Определение биосферы Биосфера, по В.И. Вернадскому, – это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. Определение биосферы Биосфера, по В.И. Вернадскому, – это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. В. И. Вернадский () Академик, основоположник науки геохимии

Роль живых организмов в биосфере Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.). Благодаря живым существам возникли многие горные породы на Земле. Организмы обладают способностью избирательно поглощать и накапливать в себе отдельные элементы в гораздо большем количестве, чем они есть в окружающей среде. Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека. Живые организмы играют большую роль в разрушении и выветривании горных пород на суше. Они – главные разрушители мертвого органического вещества. Роль живых организмов в биосфере Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.). Благодаря живым существам возникли многие горные породы на Земле. Организмы обладают способностью избирательно поглощать и накапливать в себе отдельные элементы в гораздо большем количестве, чем они есть в окружающей среде. Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека. Живые организмы играют большую роль в разрушении и выветривании горных пород на суше. Они – главные разрушители мертвого органического вещества. В. В. Докучаев () Основоположник современного почвоведения,

Понятие «живого вещества» Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном – тонким слоем газа озона на высоте 16–20 км. Он задерживает губительные ультрафиолетовые лучи солнца. Океан насыщен жизнью целиком, до дна самых глубоких впадин в 10–11 км. В глубину твердой части Земли активная жизнь проникает местами до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях). Результаты жизнедеятельности организмов в виде осадочных пород прослеживаются еще глубже. Размножение, рост, обмен веществ и активность живых организмов за миллиарды лет полностью преобразовали эту часть нашей планеты. Всю массу организмов всех видов В.И. Вернадский назвал живым веществом Земли. Понятие «живого вещества» Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов. В атмосфере верхние границы жизни определяются озоновым экраном – тонким слоем газа озона на высоте 16–20 км. Он задерживает губительные ультрафиолетовые лучи солнца. Океан насыщен жизнью целиком, до дна самых глубоких впадин в 10–11 км. В глубину твердой части Земли активная жизнь проникает местами до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях). Результаты жизнедеятельности организмов в виде осадочных пород прослеживаются еще глубже. Размножение, рост, обмен веществ и активность живых организмов за миллиарды лет полностью преобразовали эту часть нашей планеты. Всю массу организмов всех видов В.И. Вернадский назвал живым веществом Земли.

Большой круговорот Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что Горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками. Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что Горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками.

Малый круговорот Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы, как самих этих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают эти растения (консументы). Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы, как самих этих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают эти растения (консументы).

Круговорот веществ в природе

Подготовила студентка 1 курса группы 118-З Бурова Екатерина

Проверила Лободёнкова Ю.А.

2016 год

Круговорот отдельных веществ Вернадский, назвал биологическим циклов. Дал в 1926 г. определение биосферы. Сущность учения Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты.

Вернадский Владимир Иванович

12.03.1863 – 6.01.1945

За миллиарды лет фотосинтезирующие организмы связали и превратили в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Часть ее запасов в ходе геологической истории накопилась в виде залежей угля и других ископаемых органических веществ – нефти, торфа и др.

Биосфера, по В. И. Вернадскому, – это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию.

Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.).

В. В. Докучаев (1846 - 1903)

Большой круговорот

• продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания (в том числе растворимые в воде питательные вещества) сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками. Геотектонические изменения, процессы опускания материков и поднятия морского дна, перемещения морей и океанов в течение длительного времени приводят к тому, что эти напластования возвращаются на сушу и процесс начинается вновь.

• (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы как самих этих растений, так и других организмов (как правило животных), которые поедают эти растения (консументы). Продукты распада органического вещества под действием деструкторов и микроорганизмов (бактерии, грибы, черви) вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вовлекаемых ими в потоки вещества.

Продуценты

Неорганические вещества

Редуценты

Консументы

Участвуют в круговороте веществ

• Отходы одних организмов используют другие организмы.
• В конце цепи вновь восстанавливается вещество с которым эта цепь начиналась.
• Каждый вид организмов занимает определенное место.
• Каждый вид организмов выполняет свою роль.

Весь кислород атмосферы обновляется за несколько тысяч лет.

1 из 20

Презентация на тему: Круговорот элементов в природе

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:

Большой круговорот Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что Горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаютсяна сушу с осадками.

№ слайда 4

Описание слайда:

Малый круговорот Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы, как самих этих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают эти растения (консументы).

№ слайда 5

Описание слайда:

Биохимический цикл Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется биогеохимическим циклом. В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки. Так, тело человека состоит из кислорода (62,8%), углерода (19,37%), водорода (9,31%), азота (5,14%), кальция (1,38%), фосфора (0,64%) и ещё примерно из 30 элементов.

№ слайда 6

Описание слайда:

№ слайда 7

Описание слайда:

Миграция углекислого газа Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями:Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород. 2) По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO2 переходит в H2CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта

№ слайда 8

Описание слайда:

№ слайда 9

Описание слайда:

Круговорот кислорода Кислород - наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен кислородасреды с живыми организмами или их остатками после гибели. В составе земной атмосферы кислород занимает второе место после азота. Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является молекула О2. Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров. Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием кислорода и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству поглощаемого кислорода.

№ слайда 10

Описание слайда:

№ слайда 11

Описание слайда:

Круговорот азота При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты: 2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0ННекоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота.

№ слайда 12

Описание слайда:

Процессы, возмещающие потери азота:электрические разряды, жизнедеятельность азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Таким образом, в природе совершается непрерывный круговорот азота. Однако ежегодно с урожаем с полей убираются наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней важнейших элементов питания растений.

№ слайда 13

Описание слайда:

№ слайда 14

Описание слайда:

Круговорот фосфора Фосфор входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутрь клеток. В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического фосфатиона (PO43-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают PO43- из водного раствора и включают фосфор в состав различных органических соединений, где он выступает в форме так называемого органического фосфата. По пищевым цепям фосфор переходит от растений ко всем прочим организмам экосистемы.У фосфора нет газовой фазы и, следовательно, нет свободного возврата в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает, а иногда и перенасыщает экосистемы. Обратного пути, по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью рыбоядных птиц, но это очень небольшая часть общего количества, оказывающаяся к тому же вблизи побережья. Океанические отложенияфосфата со временем поднимаются над поверхностью воды в результате геологических процессов, но это происходит в течение миллионов лет. Следовательно, фосфат и другие минеральные биогены почвы циркулируют в экосистеме лишь в том случае, если содержащие их отходы жизнедеятельности откладываются в местах поглощения данного элемента

№ слайда 15

Описание слайда:

№ слайда 16

Описание слайда:

Круговорот серы Сера представляет собой исключительно активный химическийэлемент биосферы и мигрирует в разных валентных состояниях в зависимости от окислительно-восстановительных условий среды. Среднее содержание серы в земной коре оценивается в 0,047 %. В природе этот элемент образуетсвыше 420 минералов. В изверженных породах сера находится преимущественно в виде сульфидных минералов: пирита, пирронита,халькопирита, в осадочных породах содержится в глинахв виде гипсов, в ископаемых углях - в виде примесей серного колчедана и реже в виде сульфатов. Сера в почве находится преимущественно в форме сульфатов; в нефти встречаются ее органические соединения. В связи с окислением сульфидных минералов в процессе выветривания сера в виде сульфатиона переносится природными водами в Мировой океан. Сера поглощается морскими организмами, которые богаче ее неорганическими соединениями, чем пресноводные и наземные

№ слайда 17

Описание слайда:

№ слайда 18

Описание слайда:

Круговорот воды Вода находится в постоянном движении. Но количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути:Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилищ. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океанаобразуют малый круговорот.

№ слайда 19

Описание слайда:

№ слайда 20

Описание слайда:

Большой круговорот веществ в природе (геологический)Обусловлен взаимодействием
солнечной энергии с глубинной
энергией Земли и осуществляет
перераспределение вещества
между биосферой и более
глубокими горизонтами Земли.

Осадочные горные породы,
образованные за счет выветривания
магматических пород, в подвижных
зонах земной коры вновь погружаются
в зону высоких температур и
давлений. Там они переплавляются и
образуют магму - источник новых
магматических пород. После поднятия
этих пород на земную поверхность и
действия процессов выветривания
вновь происходит трансформация их в
новые осадочные породы

Большой круговорот веществ

Большой круговорот воды- это
и круговорот воды между сушей и
океаном через атмосферу. Влага,
испарившаяся с поверхности
Мирового океана (на что
затрачивается почти половина
поступающей к поверхности
Земли солнечной энергии),
переносится на сушу, где
выпадает в виде осадков, которые
вновь возвращаются в океан в
виде поверхностного и
подземного стока

Круговорот воды

Круговорот воды происходит и
по более простой схеме:
1. Испарение влаги с
поверхности океана
2. Конденсация водяного пара
3. Выпадение осадков на эту же
водную поверхность океана

Малый круговорот веществ в биосфере (биогеохимический)

В отличие от большого, совершается
лишь в пределах биосферы. Сущность
его в образовании живого вещества из
неорганических соединений в процессе
фотосинтеза и в превращении
органического вещества при разложении
вновь в неорганические соединения

Схема
биогеохимич
еского
круговорота
веществ
на суше

Этот круговорот для жизни
биосферы - главный, и он сам
является порождением жизни.
Изменяясь, рождаясь и умирая,
живое вещество поддерживает
жизнь на нашей планете,
обеспечивая биогеохимический
круговорот веществ

Главным источником энергии круговорота
является солнечная радиация, которая
порождает фотосинтез. Эта энергия
довольно неравномерно распределяется
по поверхности земного шара. Например,
на экваторе количество тепла,
приходящееся на единицу площади, в
три раза больше, чем на архипелаге
Шпицберген (80° с.ш). Кроме того, она
теряется путем отражения, поглощается
почвой, расходуется на транспирацию
воды и т. д. а, на фотосинтез тратится не
более 5% от всей энергии, но чаще всего
2-3 %.

Поступление и распределение солнечной энергии в пределах
биосферы Земли

Однако в масштабах всей биосферы такой
круговорот невозможен. Здесь действует
биогеохимический круговорот,
представляющий собой обмен макро- и
микроэлементов и простых неорганических
веществ (СО2,H2O) с веществом атмосферы,
гидросферы и литосферы. Круговорот
отдельных веществ В. И. Вернадский назвал
биогеохимическими циклами. Суть цикла в
следующем: химические элементы,
поглощенные организмом, впоследствии его
покидают, уходя в абиотическую среду, затем,
через какое-то время, снова попадают в живой
организм, и т. д. Такие элементы называют
биофильными. Этими циклами и круговоротом
в целом обеспечиваются важнейшие функции
живого вещества в биосфере.

В. И. Вернадский выделяет пять функций:

- Первая функция - газовая - основные газы
атмосферы Земли, азот и кислород, биогенного
происхождения, как и все подземные газы -
продукт разложения отмершей органики;
- Вторая функция - концентрационная - организмы
накапливают в своих телах многие химические
элементы, среди которых на первом месте стоит
углерод, среди металлов - первый кальций,
концентраторами кремния являются диатомовые
водоросли, йода - водоросли (ламинария),
фосфора - скелеты позвоночных животных;

- третья функция - окислительновосстановительная - организмы, обитающие в
водоемах, регулируют кислородный режим и
создают условия для растворения или же
осаждения ряда металлов (V, Mn, Fe) и неметаллов
(S) с переменной валентностью;
- четвертая функция - биохимическая -
размножение, рост и перемещение в пространстве
(«расползание») живого вещества;
- пятая функция - биогеохимическая деятельность
человека - охватывает все разрастающееся
количество веществ земной коры, в том числе
таких концентраторов углерода, как уголь, нефть,
газ и другие, для хозяйственных и бытовых нужд
человека

В биогеохимических круговоротах следует различать две части, или как бы два среза:

1. Резервный фонд - это огромная
масса движущихся веществ, не
связанных с организмами;
2. Обменный фонд - значительно
меньший, но весьма активный,
обусловленный прямым обменом
биогенным веществом между
организмами и их
непосредственным окружением

Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней можно выделить:

1. Круговорот газообразных
веществ с резервным фондом
в атмосфере и гидросфере
(океан)
2. Осадочный цикл с резервным
фондом в земной коре (в
геологическом круговороте).

В связи с этим следует отметить лишь
один-единственный на Земле
процесс, который не тратит, а,
наоборот, связывает солнечную
энергию и даже накапливает ее -
это создание органического
вещества в результате фотосинтеза

В связывании и
запасании солнечной
энергии и заключается
основная планетарная
функция живого
вещества на Земле.

Различают следующие виды круговоротов веществ:

1. Кругооборот углерода.
2. Кругооборот фосфора.
3. Круговорот кислорода
4. Кругооборот азота.
5. Круговорот серы

Круговорот углерода

Круговорот фосфора

фотосинтеза органического вещества, включая ту его часть, которая за время
измерений будет израсходована на дыхание. Ее обозначают PG и выражают в
единицах массы или энергии, приходящихся на единицу площади или объема в
единицу времени.
Чистая первичная продуктивность - скорость накопления органического
вещества в растительных тканях за вычетом той его части, которая
использовалась на дыхание (R) растений в течение изучаемого периода;
PN=PG- R.
Вторичная продуктивность - скорость накопления органического вещества
на уровне консументов. Она обозначается через Р2, Р3 и т. д. в зависимости от
трофического уровня.
Чистая продуктивность сообщества - скорость накопления органического
вещества, не потребленного гетеротрофами, т. е. чистая первичная продукция
за вычетом той ее части, которая в течение изучаемого периода (обычно за
вегетационный период или за год) была потреблена гетеротрофами: PN-{P2 +
Р3 + P4+…).
На каждый момент времени чистая продукция сообщества выражается
наличной биомассой. Иначе ее называют урожаем на корню. Урожай на корню
постоянно меняется: весной он ничтожен, а осенью достигает максимума. .

«Газовые законы» - Амедео Авогадро высказал предположение в 1811 году, что в одинаковых объемах различных газов находится одно и тоже число молекул. Гей-Люссак (1778-1850) При неизменных температуре и давлении объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.

«Токсические вещества» - Токсичность ксенобиотика. Способность к комплексообразованию. Tox + R ? Tox –R. Яд – вещество, вызывающее отравление или смерть при попадании в организм. в) Влияние кислотно-основной природы ксенобиотиков и рН биосред на межфазные равновесия ж1?ж2. Механизм - лиганд-рецепторный. Кислотно-основные свойства.

«Структура твёрдых тел» - Коша?чий глаз. Аметист. Кварц (нем. Quarz) -Свободное содержание в земной коре 12 % . Параметры элементарной ячейки. Структурная кристаллография. Фотография электротехнической стали, показывающая структуру поликристалла. Физические свойства: 1)Правильная форма. 2)Постоянная температура плавления 3)Изотропия.

«Большой круговорот веществ» - Б. Чистый воздух. Кроссворд. Круговорот веществ. 2. Р. 4. Ф. 1. 3. А. Продукты. Е д о к и. М у с о р щ и к и. Чистая вода. О. Тема: большой круговорот веществ. К о р м и л ь ц ы.

«Кристаллическая решетка» - HCl, Cl2, H2O, NaBr, BaCl2, CaS, O2, NH3, CO2, C. Классификация твердых веществ. тема урока КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕШЁТКИ. Характеристика основных типов кристаллических решеток. Задание: Определите тип химической связи в данных соединениях:

«Простые вещества - металлы и неметаллы» - Цель урока: Проверьте себя: На какие группы можно разделить все вещества по составу? Вопросы для обсуждения: Образец выполнения задания. Какая зависимость есть между составом, свойствами и применением веществ? Покажите выигрышный путь, который составляют электронные схемы атомов-неметаллов: Существует ли отличие в строении атомов металлов и неметаллов?