Круговорот азота 4 этапа с участием почвенных микроорганизмов: связывание азота: N2 NH4+ аммонификация: мертвое органическое вещество.
§ 53. Круговорот веществ в биосфере
Основой жизни на Земле является переработка материи в биосфере и постоянный приток солнечной энергии. Круговорот веществ — это циклический и повторяющийся процесс, который перемещает химические вещества из живого в неживое и обратно. С солнечной энергией на планете существуют два взаимосвязанных материальных круга. Это крупномасштабный геологический цикл и мелкомасштабный биологический цикл.
Геологический (большой) круговорот материи — это процесс миграции вещества и природной воды, происходящий в результате действия неживых агентов (неживых природных факторов). В рамках большого геологического цикла, длящегося миллионы лет, горные породы разрушаются, развеиваются, плавятся и попадают в океаны планеты. Это основной цикл, который обеспечивает питательными веществами живые организмы и в значительной степени определяет условия их существования.
Биологический (меньший) цикл — это процесс, посредством которого вещество циркулирует между растениями, животными, грибами, микроорганизмами, атмосферой и почвой. Все химические вещества, используемые в жизненных процессах живых организмов, находятся в постоянном движении, напоминая неживые соединения и обратно живые организмы. Таким образом, в природе органические вещества состоят из неорганических веществ из самосохранения. Органические вещества выделяются после жизни или после смерти организма (как само-, так и гетеро-), т.е. после преобразования в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть переработаны аутотодией для синтеза органических веществ. Потенциал многоцелевой материи делает жизнь на Земле практически вечной, пока существует непрерывное поступление нужного количества энергии от Солнца.
Геологические и биологические циклы образуют общий биогеохимический цикл, основанный на круговороте воды, углерода, кислорода и азота.
Круговорот воды
Большая часть воды в биосфере представлена водой в Мировом океане и вечными льдами. Более 99% воды в биосфере находится в твердом состоянии. Небольшая часть воды находится в газах — атмосферном водяном паре. Испарение воды с океанов и поверхности суши потребляет около половины солнечной энергии, поступающей на Землю. После испарения вода переносится на различные расстояния воздушными потоками. Большая его часть выпадает в виде осадков в океане, где сильно испаряется и местами выпадает на сушу. Избыток находится в реках и озерах, а оттуда в море. Вода, падающая на берег, вызывает разложение горных пород, размывает верхние части и возвращается с растворенным и взвешенным материалом в реки, моря и океаны. Таким образом, вода переносит большое количество неорганических и органических соединений.
Организмы играют важную роль в круговороте воды. Растения поглощают воду из земли и испаряют ее в атмосферу. Масса воды, испарившейся во время этого процесса, очень важна. Например, на одном гектаре леса в день испаряется от 20 до 50 тонн воды.
Для производства 10 кг биомассы большинство растений потребляет около 1000 литров воды. Это означает, что примерно 991 литр воды, проходящей через корни, испаряется с поверхности листьев. Это в основном необходимо заводу для охлаждения. Из оставшихся примерно 9 литров воды 7,5 литра остаются в тканях растений в виде химически свободной воды и только 1,5 литра используются для фотосинтеза.
Животные организмы также активно участвуют в круговороте воды. Они потребляют воду для поддержания своей жизнедеятельности и выводят ее с продуктами обмена веществ.
Животные очень остро чувствуют нехватку воды. Например, потеря 10% воды вызывает снижение сердечной деятельности, повышение температуры тела, снижение аппетита и секреции желудочного сока, раздражение нервной системы, мышечную дрожь, сухость слизистых оболочек и желтуху. Если позвоночное животное потеряет 20% воды, оно умрет.
Гидрологический цикл в целом играет важную роль в формировании природных условий нашей планеты.
Круговорот кислорода
Кислород играет важнейшую роль в функционировании биосферы. Почти весь атмосферный кислород имеет биогенное происхождение и проходит через организмы в течение 2000 лет.
Большая часть кислорода участвует в дыхательных процессах и метаболизме аэробных организмов, а небольшое количество участвует в образовании озонового экрана.
Восстановление кислорода происходит в атмосфере в результате процессов дыхания, окисления горных пород, горения в лесных пожарах и сжигания человеческого топлива. Это уменьшение количества кислорода компенсируется фотосинтезом. Таким образом, в природе существует непрерывный круговорот кислорода.
Только ограниченное количество химических веществ доступно для использования организмами в биосфере. Таким образом, только процесс переработки позволяет жизни существовать и развиваться непрерывно в течение миллиардов лет.
Виды круговоротов веществ
Многократное использование имеющихся данных способствует стабильности жизненных процессов при достаточных энергетических ресурсах. Солнце является основным источником энергии, который обеспечивает циркуляцию материалов в биосфере.
Существует три цикла геологический, биогеохимический и антропогенный (возникший после появления человечества).
Геологический
Геологический или великий круговорот материи происходит благодаря внешним и внутренним геологическим процессам.
Эндогенные (глубинные) процессы направляются внутренней энергией планеты. Их источником является радиоактивный распад, например, серия биохимических реакций при образовании минералов. Глубинные процессы включают движение земной коры, землетрясения, образование магматических расплавов и деформацию твердых пород.
Экзогенные процессы вызваны влиянием солнечной энергии. Основными из них являются разрушение и деградация минеральных и органических пород, миграция этих остатков в другие части Земли и образование осадочных пород. К экзогенным процессам также относятся дикая природа и деятельность человека.
Континентальные и подводные впадины являются результатом эндогенных факторов, в то время как незначительные изменения в существующих формах рельефа были сформированы экзогенными процессами (холмы, овраги и дюны). Действительно, деятельность эндогенных и экзогенных факторов направлена друг на друга. Эндогенные факторы отвечают за образование крупных почвенных форм, а экзогенные сглаживают их.
Силикаты в земной коре (магме) после разрушения превращаются в осадочные породы. Проходя через подвижную кору земли, они опускаются глубже в земную кору, где плавятся и превращаются в магму. Затем эта магма снова взрывается на поверхности и, застывая, превращается в огнеупорную породу.
Поэтому большие круги обеспечивают постоянный обмен материалом между биосферой и недрами Земли.
Биохимический
Биотическая аномалия или малый цикл обусловлен взаимодействием всех живых организмов. Он отличается от геологических циклов тем, что малый круг ограничен биосферой.
Биогеохимические циклы в биосфере
Благодаря солнечной энергии происходит важный процесс — фотосинтез. В ходе этого процесса органические вещества производятся путем автотрофии неорганического состава. Затем они поглощаются гетеротрофами. Впоследствии туши животных и растений разрушаются (превращаются в неорганические продукты). Неорганические вещества, образующиеся в результате самовоспроизводящихся организмов.
Малые циклы материи распадаются на два компонента.
- Резервный фонд — та доля веществ, что еще не используется живыми особями;
- обменный фонд — небольшая доля вещества, задействованная в обменных процессах.
Акции делятся на два типа.
- Газового типа — это резервный фонд воздушной и водной среды (задействованы следующие элементы: C, O, N);
- осадочного типа — резервный фонд, что находится в твердой оболочке земли (задействованы следующие элементы: P, Ca, Fe).
Интенсивные метаболические процессы возможны благодаря достаточному притоку воды и оптимальным температурным условиям. Таким образом, в тропических широтах они происходят быстрее, чем в северных.<
Какую функцию выполняет круговорот веществ в биосфере?
Единство биосферы поддерживается циклами материи и энергии. Их постоянное взаимодействие поддерживает жизнь во всем мире. Углерод — один из элементов, необходимых для живых организмов. Круговорот углерода поддерживается деятельностью представителей растительного мира.
Углерод поступает в биосферу в материальном круговороте и завершает его в виде углекислого газа. В процессе фотосинтеза углекислый газ поглощается из атмосферы и преобразуется в углеводы фотосинтезирующими организмами. Co2 Во время дыхания.
Азот — важный элемент, структурная часть ДНК, АТФ и белков. Он представлен в основном молекулярным азотом и в этой форме не усваивается растениями. В азотном цикле участвуют бактерии и цианобактерии. Они могут преобразовывать молекулярные соединения азота, доступные для растений. Как только они погибают, органические компоненты распадаются от сапрогенных бактерий и разлагаются в аммиаке. Часть его поднимается в верхние слои атмосферы и вместе с углекислым газом удерживает тепло планеты.
Функция и значение живых организмов
Живые организмы в круге
Все живые организмы участвуют в Круговороте, поглощая одни вещества и выделяя другие. Живые организмы выполняют различные функции.
- Энергетическая
- Газовая
- Концетрационная
- Окислительно-востановительная
- Деструктивная
- Транспортная
- Средообразующая
Мировой океан действует как регулятор выбросов углекислого газа. При увеличении этого соотношения вода испаряется, поскольку поглощает углекислый газ. Еще одним потребителем углерода в океанах являются морские обитатели, которые используют его для создания раковин.
Круговорот веществ в биосфере
На этом уроке вы узнаете о биогеохимическом круговороте углерода, азота и фосфора. Большие круги переносят вещество от воздушных масс к горным породам, в то время как меньшие круги переносят вещество от одного организма к другому. Небиологические циклы, биологические циклы, макроциклы, микроэлементы, азотные обязательства.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к другим видеокурсам комплекта, вам необходимо приобрести листинг и добавить его в свой личный кабинет.
Силикаты в земной коре (магме) после разрушения превращаются в осадочные породы. Проходя через подвижную кору земли, они опускаются глубже в земную кору, где плавятся и превращаются в магму. Затем эта магма снова взрывается на поверхности и, застывая, превращается в огнеупорную породу.
Резервный и обменный фонды
Биологический круговорот материи содержит 30-40 элементов циклической системы. Некоторые из них, такие как углерод, азот и кислород, требуются живым организмам в значительных количествах, в то время как другие нужны минимально.
Основные вещества редко равномерно распределены в природе и часто используются в процессе эксплуатации. Предметы, участвующие в процессе материального цикла, лежат на одном из двух оснований.
Первый обладает значительной массой, но он практически не имеет значения для биосферы. Второй имеет меньшую массу, но непосредственно связан с живыми организмами и сильно с ними взаимодействует. Газ имеет запас в воде и в атмосфере, а элементы осадочного цикла — в коре.
Редуценты и их функции
Распад — это организмы, которые разлагают биологические остатки более простых соединений. Таким образом, они перерабатывают полезные элементы и воду, возвращаясь в круговорот материи и энергии. В эту группу входят в основном грибы и бактерии.
Обмен данными, который отвечает потребностям большинства организаций, может быть заменен двумя способами.
Второй способ пополнения обменного фонда особенно важен для биосолей сельскохозяйственных культур, лесов и пастбищ. Таким образом, грибки и бактерии включаются в круговорот веществ и выполняют важные задачи.
Важнейшие циклы
Многие химические вещества участвуют в биогеохимических циклах. Наиболее важными из них являются циклы кислорода, азота, углерода, водорода, серы, фосфора и некоторых металлов.
Первые четыре элемента необходимы в особенно больших количествах, поскольку они составляют основную часть биологических молекул.
Циклы серы и фосфора менее важны. Эти элементы содержатся в белках, ДНК и АТФ.
Организмы активно участвуют в естественном круговороте воды. Растения используют их в процессе фотосинтеза и выделяют при дыхании. Животные и другие гетеронутриенты нуждаются в воде.
Ежегодно в круг попадает около 500 000 кубических километров воды. Этот круг замкнут и содержит несколько этапов.
Вода необходима не только для обмена веществ, но и для растворения и передачи элементов и соединений. Круговорот воды характеризуется высокой скоростью обновления.
Углерод
Углерод — это реальная основа жизни на Земле. Все биологические объекты по существу участвуют в круговороте углерода.
Воздух Углекислый газ является основным резервуаром для этого элемента. В процессе фотосинтеза аутосуфрины вырабатывают углеводы, которыми питаются другие организмы. Растения являются движущей силой этого цикла в биосфере. Независимые питательные вещества замыкают цепь посредством дыхания Co2 во вдыхаемой атмосфере.
Углекислый газ из атмосферы избавляют водоросли и наземные растения. По оценкам ученых, организмы сжигают весь углерод в воздухе за восемь лет.
Важные запасы этого элемента содержатся в углероде, нефти, газах и осадочных породах. Роль антропогенных факторов в переработке отходов превосходна. За последние десятилетия миллионы тонн угля попали в атмосферу из-за нашей деятельности.
Все живые организмы активно участвуют в круговороте азота, поскольку этот элемент содержится в белках, АТФ, хлорофилле и ДНК.
Основным резервуаром свободного азота в биосфере является атмосфера, где он содержится в газообразном состоянии. В такой форме он недоступен для растений, которые могут усваивать его только в виде ионов или комплексных соединений. Микроорганизмы играют ключевую роль в естественном круговороте азота, фиксируя азот из воздуха и затем нитрифицируя его.
Растения поглощают нитраты, преобразуя их в аминокислоты, которые затем транспортируются вверх по пищевой цепочке.
Без бактерий, фиксирующих азот из воздуха, жизнь на планете практически прекратилась бы.
В последние годы на азотный цикл все большее влияние оказывает человек.
Этот элемент входит в состав аминокислот и многих других биологических молекул, поэтому цикл серы так важен для живых организмов.
Сернистые породы являются резервуаром этого элемента. Микроорганизмы играют ключевую роль в природном цикле серы, преобразуя соединения серы в сульфат. Это единственная форма, которая может быть усвоена растениями. Затем элемент следует по пищевой цепочке.
Сера накапливается в океанах, куда она переносится речными стоками.
В последние годы на цикл серы все большее влияние оказывает деятельность человека. Это связано с тем, что выбросы серы в результате промышленной деятельности становятся все более тревожными.
Кислород играет важнейшую роль в функционировании биосферы. Почти весь атмосферный кислород имеет биогенное происхождение и проходит через организмы в течение 2000 лет.
Презентация по экологии на тему «Круговорот веществ в биосфере»
Следует отметить, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, воспитание и обучение обучающихся с ограниченными возможностями здоровья организуется как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Курс повышения квалификации
Круговорот веществ в биосфере».
Рециклинг веществ — это более или менее циклический процесс преобразования и перемещения веществ в природе.
Круговорот вещества Большой (геологический) круговорот длится миллионы лет и состоит из разрушения горных пород и переноса продуктов водными течениями в Мировой океан, где они образуют пласты. В результате гелиотектонических изменений эти слои возвращаются в землю, и процесс начинается заново. Малый (биотический) Происходит на уровне экосистемы, где питательные вещества, вода и углерод хранятся в растениях. Она расходуется на строительство тела и на жизненные процессы самих растений и других организмов. Продукты разложения органических веществ под действием разлагающих веществ и микроорганизмов вновь распадаются на неорганические компоненты, доступные растениям, которые затем используются ими для участия в потоках веществ.
Биологический цикл — это повторяющееся участие химических элементов в процессах, происходящих в биосфере Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом.
Круговорот азота 4 этапа с участием почвенных микроорганизмов: связывание азота: N2 NH4+ аммонификация: мертвое органическое вещество.
