Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы кратко

Обновлено: 07.07.2024

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами (гетеротрофами-потребителями и деструкторами) разрушается, с тем чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.

2. Расскажите о круговороте воды в природе.

Вода испаряется и воздушными течениями переносится на большие расстояния. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делает их недоступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворёнными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в моря и океаны (рис. 5.4). Циркуляция воды между океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле. Благодаря этому процессу происходит постепенное разрушение литосферы, компоненты которой переносятся в моря и океаны.

3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?

В процессе фотосинтеза зелёные растения используют углевод диоксида углерода и водород воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат различные животные и растения, а конечный продукт дыхания – СО2 выделяется в атмосферу.

4. Каким путем связанный углерод вновь возвращается в атмосферу?

Все живые существа дышат, в результате этого процесса углерод, находящийся в органических веществах, в виде углекислого газа вновь поступает в атмосферу. Также углекислый газ образуется при минерализации органического вещества микроорганизмами. В живом веществе процессы ассимиляции углерода и его выделение при дыхании практически уравновешены. Только около 1 % углерода откладывается в виде торфа, то есть изымается из круговорота. В гидросфере углерод содержится в растворенном виде (углекислый газ, угольная кислота, ионы угольной кислоты). Здесь его запасы значительно больше, чем в атмосфере. Углерод гидросферы также используется живыми организмами в процессе фотосинтеза и для построения известковых скелетов (губки, кишечнополостные, моллюски и др.). Между Мировым океаном и гидросферой постоянно происходит обмен углеродом, причем в океане значительное количество углерода изымается из круговорота и откладывается в виде малорастворимых карбонатов.

В атмосферу углерод также поступает в результате хозяйственной деятельности человека: при сжигании органоминерального топлива – угля, газа, нефти и продуктов ее переработки и т.д. Диоксид углерода образуется при горении топлива и поступает в атмосферу при гниении органического вещества, брожении, дыхании, из осадочных пород за счет химических процессов, совершающихся при высоких температурах, при сжигании горючих материалов. Все это – углекислый газ биогенного происхождения.

5. Опишите круговорот азота в природе.

Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями. Часть азота фиксируется в результате образования оксидов во время электрических разрядов в атмосфере. Соединения азота из почвы поступают в растения и используются для построения белков. После отмирания живых организмов гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака. Хемосинтезирующие бактерии превращают аммиак в азотистую, затем в азотную кислоту. Некоторое количество азота, благодаря деятельности денитрифицирующих бактерий, поступает в воздух. Часть азота оседает в глубоководных отложениях и на длительный срок выключается из круговорота. Эта потеря компенсируется поступлением азота в воздух с вулканическими газами.

6. Какую роль играют микроорганизмы в круговороте серы?

Сера попадает в почву в результате естественного разложения некоторых горных пород (серный колчедан FeS2, медный колчедан CuFeS2), а также как продукт разложения органических веществ (главным образом растительного происхождения). Через корневые системы сера поступает в растения, в организме которых синтезируются содержащие этот элемент аминокислоты цистин, цистеин, метионин. В организме животных сера содержится в очень малых количествах и попадает в них с кормом.

Сера из органических соединений попадает в почву благодаря разложению мертвых органических остатков микроорганизмами. В этом процессе органическая сера может быть восстановлена в S8 и минеральную серу или же окислена в сульфаты, которые поглощаются корнями растений, т.е. вновь вступают в круговорот. В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.

7. Как деятельность человека влияет на круговорот серы, фосфора?

Процесс естественного круговорота фосфора в современных условиях интенсифицируется применением в сельском хозяйстве фосфорных удобрений, источником которых служат залежи минеральных фосфатов. В наше время в круговорот вовлекается и сера промышленного происхождения (дымы), переносимая с дождевой водой.

В результате деятельности человека биогенная миграция атомов резко ускоряется. При этом в одних местах возникает недостаток, а в других – избыток каких-то веществ. Примером служит повышенный выброс сернистого газа SО2 в атмосферу при сжигании топлива. В окрестностях медеплавильных заводов избыток SO2 в воздухе вызывает гибель растительности вследствие нарушений процессов фотосинтеза. В процессах круговорота фосфора около 60 тыс. тонн фосфора возвращается ежегодно на сушу в связи с выловом рыбы в океане. Для изготовления фосфорных удобрений ежегодно добывают 1—2 млн тонн фосфорсодержащих пород.

Вопросы и задания для обсуждения.

1. Каким образом формируется биокосное вещество биосферы?

Одной из составляющих биосферы является биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль. Косное вещество образуется процессами, в которых живое вещество не участвует (абиогенное вещество). Оно может быть твердым, жидким, газообразным, например, вещество вулканического происхождения. Биокосное вещество создается одновременно живыми организмами и косными процессами. К нему относят океаническую и все другие воды биосферы, нефть, приземную атмосферу, почву. Живые организмы в процессе создания биокосного вещества играют ведущую роль.

2. Как скоро образуются скопления биокосного вещества?

Биокосное вещество – это вещество, в создании которого принимают участие живые организмы (почва, ил и т.п.) отсюда можно сделать вывод, что скопление образуется лишь в том случае, когда живые организмы перестанут принимать участие.

3. В чем заключается влияние изменений компонентов атмосферы, литосферы и гидросферы на гомеостаз биосферы в целом?

Биосфера как саморегулирующаяся система обладает устойчивым динамическим равновесием, т. е. гомеостазом. Как открытая система биосфера только тогда устойчива, когда имеет достаточное внутреннее разнообразие. Ее разнообразие проявляется в неоднородности климатических зон, сложном рельефе Земли, многообразии биогеоценозов и видов организмов. Устойчивость биосферы обусловливается одновременно постоянством и изменчивостью живого вещества и его окружения. Согласно палеонтологическим данным, живое вещество существует на Земле около 3,8 млрд лет, что свидетельствует об устойчивости (гомеостазе) биосферы. Особенности биологического круговорота в биосфере. Потоки энергии не могут быть повторно использованы на Земле, так как в конечном итоге все виды энергии превращаются в тепловую энергию и уходят в космическое пространство. Земля, в силу своих размеров, не способна удерживать гравитационными силами только водород и гелий. Остальные элементы задерживаются на Земле благодаря постоянным круговоротам, происходящим в том числе с участием живых организмов. С образованием на Земле живого вещества химические элементы непрерывно циркулируют в биосфере, переходя из внешней среды в организмы, из них – вновь во внешнюю среду.

Живые существа способствуют переносу и круговороту веществ в природе. Благодаря деятельности фотосинтетиков в атмосфере снизилось количество углекислого газа, появился кислород и сформировался защитный озоновый слой. Деятельность живых организмов определяет состав и структуру почвы (переработка редуцентами органических остатков), предохраняет ее от эрозии. В значительной мере животные и растения определяют также содержание различных веществ в гидросфере (особенно в небольших по размеру водоемах). Некоторые организмы способны избирательно поглощать и накапливать определенные химические элементы — кремний, кальций, иод, серу и т. д. Результатом активности живых существ являются отложения известняков, железных и марганцевых руд, запасов нефти, угля, газа.

Вопрос 2. Расскажите о круговороте воды в природе.

Круговорот воды имеет огромное значение для существования биосферы. Вода испаряется в первую очередь с поверхности океанов. Далее она в качестве водяного пара частично переносится ветрами и выпадает в виде осадков над сушей. Обратно в океан вода возвращается через реки и грунтовые воды.

В круговороте воды участвуют и живые существа. Растения поглощают большое количество воды из почвы и испаряют ее с поверхности листьев. В экваториальных лесах подобное испарение влаги значительно смягчает климат. В северных лесах относительно слабо испаряющие воду хвойные деревья (особенно ели), и растущие под ними мхи могут способствовать переувлажнению и заболачиванию почвы.

Вопрос 3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?

Диоксид углерода из атмосферы поглощают фотосинтезирующие организмы, которые усваивают его и запасают в виде органических соединений (в первую очередь глюкозы). Кроме того, часть атмосферного углекислого газа растворяется в воде морей и океанов, а затем в форме ионов угольной кислоты может захватываться животными — моллюсками, кораллами, губками, использующими карбонаты для построения раковин и скелетов. Результатом их активности может быть образование осадочных пород (известняков, мела и др.).

Вопрос 4. Опишите путь возвращения связанного углерода в атмосферу.

В процессе дыхания животные, растения и микроорганизмы окисляют органические вещества до диоксида углерода и выделяют его в атмосферу. Кроме этого, возвращению углерода в атмосферу способствует деятельность человека. Ежегодно в воздух выбрасывается около 5 млрд т углерода в результате сжигания ископаемого топлива и до 2 млрд. т. — при переработке древесины. Возвращение углерода в атмосферу из горных осадочных пород зависит от вулканической деятельности и геохимических процессов.

Вопрос 5. Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?

Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют абиотические факторы: движение литосферных плит, вулканическая активность, реки и морской прибой, климатические явления, засухи, наводнения и другие природные процессы. Некоторые из них действуют очень медленно; другие же способны практически мгновенно изменить состояние большого количества экосистем (масштабное извержение вулкана; сильное землетрясение, сопровождаемое цунами; лесные пожары; падение крупного метеорита).

Биокосное вещество

Как формируется биокосное вещество биосферы?

Распределение биомассы на земном шаре

Охарактеризуйте распределение биомассы на земном шаре.

Общая масса живых существ на нашей планете составляет около 2,43 × 10 12 т. Биомасса водных организмов составляет лишь немногим более 1 /₁₀₀₀ (0,13%) от этой величины; остальные живые существа обитают на суше. Биомасса организмов суши на 99,2% представлена растениями, на 0,8% — животными, грибами и микроорганизмами. Распределение биомассы в Мировом океане имеет обратную закономерность: 93,7% — животные и лишь 6,3% — растения и микроорганизмы. Плотность биомассы увеличивается от полюсов к экватору, что в первую очередь связано с климатическими факторами. Максимальная плотность наблюдается в тех районах, которые в течение всего года обеспечены теплом и влагой (тропические леса, мелководье теплых морей и пр.).

Влияние живых организмов на биосферу

В чем заключается влияние живых организмов на биосферу?

Живые существа способствуют переносу и круговороту веществ в природе. Благодаря деятельности фотосинтетиков в атмосфере снизилось количество углекислого газа, появился кислород и сформировался защитный озоновый слой. Деятельность живых организмов определяет состав и структуру почвы (переработка редуцентами органических остатков), предохраняет ее от эрозии. В значительной мере животные и растения определяют также содержание различных веществ в гидросфере (особенно в небольших по размеру водоемах). Некоторые организмы способны избирательно поглощать и накапливать определенные химические элементы — кремний, кальций, йод, серу и т. д. Результатом активности живых существ являются отложения известняков, железных и марганцевых руд, запасов нефти, угля, газа.

Круговорот воды в природе

Расскажите о круговороте воды в природе.

Поглощение атмосферного диоксида углерода

Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?

Пути возвращения связанного углерода в атмосферу

Опишите путь возвращения связанного углерода в атмосферу.

В процессе дыхания животные, растения и микроорганизмы окисляют органические вещества до диоксида углерода и выделяют его в атмосферу. Кроме этого, возвращению углерода в атмосферу способствует деятельность человека. Ежегодно в воздух выбрасывается около 5 млрд т углерода в результате сжигания ископаемого топлива и до 2 млрд т — при переработке древесины. Возвращение углерода в атмосферу из горных осадочных пород зависит от вулканической деятельности и геохимических процессов.

Значение абиотических факторов

Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?

Ноосфера

Воздействие первобытного человека на природу

Как отражалась на окружающей среде деятельность первобытного человека?

Уже более 1 млн лет назад питекантропы добывали пищу путем охоты. Неандертальцы использовали для охоты разнообразные каменные орудия, загоняли добычу коллективно. Кроманьонцы создали силки, остроги, копьеметалки и другие приспособления. Однако все это не вносило серьезных изменений в структуру экосистем. Воздействие человека на природу усилилось в эпоху неолита, когда все большее значение стали приобретать скотоводство и земледелие. Человек начал разрушать естественные сообщества, не оказывая, однако, пока еще глобального воздействия на биосферу в целом. Тем не менее нерегулируемый выпас скота, а также сведение лесов ради топлива и под посевы уже в то время изменяли состояние многих природных экосистем.

Зарождение сельского хозяйства

К какому периоду развития человеческого общества относится зарождение сельскохозяйственного производства?

Сельское хозяйство появилось после окончания оледенения в эпоху неолита (нового каменного века). Обычно этот период датируют 8–3 тысячелетиями до н. э. В это время человек одомашнил несколько видов животных (сначала собаку, затем копытных — свинью, овцу, козу, корову, лошадь) и начал возделывать первые культурные растения (пшеницу, ячмень, бобовые).

В процессе фотосинтеза зелёные растения используют углерод диоксида углерода и водород воды для синтеза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу.

Углерод - один из основных бтогенных элементов. В сухой массе живого вещества на него приходится приблизительно 15-18%. Ежегодно зеленые растения в процессе фотосинтеза усваивают из атмосферы до 170 млрд. тонн СО₂ (по другим данным - 105 млрд. тонн, из которых 32 млрд. тонн, возвращают в результате дыхания).

Диоксид углерода из атмосферы поглощают фотосинтезирующие организмы, которые усваивают его и запасают в виде органических соединений (в первую очередь глюкозы).

Кроме того, часть атмосферного углекислого газа растворяется в воде морей и океанов, а затем в форме ионов угольной кислоты может захватываться животными — моллюсками, кораллами, губками, использующими карбонаты для построения раковин и скелетов. Результатом их активности может быть образование осадочных пород (известняков, мела и др.).

Читайте также: