тема свойств обеспечивающая функционирование и устойчивость отдельных экосистем и биосферы в целом- биотич
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Практическая работа № 3
Роль живых организмов в обеспечении жизнепригодных свойств среды и устойчивости биосферы. Цикл углерода (игра)
Основные понятия темы
Устойчивость живой системы. Система свойств, обеспечивающая функционирование и устойчивость отдельных экосистем и биосферы в целом: биотический круговорот веществ, саморегуляция, биологическое разнообразие. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Фотосинтез. Клеточное дыхание. Биогенные химические элементы. Биологическое накопление. Законы превращения энергии.
Гомеостаз живой системы. Гомеостатические механизмы. Принцип отрицательной обратной связи. Принцип Ле Шателье – Брауна.
Учение о биосфере В.И. Вернадского. Живое вещество. Функции живого вещества планеты.
Вопросы для обсуждения
- Все живые организмы в совокупности представляют собой особое вещество – живое вещество биосферы. Каков химический состав живого вещества (шесть основных химических элементов)? Сравните его с химическим составом неживого вещества (литосферы, атмосферы, гидросферы, звезд, Солнца). О чем свидетельствует это сравнение?
Тела живой и неживой природы состоят из одинаковых химических элементов. В состав живых организмов входят неорганические вещества - вода и минеральные соли. Жизненно важные многочисленные функции воды в клетке обусловлены особенностями ее молекул: их полярностью, способностью образовывать водородные связи.
Организмы состоят из клеток. Клетки разных организмов обладают сходным химическим составом.
По содержанию в клетке можно выделить три группы элементов. В первую группу входят кислород, углерод, водород и азот. На их долю приходится почти 98% всего состава клетки. Во вторую группу входят калий, натрий, кальций, сера, фосфор, магний, железо, хлор. Их содержание в клетке составляет десятые и сотые доли процента. Элементы этих двух групп относят к макроэлементам (от греч. macros - большой) .
Остальные элементы, представленные в клетке сотыми и тысячными долями процента, входят в третью группу. Это микроэлементы (от греч. micros - малый) .
Каких-либо элементов, присущих только живой природе, в клетке не обнаружено. Все перечисленные химические элементы входят и в состав неживой природы. Это указывает на единство живой и неживой природы.
Недостаток какого-либо элемента может привести к заболеванию и даже гибели организма, так как каждый элемент играет определенную роль. Макроэлементы первой группы составляют основу биополимеров - белков, углеводов, нуклеиновых кислот, а также липидов, без которых жизнь невозможна. Сера входит в состав некоторых белков, фосфор - в состав нуклеиновых кислот, железо - в состав гемоглобина, а магний - в состав хлорофилла. Кальций играет важную роль в обмене веществ.
Часть химических элементов, содержащихся в клетке, входит в состав неорганических веществ - минеральных солей и воды.
Минеральные соли находятся в клетке, как правило, в виде катионов (K+, Na+, Ca2+, Mg2+) и анионов (HPO42-, H2PO4-, Сl-, HCO3), соотношение которых определяет важную для жизнедеятельности клеток кислотность среды. (У многих клеток среда слабощелочная и ее pH почти не изменяется, так как в ней постоянно поддерживается определенное соотношение катионов и анионов. )
Из неорганических веществ в живой природе огромную роль играет вода.
Без воды жизнь невозможна. Она составляет значительную массу большинства клеток. Много воды содержится в клетках мозга и эмбрионов человека: воды более 80%; в клетках жировой ткани - всего 40%. К старости содержание воды в клетках снижается. Человек, потерявший 20% воды, погибает.
Вода - хороший растворитель. Благодаря полярности ее молекулы взаимодействуют с положительно и отрицательно заряженными ионами, способствуя тем самым растворению вещества. По отношению к воде все вещества клетки делятся на гидрофильные и гидрофобные.
Вода играет большую роль в химических реакциях, протекающих в клетке в водных растворах. Она растворяет ненужные организму продукты обмена веществ и тем самым способствует выводу их из организма. Большое содержание воды в клетке придает ей упругость. Вода способствует перемещению различных веществ внутри клетки или из клетки в клетку.
- Живое вещество биосферы – это посредник между Солнцем и планетой, совершенный приемник солнечной энергии. Какие организмы совершают эту работу? Как они называются? Охарактеризуйте ключевой процесс, в котором участвуют эти организмы. Какие вещества образуются в результате протекания этого процесса? Почему все живое, включая человека, зависит от этого процесса и тех организмов, без которых он невозможен?
- Какие превращения энергии происходят в экосистеме? Согласно каким законам происходит передача энергии в экосистеме? Сформулируйте правило десяти процентов. Почему 90% передаваемой энергии теряется? Что такое экологическая пирамида? Какие типы экологических пирамид выделяют?
Для понимания процессов превращения энергии в экосистеме полезны законы термодинамики, которые сформулированы физиками. Первый закон термодинамики гласит, что энергия не возникает и не исчезает, а только переходит из одной формы в другую. Поэтому энергия в экосистеме не может появиться сама собой, а поступает в нее извне – от Солнца или в результате химических реакций неорганических веществ. В гетеротрофные антропогенные
экосистемы энергия поступает от специальных энергетических устройств, на которых получается электрическая энергия или готовиться к использованию энергия углеродистых энергоносителей.
Второй закон термодинамики, или закон энтропии, имеет несколько формулировок. Одна из них следующая: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную (деградирует).
При переходе энергии с первого трофического уровня (продуцентов) на второй (фитофагов и симбиотрофов), третий (хищников первого порядка) и т.д. значительное ее количество также рассеивается и снижает свое качество. Именно поэтому КПД перехода энергии с одного трофического уровня на другой не превышает 7-10%.
Экологическая пирамида - графические изображения соотношения между продуцентами и консументами всех уровней (травоядных, хищников; видов, питающихся другими хищниками) в экосистеме.
пирамиды чисел
пирамиды биомасс
пирамиды энергии –
- Все разнообразие видов в биосфере связано между собой через питание. Какие два разных способа питания организмов существуют в биосфере? Какое значение они имеют? Какую особую роль в биосфере играют грибы и бактерии?
Биосфера — оболочка земли, в пределах которой существует жизнь.Состоит из биотических и абиотических компонентов природы.
СПОСОБЫ ПИТАНИЯ:
- Автотрофы — способные из неорганических веществ синтезировать органические (бактерии).
их делят на:
1) Фототрофы.
2) Хемотрофы.
- Гетеротрофы — Используют готовые органические вещества, созданные другими организмами.
1) Хищники.
2) Паразиты и кровососы.
3) Падальщики.
- Миксотрофы — смешанный тип питания.
Грибы и бактерии разлагают остатки отмерших организмов. Они превращают органические вещества в неорганические, которые вновь потребляются растениями. Таким образом, бактерии и грибы — это организмы-разрушители. При разложении органических веществ выделяется тепло, т. е. энергия, которая была когда-то поглощена от Солнца растениями. Если бы исчезли организмы-разрушители, была бы отравлена биосфера, так как многие продукты распада органических веществ ядовиты.
- Что представляют собой цепи питания? Из каких трофических уровней они состоят? Какие типы пищевых цепей Вам известны? Приведите примеры. Сколько трофических уровней может быть в пищевой цепи? Почему их не может быть много? Что подразумевают под сетями питания?
Цепь питания - цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания является пищей для следующего звена.
и, хищные рыбы (щука, ёрш) выдра) -> или питаются хищные птицы (скопа (птица питается рыбой.
Детритная цепь. Мёртвые организмы -> рак, беззубка (это двустворчтый молюск) -> микроорганизмы-> микроскопические водоросли (хлоремна, хламидомонада) -> циклопы и дафнии
Пищевые сети
В схемах пищевых цепей каждый организм представлен питающимся организмами какого-то определённого типа. Действительность намного сложнее, и организмы (особенно, хищники) могут питаться самыми разными организмами, даже из различных пищевых цепей. Таким образом, пищевые цепи переплетаются, образуя пищевые сети.
- Многообразие видов в природе, их взаимосвязи обеспечивают динамическое равновесие – гомеостаз экосистем; непрерывность и сбалансированность биотического круговорота веществ, саморегуляцию во всех его звеньях. Каждое из названных положений реально проявляется в форме фактов и явлений, главное из которых – самоочищение.
- Рассмотрите механизм биологического самоочищения небольшого водоема, состоящего из компонентов, указанных на рис. 3.1.
Водоросли
Минеральные питательные вещества (биогенные элементы)
Животные
Микроорганизмы
Детрит
Рис. 3.1. Основные компоненты экосистемы водоема
- Покажите на схеме стрелками взаимодействия между элементами экосистемы, то есть причинные связи: прямые и обратные, положительные и отрицательные.
- Какие гомеостатические механизмы поддерживают устойчивость водоема? Существуют ли пределы их действия?
- Опишите, каким образом осуществляется самоочищение водоема при попадании в него стоков загрязняющих веществ (например, минеральных удобрений и канализационных стоков, содержащих такие биогенные элементы как азот и фосфор) и покажите, что самоочищение способствует устойчивости водоема.
- Какие гомеостатические механизмы нарушаются при сбросе человеком в водоем больших количеств загрязняющих веществ? Какие изменения в водоеме при этом происходят? Опишите процесс нарушения гомеостаза водоема и превращения его в другую экосистему (какую?).
- Питание, дыхание, выделение и связанные с ними процессы создания, накопления и разложения органических веществ обеспечивают постоянный круговорот веществ и потоки энергии в биосфере (экосистеме). Покажите, что это действительно так, рассмотрев пути движения атома углерода из атмосферы через различные организмы обратно в атмосферу в игре «Цикл углерода».
2. Философия материи
3. Контрольная работа- Развитие мелкой и общей моторики у детей с ТНР
4. Заключение сделки
5. а она увеличивается до размеров мужского кулака дно ее достигает верхнего края симфиза
6. прямым высказываниям 13478910131519; обр
7. Поверхностное улучшение природных лугов в лесной зоне
8. ЛУНЬ ЮЙ Лунь юй Изречения наиболее надежный памятник передающий воззрения Конфуция аутентичнос
9. а ~ылмысты~ ы~та жазалауды~ негізгі немесе ~осымша шарасы ретінде ~олданылады; ~ азаматты~ ы~та
10. Лабораторная работа 4
11. Татуировка и пирсинг
12. Реферат- Первая ступень подготовки врачей в Римской империи- «наставления»
13. тематического аппарата и общие принципы построения импульсных систем
14. на тему- Объектно ~ Ориентированные Системы Управления Базами Данных Преподаватель- Студентк
15. Особенности перевода английских частиц в художественной литературе
16. профилактического факультетов Укажите основные функции скелета человека Депо минеральных веществ Оп
17. Проектирование станции технического обслуживания для грузовых автомобилей
18. реальный объем работы никаких больничных отпускных декретных которые необходимо выплачивать штатному б
19. каша было равнозначно слову пир
20. РЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Саратов