Дишане и метаболизъм при растенията

Растенията, както всички живи организми, постоянно дишат. За да направят това, те се нуждаят от кислород. Необходим е както на едноклетъчните, така и на многоклетъчните растения. Кислородът участва в жизнените процеси на клетките, тъканите и органите на растението.

Повечето растения получават кислород от въздуха чрез устицата и лещите. Водните растения го консумират от водата с цялата повърхност на тялото. Някои растения, растящи във влажни зони, имат специални дихателни корени, които абсорбират кислород от въздуха.

Дъх- сложен процес, който протича в клетките на жив организъм, по време на който, по време на гниене органична материяосвобождава се енергията, необходима за жизнените процеси на тялото. Основната органична материя, участваща в дихателния процес, са въглехидратите, главно захари (особено глюкоза). Интензивността на дишането в растенията зависи от количеството въглехидрати, натрупани от издънките на светлина.

Дишането е процес на разлагане на органични хранителни вещества до неорганични вещества (въглероден диоксид и вода) с участието на кислород, придружен от освобождаване на енергия, която се използва от растението за жизнени процеси.

Дишането е процес, противоположен на фотосинтезата. Нека сравним процесите на дишане и фотосинтеза в клетките на зелен лист на растение.

Процесът на дишане е свързан с непрекъсната консумация на кислород през деня и нощта. Процесът на дишане е особено интензивен в младите тъкани и органи на растението. Интензивността на дишането се определя от нуждите на растежа и развитието на растенията. Необходим е много кислород в областите на клетъчно делене и растеж. Образуването на цветя и плодове, както и увреждането и особено откъсването на органи, е придружено от увеличаване на дишането в растенията. В края на растежа, с пожълтяване на листата и особено през зимата, интензивността на дишането намалява значително, но не спира.

Дишането е незаменимо условие за живота на растенията.

За да живее, растението трябва задължително да получава необходимите му вещества и енергия чрез хранене и дишане.

Усвоените вещества в процеса на преобразуване в клетките и тъканите стават вещества, от които растението изгражда тялото си. Всички трансформации на вещества, протичащи в тялото, винаги са придружени от потребление на енергия. Зеленото растение (като автотрофен организъм), абсорбирайки светлинна енергия, я превръща в химическа енергия и я натрупва в сложни органични съединения. В процеса на дишане, по време на разграждането на органичните вещества, тази енергия се освобождава и използва от растението за трансформация на вещества и жизнени процеси, които протичат в клетките.

И двата процеса - фотосинтезата и дишането - преминават през множество последователни химични реакции, при които едно вещество се превръща в друго.

Например, в процеса на фотосинтеза захарите се образуват от въглероден диоксид и вода, които след това се превръщат чрез серия от междинни реакции в нишесте, фибри или протеини, мазнини и витамини - вещества, от които растението се нуждае за хранене и съхранение на енергия.

Целият процес на дишане протича в клетките на растителния организъм. Състои се от два етапа, по време на които сложните органични вещества се разделят на по-прости, неорганични вещества - въглероден диоксид и вода. На първия етап, с участието на специални протеини, които ускоряват процеса (ензими), се извършва разграждането на глюкозните молекули. В резултат на това от глюкозата се образуват по-прости органични съединения и се отделя малко енергия. Този етап от респираторния процес се случва в цитоплазмата.

На втория етап простите органични вещества, образувани на първия етап, взаимодействащи с кислорода, се окисляват - образуват въглероден диоксид и вода. Това освобождава много енергия. Вторият етап на дихателния процес протича само с участието на кислород в специални клетъчни органели - митохондриите .

Така в процеса на дишане по-сложните органични вещества се разделят на прости неорганични съединения - въглероден диоксид и вода. В този случай растението се осигурява с освободена енергия. В същото време има прехвърляне на различни химични елементи от едно съединение в друго. Тези трансформации на веществата в организма се наричат метаболизъм . Метаболизмът е един от важните признаци на живота.

Метаболизъм- това е комбинация от различни химични трансформации, протичащи в тялото, които осигуряват растежа и развитието на организма, неговото възпроизводство и постоянен контакт с околната среда.

Метаболизмът свързва всички органи на тялото в едно цяло. В същото време, благодарение на метаболизма, тялото се обединява с околната среда. От него растението абсорбира вещества чрез корените и листата и отделя продуктите от жизнената си дейност в околната среда. Дишането, както и храненето, е необходимо условие за метаболизма, а оттам и за живота на организма.

Таблица 3.2. Черти на характерапроцеси на фотосинтеза и дишане

1. Модификации на подземни издънки

3. Вегетативно размножаване.

Въздушно хранене на растенията - фотосинтеза. Фотосинтезата е създаването на органична материя.Кореновото хранене дава на растението само минерални соли и вода. При това растението получава органични вещества и съдържащата се в тях енергия фотосинтеза (от гръцки photos - "светлина" и synthesis - "връзка"). Фотосинтезата се извършва в хлоропластите. По време на този процес, благодарение на енергията на слънчевата светлина, растението, използвайки зеления хлорофил на листата, образува необходимите органични вещества от неорганични вещества - въглероден диоксид и вода. Тъй като въздухът е основният доставчик на въглероден диоксид за фотосинтезата, този метод за получаване на органични вещества от растението се нарича задвижван с въздух .

Фотосинтезата винаги се поддържа от кореновото хранене - усвояването на вода и минерални соли от почвата. Без вода фотосинтезата не се осъществява.

зелено листо - специализиран орган за подаване на въздух. Поради плоската форма на листното острие, листът има голяма повърхност на контакт с въздуха и слънчевата светлина. Наличието в пулпата на листата на множество хлоропласти с хлорофилсъздава огромна фотосинтетична повърхност, като по този начин превръща листата в мощна фабрика за образуване на органични вещества.

Ролята на светлината във фотосинтезата.Докажи това зелено растениеобразува органична материя само при наличие на светлина прост опит. Зелено растение, като зонален пеларгониум (гераниум), се поставя в тъмен шкаф. След 2-3 дни това растение затъмнява малка част от един лист с черна хартия или фолио и поставя растението на светло. След 8-10 часа този лист се отрязва, потъмняващата плоча се отстранява от него. След това, за да се избели листът, той се вари в алкохол (в този случай хлорофилът се разрушава и зеленият цвят изчезва). След това листът се поставя в разтвор на йод. В резултат на експеримента се вижда, че непотъмнената част на листа, която съдържаше нишесте, стана синя (нишестето става синьо от йод), докато потъмнената част на листа придоби жълтойод. Това показва, че тук, в затъмнената част на листа. не се образува нишесте, тъй като клетките на листата не получават светлинна енергия. Нишестето е органично вещество, което растението образува на светлина по време на фотосинтеза.

фотосинтеза

процес, при който зелено растение от неорганични вещества (въглероден диоксид и вода), използвайки енергията на слънчевата светлина, образува органични вещества - въглехидрати (глюкоза, фруктоза, нишесте), както и кислород.

Клубни мъхове. Хвощове. папрати. изкуството на растенията. конска опашка

Съвременни хвощове -многогодишни тревисти растения с твърдо стъбло и добре развито подземно коренище. Допълнителните корени излизат от коренището. Характерна е артикулацията на издънките. На стъблата в възлите на спирала от клони и малки люспести листа.

Хвощ (отляво надясно): спороносни и безплодни стъбла на полски хвощ, горски хвощ, ливаден хвощ

Автотрофно хранене- хлорофилът се намира в хлоропластите на зелените клетки на летните издънки. През пролетта върху коренищата израстват издънки, които завършват със спороносни класчета. Тук идва полемиката. Зрелите спори се разливат и, попадайки в благоприятни условия, покълват, образуват се хетеросексуални гаметофити - сексуалното поколение. Оплождането става във вода.

Развитие на безполовото поколение на хвощ - спорофит:

– Израстък (гаметофит) на сперматозоид + яйцеклетка зигота спорофит (ембрион) на израстък на спора (гаметофит).

Хвощът расте в полета, гори или близо до водни тела, обикновено в райони с влажна почва(оцелели са само около 30 вида). В полетата, където живеят хвощове, почвата се нуждае от варуване.

Кравите и козите, хранени с хвощ, дават повече мляко. Хранят се с хвощ и някои диви животни - елени и диви свине. В същото време хвощът е отровно растение за конете.

В медицината се използват препарати от хвощ, които имат многостранно и разнообразно действие. Използват се като диуретично, противовъзпалително, кръвоспиращо, тонизиращо, ранозаздравяващо и стягащо средство. Помагат при сърдечна недостатъчност, подобряват водно-солевия метаболизъм. Като част от различни колекции хвощът се използва за лечение на хипертония, подагра и заздравяване на рани. Растението е ефективно при отоци от различен произход и ексудативен (мокър) плеврит.

IN народна медицинаобластта на приложение на полския хвощ е същата. Освен това се смята, че билката хвощ помага при някои злокачествени новообразувания, вътрешни и външни кръвоизливи, холелитиаза и камъни в бъбреците.

Растително царство. Клубни клубове

Многогодишни вечнозелени тревисти растения с изправени и пълзящи леторасти, срещащи се в иглолистни и смесени гори. Произлиза от псилофитите. Допълнителните корени се простират от пълзящите области на издънката по земята. Листата са дребни, с различна форма, последователно разположени на издънките, срещуположни или завита.

Клубни мъхове (отляво надясно): клубен мъх, клубен мъх, годишен мъх

Вегетативно размножаване -поради смъртта на участъци от стари издънки и вкореняването на жизнеспособни фрагменти, които дават начало на нови растения. безполово размножаванеосъществявани чрез спорове.

Видовете клубни мъхове се използват като лечебни, багрилни, козметични и декоративни растения.

В научната медицина се използват спори (обикновено бухалка) - преди в Русия те се наричаха ликоподиум или бухалка - за приготвяне на бебешки прахове, хапчета за изливане. Спорите съдържат до 50% тлъсто незасъхващо масло, алкалоиди, фенолни киселини, протеини, захари, минерални соли. Наред със спорите на този вид се използват спори от едногодишни и сплескани клубни мъхове.

Спорите се събират в края на лятото - началото на есента, след пожълтяване на спороносните класчета. Класчетата се нарязват с ножица или остър нож, обикновено при влажно време, поставят се в торби от плътна тъкан, след това се сушат на открито и се пресяват през фино сито, за да се отделят спорите.

В народната медицина спорите на комари се използват като лечебно средство за запълване на рани, изгаряния, измръзване, при екзема, циреи, лишеи, еризипел. Стръковете се използват при заболявания на пикочния мехур, черния дроб, дихателните органи, незадържане на урина, стомашни болки, хемороиди, диспепсия и ревматизъм.
Издънките от овчи клубове се използват като еметик, слабително средство, за лечение на хроничен алкохолизъм и тютюнопушене. Цялото растение от клубен мъх съдържа отровния алкалоид селягин, така че лечението трябва да се извършва под наблюдението на лекар.

В козметологията клубните мъхове се използват за фурункулоза и срещу плешивост.

Спорите се използват и в металургията за поръсване на форми при фасонно леене - при изгарянето им се образува слой от газове, който предотвратява залепването на продукта и придава на метала гладка повърхност.

В пиротехниката спорите понякога се добавят към бенгалски огън.

Стъблата на всички видове клубен мъх произвеждат синя боя, подходяща за боядисване на тъкани.

Процесите на дишане и фотосинтеза са "привилегия" на субектите на растителното царство. Познанията по тях са един от онези задължителни минимуми, които се изискват от ученик, който се готви за изпит по биология.

Определение

ДъхРастенията приемат кислород и отделят въглероден диоксид.

фотосинтеза- Това е процесът на образуване на органични вещества с помощта на енергията на слънцето, въглероден диоксид и вода, който се случва в клетките на зелените растения.

Сравнение

Дишането е естествен процес на газообмен, който растенията, както всички живи организми, извършват с външната среда. Дишането се извършва във всички органи на растението. Осъществява се през устицата, лещите и пукнатините в кората на дърветата.

Процесът на дишане протича денонощно. Организацията на дишането се заема от специални клетъчни органели - митохондрии.

Разликата между дишане и фотосинтеза

Фотосинтезата е процес, който е невъзможен без слънчева светлина, поради което се случва само през светлата част на деня или в присъствието на енергията на нашата звезда, съхранявана по-рано от растенията. Фотосинтезата може да се случи само в растителни клетки, които съдържат хлоропласти с пигмента хлорофил. Традиционно фотосинтезата се извършва в листата, докато са зелени, в стъблата, в отделните части на цветето, в плодовете.

В процеса на дишане растителните клетки абсорбират атмосферния кислород, използвайки натрупани органични съединения, по-специално нишесте. В този случай има потребление, отпадъци, унищожаване на органични вещества. В резултат на дишането се отделя въглероден диоксид, който се връща в атмосферата, и вода, която остава в средата на живия организъм.

По време на фотосинтезата растението абсорбира въглероден диоксид и използва съхраняваната вода. Под въздействието на енергията на слънчевите кванти възниква окислително-възстановителна реакция, резултатът от която е образуването на органични вещества (захари или нишесте) и освобождаването на кислород.

Сайт за констатации

1. Дишането осигурява живота на самото растение, а отделеният кислород и органичните вещества, натрупани в резултат на фотосинтезата, правят възможно съществуването на хетеротрофни организми на Земята.
2. Дишането се случва в растенията постоянно, а фотосинтезата се извършва само под въздействието на слънчевата светлина.
3. Всички растителни клетки участват в дишането, а само зелените клетки участват във фотосинтезата.
4. Кислородът се приема по време на дишането и се освобождава по време на фотосинтезата.
5. При дишането органичните вещества се разграждат, а при фотосинтезата се синтезират.

Фотосинтезата е процес на образуване на органична материя от въглероден диоксид и вода на светлина с участието на фотосинтетични пигменти (хлорофил в растенията, бактериохлорофил и бактериородопсин в бактериите). В съвременната физиология на растенията фотосинтезата по-често се разбира като фотоавтотрофна функция - набор от процеси на абсорбция, трансформация и използване на енергията на светлинните кванти в различни ендергонични реакции, включително превръщането на въглеродния диоксид в органични вещества.

Има кислороден и аноксигенен тип фотосинтеза. Кислородната е много по-разпространена, осъществява се от растения, цианобактерии и прохлорофити. В тази статия е описано само това; отделна статия е посветена на аноксигенната фотосинтеза на лилави и зелени бактерии, както и Helicobacteria.

Има три етапа на фотосинтезата: фотофизична, фотохимична и химична. На първия етап, абсорбцията на светлинни кванти от пигменти, преходът им към възбудено състояние и прехвърлянето на енергия към други молекули на фотосистемата. На втория етап има разделяне на зарядите в реакционния център, прехвърлянето на електрони по протежение на фотосинтетичната електронна транспортна верига, което завършва със синтеза на АТФ и NADPH. Първите два етапа се наричат ​​общо зависим от светлината етап на фотосинтезата. Третият етап протича вече без задължителното участие на светлина и включва биохимични реакции на синтеза на органични вещества, използвайки енергията, натрупана на етапа, зависим от светлината. Най-често цикълът на Калвин и глюконеогенезата, образуването на захари и нишесте от въглероден диоксид във въздуха, се считат за такива реакции.

Дишането е основната форма на дисимилация при хора, животни, растения и много микроорганизми. По време на дишането богатите на енергия вещества, принадлежащи на тялото, се разграждат напълно до бедни на енергия неорганични крайни продукти (въглероден диоксид и вода), като за това се използва молекулярен кислород.

Външното дишане се разбира като обмен на газ между тялото и околната среда, включително абсорбцията на кислород и отделянето на въглероден диоксид, както и транспортирането на тези газове в тялото.

Вътрешното (клетъчно) дишане включва биохимични процеси в цитоплазмата на клетките и митохондриите, водещи до освобождаване на енергия.

В организми, които имат големи повърхности в контакт с външната среда, дишането може да възникне поради дифузията на газове директно към клетките (например в листата на растенията, в кухините на животните). При малка относителна повърхност газовете се транспортират чрез кръвообращението (при гръбначните животни и др.) или в трахеята (при насекомите).

Хемосинтезата е метод на автотрофно хранене, при който източникът на енергия за синтеза на органични вещества от CO2 е окислението на неорганични съединения. Подобен вариант за получаване на енергия се използва само от бактерии. Явлението хемосинтеза е открито през 1887 г. от руския учен С. Н. Виноградски.

Трябва да се отбележи, че енергията, освободена в реакциите на окисление на неорганичните съединения, не може да се използва директно в процесите на асимилация. Първо, тази енергия се превръща в енергията на макроергичните връзки на АТФ и едва след това се изразходва за синтеза на органични съединения.

13. Енергия векосистеми

Спомнете си, че екосистемата е съвкупност от живи организми, които непрекъснато обменят енергия, материя и информация помежду си и с околната среда. Помислете първо за процеса на обмен на енергия. Енергията се определя като способност за извършване на работа. Свойствата на енергията се описват от законите на термодинамиката.

Първият закон (начало) на термодинамиката или законът за запазване на енергията гласи, че енергията може да преминава от една форма в друга, но не изчезва и не се създава наново. Вторият закон (началото) на термодинамиката или законът за ентропията гласи, че ентропията може да нараства само в затворена система. По отношение на енергията в екосистемите е удобна следната формулировка: процесите, свързани с енергийните трансформации, могат да възникнат спонтанно само ако енергията премине от концентрирана форма в дифузна, т.е. разгражда се. Мярка за количеството енергия, което става недостъпно за използване, или по друг начин мярка за промяната в реда, която настъпва, когато енергията се влоши, е ентропията. Колкото по-висок е редът на системата, толкова по-ниска е нейната ентропия. По този начин всяка жива система, включително екосистема, поддържа своята жизнена активност поради, първо, наличието в околната среда на излишък от свободна енергия (енергията на Слънцето); второ, способността, поради подреждането на съставните й компоненти, да улавя и концентрира тази енергия и да я използва, за да я разпръсне в заобикаляща среда. По този начин, първо улавянето и след това концентрирането на енергия с прехода от едно трофично ниво към друго осигурява увеличаване на подредеността, организацията на живата система, тоест намаляване на нейната ентропия.

14. Видове взаимоотношения между живите организми. Вътрешновидови и междувидови.

Връзките между организмите могат да бъдат разделени на междувидови и вътревидови. Междувидовите взаимоотношения обикновено се класифицират според „интересите“, въз основа на които организмите изграждат своите взаимоотношения:

Междувидовите взаимодействия са много по-разнообразни:

-неутрализъм (двата вида нямат никакво влияние един върху друг);

-конкуренция (и двата вида си влияят неблагоприятно);

Мутуализъм (двата вида не могат да съществуват един без друг);

- хищничество (хищен вид се храни с плячката си);

-аменсализъм (един организъм потиска развитието на друг);

-коменсализъм (коменсалът се възползва от друг вид, който не е безразличен към тази асоциация).

Вътрешновидова конкуренция:

- пряка конкуренция - животните се бият помежду си до смърт. При растенията - алопатия - отделяне на токсини.

- непряка конкуренция - непряка, т.е. не директно.

Вътрешноспецифични взаимоотношения:

- състезание;

-съперничество;

- взаимопомощ;

- кооперация (стадо).

15. Популации. Структура на населението. Смъртност, раждаемост, преживяемост. криви на оцеляване. Динамика на населението.

Популацията е термин, използван в различни клонове на биологията, както и в генетиката, демографията и медицината. Най-общото значение е в буквалния превод. Популацията е човек, животно или растителна популациянякаква местност. В европейските езици това понятие се отнася преди всичко до човек и на второ място до други живи организми. На руски населението има по-техническо значение като термин, използван предимно в биологични и медицински изследвания. В биологията: популация е определена съвкупност от индивиди от даден вид, която е част от определена биогеоценоза и се проявява в нея със своето специфично функционално и енергийно въздействие. Съвременната генетика внимателно изучава историята на съвременните етнически групи според етногенетични данни в дълбочина от десетки хилядолетия - от изселването на първите общности на "хомо сапиенс" от Африка. Генетичните трансформации на популациите бяха придружени от етнокултурни, които превърнаха популациите през последните хилядолетия в известни исторически народи.

Структура на населението Демографската структура на населението се разбира преди всичко като неговия полов и възрастов състав. Освен това е обичайно да се говори за пространствена структурапопулации - тоест за особеностите на разположението на индивидите в популация в пространството. Познаването на структурата на населението позволява на изследователя да направи изводи за неговото благосъстояние или недостатък. Например, ако в популацията няма генеративни (т.е. способни да произвеждат потомство) индивиди и в същото време има много стари (сенилни) индивиди, тогава може да се направи неблагоприятна прогноза. Такова население може да няма бъдеще. Желателно е да се изследва структурата на населението в динамика: знаейки промяната му в продължение на няколко години, може да се говори много по-уверено за определени тенденции. Възрастова структура на населението. Този тип структура е свързана със съотношението на индивиди от различни възрасти в популацията.

Смъртността е статистика, която оценява броя на смъртните случаи.

Коефициентът на раждаемост е демографски термин, който се определя като съотношение на броя на ражданията за даден период на 1000 жители.

Преживяемост - броят индивиди (като процент), които са оцелели в популация за определен период от време. Обикновено преживяемостта се определя за различни възрасти и полови групи за различни сезони, години, периоди на повишена смъртност.

ОЦЕЛЯВАНЕ - делът на индивидите в популацията, които са оцелели до размножаването. КРИВА НА ОЦЕЛЯВАНЕ:

В диференциална форма зависимостта се определя като dN / dt = rN ((k-N) / k), N е числото. В мат. израз включва съпротивлението на средата. r - враждебен

скорост pop.k – макс. броят на индивидите.

r-видове - пионери, k-видове - с тенденция към балансиране

17. Производителност на общността. екологични пирамиди.

ПРОДУКТИВНОСТ НА ОБЩНОСТТА - важен функционален показател на общността, както и на нейните отделни елементи (автотрофни и хетеротрофни компоненти, отделни трофични нива, популации на всеки вид) е способността им да създават (произвеждат) нова биомаса.

Екологична пирамида - графично изображениевзаимоотношения между производители, потребители и разлагащи се в екосистемата.

Тези пирамиди възникват в екосистеми (биогеоценози) в хранителни вериги. Хранителните вериги се формират в екосистемите в резултат на живота различни видове. По този начин производителите (автотрофни растения) са единствените създатели на органична материя. В биогеоценозата задължително има тревопасни и месоядни животни (консуматори от 1-ви, 2-ри и т.н. редове) и накрая разрушители на органични остатъци (разлагатели). В една екосистема видовете, принадлежащи към тези три основни групи, са в сложни взаимоотношения и образуват хранителни вериги,

Правило на екологичната пирамида

Моделът, според който количеството растителна материя, което служи като основа на хранителната верига, е приблизително 10 пъти по-голямо от масата на тревопасните животни и всяко следващо ниво на храна също има маса 10 пъти по-малка.

Силова верига

Верига от взаимосвързани видове, които последователно извличат органична материя и енергия от оригиналната хранителна субстанция. Всяко предишно звено в хранителната верига е храна за следващото звено.

19. Екология на съобществата и екологични сукцесии.

Общността е набор от взаимодействащи популации, заемащи определена територия, жив компонент на екосистема. Общността функционира като динамична единица с различни трофични нива, енергиен поток и цикъл на хранителни вещества през нея.

Структурата на общността се изгражда постепенно с течение на времето. Пример, който може да се използва като модел за развитие на общността, е колонизирането на скални разкрития от организми на наскоро образуван вулканичен остров. Дърветата и храстите не могат да растат на гола скала, тъй като няма необходима почва за тях. Въпреки това, водорасли и лишеи различни начинипопадат в такива територии и ги населяват, образувайки пионерски общности. Постепенното натрупване на мъртви и разлагащи се организми и ерозията на скалите в резултат на изветряне води до образуването на почвен слой, достатъчен за заселването на по-големи растения, като мъхове и папрати. В крайна сметка тези растения ще бъдат последвани от още по-големи и изискващи повече хранителни вещества форми на семена, включително треви, храсти и дървета.

Такава смяна на едни видове от други за определен период от време се нарича екологична сукцесия. Финалобщност - устойчива, самообновяваща се и в равновесие с околната среда - нарича се климаксна общност. В животинския свят на тези общности също има промяна на едни видове от други, до голяма степен поради промяна в растителността, но този процес зависи и от това кои животни могат да мигрират от съседни общности.

Типът сукцесия, описан по-горе, започваща с колонизацията на открита скала или друга повърхност, лишена от почва (като пясък или бивш ледник), се нарича първична сукцесия. За разлика от това, вторичната се нарича сукцесия, която започва там, където повърхността е напълно или до голяма степен лишена от растителност, но преди това е била под влиянието на живи организми и има органичен компонент. Това са например горски сечища, опожарени площи или изоставени земеделски земи. Тук семена, спори и органи могат да се съхраняват в почвата. вегетативно размножаване, като коренища, което ще окаже влияние върху наследяването. Както при първичните, така и при вторичните сукцесии, флората и фауната на околните райони са основният фактор, определящ видовете растения и животни, включени в сукцесията в резултат на случайно разпръскване и миграции.

20. Биологичното разнообразие е в основата на стабилността на екосистемата.

Биоразнообразието (биологичното разнообразие) е разнообразието на живота във всичките му проявления. В по-тесен смисъл биоразнообразието се разбира като разнообразие на три нива на организация: генетично разнообразие (разнообразието на гените и техните варианти - алели), разнообразие на видовете в екосистемите и, накрая, разнообразие на самите екосистеми.

Биоразнообразието е ключова концепция в дискусията за опазване. Биоразнообразието се определя като „променливостта на живите организми от всички източници, включително сухоземни, морски и други водни екосистеми и екологични комплексиот която те са част: това включва разнообразие в рамките на видовете, разнообразие от видове и разнообразие от екосистеми.

Има три основни типа биоразнообразие:

- генетично разнообразие, отразяващо вътревидовото разнообразие и дължащо се на изменчивостта на индивидите;

- видово разнообразие, отразяващо многообразието на живите организми (растения, животни, гъби и микроорганизми). В момента са описани около 1,7 милиона вида, въпреки че има общ брой, според някои оценки, е до 50 милиона;

- Разнообразието на екосистемите включва разликите между типовете екосистеми, разнообразието на местообитанията и екологичните процеси. Те отбелязват разнообразието на екосистемите не само по отношение на структурни и функционални компоненти, но и по отношение на мащаба - от микробиогеоценозата до биосферата;

Понякога разнообразието от ландшафти се отделя като отделна категория, отразяваща особеностите на териториалната структура и влиянието на местните, регионалните и националните култури на обществото.

Има много причини за необходимостта от опазване на биоразнообразието: необходимостта от биологични ресурси за задоволяване на нуждите на човечеството (храна, материали, лекарства и др.), етични и естетически аспекти (животът е ценен сам по себе си) и др. въпреки това главната причинаопазването на биоразнообразието се състои в това, че то играе водеща роля в осигуряването на устойчивостта на екосистемите и биосферата като цяло (абсорбиране на замърсяване, стабилизиране на климата, осигуряване на условия, подходящи за живот). Биоразнообразието изпълнява регулаторна функция (виж Концепцията за биотична регулация, Горшков V.G.) при осъществяването на всички биогеохимични, климатични и други процеси на Земята. Всеки вид, колкото и незначителен да изглежда, допринася за осигуряването на устойчивост не само на „местната“ местна екосистема, но и на биосферата като цяло.

21. Хомеостаза на системите.

Хомеостазата е способността на отворена система да поддържа постоянството на своето вътрешно състояние чрез координирани реакции, насочени към поддържане на динамичен баланс.

Хомеостазата е способността на една екосистема да се саморегулира, т.е. способността да се поддържа баланс.

Хомеостазата се основава на принципа на обратната връзка.

– Отрицателна (отклонението от нормата намалява)

– Положителна (отклонението от нормата се увеличава)

Възможно е да се поддържа хомеостаза в рамките на отрицателната обратна връзка. Във всяка екосистема, където съществуват хранителни вериги, има определени канали за предаване на информация: химически, генетични, енергийни и т.н. Стабилността на общността се определя от броя на връзките в трофичната пирамида. Балансът на екологичния цикъл и балансът на екосистемите се осигурява чрез механизъм за обратна връзка: контролният компонент получава информация от контролирания и съответно прави корекции в по-нататъшния процес на управление. Пример за елени-вълци. Появата на смущения е нарушение на обратната връзка. Силна намеса - смърт на екосистемите. Намеса: частична (токсични химикали, отстрел на животни, риболов); ограничаване - унищожаване на екосистемата (разрушаване на основното трофично ниво). Хомеостатичното плато е област, в която една екосистема е в състояние да поддържа своята стабилност въпреки стресовите влияния.

22. Кръговрат на веществата. Големи (геоложки) и малки (биогеохимични) Обменни и резервни фондове.

Кръговратът в биосферата се разбира като повтарящи се процеси на трансформации и пространствени премествания на веществата, които имат определено движение напред, изразяващо се в качествени и количествени различия в отделните цикли. Има 2 цикъла - голям (геоложки) и малък (биотичен). Голям (геоложки) цикъл на материята продължава от няколко хиляди до няколко милиона години, включително такива процеси като водния цикъл и денудацията на сушата. ДУНУДАЦИЯТА на земята се състои от общото изтегляне на материя от земята (52990 милиона тона/година), общото доставяне на материя в сушата (4043 милиона тона/година) и възлиза на 48947 милиона тона/година. Антропогенната намеса води до ускоряване на денудацията, което води например до земетресения в зоните на резервоари, изградени в сеизмично активни райони. МАЛКАТА (биотична) циркулация на веществата възниква на ниво биогеоциноза или биогеохимичен цикъл.

Енергийният баланс на биосферата е съотношението между погълнатата и излъчената енергия. Тя се определя от пристигането на енергията на Слънцето и космическите лъчи, която се абсорбира от растенията по време на фотосинтезата, част се превръща в други видове енергия, а друга част се разсейва в космическото пространство.

Кръговрат в биосферата - повтарящи се процеси на трансформации и пространствени движения на веществата, които имат определено движение напред, изразяващо се в качествени и количествени различия в отделните цикли.

23. Хидрологичен цикъл.

Водният цикъл на Земята, наричан още хидрологичен цикъл, включва навлизането на вода в атмосферата чрез изпарение и връщането й обратно в резултат на кондензация и валежи.

Най-общо водният цикъл винаги се състои от изпарение, кондензация и утаяване. Но включва три основни „цикла“:

повърхностен отток: водата става част от повърхностните води;

изпарение - транспирация: водата се абсорбира от почвата, задържа се като капилярна вода и след това се връща в атмосферата, изпарявайки се от земната повърхност, или се абсорбира от растенията и се отделя като пара по време на транспирация;

подпочвени води: водата навлиза и се движи през земята, захранвайки кладенци и извори и по този начин навлизайки отново в повърхностната водна система.

Според схемата на кръговрата на водата водният фонд в атмосферата е малък; скоростта на оборот е по-висока и времето на престой е по-кратко, отколкото за въглеродния диоксид. Глобалното въздействие на човешките дейности започва да се отразява на водния цикъл. Отчитането на валежите и речния поток в целия свят вече е добре установено; необходимо е обаче възможно най-скоро да се установи по-пълен контрол на всички основни пътища на движение на водата в цикъла. Два други аспекта на водния цикъл трябва да бъдат подчертани.

1. Имайте предвид, че морето губи повече вода поради изпарение, отколкото получава с валежите; на сушата ситуацията е обратна. С други думи, тази част от валежите, които поддържат сухоземните екосистеми, включително тези, доставящи храна на хората, идват от изпарение от морето. Установено е, че в много райони 90% от валежите идват от морето.

2. Според оценките теглото на водата на сладките езера и реки е 0,25 геограма (1 геограм = 1020 g), а годишният отток е 0,2 геограма; следователно времето за изпълнение е около година. Разликата между количеството на валежите за година (1,0 геограма) и оттока (0,2 геограма) е 0,8; това е стойността на годишния приток на вода в подпочвените водоносни хоризонти. Както вече споменахме, увеличаването на оттока в резултат на човешката дейност може да намали фонда на подземните води, което е много важно за цикъла. Трябва да връщаме повече вода във водоносните хоризонти, вместо да се опитваме да съхраняваме цялата в езера, където се изпарява по-бързо

24. Цикли на въглерод, азот, фосфор и сяра.

ВЪГЛЕРОДНИЯТ ЦИКЪЛ.

Въглеродът се среща в природата както в свободно състояние, така и във форма

множество връзки. Свободният въглерод се среща като диамант и

графит.

Въглеродните съединения са много разпространени. В допълнение към изкопаемите въглища, в недрата

Земята съдържа големи натрупвания на петрол, който е сложна смес

различни въглеродсъдържащи съединения, главно въглеводороди.

Освен това растителните и животинските организми са съставени от вещества в

в образуването на които въглеродът играе основна роля.

Въглеродният диоксид се абсорбира от производствените растения и в процеса

фотосинтезата се превръща във въглехидрати, протеини, липиди и други органични

връзки. Тези вещества с храна се използват от консумативни животни.

В същото време в природата протича и обратен процес. Всички живи

Организмите дишат, като отделят въглероден диоксид в атмосферата.

Мъртвите растителни и животински останки и животински екскременти се разлагат

(минерализиран) от микроорганизми разлагащи. Краен продукт

минерализация - въглероден диоксид - се освобождава от почвата или водните тела в

атмосфера. Част от въглерода се съхранява в почвата под формата на органични вещества

връзки.

Въглеродът навлиза в атмосферата от

автомобилни изгорели газове, с димни емисии от заводи и фабрики.

В процеса на кръговрата на въглерода в биосферата енергията

ресурси - нефт, въглища, горими газове, торф, дърва, които

широко използвани от човека. Всички тези вещества се произвеждат

фотосинтезиращи растения с течение на времето. Възраст на горите - десетки и

стотици години; торфени блата - хиляди години; въглища, нефт, газове - стотици милиони

години. Трябва да се има предвид, че дървесината и торфът са възобновяеми ресурси;

възпроизвеждани за сравнително кратки периоди от време, и масло,

горимият газ и въглищата са незаменими ресурси.

АЗОТНИЯТ ЦИКЪЛ.

По-голямата част от азота се намира в природата в свободно състояние. Неорганичните азотни съединения не се срещат в природата в големи количества.

слоеве на брега Тихи океанв Чили. Почвата съдържа малко

количества азот, за предпочитане под формата на соли на азотна киселина. Но във формата

сложни органични съединения - протеини - азотът е част от всички живи

организми.

Азотът е основен елемент. Намира се в протеини и нуклеини

киселини. Цикълът на азота е тясно свързан с цикъла на въглерода. частично

азотът идва от атмосферата поради образуването на азотен оксид (IV) от

азот и кислород под действието на електрически разряди по време на гръмотевични бури.

Въпреки това по-голямата част от азота навлиза във водата и почвата поради фиксация.

азот във въздуха от живи организми.

Най-ефективните азотфиксатори са нодулните бактерии, които живеят в корените на бобовите растения. Азотът от различни източници постъпва в корените на растенията, усвоява се от тях и се транспортира до стъблата и листата, където в процеса на биосинтеза се изграждат протеини.

Растителните протеини служат като основа на азотното хранене на животните. След като умря

организми, протеините под действието на бактерии и гъбички се разграждат с отделянето на

амоняк. Амонякът частично се консумира от растенията и частично се използва

разлагащи бактерии. В резултат на жизнените процеси на някои

бактериите превръщат амоняка в нитрат. Нитрати, като амониеви йони,

консумирани от растения и микроорганизми. Част от нитратите под действието

специална група бактерии се редуцира до елементарен азот, който

изпуснати в атмосферата. Това затваря цикъла на азота в природата.

ФОСФОРЕН ЦИКЪЛ

Поради

лесно окисляемост фосфор в свободно състояние в природата не е така

отговаря. От естествените съединения на фосфора най-важно е

калциев ортофосфат, който понякога се образува под формата на минерала фосфорит

големи депозити. Най-богатите находища на фосфорити се намират на юг

Казахстан в планината Каратау. Фосфорът, подобно на азота, е от съществено значение за всички живи същества.

същества, тъй като е част от някои протеини като растителни,

както и животински произход. Растенията съдържат фосфор като основен

път в протеините на семената, в животинските организми - в протеините на млякото, кръвта,

мозъка и нервните тъкани. Като киселинен остатък на фосфорна киселина

фосфорът е част от нуклеиновите киселини - сложни органични

полимерни съединения, пряко участващи в процесите

предаване на наследствени свойства на жива клетка. Суровина за получаване

фосфор и неговите съединения са фосфорити и апатити. естествен фосфорит

или апатитът се натрошава, смесва се с пясък и въглища и се нагрява в пещи с

използване на електрически ток без достъп на въздух във всички живи организми.

Основният му източник са скали (предимно магмени

ние). Представен е основно от апатит и флуорапатит. В седиментните скали обикновено е вивианит, уейвлит, фосфорит. С образуването на биосферата отделянето на фосфор от скалите се увеличава, което води до значително преразпределение на него. При превръщането на фосфора

живата материя играе важна роля. Организмите абсорбират фосфор от почвите

водни разтвори. Фосфорът се намира в протеини, нуклеинови киселини и

други органични съединения.

Особено много фосфор в костите на животните. С гибел

организми, фосфорът се връща в почвата, той се концентрира във форма

морски фосфатни възли, отлагания на рибени кости, което създава условия за

образуването на богати на фосфор скали, които от своя страна служат

източник на фосфор в биогенния цикъл.

СЯРНИЯТ ЦИКЪЛ.

Сярата се среща в природата както в свободно състояние (естествена сяра), така и

и в различни съединения. Серните съединения са много разпространени

различни метали. От серните съединения в природата също са често срещани

сулфати, главно калций и магнезий. И накрая, серни съединения

Сярата се използва широко в националната икономика. Сяра под формата на сяра

използвани за унищожаване на определени вредители по растенията. Прилага се

също за производство на кибрит, ултрамарин (синьо багрило), въглероден дисулфид и

редица други вещества.

Цикълът на сярата се извършва в атмосферата и литосферата. Навлизането на сярата в

атмосфера се среща под формата на сулфати, серен анхидрид и сяра от

литосфера по време на вулканични изригвания, под формата на сероводород поради

разлагане на пирит (FeS2) и органични съединения. антропогенен източник

емисиите на сяра в атмосферата са топлоелектрически централии други

обекти, където се изгарят въглища, нефт и други въглеводороди, и

навлизането на сяра в литосферата, по-специално в почвата, става с торове

и органични съединения. Пренос на серни съединения в атмосферата

извършвани от въздушни течения и валежи на земната повърхностили

под формата на прах или с атмосферни валежи под формата на дъжд (киселинен дъжд) и

сняг. На повърхността на Земята в почвата и водните тела възниква свързване

сулфатни и сулфитни серни съединения с калций, за да образуват гипс

(CaSO4). В допълнение, сярата е заровена в седиментни скали с

органични остатъци от растителен и животински произход, от които

допълнително се образуват въглища и нефт. При промяна на почвата

серни съединения възниква с участието на сулфобактерии с помощта

сулфатни съединения и отделяне на сероводород, който, влизайки в

атмосфера и като се окислява отново се превръща в сулфати. В допълнение, сероводород

почвата може да се редуцира до сяра, която денитрифицира

окислени до сулфати от бактерии.

25. Принципи на функциониране на екосистемите.

Получаването на ресурси и освобождаването от отпадъците се извършват в рамките на цикъла на всички елементи.

Този принцип е в хармония със закона за запазване на масата. Тъй като атомите не възникват, изчезват или се превръщат един в друг, те могат да се използват неограничено дълго време в голямо разнообразие от съединения и предлагането им е практически неограничено. Точно това се случва в естествените екосистеми.

Много е важно да се подчертае обаче, че биологичният цикъл не се осъществява само за сметка на материята, тъй като той е резултат от дейността на организмите, които изискват постоянни енергийни разходи, доставяни от Слънцето, за да осигурят своята жизнена дейност. Енергията на слънчевите лъчи, погълната от зелените растения, за разлика от химичните елементи, не може да се използва от организмите неограничено време. Това заключение следва от втория закон на термодинамиката: когато енергията се трансформира от една форма в друга, тоест когато се извършва работа, тя частично се трансформира в топлинна форма и се разсейва в околната среда.

Следователно всеки цикъл от цикъла, който зависи от активността на организмите и е придружен от енергийни загуби от тях, изисква все повече и повече нови енергийни доставки.

И така, съществуването на екосистеми от всякакъв ранг и живот на Земята като цяло се дължи на постоянната циркулация на веществата, която от своя страна се поддържа от постоянен приток на слънчева енергия. Това е вторият основен принцип на функционирането на екосистемите:

Екосистемите съществуват благодарение на незамърсяващата и практически вечна слънчева енергия, чието количество е относително постоянно и изобилно.

26. Качество на околната среда. MPC. Ефектът от сумирането на MPC с голям брой замърсители. MPC на работни зони. MPC средно дневно.

Качеството на околната среда е състоянието на природните и преобразуваните от човека екологични системи, което запазва способността им за постоянен метаболизъм и енергия, възпроизвеждане на живот.

Максимално допустима концентрация (MPC) - санитарен и хигиенен стандарт за съдържанието на вредно вещество в околната (или производствената) среда, одобрен със закон, който практически не засяга човешкото здраве и не причинява неблагоприятни ефекти.

Много токсични вещества имат ефект на сумиране, т.е. техните смеси имат по-токсичен ефект върху живите организми, отколкото отделните компоненти.В този случай е необходимо да се вземе предвид комбинираният ефект на примесите върху хората и околната среда.

Максимално допустима концентрация на вредно вещество във въздуха на работната зона.Тази концентрация не трябва да причинява на работниците, при ежедневно вдишване в продължение на 8 часа, за целия период на трудов стаж заболявания или отклонения от нормата в здравословното състояние, които биха могли да бъдат открити чрез съвременни изследователски методи директно по време на работа или в дългосрочен план.

MPCs.s е средноденонощната максимално допустима концентрация на вредно вещество във въздуха на населените места.Тази концентрация на вредно вещество не трябва да оказва пряко или косвено вредно въздействие върху човешкия организъм при условия на неограничено продължително денонощно вдишване.

27. Мониторинг на околната среда. Класификация на системите за мониторинг.

Мониторингът е систематично събиране и обработка на информация, която може да се използва за подобряване на процеса на вземане на решения, както и косвено за информиране на обществеността или директно като инструмент за обратна връзка за изпълнение на проекти, оценка на програми или разработване на политики. Има една или повече от три организационни функции:

Идентифицира състоянието на критични или променящи се явления в околната среда, за които ще бъде разработен курс на действие за в бъдеще;

може да помогне за изграждането на взаимоотношения с околната среда чрез предоставяне на обратна връзка за предишни успехи и неуспехи на определена политика или програма;

може да бъде полезно за установяване на съответствие с правила и договорни задължения.

класификация

(мониторинг на източници на въздействие) Източници на въздействие->

(Мониторинг на факторите на влияние) Фактори на влияние: Физически, Биологични, Химични->

(Мониторинг на състоянието на биосферата): Природни среди: атмосфера, океан, земна повърхност с реки и езера, биота

28. Хидросфера. Замърсяване на хидросферата. Понятията ХПК, БПК.

Хидросферата е съвкупността от всички водни запаси на Земята.

По-голямата част от водата е концентрирана в океана, много по-малко - в континенталната речна мрежа и подпочвените води. В атмосферата също има големи запаси от вода под формата на облаци и водни пари. Над 96% от обема на хидросферата са морета и океани, около 2% са подземни води, около 2% са лед и сняг и около 0,02% са повърхностни води на сушата. Част от водата е в твърдо състояние под формата на ледници, снежна покривка и вечна замръзналост, представляващи криосферата.

Повърхностните води, които заемат сравнително малък дял от общата маса на хидросферата, въпреки това играят важна роля в живота на нашата планета, като основният източник на водоснабдяване, напояване и поливане. Тази геосфера е в постоянно взаимодействие с атмосферата, земната кора и биосферата.

Взаимодействието на тези води и взаимните преходи от един вид вода към друг представляват сложен воден цикъл на земното кълбо. Хидросферата е първото място, където се е зародил животът на Земята. Едва в началото на палеозойската ера започва постепенната миграция на животински и растителни организми на сушата.

Основните видове замърсяване на хидросферата.

1. Замърсяването с нефт и нефтопродукти води до появата на нефтени петна, което възпрепятства процесите на фотосинтеза във водата поради прекратяване на достъпа до слънчева светлина, а също така причинява смъртта на растения и животни. Всеки тон масло създава маслен филм на площ до 12 квадратни метра. км. Възстановяването на засегнатите екосистеми отнема 10-15 години.

2. Замърсяването с отпадъчни води в резултат на промишлено производство, минерални и органични торове в резултат на селскостопанско производство, както и битови отпадъчни води води до еутрофикация на водните тела и тяхното обогатяване хранителни вещества, което води до прекомерно развитие на водорасли и до смърт на други водни екосистеми със застояла вода (езера, водоеми), а понякога и до преовлажняване на района.

3. Йонно замърсяване тежки металипречи на живота на водните организми и хората.

4. Киселинният дъжд води до подкисляване на водните басейни и до смъртта на екосистемите.

5. Радиоактивното замърсяване е свързано с изхвърлянето на радиоактивни отпадъци във водни обекти.

6. Топлинното замърсяване причинява изхвърляне на загрята вода от ТЕЦ и АЕЦ във водни басейни, което води до масово развитие на синьо-зелени водорасли, т.нар. цъфтеж на водата, намаляване на количеството кислород и отрицателно засяга флората и фауната на водните тела.

7. Механичното замърсяване повишава съдържанието на механични примеси.

8. Бактериалното и биологичното замърсяване е свързано с различни патогенни организми, гъби и водорасли.

COD е количеството кислород в милиграми на 1 литър вода, необходимо за окисляване на въглеродните вещества доCO2 иH2О, азотсъдържащи до нитрати, сяросъдържащи до сулфати, фосфорсъдържащи до фосфати.

БПК е показател, използван за характеризиране на степента на замърсяване на отпадъчните води с органични примеси, които могат да бъдат разградени от микроорганизми с консумация на кислород.

29. Замърсяване на морета и реки. Самопречистване на хидросферата.

Процесът на самопречистване в хидросферата е свързан с кръговрата на водата в природата. Във водоемите този процес се осигурява от съвместната дейност на организмите, които ги обитават. IN идеални условияпроцесът на самопречистване протича достатъчно бързо и водата възстановява първоначалното си състояние. Факторите, които определят самопречистването на водните тела, могат да бъдат разделени на три групи: физични, химични, биологични.

Сред физичните фактори основните са разреждането, разтварянето и смесването на постъпващите замърсители. Например, силният речен поток осигурява добро смесване, което води до намаляване на концентрацията на суспендирани частици. Утаяването на неразтворими частици във водата по време на утаяването на замърсените води допринася за самопречистването на водоемите. Под действието на гравитацията микроорганизмите се отлагат върху органични и неорганични частици и постепенно потъват на дъното, докато са изложени на други фактори. Увеличаването на интензивността на действието на физическите фактори допринася за бързата смърт на замърсяващата микрофлора. Когато е изложена на ултравиолетово лъчение, водата се дезинфекцира въз основа на директния разрушителен ефект на тези лъчи върху протеиновите колоиди и ензимите на протоплазмата на микробните клетки. Ултравиолетовото лъчение може да засегне не само обикновените бактерии, но и споровите организми и вирусите.

Нефтът и нефтопродуктите са основните замърсители на водния басейн. На танкерите, превозващи нефт и неговите производни, преди всяко следващо товарене, като правило, контейнерите (цистерните) се измиват, за да се отстранят остатъците от превозвания по-рано товар. Водата за измиване, а с нея и останалата част от товара, обикновено се изхвърлят зад борда. Освен това, след доставката на петролни товари до пристанищата на местоназначение, танкерите най-често се изпращат празни до точката на ново натоварване. В този случай, за да се осигури подходящо газене и безопасност на корабоплаването, резервоарите на кораба се пълнят с баластна вода. Тази вода е замърсена с петролни остатъци и преди товаренето на нефт и нефтопродукти се излива в морето. От общия товарооборот на световния морски флот в момента 49% се падат на петрола и неговите производни. Всяка година около 6000 танкера от международни флоти транспортират 3 милиарда тона петрол. Тъй като превозът на петролни товари се увеличи, все повече и повече петрол започна да пада в океана по време на аварии.

Пречистването на водата в океана се дължи на филтрационния капацитет на планктона. В продължение на 40 дни повърхностен слой вода с дебелина стотици метри преминава през апарата за филтриране на планктона.

30. Отпадни води. Еутрофикация на водни тела.

Отпадъчни води - всяка вода и валежи, зауствани във водни обекти от териториите на промишлени предприятия и населени места чрез канализационната система или гравитачно, чиито свойства са влошени в резултат на човешка дейност.

Отпадъчните води могат да бъдат класифицирани според следните критерии:

по произход:

индустриални (промишлени) отпадъчни води (образувани в технологични процесипри производството или добива на полезни изкопаеми), се заустват чрез промишлена или комбинирана канализационна система

битови (битово-фекални) отпадъчни води (образувани в жилищни помещения, както и в битови помещения на работа, например душове, тоалетни), се заустват чрез битова или комбинирана канализационна система

атмосферните отпадъчни води (разделени на дъждовни и стопени, т.е. образувани по време на топенето на сняг, лед, градушка), като правило, се изхвърлят през дъждовна канализационна система

Еутрофикацията е обогатяване на реки, езера и морета с хранителни вещества, придружено от увеличаване на продуктивността на растителността във водните тела. Еутрофикацията може да бъде резултат както от естествено стареене на резервоара, така и от антропогенни въздействия. Основен химически елементидопринасящи за еутрофикацията – фосфор и азот.

Еутрофните водни тела се характеризират с богата крайбрежна и сублиторална растителност и обилен планктон. Изкуствено небалансираната еутрофикация може да доведе до бързо развитие на водорасли ("цъфтеж" на водите), недостиг на кислород и смърт на риби и други животни. Този процес може да се обясни с ниското проникване на слънчева светлина в дълбините на резервоара (поради фитопланктона на повърхността на резервоара) и в резултат на това липсата на фотосинтеза в дънните растения и следователно липсата на кислород.

31.литосфера. Видове замърсяване на литосферата.

Литосферата е твърдата обвивка на Земята. Състои се от земната кора и горната част на мантията, до астеносферата, където скоростите на сеизмичните вълни намаляват, което показва промяна в пластичността на скалите.

Литосферата е разделена на блокове - литосферни плочи, които се движат по сравнително пластичната астеносфера. Разделът на геологията върху тектониката на плочите е посветен на изучаването и описанието на тези движения.

Литосферата под океаните и континентите варира значително. Литосферата под океаните е претърпяла много етапи на частично топене в резултат на образуването на океанска кора, тя е силно обеднена на редки елементи с ниска топимост и се състои главно от дунити и хацбургити.

Литосферата е замърсена от течни и твърди замърсители и отпадъци.

Източниците на замърсяване на почвата могат да бъдат класифицирани по следния начин

Жилищни сгради и комунални услуги. Съставът на замърсителите в тази категория източници е доминиран от битовите отпадъци, хранителни отпадъци, строителни отпадъци, отпадъци отоплителни системи, захабени вещи от бита и др. Всичко това се събира и извозва на сметищата. За големите градове събирането и унищожаването на битови отпадъци в депата се превърна в неразрешим проблем. Обикновеното изгаряне на боклук в градските сметища е съпроводено с отделяне на токсични вещества. При изгаряне на такива предмети, например хлорсъдържащи полимери, се образуват силно токсични вещества - диоксиди. Въпреки това, в последните годиниРазработват се методи за унищожаване на битови отпадъци чрез изгаряне. Обещаващ метод е изгарянето на такъв боклук върху топилни топки.

Индустриални предприятия. Твърдите и течни промишлени отпадъци постоянно съдържат вещества, които могат да имат токсичен ефект върху живите организми и растения. Например солите на тежките цветни метали обикновено присъстват в отпадъците от металургичната промишленост. Инженерната индустрия изпуска в околната среда естествена средацианиди, арсенови, берилиеви съединения; при производството на пластмаси и изкуствени влакна се образуват отпадъци, съдържащи фенол, бензен, стирен; при производството на синтетични каучуци, отпадъци от катализатори, нестандартни полимерни съсиреци попадат в почвата; при производството на каучукови изделия в околната среда попадат прахообразни съставки, сажди, които се утаяват върху почвата и растенията, отпадъци от гумено-текстилни и каучукови части, а при експлоатацията на гумите - износени и повредени гуми, вътрешни гуми. и ленти за джанти. Съхранение и изхвърляне износени гумиса все още неразрешени проблеми, тъй като това често причинява тежки пожари, които са много трудни за гасене.

Търсене в сайта:

2015-2020 lektsii.org -

Дишането на растенията и животните в биологията е уникален и универсален процес. Той действа като неделима собственост на всеки организъм, който обитава Земята. Помислете по-нататък как се случва дишането на растенията.

Биология

Животът на организмите, както всяка проява на тяхната дейност, е пряко свързан с потреблението на енергия. Дишането на растенията, храненето, органите, фотосинтезата, движението и абсорбцията на вода и необходимите съединения, както и много функции, са свързани с непрекъснатото задоволяване на необходимите нужди. Организмите се нуждаят от енергия. Той идва от консумираните хранителни съединения. В допълнение, тялото се нуждае от пластмасови вещества, които служат като строителен материал за клетките. Разграждането на тези съединения, което се случва по време на дишането, е придружено от освобождаване на енергия. Осигурява и задоволяване на жизненоважни потребности.

Растеж и дишане на растенията

Тези два процеса са тясно свързани помежду си. Пълното дишане на растенията осигурява активното развитие на организма. Самият процес е представен като сложна система, включваща множество спрегнати редокс реакции. В хода им се променя химическата природа на органичните съединения и се изразходва наличната в тях енергия.

основни характеристики

Клетъчното дишане на растенията е окислителен процес, който протича с участието на кислород. В хода му се извършва разлагането на съединенията, което се съпровожда от образуването на химически активни продукти и освобождаването на енергия. Общото уравнение за целия процес изглежда така:

С6Н12О6 + 602 > 6С02 + 6Н20 + 2875 kJ/mol

Не цялата енергия, която се освобождава, може да се използва за поддържане на жизнените процеси. Тялото се нуждае главно от тази част от него, която е концентрирана в АТФ. В много случаи синтезът на аденозинтрифосфат се предшества от образуването на разлика в електрическите заряди на мембраната. Този процес е свързан с разликите в концентрацията на водородни йони от различните му страни. Според съвременните данни не само аденозинтрифосфатът, но и протонният градиент действа като източник на енергия за осигуряване на жизнената активност на клетката. И двете форми могат да се използват за активиране на процесите на синтез, прием, движение на хранителни вещества и вода, образуване на потенциална разлика между външната среда и цитоплазмата. Енергията, която не се съхранява в АТФ и протонния градиент, се разсейва повече като светлина или топлина. Безполезно е за тялото.

Защо е необходим този процес?

Какво е значението на дишането при растенията? Този процес се счита за централен в живота на организма. Енергията, която се отделя при дишането, се използва за растеж и поддържане на вече развитите части на растението в активно състояние. Това обаче далеч не са всички точки, които определят важността на този процес. Помислете за основната роля на дишането на растенията. Този процес, както бе споменато по-горе, е сложна редокс реакция. Преминава през няколко етапа. На междинните етапи се образуват органични съединения. Впоследствие те се използват в различни метаболитни реакции. Междинните продукти включват пентози и органични киселини. Следователно дишането на растенията е източник на много метаболити. От общото уравнение може да се види, че по време на този процес се образува и вода. При условия на дехидратация може да спаси тялото от смърт. Най-общо казано, дишането е обратното на фотосинтезата. В някои случаи обаче тези процеси се допълват взаимно. Те допринасят за доставката както на енергийни еквиваленти, така и на метаболити. В някои случаи, когато енергията се отделя под формата на топлина, дишането на растенията води до безполезна загуба на сухо вещество. Следователно увеличаването на интензивността на този процес далеч не винаги е полезно за тялото.

Особености

Дишането на растенията се извършва денонощно. По време на този процес организмите абсорбират кислород от атмосферата. Освен това те вдишват О2, образуван в тях в резултат на фотосинтезата и наличен в междуклетъчните пространства. През деня кислородът навлиза главно през устицата на младите издънки и листа, лещата на стъблата, както и кожата на корените. През нощта почти всички растения ги покриват. През този период растенията използват за дишане кислород, който се е натрупал в междуклетъчните пространства и се е образувал при фотосинтезата. Кислородът, влизащ в клетките, окислява съдържащите се в тях органични комплексни съединения, превръщайки ги във вода и въглероден диоксид. В този случай се освобождава енергията, изразходвана за тяхното образуване по време на фотосинтезата. Въглеродният диоксид се отстранява от тялото през клетъчната повърхност на младите корени, лещата и устицата.

Преживявания

За да сте сигурни, че дишането на растенията наистина се случва, можете да направите следното:

Как да използваме придобитите знания?

В процеса на отглеждане на култивирани насаждения почвата се уплътнява и съдържанието на въздух в нея значително намалява. За да се подобри протичането на жизнените процеси, се извършва разрохкване на почвата. Растенията, които се отглеждат на преовлажнени (силно навлажнени) почви, особено страдат от липса на кислород. Подобреното снабдяване с O2 се постига чрез отводняване на земята. Прахът, който се утаява върху листата, влияе негативно върху процеса на дишане. Неговите твърди малки частици запушват устицата, което значително усложнява доставката на кислород до листата. В допълнение, примесите, които влизат във въздуха по време на горенето в промишлени предприятия, също имат вредно въздействие. различен видгориво. В тази връзка при озеленяване на градска територия по правило се засаждат дървета, които са устойчиви на прах. Те включват например конски кестен, липа, череша, топола. По време на съхранението на зърното трябва да се обърне специално внимание на съдържанието на влага. Факт е, че с повишаване на нивото му интензивността на дишането се увеличава. Това от своя страна допринася за това, че семената започват силно да се нагряват от отделената топлина. Това от своя страна се отразява негативно на ембрионите – те умират. За да се избегнат подобни последствия, семената, които се съхраняват, трябва да са сухи. Самата стая трябва да е добре проветрена.

Заключение

По този начин дишането на растенията е от голямо значение за осигуряване на нормалното им развитие на всеки етап. Без този процес е невъзможно не само да се осигури нормалното функциониране на тялото, но и формирането на всички негови секции. По време на дишането се образуват най-важните съединения, без които съществуването на растението е невъзможно. Този сложен, многоетапен процес е централна връзка в целия живот на всеки организъм. Познаването на това допринася за осигуряване на подходящи условия за отглеждане и съхранение на културните растения, постигане на високи добиви от зърнени и други земеделски насаждения. Известно е, че при дишане се отделя топлина. В близост до някои посеви температурата на въздуха може да се повиши с над 10 градуса. Този имот се използва от лице за различни цели.

Кандидат на селскостопанските науки А. ТАРАБРИН

ГОЛЯМА НАУКА В МАЛКА ГРАДИНА

Известно е, че всяко растение "произвежда" храна не само от почвата, но и от въздуха. 95% от добива се определя от органични вещества, получени в зелените листа поради въздушното хранене на растенията - фотосинтезата, а само останалите 5% зависят от почвеното или минералното хранене.

Въпреки това, повечето градинари се фокусират предимно върху минералното хранене. Те редовно наторяват, разхлабват почвата, поливат, забравяйки за въздушното хранене на растенията. Дори приблизително е невъзможно да се каже колко "не получаваме" реколтата само защото изглежда, че "не забелязваме" фотосинтезата.

Мащабът на фотосинтезата и нейното значение в природата може да се съди по количеството слънчева енергия, прихваната от зелените листа и "консервирана" в растенията. Всяка година само земните растения съхраняват толкова енергия под формата на въглехидрати, колкото сто хиляди големи градове биха могли да използват за 100 години!

К. А. Тимирязев говори за значението и същността на фотосинтезата през 1878 г. в известната си книга "Животът на растенията". „Веднъж, някъде, слънчев лъч падна на Земята, но той не падна върху безплодна почва, той падна върху зелено житно острие, или по-скоро върху хлорофилно зърно. Ударяйки го, той угасна, престана да бъде светлина , но не изчезна, той само харчи пари за вътрешна работа. Под една или друга форма тя е влизала в състава на хляба, който ни е служил за храна. То се е трансформирало в нашите мускули, в нашите нерви. Този лъч ни топли. Той ни задвижва. Може би в този момент играе в мозъка ни... "Тези думи не са остарели досега. През последните години те само се усъвършенстват и допълват с нови данни за дишането.

При растенията дишането е основно обратното на фотосинтезата. Молекулата на глюкозната захар се окислява от атмосферния кислород до въглероден диоксид и вода, освобождавайки енергията, съхранявана във въглехидратите. Тази енергия се използва за осъществяване и поддържане на всички жизнени процеси: усвояване и изпаряване на вода и минерални соли, растеж и развитие на растенията.

Именно в освобождаването на енергия и насочването й към нуждите на растенията е основният смисъл на дишането, което се случва във всички живи клетки на растенията.

Всъщност дишането поддържа самия живот на Земята! Но как точно става това? Каква форма на енергия? Без да навлизаме в подробности, нека просто кажем, че целият смисъл на дишането е образуването на аденозинтрифосфорна киселина или накратко АТФ - органично вещество, което включва азотната основа аденин, петвъглеродната захар рибоза (заедно те образуват аденозин) и три остатъка от фосфорна киселина, свързани помежду си фосфатна връзка, по време на разпадането на която се освобождава енергията, необходима за целия живот на Земята.

Образно това може да се сравни с работата на батерия, която дава енергия при необходимост и се презарежда в растенията от слънчевата енергия по време на фотосинтеза.

Наука и живот // Илюстрации

Разрез на лист под микроскоп. При навлизането на вода тънките външни стени на клетките се разтягат и дърпат със себе си по-дебелите вътрешни. По това време устицата (дупките) се отварят: кислородът се отделя от листа и въглеродният диоксид влиза в него.

Слънцето променя позицията си през деня, описвайки дъгова траектория от приблизително 60° през зимата и 120° или повече през лятото. Това трябва да се има предвид при избора на място за оранжерия.

Жив плет с височина не повече от 1,8 метра, растящ на юг и запад от оранжерията, ще намали силата на преобладаващите ветрове, без да причинява засенчване. Оградата от северната страна, поставена близо до оранжерията, не хвърля сянка.

Вентилационните отвори, монтирани на покрива и страничните стени на оранжерията, улавят потока студен въздух и го насочват надолу към пода. Когато потокът се нагрее, той се издига и излиза през отворите, разположени от подветрената страна.

На практика се оказва, че добивът на растенията е разликата между фотосинтезата и дишането: колкото по-висока е фотосинтезата и по-ниското дишане, толкова по-висок е добивът и обратно. В природата фотосинтезата се променя сравнително малко. Но дишането може да се увеличи сто или дори хиляди пъти. В допълнение, съотношението между произвеждащите и консумиращите части на растенията се основава на принципа: едно с двунога (фотосинтеза) - седем с лъжица (дъх). Всъщност фотосинтезата се извършва само в листата и само през деня на светлина, докато растенията дишат денонощно, а натрупването на органични вещества (основата на реколтата) е възможно само ако фотосинтезата далеч надвишава дишането. За съжаление това се случва много по-рядко, отколкото ни се иска.

В допълнение, ние разглеждаме всичко това сега в малко опростена форма. Всъщност растението е един цялостен организъм, в който всички процеси са тясно свързани, от една страна, помежду си, от друга страна, с околната среда: светлина, топлина, влага. Влияние външни условиятрудно е за всяко растение, защото в природата всички условия действат върху растението едновременно. И досега не знаем къде свършва действието на единия и започва действието на другия и кое конкретно условие се оказва решаващо в даден период на растеж и развитие на растението.

За да се отговори на този въпрос, бяха построени огромни оранжерии с напълно контролиран климат - климатрони. Един от тях е климатронът на Ботаническата градина на Мисури в Сейнт Луис (САЩ), построен от видния американски учен Ф. Вент. Той установява, че от всички външни условия решаващият фактор за растежа на доматите е нощната температура. Ако през нощта се покачи над 24 или падне под 16 градуса, плодовете изобщо не завръзват. Нощната температура също се оказа определяща за реколтата от картофи. Грудките се образуваха най-добре при нощна температура около 12 градуса. Ето защо през горещото лято на 1999 г. в много райони на страната ни, включително Московска област, реколтата от картофи падна наполовина в сравнение с предходните години.

Температурата често се оказва едва ли не "основният враг" на бъдещата реколта, и то не само когато е твърде ниска, но и в случаите, когато е много по-висока от оптималната. Немските учени X. Lear, G. Polster установиха, че в ясни слънчеви дниза прибиране на реколтата най-продуктивни са ранните сутрешни часове, когато температурата на въздуха не надвишава 20-25°C. Увеличаването на органичната маса по това време е 30 пъти по-голямо, отколкото при по-високи температури.

И това е съвсем разбираемо и разбираемо. Именно в сутрешните часове фотосинтезата достига своя максимум, докато дишането, което е силно зависимо от температурата, става минимално. Ето защо растенията са особено чувствителни към сутрешното поливане. Водата, особено краставиците, доматите, тиквичките, изисква много и за предпочитане не много студена.

Растенията попадат в напълно необичайна и необичайна среда, когато се отглеждат на закрито. В оранжерийни условия всички външни фактори често започват да работят сякаш срещу растенията. Опитвайки се да защитим растенията от студа с помощта на обикновен филм, не можем да ги спасим от прегряване, което е много по-трудно да се направи. Всъщност дори през пролетта температурата в оранжериите понякога надвишава оптималната (около 20 градуса). Какво да кажем за периода април - август?

IN облачни дниоранжерията неволно се превръща в тъмница за растенията, средните лъчи на слънцето едва проникват през филма. Поради липсата на светлина фотосинтезата рязко спада, докато дишането продължава както обикновено, често припокрива фотосинтезата и значително намалява бъдещата реколта.

Друг проблем чака растенията в оранжерия в ясни топли слънчеви дни. В такива дни оранжерията се превръща в гореща пустиня. "Прегряването" на листата и липсата на въглероден диоксид - основната "суровина" за създаването на въглехидрати - водят до рязък спад на фотосинтезата. Спомнете си, че въздухът съдържа само 0,03% въглероден диоксид, или 3 части на 10 хиляди части въздух, а липсата на този газ в оранжериите през деня е доста често срещана. От друга страна, дишането се учестява сто или дори хиляди пъти (в зависимост от температурата). Естествено в тези часове не може да става и дума за натрупване на въглехидрати. Напротив, растението губи дори това, което е натрупано в по-благоприятно време.

Какво трябва да прави един градинар? На първо място, редовно следете температурата с помощта на термометри, поставени вътре и извън оранжерията или, по-добре, психрометри (устройства с два термометъра, единият от които има резервоар, покрит с влажна кърпа), което ви позволява едновременно да следите температурата и относителна влажност на въздуха, което е много важно. За предпазване от прегряване е добре на двете крайни стени на оранжерията да има широки врати. Заедно със свежия студен въздух, поток от въглероден диоксид се втурва в оранжерията през открехнатите врати, което значително увеличава фотосинтезата, особено при липса на светлина.

Ако това не е достатъчно, са необходими странични прозорци, най-простото нещо е да заковате филма отстрани към дървените летви и да го навиете, като го повдигнете до желаната височина.

Няколко думи за почвеното хранене на растенията. Досега много градинари вярват, че изобилна реколта от зеленчуци може да се отгледа само с помощта на органични торове. Минералните торове според тях са твърди токсични нитрати.

Що се отнася до нитратите, има една много мъдра заповед: "Не прехранвайте!" Торовете трябва да се прилагат толкова, колкото са необходими на растенията, и не веднага, а на части, тъй като се изразходват. За всичко това сп. "Наука и живот" вече е писал многократно (вж. № 4, 1992 г.; № 6, 1993 г.; № 3, 4, 5, 1999 г.).

В заключение, няколко думи за отглеждането на зеленчуци на балкони и лоджии. Живеем в едностаен апартамент на втория етаж на тухлена къща в квартал Красногорск на Московска област. В близост няма сгради или засенчващи дървета. Размерът на балкона е 3 метра на 70 см. Отглеждаме зеленчуци по метода на американския зеленчукопроизводител д-р J. Mittlider върху смес от дървени стърготини и пясък. Вземаме шест литрови чаши дървени стърготини (без стърготини), три чаши пясък (без глина), две супени лъжици (с горната част) хранителна смес № 1 и една супена лъжица (с горната част) смес № 2. Пригответе смес № 2. 1, както следва: 5 kg смляно варовиково или доломитово брашно, смесено с 40 g борна киселина; смес № 2-3 кг от комплексния тор Azofoska се смесва с 450 g (две и половина чаши) магнезиев сулфат и 3 чаени лъжички (без върха) борна и молибденова киселина.

С готовата смес пълним пластмасови корита за цветя и легени с дупки по 0,5 см. на дъното и стените. За подхранване на растенията в 1 литър гореща вода се разтварят четири чаени лъжички (с горната част) от смес № 2. Всеки път преди хранене се вземат 100 g от разтвора от приготвения съд и се разреждат 10 пъти с вода. Това количество е достатъчно за изхранване на около 10 растения. Честота на подхранване: при ясно топло слънчево време - веднъж на 7-10 дни, при студено и облачно време - два пъти месечно.

Краставици отглеждаме в корита, домати в корита по 1-3 броя в зависимост от големината на съдовете. Събираме килограм домати от всеки храст. Отглеждаме ги предимно от закупен разсад. Вярно е, че през 1999 г. те самите отглеждат разсад, но малко закъсняха със сеитбата на семена и от него израснаха домати „играчки“ с височина 40 см, напълно обсипани с яркочервени плодове, всеки с размер на слива. Но те бяха толкова красиви, че много минувачи неволно спираха да се възхищават на това чудо.

Всеки балкон има свои собствени условия за отглеждане на растения и не може да се каже предварително, че всички зеленчуци ще растат лошо от северната страна, а напротив, добре от южната. Необходимо условие за всички случаи: остъклената лицева и особено крайните страни на балкона трябва да се отварят по цялата си ширина. Ако това не е така, по-добре е да оставите балкона или лоджията неостъклени, а в студено време да внесете растения в стаята.

ГРАДИНАР - БЕЛЕЖКА

Много нови сортове зеленчукови култури позволяват да се избегне несъответствието между техните изисквания и реалните условия на отглеждане. И така, устойчиви на: липса на светлина - хибриди от домати F 1 Olya, патладжани F 1 Pluton, сортове маруля Балет, Keltic; до ниски температури - тикви сортове Усмивка, Берлински магданоз, Детройтско цвекло, репички Чернавка, краставици Сириус, хибриди домати F 1 Lelya, F 1 Olya; до суша - хибриди краставици F 1 Мазай, сортове репички Злата, патладжан Квартет.