Подробное решение параграф Обзор изученного материала главы 5 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., Захарова Е.Т. Углубленный уровень 2018
Стр. 153
Проблемные области.
1. В чем заключается геохимическая роль живых организмов? Приведите примеры.
Миграция химических элементов на Земле не может быть понята без учета влияния организмов. Например, кальций издавна использовался организмами для образования скелета в виде СаСОз. Эта очень древняя геохимическая функция была характерна для многих низших организмов, позже, наряду со скелетом из карбоната кальция (кальцит) появились организмы со скелетом из фосфата кальция (Са3Р2), который утвердился у всех высших организмов. Участие живого вещества в биохимических процессах проявляется прямо или косвенно. Так, после гибели организмов живое вещество непосредственно участвует в образовании известняков, углей, нефти и др. Зеленые растения в результате фотосинтетической деятельности создают всю массу кислорода современной атмосферы Земли. Морские водоросли концентрируют значительное количество йода.
2. Как и почему изменяется плотность жизни в различных частях биосферы?
Плотность жизни на континентах зональна, хотя и с многочисленными аномалиями, связанными с местными природными условиями (так, в пустынях или в высокогорьях она значительно меньше, а в местах с благоприятными условиями – больше, чем зональная). Самая высокая она на экваторе, а по мере приближения к полюсам уменьшается, что связано с низкими температурами. Наибольшая плотность и многообразие жизни отмечены во влажных тропических лесах. Растительные и животные организмы, находясь во взаимосвязи с неорганической средой, включаются в непрерывный круговорот веществ и энергии. Наибольшее количество организмов у поверхности литосферы и гидросферы. Содержание биомассы изменяется по зонам. Максимальную плотность имеют тропические леса, незначительную – льды Арктики и высокогорные области.
Распределение жизни в биосфере носит резко неравномерный характер. Наибольшая плотность жизни наблюдается на границах сред обитания. Эти сгущения жизни принято называть, пользуясь терминологией В. И. Вернадского, "пленками жизни". Одна из таких пленок жизни на границе контакта почвы и воздуха – 2-3 см толщины. Вторая отмечена в зоне контакта воздушной, почвенной и морской сред жизни – это прибрежная зона и зона апвеллинга (достигаемая морскими брызгами). Третья – эуфотическая зона океана (до 200 м), т. е. зона свободного проникновения солнечного луча. Даже в эуфотической зоне выделяют еще более насыщенный жизнью слой в 2-3 см зону контакта водной и воздушной сред. Это настоящий инкубатор жизни.
3. Охарактеризуйте верхние и нижние пределы распространения жизни в биосфере.
Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами. Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
Прикладные аспекты.
1. Каким образом живые организмы влияют на круговорот воды и других веществ и элементов?
Живые организмы сильно влияют на среду обитания уже тем, что живут в ней. Они дышат, питаются, выделяют продукты обмена, растут и размножаются, перемещаются в пространстве, проявляют разные формы активности. В результате этого изменяются и газовый состав воздуха, и микроклимат, и почва, и чистота вод, и другие особенности местообитаний. И хотя воздействие каждого отдельного организма на окружающую среду может быть мало, масштабы суммарной активности живых существ огромны. Влияние организмов на среду обитания называют их средообразующей деятельностью.
2. В чем заключается влияние человеческой деятельности на глобальные круговороты веществ в биосфере?
Огромное влияние человеческая деятельность оказывает на миграцию химических элементов в природе. В настоящее время большая часть открытых на планете химических элементов в той или иной степени в связи с деятельностью человека рассеивается в природе или концентрируется в отдельных точках, районах Земли. И то, и другое оказывает негативное влияние на нашу окружающую среду, и этот процесс набирает силу.
3. Насколько, по вашему мнению, велика опасность антропогенного воздействия на биосферу?
Биосфера является частью оболочки земли. Она населена живыми организмами, которые образуют цепочки, биологический круговорот и другие связи. Их нарушения ведут к необратимым последствиям. Вмешательство человека или антропогенное воздействие на биосферу не всегда является положительным. Появились токсические источники, губительные не только для живых организмов, но для всего человечества. Изменяется баланс, имеющийся в природе, состав почвы, численность животных и разнообразие растений. Вредные выбросы промышленных предприятий достигают огромных размеров. Загрязняется воздух, вода, что приводит к снижению уровня жизни людей. Строительство зданий, расширение городов изменяет ландшафт местности. Те растения и животные, которые были характерны для данной местности, исчезают.
Задания.
1. Как вы думаете, в чем заключается необходимость знаний особенностей и закономерностей биогенной миграции атомов?
Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского – в экологии – закон, согласно которому миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется
1. или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) ;
2. или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом.
Для понимания той работы, которую совершает живое вещество в биосфере очень важными являются три основных положения, которые В. И. Вернадский назвал биогеохимическими принципами:
Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.
Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов.
Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с космической средой, его окружающей, и создается и поддерживается на нашей планете лучистой энергией Солнца.