmérőjével - 14 ezer km, ez egy vékony film.

Határozza meg azokat a korlátozó tényezőket, amelyek meghatározzák az élet határait a bioszférában: a bioszféra felső határát az ultraibolya sugárzás intenzív koncentrációja korlátozza; az alsó a föld belsejének magas (100 fok feletti) hőmérsékletének köszönhető. 20 km-es magasságban baktériumspórák, 3 km mélységben pedig anaerob baktériumok találhatók a vizekben.

A légkör mely részében összpontosul az élet? - A troposzférában és az alsó sztratoszférában.

A hidroszféra melyik részén koncentrálódik az élet? – 10-11 km mélységig behatol a Világóceán teljes mélységébe.

A litoszféra melyik részén koncentrálódik az élet? – 3 – esetenként 7 km mélységig is behatol.

A napenergiát átalakító élő szervezetek a geológiai folyamatokat erőteljesen befolyásoló erő. A bioszféra, mint a Föld héjának sajátos jellemzője a benne lévő anyagok folyamatosan zajló körforgása, amelyet az élő szervezetek tevékenysége szabályoz. Mivel a bioszféra kívülről - a Napból - kap energiát, így hívják nyitott rendszer.

A bioszféra a következőket tartalmazza:

1)Élő anyag– „a bolygón jelenleg létező összes élő szervezet összessége, számszerűen kifejezve elemi kémiai összetételben, tömegben, energiában” (V. I. Vernadsky szerint).

Ez az anyag geokémiailag rendkívül aktív, mert A légzési, táplálkozási és szaporodási folyamatok során az atomok biogén áramlása révén kapcsolódik a környezethez. Ennek az áramlásnak köszönhetően szinte minden kémiai elem áthalad a biogeokémiai láncszemen az általános átalakulási láncban. Így az élőlények élettevékenysége mély és erőteljes geológiai folyamat planetáris karakter. A kémiai elemek vándorlása a testből a környezetbe és vissza egy pillanatra sem áll meg. Ez a vándorlás lehetetlen lett volna, ha az élőlények elemi kémiai összetétele nem közelítette volna meg a földkéreg kémiai összetételét.

V. I. Vernadsky írta: „Egy szervezet olyan környezettel foglalkozik, amelyhez nemcsak alkalmazkodott, hanem alkalmazkodott is hozzá.”

A zöld klorofillt hordozó növényeknek köszönhetően a fotoszintézis folyamata összetett szerkezetű molekulák jönnek létre a bioszférában, amelyekben nagy energiatartalékok találhatók. Élő anyag nélkül a napsugár munkája csak arra korlátozódna, hogy gáznemű, folyékony és szilárd testeket mozgatnának a bolygó felszínén, és átmenetileg felmelegítenék azokat. Élő anyagúgy tesz mintha akkumulátorés egyedi transzformátor a Nap kötött sugárzási energiája. A napenergia befogását főként a növényvilág végzi. De visszatartásÉs átalakítás minden élő anyag részt vesz a Föld felszíne mentén történő átvitelében, valamint a bolygó külső rétegeiből a mélyebb rétegekbe történő átvitelében. Ezt a folyamatot a szervezetek szaporodása és későbbi növekedése végzi. Szaporodási arány ezek (V. I. Vernadsky szerint) „a geokémiai energia átviteli sebessége a bioszférában”. Elemi és szerkezeti egység A bioszféra egy biogeocenózis. Az élő anyag a következő biogeokémiai funkciókat látja el a bioszférában:

Energia;

Gáz;

redox;

Koncentráció.

Töményítő növények - sás és zsurló - szilícium felhalmozódása a szövetekben, káposzta és sóska - jód- és kalciumforrások.

Állati koncentrátorok - az óceáni halak csontvázában és izmaiban - kalcium és foszfor; a puhatestű héja kalciumot tartalmaz. A tárolószervezetek számos elem vándorlását hosszú időre felfüggesztik, kivonják a keringési ciklusból, és kimerítik az élőanyagokat.

Következtetés: a Földön élő élőlények komplex rendszert képviselnek a napsugarak energiájának geokémiai folyamatok energiájává történő átalakítására.

Az élő szervezetek, amelyek szabályozzák az anyagok körforgását, erőteljes tényezőként szolgálnak bolygónk felszínének átalakításához.

2) Tápláló– az élőlények létfontosságú tevékenysége során keletkezik (földgáz, olaj, szapropel, szén és barnaszén, tőzeg, kréta, mészkő, olajpala, vas- és mangánérc).

3)Inert anyag– élő szervezetek részvétele nélkül jön létre (a földkéreg mozgásának eredménye, vulkánok, meteoritok tevékenysége).

4) Bioinert anyag– az élőlények élettevékenységének és a nem biológiai folyamatoknak (talaj) együttes eredménye.

Bár a bioszféra határai meglehetősen szűkek, az élő szervezetek bennük nagyon egyenetlenül oszlanak el. Nagy magasságban és a hidroszféra és a litoszféra mélyén az élőlények viszonylag ritkák. Az élet főleg a föld felszínén, a talajban és az óceán felszínhez közeli rétegében koncentrálódik.

Az élő szervezetek biomasszája sushi 99,2%-át zöld növények, 0,8%-át állatok és mikroorganizmusok képviselik. Biomassza óceán a következőképpen alakul: a növények aránya 6,3%, az állatoké 93,7%. Az egész bolygó biomassza mennyisége 3-1012 tonna, 95%-át a növények, 5%-át az állatok teszik ki. Általában a biomassza a teljes bioszféra tömegének csak 0,01%-át teszi ki.

Az élőanyag tömegaránya az inert anyag tömegének 0,01-0,02%-a.

Munka a tankönyvvel: olvassa el a 219. oldalon található szöveget. Válaszoljon a kérdésre: Milyen mértékben járulnak hozzá a növények a biomasszához, és milyen az állatok?

Sorolja fel az élő anyag szerveződési szintjeit, és röviden írja le azokat! Szervezettségi szintek: molekuláris, sejtes, szöveti, szervi, szervezeti, populáció-fajok, biogenocenotikus, bioszféra.

5. A lecke összegzése, válaszok értékelése.

A bioszféra doktrínája az emberiség fontos vívmánya. Az élőtermészetet első ízben egészében véve vizsgálták összértéke és a környezetre gyakorolt ​​hatása szempontjából. A bioszféra az általános bolygóhéj, amelynek összetételét, szerkezetét és energiáját az élőanyag múltbeli és jelenlegi tevékenysége határozza meg. A bioszféra élőanyaga, amely geokémiai funkciókat lát el (gáz, koncentráció, energia, redox), hozza létre és tartja fenn a bioszféra összetevőit.

6. Konszolidáció.

Válassza ki a javasolt ítéletek közül azokat, amelyeket helyesnek tart:

1. A bioszféra az összes biogeocenózis összessége.
2. A bioszféra nyitott rendszer.
3. A bioszférában élő anyag biogeokémiai és koncentrációs funkciókat lát el.
4. A Földön az élet legmagasabb szintű szerveződése biogeocenotikus.
5. Az élőlények élőhelyének alsó határa a litoszférában húzódik, 2-3 km mélységben.
6. Az élő szervezetek, amelyek szabályozzák az anyagok körforgását, erőteljes geológiai tényezőként szolgálnak, amely átalakítja bolygónk felszínét.
7. A légkörben lévő összes oxigén az autotróf organizmusok létfontosságú tevékenysége eredményeként képződik.

Használt könyvek

1. Sz.G.Mamontov, V.B.Zaharov. Általános biológia. Tankönyv középfokú szakoktatási intézmények számára. – M., Felsőiskola, 1986, 224-227.
2. S.G.Mamontov, V.B.Zaharov, N.I.Sonin. Biológia. Általános minták. 9. osztály. Tankönyv általános műveltségre intézmények - M., Bustard, 2003, 216-221.
3. Nigen Green, Wilf Stout, Denny és Taylor. Biológia három kötetben, szerkesztette R. Soper. „Mir” kiadó, 1993, 2. kötet, 79-81.
4. V.N.Gutina. Még egyszer V. I. Vernadsky tanításairól. Biológia az iskolában. 1997, 3. sz., 13-16.
5. V.S. Csesnokov. Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij. Biológia az iskolában. 2004, 3. sz., 19-22.

Bioszféra, akadémikus V. I. tanítása szerint. Vernadsky, a Föld külső héja, beleértve az összes élő anyagot és elterjedési területét (élőhelyét). A bioszféra felső határa a légkörben 20-25 km magasságban lévő védő ózonréteg, amely felett az ultraibolya sugárzásnak való kitettség miatt az élet lehetetlen. A bioszféra alsó határa: a litoszféra 3-5 km mélységig és a hidroszféra 11-12 km mélységig (1.3. ábra).

Raz 1.3. A bioszféra szerkezete (V. I. Vernadsky szerint)

A bioszféra összetevői: atmoszféra, hidroszféra, litoszféra - ellátják a legfontosabb funkciókat az élet biztosításához a Földön.

A bioszféra körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt keletkezett, és az evolúciós fejlődés több szakaszán ment keresztül: a szerves anyag kezdeti körforgásától a biológiai ciklusig - az élőlények és a környezet közötti folyamatos anyag- és energiacsere az élőlények élete során és azt követően. a halálukat.

A bioszféra legfontosabb összetevői:

Élő anyagok (növények, állatok, mikroorganizmusok);

Szerves eredetű biogén anyag (szén, tőzeg, talajhumusz, olaj, kréta, mészkő stb.);

Inert anyagok (szervetlen eredetű kőzetek);

Bioinert anyag (a kőzetek élő szervezetek általi bomlási és feldolgozási termékei).

V.I. Vernadsky szerint az élő anyag a bioszféra szabad energiájának hordozója, és az atomok biogén vándorlásával kapcsolódik az élettelen anyaghoz. A Földön található élő szervezetek szárazanyag-biomasszája, amely körülbelül 500 ezer növényfajt és 1,5 millió állatfajt tartalmaz, rendkívül nagy, és körülbelül 2,4232 * 10 12 tonnát tesz ki. Az élőanyag éves növekedése a Földön körülbelül 8,8 * 10 11 tonna a litoszféra, a légkör és a hidroszféra felső részének nagyszámú eleme haladt át ezeken az élő szervezeteken.

Az élőlények közötti kapcsolatokban fontos étel— trofikus tényező(görögből trófeát- étel). Az elsődleges szerves anyagokat a zöld növények hozzák létre (producerek - gyártók) napenergiát használnak. Szén-dioxidot, vizet, sókat fogyasztanak és oxigént bocsátanak ki.

Fogyasztók (fogyasztók) két sorrendre osztható:

I - növényi élelmiszerekkel táplálkozó szervezetek;

II - állati táplálékkal táplálkozó szervezetek.

Lebontók(redukáló szerek) - bomló organizmusokkal, baktériumokkal és gombákkal táplálkozó szervezetek. Itt különösen nagy a mikroorganizmusok szerepe, amelyek a szerves maradványokat teljesen elpusztítják és végtermékekké (ásványi sók, szén-dioxid, víz, egyszerű szerves anyagok) alakítják át, amelyek a talajba kerülve a növények újra elfogyasztják.

Minden állat és növény szelektív az élelmiszer összetételében, attól függően, hogy bizonyos ásványi elemekre van szükség. Az állatok és a növények a többi állathoz és növényhez képest szükséges környezeti tényezők;

Bármely élőlény alkalmazkodik a környezeti feltételek változásának meglehetősen szűk határain belüli létezéshez, és a környezeti paraméterek meghatározott határokon túli eltérése egy adott faj élettevékenységének elnyomásával vagy halálával jár. Egy élőlény (terület) elterjedésének határait az határozza meg, hogy az adott organizmus megfeleljen a környezeti feltételeknek (tényezőknek) szükséges követelményeknek. Minden faj olyan helyet foglal el, amelyet a területre, táplálékra, szaporodásra és egyéb testfunkciókra vonatkozó igényei határoznak meg. A faj élőhelyére, a bioszférában elfoglalt helyére vonatkozó környezeti paraméterek készletét az ún. ökológiai tároló. Az ökológiai résben minden tényező összefügg: az egyik változása a többi változását is maga után vonja.

Az élő szervezetek környezeti tényezőkhöz való alkalmazkodási képességét az jellemzi ökológiai vegyérték, vagy plaszticitás.

Az élő szervezetek állandó kölcsönhatásban állnak a környezettel, számos, időben és térben változó jelenségből, állapotból, elemből állnak, ún. környezeti környezeti tényezők. Ezek olyan környezeti feltételek, amelyek hosszú vagy rövid távú hatással vannak az élő szervezetekre, amelyek adaptív reakciókkal reagálnak ezekre a hatásokra. Osztva vannak abiotikus(az élettelen természet tényezői) és biotikus(az élő természet tényezői). A környezeti környezeti tényezők osztályozásának jelenleg elfogadott változatát a ben mutatjuk be asztal 1.2.

1.2. táblázat
A környezeti környezeti tényezők osztályozása

Abiotikus	Biotikus
Éghajlat: fény, hőmérséklet, nedvesség, légmozgás, nyomás	Fitogén: növényi szervezetek
Edafogenic ("edaphos" - talaj): mechanikai összetétel, nedvességkapacitás, légáteresztő képesség, sűrűség	Zoogén: állatok
Orográfiai: domborzat, magasság, lejtő expozíció	Mikrobiogén: vírusok, protozoonok, baktériumok, rickettsia
Kémiai: a levegő gázösszetétele, a víz sóösszetétele, koncentrációja, savassága és a talajoldatok összetétele	Antropogén: emberi tevékenységek (beleértve az építkezést is)

Az építészeti emlékek helyreállítása során figyelembe veendő fő abiotikus tényezők jellemzőit a. Függelék 1.1. Ez a légkör összetétele; a 12 pontos szeizmikus skála pontjainak aránya a földrengések nagyságrendjével; szeizmikus skála; szélerőskála.

A biotikus környezeti tényezők meghatározzák az élőlények közötti kapcsolatokat. Ezeket a tényezőket ebben az esetben trofikusnak, azaz trofikusnak nevezzük. étel.

Az újonnan nyert, a természetben nem létező vegyi anyagok és az ember által alkotott, mesterséges összetevők hatására kialakuló környezeti tényezők nagymértékben megváltoznak. Szennyező anyagok jelennek meg, ami a természeti környezetben a szaprofita (az ökoszisztéma egyensúlyát fenntartó) kölcsönhatás megszakadásához vezet. Ez gyakran az állatok és növények halálával jár együtt, működési zavarokhoz, minden élőlény halálához és a föld elsivatagosodásához vezet. A mikrobióta domináns fajai a patogén mikroorganizmusok, amelyek biológiai szennyező anyagok közé sorolhatók. A légkör összetétele negatívan változik, nő a felszín alatti és a talajvíz agresszivitása. A bolygón felmelegedés tapasztalható, az ózonréteg fogy, és egyre gyakoribb a savas eső.

Mindezek a tényezők nemcsak az élő szervezetekre (beleértve az embert is), hanem a műemlékekre is hatással vannak, és ezek valamelyikének figyelmen kívül hagyása befolyásolhatja a helyreállítás minőségét, és akár az emlékmű elpusztulásához is vezethet.

Az élő szervezetek a természetben formában léteznek populációk - Egy adott faj egyedeinek történelmileg kialakult természetes populációi, amelyeket kapcsolatok és alkalmazkodás köt össze egy bizonyos terület vagy más élőhely (biotóp) körülményei között. Természetes körülmények között a populáció száma és sűrűsége nem véletlenszerű, hanem szabályozó (szabályozó) környezeti tényezők határozzák meg. A környezet azon képességét, hogy egy szervezet vagy populáció normális működését támogatja, ún Ecosi kapacitásszára.

Ökológiai rendszer (ökoszisztéma) egymással összefüggő és egymásra utalt különböző típusú élőlények összessége és létezésük feltételei. Összekötve az ökoszisztémában biocenózis(élő szervezetek közössége együtt) és biotóp(élőhely). A földgömb természetes ökoszisztémáinak fő típusait soroljuk fel rizs. 1.4.

Rizs. 1.4. A természetes ökoszisztémák fő típusai

akadémikus V.N. Sukachev javasolta a koncepciót biogeocenózis(görögből bios- élet, Gaia - Föld, cenózis -általános) az élő szervezetek és az őket körülvevő abiotikus környezet természetes rendszere, amelyet anyag-, energia- és információcsere köt össze. Ma az „ökoszisztéma” és a „biogeocenózis” kifejezéseket szinte szinonimáknak tekintik.

A biogeocenózis magában foglalja:

Növényi komponens (fitocenózis);

Állati összetevő (zoocenosis);

Mikroorganizmusok (mikrobiocenózis);

Talaj és talaj-talajvíz, kölcsönhatásban növényi, állati összetevőkkel és mikroorganizmusokkal, amelyek edafotopot képeznek;

A légkör, amely más összetevőkkel kölcsönhatásba lépve klímát alkot;

Az élettelen természet, amely inert anyag, egy ökotóp.

A biogeocenózis tehát a bioszféra térben elszigetelt, integrált elemi egysége, amelynek minden összetevője szorosan összefügg egymással. A biogeocenózis fő összetevői az élőlények három csoportja - növények, állatok és mikrobák, amelyek segítségével az anyagok az egyik komponensből a másikba mozognak, tükrözve egy jól ismert általános mintát. anyagok körforgása a természetben.

A biogeocenózis ökológiai összetevői(vagy táj, vagy környezetformáló komponensek) az ökológiában az ökológiai rendszerek fő anyagi és energetikai összetevőinek tekintendők. Számukra N.F. Reimers (1.5. ábra), ide tartozik: energia, gázösszetétel (légkör), víz (folyékony komponens), talajszubsztrát, autotróf termelők (növények) és heterotróf szervezetek (fogyasztók és lebontók). Napjainkban információkkal egészül ki a környezeti összetevők listája.

Rizs. 1.5.Ökológiai összetevők (N.F. Reimers szerint)

Ugyanakkor minden környezeti összetevő természeti erőforrás, amelynek minősége meghatározza az emberi élet minőségét, és a köztük lévő kölcsönhatások antropogén megszakítása ezt a minőséget ronthatja.

A valódi ökoszisztémákban a ciklus általában nyitott, mivel egyes anyagok elhagyják az ökoszisztémát, mások pedig kívülről jönnek. De általában a körforgás elve a természetben ugyanaz marad. Az egyszerűbb ökoszisztémák egy közös bolygó-ökoszisztémába (bioszférába) egyesülnek, amelyben az anyagok körforgása teljes mértékben megnyilvánul - az élet a Földön évmilliárdokkal ezelőtt keletkezett, és ha nem lett volna az élethez szükséges anyagok zárt áramlása, akkor tartalékaik megnövekedtek volna. régen kimerült, és az élet megszűnt volna.

Az emberi beavatkozás negatívan befolyásolja a keringési folyamatokat. Például az erdőirtás vagy az anyagok növények általi asszimilációs folyamatainak megzavarása a szennyezés következtében a szén-asszimiláció intenzitásának csökkenéséhez vezet. A vízben az ipari szennyvíz hatására fellépő szerves elemek feleslege a tározók bomlását és a vízben oldott oxigén túlzott fogyasztását idézi elő, ami kiküszöböli az aerob (oxigénfogyasztó) baktériumok kifejlődésének lehetőségét itt. A fosszilis tüzelőanyagok elégetésével, az ipari termékekben a légköri nitrogén megkötésével és a foszfor megkötésével a szintetikus mosószerekben az emberek megzavarják ezen elemek körforgását.

Az anyagok természetben való keringése magában foglalja a különböző szinteken - a populációtól a bioszféráig - végbemenő folyamatok helyének, idejének és sebességének általános következetességét. A természeti jelenségek ezt az összhangját ún ökológiai egyensúly; Ez az egyensúly mozgékony, dinamikus.

Egy ökológiai rendszerben (emberi beavatkozás nélkül) megmarad az egyensúly, amely kizárja a trofikus láncok bizonyos láncszemeinek visszafordíthatatlan megsemmisülését. Az ember tevékenysége során folyamatosan befolyásolja az ökoszisztéma egészét, valamint annak egyes kapcsolatait. Ez megnyilvánulhat új összetevők ökoszisztémába való bejuttatásában, beleértve a szennyező anyagokat, vagy az egyes összetevők megsemmisítésében (állatok kilövése, erdőirtás stb.). Ezek a hatások nem mindig és nem azonnal vezetnek az egész rendszer széteséséhez vagy stabilitásának megbomlásához. De a rendszer fenntartása nem jelenti azt, hogy változatlan maradt. A rendszer átalakul, rendkívül nehéz felmérni a bekövetkezett változások számát és irányát.

Az emberi termelő tevékenység eredményeként a természet és a társadalom között új anyagcsere- és energiafolyamat alakult ki (a biológiai csere fenntartása mellett) - antropogén csere, amely jelentősen megváltoztatja az anyagok bolygóciklusát, élesen felgyorsítva azt. Az antropogén csere abban különbözik a biotikus ciklustól, hogy nem zárt jellegű; Az antropogén csere bemenete a természeti erőforrások, a kibocsátás pedig az ipari és háztartási hulladék. Az antropogén csere ökológiai tökéletlensége abban rejlik, hogy a természeti erőforrások hasznos felhasználásának együtthatója általában rendkívül alacsony, és a termelési hulladék szennyezi a természeti környezetet. Ráadásul sok közülük nem bomlik le természetes állapotukra. Az antropogén csere mértéke és sebessége meredeken növekszik, ami észrevehető feszültséget okoz a bioszférában.

A bioszféra fejlődésének utolsó szakaszában az emberi tevékenység hatalmas erővé vált, amely visszafordíthatatlanul és célirányosan megváltoztatja a természeti környezetet. Alakított biotechnoszféra - az emberiség társadalmi, tudományos és technológiai fejlődésének következménye. A természet és az ember kapcsolata sok esetben kiegyensúlyozatlan, ami környezeti depresszióhoz (különösen az építészeti és történelmi környezet pusztulásához) vezet, ami a bioszféra degradációjához vezethet.

Az építtetők által kialakított új rendszert nevezhetjük természetes-technogénnek (PTS). Kialakulásának folyamata, ha nem a környezeti összetevőknek megfelelően igazodik (más szóval az ökoszisztéma fejlődési törvényeihez), általában a természetes környezet megsértéséhez vezet.

kölcsönhatás egy természetes rendszerben, elsősorban az „idegen” komponensek bejuttatása miatt, amelyeket az ökoszisztéma szennyezőanyagként fog fel. Ezen kölcsönhatások alábecsülése az építési tevékenység során elfogadhatatlan, mivel az építkezés minőségének romlásához és a lakókörnyezet minőségének romlásához vezet.

Az építők és restaurátorok környezetbarát tevékenysége helyrehozhatatlan károkat okoz a természeti tájban és az ökoszisztéma információs komponensében. Amint azt Prutsyn O.I. megjegyzi, az építészeti és történelmi környezet megsemmisül*: „A térkompozíciók sziluettje, az egész szerkezet harmonikus alárendeltsége és az együttes egysége megbomlik. A történelmi korszakban elért sziluettet és arányosságot maradéktalanul meg kell őrizni, mert a klasszikus arányoknak köszönhetően könnyen kombinálható bármilyen közelgő fejlesztéssel.”

Nem szabad elfelejteni, hogy a táj egy átfogó és időtlen valóság, amelyben az ember a város előtti korszakban létezett. Pontosan a kifogástalan tájérzék volt az, ami az elmúlt évszázadokban az emberek velejárója volt, amikor az épületek összeolvadtak a természeti környezettel. A múlt és a mai építészet a kiváló építészeti és várostervezési iskolát képviseli Oroszországban. Már a XI. A városi hatóságok kötelezték a fejlesztőket, hogy tartsák be a várostervezési szabályokat és az építészet és a természet kapcsolatát szabályozó törvényeket. Ruszban a 11. század óta. A bizánci „várostörvény” volt érvényben, le van írva a kormányosok könyvébe**. Rendelkezései között szerepelt például: „Csak akkor lehet igazán látni egy épületet, ha rendezett helyen áll. Építés előtt alaposan vizsgálja meg a területet. Olyan helyet válasszunk, hogy az épület ne zavarja a természetet.” Vagy ezek: „...parancsoljuk, hogy aki egy leromlott udvart felújít, az ne vegye el a fényt a szomszédjától, és ne fossza meg a megjelenésétől, ne változtassa meg az eredeti képet”; "...ne akadályozza erőszakosan szomszédja kilátását, ha az udvarán állva közvetlenül látja a tengert." És manapság az építési és helyreállítási tevékenységekben a „természetes” logika alapvetővé kell, hogy váljon.

A természetvédelemhez való ésszerű hozzáállás kialakulásának szakaszában a biotechnoszférát fokozatosan át kell alakítani nooszféra - az értelem szférája, amely V. I. Vernadsky szerint a bioszféra fejlődésének elkerülhetetlen és természetes szakasza.

Egy ilyen átalakulás kezdetét bizonyítja az ENSZ által elfogadott „fenntartható fejlődés”, „fenntartható építés”, „fenntartható helyreállítás” fogalma, amely közvetlenül kapcsolódik az „ökológiai fenntarthatóság” fogalmához. Ez utóbbi magában foglalja az ökoszisztéma azon képességét, hogy megőrizze szerkezetét és funkcionális jellemzőit, ha külső tényezőknek van kitéve. A „környezeti fenntarthatóságot” gyakran a környezeti stabilitás szinonimájaként tekintik.

Az alábbiakban a környezeti fenntarthatóság kategóriájával kapcsolatos alapfogalmakat és követelményeket ismertetjük. Megértésük szükséges a környezetgazdálkodás aktuális problémáinak megoldásához az építési és helyreállítási tevékenységek, a kényelmes lakókörnyezet kialakítása és a „fenntartható fejlődés”, „fenntartható építés”, „fenntartható helyreállítás” területén végzett tevékenységek stratégiájának meghatározásához.

* Prutsyn O., Rymashevsky B., Borusevich V.Építészeti és történelmi környezet. - M.: Stroyizdat, 1990.

** Alferova G.V. A kormányos könyve, mint az ókori orosz várostervezési művészet legértékesebb forrása // Bizánci időkönyv, 1973. - T. 35.