Контрольная работа по "Биологии"

1. Биосфера Земли, ее  строение  и  основные функции

   Термин "биосфера"   в 1875 г. предложил  Э. Зюсс. 

Биосфера ("bios" – жизнь и "sphaira" – шар)  – область распространения жизни,  включающая наряду с  организмами и среду  их  обитания. Сложная система, состоящая живой и неживой природы, часть атмосферы, литосферы и гидросфера, взаимосвязанные миграцией вещества и

энергии. 

В первой половине ХХ века В. И. Вернадский в своих трудах («История  минералов  земной коры», «Биосфера», «Химическое  строение биосферы Земли и ее окружения») разработал целостное учение о биосфере.

Основные положения учения В. И. Вернадского:

1.  Биосфера - планетарное явление космического  характера.

2.  Космические излучения охватывают биосферу и пронизывают всю ее и все в ней. Биосфера - это область превращения космической энергии.

3.  Живое вещество есть планетарное явление и является геологической функцией биосферы. В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биохимической деятельности (горные  осадочные  породы,  их  метаморфические  производные, природные воды и газы атмосферы).

 

Границы биосферы

Биосфера - оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Она состоит из нескольких геосфер, в том числе внешней твердой оболочки земного шара - литосферы, гидросферы (Мирового океана) и тропосферы - нижнего слоя атмосферы.

Тропосфера составляет 80% массы атмосферы, а ее границы находятся в пределах 16-18 км в экваториальном поясе и 8-10 км в полярных широтах. Из всей массы атмосферы 20% приходится на атмосферу высотой до 50 км. Между тропосферой и стратосферой расположен переходной слой - тропопауза. В глубинах стратосферы под воздействием солнечного света образуется озоновый экран, надежно защищающий живые организмы от космического излучения и ультрафиолетовых солнечных лучей. Выше стратосферы расположены безмежные слои мезо-, термо- и экзосферы.

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли. Общее количество воды на планете составляет 1386 млн.км3, на долю Мирового океана приходится 1338 млн.км3, (96,5%), на долю пресных вод - 35 млн.км3, из которых 69,6% составляют ледники и снежный покров. Вторым по объему источником пресных водных ресурсов являются подземные воды - 30% общего их количества, которые более чем в 40 раз превышают объем воды в речных стоках.

Кроме водных, Мировой океан содержит растительные, животные и минеральные ресурсы.

Литосфера представляет собой верхнюю твердую оболочку земного шара. Важным ее элементом являются недра - залежи минеральных ресурсов, содержащихся в Земле вплоть до ее ядра.

Поверхностная часть литосферы, выступающая над уровнем Мирового океана, отождествляется с понятием “земля”, условный характер которого проявляется в том, что им характеризуется поверхность вне зависимости от того, покрыта ли она слоем почвы или, наоборот, лишена его (горы, пустыни, ледники), покрыта лесами, скрыта под водой или представляет собой сухопутное пространство. Общая площадь мировых земельных ресурсов составляет 13393 млн. га.

Биосфера охватывает часть атмосферы до высоты озонового экрана (20 - 30 км), часть литосферы, особенно кору выветривания, и всю гидросферу (около 11 км). Нижняя граница опускается в среднем на 2 - 3 км на суше и на 1 - 2 км ниже дна океана. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания.

 

Вещество биосферы:

•  живое - совокупность живых организмов;

•  биогенное - созданное или переработанное живыми организмами: газы атмосферы, нефть, каменный уголь, известняки и др.;

•  косное - образующееся  без  участия  живых  организмов:  продукты  тектонической  деятельности,  рассеянные  атомы  и  молекулы, образующиеся из земного вещества под влиянием космических лучей, вещества в радиоактивном распаде, вещества космического происхождения в виде молекул и атомов;

•  биокосное - образующееся  в результате  деятельности  организмов и абиогенных процессов: почва.

Масса всей биосферы составляет 3 * 1018 т (0,05% массы Земли). Масса живого вещества Земли составляет 2,4 * 1012 т сухого вещества.  Круговорот веществ и превращение энергии - основа существования биосферы. Вещества циркулируют между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биогенной миграции атомов возможно длительное существование жизни при ограниченном запасе элементов в природе.

 

Функции живого вещества:

1. Энергетическая  – живые организмы осуществляют связь биосферно-планетарных явлений с солнечным излучением. В основе этой функции лежит фотосинтез зеленых растений. Благодаря накопленной энергии протекают все  жизненные явления в биосфере.

2. Газовая – заключается  в  газообмене  организмов  с  окружающей средой. Эта функция обеспечивает определенный газовый состав атмосферы, содержащей O2, N2, CO2, H2S, CH4.

3. Концентрационная – заключается в избирательном накоплении живыми организмами биогенных элементов окружающей среды. Химический состав живого вещества существенно отличается от состава косного вещества преобладанием легких атомов H, N, O, Na, K, Ca, S, Cl и др. 

4. Окислитиельно-восстановительная –  заключается  в  химическом превращении веществ, содержащих атомы с переменной степенью окисления, приводящее к превращению большинства соединений.

5. Деструкционная –  заключается в разложении тел организмов после их смерти, приводящем к минерализации органического вещества, превращении живого вещества в косное, биогенное и биокосное.

 

 

 

2.Взаимосвязь между ростом и  дыханием животных. 

 

Скорость потребления кислорода  возрастает с увеличением массы организма. Эта зависимость выражается уравнением:

 

T =aWb,

 

где 0,6 < k < 0,9,составляя в среднем 0,75. Подобная зависимость сохраняется как при сопоставлениях особей из разных видов, так и у отдельных  видов.

 

Связь величины потребления кислорода в расчете на единицу массы особей (интенсивность дыхания, T/W) и массы их тела описывается следующим уравнением:

 

T/W =(aWk)/W=T’ = aW(k-1) = aW-0,25,

 

где -0,4 < (k-1) <-0,1, и составляют в среднем 0,25. Таким образом, интенсивность дыхания  особей возрастает с уменьшением их массы.

 

Поскольку выход энергии при дыхании на единицу массы у крупных организмов ниже, чем у мелких,  последние способны развивать более высокую относительную мощность. Например, муравей может передвигать предметы весом в несколько раз больше его собственного веса, тогда как слон способен  переносить груз не более половины собственного веса. Аналогичная зависимость проявляется и у людей; например, она хорошо иллюстрируется  мировыми рекордами   в разных весовых категориях тяжелоатлетов.

 

Организм может прожить без пищи достаточно большой промежуток времени, например,  человек – месяц и даже больше. В то же время, без кислорода организм способен выжить не более нескольких минут, поскольку запасы АТФ в клетках быстро расходуются и их необходимо постоянно пополнять.

В  процессе дыхания происходит  разрушение органических веществ, поэтому их убыль должна компенсироваться постоянным    пополнением.  Поэтому организм должен постоянно получать энергию с пищей. 

Рацион  (R), или количество пищи, потребленной организом  за единицу времени, увеличивается с возрастанием массы его тела (W). Эта зависимость, аналогично скорости дыхания, описывается параболическим уравнением:    

R = pWk,

 

где p и k – эмпирические коэффициенты. При W = 1, р = R. Показатель степени (k) изменяется в пределах 0,6 < k < 1,0, и составляет  в среднем 0,7 – 0,8.

В расчете на единицу массы это уравнение принимает вид:

 

R/W  = (pWk)/W = R’ = рW(k-1) = рW-0,25

 

Таким образом, потребление пищи на единицу массы организма снижается с увеличением массы особей. Поэтому при прочих равных условиях 10 особям одного вида массой по 1 кг требуется больше корма, чем одному животному массой 10 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             

                                    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1.     Рубин Б.И. и Ладыгина М.Е. Физиология  и биохимия дыхания.-М.: Наука,

1974г.

2.     Туркова Н.С. Дыхание растений. М. Изд-во Моск. ун-та, 1963г.

3.     Куперман И.А., Хитрово Е.В. Дыхательный  газообмен как элемент

продукционного процесса растений. - Новосибирск: Наука, 1977г.

4.     Полевой В.В. Физиология растений. 1989г.

5. Основы экологии: Учеб. пособие. - Донецк: ДонГАУ, 2009. - с.

6. Руденко В.П. Природно-ресурсний потенціал Української РСР // Изв. АН СССР. Сер. геогр. - 2009. - № 5. - С. 88

7. Разумихин Н.В. Природные ресурсы и их охрана. - Л., 2008. - С. 138.

8. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.-М.;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Международный государственный экологический                                                              университет имени А. Д. Сахарова»

 

Факультет заочного обучения

Специальность «Медицинская экология»

Кафедра биологии человека и экологии

 

 

              Контрольная работа по общей экологии

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

                                                                                                                          Вариант № -25

                                                                                                                Студента 4 курса

                                                                                                                 Богинской Елены

                                                                                                              Оценка ______

 

                                                                                                              Дата     ______

 

Подпись преподавателя_____________

 

 

                                                       Минск 2011