Экзамен чгма. Экзамен(ЧГМА)-WPS Office. Экзамен(чгма) Раздел Биология клетки
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
100. Основные концепции биосферы: биологическая, синэкологическая, термодинамическая, географическая, кибернетическая, социально-экономическая. Биосфера (от био… и сфера)-область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы живое вещество и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. Термин «биосфера» введен в 1875 Э. Зюссом. Учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов в т. ч. человека проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения, создано В. И. Вернадским 1926. концепции В современной науке выделяют ряд концепций биосферы, определяющих общий подход к изучению роли живых организмов в преобразовании Земли: •биогеохимическая концепция биосферы, связанная с рассмотрением сложных преобразований веществ в живых организмах. Практически все вещества земной коры вовлекаются в круговорот веществ в природе, и проходят через живые существа •биогеоценотическая концепция, связанная с тем, что элементарной структурной и функциональной единицей биосферы является биогеоценоз, т.е. сообщество живых организмов, взаимодействующих друг с другом и средой обитания •кибернетическая концепция, связанная с изучением принципов организации и регулирования, осуществляющихся в живой природе в связи с трансформацией вещества, энергии и информации •социально-экономическая концепция, связанная с рассмотрением деятельности человека, изменяющего окружающую природную среду, -синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем, термодинамическая биосфера – система, которая обменивается с космосом энергией и подчиняется -Ворому Закону термодинамики. географическая- рассчитаны радиационный и тепловой балансы Земли, разработаны различные формы районирования поверхности: физико-географическое, экономико-географическое, социально-географическое, климатическое, геоморфологическое, почвенное, геоботаническое, зоогеографическое и др. Соотношение тепла и влаги определяет тип растительности и животный мир в каждой географической единице биосферы. 105. Строение биосферы, её границы. Вещественный состав биосферы. Роль живого вещества в биосфере. Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т в сухом весе и составляет менее одной миллионной части всей биосферы ок. 3·1018 т, которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов. Биокосное вещество — 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. границы биосферы: Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов. Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами. Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения. структура биосферы АТМОСФЕРА. Это воздушная оболочка, состоящая в основном из азота и кислорода; достигает мощности до 20 тыс. км. В меньших концентрациях она содержит углекислый газ и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и особенно биологические процессы на земной поверхности и в водной среде. Наибольшее значение для биологических процессов имеют кислород атмосферы, используемый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества, углекислый газ, расходуемый при фотосинтезе, а также озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно. ГИДРОСФЕРА. Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть 95% заключена в Мировом океане, который занимает примерно 70% поверхности Земного шара. Общая масса океанических вод составляет свыше 1300 млн. км 3. Около 24 млн. км 3 воды содержится в ледниках, причем 90% этого объема приходится на ледяной покров Антарктиды. Столько же воды содержится под землей. Поверхностные воды озер составляют приблизительно 0,18 млн. км 3 из них половина соленые, а рек – 0,002 млн. км 3. Количество воды в телах живых организмов составляет примерно 0,001 млн. км 3. Из газов, растворенных в воде, наибольшее значение имеют кислород и углекислый газ. Количество кислорода в океанических водах изменяется в широких пределах в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. Концентрация углекислого газа также варьирует. А общее количество его в океане в 60 раз превышает его содержание в атмосфере. ЛИТОСФЕРА. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого обычно не превышает нескольких метров. Почвы представлены минеральными веществами, образующимися при разрушении горных пород, и органическими веществами – продуктами жизнедеятельности организмов. Функции живого вещества: Энергетическая. Концентрационная. Деструктивная. Средообразующая. Транспортная. Энергетическая функция – поглощение солнечной энергии при фотосинтезе и химической энергии при хемосинтезе и передача энергии по пищевым цепям. Концентрационная функция – способность накапливать химические элементы и использовать их при построении тела. Деструктивная функция – ми нерализация неживого органического вещества и вовлечение образовавшихся веществ в биотический круговорот. Средообразующая функция – преодалевание физико-химических параметров среды в результате синтеза и рнаспада. Транспортная – перенос веществ против силы тяжести и в горизонтальном направлении. 106. Биогеохимические циклы круговорота биогенных элементов в биосфере: углерода, азота и воды. Круговорот углерода начинается с фиксации атмосферного диоксида углерода в процессе фотосинтеза. Часть образовавшихся при фотосинтезе углеводов используют сами растения для получения энергии, часть потребляется животными. Углекислый газ выделяется в процессе дыхания растений и животных. Мертвые растения и животные разлагаются, углерод их тканей окисляется и возвращается в атмосферу. Аналогичный процесс происходит и в океане. Круговорот азота также охватывает все области биосферы. Хотя его запасы в атмосфере практически неисчерпаемы, высшие растения могут использовать азот только после соединения его с водородом или кислородом. Исключительно важную роль в этом процессе играют азотфиксирующие бактерии. При распаде белков этих микроорганизмов азот снова возвращается в атмосферу. Показателем масштаба биотического круговорота служат темпы оборота углекислого газа, кислорода и воды. Весь кислород атмосферы проходит через организмы примерно за 2 тыс. лет, углекислый газ – за 300 лет, а вода полностью разлагается и восстанавливается в биотическом круговороте за 2 млн. лет. Важная роль в глобальном круговороте веществ принадлежит циркуляции воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на многие километры. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делая их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в океаны и моря. Подсчитано, что с поверхности Земли за 1 мин испаряется около 1 млрд. т воды. Энергия, затрачиваемая на испарение воды, возвращается в атмосферу. Циркуляция воды между Мировым океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле и основное условие взаимодействия растений и животных с неживой природой. 107. Эволюция биосферы: Нооенез как естественно-природный и социально-исторический феномен. НООГЕНЕЗ-от греч. noos разум и …генез, современный период эволюции жизни на Земле, означающий, согласно В. И. Вернадскому, превращение биосферы в сферу разума — ноосферу; эволюция, управляемая человеческим сознанием. В. И. Вернадский выделял три этапа развития биосферы: Первый этап — возникновение жизни и первичной биосферы. Ведущие факторы здесь — геохимические и климатические изменения на Земле. Второй этап — усложнение структуры биосферы в результате появления многочисленных и разнообразных эукариотных организмов — как одноклеточных, так и многоклеточных. Движущим фактором выступает биологическая эволюция. Третий этап — возникновение человека, человеческого общества и постепенное превращение биосферы в ноосферу. 108 Роль человека в биосфере. Изменения в биосфере, вызванные человеком. Проблемы биосферного энергетического кризиса. В начале своей истории человек был органической частью природы, его деятельность вписывалась в биогеохимические циклы. К концу палеолита он исчерпывает свои пищевые ресурсы, истребляя крупных млекопитающих мамонтов, шерстистых носорогов, пещерных медведей, торфяных оленей и др., что приводит к первому экологическому кризису. Численность человечества резко сокращается. От полного исчезновения его спасает изменение экологической ниши, то есть образа жизни. В неолите от собирательства и охоты человек перешел к земледелию и животноводству. С этого момента он выделился из остальной природы и стал активно вмешиваться в биогенные круговороты в биосфере, вовлекая в него вещества, накопленные ранее. Расширяя земледельческие угодья, наши предки выжигали леса, но вследствие примитивности земледелия такие поля быстро становились непродуктивными. Тогда сжигались новые леса. Сокращение лесных площадей приводило к снижению уровня рек и грунтовых вод. Все это влекло за собой изменения и разрушения целых экосистем: леса сменялись саваннами, саванны и степи — пустынями. Эпоха Великих географических открытий открытие Нового света, островов Тихого океана, проникновение европейцев в Африку, Индию, Китай, Центральную Азию неузнаваемо изменила мир и привела к новому наступлению человечества на дикую природу. В настоящее время природные экосистемы в связи с увеличением народонаселения, темпов и масштабов производственной деятельности не справляются с антропогенными воздействиями. Сложилась ситуация, при которой дальнейшее развитие производства становится невозможным из-за истощения невосполнимых природных ресурсов запасов руд, горючих ископаемых. Экологический кризис приобрел планетарный масштаб. Перед человечеством возник целый ряд глобальных экологических проблем: резкие изменения природной среды, разрушение мест обитания привели к угрозе вымирания 23 существующих видов; стремительно сокращается площадь уникальных влажных тропических лесов и сибирской тайги, которые образно называют легкими планеты; из-за засоления и эрозии теряется плодородие почв; в атмосферу и гидросферу поступает огромное количество отходов производства, накопление которых угрожает жизни большинства видов, в том числе и человека. Стремительно растущая численность человечества становится причиной сокращения биологического разнообразия планеты. Современное общество пришло к пониманию ограниченных возможностей биосферы. Стало очевидным, что экологически грамотное и рациональное природопользование — единственно возможный путь выживания человечества. энергия Очень сложные экологические проблемы связаны с получением энергии на теплоэлектро-энергетических предприятиях. Потребность в энергии — одна из основных жизненных потребностей человека. Энергия нужна не только для нормальной деятельности современного сложно организованного человеческого общества, но и для простого .физического существования каждого человеческого организма. В настоящее время в основном электроэнергию получают на гидроэлектростанциях, тепловых и атомных станциях. Гидроэлектростанции на первый взгляд являются экологически чистыми предприятиями, не наносящими вреда природе. Так считали многие десятилетия. В нашей стране построили много крупнейших ГЭС на великих реках.Не все знают, что уголь обладает небольшой природной радиоактивностью. Так как на ТЭС сжигаются огромные объемы топлива, то ее суммарные радиоактивные выбросы получаются выше, чем у АЭС. Но этот фактор второстепенный по сравнению с главным бедствием от установки на органическом топливе, наносимом природе и людям, — выбросами в атмосферу химических соединений, являющихся продуктами сгорания. Хотя АЭС экологически более чистые, чем просто электростанции, они таят в себе большую потенциальную опасность в случае серьезных аварий реактора. В этом мы убедились на примере Чернобыльской катастрофы. Таким образом, энергетика ставит, казалось бы, неразрешимые экологические проблемы. Поиски решения проблемы ведутся в нескольких направлениях. Ученые разрабатывают новые безопасные реакторы для атомных станций. Второе направление связано с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Это прежде всего энергия Солнца и ветра, тепло земных недр, тепловая и механическая энергия океана. Во многих странах, в том числе и у нас, уже созданы не только опытные, но и промышленные установки на этих источниках энергии. Они еще сравнительно маломощные. Но многие ученые считают, что за ними большое будущее. 109. Последствия действия загрязнителей окружающей среды на организм человека. В настоящее время возникла проблема экологической патологии, как следствия физических, химических и биологических факторов, большая часть из которых антропогенного происхождения. Последствия неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на организм человека могут проявляться различно. Острые интоксикации и состояния имеют определенную клиническую симптоматику. Хронические состояния могут возникать при воздействии малых доз химических веществ и, как правило, являются нетипичными, что делает доказательство экологического фактора в возникновении этих состояний чрезвычайно трудным. Длительное влияние антропогенного загрязнения может быть бессимптомным, но тем не менее приводит к раннему возникновению процессов старения и сокращению продолжительности жизни. Длительное бессимптомное влияние антропогенного загрязнения в конечном счете может закончиться выраженной клинической картиной заболевания или состояния онкологическими заболеваниями.Экологическую патологию определяют появление новых необычных заболеваний, атипичность течения известных болезней, а также “омоложение” ряда заболеваний сахарного диабета, гипертонической болезни, инфаркта миокарда и даже мозговых инсультов у детей. Примерами “новых” экологических болезней являются диоксиновый синдром хлоракне, пигментация кожи, иммунодефицит; “странная” болезнь Минаматы параличи, умственная отсталость вследствие поражения центральной нервной системы метилртутью, накопленной в морских продуктах питания; общая иммунная депрессия — “химический СПИД”, вызываемый диоксинами, тяжелыми металлами, токсичными радикалами и др. |