Реферат По биологии на тему: «Биосфера». Студента группы № 11 Каримова Рустема Введение Человек связан с природой неразрывными узами. Начиная с первобытного периода своего существования, он пытался ее познать в целях использования. Природа давала ему пищу, растительную и животную; одежду, жилище; орудия и оружие – каменные, металлические; энергию огня, воды, ветра. Постепенно из наблюдений и опыта использования различных природных объектов возникли науки.Наука о природе – естествоведение – дифференцировалось на отдельные отрасли знания: биологию, геологию, физику, химию.
Широкий взгляд, обогащающий все науки о природе, был под силу только гениальным ученым. И в истории человечества они известны как маяки, освещающие путь дальнейшего познания природы на десятки и сотни лет Аристотель, Леонардо да Винчи, Галилей, Ньютон, М.В. Ломоносов, Ж.Л. Бюффон, Ж.Б. Ламарк, А. Гумбольдт, Ч. Дарвин.Величайший натуралист и мыслитель Жан Батист Ламарк (1744-1829), изучавший и ботанику, и зоологию, и геологию, и психологию, и метеорологию, воспринимал явления природы во всей совокупности.
Ламарк впервые вводит термин « биосфера» (биос - жизнь, сфера- шар), обозначающий область жизни и влияния живых организмов на процессы, происходящие на Земле. Для ученых XVIII в. характерно синтетическое восприятие природы – растений, животных, горных пород, ландшафта.Более того, М.В. Ломоносов (1711-1765), стремясь постичь «всеобщее согласие причин» - единство законов природы, обращался почти ко всем наукам, изучающим природу и в это изучение включал физику, химию и математику.
Ч. Дарвин (1809-1882) в своей эволюционной теории обобщил науки о растениях, животных, человеке и земной коре и хорошо понимал роль живых организмов на Земле. На место живого в строение земной коры обратил внимание только в 1875г. австрийский геолог Э. Зюсс и вновь после Ламарка ввел в науку термин «биосфера», обозначающий особую оболочку земной коры, охваченную жизнью.В начале XX в. ученый – геолог В.Л. Вернадский (1863-1945) закладывает основы новым наукам – геохимии, биогеохимии, радиогеологии – и создает учение о биосфере.
Биосфера должна рассматриваться в биогеохимическом направлении, начертанном основоположником ее – В.И. Вернадским.Биосфера тесно связана с деятельностью человека, и сохранность равновесия ее состава зависит от него. Идеи В.И. Вернадского послужили основой для развития целого комплекса современных наук о Земле и жизни, таких, как биогеохимия, ландшафтоведение, биогеоценология.
Они будут служить фундаментом будущей науки о рациональном использовании природных ресурсов, о регулировании биогеохимечских процессов. РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В БИОСФЕРЕ Современная биосфера включает в себя полностью гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы. Биосфера – пронизанная жизнью, внешняя оболочка нашей планеты, находящаяся на границе с космосом и получающая энергию от Солнца. Биосфера слагается из различных компонентов.В нее входят нижняя часть атмосферы, природные воды, почвы, растения, животные и микроорганизмы и верхняя часть земной коры, включающая осадочные, метаморфические и горные породы магматического происхождения. Совокупность всех живых организмов нашей планеты образует живое вещество биосферы.
В воздушной оболочке нашей планеты – атмосфере – всегда присутствует: азот – 78,084; кислород – 20,946; аргон – 0,034; углекислый газ – 0,033 и газы – примеси.В процессе фотосинтеза под действием света зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют свободный кислород.
Кислород частично расходуется на реакции окисления неорганических соединений, а в основном тратится на дыхание живых организмов и окисление органических соединений при разложении отмерших организмов. Углекислый газ, поглощенный при фотосинтезе, идет на построение органических соединений.Часть углекислого газа выделяется вновь в атмосферу в процессе дыхания, основная же масса СО2 освобождается и переходит в атмосферу при разложении и окислении органических остатков.
Свободный азот атмосферы поглощается почвой благодаря фиксации азота специализированными группами микроорганизмов и водорослей. Из почвы соединения азота поглощаются растениями для синтеза белков и построения протоплазмы. После отмирания организмов под действием различных микробов азот освобождается из белков и, проходя ряд превращений, выделяется вновь в атмосферу в виде свободного азота.Почвы являются таким природным телом, образование и существование которого невозможно без живых организмов.
Почва является местом создания почвенного гумуса, и местом его разрушения. В почве происходит также распад первичных минералов и образование глинистых вторичных минералов. В почве живут и умирают разнообразные живые организмы. Почва представляет собой тело, построенное из живого и косного вещества, тело, в котором одновременно протекают уравновешивающие друг друга процессы разрушения и созидания.Минеральная основа воды водоемов – Н2О, так же минеральный субстрат почвы, мертва. Н2О становится природной водой, обладающей плодородием, только под воздействием растений, животных и бактерий, живущих в ней. Живое вещество закономерно входит в состав природных вод и формирует их химический облик.
ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО БИОСФЕРЫ И ЕГО ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ. Живым веществом В.И. Вернадский назвал совокупность всех организмов, выраженную в массе, элементарном химическом составе и энергии.Сухая масса живого вещества Земли, учитывая организмы суши и моря, оценивается сегодня цифрой 2,42*10 т сырая масса живого вещества приблизительно в 10 раз больше, чем сухая масса.
Все химические элементы присутствуют в живых организмов, но в резко различных количествах.В состав живого вещества элементы входят в следующих количествах: О, Н – 10%; С, N, Са – от 1 до 10%; P, Si, K, S – от 0,1 до 1%; Mg, Fe, Na, Cl, Al – от 0,01 до 0,1%. Все другие элементы входят в живые организмы в количестве меньшем, чем 0,01%. Живое существо биосферы делится на две группы организмов: автотрофных и гетеротрофных.
Автотрофы независимы в своем питании от других организмов; они используют солнечную энергию или энергию химических связей неорганических соединений как источник энергии и минеральные вещества как источник питания. Гетеротрофные организмы используют в качестве пищи и источника энергии органические соединения, созданные другими организмами.Среди автотрофов имеются две группы организмов: зеленые хлорофилльные фототрофы и бактерии – хемотрофы.
КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В БИОСФЕРЕ Миграция химических элементов на нашей планете организована в циклы. Циркуляционное движение химических элементов от одного компонента биосферы к другому с возвращением к «исходной точке» называется циклом или круговоротом. Наиболее важными циклами являются круговороты воды, углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и других элементов – биофилов.Углекислый газ является источником углерода для процесса фотосинтеза, совершающего на суше и в водах.
Поглощенная растениями углекислота превращается в зеленых растений в сахара, которые затем преобразуется в сложные углеводы, белки, липиды и т. д. Эти различные вещества служат питанием для животных и незеленых растений. В тоже время все организмы дышат, и углекислый газ возвращается в атмосферу. В морях углерод накапливается в основном в форме известняка СаСо3. Часть массы СаСо3 надолго изымается из круговорота, оставаясь в осадочной оболочке.Однако с течением времени в процессах горообразования СаСо3 поднимается на поверхность в виде горных цепей.
С этого момента углерод известняков вновь вовлекается в круговорот. Поступление углерода в биосферу идет под влиянием выщелачивания и известняков атмосферными осадками, под воздействием лишайников и корней растений. Углерод освобождается также в виде СО2 в процессе человеческой деятельности – при обжиге известняков.Круговорот азота не менее сложен, чем круговорот углерода, и замечателен тем, что он в значительной степени осуществляется специализированами группами микроорганизмов. В почве живут изолированные фиксаторы азота – бактерии и водоросли.
Они обогащают почву азотом, когда их отмершие клетки минерализуются. В водородной среде и на влажных землях фиксацию азота осуществляют сине- зеленые водоросли. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак в нитрит, а нитрифицирующие переводят нитрат нитриты в нитраты.Денитрифицирующие бактерии переводят нитрат-ионы в элементарный азот, который выделяется в атмосферу. Так замыкается цикл. БИОПРОДУКЦИИ ЗЕМЛИ Биосфера представляет большую систему, состоящую из разнородных компонентов, связанных между собой процессами миграции энергии и вещества.
Источником энергии служит Солнце. Биопродукция Земли колеблется под воздействием процессов, приводящих к ее увеличению, и процессов, ее снижающих.К первым относятся размножение и рост живых организмов; ко вторым – подавление и ограничение скоростей размножения и роста организмов, по каким бы причинам это ни происходило.
Биосфера в целом поддерживалась в стационарном режиме. Стационарный режим биосферы – это такой режим, когда геохимические процессы текут непрерывно, переход веществ от одного компонента биосферы к другому происходит, но скорость прихода вещества в компонент равна скорости ухода данного вещества из этого компонента. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА. В четвертичном периоде в биосфере появился новый геологический фактор огромного значения – человек разумный.Вначале он оказывал такое же влияние на ход геохимических процессов, как любой другой гетеротрофный вид живых организмов.
Однако в последнее тысячелетие и особенно в последнее столетие с развитием науки и техники технически оснащенное человечество производит такую геохимическую работу, результаты которой сравнимы с воздействием геологических факторов.В результате деятельности человека произошли следующие изменения в биосфере: загрязнение атмосферы, засуха и эрозия почв, загрязнение природных вод, загрязнение биосферы инсектицидами, нарушение природных процессов, прирост численности человечества.
Повышая продуктивность биосферы, человечество в то же время должно тщательно охранять ее резервы. Технический прогресс не может быть остановлен. Будут, и во все возрастающем масштабе, извлекаться полезные ископаемые, производится грандиозные строительства, осваиваться новые виды энергии.Следовательно, вмешательство человека в процессы биосферы со временем будет увеличиваться, поэтому охрана природы требует сегодня разработки специальных технических средств: 1) химико-технологических: очистка сточных вод, очистка газовых отходов промышленности, создание новых видов топливо, переход промышленных предприятий на циркуляционную систему водоснабжения – все эти задачи химико-технологического профиля.
Цель их – прекращение загрязнения атмосферы и природных вод; 2) биотехнических: очистка воды с помощью прудов- отстойников, в которых идет биологическая очистка воды; заселение промышленных отвалов растениями, способными жить и размножаться на твердых промышленных отходах; широкое внедрение биологических методов борьбы с вредителями сельского хозяйство позволят залечить нанесенные природе раны и снизить применение ядохимикатов.
Важнейшей задачей в наш индустриальный век является воспитание людей, знающих законы биологии.Каждый современный человек должен быть биологически грамотным, т, е. осознавать, что природа – это необходимая человеку сложная система, которую легко разрушить и много труднее и дороже восстановить.
Уважение к природе, ко всему живому, понимание значимости всеобщих биоценологических связей в биосфере Земли и значения этих связей для создания максимально благоприятных условий среды обитания людей – все это должно составлять такую же неотъемлемую часть культуры людей, как элементарная грамотность или умение культурно вести себя в обществе.Любить, понимать и беречь природу – обязанность каждого человека, и воспитывать эти качества необходимо с раннего детства, с того момента, когда маленький человек начинает ходить и соприкасаться с живыми организмами.
Литература: 1. Д.К. Беляева – «Общая биология», 1973г. 2. Н.Н. Верзилин, Н.М. Верзилин – Биосфера, ее настоящее, прошлое и будущее.1976г.