Презентація з біології для учнів 11 класу "Біосфера як глобальна екосистема"

Біосфера як глобальна екосистема

В.І. Вернадський дуже багато зробив для відродження України. Він був першим президентом Академії наук, його ім’ям названо Національну бібліотеку України. На думку вченого, неминучим є єдино правильний підхід до біосфери як до цілісної глобальної екосистеми. Спробуємо зрозуміти, чому?Володимир Іванович Вернадський

План. Структура, межі та особливості біосфери як глобальної екосистеми. Основна функція біосфери. Основні закономірності функціонування біосфери

Біосфера{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}особлива оболонка Землі, населена живими істотамибіосферологія досліджує біосферу {C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}поняття біосфера (від грец. βιος – життя та σφαῖρα – куля) запропонував австрійський геолог Едуард Зюсс (1831-1914) у 1875р.учення про біосферу створив український учений В.І. Вернадський

Структура біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Включає абіотичний і біотичний компоненти, взаємопов’язаних біологічною міграцією хімічних елементів і речовин. Охоплює три геологічні оболонки:літосферуатмосферугідросферу

Структура біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Структурними елементами біосфери є 7 типів речовин:жива (сукупність всіх живих організмів Землі)біогенна (утворена й перероблювана організмами: вугілля, нафта, кисень атмосфери тощо)косна (абіотична речовина, утворена без участі живого: лава, попіл вулканів)біокосна (біогенно-абіотична речовина, продукти розкладу і переробки косної речовини: ґрунт) радіоактивнакосмічнарозсіяні атоми

Межі біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}нижні шари атмосфери до висоти близько 11 кмвся гідросфераверхній шар літосфери до глибини 3-11 кмгідросфералітосферамантіяозоновий шарбіосферастратосфера

Особливості біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}унікальність, незмінність, неповторність;практично безмежна тривалість існування;безмежно великий запас генетичної інформації, що накопичувалась впродовж мільярдів років, внаслідок чого ця інформація є практично невичерпною;найдосконаліші механізми саморегуляції та захисту від руйнівного зовнішнього впливу;величезні запаси вільної енергії, причому не лише тієї, що є вільною енергією сучасних; підпорядкованих їй екосистем, а й енергії, накопиченої екосистемами минулих епох;величезне біорізноманіття підпорядкованих їй біологічних систем – організмів, видів, екосистем

Потік енергії у біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}надходження енергії Сонця до поверхні Землі, засвоєння її у процесі фотосинтезу рослинами, трансформація й перерозподіл у ланцюгах живлення й геологічних оболонках і розсіювання у світовому просторі{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}біосфера – це відкрита термодинамічна система, яка отримує енергію у вигляді світлової енергії Сонця і теплової енергії радіоактивного розпаду речовин у земній корі та ядрі планети

Потік енергії у біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Сонячне випромінювання – основне джерело енергії сьогодні34%42%23%0,1%1%відбивається від хмар, пилу й земної поверхнінагріває атмосферу, літосферу, Світовий океан та розсіюється у космічному просторі у вигляді інфрачервоного випромінюваннявитрачається на випаровування води й утворення хмарсприяє переміщенню повітряних мас – утворення вітрувловлюється продуцентами – вищими рослинами, водоростями, фототрофними бактеріями й запасається в процесі фотосинтезу у вигляді енергії хімічних зв’язків органічних сполук. Енергія хімічних зв’язків органічних сполук далі використовується консументами й редуцентами в ланцюгах живлення. Завдяки ланцюгам живлення біосфера концентрує, трансформує, акумулює та перерозподіляє хімічні елементи в земній коріДіяльність живої речовини супроводжується розсіюванням акумульованої сонячної енергії у вигляді тепла

Потік енергії у біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Енергетичні ресурси в біосфері створюються не тільки існуючими сьогодні організмами, але й нагромаджувались в минулі геологічні час. Тому реальна енергетика біосфери визначається сукупним потенціалом Карбону та карбоновмісних сполук. Частка енергії первинних вуглеводів не потрапляє до ланцюгів живлення, а консервується в осадових породах у вигляді торфу, вугілля, нафти, природного газу

Потік енергії у біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}В процесі роботи, що здійснює біосфера, вловлена сонячна енергія трансформується і розсіюється. Ці процеси підпорядковується двом фундаментальним природним законам. Перший закон термодинаміки. Енергія не може бути ні народжена, ні знищена, вона може бути трансформована з однієї форми в іншу. Кількість енергії при цьому не змінюється. Другий закон термодинаміки. Будь-яка робота супроводжується трансформацією високоякісної енергії у тепло, що розсіюється в довкіллі й втрачається в просторі

Основні закономірності функціонування біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Перший закон Вернадського – закон біогенної міграції хімічних елементівміграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері в цілому здійснюється або за безпосередньої участі живої речовини, або ж у середовищі, особливості якого зумовлені живою речовиною{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}жива речовина (біота) – уся сукупність живих організмів на Землі

Найзагальніші функції живої речовини в біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Газова- вплив живих організмів на газовий склад атмосфери (наприклад: утворення кисню під час фотосинтезу, виділення вуглекислого газу під час дихання, зв’язування Нітрогену азофіксуючими бактеріями)Концентраційна- поглинання живими організмами певних хімічних елементів і їх накопичення (наприклад: накопичення водоростями, молюсками Кальцію, діатомовими водоростями, хвощами, злаками Силіцію, морськими водоростями Йоду)Біохімічна- синтез і розщеплення органічних сполук (білків, ліпідів,вуглеводів, нуклеїнових кислот), яких у природі до появи живого не існувало

Найзагальніші функції живої речовини в біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Окисно-відновна- живі організми окиснюють та відновлюють певні сполуки (наприклад: залізо-, сіркобактерії перетворюють сполуки Феруму та Сульфуру)Деструкційна - розклад редуцентами органічних решток і косної речовини, руйнування гірських порід унаслідок життєдіяльності організмів (наприклад: біологічне вивітрювання за участі лишайників)Середовище-утворювальна - зміна умов існування організмів завдяки діяльності живого (наприклад: ґрунтоутворювання, самоочищення водойм)

Основні закономірності функціонування біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Другий закон Вернадського – закон константностікількість живої речовини за певний час є сталою величиноювідповідно до закону збільшенні кількості живої речовини в одній частині біосфери супроводжується її зменшенням в іншій, що є наслідком вселенського закону збереження речовини, енергії та інформаціїза Вернадським «у складі біосфери в межах живої речовини відбувались лише перегрупування хімічних елементів, а не докорінні зміни їх загального складу й кількості»

Основні закономірності функціонування біосфери{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Третій закон Вернадського – закон єдності живої речовиниусе живе має спільну фізичну, хімічну основу, тобто основою живих систем є однакові хімічні, біохімічні, фізичні процеси, що зумовлені загальними законами хімії, фізики, і діють вони незалежно від стану системи – живої або неживої

Висновки. Біосфера є найвищою та найскладнішою біологічною системою ЗемліОсновна функція біосфери полягає в засвоєнні, накопиченні, трансформації та перерозподілі енергіїФункціонування біосфери як глобальної екосистеми відбувається за певними екологічними закономірностями

Біосфера – акумулятор та трансформатор енергії Сонця. Завдяки фотосинтезу щорічно жива речовина Землі продукує близько 160 млрд т сухої органічної речовини, з якої приблизно 1/3 синтезують біогеоценози Світового океану, 2/3 – суходолу. Біосфера є глобальним акумулятором і трансформатором енергії Сонця, без якої неможливе життя на Землі

Самостійна робота з ілюстраціями. Потік енергії у біосфері{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Розгляньте загальну схему перетворення енергії в екосистемах. Застосуйте знання законі термодинаміки та схарактеризуйте характер біологічного перетворення енергії

Біологія + Геохімія{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Науковці встановили, що 70-80% усієї маси крейди, якою пишуть вчителі й учні на дошці, припадає на вапнякові утвори одноклітинних джгутикових водоростей – коколітофорид.{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Ці організми становлять переважну частину (98%) нанопланктону, концентрують кальцій, а їх вапнякові скелети часто використовують для визначення віку гірських порід. Доведіть за допомогою цих організмів справедливість першого закону Вернадського

Біологія + Екологія людини{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}На початку 1990-х в американській пустелі Аризона було впроваджено масштабний екологічний проєкт «Біосфера-2»«Біосфера-1» – це наша планета Земля{C083 E6 E3-FA7 D-4 D7 B-A595-EF9225 AFEA82}Ця штучно створена замкнена біосфера була першою масштабною спробою моделювання процесів, що відбуваються в природних екосистемах ЗемліНауковці були впевнені, що мають необхідні знання для моделювання біосфери, але виявилось, що все не так просто. Чому біосфера є глобальною системою Землі і чому науковцям не вдалось створити її модель?

Домашнє завдання. Опрацювати §43, стор. 166 (виконати завдання та відповідати на питання усно);Переглядати презентацію на сайті «Дистанційне навчання»

Дякую за увагу!