Назначение и роль биосферы.
- 1.Возникновение и развитие жизни на Земле.
- 2. Биосфера и ее составляющие. Учение В.И.Вернадского о биосфере.
- 3. Ноосфера.
- 4.Классификация веществ, входящих в биосферу по их функциональной роли.
- 5.Функции живого вещества.
- 6. Фотосинтез – основа существования биосферы.
- 7. Круговороты веществ.
1.Возникновение и развитие жизни
на Земле.
- Теория биохимической эволюции
а) Белково-коацерватная
теория Опарина
б) Мир РНК
- Теория панспермии
- Теория стационарного состояния жизни
- Теория самозарождения
5. Креационизм
– религиозные версии возникновения
жизни на Земле
Белково-коацерватная
теория Опарина
Процесс, приведший к возникновению
жизни на Земле, может быть
разделён на три этапа:
- Возникновение органических веществ
- Возникновение белков
- Возникновение белковых тел
Опыт Стэнли Миллера
Мир РНК
Производство РНК возможно в
космических условиях
Океан был покрыт льдом, который
служил защитой от сильного
ультрафиолетового излучения. В
ледяной толще молекулы органических
соединений могли тесно сближаться
и взаимодействовать друг с
другом с образованием новых,
более сложных соединений
Согласно одной из гипотез
жизнь началась в кусочке льда
может быть, жизнь возникла в
районах вулканической деятельности
Вода, а вместе с ней различные
химические соединения, поступающие
из ледников, вулканов, гейзеров
и осколков метеоритов, скапливаются
в неглубоких водоемах
может быть, жизнь возникла в
районах вулканической деятельности
- В местах вулканической активности при извержениях, выделении и выбросах газов из коры и магмы на земную поверхность попадали жизненно важные вещества, которые вступали в химические реакции, давая начало органическим соединениям
- Органическое вещество попадало на Землю из космоса вместе с метеоритами и другими внеземными объектами, бомбардировавшими планету в течение сотен миллионов лет с момента ее образования. Ныне столкновение с метеоритом – событие довольно редкое, но и сейчас из космоса вместе с межпланетным материалом на Землю продолжают поступать точно такие же соединения, как и на заре жизни
2. Биосфера и ее составляющие.
Учение В.И.Вернадского о биосфере.
Состав биосферы:
Биогеохимические принципы:
- биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению;
- эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию в биосфере устойчивых форм жизни, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов.
- геохимическая неизменность биосферы неразрывно связана с непрерывным эволюционным изменением живого вещества — высокая устойчивость и изменяемость являются двумя важнейшими сторонами процессов функционирования биосферы.
Выводы из
учения о биосфере
- принцип целостности биосферы
- принцип гармонии биосферы и ее организованности . Биосфера – это сложноорганизованная и четко функционирующая система; случайного и хаотичного в природе нет.
- Биосфера – это область превращения солнечной энергии.
- Главная функция биосферы состоит в поддержании жизни. Осуществляется с помощью механизмов самоорганизации и саморегуляции. Саморегуляция биосферы проявляется в регуляции живыми организмами газовой и водной оболочек Земли.
3. Ноосфера.
В.И. Вернадский, Леруа и Тейяр
де Шарден
Ноосфера
– это определенное состояние биосферы,
когда ее развитие начинает определять
коллективный разум человечества.
- Основные предпосылки возникновения ноосферы:
- расселение Homo sapiens по всей поверхности планеты и его победа в соревновании с другими биологическими видами;
- развитие всепланетных систем связи;
- открытие новых источников энергии;
- всё более широкое вовлечение людей в занятия наукой.
- Возникновение ноосферы возможно в том случае, когда человек научиться разумно управлять собой и природой. «Разумность» определяется тремя основными ограничениями:
- 1) недопущение выхода геофизических систем планеты из стационарного состояния из-за перепроизводства энергии;
- 2) лимитирование выброса синтетических веществ, а также извлечение химических элементов из земной коры в пределах самоочищающих способностей редуцентов;
- 3) поддержание экологического баланса в пределах экономической оправданности без проявления признаков деградации природных комплексов.
4.Классификация веществ, входящих
в биосферу по их функциональной
роли.
- 1) Живое вещество – это совокупность всех живых существ, населяющих нашу планету (от простейших вирусов до человека).
- 2) Вещество биогенного происхождения – это чаще всего трупы, отмершие части растений, каменный уголь, нефть, торф, сланцы
- 3) Косное вещество – это неживое и не связанное с жизнью вещество (горные породы, выбрасываемые вулканами в процессе горообразования, газы и т. д.)
- 4) Биокосное вещество – это вещество имеющее минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов. (почва, воздух, вода)
- 5) Радиоактивные вещества
- 6) Рассеянные атомы – это атомы веществ, преобразованные «жестким» космическим излучением.
- 7) Космическое вещество – это вещество, поступающее из открытого космоса в виде космической пыли, метеоритов, болидов. Космическое вещество легко усваивается биосферой.
5.Функции живого вещества.
- Энергетическая функция заключается в последовательном преобразовании солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ.
- Вследствие наличия газовой функции у живого вещества на нашей планете сформировалась уникальный состав атмосферы, что обеспечивает умеренные температуры у поверхности Земли.
- Окислительно-восстановительная функция. Окислительные процессы в организмах – часть глобального газообмена, участвуют в процессе выветривания. Восстановительная функция осуществляется низшими организмами грибами (типа плесени)
- 4) Концентрационная функция — это способность извлекать из окружающей среды рассеянные редкие химические элементы, накапливать их и увеличивать концентрацию в небольшом объеме.
- 5) Деструктивная функция заключается в разложении мертвого органического вещества и также косного вещества на простые минералы для вовлечения их в биогенный круговорот
- 6) Транспортная функция заключается в переносе различных веществ живыми организмами
6. Фотосинтез – основа существования
биосферы.
- Фотосинтез – это процесс углеродного питания зеленых растений, осуществляемый с помощью световой энергии, поглощаемой зеленым пигментом – хлорофиллом.
6 CO2 + 12 H2O + 2829 кДж →
С6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
↑
hν
+ молекула
хлорофилла
электрон* + АДФ
АТФ*
-Е
С6H12O6+6O2
7. Круговороты веществ.
- Большой кругооборот (геологический) происходит в течение сотен тысяч или миллионов лет. Горные породы подвергаются разрушению, выветриванию, продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан. Здесь они образуют морские напластования. Процессы поднятия морского дна приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс повторяется вновь.
- Малый кругооборот (биотический) является частью большого и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела их самих и организмов консументов. Продукты распада органического вещества попадают в расположение почвенной микрофлоры, вновь разлагаются до минеральных компонентов и вновь вовлекаются в поток вещества.
Кругооборот воды
Кругооборот углерода
Кругооборот азота
Кругооборот фосфора