Биосфера, её структура и функции. Уровни организации живой материи: Молекулярный; Молекулярный; Клеточный; Клеточный; Тканевый; Тканевый; Органный; Органный; - презентация

1 Биосфера, её структура и функции

2 Уровни организации живой материи: Молекулярный; Молекулярный; Клеточный; Клеточный; Тканевый; Тканевый; Органный; Органный; Организменный; Организменный; Популяционно-видовой; Популяционно-видовой; Биогеоценотический; Биогеоценотический; Биосферный. Биосферный.

3 Биосфера (греч.«биос»-жизнь,«сфера»- шар). Более 70 лет назад академик В.И.Вернадский разработал учение о биосфере - оболочке Земли, населенной и преобразуемой живыми организмами. Более 70 лет назад академик В.И.Вернадский разработал учение о биосфере - оболочке Земли, населенной и преобразуемой живыми организмами. Он выявил геологическую роль живых организмов как фактор преобразования минеральных оболочек планеты Он выявил геологическую роль живых организмов как фактор преобразования минеральных оболочек планеты Владимир Иванович Вернадский ( )

4 Биосферу В. И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую с Космосом, сосредоточившую в себе жизнь в различных формах ее проявления (латентном и активном), пронизывающую всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы, в которой происходит аккумуляция, трансформация световой энергии и совершается геохимическая работа. Биосферу В. И. Вернадский определяет как наружную область Земного шара, граничащую с Космосом, сосредоточившую в себе жизнь в различных формах ее проявления (латентном и активном), пронизывающую всю гидросферу, верхние слои литосферы и нижние слои атмосферы, в которой происходит аккумуляция, трансформация световой энергии и совершается геохимическая работа.

5 Биосфера – это обще планетарная оболочка, та область Земли, где существует или когда-либо существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась её воздействию. Биосфера – это обще планетарная оболочка, та область Земли, где существует или когда-либо существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась её воздействию.

6

7 Литосфера Литосфера - твердая каменистая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли, расположенную выше астеносферы. Мощность литосферы составляет от 50 до 200 км. Литосфера - твердая каменистая оболочка Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее верхней мантии Земли, расположенную выше астеносферы. Мощность литосферы составляет от 50 до 200 км.

8 Литосфера Верхняя часть литосферы состоит из осадочных горных пород. Под ними лежат гранитный и базальтовые слои. На поверхности литосферы находится почва, глубина которой не превышает нескольких метров, где и сосредоточена основная масса живых организмов литосферы. Верхняя часть литосферы состоит из осадочных горных пород. Под ними лежат гранитный и базальтовые слои. На поверхности литосферы находится почва, глубина которой не превышает нескольких метров, где и сосредоточена основная масса живых организмов литосферы. В литосфере жизнь встречается до глубины 3,5 – 7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.

9 Гидросфера

10 Гидросфера Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая все воды, находящиеся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Гидросфера включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах.

11 Гидросфера В Мировом океане содержится 96% всех запасов воды (1300 млн/км 3 ). В Мировом океане содержится 96% всех запасов воды (1300 млн/км 3 ). Около 2% объема гидросферы составляют подземные воды, около 2% - льды и снега (24 млн/ км 3 ), около 0,02% - поверхностные воды суши (0,182 млн/ км 3 ). Около 2% объема гидросферы составляют подземные воды, около 2% - льды и снега (24 млн/ км 3 ), около 0,02% - поверхностные воды суши (0,182 млн/ км 3 ). Глубина океана в среднем 3,8 км, в отдельных впадинах - до 11,034 км. Глубина океана в среднем 3,8 км, в отдельных впадинах - до 11,034 км. В гидросфере организмы проникают на всю глубину Мирового океана. В гидросфере организмы проникают на всю глубину Мирового океана.

12 Атмосфера

13 Атмосфера Над поверхностью литосферы и гидросферы вверх до 100 км простирается атмосфера. Нижний слой атмосферы (высотой до 15 км) называется тропосферой. Над тропосферой различают стратосферу высотой до 100 км. Над поверхностью литосферы и гидросферы вверх до 100 км простирается атмосфера. Нижний слой атмосферы (высотой до 15 км) называется тропосферой. Над тропосферой различают стратосферу высотой до 100 км. В стратосфере на высоте км свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращается в озон (О 2 О 3 ). В стратосфере на высоте км свободный кислород под влиянием солнечной радиации превращается в озон (О 2 О 3 ). Верхняя граница биосферы проходит на высоте 20 км. Верхняя граница биосферы проходит на высоте 20 км.

14 Верхняя граница биосферы определяется озоновым экраном, представляющим собой тонкий слой (2-4 мм) газа озона (0 3 ). Роль озонового слоя в биосфере велика: он задерживает губительные для живого ультрафиолетовые лучи солнечного света. Этот слой расположен на высотах км. Границы биосферы

15 Нижняя граница биосферы неровная. Нижняя граница биосферы неровная. К примеру, в литосфере живые организмы или продукты их жизнедеятельности можно встретить на глубине 3,5-7,5 км, а в Мировом океане организмы - на глубине км. К примеру, в литосфере живые организмы или продукты их жизнедеятельности можно встретить на глубине 3,5-7,5 км, а в Мировом океане организмы - на глубине км.

16 Структура биосферы Биосфера Косное вещество Оно сформировалось без участия живых организмов: вода, гранит, базальт и т.д. Живое вещество – совокупность всех живых организмов на Земле Биогенное вещество – создано в процессе жизнедеятельности организмов: Кислород, каменный уголь, известняк Биокосное вещество- Совместный результат деятельности и организмов и не биологических процессов: почва

17 Компоненты биосферы ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО КОСНОЕ ВЕЩЕСТВО

18 БИОГЕННОЕ ВЕЩЕСТВО БИОКОСНОЕ ВЕЩЕСТВО

19 Живое вещество Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43 х тонн. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43 х тонн. Распределение жизни в биосфере носит резко неравномерный характер. 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". Наибольшая плотность жизни наблюдается на границах сред обитания. Эти сгущения жизни принято называть, пользуясь терминологией В. И. Вернадского, "пленками жизни".

20 Плотность жизни в биосфере Одна из таких пленок жизни на границе контакта почвы и воздуха см толщины. Одна из таких пленок жизни на границе контакта почвы и воздуха см толщины. Вторая отмечена в зоне контакта воздушной, почвенной и морской сред жизни - это прибрежная зона и зона апвеллинга (достигаемая морскими брызгами). 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. 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.

21 Живые организмы (живое вещество) Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и в приповерхностном слое океана.

22 Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% животными и микроорганизмами. Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.

23 В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых только десятая часть млекопитающие. Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, стоящие на относительно низком уровне эволюционного развития. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена веществ, организмы черпают из окружающей среды. Огромные количества живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно, благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. Деятельность живых организмов служит основой круговорота веществ в природе.

24 Функции живого вещества биосферы Одна из основных заслуг В.И. Вернадского состоит в том, что он впервые обратил внимание на роль живых организмов как мощного геологического фактора, на то, что живое вещество выполняет в биосфере различные биогеохимические функции. Одна из основных заслуг В.И. Вернадского состоит в том, что он впервые обратил внимание на роль живых организмов 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. 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.

25 Основные функции живого вещества в биосфере Функции Краткая характеристика происходящих процессов

26 Энергетическая функция живого вещества заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца (бактерии- хемоавтотрофы преобразуют энергию химических связей) 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. заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца (бактерии- хемоавтотрофы преобразуют энергию химических связей) 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.

27 Газовая функция живого вещества 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. 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.

28 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. 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. 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.

29 Концентрационная функция живого вещества 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. 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. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка, мела, торфа, угля, нефти. I, Ca Si Ca, P, Mg Каменный уголь мел

30

31 Деятельность живых организ- мов служит основой кругово- рота веществ в природе. Деятельность живых организ- мов служит основой кругово- рота веществ в природе. Биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в её пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Она является открытой системой. Биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в её пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Она является открытой системой.

32 Растения (производители ) Растительноядные (первичные потребители) Хищники (вторичные потребители ) Животные, питающиеся падалью (третичные потребители) Продукты выделения и остатки трупов Паразиты Бактерии (разрушители ) Живые участники круговорота веществ в природе

33 Круговорот углерода

34 Круговорот углерода в биосфере

35 Круговорот азота

36 Ответьте на вопросы Какие оболочки Земли входят в состав биосферы, какие – не входят? Какие оболочки Земли входят в состав биосферы, какие – не входят? Каковы верхние и нижние пределы жизни во всех оболочках Земли? Каковы верхние и нижние пределы жизни во всех оболочках Земли? Каково значение озонового экрана в атмосфере? Каково значение озонового экрана в атмосфере? Охарактеризуйте распределение живых организмов в наземно-воздушной, водной и почвенной среде. Охарактеризуйте распределение живых организмов в наземно-воздушной, водной и почвенной среде. Какие горные породы называются биогенными? Какие горные породы называются биогенными? Какие вещества В.И.Вернадский отнес к особым - биокосные веществам природы? Какие вещества В.И.Вернадский отнес к особым - биокосные веществам природы? Почему изменяется плотность жизни в различных частях биосферы? Почему изменяется плотность жизни в различных частях биосферы?

37