Подробное решение параграф § 49 по биологии для учащихся 9 класса, авторов Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко 2011
Вспомните:
• В чем сущность и планетарное значение фотосинтеза.
Ответ. Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла. Под фотосинтезом чаще понимается совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии света в различных химических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.
Фотосинтез является основным источником биологической энергии, гетеротрофы существуют за счёт энергии, запасённой автотрофами в виде химических связей, высвобождая её в процессах дыхания и брожения. Энергия, получаемая человечеством при сжигании ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, торф), также является запасённой в процессе фотосинтеза.
Фотосинтез способствует входу углерода в биологический цикл. Весь свободный кислород атмосферы является побочным продуктом фотосинтеза. Формирование атмосферы полностью изменило состояние земной поверхности, сделало возможным появление дыхания, а в дальнейшем, после образования озонового слоя, позволило жизни существовать на суше.
• Каково отличие растений, животных, грибов по способу питания?
Ответ. Растения – автотрофы, т. е. сами производят органические вещества из неорганических (углекислого газа и воды) в процессе фотосинтеза.
Животные и грибы – гетеротрофы, т. е. поглощают готовые органические вещества вместе с пищей.
Вопросы после §49
• Чем живое вещество отличается от косного?
Ответ. Живым веществом В.И. Вернадский назвал совокупность живых организмов, существующих в данный момент, численно выраженную в весе, химическом составе и энергии. Это главная сила, преобразующая поверхность планеты, основа формирования и существования самой биосферы. Во все геологические эпохи живое вещество, преобразуя и аккумулируя солнечную энергию, влияло на химический состав земной коры, было мощной геохимической силой, формирующей лик Земли.
Живое вещество имеет количественные характеристики, его можно изучать, используя математические законы.
Количество живого вещества в биосфере (биомасса) - величина постоянная или мало изменяющаяся с течением времени. Во все геологические эпохи на Земле количество живого вещества было практически одинаковым. Ученый подчеркивал, что современное живое вещество генетически родственно живому веществу прошлых геологических эпох.
Под косным веществом В.И. Вернадский понимал такие вещества биосферы, в создании которых живые организмы не участвуют. Это, например, газы, твердые частицы и водяные пары, выбрасываемые вулканами, гейзерами.
• Как классифицируется живое вещество?
Ответ. Живое вещество Вернадский условно разделил на однородное, состоящее из особей одного вида, и разнородное, включающее организмы разных видов. Он подчеркивал, что в биосфере живое вещество представлено разнообразием взаимосвязанных видов, образующих сообщество. По способу питания живое вещество разделяют на автотрофное и гетеротрофное.
• Каковы свойства живого вещества?
Ответ. Жизнь – активное, идущее с затратой энергии, полученной извне, поддержание и воспроизведение специфической структуры.
Основные свойства живого вещества:
- разнообразие химических соединений (органические вещества) и сложность их строения;
- самовоспроизведение, наследственность и изменчивость;
- специфичность организации и упорядоченность структуры;
- способность к движению;
- способность расти и развиваться;
- способность питания, дыхания, выделения;
- раздражимость.
• Какие геохимические функции выполняет в биосфере живое вещество?
Ответ. Одна из основных заслуг В.И. Вернадского состоит в том, что он впервые обратил внимание на роль живых организмов (по массе 0,01-0,02% от массы биосферы) как мощного геологического фактора, на то, что живое вещество выполняет в биосфере различные биогеохимические функции. Благодаря этому обеспечиваются круговорот веществ и превращение энергии и, в итоге, целостность, постоянство биосферы, ее устойчивое существование. Важнейшими функциями являются энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная.
Энергетическая функция заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца и передаче ее по пищевым цепям: от продуцентов - к консументам и, далее, - к редуцентам. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть ее вместе с остатками организмов переходит в ископаемое состояние, "консервируется" в земной коре, образуя запасы нефти, угля и др.
В осуществлении газовой функции ведущая роль принадлежит зеленым растениям, которые в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. В то же время, большинство живых организмов (и растения в том числе) в процессе дыхания используют кислород, выделяя в атмосферу углекислый газ. Таким образом, участвуя в обменных процессах, живое вещество поддерживает на определенном уровне газовый состав атмосферы.
Окислительно-восстановительная функция тесно связана с энергетической. Существуют микроорганизмы, которые в процессе жизнедеятельности окисляют или восстанавливают различные соединения, получая при этом энергию для жизненных процессов. Велико их значение для образования многих полезных ископаемых. Например, деятельность железобактерий по окислению железа привела к образованию таких осадочных пород как железные руды; серобактерии, восстанавливая сульфаты, образовали месторождения серы.
Концентрационная функция заключается в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Например, осоки и хвощи содержат много кремния, морская капуста и щавель - йод и кальций. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка, мела, торфа, угля, нефти.