Контрольная работа по "Естествознание"

Согласно современным представлениям, биосфера - это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами. В очень сложной по составу, строению и организованности биосфере можно выделить сравнительно небольшое число основных компонентов:

- живое вещество – это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю вне зависимости от их систематической принадлежности. Общий вес живого вещества оценивается в 2400 млрд. т (в сухом виде). По определению В.И Вернадского, живое вещество является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты;

- биогенное вещество - это химические соединения, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. При этом образующиеся химические соединения могут и не входить в состав тел организмов (каменный уголь, торф, гумус, мел, известняк, нефть и т. д.);

- косное вещество - это вещество, которое образуется без участия живого вещества (горные породы земной коры неорганического происхождения, вода, компоненты воздуха);

- биокосное вещество - это продукты переработки горных и осадочных пород организмами;

- вещество космического происхождения.

Биосфера в главных  своих чертах может быть охарактеризована по отдельным оболочкам, которые  она охватывает: нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы.

Атмосфера - это газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой принято считать ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с Землёй как единое целое. Через атмосферу осуществляется обмен вещества Земли с космосом. Земля получает космическую пыль и метеоритный материал, теряет самые легкие газы: водород и гелий. Атмосфера Земли насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, которая определяет тепловой режим поверхности планеты, вызывает диссоциацию молекул атмосферных газов и ионизацию атомов.

Атмосфера имеет слоистую структуру, которая в первую очередь  определяется особенностями вертикального  распределения температуры: тропосфера (до 10 км), стратосфера (10-47 км), мезосфера (47-80 км), термосфера (80-1000 км). На высотах свыше 1000 км находится экзосфера, откуда атмосферные газы рассеиваются в мировое пространство.

Все структурные параметры  атмосферы (температура, давление и  плотность) обладают значительной пространственно-временной  изменчивостью: широтной, годовой, сезонной и суточной.

В состав атмосферы входят: азот (78,08 % по объёму), кислород (20,95 %), аргон (0,93 %), углекислый газ (0,03 %), неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, водяной  пар, озон и др.

Важная переменная составляющая часть атмосферы - водяной пар. Основная масса водяного пара сосредоточена в тропосфере, и его концентрация быстро убывает с высотой. Среднее содержание водяного пара в вертикальном столбе атмосферы в умеренных широтах составляет около 15-17 мм «слоя осаждённой воды», то есть такую толщину будет иметь слой сконденсированного водяного пара.

Одним из важнейших компонентов  атмосферы является озон О₃. Озон в основном сосредоточен в стратосфере, где его образование и разложение связано с поглощением губительной для живых организмов ультрафиолетовой радиации Солнца. Основное количество озона сконцентрировано в высотах 20-25 км. Средние месячные значения общего содержания озона изменяются в зависимости от широты и времени года и составляют толщину слоя озона в пределах 2,3-5,2 мм при наземных значениях давления и температуры. Озоновый слой - «экран» имеет исключительно важное значение для сохранения жизни на Земле.

Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности, воды проникают повсеместно в различные природные образования. Они находятся в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируют океаны и моря, существуют в замороженном состоянии в высокогорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Атмосферные осадки проникают в толщи осадочных пород, образуя подземные воды. Вода способна растворять в себе многие вещества, поэтому любые воды гидросферы можно рассматривать в качестве естественных растворов различной степени концентрации. Наиболее чистые атмосферные воды содержат 10-50 мг/л растворённых веществ, а морская вода – до 35 г/л.

Гидросфера находится  в тесной  взаимосвязи с литосферой (подземные воды), атмосферой (парообразная влага) и живым веществом биосферы, в которое она входит в качестве обязательного компонента (человек  на 70 % состоит из воды). По выражению  В.И. Вернадского, вода стоит особняком  в истории нашей планеты, но ей принадлежит важнейшая роль в  геологической истории Земли. Вода является одним из факторов формирования физической и химической среды, климата  на нашей планете, возникновения  жизни на Земле.

Подавляющая часть природных  вод слагает Мировой океан (94 %), который представляет собой уникальную природную систему биосферы. В  ней происходит грандиозный процесс обмена и трансформации энергии и вещества нашей планеты. При этом различные физические, химические и биологические процессы объединяются, образуя единую природу океана.

Гидросфера Земли как  компонент экосистемы представляет собой глобальную термодинамически открытую систему со своим «входом» и «выходом». Вход - это поток солнечной энергии, который приводит в движение гидросферу, а выход – вещества, накапливающиеся в результате потоков энергии и вещества в сообществах. На вход этой системы поступает также энергия из недр нашей планеты и энергия гравитационного притяжения Луны и Солнца, но эти величины намного меньше потока солнечной радиации.

Литосфера - это верхняя твёрдая оболочка Земли. В состав биосферы входят верхние горизонты литосферы (литобиосфера), подвергающиеся ныне или подвергавшиеся в прошлом воздействию живых организмов. К биосфере, например, относятся некоторые полезные ископаемые, в частности, каменный уголь - продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи.

Общий химический состав литобиосферы определяют немногие элементы (О, Si, Al, Fe, Са, Mg, Na, К), которые слагают основную её массу. При этом наиболее распространённым элементом является кислород, который прочно связан хиически с другими элементами.

В литосферу живые организмы  проникают на ничтожную глубину. Основная их масса сосредоточена  в верхнем слое - почве мощностью  в несколько десятков сантиметров, и редко кто проникает на несколько  метров или десятки метров вглубь (корни растений, дождевые черви). По трещинам земной коры, колодцам, шахтам и буровым скважинам животные и бактерии могут опускаться на глубину  до 3 км. Проникновение зеленых растений в глубь литосферы невозможно из-за отсутствия света, а животные не находят там питания. Механические свойства горных пород, слагающих литосферу, также препятствуют распространению  в них жизни. Наконец, с продвижением в недра Земли температура  возрастает и на глубине 3 км достигает 100^оС.

Почва – это особое природное  образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе, которыми она отличается от материнской (почвообразующей) породы.  Почва - это трёхфазная среда, включающая твёрдые, жидкие и газообразные компоненты. Она является продуктом физико-химического и биологического преобразования (выветривания) горных пород, то есть представляет собой продукт сложного взаимодействия неживой природы, климата, растений, микроорганизмов и животных. Самый верхний горизонт (гумус), содержащий продукты перегнивания органики, является наиболее плодородным. Его мощность по глубине  - 10 - 15 см. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Именно в нём происходят сложные физико-химические процессы, определяющие образование элементов питания растений. В гумусе содержатся основные элементы питания растений. Над гумусовым горизонтом располагается слой растительного опада, который принято называть подстилкой. Он состоит из ещё не разложившихся растительных остатков.

В состав твёрдой части  почвы входит органическое вещество, состоящее из соединений растительного, животного и микробного происхождения  и промежуточные продукты их разложения.

Жидкая часть - почвенный раствор является активным компонентом почвы, который осуществляет перенос веществ внутри неё, вынос из почвы и снабжение растений водой и растворёнными элементами питания. Обычно он содержит ионы, молекулы, коллоиды и более крупные частицы, превращаясь иногда в суспензию.

Газообразная часть или  почвенный воздух заполняет поры, не занятые водой. Количество и состав почвенного воздуха, в который входят N2, O2, CO2, летучие органические соединения и прочие, не постоянны и определяются характером множества протекающих  в почвах химических, биохимических, биологических процессов.

Под влиянием факторов почвообразования (климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический  возраст территории, хозяйственная  деятельность человека) в почве протекают  разнообразные процессы, которые  объединяют в три основные группы:

- обмен веществами и энергией между почвой и другими природными телами;

- процессы превращения веществ и энергии, происходящие в самом почвенном теле без перемещения веществ;

- процессы передвижения веществ и энергии в почве.

Почвенные процессы протекают  в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, охватывая всю почвенную толщину  или сосредотачиваясь в отдельных  частях.

Соотношение твердой, жидкой, газообразной и живой частей в  почвах весьма разнообразно. Но для  всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых  организмов от верхних горизонтов к  нижним.

Исключительная роль почвы  заключается в том, что она представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов планеты.

 

 

4.Система классификации  живых организмов.

Достоверно не установлено, сколько видов организмов обитает сейчас на Земле. Специалистам-систематикам уже известно более 2 млн видов, но их может оказаться в несколько раз больше. В основном эти еще не открытые и не описанные виды представлены очень мелкими организмами.

Изучением разнообразия живых  существ и выяснением их родственных  связей занимается систематика. Таксономия - это раздел систематики, занимающийся изучением правил классификации растений и животных. При описании нового вида ему дается научное название на латинском языке, которое будет понятно ученым всего мира, на каком бы языке они ни говорили. Систематика дает представление о том, как устроен мир живой природы. Она также помогает понять, в каких родственных и эволюционных связях находятся современные виды с давно вымершими.

В основе современной классификации  живых организмов лежит система, предложенная еще в 1758г. шведским натуралистом Карлом Линнеем (1707-1778). В основу классификации организмов он положил принцип иерархии, или соподчиненности, а за наименьшую систематическую единицу принял вид.

Вид - это совокупность особей, сходных по строению, имеющих одинаковый набор хромосом и общее происхождение, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал.

Виды последовательно объединяются в группы разного ранга. Объединения самого высокого уровня - это царства. Принадлежность к тому или иному царству отчасти зависит от особенностей клеточного строения организмов. Линней выделял 2 царства - царство растений и царство животных. Кроме них современные ученые выделяют еще 3 царства живых организмов - царство монер (бактерий - одноклеточных, не имеющих ядра), царство протистов (одноклеточных с ядрами) и царство грибов.

Царства делят на типы. В  царстве животных (Animalia), самом многочисленном по количеству видов, различают более 20 типов. Все позвоночные животные относят к типу хордовых (Chordata).

За типом следует категория  «класс». Так, животные, кормящие детенышей  молоком, образуют класс млекопитающих (Mammalia). Классы делятся на отряды. Млекопитающие, которые едят мясо, например лисица, леопард и выдра, относятся к отряду хищных (Carnivora). 
     Отряды подразделяются на семейства. Например, лисицы, волки и гиеновые собаки относятся к семейству волчьих, или псовых (Canidae). В пределах семейства различают группы близких видов - роды. Латинское название рода пишут курсивом с прописной буквы. Например, все лисицы относятся к роду Vulpes. Род может включать один или несколько видов. Латинское название вида тоже пишется курсивом после названия рода, но со строчной буквы. Так, корсак - небольшая лисица, обитающая в степях Казахстана, по-латыни называется Vulpescorsac. Родственные виды в природе обычно не скрещиваются. Если это все же происходит, то получившиеся гибриды, как правило, бесплодны.

 

Растения	Животные
Царство	Царство
Отдел	Тип
Класс	Класс
Порядок	Отряд
Семейство	Семейство
Род	Род
Вид	Вид

 

 

Примеры классификации  организмов

 

Согласно иерархическому принципу построения системы органического  мира виды животных - как систематическую  единицу классификации - стали группировать в следующую, более высокую систематическую  единицу - род (genus, множ. genera), роды - в семейства, семейства - в отряды, отряды - в классы, классы - в типы (phyla). При классификации бактерий, грибов и растений вместо понятия «отряд» используется «порядок», а вместо «тип» – «отдел». Тип и отдел объединяют в царства. В микробиологии употребляются такие термины, как «штамм» и «клон». Часто, чтобы подчеркнуть разнообразие в какой-либо группе, используют подчиненные категории, например, подвид, подрод, подотряд, подкласс или надсемейство, надкласс.