Potrivit biologiei, respirația plantelor și animalelor este un proces unic și universal. Acționează ca o proprietate integrală a oricărui organism care locuiește pe Pământ. În continuare, să analizăm cum are loc respirația plantelor.

Biologie

Viața organismelor, ca orice manifestare a activității lor, este direct legată de consumul de energie. Respirația plantelor, nutriția, organele, fotosinteza, mișcarea și absorbția apei și a compușilor necesari, precum și multe funcții sunt asociate cu satisfacerea continuă a nevoilor necesare. Organismele au nevoie de energie. Provine din compușii nutritivi consumați. În plus, organismul are nevoie de substanțe plastice care servesc drept materiale de construcție pentru celule. Descompunerea acestor compuși, care are loc în timpul respirației, este însoțită de eliberarea de energie. Asigură satisfacerea nevoilor vitale.

Creșterea și respirația plantelor

Aceste două procese sunt strâns legate între ele. Respirația completă a plantelor asigură dezvoltarea activă a organismului. Procesul în sine este prezentat ca un sistem complex, incluzând multe reacții redox cuplate. În timpul acestora se modifică natura chimică a compușilor organici și se folosește energia prezentă în ei.

caracteristici generale

Respirația celulară a plantelor este un proces oxidativ care are loc cu participarea oxigenului. În timpul acesteia, are loc descompunerea compușilor, care este însoțită de formarea de produse chimic active și eliberarea de energie. Ecuația generală pentru întregul proces arată astfel:

С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 kJ/mol

Nu toată energia care este eliberată poate fi folosită pentru a susține procesele vitale. Corpul are nevoie în principal de acea parte a acestuia care este concentrată în ATP. În multe cazuri, sinteza adenozin trifosfat este precedată de formarea unei diferențe de sarcini electrice pe membrană. Acest proces este asociat cu diferențe în concentrația ionilor de hidrogen pe diferite părți. Conform datelor moderne, nu numai trifosfatul de adenozină, ci și gradientul de protoni acționează ca o sursă de energie pentru a asigura viața celulei. Ambele forme pot fi utilizate pentru a activa procesele de sinteză, furnizare, mișcare a compușilor nutritivi și a apei și formarea unei diferențe de potențial între mediul extern și citoplasmă. Energia care nu este stocată în ATP și gradientul de protoni este în mare măsură disipată ca lumină sau căldură. Este inutil pentru organism.

De ce este necesar acest proces?

Care este importanța respirației la plante? Acest proces este considerat central pentru viața corpului. Energia eliberată în timpul respirației este folosită pentru a crește și a menține părțile deja dezvoltate ale plantei în stare activă. Cu toate acestea, acestea nu sunt toate punctele care determină importanța acestui proces. Să luăm în considerare rolul principal al respirației plantelor. Acest proces, așa cum am menționat mai sus, este o reacție redox complexă. Are loc în mai multe etape. În stadiile intermediare, are loc formarea compușilor organici. Ele sunt ulterior utilizate în diferite reacții metabolice. Dintre compușii intermediari se pot distinge pentozele și acizii organici. Respirația plantelor este astfel o sursă a multor metaboliți. Din ecuația generală se poate observa că în timpul acestui proces se formează și apă. În condiții de deshidratare, poate salva organismul de la moarte. Pe scurt, respirația este opusul fotosintezei. Cu toate acestea, în unele cazuri, aceste procese se completează reciproc. Ele contribuie la furnizarea atât de echivalenți energetici, cât și de metaboliți. În unele cazuri, atunci când energia este eliberată sub formă de căldură, respirația plantelor duce la o pierdere irosită de substanță uscată. Prin urmare, creșterea intensității acestui proces nu este întotdeauna benefică pentru organism.

Particularități

Plantele respiră non-stop. În timpul acestui proces, organismele absorb oxigenul din atmosferă. În plus, ei inhalează O2, format în ele ca urmare a fotosintezei și disponibil în spațiile intercelulare. În timpul zilei, oxigenul intră în principal prin stomatele lăstarilor și frunzelor tinere, prin lenticelele tulpinilor și prin pielea rădăcinilor. Noaptea, aproape toate plantele le au acoperite. În această perioadă, plantele folosesc oxigenul pentru respirație, care s-a acumulat în spațiile intercelulare și s-a format în timpul fotosintezei. Oxigenul care pătrunde în celule oxidează compușii organici prezenți în ele, transformându-i în apă și dioxid de carbon. În acest caz, energia cheltuită pentru formarea lor în timpul fotosintezei este eliberată. Dioxidul de carbon este îndepărtat din organism prin suprafața celulară a rădăcinilor tinere, lintei și stomatelor.

Experimente

Pentru a vă asigura că respirația plantelor are loc, puteți face următoarele:

Cum să folosiți cunoștințele dobândite?

În procesul de creștere a culturilor, solul devine compactat, iar conținutul de aer din acesta este redus semnificativ. Pentru a îmbunătăți fluxul proceselor de viață, solul este afânat. Acele plante care sunt cultivate în soluri mlăștinoase (foarte umede) suferă în special de lipsa de oxigen. Îmbunătățirea aportului de O2 se realizează prin drenarea terenului. Procesul de respirație este afectat negativ de praful care se depune pe frunze. Micile sale particule solide înfundă stomatele, ceea ce împiedică în mod semnificativ fluxul de oxigen în frunze. În plus, impuritățile care intră în aer în timpul arderii în întreprinderile industriale au și un efect dăunător. tipuri diferite combustibil. În acest sens, atunci când amenajăm zonele urbane, de obicei sunt plantați copaci rezistenți la praf. Acestea, de exemplu, includ castanul de cal, teiul, cireșul de păsări și plopul. În timpul depozitării cerealelor Atentie speciala trebuie dat în funcție de conținutul de umiditate al acestora. Cert este că pe măsură ce nivelul său crește, intensitatea respirației crește. Acest lucru, la rândul său, contribuie la faptul că semințele încep să devină foarte calde odată cu căldura generată. Acest lucru, la rândul său, afectează negativ embrionii - aceștia mor. Pentru a evita astfel de consecințe, semințele care sunt depozitate trebuie să fie uscate. Camera în sine trebuie să fie bine ventilată.

Concluzie

Astfel, respirația plantelor este de mare importanță pentru a asigura dezvoltarea lor normală în orice stadiu. Fără acest proces, este imposibil nu numai să se asigure funcționarea normală a corpului, ci și să se formeze toate părțile acestuia. În timpul respirației se formează cei mai importanți compuși, fără de care existența plantei este imposibilă. Acest proces complex, în mai multe etape este o verigă centrală în întreaga viață a oricărui organism. Cunoștințele despre acest lucru ajută la asigurarea condițiilor adecvate pentru creșterea și depozitarea plantelor cultivate, obținând randamente mari de cereale și alte culturi agricole. Se știe că respirația produce căldură. În apropierea unor culturi, temperatura aerului poate crește cu peste 10 grade. Această proprietate este folosită de oameni în diverse scopuri.

Respirația și metabolismul la plante

Plantele, ca toate organismele vii, respiră constant. Pentru aceasta au nevoie de oxigen. Este nevoie atât de plantele unicelulare, cât și de cele multicelulare. Oxigenul este implicat în procesele vitale ale celulelor, țesuturilor și organelor plantelor.

Majoritatea plantelor primesc oxigen din aer prin stomate și linte. Plantele acvatice îl consumă din apă pe întreaga suprafață a corpului lor. Unele plante care cresc în zonele umede au rădăcini respiratorii speciale care absorb oxigenul din aer.

Suflare- un proces complex care are loc în celulele unui organism viu, în timpul căruia descompunerea substanțelor organice eliberează energia necesară proceselor vitale ale organismului. Principala substanță organică implicată în procesul respirator sunt carbohidrații, în principal zaharurile (în special glucoza). Intensitatea respirației la plante depinde de cantitatea de carbohidrați acumulată de lăstarii în lumină.

Respirația este procesul de descompunere a nutrienților organici în nutrienți anorganici (dioxid de carbon și apă), care are loc cu participarea oxigenului, însoțit de eliberarea de energie care este utilizată de plantă pentru procesele vitale.

Respirația este procesul opus fotosintezei. Să comparăm procesele de respirație și fotosinteză în celulele unei frunze verzi a unei plante.

Procesul de respirație presupune consumul continuu de oxigen zi și noapte. Procesul de respirație este deosebit de intens în țesuturile și organele tinere ale plantei. Intensitatea respirației este determinată de nevoile de creștere și dezvoltare a plantelor. Este necesar mult oxigen în zonele de diviziune și creștere celulară. Formarea florilor și fructelor, precum și deteriorarea și mai ales ruperea organelor, este însoțită de o respirație crescută la plante. La sfârșitul creșterii, cu îngălbenirea frunzelor și mai ales iarna, intensitatea respirației scade vizibil, dar nu se oprește.

Respirația este o condiție indispensabilă pentru viața plantelor.

Pentru a trăi, o plantă trebuie să obțină substanțele și energia de care are nevoie prin nutriție și respirație.

Substanțele absorbite, în proces de transformare în celule și țesuturi, devin substanțe din care planta își construiește corpul. Toate transformările substanțelor care apar în organism sunt întotdeauna însoțite de consum de energie. O plantă verde (ca organism autotrof), absorbind energia luminoasă, o transformă în energie chimică și o acumulează în compuși organici complecși. În timpul procesului de respirație în timpul descompunerii substanțelor organice, această energie este eliberată și utilizată de plantă pentru transformarea substanțelor și proceselor vitale care au loc în celule.

Ambele procese - fotosinteza și respirația - au loc prin numeroase reacții chimice succesive în care unele substanțe sunt transformate în altele.

De exemplu, în timpul procesului de fotosinteză, din dioxid de carbon și apă se formează zaharuri, care apoi, printr-o serie de reacții intermediare, sunt transformate în amidon, fibre sau proteine, grăsimi și vitamine - substanțe necesare pentru hrănirea și depozitarea plantei. energie.

Întregul proces de respirație are loc în celulele organismului vegetal. Constă din două etape, în timpul cărora substanțele organice complexe sunt descompuse în substanțe mai simple, anorganice - dioxid de carbon și apă. În prima etapă, cu participarea proteinelor speciale care accelerează procesul (enzime), are loc descompunerea moleculelor de glucoză. Ca rezultat, din glucoză se formează compuși organici mai simpli și se eliberează o parte de energie. Această etapă procesul respirator apare în citoplasmă.

În a doua etapă, substanțele organice simple formate în prima etapă, care interacționează cu oxigenul, sunt oxidate - formând dioxid de carbon și apă. Acest lucru eliberează multă energie. A doua etapă a procesului respirator are loc numai cu participarea oxigenului în organele celulare speciale - mitocondriile .

Astfel, în timpul procesului de respirație, substanțele organice mai complexe sunt descompuse în compuși anorganici simpli - dioxid de carbon și apă. În acest caz, planta este furnizată cu energie eliberată. În același timp, diferite elemente chimice sunt transferate de la un compus la altul. Aceste transformări ale substanțelor din organism se numesc metabolism . Metabolismul este unul dintre semnele importante ale vieții.

Metabolism este un ansamblu de diverse transformări chimice care au loc în organism care asigură creșterea și dezvoltarea organismului, reproducerea acestuia și contactul constant cu mediul.

Metabolismul conectează toate organele corpului într-un singur întreg. În același timp, datorită metabolismului, organismul se unește cu mediul. Din ea, planta absoarbe substanțe prin rădăcini și frunze și își eliberează produsele metabolice în mediu. Respirația, ca și alimentația, este o condiție necesară pentru metabolism și, prin urmare, pentru viața organismului.

Tabelul 3.2. Trăsături caracteristice ale proceselor de fotosinteză și respirație

1. Modificări ale lăstarilor subterani

3. Înmulțirea vegetativă.

Nutriția aeriană a plantelor este fotosinteza. Fotosinteza este crearea de substanțe organice. Nutriția rădăcinilor oferă plantei doar săruri minerale și apă. Planta primește în proces substanțe organice și energia conținută în acestea fotosinteză (din fotografiile grecești - „lumină” și sinteză - „conexiune”). Fotosinteza are loc în cloroplaste. În timpul acestui proces, folosind energia luminii solare, planta, cu ajutorul clorofilei verzi din frunze, formează substanțele organice de care are nevoie din substanțe anorganice - dioxid de carbon și apă. Deoarece principalul furnizor de dioxid de carbon pentru fotosinteză este aerul, această metodă de obținere a substanțelor organice de către o plantă se numește alimentat cu aer .

Fotosinteza este întotdeauna susținută de nutriția rădăcinilor - absorbția apei și a sărurilor minerale din sol. Fără apă, fotosinteza nu are loc.

Frunză verde - organ specializat de alimentare cu aer. Datorită formei plate a lamei frunzei, frunza are o suprafață mare de contact cu aerul și lumina soarelui. Prezența în pulpa frunzei a numeroase cloroplaste cu clorofilă creează o suprafață fotosintetică imensă, transformând astfel frunza într-o fabrică puternică pentru formarea substanțelor organice.

Rolul luminii în fotosinteză. Este posibil să se demonstreze că o plantă verde formează substanțe organice doar în lumină printr-un simplu experiment. O plantă verde, cum ar fi pelargonium zonalis (muscata), este plasată într-un dulap întunecat. După 2-3 zile, o mică parte dintr-o frunză a acestei plante este întunecată cu hârtie neagră sau folie și planta este plasată la lumină. După 8-10 ore, tăiați această frunză și îndepărtați placa de întunecare de pe ea. Apoi, pentru a înălbi frunza, se fierbe în alcool (aceasta distruge clorofila și culoarea verde dispare). După aceasta, frunza este pusă într-o soluție de iod. Ca rezultat al experimentului, puteți vedea că partea neînchisă a frunzei, care conținea amidon, a devenit albastră (amidonul devine albastru de la iod), în timp ce partea întunecată a frunzei a căpătat culoarea galbenă a iodului. Acest lucru indică faptul că aici, în partea întunecată a foii. amidonul nu s-a format deoarece celulele frunzelor nu au primit energie luminoasă. Amidonul este o substanță organică pe care o plantă o produce în lumină în timpul fotosintezei.

Fotosinteză

un proces în care o plantă verde din substanțe anorganice (dioxid de carbon și apă) folosind energia luminii solare formează substanțe organice - carbohidrați (glucoză, fructoză, amidon), precum și oxigen.

Mușchi de mușchi. Coada-calului. Ferigi. arta plantelor. Coada-calului

Cozi de cal moderne - plante erbacee perene cu tulpină rigidă și rizom subteran bine dezvoltat. Rădăcinile adventive se extind din rizom. Segmentarea lăstarilor este caracteristică. Pe tulpini există spirale de ramuri și frunze mici asemănătoare solzilor la noduri.

Coada-calului (de la stânga la dreapta): tulpini purtătoare de spori și sterile de coada-calului de câmp, coada-calului de pădure, coada-calului de luncă

Nutriția autotrofă– clorofila este conținută în cloroplastele celulelor verzi ale lăstarilor de vară. Primăvara, lăstarii cresc pe rizomi, terminându-se în spiculețe purtătoare de spori. Aici se formează disputele. Sporii copți se revarsă și, odată în condiții favorabile, germinează și se formează gametofiți heterosexuali - generația sexuală. Fertilizarea are loc în apă.

Dezvoltarea generației asexuate de coada-calului - sporofit:

– Prothalus (gametofit) spermatozoid + ou zigot sporofit (embrion) spor spor (gametofit).

Coada-calului crește în câmpuri, păduri sau lângă corpurile de apă, de obicei în zone cu sol umed (au supraviețuit doar aproximativ 30 de specii). În câmpurile în care trăiesc coada-calului, solul are nevoie de var.

Când sunt hrănite cu coada-calului, vacile și caprele produc mai mult lapte. Unele animale sălbatice - căprioare și mistreți - se hrănesc și cu coada-calului. În același timp, coada-calului sunt plante otrăvitoare pentru cai.

În medicină se folosesc preparate din coada-calului, care au un efect versatil și variat. Sunt folosite ca diuretic, antiinflamator, hemostatic, tonic, cicatrizant si astringent. Ele ajută la insuficiența cardiacă și îmbunătățesc metabolismul apă-sare. Ca parte a diferitelor plante medicinale, coada-calului este folosită pentru a trata hipertensiunea arterială, guta și vindecarea rănilor. Planta este eficientă pentru edem de diverse origini și pleurezie exsudativă (umedă).

ÎN Medicina traditionala Zona de aplicare a coada-calului este aceeași. În plus, se crede că planta coada-calului ajută la anumite neoplasme maligne, sângerări interne și externe, litiază biliară și pietre la rinichi.

Regatul vegetal. Mușchi de mușchi

Plante perene veșnic verzi, erbacee, cu lăstari erecți și târâtori, întâlnite în pădurile de conifere și mixte. Originar din psilofite. Rădăcinile adventive se extind din zonele lăstarilor care se târăsc de-a lungul solului. Frunzele sunt mici, de diverse forme, situate pe lastari alternativ, opus sau spiralate.

Muşchi de muşchi (de la stânga la dreapta): muşchi de măciucă, muşchi de măciucă, muşchi anual

Înmulțirea vegetativă - din cauza morții secțiunilor de lăstari vechi și a înrădăcinarii fragmentelor viabile care dau naștere la noi plante. Reproducerea asexuată se realizează și prin spori.

Speciile de mușchi de club sunt folosite ca plante medicinale, de vopsire, cosmetice și ornamentale.

În medicina științifică, sporii (de obicei mușchi de club) sunt folosiți - anterior în Rusia erau numiți lycopodium, sau semințe de mușchi - pentru a prepara pulbere pentru copii și a turna pastile. Sporii conțin până la 50% ulei gras, care nu se usucă, alcaloizi, acizi fenolici, proteine, zaharuri și săruri minerale. Alături de sporii acestei specii se folosesc sporii mușchilor anuali și oblati.

Sporii sunt colectați la sfârșitul verii - începutul toamnei, după ce spiculeții purtători de spori se îngălbenesc. Spiculetele se taie cu foarfece sau cu un cuțit ascuțit, de obicei pe vreme umedă, se pun în pungi din țesătură groasă, apoi se usucă la aer liber și se cerne printr-o sită fină pentru a separa sporii.

În medicina populară, sporii de mușchi sunt folosiți ca agent de vindecare pentru umplerea rănilor, arsurilor, degerăturilor, pentru eczeme, furuncule, lichen și erizipel. Tulpinile sunt folosite pentru boli ale vezicii urinare, ficatului, organelor respiratorii, incontinență urinară, dureri de stomac, hemoroizi, dispepsie și reumatism.
Lăstarii de mușchi sunt folosiți ca emetic, laxativ și pentru tratamentul alcoolismului cronic și fumatului de tutun. Întreaga plantă de mușchi de club conține alcaloidul otrăvitor selyagin, așa că tratamentul trebuie efectuat sub supravegherea unui medic.

În cosmetologie, mușchii sunt folosiți pentru furunculoză și împotriva cheliei.

Sporii sunt folosiți și în metalurgie pentru stropirea matrițelor în timpul turnării modelate - atunci când ard, se formează un strat de gaze care împiedică lipirea produsului și conferă metalului o suprafață netedă.

În pirotehnică, sporii sunt uneori adăugați la compozițiile de scânteie.

Tulpinile tuturor tipurilor de mușchi produc un colorant albastru potrivit pentru vopsirea țesăturilor.

Istoria descoperirii unui fenomen uimitor și de o importanță vitală, cum ar fi fotosinteza, este adânc înrădăcinată în trecut. În urmă cu mai bine de patru secole, în 1600, omul de știință belgian Jan Van Helmont a efectuat un experiment simplu. A pus o crenguță de salcie într-o pungă care conținea 80 kg de pământ. Omul de știință a înregistrat greutatea inițială a salciei și apoi a udat planta exclusiv cu apă de ploaie timp de cinci ani. Imaginați-vă surpriza lui Jan Van Helmont când a cântărit din nou salcia. Greutatea plantei a crescut cu 65 kg, iar masa pământului a scăzut cu doar 50 de grame! Unde planta a primit 64 kg 950 de grame de nutrienți rămâne un mister pentru om de știință!

Următorul experiment semnificativ pe calea descoperirii fotosintezei i-a aparținut chimistului englez Joseph Priestley. Omul de știință a pus un șoarece sub capotă, iar cinci ore mai târziu rozătoarea a murit. Când Priestley a pus o crenguță de mentă cu șoarecele și a acoperit și rozătoarea cu o șapcă, șoarecele a rămas în viață. Acest experiment l-a condus pe om de știință la ideea că există un proces opus respirației. Jan Ingenhouse în 1779 a stabilit faptul că numai părțile verzi ale plantelor sunt capabile să elibereze oxigen. Trei ani mai târziu, omul de știință elvețian Jean Senebier a demonstrat că dioxidul de carbon, sub influența luminii solare, se descompune în organele de plante verzi. Doar cinci ani mai târziu, omul de știință francez Jacques Boussingault, efectuând cercetări de laborator, a descoperit faptul că absorbția apei de către plante are loc și în timpul sintezei substanțelor organice. Descoperirea epocală a fost făcută în 1864 de botanistul german Julius Sachs. El a reușit să demonstreze că volumul de dioxid de carbon consumat și oxigenul eliberat are loc într-un raport de 1:1.

Fotosinteza este unul dintre cele mai importante procese biologice

În termeni științifici, fotosinteza (din greaca veche φῶς - lumină și σύνθεσις - conexiune, legare) este un proces în care substanțele organice se formează din dioxid de carbon și apă în lumină. Rolul principal în acest proces revine segmentelor fotosintetice.

Vorbind la figurat, o frunză de plantă poate fi comparată cu un laborator, ale cărui ferestre sunt orientate spre partea însorită. În ea are loc formarea substanțelor organice. Acest proces este baza existenței întregii vieți pe Pământ.

Mulți își vor pune în mod rezonabil întrebarea: ce respiră oamenii care locuiesc într-un oraș, unde nici măcar nu poți găsi un copac sau un fir de iarbă în timpul zilei cu foc? Răspunsul este foarte simplu. Cert este că plantele terestre reprezintă doar 20% din oxigenul eliberat de plante. Rolul principal în producerea de oxigen în atmosferă îl joacă alge. Acestea reprezintă 80% din oxigenul produs. Vorbind în limbajul numerelor, atât plantele, cât și algele eliberează anual 145 de miliarde de tone (!) de oxigen în atmosferă! Nu degeaba oceanele lumii sunt numite „plămânii planetei”.

Formula generală pentru fotosinteză este următoarea:

Apă + Dioxid de carbon + Lumină → Carbohidrați + Oxigen

De ce plantele au nevoie de fotosinteză?

După cum am aflat, fotosinteza este o condiție necesară pentru existența umană pe Pământ. Cu toate acestea, acesta nu este singurul motiv pentru care organismele fotosintetice produc în mod activ oxigen în atmosferă. Cert este că atât algele, cât și plantele formează anual peste 100 de miliarde de substanțe organice (!), care stau la baza activității lor de viață. Amintindu-ne de experimentul lui Jan Van Helmont, înțelegem că fotosinteza este baza nutriției plantelor. S-a dovedit științific că 95% din recoltă este determinată de substanțele organice obținute de plantă în timpul procesului de fotosinteză, iar 5% de îngrășămintele minerale pe care grădinarul le aplică solului.

Locuitorii moderni de vară acordă o atenție principală nutriției solului a plantelor, uitând de nutriția aerului acestuia. Nu se știe ce fel de recoltă ar putea obține grădinarii dacă ar fi atenți la procesul de fotosinteză.

Cu toate acestea, nici plantele, nici algele nu ar putea produce oxigen și carbohidrați atât de activ dacă nu ar avea un pigment verde uimitor - clorofila.

Misterul Pigmentului Verde

Principala diferență dintre celulele plantelor și celulele altor organisme vii este prezența clorofilei. Apropo, el este responsabil pentru faptul că frunzele plantelor sunt colorate în verde. Acest compus organic complex are o proprietate uimitoare: poate absorbi lumina soarelui! Datorită clorofilei, procesul de fotosinteză devine și el posibil.

Două etape ale fotosintezei

Vorbitor într-un limbaj simplu, fotosinteza este un proces în care apa și dioxidul de carbon absorbite de o plantă în lumină cu ajutorul clorofilei formează zahăr și oxigen. Prin urmare, substante anorganice se transformă miraculos în organic. Zahărul obținut în urma conversiei este o sursă de energie pentru plante.

Fotosinteza are două etape: lumină și întuneric.

Faza ușoară a fotosintezei

Se efectuează pe membranele tilacoide.

Tilacoizii sunt structuri mărginite de membrană. Ele sunt localizate în stroma cloroplastului.

Ordinea evenimentelor în stadiul luminos al fotosintezei este:

1. Lumina lovește molecula de clorofilă, care este apoi absorbită de pigmentul verde și o face să devină excitată. Electronul inclus în moleculă se deplasează la un nivel superior și participă la procesul de sinteză.
2. Apa se scindează, timp în care protonii sunt transformați în atomi de hidrogen sub influența electronilor. Ulterior, sunt cheltuiți pentru sinteza carbohidraților.
3. În etapa finală a etapei luminoase, este sintetizat ATP (adenozin trifosfat). Aceasta este o substanță organică care joacă rolul unui acumulator universal de energie în sistemele biologice.

Faza întunecată a fotosintezei

Locul în care apare faza întunecată este stroma cloroplastelor. În timpul fazei întunecate, oxigenul este eliberat și glucoza este sintetizată. Mulți vor crede că această fază a primit această denumire deoarece procesul care are loc în cadrul acestei etape are loc exclusiv noaptea. De fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat. Sinteza glucozei are loc non-stop. Cert este că în această etapă nu se mai consumă energia luminoasă, ceea ce înseamnă că pur și simplu nu este necesară.

Importanța fotosintezei pentru plante

Am stabilit deja faptul că plantele au nevoie de fotointeză nu mai puțin decât noi. Este foarte ușor să vorbim despre scara fotosintezei în termeni de numere. Oamenii de știință au calculat că numai plantele terestre stochează atâta energie solară cât ar putea fi consumată de 100 de megaloți în decurs de 100 de ani!

Respirația plantelor este procesul opus fotosintezei. Sensul respirației plantelor este de a elibera energie în timpul procesului de fotosinteză și de a o direcționa către nevoile plantelor. În termeni simpli, randamentul este diferența dintre fotosinteză și respirație. Cu cât mai multă fotosinteză și cu cât respirația este mai mică, cu atât recolta este mai mare și invers!

Fotosinteza este un proces uimitor care face posibilă viața pe Pământ!

Fotosinteza este procesul de formare a materiei organice din dioxid de carbon și apă în lumină, cu participarea pigmenților fotosintetici (clorofilă în plante, bacterioclorofilă și bacteriorhodopsină în bacterii). În fiziologia modernă a plantelor, fotosinteza este mai des înțeleasă ca o funcție fotoautotrofă - un set de procese de absorbție, transformare și utilizare a energiei cuantelor luminoase în diferite reacții endergonice, inclusiv conversia dioxidului de carbon în substanțe organice.

Există tipuri de fotosinteză oxigenată și anoxigenă. Oxigenul este mult mai răspândit și este condus de plante, cianobacterii și proclorofite. Acest articol îl descrie numai; un articol separat este dedicat fotosintezei anoxigene a bacteriilor violet și verzi, precum și a Helicobacteriilor.

Există trei etape ale fotosintezei: fotofizică, fotochimică și chimică. În prima etapă, are loc absorbția cuantelor de lumină de către pigmenți, trecerea lor la o stare excitată și transferul de energie către alte molecule ale fotosistemului. În a doua etapă, sarcinile sunt separate în centrul de reacție, electronii sunt transferați de-a lungul lanțului fotosintetic de transport de electroni, care se termină în sinteza ATP și NADPH. Primele două etape sunt numite în mod colectiv stadiul dependent de lumină al fotosintezei. A treia etapă are loc fără participarea obligatorie a luminii și include reacții biochimice de sinteza a substanțelor organice folosind energia acumulată în stadiul dependent de lumină. Cel mai adesea, astfel de reacții sunt considerate a fi ciclul Calvin și gluconeogeneza, formarea zaharurilor și a amidonului din dioxidul de carbon din aer.

Respirația este principala formă de disimilare la oameni, animale, plante și multe microorganisme. În timpul respirației, substanțele bogate în energie aparținând corpului sunt complet descompuse în produse finale anorganice sărace în energie (dioxid de carbon și apă), folosind oxigen molecular.

Respirația externă se referă la schimbul de gaze între corp și mediu, inclusiv absorbția de oxigen și eliberarea de dioxid de carbon, precum și transportul acestor gaze în interiorul corpului.

Respirația internă (celulară) include procese biochimice din citoplasma celulelor și mitocondriilor, ducând la eliberarea de energie.

La organismele care au suprafețe mari în contact cu mediul extern, respirația poate apărea datorită difuzării gazelor direct în celule (de exemplu, în frunzele plantelor, la animalele cu cavitate). Cu o suprafață relativă mică, transportul gazelor se realizează datorită circulației sângelui (la vertebrate etc.) sau în trahee (la insecte).

Chemosinteza este o metodă de nutriție autotrofă în care sursa de energie pentru sinteza substanțelor organice din CO2 o reprezintă reacțiile de oxidare ale compușilor anorganici. Acest tip de producere de energie este folosit doar de bacterii. Fenomenul de chimiosinteză a fost descoperit în 1887 de omul de știință rus S. N. Vinogradsky.

De remarcat faptul că energia eliberată în reacțiile de oxidare ale compușilor anorganici nu poate fi utilizată direct în procesele de asimilare. În primul rând, această energie este convertită în energia legăturilor macroergice ale ATP și abia apoi este cheltuită pentru sinteza compușilor organici.

13. Energia înecosistemelor

Să ne amintim că un ecosistem este o colecție de organisme vii care fac schimb continuu de energie, materie și informații între ele și cu mediul. Să luăm în considerare mai întâi procesul de schimb de energie. Energia este definită ca fiind capacitatea de a produce muncă. Proprietățile energiei sunt descrise de legile termodinamicii.

Prima lege (lege) a termodinamicii sau legea conservării energiei afirmă că energia se poate schimba de la o formă la alta, dar nu dispare și nici nu poate fi creată din nou. A doua lege (legea) a termodinamicii sau legea entropiei afirmă că într-un sistem închis entropia nu poate decât să crească. În raport cu energia din ecosisteme, următoarea formulare este convenabilă: procesele asociate transformărilor energetice pot avea loc spontan numai dacă energia trece de la o formă concentrată la una dispersată, adică se degradează. Măsura cantității de energie care devine indisponibilă pentru utilizare sau, în caz contrar, măsura schimbării în ordine care are loc în timpul degradării energiei, este entropia. Cu cât este mai mare ordinea sistemului, cu atât entropia acestuia este mai mică. Astfel, orice sistem viu, inclusiv un ecosistem, își menține activitatea vitală datorită, în primul rând, prezenței în mediu a unui exces de energie liberă (energia Soarelui); în al doilea rând, capacitatea, datorită designului componentelor sale, de a capta și concentra această energie, iar atunci când este utilizată, de a o disipa în mediu. Astfel, mai întâi captarea și apoi concentrarea energiei odată cu trecerea de la un nivel trofic la altul asigură o creștere a ordinii și organizării unui sistem viu, adică o scădere a entropiei acestuia.

14. Tipuri de relaţii între organismele vii. Intraspecific și interspecific.

Relațiile dintre organisme pot fi împărțite în interspecifice și intraspecifice. Relațiile interspecifice sunt de obicei clasificate în funcție de „interesele” pe baza cărora organismele își construiesc relațiile:

Interacțiunile interspecifice sunt mult mai diverse:

- neutralism (ambele tipuri nu au niciun efect unul asupra celuilalt);

-concurenta (ambele tipuri au un efect negativ unul asupra celuilalt);

--mutualism (ambele specii nu pot exista una fără cealaltă);

-pradarea (o specie pradatoare se hraneste cu prada);

-amensalism (un organism suprimă dezvoltarea altuia);

-comensalism (comensalul beneficiază de o altă specie care nu este indiferentă la această asociere).

Competiția intraspecifică:

– competiție directă – animalele se luptă între ele până la moarte. La plante, alopatia este eliberarea de toxine.

– concurenta indirecta – indirecta, i.e. nu direct.

Relații intraspecifice:

- competiție;

-rivalitate;

-asistenta reciproca;

– cooperare (turma).

15. Populații. Structura populației. Mortalitatea, rata natalității, rata de supraviețuire. Curbe de supraviețuire. Dinamica populației.

Populația este un termen folosit în diferite ramuri ale biologiei, precum și în genetică, demografie și medicină. Sensul cel mai general este o traducere literală. O populație este un om, un animal sau populația de plante vreo zonă. În limbile europene, acest concept se referă în primul rând la oameni și, în al doilea rând, la alte organisme vii. În rusă, populația are un sens mai specializat ca termen folosit în principal în cercetarea biologică și medicală. În biologie: o populație este un anumit set de indivizi ai unei specii care face parte dintr-o anumită biogeocenoză și se manifestă în ea cu impactul său funcțional și energetic specific. Genetica modernă studiază cu atenție istoria grupurilor etnice moderne folosind date etnogenetice până la o adâncime de zeci de milenii - de la exodul primelor comunități „homo sapiens” din Africa. Transformările genetice ale populațiilor au fost însoțite de cele etnoculturale, care au transformat populațiile din ultimele milenii în popoare istorice cunoscute.

Structura populației Structura demografică a unei populații este înțeleasă în primul rând ca componența ei de gen și vârstă. În plus, se obișnuiește să se vorbească despre structura spațială a populației - adică despre caracteristicile distribuției indivizilor în populație în spațiu. Cunoașterea structurii populației permite cercetătorului să tragă concluzii despre bunăstarea sau dezavantajul acesteia. De exemplu, dacă nu există indivizi generativi (adică capabili să producă descendenți) în populație și există mulți indivizi în vârstă (senile), atunci se poate face un prognostic nefavorabil. O astfel de populație poate să nu aibă viitor. Este recomandabil să se studieze structura populației în dinamică: cunoscând modificările acesteia de-a lungul mai multor ani, se poate vorbi mult mai încrezător despre anumite tendințe. Structura de vârstă populatiilor. Acest tip de structură este asociat cu raportul de indivizi de diferite vârste din populație

Mortalitatea este un indicator statistic care estimează numărul de decese.

Fertilitatea este un termen demografic definit ca raportul dintre numărul de nașteri dintr-o perioadă la 1000 de locuitori.

Rata de supraviețuire este numărul de indivizi (în procente) care supraviețuiesc într-o populație într-o anumită perioadă de timp. Supraviețuirea este de obicei determinată pentru diferite vârsteși grupuri de sex pentru diferite anotimpuri, ani, perioade de creștere a mortalității.

Rata de supraviețuire – proporția de indivizi dintr-o populație care supraviețuiesc pentru a se reproduce. CURBELE DE SUPRAVIEȚUARE:

Sub formă diferenţială, dependenţa este definită ca dN/dt=rN((k-N)/k), N – număr. În mat. expresia include rezistenţa mediului. r – ostil

viteza pop.k – max. număr de indivizi.

r-specie – pionieri, k-specie – cu tendință spre echilibru

17. Productivitatea comunitară. Piramide ecologice.

PRODUCTIVITATEA COMUNITĂȚII este un indicator funcțional important al comunității, precum și al acesteia elemente individuale(componente autotrofe și heterotrofe, niveluri trofice individuale, populații de orice specie) este capacitatea acestora de a crea (produce) biomasă nouă.

Piramida ecologică - o reprezentare grafică a relației dintre producători, consumatori și descompunetori într-un ecosistem.

Aceste piramide apar în ecosisteme (biogeocenoze) din lanțurile trofice. Lanțurile trofice se formează în ecosisteme ca urmare a activității de viață a diferitelor specii. Astfel, producătorii (plantele autotrofe) sunt singurii creatori de materie organică. Într-o biogeocenoză există neapărat animale erbivore și carnivore (consumatoare de ordinea I, II etc.) și, în sfârșit, distrugătoare de reziduuri organice (descompunetoare). Într-un ecosistem, speciile aparținând acestor trei grupuri principale se află în relații și forme complexe circuitul de alimentare,

Regula piramidei ecologice

Modelul conform căruia cantitatea de materie vegetală care servește ca bază a lanțului trofic este de aproximativ 10 ori mai mare decât masa animalelor erbivore și fiecare nivel alimentar ulterior are, de asemenea, o masă de 10 ori mai mică.

Circuitul de alimentare

Un lanț de specii interconectate care extrag succesiv materia organică și energie din substanța alimentară originală. Fiecare verigă anterioară din lanțul trofic este hrană pentru verigă următoare.

19. Ecologia comunităţilor şi succesiunea ecologică.

O comunitate este un ansamblu de populații care interacționează care ocupă un anumit teritoriu, o componentă vie a unui ecosistem. Comunitatea funcționează ca o unitate dinamică cu diferite niveluri trofice, energia curge prin ea și nutrienții circulă prin ea.

Structura comunității se creează treptat în timp. Un exemplu care poate fi folosit ca model pentru dezvoltarea comunității este colonizarea rocii expuse de către organisme pe o insulă vulcanică nou formată. Copacii și arbuștii nu pot crește pe stâncă goală deoarece nu este sol necesar pentru ei. Cu toate acestea, algele și lichenii căi diferite intră în astfel de teritorii și populează-le, formând comunități de pionier. Acumularea treptată a organismelor moarte și în descompunere și eroziunea rocii prin intemperii are ca rezultat formarea unui strat de sol suficient pentru a susține plante mai mari, cum ar fi mușchi și ferigi. Aceste plante vor fi în cele din urmă urmate de forme de semințe și mai mari și mai solicitante de nutrienți, inclusiv ierburi, arbuști și copaci.

Această înlocuire a unei specii cu alta într-o anumită perioadă de timp se numește succesiune ecologică. Final comunitate - stabil, auto-reînnoitor și în echilibru cu mediul - se numește comunitatea climax. În lumea animală a acestor comunități, există și o înlocuire a unor specii cu altele, în mare parte din cauza unei modificări a vegetației, dar acest proces depinde și de ce animale pot migra din comunitățile învecinate.

Tipul de succesiune descris mai sus care începe cu colonizarea rocii expuse sau a altor suprafețe lipsite de sol (cum ar fi nisipul sau un fost pat al ghețarului) se numește succesiune primară. În schimb, succesiunea secundară se numește succesiune care începe acolo unde suprafața este complet sau în mare măsură lipsită de vegetație, dar a fost anterior sub influența organismelor vii și are o componentă organică. Acestea sunt, de exemplu, defrișările, suprafețele arse sau terenurile agricole abandonate. Aici se pot păstra în sol semințele, sporii și organele de înmulțire vegetativă, precum rizomii, ceea ce va influența succesiunea. Atât în ​​succesiunea primară, cât și în cea secundară, flora și fauna zonelor înconjurătoare sunt principalul factor care determină tipurile de plante și animale incluse în succesiune ca urmare a așezării și migrației aleatorii.

20. Biodiversitatea este baza pentru continuitatea ecosistemelor.

Biodiversitatea (diversitatea biologică) este diversitatea vieții în toate manifestările ei. În mai mult în sens restrâns, biodiversitatea este înțeleasă ca diversitate la trei niveluri de organizare: diversitatea genetică (diversitatea genelor și a variantelor acestora - alele), diversitatea speciilor în ecosisteme și, în final, diversitatea ecosistemelor în sine.

Biodiversitatea este un concept cheie în discursul de mediu.Biodiversitatea a fost definită ca „variabilitatea organismelor vii din toate sursele, inclusiv ecosistemele terestre, marine și alte ecosisteme acvatice și complexele ecologice din care fac parte: aceasta include diversitatea în cadrul unei specii, diversitatea a speciilor și diversitatea ecosistemelor"

Există trei tipuri principale de biodiversitate:

- diversitatea genetică, reflectând diversitatea intraspecifică și cauzată de variabilitatea indivizilor;

- diversitatea speciilor, reflectând diversitatea organismelor vii (plante, animale, ciuperci și microorganisme). În prezent, au fost descrise aproximativ 1,7 milioane de specii, deși numărul total, conform unor estimări, până la 50 de milioane;

- diversitatea ecosistemelor acoperă diferențele dintre tipurile de ecosisteme, diversitatea habitatelor și procesele ecologice. Ei notează diversitatea ecosistemelor nu numai în componente structurale și funcționale, ci și la scară - de la microbiogeocenoză până la biosferă;

Uneori în categorie separată evidențiază diversitatea peisajelor, reflectând caracteristicile structurii teritoriale și influența culturilor locale, regionale și naționale ale societății.

Există multe motive pentru necesitatea conservării biodiversităţii: nevoia de resurse biologice pentru a satisface nevoile umanităţii (hrană, materiale, medicamente etc.), aspecte etice şi estetice (viaţa este valoroasă în sine) etc. in orice caz Motivul principal conservarea biodiversităţii constă în faptul că ea joacă un rol principal în asigurarea durabilităţii ecosistemelor şi a Biosferei în ansamblu (absorbţia poluării, stabilizarea climei, asigurarea condiţiilor propice vieţii). Biodiversitatea îndeplinește o funcție de reglementare (vezi Conceptul de reglementare biotică, Gorshkov V.G.) în implementarea tuturor proceselor biogeochimice, climatice și de altă natură de pe Pământ. Fiecare specie, oricât de neînsemnată ar părea, contribuie la asigurarea durabilității nu numai a ecosistemului local „nativ”, ci și a Biosferei în ansamblu.

21. Homeostazia sistemelor.

Homeostazia - abilitate sistem deschis menține constanta stării interne prin reacții coordonate care vizează menținerea echilibrului dinamic.

Homeostazia este capacitatea unui ecosistem de a se autoregla, adică. capacitatea de a menține echilibrul.

Homeostazia se bazează pe principiul feedback-ului.

– Negativ (abaterea de la norma scade)

– Pozitiv (abaterea de la norma crește)

Este posibil să se mențină homeostazia în limitele feedback-ului negativ. În orice ecosistem în care există lanțuri trofice, există anumite canale de transmitere a informațiilor: chimice, genetice, energetice etc. Stabilitatea comunității este determinată de numărul de conexiuni din piramida trofică. Echilibrul ciclului ecologic și echilibrul ecosistemelor este asigurat printr-un mecanism de feedback: componenta de control primește informații de la controlat și, în consecință, face ajustări la procesul de management ulterioar. Un exemplu de cerb-lupi. Apariția interferenței este o încălcare a conexiunilor de feedback. Tulburările puternice înseamnă moartea ecosistemelor. Interferență: parțială (pesticide, împușcare animale, pescuit); extrem - distruge ecosistemul (distrugerea nivelului trofic principal). Platoul homeostatic - o zonă în care un ecosistem este capabil să-și mențină stabilitatea în ciuda influențelor stresante

22.Ciclul substanțelor. Mari (geologice) și mici (biogeochimice).Fonduri de schimb și rezervă.

Ciclul din biosferă este înțeles ca procese repetate de transformări și mișcări spațiale ale substanțelor care au o anumită mișcare înainte, exprimată în diferențe calitative și cantitative în ciclurile individuale. Există 2 cicluri - mare (geologic) și mic (biotic). Ciclul mare (geologic) al substanțelor durează de la câteva mii la câteva milioane de ani, incluzând procese precum ciclul apei și denudarea pământului. DUNUDAREA de teren constă în retragerea totală de substanță de pe teren (52990 milioane tone/an), aportul total de substanță pe pământ (4043 milioane tone/an) și se ridică la 48947 milioane tone/an. Intervenția antropică duce la o accelerare a denudarii, ducând, de exemplu, la cutremure în zonele lacurilor de acumulare construite în zone active seismic. Ciclul MIC (biotic) al substanțelor are loc la nivelul biogeocinozei sau ciclului biogeochimic.

Bilanțul energetic al biosferei este raportul dintre energia absorbită și cea emisă. Este determinată de sosirea energiei de la Soare și a razelor cosmice, care este absorbită de plante în timpul fotosintezei, o parte din care este transformată în alte tipuri de energie, iar o altă parte este disipată în spațiul cosmic.

Ciclul în biosferă este un proces repetat de transformări și mișcări spațiale ale substanțelor care au o anumită mișcare înainte, exprimată în diferențe calitative și cantitative în ciclurile individuale.

23.Ciclul hidrologic.

Ciclul apei Pământului, numit și ciclul hidrologic, presupune intrarea apei în atmosferă prin evaporare și revenirea ei prin condensare și precipitații.

În termeni generali, ciclul apei constă întotdeauna din evaporare, condensare și precipitații. Dar include trei „bucle” principale:

scurgere de suprafață: apa devine parte a apelor de suprafață;

evaporare - transpirație: apa este absorbită de sol, reținută sub formă de apă capilară, iar apoi returnată în atmosferă, evaporându-se de la suprafața pământului, sau absorbită de plante și eliberată sub formă de vapori în timpul transpirației;

Apele subterane: Apa intră și se deplasează prin pământ, alimentând fântâni și izvoare și astfel reintră în sistemul de apă de suprafață.

Conform diagramei ciclului apei, bazinul de apă din atmosferă este mic; rata de rotație este mai mare și timpul de ședere este mai scurt decât pentru dioxidul de carbon. Ciclul apei începe să fie afectat consecințe globale activitate umana. Înregistrările privind precipitațiile și fluxul de apă sunt acum bine stabilite în întreaga lume; este necesar, totuși, să se stabilească cât mai rapid un control mai complet al tuturor căilor principale de mișcare a apei în ciclu. Trebuie subliniate alte două aspecte ale ciclului apei.

1. Să observăm că marea pierde mai multă apă din cauza evaporării decât primește prin precipitații; pe uscat situația este inversată. Cu alte cuvinte, partea de precipitații care susține ecosistemele terestre, inclusiv cele care furnizează hrană oamenilor, vine prin evaporare din mare. S-a stabilit că în multe zone 90% din precipitații provin din mare

2. Conform estimărilor, greutatea apei din lacurile și râurile proaspete este de 0,25 geograme (1 geogram = 1020 g), iar debitul anual este de 0,2 geograme; prin urmare, timpul de răspuns este de aproximativ un an. Diferența dintre precipitații anuale (1,0 geograme) și scurgere (0,2 geograme) este de 0,8; aceasta este cantitatea de debit anual de apă în acviferele subsolului. După cum sa indicat deja, scurgerea crescută ca urmare a activității umane poate reduce fondul de apă subterană, ceea ce este foarte important pentru ciclu. Ar trebui să returnăm mai multă apă acvifere decât să încercăm să o stocăm în lacuri, unde se evaporă mai repede.

24. Cicluri ale carbonului, azotului, fosforului și sulfului.

CICLUL CARBONULUI.

Carbonul se găsește în natură atât în ​​stare liberă, cât și sub formă

numeroase legături. Carbonul liber apare sub formă de diamant și

grafit

Compușii de carbon sunt foarte des întâlniți. Pe lângă cărbunele fosil, în adâncuri

Pământul conține acumulări mari de petrol, care este un amestec complex

diverși compuși care conțin carbon, în principal hidrocarburi.

În plus, organismele vegetale și animale constau din substanțe care

în formarea căreia carbonul joacă un rol major.

Dioxidul de carbon este absorbit de plantele producătoare și în acest proces

fotosinteza se transformă în carbohidrați, proteine, lipide și alte substanțe organice

conexiuni. Aceste substanțe sunt folosite în alimente de către consumatorii de animale.

În același timp, în natură are loc procesul invers. Toate vii

organismele respiră, eliberând dioxid de carbon, care intră în atmosferă.

Resturile de plante și animale moarte și excrementele animale se descompun

(mineralizate) de către microorganismele descompunătoare. Produs final

mineralizare - dioxid de carbon - eliberat din sol sau corpuri de apă în

atmosfera. O parte din carbon se acumulează în sol sub formă de materie organică.

conexiuni.

Carbonul intră și în atmosferă din

gazele de eșapament de la mașini, emisiile de fum din fabrici și fabrici.

În timpul ciclului carbonului în biosferă, se formează resurse energetice

resurse - petrol, cărbune, gaze inflamabile, turbă, lemn, care

utilizat pe scară largă de către oameni. Toate aceste substanțe sunt produse

plante fotosintetice pt timp diferit. Vârsta pădurilor este de zeci şi

sute de ani; turbării - de mii de ani; cărbune, petrol, gaze - sute de milioane

ani. Trebuie avut în vedere faptul că lemnul și turba sunt resurse regenerabile, de exemplu.

reproducându-se pe perioade relativ scurte de timp și petrol,

gazele inflamabile și cărbunele sunt resurse de neînlocuit.

CICCUL AZOGENULUI.

Majoritatea azotului se găsește în stare liberă în natură. Compușii anorganici de azot nu se găsesc în mod natural în mare parte

cusături pe coastă Oceanul Pacificîn Chile. Solul conține minore

cantități de azot, în principal sub formă de săruri ale acidului azotic. Dar în formă

compuși organici complecși - proteine ​​- azotul face parte din toate vii

organisme.

Azotul este un element esențial. Face parte din proteine ​​și acizi nucleici

acizi Ciclul azotului este strâns legat de ciclul carbonului. Parţial

azotul provine din atmosferă datorită formării de oxid nitric (IV) din

azotul și oxigenul sub influența descărcărilor electrice în timpul furtunilor.

Cu toate acestea, cea mai mare parte a azotului intră în apă și sol datorită fixării

azotul aerului de către organismele vii.

Cei mai eficienți fixatori de azot sunt bacteriile nodulare care trăiesc în rădăcinile plantelor leguminoase. Azotul dintr-o varietate de surse ajunge la rădăcinile plantelor, este absorbit de acestea și transportat la tulpini și frunze, unde proteinele sunt construite prin procesul de biosinteză.

Proteinele vegetale servesc ca bază pentru nutriția cu azot a animalelor. După moarte

organismele, proteinele sub influența bacteriilor și ciupercilor se descompun odată cu eliberarea

amoniac. Amoniacul este parțial consumat de plante și parțial utilizat

bacterii descompunătoare. Ca urmare a proceselor vitale ale unora

bacteriile transformă amoniacul în nitrați. Nitrații, cum ar fi ionii de amoniu,

consumate de plante și microorganisme. O parte din nitrați sub influență

un grup special de bacterii este redus la azot elementar, care

eliberat în atmosferă. Acest lucru închide ciclul azotului în natură.

CICLUL FOSFORULUI

Din cauza

oxidare ușoară, fosforul în stare liberă nu se găsește în natură

se intalneste. Dintre compușii naturali ai fosforului, cel mai important este

ortofosfat de calciu, care se formează uneori sub formă de fosforit mineral

depozite mari. Cele mai bogate zăcăminte de fosforiți sunt situate în Yuzhny

Kazahstan în munții Karatau. Fosforul, ca și azotul, este esențial pentru toate ființele vii.

creaturilor, deoarece face parte din unele proteine, atât vegetale, cât și

si de origine animala. Fosforul se găsește în principal în plante

în proteinele semințelor, în organismele animale - în proteinele din lapte, sânge,

creierul și țesutul nervos. Ca reziduu acid al acidului fosforic

fosforul face parte din acizii nucleici - organici complexi

compuși polimerici implicați direct în procese

transferul proprietăților ereditare ale celulei vii. Materii prime pentru obtinere

fosforul și compușii săi sunt fosforite și apatite. Fosforit natural

sau apatita se zdrobește, se amestecă cu nisip și cărbune și se încălzește în cuptoare cu

folosind curentul electric fără acces la aer în toate organismele vii.

Sursa sa principală sunt rocile (în principal magmatice

noua). Este reprezentat în principal de apatită și fluorapatită. În rocile sedimentare, aceasta este de obicei vivianită, wavelite și fosforit. Odată cu formarea biosferei, eliberarea de fosfor din roci a crescut, rezultând o redistribuire semnificativă a acestuia. În transformările fosforului

Materia vie joacă un rol important. Organismele absorb fosforul din sol,

solutii apoase. Fosforul este o componentă a proteinelor, acizilor nucleici și

alți compuși organici.

Există mai ales mult fosfor în oasele animalelor. Cu moartea

organismelor, fosforul revine în sol și se concentrează sub formă

noduli marini de fosfat, depozite de oase de pește, care creează condiții pentru

formarea de roci bogate în fosfor, care la rândul lor servesc

sursă de fosfor în ciclul biogenic.

CICCUL SULFULUI.

Sulful se găsește în natură atât în ​​stare liberă (sulf nativ) cât și

și în diverși compuși. Compușii cu sulf sunt foarte des întâlniți

diverse metale. Compușii cu sulf sunt, de asemenea, comuni în natură

sulfați, în principal calciu și magneziu. În cele din urmă, compușii sulfului

Sulful este utilizat pe scară largă în economia națională. Sub formă de sulf culoare sulf

folosit pentru a ucide unii dăunători ai plantelor. Se aplică

de asemenea pentru prepararea chibriturilor, ultramarin (vopsea albastra), bisulfura de carbon si

o serie de alte substanţe.

Ciclul sulfului are loc în atmosferă și litosferă. Sulful intră

atmosfera se prezintă sub formă de sulfați, anhidridă sulfurică și sulf din

litosfera în timpul erupțiilor vulcanice, sub formă de hidrogen sulfurat din cauza

descompunerea piritei (FeS2) si a compusilor organici. Sursă antropogenă

emisiile de sulf în atmosferă sunt centrale termice și altele

instalații în care sunt arse cărbune, petrol și alte hidrocarburi și

intrarea sulfului în litosferă, în special în sol, are loc cu îngrășăminte

și compuși organici. Transportul compușilor sulfului în atmosferă

efectuate de curenții de aer și precipitații pe suprafața pământului sau

sub formă de praf, sau cu precipitații sub formă de ploaie (ploaie acidă) și

zăpadă. Pe suprafața Pământului, în sol și în corpurile de apă, are loc legarea

sulfat și compuși sulfiți ai sulfului cu calciu pentru a forma gips

(CaSO4). În plus, sulful este îngropat în roci sedimentare cu

reziduuri organice de origine vegetală și animală, din care

Ulterior, se formează cărbune și petrol. Există o schimbare în sol

compușii sulfului apar cu participarea sulfobacteriilor folosind

compuși sulfati și eliberând hidrogen sulfurat, care intră

atmosferă și se oxidează din nou în sulfați. În plus, hidrogen sulfurat în

solul poate fi redus la sulf, care se denitrifică

oxidat de bacterii la sulfați.

25.Principii de funcționare a ecosistemului.

Obținerea resurselor și eliminarea deșeurilor apar în cadrul ciclului tuturor elementelor.

Acest principiu este în armonie cu legea conservării masei. Deoarece atomii nu apar, nu dispar sau se transformă unul în altul, ei pot fi utilizați la nesfârșit într-o mare varietate de compuși, iar furnizarea lor este practic nelimitată. Este exact ceea ce se întâmplă în ecosistemele naturale.

Este foarte important de subliniat, însă, că ciclul biologic nu are loc exclusiv în detrimentul materiei, deoarece este rezultatul activității organismelor, a căror întreținere necesită costuri constante de energie furnizate de Soare. Energia luminii solare absorbită de plantele verzi, spre deosebire de elementele chimice, nu poate fi folosită de organisme la infinit. Această concluzie decurge din a doua lege a termodinamicii: energia, atunci când este convertită dintr-o formă în alta, adică atunci când se efectuează un lucru, este parțial convertită în formă termică și disipată în mediu.

În consecință, fiecare ciclu al circulației, în funcție de activitatea organismelor și însoțit de pierderi de energie de la acestea, necesită din ce în ce mai multe noi surse de energie.

Deci, existența ecosistemelor de orice rang și de viață pe Pământ în general se datorează circulației constante a substanțelor, care, la rândul său, este susținută de un aflux constant de energie solară. Acesta este al doilea principiu de bază al funcționării ecosistemului:

Ecosistemele există datorită energiei solare nepoluante și aproape eterne, a cărei cantitate este relativ constantă și abundentă.

26. Calitatea mediului. MPC. Efectul însumării concentrațiilor maxime admise pentru un număr mare de poluanți. Concentrațiile maxime admise ale zonelor de lucru. Limita medie zilnică de concentrație.

Calitatea mediului este starea sistemelor ecologice naturale și transformate de om, păstrându-și capacitatea de a schimba constant substanțe și energie și de a reproduce viața.

Concentrația maximă admisibilă (MAC) este un standard sanitar și igienic aprobat legal pentru conținutul unei substanțe nocive în mediul (sau industrial), care nu are practic niciun efect asupra sănătății umane și nu provoacă consecințe adverse.

Multe substanțe toxice au un efect de însumare, adică amestecurile lor au un efect mai toxic asupra organismelor vii decât componentele individuale.În acest caz, este necesar să se țină seama de efectele combinate ale impurităților asupra oamenilor și asupra mediului.

Concentrația maximă admisă a unei substanțe nocive în aerul zonei de lucru.Această concentrație nu trebuie să provoace la lucrători, cu inhalare zilnică timp de 8 ore, pe toată perioada experienței în muncă, boli sau abateri de la norma privind starea de sănătate, care ar putea fi descoperit metode moderne cercetarea direct în timpul muncii sau pe perioade lungi.

MPC.c este concentrația maximă admisă medie zilnică a unei substanțe dăunătoare în aerul zonelor populate.Această concentrație a unei substanțe dăunătoare nu ar trebui să aibă un efect dăunător direct sau indirect asupra corpului uman în condiții de lungă durată non-stop. inhalare.

27.Monitorizarea mediului. Clasificarea sistemelor de monitorizare.

Monitorizarea este colectarea și prelucrarea sistematică a informațiilor care pot fi utilizate pentru a îmbunătăți procesul decizional și, de asemenea, indirect pentru a informa publicul sau direct ca instrument de feedback în scopul implementării proiectelor, evaluării programelor sau dezvoltării politicilor. Are una sau mai multe dintre cele trei funcții organizatorice:

identifică starea fenomenelor de mediu critice sau în schimbare pentru care se vor dezvolta viitoarele acțiuni;

poate ajuta la stabilirea de relații cu comunitatea cuiva oferind feedback cu privire la succesele și eșecurile anterioare ale anumitor politici sau programe;

poate fi util în stabilirea respectării reglementărilor și obligațiilor contractuale.

clasificare

(monitorizarea surselor de impact)Surse de impact->

(Monitorizarea factorilor de impact) Factori de impact: Fizici, Biologici, Chimici ->

(Monitorizarea stării biosferei): Medii naturale: Atmosferă, Ocean, Suprafață terestră cu râuri și lacuri, Biota

28. Hidrosferă Poluarea hidrosferei Concepte de COD, BOD.

Hidrosfera este totalitatea tuturor rezervelor de apă ale Pământului.

Cea mai mare parte a apei este concentrată în ocean, cu atât mai puțin în rețeaua fluvială continentală și în apele subterane. În atmosferă există și rezerve mari de apă, sub formă de nori și vapori de apă. Peste 96% din volumul hidrosferei este alcătuit din mări și oceane, aproximativ 2% este apă subterană, aproximativ 2% este gheață și zăpadă și aproximativ 0,02% este apă de suprafață terestră. O parte din apă este în stare solidă sub formă de ghețari, strat de zăpadă și permafrost, reprezentând criosfera.

Apele de suprafață, ocupând o pondere relativ mică din masa totală a hidrosferei, joacă totuși un rol vital în viața planetei noastre, fiind principala sursă de alimentare cu apă, irigații și alimentare cu apă. Această geosferă este în interacțiune constantă cu atmosfera, scoarța terestră și biosfera.

Interacțiunea acestor ape și tranzițiile reciproce de la un tip de apă la altul constituie un ciclu complex al apei pe glob. Viața de pe Pământ și-a apărut pentru prima dată în hidrosferă. Abia la început Era paleozoică a început relocarea treptată a animalelor şi organisme vegetale a ateriza.

Principalele tipuri de poluare a hidrosferei.

1. Poluarea cu petrol si produse petroliere duce la aparitia petelor de ulei, care impiedica procesele de fotosinteza in apa datorita incetarii accesului la lumina solara, si provoaca si moartea plantelor si animalelor. Fiecare tonă de ulei creează o peliculă de ulei pe o suprafață de până la 12 metri pătrați. km. Restaurarea ecosistemelor afectate durează 10-15 ani.

2. Poluarea cu ape uzate ca urmare a producției industriale, a îngrășămintelor minerale și organice ca urmare a producției agricole, precum și a apelor uzate municipale duce la eutrofizarea corpurilor de apă, îmbogățirea acestora cu substanțe nutritive, ducând la dezvoltarea excesivă a algelor, și la moartea altor ecosisteme acvatice cu apă stagnată (lacuri, iazuri) și uneori la mlaștinarea zonei.

3. Poluarea cu ioni de metale grele perturbă viața. organisme acvatice si omul.

4.Ploaia acidă duce la acidificarea corpurilor de apă și la moartea ecosistemelor.

5.Contaminarea radioactivă este asociată cu deversarea deșeurilor radioactive în corpurile de apă.

6. Poluarea termică determină deversarea apei încălzite din centralele termice și centralele nucleare în corpurile de apă, ceea ce duce la dezvoltarea masivă a algelor albastre-verzi, așa-numita înflorire a apei, o scădere a cantității de oxigen și negativ afectează flora și fauna corpurilor de apă.

7. Poluarea mecanică crește conținutul de impurități mecanice.

8.Contaminarea bacteriană și biologică este asociată cu diverse organisme patogene, ciuperci și alge.

COD este cantitatea de oxigen în miligrame per 1 litru de apă necesară pentru a oxida substanțele care conțin carbon laCO2 șiH2O, care conține azot - la nitrați, care conține sulf - la sulfați, care conține fosfor - la fosfați.

DBO este un indicator folosit pentru a caracteriza gradul de contaminare a apelor uzate cu impurități organice care pot fi descompuse de microorganisme odată cu consumul de oxigen.

29. Poluarea mărilor și râurilor. Autopurificarea hidrosferei.

Procesul de autopurificare în hidrosferă este asociat cu ciclul apei în natură. În corpurile de apă, acest proces este asigurat de activitatea combinată a organismelor care le locuiesc. ÎN conditii ideale Procesul de autopurificare se desfășoară destul de repede, iar apa își restabilește starea inițială. Factorii care determină autoepurarea corpurilor de apă pot fi împărțiți în trei grupe: fizici, chimici, biologici.

Dintre factorii fizici, principalii sunt diluarea, dizolvarea și amestecarea contaminanților care intră. De exemplu, curgerea intensă a unui râu asigură o amestecare bună, rezultând o scădere a concentrației particulelor în suspensie. Depunerea particulelor insolubile în apă în timpul depunerii apelor poluate contribuie la autopurificarea corpurilor de apă. Sub influența gravitației, microorganismele se depun pe particule organice și anorganice și se scufundă treptat în fund, în timp ce sunt expuse la alți factori. O creștere a intensității acțiunii factorilor fizici contribuie la moartea rapidă a microflorei poluante. Când este expusă la radiații ultraviolete, apa este dezinfectată, pe baza efectului distructiv direct al acestor raze asupra coloizilor proteici și a enzimelor protoplasmei celulelor microbiene. Radiațiile ultraviolete pot afecta nu numai bacteriile obișnuite, ci și organisme purtătoare de spori și viruși.

Petrolul și produsele petroliere sunt principalii poluanți ai bazinului de apă. Pe cisternele care transportă petrol și derivate ale acestuia, înainte de fiecare încărcare regulată, de regulă, containerele (tancurile) sunt spălate pentru a îndepărta resturile încărcăturii transportate anterior. Apa de spălat, și odată cu ea încărcătura rămasă, este de obicei aruncată peste bord. În plus, după livrarea mărfurilor petroliere în porturile de destinație, cisternele sunt cel mai adesea trimise goale la noul punct de încărcare. În acest caz, pentru a asigura pescajul adecvat și navigația în siguranță, tancurile navei sunt umplute cu apă de balast. Această apă este contaminată cu reziduuri de petrol și este turnată în mare înainte de a încărca petrol și produse petroliere. Din totalul cifrei de afaceri de marfă a flotei maritime mondiale, 49% cade în prezent pe petrol și derivate ale acestuia. În fiecare an, aproximativ 6.000 de tancuri din flotele internaționale transportă 3 miliarde de tone de petrol. Pe măsură ce transportul de mărfuri cu petrol a crescut, tot mai mult petrol a început să ajungă în ocean în timpul accidentelor.

Purificarea apei din ocean are loc datorită abilităților de filtrare ale planctonului. În 40 de zile, un strat superficial de apă de sute de metri grosime trece prin aparatul de filtrare a planctonului.

30. Ape uzate. Eutrofizarea corpurilor de apă.

Ape uzate - orice apă și precipitare, evacuate în rezervoare de pe teritoriile întreprinderilor industriale și zonelor populate prin sistemul de canalizare sau prin gravitație, ale căror proprietăți s-au dovedit a fi deteriorate ca urmare a activității umane.

Apele uzate pot fi clasificate după următoarele criterii:

dupa sursa de origine:

apele uzate de producție (industriale) (generate în procesele tehnologice în timpul producției sau exploatării) sunt evacuate printr-un sistem de canalizare industrial sau general

Apele uzate menajere (menajere și fecale) (generate în spații rezidențiale, precum și în spațiile casnice în producție, de exemplu, dușuri, toalete) sunt evacuate prin sistemul de canalizare menajeră sau generală

apele uzate atmosferice (împărțite în apă de ploaie și apă de topire, adică formate prin topirea zăpezii, gheții, grindinii), sunt de obicei evacuate printr-un sistem de canalizare pluvială

Eutrofizarea este îmbogățirea râurilor, lacurilor și mărilor cu substanțe nutritive, însoțită de o creștere a productivității vegetației din corpurile de apă. Eutrofizarea poate fi rezultatul atât al îmbătrânirii naturale a unui rezervor, cât și ca rezultat al impacturilor antropice. Principalele elemente chimice care contribuie la eutrofizare sunt fosforul și azotul.

Rezervoarele eutrofice se caracterizează prin bogată vegetație litorală și sublitorală și plancton abundent. Eutrofizarea dezechilibrată artificial poate duce la dezvoltarea rapidă a algelor („înflorirea” apelor), deficiența de oxigen și moartea peștilor și a altor animale. Acest proces poate fi explicat prin pătrunderea scăzută a luminii solare în adâncurile rezervorului (datorită fitoplanctonului de pe suprafața rezervorului) și, în consecință, lipsa fotosintezei la plantele de deasupra fundului și, prin urmare, a oxigenului.

31.litosferă. Tipuri de poluare a litosferei.

Litosfera este învelișul dur al Pământului. Este format din scoarța terestră și partea superioară a mantalei, până la astenosferă, unde vitezele undelor seismice scad, indicând o modificare a plasticității rocilor.

Litosfera este împărțită în blocuri - plăci litosferice, care se deplasează de-a lungul unei astenosfere relativ plastice. Secțiunea de geologie despre tectonica plăcilor este dedicată studiului și descrierii acestor mișcări.

Litosfera de sub oceane și continente variază considerabil. Litosfera de sub oceane a trecut prin multe etape de topire parțială ca urmare a formării scoarței oceanice, este foarte epuizată în oligoelemente fuzibile și constă în principal din dunite și harzburgite.

Litosfera este poluată cu poluanți lichizi și solizi și deșeuri.

Sursele de poluare a solului pot fi clasificate după cum urmează

Clădiri de locuințe și utilități publice. Poluanții din această categorie de surse sunt dominați de deșeurile menajere, deșeurile alimentare, deșeurile de construcții, deșeurile de la sistemele de încălzire, obiectele menajere uzate etc. Toate acestea sunt colectate și duse la gropile de gunoi. Pentru orașele mari, colectarea și distrugerea deșeurilor menajere în gropile de gunoi a devenit o problemă insolubilă. Arderea simplă a gunoiului în gropile de gunoi din oraș este însoțită de eliberarea de substanțe toxice. Când astfel de articole, de exemplu, polimerii care conțin clor, sunt arse, se formează substanțe foarte toxice - dioxizi. Cu toate acestea, în ultimii ani s-au dezvoltat metode de distrugere a deșeurilor menajere prin incinerare. O metodă promițătoare este considerată a fi arderea acestor deșeuri peste topituri fierbinți.

Întreprinderi industriale. În solid și lichid deșeuri industriale Substanțele care pot avea un efect toxic asupra organismelor vii și plantelor sunt prezente în mod constant. De exemplu, deșeurile din industria metalurgică conțin de obicei săruri ale metalelor grele neferoase. Industria ingineriei mecanice eliberează compuși de cianură, arsenic și beriliu în mediu; producția de materiale plastice și fibre artificiale generează deșeuri care conțin fenol, benzen și stiren; în timpul producției de cauciucuri sintetice, catalizatorii de deșeuri și cheaguri de polimeri substandard intră în sol; În timpul producției de produse din cauciuc, ingrediente asemănătoare prafului, funingine care se depun pe sol și plante, deșeurile textile din cauciuc și piesele din cauciuc sunt eliberate în mediu, iar atunci când sunt folosite anvelope, anvelope uzate și defecte, camere de aer și jantă. benzile sunt eliberate în mediu. Depozitarea și eliminarea anvelopelor uzate sunt în prezent probleme nerezolvate, deoarece acest lucru provoacă adesea incendii grave, care sunt foarte greu de stins.

Cauta pe site:

2015-2020 lektsii.org -

Fotosinteza este procesul de formare a substanțelor organice (zaharuri) din substanțe anorganice (dioxid de carbon și apă) în frunzele verzi folosind lumina soarelui. Fotosinteza este procesul de formare a substanțelor organice (zaharuri) din substanțe anorganice (dioxid de carbon și apă) în frunzele verzi folosind lumina soarelui.

Etapele fotosintezei Etapa 1 – lumina: lumina activează clorofila. Clorofila activată descompune moleculele de apă. În acest caz, hidrogenul este eliberat și o parte din oxigen este eliberat în aer. În același timp, în cloroplast se formează două componente active: o substanță încărcată cu energie (1) și o substanță capabilă să transporte hidrogen (2).

Etapele fotosintezei Etapa 2 - întuneric: apoi, în timpul reacțiilor chimice care implică dioxid de carbon și componente active obținute în prima etapă a fotosintezei, se formează compuși organici, din care se sintetizează ulterior diverși carbohidrați (zaharuri) bogati în energie.

Fotosinteza are loc în lumină pe tot parcursul anului din minerale simple. Soarele își va arunca lumina, o rază va cădea pe o frunză, pentru a da oxigen tuturor. Iar oamenii noștri încăpățânați nu vor înțelege niciodată Că respiră, mănâncă și trăiesc, Căci dimineața, de îndată ce vine vremea, frunzișul produce suc dulce.

Etapele procesului de respirație Etapa 1 - schimbul de gaze: cu participarea unor proteine ​​speciale care accelerează procesul, moleculele de glucoză se dezintegrează. Ca urmare, din glucoză se formează compuși organici mai simpli și se eliberează o parte de energie (în citoplasmă). Etapa 2 - respirația celulară: descompunerea substanțelor organice complexe în dioxid de carbon și apă odată cu eliberarea cantitate mare energie (în mitocondriile celulare).

Tabel comparativ al proceselor de fotosinteză și respirație Fotosinteza Puncte de comparație Respirația 1. Numai în prezența luminii solare sau a energiei solare stocate. 1. Timpul de curgere 2. Numai celule verzi care conțin clorofilă. 2. Locul scurgerii 3. Se evidențiază 3. Oxigen 4. Absorbit4. Dioxid de carbon 5. Sintetizat5. Materia organică 6. Absorbită.6. Energie

Găsiți eroarea biologică Fotosinteza este procesul de formare a substanțelor organice din substanțe anorganice în cloroplastele unei frunze la lumină. Pentru ca fotosinteza să aibă loc, sunt necesare următoarele condiții: prezența oxigenului și a apei, a frunzelor verzi și a luminii solare. Fotosinteza este procesul de formare a substanțelor organice din substanțe anorganice în cloroplastele unei frunze la lumină. Pentru ca fotosinteza să aibă loc, sunt necesare următoarele condiții: prezența oxigenului și a apei, frunzele verzi și lumina soarelui. În timpul procesului de fotosinteză, se formează o substanță organică numită amidon. Produsele secundare ale fotosintezei sunt dioxidul de carbon și apa.În timpul fotosintezei se formează o substanță organică - amidonul. Produsele secundare ale fotosintezei sunt dioxidul de carbon și apa.

1. Toate organismele vii respiră. 2. Schimbul de gaze în frunze are loc prin linte. 3. Organisme unicelulare respira pe toata suprafata corpului. 4. Stomate – organe respiratorii râma. 5. Algele respiră prin linte. 6. În timpul fotosintezei, se eliberează dioxid de carbon. 7. Plantele respiră doar în întuneric. 8. Oxigenul descompune glucoza din mitocondrii