Презентація "Колообіг кисню та роль водяних організмів у ньому"

Колообіг кисню та роль водяних організмів у ньому

Поняття біогеохімічного циклу. Цикл біогеохімі́чний, кругообіг речовин — система незамкнутих і незворотних кругообігів хімічних речовин у неорганічній природі через рослин і тварин в органічну природу. Це повторюваний процес взаємопов'язаного перетворення, переміщення речовин у природі, який має циклічний характер, відбувається за обов'язкової участі живих організмів і часто порушується людською діяльністю.

Найбільш важливі для живих організмів і потрібні у великих кількостях: вуглець, водень, кисень, азот та сірка. Кисень надходить у атмосферу в результаті фотосинтезу та витрачується організмами при диханні.

Історія відкриття кисню. Офіційновизнано, що в 1774 роціанглійськимхіміком Джозефом Прістлібуввідкритийкисень (O2). В результатідосвіду, проведеного в закритійпосудині з оксидом ртуті, піддієюсонячнихпроменів, щонаправляютьсялінзою, відбулосяїїрозкладання:2 Hg. O – О2 + 2 Hg. 

Фізичні властивості кисню. Це газоподібна речовина характеризується щільністю при нормальних умовах 0,00142897 г / см ³, молярним об’ємом 14,0 см ³ / моль, температурою плавлення мінус 218,2 ° С і температурою кипіння мінус 182,81 ° С. Молярна маса дорівнює 15,9994 г / моль. Основна характеристика кисню – це його здатність окисляти різні речовини. Будучи активним неметалом, O2 взаємодіє з усіма металами з утворення основних і амфотерних оксидів, а також з усіма неметалами (крім галогенів), в результаті виходять кислотні або несолетвірні оксиди.

Кисень входить до складу понад півтори тисячі речовин, так як є найбільш поширеним на Землі хімічним елементом. Він входить до складу різних хімічних сполук (їх налічується понад півтори тисячі). У твердій земній корі вміст O2 дорівнює 47,4%. У морських і прісних водах на його частку у зв’язаному стані припадає 88,8% масових. В атмосфері кисень знаходиться у вільному стані, об’ємна частка його дорівнює, приблизно, 21%, а масова – 23,1%. Він є найважливішим складовим органічних речовин, які присутні в кожній живій клітині. За обсягом в них він займає 25%, а за масою 65%.

Кругообіг кисню в природіКругообіг кисню в природі обумовлений його хімічною активністю. Цикл являє собою ряд змін речовини, в результаті яких воно повертається у вихідну точку, а весь шлях повторюється. Кисневий цикл є біогеохімічним рухом. За допомогою нього O2 проходить через біотичну суму всіх екосистем (біосфера або зона життя на Землі) і абіотичні (літосфера, атмосфера і гідросфера) середовища. Кругообіг кисню описує його рух у гідросфері (маса води, що знаходиться під землею і над її поверхнею), атмосфері (повітря), в біосфері (глобальна сума всіх екосистем) і літосфері (земна кора). Порушення цього циклу в гідросфері може призвести до розвитку гіпоксичних (з низьким вмістом O2) зон у великих озерах і океані. Основним рушійним чинником є фотосинтез.

Найбільшим резервуаром O2 (99,5%) є кора і мантія Землі, де він міститься в силікатних і оксидних мінералах. Кругообіг кисню забезпечив потрапляння лише невеликої частини у вигляді вільного O2 в біосферу (0,01%) і в атмосферу (0,36%).

Його продуктами є органічні речовини і вільний кисень, що утворюються з вуглекислого газу і води: 6 CO2 + 6 H2 O + енергія – C6 H12 O6 + 6 O2. Основним джерелом атмосферного вільного O2 є фотосинтез.

Роль водних організмів у кругообігу кисню. За кругообіг кисню в біосфері відповідають наземні рослини, а також фітопланктон океанів. Крихітні морські ціанобактерії (синьо-зелені водорості) Prochlorococcus, розміром 0,6 мкм, були виявлені в 1986 році. На їх частку припадає більше половини продуктів фотосинтезу у відкритому океан

Додатковим джерелом вільного атмосферного кисню служить явище фотоліз (хімічна реакція, що протікає під дією фотонів). В результаті атмосферна вода і закис азоту дисоціюють на складові атоми, водень (H) і азот (N) видаляються космос, а O2 залишається в атмосфері: 2 H2 O + енергія – 4 H + O2 і 2 N2 O + енергія – 4 N + O2.

Використання кисню. Споживається вільний кисень атмосфери живими організмами в процесах дихання і розпаду. Літосфера використовує вільний O2 в результаті хімічного вивітрювання і поверхневих реакціях. Наприклад, він витрачається на утворення оксидів заліза (іржі): 4 Fe. O + O2 – 2 Fe2 O3 або оксидів інших металів і неметалів.

Кругообіг кисню також включає цикл між біосферою і літосферою. Морські організми в біосфері служать джерелами карбонату кальцію (Ca. CO3), який багатий O2. Коли організм вмирає, його оболонка виноситься на мілководді морського дна, де знаходиться протягом довгого часу і утворює вапняк (осадова порода земної кори). Процеси вивітрювання, ініційовані біосферою, можуть також витягувати вільний кисень з літосфери. Рослини і тварини витягують поживні речовини з осадових порід і виділяють кисень.

Кисень - основний біогенний елемент, що входить до складу молекул усіх найважливіших речовин, що забезпечують структуру і функції клітин - білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів, а також безлічі низькомолекулярних сполук.

У кожній рослині чи тварині кисню набагато більше, ніж будь-якого іншого елемента (у середньому близько 70%).

М'язова тканина людини містить 16% кисню. Кісткова тканина - 28,5%Всього в організмі середньої людини (маса тіла 70 кг) міститься 43 кг кисню.

В організм тварин і людини кисень надходить в основному через органи дихання (вільний кисень) і з водою (зв'язаний кисень). Потреба організму в кисні визначається рівнем (інтенсивністю) обміну речовин, який залежить від маси і поверхні тіла, його віку, статі, характеру харчування, зовнішніх умов та ін. В екології як важливу енергетичну характеристику визначають відношення сумарного дихання (тобто сумарних окислювальних процесів) спільноти організмів до його сумарної біомаси.

Дякую за увагу!