Заттар айналымы

Мазмұны  

1. Кіріспе......................................................................................... 3
2. Негізгі бөлім   
1. Биосфера туралы жалпы түсінік......................................... 4
2. Биосферадағы биогенді заттар.............................................5
3. Биосферадағы биогенді заттар айналымы......................... 6
3. Қорытынды.................................................................................. 8
4. Пайдаланған әдебиеттер тізімі .................................................. 9

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 

 Биосфера  – ғаламшардағы тірі ағзалар  мекендейтін Жердің күрделі сыртқы  қабаты. Бұл терминді австрия  ғалымы Э.Зюсс 1875 ж. енгізген.   

    Сонда биосфера литосферадан, бүкіл гидросферадан және озон қабатына дейінгі атмосферадан құралады екен.      

 Биосфера  ғаламдық  экожүйе (экосфера) бола тұра, кез  келген экожүйе тәрізді, абиотикалық  және  биотикалық  бөліктерден  тұрады.        

 Абиотикалық  бөлік: 1) топырақтан (тірі ағзалар күнелте  алатын бөлігі); 2) атмосфералық  ауадан (өмір нышаны байқалатын бөлігіне дейін); 3) мұхиттардың, теңіздердің, өзендердің, көлдердің  сулық  ортасы.        

 Биотикалық  бөлігі  тірі  ағзалардан құрылады. Ол ағзалар биосфераның  маңызды қызметін – атомдардың  биогендік  жөңкуін – атқарады.       

 Ұлы орыс  ғалымы  В.И. Вернадский  биосфераны  үш құрауышқа бөледі:

1) тірі зат  – тірі ағзалар  биомассасынан құралған;

2) биогендік  зат – детриттердің барлық  түрлері, сондай-ақ шымтезек, көмір,  мұнай және биогендік текті  газ;

3) биокостық зат – биогендік заттардың биогендік емес минералдық жыныстармен қоспасы (топырақ су түбіндегі балшық, табиғи сулар, шөккен карбонаттар және т.б.);  костық зат – ағзалардың тікелей биогеохимиялық әрекеті әсер етпеген тау жыныстары, минералдар, шөгінділер       

 Сонымен, биосфера – ғаламшардағы зат айналымына ықпал етіп тұрған ең ірі кеңауқымды экожүйе.      

 В.И. Вернадскийдің   биосфера туралы ілімінің маңызды бөлігі болып саналатыны оның пайда болуы  мен дамуы туралы көзқарас. Тіршіліктің алғашқы түрлері анаэробтық бактериялар болған. Ал тірі заттың құрушы және дамытушы орны тек автотрофтар – цианобактериялар және көкжасыл балдырлар (прокариоттар) одан кейін нағыз балдырлар мен жер өсімдіктері (эукариоттар) пайда болғаннан кейін іске аса бастады. Осы ағзалардың әрекеті биосферада  бос оттегінің  жиналуына  әкеліп соқты. Бұл  эволюцияның ең маңызды кезеңдерінің бірі болып саналады. Бұлармен қатар гететрофтар да дами бастады. Бұлардың даму уақыты  құрғаққа шығып, құрылықтарда қоныстануынан және адамның пайда болуынан басталады.  

 Вернадский  ілімінің биік шыңы – ноосфера  – сана сезім сферасы туралы

ілімі. Бұл ілімінде  ол ғаламшар үрдісіндегі тіршіліктің, тірі заттың геологиялық орнын, мәнін ашты.      

 Осы жандылардың  ішінен  Вернадский  адамды ең қуатты  геологиялық күш деп  бағалады. Сонымен, ноосфера – ондағы зат пен энергия алмасу табиғи  үрдістерін  қоғам  қадағалап  отыратын  орта. 

В.И. Вернадскийдің  тірі зат тұжырымдамасы      

Биосферадағы тірі заттың атқаратын қызметін түсіну үшін аса  маңызды болып  келетіні – негізгі  үш қағида.  Оларды  В.И.Вернадскийбиогеохимиялық принциптер деп атады.      

 Ι қағида: биосферадағы химиялық элементтер атомдарының  биогендік  жөңкуі әрқашан өзінің  максималды айқындалуына  қарай  тырысады. Бқл заңдылық тірінің таралуы, бамуы, “өмірдің  бүткілдігі” (В.И.Вернадскийдің сөз тіркесі) түрінде айқындалады.      

ΙΙ қағида: биосферадағы тұрақты өмір түрлерін құруға  әкеліп соғатынгеологиялық уақыт барысындағы түрлер эволюцисы атомдардың  биогендік  жөңкуін күшейтетін бағытына қарай жүреді. Бұл қағида бойынща эволюция барысында энергияның жаңа түрлерін сіңіруге қабілеті бар ағзалар ғана  басымдылық көрсете  алады.      

 ΙΙΙ қағида: тірі зат оны қоршап тұрған космостық ортамен үзіліссіз химиялық алмасу  жағдайында  болады, және  біздің ғаламшарда Күннің  космостық энергиясының  арқасында  құрылып,  тіршілік  етеді.     

 Бұл қағида тұрақтылық заңымен тығыз байланысқан: биосфераның тірі затының мөлшері (осы геологиялық кезең үшін) тұрақты  болып келеді. 

 

 

3. Биосферадағы  заттар айналымы      

 Биосфера  күнелтіп, өмір даму үшін заттар  бір ағзалар пайдаланған соң  басқа ағзалар сіңіре алатын түрге ауысып отыру керек.      

 Айналымның екі түрі  бар: үлкен (геологиялық) және  кіші (биогендік немесе  биохимиялық).        

 Үлкен айналым жүздеген млн. жылға созылып,  жек қыртысының қабаттарында жүреді.       

 Кіші айналым  биосфера шегінде биогеоценоз деңгейінде жүреді. Мүндай айналымды биогеохимиялық цикл деп атайды. Ол: 1) газдық (азот, оттегі, көмірқышқыл газы, бу) және 2) шөгу (фосфор, кальций, темір) болып бөлінеді.      

 Су айналымы өсімдіктер  мен жануарлардың өлі материямен  байланысындағы  маңызды көпір. Үлкен айналымда су литосфераны бұзып, теңіздерге алып кетеді.

Табиғаттағы су айналымы — жер шарындағы судың күн  қуаты мен салмақ күшінің әсерінен үздіксіз тұйық айналу процесі. Су жер шарындағы мүхиттар мен құрлықтардың бетінен буланады, су булары ауа ағындары мен жоғары көтеріледі де, қоюланып тамшыға айналады және атмосфералық жауын-шашын түрінде мұхитқа немесе құрлыққа қайта оралады, ал құрлықтан мұның біразы өзендер арқылы мұхиттарға қайтадан ағып барады (судың үлкен тұйық айналымы). Бұдан басқа жергілікті немесе құрлық ішіндегі су айналымы болады.

Көмірқышқыл газы айналымы – фотосинтез.     

 Азот  айналымы микроағзалар арқылы өңделіп, өсімдіктер сіңіретін түрге айналып отырады.     

 Көміртегі  айналымы. Табиғатта  көміртегі көптеген түрде, орың ішінде органикалық қосылыстардың құрамында  болады. Бұл элементтің  биогендік  айналымының  негізін құрайтын органикалық зат – көмір қышқыл газы (СО₂ ). Табиғатта СО₂ атмосфераның құамында  және  еріген күйде гидросферада болады.  Органикалық заттардың  құрамында  көміртегі  фотосинтез үрдісі нәтижесінде түзіледі. Фотосинтез барысындағы түзілген қанттар күрделі көмірсуларға (крахмал, гликоген), және де протеидтерге, липидтерге айналып жатады.      

 Тыныс алу  нәтижесінде  барлық  ағзалар күрделі органикалық  заттарды  тотықтырады;  бұл үрдістің соңғы  сатысында  СО₂ сыртқы  ортаға  шығып, қайтадан  фотосинтез  үрдісіне  қатысады.       

 Тірі ағзалар  өлгеннен кейін олардың құрамында  көміртегі бар органикалық қосылыстардан  тұратын ұлпаларын редуценттер  биологиялық ыдыратуға  ұшыратады. Осындай ыдырау  нәтижесінде  түзілген  СО₂ тағы  айналымға түседі. Бұл үрдісті  топырақтық  тыныс  алу  деп  атайды.       

 Кейбір жағдайлардың  әсерінен көміртегі айналымы тоқтап, жер қойнауында  шым  тезек, көмір, мұнай түрінде  қалып қояды.

Азот  айналымы.  Органикалық қосылыстардың азотының басты  көзі – атмосфера құрамындағы  молекулалық  азот.  Тірі ағзаларға  пайдалы  түріне  айналудың  әртүрлі  жолдары  бар. Мысалы, найзағайдың әсерінен азот оксидтері  түзіліп, жаңбырмен шайылып, топыраққа жетеді.       

 Азот сіңіруінің  маңыздылау түрі болып келетіні  – күрделі  протеидтер түзетін  азоттоқтатушы  микроағзалар  қызметі. Өлу нәтижесінде  бұлар топырақты азотпен байытып отырады. Сонымен азот айналымында ең үлкен қызмет атқарушылар – микроағзалар: азоттоқтатушылар, нитрификаторлар, денитрофикаторлар. Атмосфераға  азот  топырақ  құрамындағы шіріктерден бөлінген  газдармен  қайтады.        

 Оттегі  айналымында тірі заттың белсенді  геохимиялық  қызметі  айқын  байқалады.  Ғаламшардың жасыл өсімдіктері  жылына  300∙10⁹ т  оттегін өндіріп  отырады екен. Осының 25%  ғана  құрғақтың өсімдіктері  бөледі, қалғанын  фотосинтезге қатысатын Әлемдік мұхиттың ағзалары  бөліп  отырады.      

 Оттегі  жану үрдісінде, тірі  ағзалардың  тыныс  алуына, микроағзалардың  тотығу реакцияларын жүргізуіне  пайдаланылады.      

 Фосфор  айналымы. Табиғатта фосфор көп мөлшерде тау жыныстарының құрамында болады. Олардың ыдырау  нәтижесінде фосфор жерүсті экожүйесінде  немесе жауын-шашынмен шайылып, гидросферада пайда болады. Екі жағдайда да бұл элемент қоректік тізбекке  түседі. Көптеген жағдайда редуценттер құрамында фосфоры бар органикалық  заттарды анорганикалық фосфаттарға айналдырады да , олар өсімдіктер арқылы қайтадан айналымға  қосылады.       

Күкірт айналымы.  Топыраққа күкірт кейбір тау жыныстарының (күкірт колчеданы FeS₂, мыс колчеданы CuFeS₂)  табиғи ыдырауы  және  органикалық  заттардың ыдырауы нәтижесінде  пайда  болады. Тамырлық жүйе арқылы күкірт өсімдіктерге сіңеді де, олардың құрамында  цистин, цистеин, метионин тәрізді  аминқышқылдары түзіледі. Жануарларға  күкірт қорек  арқылы келеді.       

 Биогендік  катиондар айналымы.  Тірі ағзаладың метаболизм  үрдісіне әртүрлі  катиондар  қатысады. Көп мөлшердегілерін макроэлементтер дейді де, оларға натрий, калий, кальций магнийді жатқызады. Ал аз мөлшерде болғанымен, тіршілікке өте керек элементтерді (темір, мыс мырыш, марганец және т.б.) микроэлементтер  деп  атайды. Биогендік  катиондардың құрғақтағы басты көзі топырақ, оған олар тау жыныстарының ыдырауы арқылы келеді. Тамыр арқылы өсімдіктерге еніп, оларды шөпқоректі жануарлар жеп, одан  әрі қарай қорек тізбегіңің жоғарғы сатысына кетеді. Экскременттер (гуано) мен өлі ағзалардың минералдануы нәтижесінде биогенді элементтер топыраққа қайтып келіп, қайта айналымға түседі.    

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды       

 Биосфера  күнелтіп, өмір даму үшін заттар  бір ағзалар пайдаланған соң  басқа ағзалар сіңіре алатын түрге ауысып отыру керек.      

 Айналымның  екі түрі бар: үлкен (геологиялық)  және кіші (биогендік немесе  биохимиялық).       

 Үлкен айналым  жүздеген млн. жылға созылып,  жек қыртысының қабаттарында жүреді.       

 Кіші айналым  биосфера шегінде биогеоценоз деңгейінде жүреді. Мүндай айналымды биогеохимиялық цикл деп атайды. Ол: 1) газдық (азот, оттегі, көмірқышқыл газы, бу) және 2) шөгу (фосфор, кальций, темір) болып бөлінеді.

Бұл қарапайым  цикл биогендік элементтердің өзендер  мен теңіздерге кетуімен бұзылады. Ауыл шаруашылығында егін ору кезеңінде  мұндай жағдайдан құтылу  қиын. Ал органикалық және минералды тыңайтқыштар мәселені тек жартылай ғана шеше алады.       

 Биосфера  тұрақтылығы екі заңмен өрнектеледі:

1) Ле-Шателье  – Браун принципі: экожүйені тұрақты  тепе-теңдік күйінен ауытқытатын сыртқы әрекеттер пайда болғанда, тепе-теңдік сол сыртқы әсерді әлсірету жағына қарай ығысады

2) 1% -дық  ережесі: табиғи жүйе энергетикасының  1% - ға өзгеруі оны тепе-теңдік күйінен  ауытқытады.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі

1. Биология: Жалпы білім беретін мектептің, 9-сыныбына арналған оқулық, 2-басылымы, өңделген М. Гильманов, А. Соловьева, Л. Әбшенова. - Алматы: Атамұра, 2009. I 
2. География: Дүниежүзіне жалпы шолу. ТМД елдері. Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық/ Ө. Бейсенова, К. Каймулдинова, С. Әбілмөжінова, т.б. — Өңд., толықт. 2-бас. — Алматы: Мектеп, 2010. — 304 б.,  
3. Сәтімбеков Р. Биология: Жалпы білім беретін мектептің қоғамдык-гуманитарлық бағытындағы 11-сыныбына арналған окулық. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007.
4. «Экология және тұрақты даму» пәні бойынша дәрістер конспектілері.