Автотрофне та гетеротрофне живлення - раздел Образование, ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ Живі Організми При Багатьох Рисах Подібності Не Схожі Стосовно Способів Створ...
Живі організми при багатьох рисах подібності не схожі стосовно способів створення органічної речовини та джерел отримання сировини та енергії, що необхідні для цього процесу.
При всьому розманітті живих істот реалізується два докорінно різних типа живлення: автотрофне та гетеротрофне. Організми з автотрофним типом живлення використовують для побудови свого тіла неорганічні сполуки, перетворюючи їх в органічні сполуки за рахунок зовнішніх видів енергії. Організми з гетеротрофним живленням не здатні самостійно синтезувати органічну речовину, вони отримують її в готовому вигляді, перетворюючи у специфічні органічні речовини свого тіла.
У суто хімічному плані автотрофне живлення полягає в утворенні молекул органічних сполук з окремих атомів хімічних елементів, або простих молекул неорганічних сполук. Зелені рослини а ході процесу живлення з вуглекислого газу та іонів мінеральних речовин утворюють макромолекули органічних речовин. Це вимагає обов’язкового притоку енергії, без якої автотрофне живлення неможливе.
В процесі еволюції у живих організмів з автотрофним типом живлення виробилися два біохімічних механізми, які забезпечують їх енергією. Це фотосинтез та хемосинтез.
Фотосинтез – процес утворення органічних речовин за рахунок використання енергії сонячної радіації. У фотосинтезуючих організмів для поглинання сонячної радіації сформувався комплекс пігментів, головним серед яких є хлорофіл. Він має здатність поглинати кванти сонячної енергії та направляти їх на синтез органічної речовини. Хлорофіл має зелений колір і тому вся група живих організмів, які мають хлорофіл, складають світ зелених рослин.. Усі зелені рослини є автотрофами, і всі вони використовують енергію сонця для забезпечення свого живлення. Процес фотосинтезу веде і до накопичення енергії (470 кДж/моль) в органічній речовині у вигляді енергії хімічних зв’язків, у яку перейшла вільна промениста сонячна енергія в процесі фотосинтезу.
Важливо, що в процесі фотосинтезу виділяється і кисень. Вважається, що первинна атмосфера нашої планети носила відновлювальний характер. До її складу входили азот, окис вуглецю, водень та інші гази. Надходження кисню до атмосфери Землі почалося тільки з появою зелених автотрофних рослин (3 млрд. років тому).
Хемосинтез – також процес утворення органічної речовини, але з використанням енергії хімічних реакції. Хемосинтез ведуть тільки мікроорганізми. Цей процес був відкритий С.М.Виноградським. Як джерело енергії хемотрофи використовують прості неорганічні сполуки сірки, заліза або азоту, які при окисленні дають вільну енергію. Відповідно мікроорганізми називаються сіркобактерії, залізобактерії або азотобактерії.
Гетеротрофне живлення принципово відрізняється від автотрофного тим, що організми, які реалізують його, будують своє тіло за рахунок готових органічних сполук. Енергію, необхідну для засвоєння та перетворення цих речовин, вони отримують за рахунок окислення частини цих же органічних сполук. Тому біопродуційний процес гетеротрофних організмів не веде до збільшення живої речовини в біосфері. Він тільки збільшує різноманіття форм живої матерії.
Продуційний процес.Постійна присутність живої матерії в екосистемах забезпечується безперервним процесом оновлення живої речовини, її синтезом. Процес продукування живої речовини, що здійснюється в ході живлення, є центральною екосистемою функцією життя. ЇЇ прийнято називати біологічною продуктивністю. У біологічній продуктивності беруть участь усі живі організми і цим вони роблять свій внесок у підтримку існування біосфери.
Мірою біологічної продуктивності є величина продукції біомаси, яка створюється за одиницю часу, віднесеної до одиниці площі, або об’єму простору (кв.м та куб.м).
В екології розрізняють первинну та вторинну біологічну продукцію, Первинна продукція – це частина живої речовини, що створюється завдяки діяльності організмів з автотрофним типом живлення.
Вторинна продукція складається з органічних речовин, що утворюються при гетеротрофному типі живлення, вона завжди менша за об’ємом, ніж первинна.
У сукупності жива речовина автотрофних та гетеротрофних організмів складає біомасу. Можна говорити про біомасу окремого організму, того чи іншого виду, про біомасу окремих екосистем та біосфери в цілому. ЇЇ вимірюють в одиницях маси (сухого залишку) на одиницю поверхні (кг/кв.м, т/кв.км). У зв’язку з тим, що біомаса формується в результаті процесу живлення, спорідненого зі зв’язуванням енергії для оцінки розміру біомаси придатні й енергетичні одиниці ( джоулі, калорії).
Трофічні ланцюги та трофічні рівні. Одними з центральних зв’язків між живими організмами екосистеми є харчові, або трофічні. Харчові зв’язки об’єднують між собою організми за принципом «їжа – споживач». В екосистемах цими зв’язками охоплюються всі живі організми. Це призводить до виникнення трофічних ланцюгів. На початку кожного трофічного ланцюга знаходиться автотрофна жива рослина, що здійснює фотосинтез ( у меншій мірі первиний синтез органічної речовини ведуть хемосинтезуючі мікроорганізми). Ця група організмів називається продуцентами.
Продуценти– (автотрофи) – організми, переважно зелені рослини, які з вуглекислого газу і води продукують органічну речовину, використовуючи для процесу фотосинтезу сонячну енергію і виділяючи кисень. Вони накопичують рослинну біомасу. Рослини називають фототрофами.
Є організми, що також синтезують органічну речовину із вуглекислого газу і води, але використовують енергію, що виділяється при хімічних реакціях. Вони дістали назву хемотрофи.
Далі в трофічному ланцюзі йдуть консументи (гетеротрофи) – це організми, що використовують готові органічні сполуки, як джерело їжі та енергії, Відповідно до способу живлення консументи поділяють на:
- Первинних консументів, якими називаються усі рослиноїдні організми (фітофаги). Їхня їжа – це рослинна біомаса. У процесі живлення вони перетворюють її у нову форму, в органічні речовини свого тіла, збільшуючи тим самим біологічне різноманіття. (Корова, кріль, колорадський жук у цьому розумінні займають однакову екологічну позицію. Вони первинні консументи.)
- Вторинних консументів (м’ясоїдних або хижаків), які споживають тваринну їжу. Основними представниками цієї групи є хижаки та тварини, що живляться мертвими організмами. До консументів відносяться також і паразити, які живуть за рахунок хазяїна.
Редуценти – (детритофаги) – організми, що також споживають готові органічні сполуки, але мертвих решток ( опале листя, коріння, гілочки дерев – детрит, трупи та продукти життєдіяльності тварин). Це гриби, бактерії, найпростіші, черви, раки. Органічні речовини ними сильно спрощуються та, в свою чергу, стають їжею для грунтових мікроорганізмів та грибів, які завершують деструкцію і мінералізацію органічних речовин. Завдяки їхній діяльності знов утворюються форми, доступні для живлення рослин. Це санітари, що очищають екосистему від сміття і замикають ланцюг колообігу хімічних елементів.
Розглянуті групи організмів, кожна з яких виконує свою екосистемну функцію, відповідно складають так звані трофічні рівні.
Трофічний рівень – це сукупність організмів, які дістають перетворену на їжу енергію сонця і хімічних реакцій (від автотрофів) через однакову кількість посередників трофічного ланцюга.
- Перший трофічний рівень – отримують енергію без посередників – продуценти.
- Другий трофічний рівень – первинні консументи (травоїдні організми). Вони отримують енергію через одного посередника – зелені рослини.
- Третій трофічний рівень – вторинні консументи (хижаки) і паразити первинних консументів. Вони отримують енергію через двох посередників – травоїдні тварини і зелені рослини.
- Четвертий трофічний рівень – вторинні хижаки і паразити вторинних консументів. Отримують енергію через трьох посередників.
- П’ятий рівень – паразити вторинних хижаків
Редуценти можуть складати всі трофічні рівні, починаючи з другого, вони безпосередньо розкладають тіла продуцентів.
Все темы данного раздела:
Миколаїв 2011
Курс лекцій «Основи екології» складений відповідно до програми курсу, рекомендованої МОН України як нормативну для всіх неекологічних спеціальностей вищих закладів освіти і робочої програми з «Осно
Сучасний стан, структура, зв’язок з іншими науками
З погляду вчених сучасна екологія 21 століття – це одна з головних фундаментальних комплексних наук про виживання на планеті Земля. Завдяки проникненню проблем і ідей екології в інші науки і сфери
Особливості окремих блоків сучасної екології.
Біоєкологія- основа всієї сучасної екології. ЇЇ головна частина – екологія природних біологічних систем. Вивчає специфіку взаємовідносин організмів і середовища, їх існування в різних геогра
Методи екологічних досліджень
Екологія – комплексна наука. Вона використовує широкий арсенал різноманітних методів, які можна поділити на 3 основні групи:
1. Методи за допомогою яких збирається інформація про стан екол
Потік енергії на Земній Кулі
Енергія – це загальна кількісна міра руху та взаємодії усіх видів матерії. Відповідно до закону збереження енергії вона не зникає та не виникає з нічого, а тільки переходить з однієї форми до іншої
Біогеохімічні цикли. Колообіг речовин.
За рахунок міграції хімічних елементів усі геосфери Землі зв’язані єдиним циклом кругообігу цих елементів. Такий кругообіг, рушійною силою якого є тектонічні процеси та сонячна енергія, отримав наз
Поняття середовище, екологічні чинники його.
Середовище – це всі тіла, явища, з якими організм має прямі чи опосередковані взаємозв’язки, Живі організми, що населяють нашу планету, освоїли чотири основні середовища, кожне з як
Біотичні чинники середовища
Біотичні чинники – це вплив одних організмів на інші і на навколишнє середовище. До біотичних чинників відносять і антропогенні ( вплив виробничої діяльності людини на функціонування біосист
Місце людини в біосфері.
Біологічні відмінності людини полягають не тільки в посиленому розвитку головного мозку, що, в першу чергу, відділило людину від інших видів тварин. Відмінності проявляються також в необмеженій зда
Абіотичні компоненти екосистем.
Абіотичні фактори – це фактори неживої природи, вони визначають можливість існування всіх груп організмів у тому чи іншому середовищі, впливаючи на географічне поширення рослин, тварин, мікрооргані
Грунт як біокосний елемент екосистеми
Засновником учення про грунт як біокосне тіло вважається В.В.Докучаєв. Він визначав грунт як природно-історичне тіло, що утворюється під впливом клімату та живих організмів із геологічних порід. На
Життя в грунті.
Грунти досить специфічна частина екосистеми і вони мають специфічне тваринне населення.
Грунт – основне середовище, де розташовані корені рослин, середовище, куди надходить весь рослинний
Живі організми в екосистемах.
Кожна екосистема відрізняється своєрідним потоком енергії та колообігом речовин. Ці процеси опосередковані наявністю в екосистемах живих організмів. Сукупність всіх живих організмів
Екологічні піраміди
Кількість ланок ланцюга живлення в екосистемі не перевищує 4-6 і обмежується правилом екологічної піраміди: загальна біомаса кожної наступної ланки (трофічного рівня) в ланцюзі живлення зменшується
Екологічний контроль продуктивності.
Екологічний контроль продуктивності – це зміна продуктивності під дією абіотичних факторів середовища. Особливості навколишнього середовища помітно впливають на синтез органічної речовини автотрофн
Ценотичний контроль продуктивності
Оточення будь-якого живого організму включає в себе не тільки абіотичні фактори середовища. Жити та формувати біопродукцію кожній живій істоті доводиться в умовах того чи іншого біоценозу в тісній
Стабільність та стійкість біосистем та екосистем.
Екосистемам властиве біологічне різноманіття. Це інтегральне поняття, що описує варіабельність, яка властива всім видам наземних та водяних екосистем. Основними категоріями біологічного різноманітт
Контрольні питання теми
1. Поняття популяції, її ознаки.
2. Просторова структура популяцій, популяційне поле, три основні типи розподілу живих організмів у популяційному полі. Територіальні взаємовідносини вищих
Просторова структура популяцій
Кожна популяція розміщується в тому чи іншому просторі. Просторова структура популяції характеризується розміром, чисельністю, щільністю та та константністю. Щільність популяції – це середня кількі
Чисельність і щільність популяції
Популяція упродовж свого життя займає певну територію і зберігає якусь середню кількість особин. Тому, насамперед необхідно визначити чисельність і щільність особин, що свідчіть про ступінь впливу
Внутрішньопопуляційна структура
Під внутрішньопопуляційною структурою розуміють поділ популяції на групи особин, які відрізняються за тими, чи іншими властивостями. Залежно від обраного критерію оцінки існує декілька видів внутрі
Популяційні аспекти розвитку людства
За останні 150 років населення Землі росло дуже швидкими темпами. З древніх історичних епох до початку 19 століття чисельність населення світу досягла декількох сотень мільйонів осіб. У 1830 році п
Контрольні питання теми
1. Етапи виробничої діяльності людства з погляду впливу їх на довкілля.
2. Забруднення, визначення цього поняття, класифікація забруднень з позиції теорії перешкод та за по
Забруднення та їх класифікація
Десь до 13-го століття природа активно переробляла всі надходження речовин у біосферу, тобто відбувалося самоочищення. Продукти життєдіяльності всіх організмів, включаючи і людину, були переважно п
Нормування і методи визначення забруднень
Попередження негативного впливу на природне середовище та забезпечення екологічної безпеки біосфери можливо лише при застосуванні в господарській діяльності людини безвідходних технологій. Рівень р
Екологічне навантаження
Для оцінки рівня забруднення навколишнього середовища використовують такий показник як гранично допустиме екологічне навантаження (ГДЕН) та техногенне навантаження на природне серед
Методи дослідження стану довкілля
Для можливості дослідження стану довкілля і ступеню забруднення його різними полютантами необхідно мати методи визначення цих полютантів. Під час дослідження стану довкілля використ
Екологічний моніторинг і якість природного середовища
Для керування процесом охорони природи, раціонального природокористування та забезпечення екологічної безпеки навколишнього середовища потрібна організація обліку антропогенних змін
Контрольні питання теми
1. Класифікація забруднень атмосфери, основні джерела забруднень атмосфери і основні забруднювальні речовини.
2. Вплив забруднень атмосфери на довкілля і живі організми.
3. Трансф
Забруднення атмосфери.
У результаті виробничої діяльності людського суспільства відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу повітря. Під забрудненнями атмосфери розуміють рідкі і тверді ча
Класифікація забруднень
За агрегатним станом забруднювальні речовини поділяють на газуваті, рідкі, тверді і змішані. Промислові викиди поділяються:
- за організацією відведення й контролю – на ор
Екологічний вплив атмосферних забруднень
Атмосферне повітря є одним з основних природних ресурсів, без якого людина може прожити лише кілька хвилин. В організмі людини немає органів, які б забезпечували запас кисню хоч на невеликий проміж
Трансформація забруднень в атмосфері
Атмосферне повітря завдяки нерівномірному нагріву у різних широтах інтенсивно циркулює. Це усереднює склад компонентів повітря та сприяє переміщенню водяної пари з океанів у континентальні райони і
Парниковий ефект
Клімат планети впродовж всього періоду її існування поступово змінювався. Останнім часом в результаті швидкого зростання населення планети і його потреб відбувається інтенсивний розвиток енергетики
Кислотні дощі
Оксиди сульфуру і нітрогену, потрапляючи в атмосферу, сполучаються з вологою повітря і утворюють туманоподібні краплини сірчаної та азотної кислоти. Переносячись вітрами на значні відстані, вони по
Руйнування озонового шару
В атмосфері на висоті 20-35 км є озоновий шар – природний захисний бар’єр від проникнення на поверхню Землі жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця з довжиною хвилі 325-400нм. Цей шар має
Ядерна зима
Розрахунки, виконані американськими і російськими вченими, показують, що в разі виникнення ядерного конфлікту з використанням ядерних зарядів потужністю 1000 Мт тротилу, незалежно від місця вибуху,
Забрудників в атмосфері
Для успішної боротьби з забрудненнями повітря необхідно мати і знати норми чистоти атмосферного повітря. Тільки на основі норм можна давати оцінку ступеню забруднення повітря, обґрунтовувати необхі
Заходи щодо попередження забруднення атмосферного повітря
Охорона чистоти атмосферного повітря в населених пунктах сьогодні є актуальною і дуже важливою задачею. Заходи щодо охорони атмосферного повітря можна розділити на три групи: планувальні, технологі
Очищення газодимових викидів
Усі методи очищення газодимових викидів можна розподілити на три групи: механічні, фізико-хімічні й хімічні.
Вибір методу очищення залежить від кількості відхідних газів та їхнього складу.
Контрольні питання теми
1.Користувачі і споживачі води, їх роль в забрудненні води.
2. Основні забруднювачі і забруднювальні речовини, що забруднюють води Світового океану.
3. Класифікація забруднювальни
Споживачі та користувачі води
Основними споживачами води є комунальне і сільське господарство та промисловість. У сільському господарстві воду використовують для поливу рослин, напування тварин й приготування корму для них, у к
Забруднення вод Світового океану
Основними джерелами забруднення вод є стоки з сільськогосподарських полів, ферм, міські й промислові стічні води, водний транспорт. Усі водні ресурси поділяють на підземні, поверхневі та атмосферні
Класифікація забруднювальних речовин
Забруднювальні речовини за їх фізико-дисперсним станом по відношенню до води можна поділити на чотири групи.
До першої групи належать нерозчинні у воді зависі, а також бактерії та планктон
Поведінка забруднень у водоймах, самоочищення води.
У природних водоймах поза межами населених пунктів розвиваються типові для кожної місцевості біоценози: водорості, бактерії, гриби, найпростіші, вищі рослини, тварини. Вони перебувають у певній біо
Контроль і управління якістю води
Раціональне використання і відтворення водних ресурсів та екосистем має бути спрямоване на забезпечення стійкого функціонування водних екосистем, збереження та відновлення ресурсів поверхневих, під
Нормативні вимоги до якості води
Критерієм забрудненості води є погіршення її якості внаслідок зміни фізичного і хімічного складу, органолептичних властивостей. Основна нормативна вимога до якості води у водоймі – вміст забруднюва
Очищення стічних вод
Стічні води перед скидом у водойму повинні очищатися. Всі методи очищення можна поділити на механічні й механо-хімічні, хімічні й фізико-хімічні та біохімічні. В основу технології очищення води від
Водойм та підземних вод
Для попередження забруднення відкритих і підземних вод проводять різні водоохоронні заходи. Водоохоронними називають заходи, вжиття яких забезпечує дотримання норм якості води. Розрізняють три напр
Контрольні питання теми
1. Забруднення літосфери: основні джерела і забруднювальні речовини.
2. Поведінка забруднень в грунті і вплив їх на живі організми. Самоочищення грунтів.
3. Особливості забрудненн
Забруднення літосфери
Грунти є біологічним фільтром і нейтралізатором багатьох антропогенних забруднень і здатні до самоочищення.
Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і антропогенним. Під
Поведінка забруднень в грунті та вплив їх на здоров’я людини
В біосфері постійно відбувається взаємодія між компонентами неживої і живої речовин. Це виражається в обміні речовини та енергії і супроводжується різними фізичними, хімічними, біологічними процеса
Контроль і управління якістю грунтів
Грунти як об’єкт охорони, контролю та управління якістю мають ряд специфічних особливостей порівняно з іншими об’єктами природного середовища. Вони суттєво менш рухомі, ніж атмосферне повітря і пов
Контрольні питання теми
1. Основні джерела забруднення атмосферного повітря України і їх характеристика.
2. Характеристика регіонів України з найбільш забрудненим атмосферним повітрям.
3. Основні нормати
Екологічний стан водойм України
До водного фонду України належать:
- Поверхневі води (природні водойми – озера, річки, струмки; штучні водойми – ставки, водосховища, канали);
- Підземні води та джерела ;
Контроль і управління якістю води
Контроль і управління якістю води є одним із засобів санітарної охорони водойм від антропогенних забруднень та забезпечення раціонального використання водних ресурсів.
Ступінь допустимого
Стан земельного фонду України
Загальний земельний фонд України становить 60 млн га і представлений переважно різновидами чорноземів, які займають 57% всіх сільськогосподарських угідь і становлять 68% орних земель. У середньому
Розвитку життя на Землі
Тема: Основні екологічні закони, правила, принципи.
Мета: Допомогти студенту зрозуміти сутність і значення основних екологічних законів, правил, принципів, що діють в прир
Основні екологічні правила
1. Правило 1%: для біосфери загалом частка можливого споживання чистої первинної біологічної продукції ( на рівні консументів вищих порядків) не перевищує 1%.
2. Правило 10
Закони охорони природи П.Ерліха
1.Зростання населення і охорона природи принципово суперечать одне одному.
2. Економічна система, охоплена манією зростання, і охорона природи принципово суперечать одне одному.
3
Контрольні питання теми
1.Природокористування, визначення поняття, аспекти природокористування.
2. Ресурсокористування, тенденції в розвитку ресурсокористування.
3. Раціональне і нераціональне природокор
Контрольні питання теми
1. Ідея ноосфери В.І.Вернадського, його бачення перспектив майбуття людства.
2. Критика ідеї ноосфери Л.Гумільовим.
3.Американський еколог Ю.Одум про можливість побудови ноосфери.
Екологічної кризи
В поглядах на ідею ноосфери всі вчені, незважаючи на деякі розбіжності між ними, досягли єдності в головному: у тому вигляді, в якому ця ідея була подана і обґрунтована півстоліття
Проблеми гармонійного розвитку України
Україна, як європейська держава. Також проголосила свої наміри щодо вибору сталого розвитку як стратегічної мети ХХІ Століття. Поняття сталий розвиток ще остаточно не визначено і продовжує дискутув
Контрольні питання теми
1. Основні блоки законодавчого та підзаконного регулювання по використанню природних ресурсів і охорони природи.
2. Основні задачі екологічного законодавства.
3. Система екологічн
Екологічна освіта і екологічне виховання
Упродовж тисячоліть в людському суспільстві культивувалася споживацька свідомість у відношенні до природи. І тільки в другій половині 20 століття, коли невідновні природні ресурси,
Навчально-методична література
1. Білявський Г.О., Бутченко Л.І., Навроцький В.М. Основи екології, теорія та практикум. Навчальний посібник. – 2002.
2.Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища. Навчальн
Розділ 1. «основи теоретичної екології.
1. Вступ, визначення, становлення екології як науки, завдання,
методи дослідження. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Біосфера. . . . . . . .
Розділ 2. Прикладні аспекти екології.
6. Антропогенний вплив на біосферу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7. Екологічна безпека атмосфери . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Життя на Землі.
1. Основні екологічні закони, правила, принципи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2. Раціональне природокористування та охорона навколишнього
середовища . . . . . . . . .
Новости и инфо для студентов