1 ВАРИАНТ. 1. Совокупность всех живых организмов на Земле и всё объёмное пространство,

1. Совокупность всех живых организмов на Земле и всё объёмное пространство, которое заселено ими и находится под их воздействием, называется:

А) биомассой,

б) биосферой,

в) агроценозом,

г) экосистемой.

2.Биосфера включает:

а) живое вещество,

б) костное вещество,

в) биокостное вещество,

г) биогенное вещество,

д) вещества, находящиеся в состояние радиоактивного распада,

е) вещества рассеянных атомов,

ж) вещества космического происхождения.

3. К живому веществу биосферы относятся:

а) растения, б) животные, в) микроорганизмы, г) грибы, д) водоросли, е) почва, ж) вода, з) воздух.

4. К костному веществу биосферы относятся:

а) вода, б) воздух, в) животные, г) горные породы минерального происхождения, ж) почва, д) растения.

5. К биогенному веществу биосферы относятся:

а) торф, б) каменный уголь, в) кислород, г) углекислый газ, д) нефть, е) известняк, ж) гранит, з) вода, и) природный газ, к) песок, л) глина.

6.К биокостному веществу биосферы относятся:

а) вода, б) почва, в) глина, г) песок, д) воздух, е) растения, ж) животные.

7.Решающее значение в преобразовании биосферы принадлежит живому веществу, так как оно способно:

а) аккумулировать и трансформировать солнечную энергию,

б) размножаться и этим обеспечивать непрерывность своей деятельности,

в) совершать химические реакции со скоростью, во много раз превышающей скорость реакций неживой природы.

8.Функция живого вещества, обеспечивающая обмен газов и поддержание постоянного состава биосферы – это:

а) биохимическая,

б) газовая,

в) концентрационная,

г) окислительно-восстановительная.

9.Биогенные элементы – это химические элементы:

а) жизненно необходимые организмам,

б) мало распространённые в составе живой природы.

10.К биогенным микроэлементам относятся:

а) железо,

б) медь,

в) цинк,

г) йод,

д) никель,

е) кремний.

11.Функция живого вещества, обеспечивающая окисление и восстановление вещества – это:

а) биохимическая,

б) газовая,

в) концентрационная,

г) окислительно-восстановительная.

Экология. 9 класс. Биосфера.

2 ВАРИАНТ.

1. Границами биосферы являются:

а) нижняя часть атмосферы высотой 12-25 км, б) гидросфера (глубиной 8-10 км), в) литосфера (глубиной 2-3 км).

2. Живое вещество биосферы – это:

а) совокупность биомасс всех живых организмов на Земле, б) останки организмов на разных стадиях разложения, в) продукты переработки горных и осадочных пород живыми организмами.

3. Совокупность компонентов биосферы формирующихся без участия живых организмов – это:

а) биогенное вещество, б) костное вещество, г) живое вещество.

4. Органо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом биосферы, составляют: а) биогенное вещество, б) костное вещество, в) биокостное вещество, г) живое вещество.

5.Вещество биосферы, созданное живыми организмами вместе с неживой природой, составляет: а) живое вещество, б) костное вещество, в) биогенное вещество, г) биокостное вещество.

6. Ведущее значение в преобразовании биосферы принадлежит:

а) живому веществу, б) костному, в) биокостному, г) биогенному веществу.

7. Биосферные функции живого вещества: а) газовая, б) биохимическая, в) концентрационная, г) окислительно-восстановительные.

8. Газовую функцию живого вещества осуществляют: а) растения, б) животные, в) бактерии, г) грибы, д) водоросли.

9. К биогенным макроэлементам относятся: а) углерод, б) азот, в) кислород, г) водород, д) сера. Е) фосфор, ж) кальций, з) натрий, и) калий.

10. Функция живого вещества, связанная с извлечением и накоплением организмами биогенных элементов – это: а) биохимическая, б) газовая, в) концентрационная, г) окислительно-восстановительная.

11. Устойчивость биосферы обеспечивается: а) круговоротом веществ, б) постоянным притоком солнечной энергии, в) хозяйственной деятельностью человека, г) видовым разнообразием растений и животных.

Биосфера и её составляющие

  1. Что такое биосфера?

Биосфера– часть Земли, населённая живыми организмами, взаимодействующими с воздухом, водой и землёй.

  1. Что в себя включает биосфера?

  1. Назовите элементы неживой природы биосферы.

  • Атмосфера

  • Гидросфера

  • Литосфера

  1. Назовите элементы живой природы биосферы.

Живые организмы

  1. Назовите возраст биосферы.

Возраст биосферы – примерно 3.5 млрд лет (фактически, как зародилась жизнь на Земле)

  1. Назовите составные части биосферы.

  • Живое вещество— вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

  • Биогенное вещество— вещество, возникшее в результате жизнедеятельности организмов. Пример:уголь, нефть, битумы, известнякии т.д.

  • Косное вещество— вещество, образованное без участия живых организмов. Пример:небиогенные минералы и горные породы

  • Биокосное вещество —вещество, которое создаётся одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Пример:

    почва, ил, кора выветриванияи т.д. Организмы в них играют ведущую роль.

  • Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

  • Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

  • Вещество космического происхождения

  1. К какому веществу биосферы относится нефть?

Нефть относится к биогенному веществу

  1. Какова главная суть учения Вернадского о биосфере?

Биосфера – это качественная своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной степени определяется деятельностью живых организмов.

  1. В какой среде появились первые живые организмы?

Первые живые организмы появились в воде(гидросфера)

  1. Что относится к биогенному веществу биосферы?

Биогенное вещество

— вещество, возникшее в результате жизнедеятельности организмов. Пример:уголь, нефть, битумы, известнякии т.д.

  1. Что относится к живому веществу биосферы?

Живое вещество— вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности.

  1. Что относится к косному веществу биосферы?

Косное вещество— вещество, образованное без участия живых организмов. Пример:небиогенные минералы и горные породы

  1. Что относится к биокосному веществу биосферы?

Биокосное вещество —вещество, которое создаётся одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Пример:почва, ил, кора выветриванияи т.д. Организмы в них играют ведущую роль.

  1. Назовите верхнюю границу биосферы.

Верхняя граница в атмосфере: 15–20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ–излучение, губительное для живых организмов.

  1. Назовите нижнюю границу биосферы.

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.

Нижняя граница в гидросфере: 10–11 км. Она определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

  1. Какие организмы обитают в нижней границе биосферы?

В литосфере – бактерии, в гидросфере – бактерии и глубоководные животные

  1. К какому веществу биосферы относится природный газ?

Природный газ — это

биогенноевещество

  1. К какому веществу биосферы относится каменный уголь?

Каменный уголь — это биогенноевещество

  1. Что такое экосистема?

Экосистема– совокупность совместно обитающих разных видов живых организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом.

  1. Приведите примеры наземных экосистем.

Биомы, ландшафты суши, природные зоны.

  1. Что относится к пресноводным экосистемам?

К пресноводным экосистемам относятся озёра, реки, болота

  1. Что относится к морским экосистемам?

  • Глубинные зоны,

  • Коралловые рифы

  • Пелагиаль– зона моря или океана, не находящегося в непосредственной близости от дна.

  • Эстуарии (бухты, заливы и т.д.)

  • Районы с продуктивным рыболовством

  1. Сколько видов живых организмов сейчас на Земле?

Более 2 миллионов живых организмов

  1. Сколько видов животных сейчас на Земле?

Около 1.5 миллионов

  1. Сколько видов насекомых сейчас на Земле?

Свыше 1 миллиона

  1. Сколько видов растений сейчас на Земле?

Более 0.5 миллиона

Биогенное вещество: примеры — Kratkoe.com

Биогенное вещество биосферы примеры, кратко изложенные в этой статье.

Биогенное вещество: примеры

К биогенному веществу биосферы относятся те соединения, которые возникли в процессе жизнедеятельности организмов, в непосредственной связи с ними. Как правило, в их состав входят разные формы азота (нитритный, аммиачный, нитратный), а также кремния, фосфора и железа. Но они е обязательно входят в состав тел на данный момент.

К биогенному веществу относится большая часть органогенных осадочных пород, которые состоят из продуктов жизнедеятельности живых организмов либо представляют собой разложившиеся их остатки — биогенным веществом является ракушечные породы, известняки, горючие сланцы, нефть ископаемые угли. Они являются мощным источником потенциальной энергии. 

По составу выделяют такие виды биогенных веществ:

  • карбонатные (известняки коралловые, фораминиферовые, коколитови, ракушняки и др.),
  • кремнистые (диатомит, спонголиты, радиоляриты и др.),
  • фосфатные (ракушняки из фосфатных раковин, скопление костей, гуано) породы, ископаемый уголь и горючие сланцы.
Почему каменный уголь биогенное вещество?

Уголь биогенное вещество, так как он состоит из растений, накопившихся в больших торфяных или пресноводных болотах за многие тысяч лет. Либо же сформировался вследствие быстрого перенесения растений из одного места в другое, либо они отложились в условиях затопления. То есть он возник в процессе разложения остатков растительных организмов.

Какое значение имеет круговорот биогенных веществ?

Значение круговорота биогенных веществ в природе состоит в извлечении большого количества минеральных веществ из окружающей среды. После смерти организмов, их химические элементы назад возвращаются в окружающую среду. Так осуществляется биогенный круговорот веществ с участием живых организмов – непрерывная циркуляция веществ между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами. Основу биогенного круговорота составляет приток солнечной энергии, которая в процессе преобразовывается. 

Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, что к биогенным веществам относят и какие вещества называются биогенными.

1. Совокупность всех живых организмов на Земле и всё объёмное пространство, которое заселено ими и находится под их воздействием, называется:

А) биомассой,
б) биосферой,
в) агроценозом,
г) экосистемой.

2.Биосфера включает:

а) живое вещество,
б) костное вещество,
в) биокостное вещество,
г) биогенное вещество,

д) вещества, находящиеся в состояние радиоактивного распада,
е) вещества рассеянных атомов,
ж) вещества космического происхождения.

3. К живому веществу биосферы относятся:

а) растения, б) животные, в) микроорганизмы, г) грибы, д) водоросли, е) почва, ж) вода, з) воздух.

4. К костному веществу биосферы относятся:

а) вода, б) воздух, в) животные, г) горные породы минерального происхождения, ж) почва, д) растения.

5. К биогенному веществу биосферы относятся:

а) торф, б) каменный уголь, в) кислород, г) углекислый газ, д) нефть, е) известняк, ж) гранит, з) вода, и) природный газ, к) песок, л) глина.

6.К биокостному веществу биосферы относятся:

а) вода, б) почва, в) глина, г) песок, д) воздух, е) растения, ж) животные.

7.Решающее значение в преобразовании биосферы принадлежит живому веществу, так как оно способно:

а) аккумулировать и трансформировать солнечную энергию,
б) размножаться и этим обеспечивать непрерывность своей деятельности,
в) совершать химические реакции со скоростью, во много раз превышающей скорость реакций неживой природы.

8.Функция живого вещества, обеспечивающая обмен газов и поддержание постоянного состава биосферы – это:

а) биохимическая,
б) газовая,
в) концентрационная,
г) окислительно-восстановительная.

9.Биогенные элементы – это химические элементы:

а) жизненно необходимые организмам,
б) мало распространённые в составе живой природы.

10.К биогенным микроэлементам относятся:

а) железо,
б) медь,
в) цинк,
г) йод,
д) никель,
е) кремний.

11.Функция живого вещества, обеспечивающая окисление и восстановление вещества – это:

а) биохимическая,
б) газовая,
в) концентрационная,
г) окислительно-восстановительная.

Биогенное вещество

вещество, создаваемое в процессе деятельности живых организмов. Понятие Б. в. введено В. И. Вернадским в начале XX в. при создании учения о биосфере. По В. И. Вернадскому, «…мы имеем дело с веществом, создаваемым и перерабатываемым жизнью… с биогенным веществом, источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.)».

К биогенным веществам относятся остатки отмерших организмов, продукты линьки живых организмов и опада, напр.: хитиновые покровы членистоногих, выпавшие волосы и зубы млекопитающих, сброшенные рога оленей, теряемые перья птиц, опадающие листья (а в некоторых случаях кора и валежник) деревьев, созревшие и отделившиеся от растения плоды, их пыльца и т.д. Масса их может быть очень значительна. Напр., у древесных растений доля мертвого органического вещества (опада) к концу жизни превышает массу живого вещества в 3-4 раза. Биогенные вещества являются также экскременты животных и продукты внешнего метаболизма, напр. выделяемые в окружающую среду высшими растениями фитонциды. Своеобразными биогенными веществами являются почечные и желчные камни, скорлупа яиц, жемчуг, живица, нектар, молоко, мед, воск, натуральный шелк, паутина и т. п. Различают необиогенное и палеобиогенное вещество.

Необиогенное — вещество, образованное живыми организмами современной геологической эпохи. Отличительной чертой необиогенного вещества является его крайняя неустойчивость в биосфере, обусловленная гл. обр. тем, что его энергично перерабатывают живые организмы. Особенно это характерно для органических соединений. Лишь незначительная часть необиогенного вещества в особых условиях переходит в ископаемое состояние и превращается в палеобиогенное вещество. Все осадочные породы Земли сформировались при участии живых организмов прошлых геологических эпох. Палеобиогенное вещество в осадочных породах весьма разнообразно: растительный детрит, различные остатки организмов, янтарь, копролиты, микробиогенные минералы — сульфиды, карбонаты, гидроокислы железа и т. д.

Основные горные породы нашей планеты созданы живыми организмами. Биогенные карбонатные породы (известняки, мел, доломиты) образуются в результате деятельности как планктонной, так и донной пленки жизни в экологических системах Мирового океана и внутриконтинентальных водоемов. К числу биогенных относятся и копролитовые известняки — горная порода, исходным материалом для которой послужили фекалии илоедов, перерабатывавших известковый ил.

Кремнистые породы (опал, халцедон, кварц) сложены преимущественно скелетными остатками «кремниевых» организмов (диатомовые водоросли или диатомеи, радиолярии, губки и силикофлагеллаты).

Каустобиолиты, или горючие ископаемые (торф, сапропель, уголь, горючие сланцы, нефть) — осадочные породы, характеризующиеся значительными концентрациями биогенных веществ. Формирование каустобиолитов осуществляется при определенном воздействии энергетической функции живых организмов. Наиболее интенсивное накопление органического необиогенного вещества в современной биосфере происходит в болотах и некоторых озерах. Нашей стране принадлежит 60 % запаса торфа. В континентальных водоемах накапливаются остатки фито- и зоопланктона, донных и свободноплавающих организмов и экскрементов животных — сапропель. Биогенные вещества аккумулируются и в Мировом океане. Каменные угли образовались из древних торфов. Ископаемые угли известны с девона, когда в биосфере возникли леса. Горючие сланцы образовались из сапропелей. Органическое вещество горючих сланцев представлено остатками фитопланктона, однако существуют «полугорючие» сланцы, где в составе органического вещества преобладают остатки зообентоса и зоопланктона. Нефть также образовалась в земной коре из биогенных веществ — остатков планктонных организмов.

Фосфатные, железистые и марганцевые породы — осадочные породы с низкими концентрациями биогенных веществ. Практически все месторождения фосфоритов имеют органическое происхождение. 95 % всех запасов фосфоритов располагается в донных морских отложениях. Основным первичным накопителем фосфора в морской воде является фитопланктон, а в осадок фосфор попадает, гл. обр., в виде фекальных пеллет зоопланктона. При удобрении полей фосфоритами в биотический круговорот вешрств возвращается фосфор обитателей древних морей. Железистые и марганцевые горные породы являются продуктами метаболизма живых организмов морей, океанов, болот и озер, при этом основную роль в концентрации марганца и железа в донных осадках играют железобактерии.

В образовании аллеитов (в частности бокситов), солей, обломочных и глинистых пород также принимают участие живые организмы (растения, бактерии или животные), которые являются деструкторами на подготовительной стадии образования.

Лит.: Вернадский, В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. — М., 1987; Лаппо, А. В. Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого. — М., 1987.

Где наблюдается наибольшая концентрация живого вещества. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается

10 класс.

Зачет по теме: «Биосферный уровень жизни»

1.Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими:

1)литосфера 2)биосфера 3)гидросфера

2 .Учение о биосфере создано:

1)В.И. Вернадским 2)Ч. Дарвиным 3)С.Г. Навашиным

3.Структурными компонентами биосферы являются:

1) популяции 2)биогеоценозы 3)классы и типы животных

4.К косному веществу биосферы относится:

2)каменный уголь, нефть, газ

3) песок, глина, базальт, гранит

5. К биокосному веществу биосферы относится:

1) совокупность всех живых организмов

2)каменный уголь, нефть, газ

3) почва, ил

6. К биогенному веществу биосферы относится:

1) совокупность всех живых организмов

2)каменный уголь, нефть, газ

3) почва, ил

7. В океанах с глубиной биомасса уменьшается, так как там:

1)мало кислорода 2) мало света 3) нет почвы

8. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается в:

1)верхних слоях атмосферы

2)в глубинах океанов

3) на стыке атмосферы, гидросферы, литосферы

9. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания – это функция живого вещества:

10. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы – это функция живого вещества:

1)концентрационная 2) газовая 3) биохимическая

11. «Парниковый эффект» на Земле наблюдается из-за:

1)запыленности 2)накопления кислорода 3)накопления углекислого газа

12.Озоновый экран расположен на высоте:

1)5-8 км. 2)8-10 км. 3)15-35 км.

13. Учение о ведущей роли живого вещества в существовании биосферы создал:

1)Н.И. Вавилов 2) В.И. Вернадский 3) И.П. Павлов

14.Кислород атмосферы представляет собой:

1)живое вещество 2) биогенное вещество 3) косное вещество

15. Благодаря растениям в атмосфере появился:

1)кислород 2) азот 3) углекислый газ

16.Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется :

1) разнообразием ее видового состава

2) конкуренцией между организмами

3) однообразием ее видового состава

17.К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести:

1)парниковый эффект 2) таяние ледников 3) расширение озоновых дыр

18. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:

1)20 км. 2)40 км 3) 100 км.

19. Биологический круговорот – непрерывное перемещение веществ между:

1)растениями и животными

2)животными и микроорганизмами

3)почвой, растениями, животными и микроорганизмами

20.Роль растений в круговороте веществ состоит в том, что они являются:

1)потребителями органических веществ

2)производителями органических веществ

3) разрушителями органических веществ

Ответы к зачету №1 по теме: «Биосфера»

1 – 2 11 — 3

2 – 1 12 — 3

3 – 2 13 — 2

4 – 3 14 — 2

5 – 3 15 — 1

6 – 1 16 — 1

7 – 2 17 — 3

8 – 3 18 — 1

9 – 2 19 — 3

10 -1 20 – 2

10 класс.

Зачет №2 по теме: «Биогеоценотический уровень жизни»

1.Соморегуляция в биогеоценозе направлена на:

1)возвращение к норме 2)уменьшение видового состава 3)увеличение видового состава

2. Организмы продуценты, консументы, редуценты – основные структурные компоненты:

1)вида 2) биогеоценоза 3) биосферы

3.Примером природной экосистемы служит:

1)пшеничное поле 2)теплица 3)дубрава

4.Организмы, разлагающие органические вещества до минеральных – это:

1)продуценты 2)редуценты 3)консументы

5 .Ярусное размещение надземных частей растений в лесу – это приспособление к использованию:

1)воды 2)минеральных солей 3) солнечного света

6.Начальное звено в цепях питания:

1)хищники 2)растения 3) бактерии и грибы

7. Агроценозы в отличие от биогеоценозов :

1)созданы человеком 2)более устойчивы 3)существуют без вмешательства человека

8.В агроценозах в отличие от биогеоценозов :

1)нет производителей 2)пищевые цепи короткие 3) нет потребителей

9. Потребители органических веществ в экосистеме :

1)продуценты 2) редуценты 3) консументы

10. К консументам относят:

1) растения 2) животных 3) грибы

11 .Определите правильную цепь питания:

1)семена ели – еж – мышь – лисица

2)семена ели – мышь – еж – лисица

3)мышь – еж – семена ели – лисица

12.Биогеоценоз – это совокупность:

1)живых организмов и компонентов неживой природы, связанных обменом веществ и превращениями энергии

2) живых организмов одного вида

3) живых организмов разных видов

13.Прямые пищевые связи между организмами, при которых одни организмы поедают другие организмы,:

14 .Тип межвидовых отношений, при котором оба организма получают взаимную пользу:

1)симбиоз 2) конкуренция 3)хищничество

15. Конкуренция – это отношения между:

1)хищниками и жертвами

3)организмами со сходными потребностями

16.Сообщество живых организмов, совместно населяющих участок суши или водоема:

1)Биогеоценоз 2)биотоп 3) биоценоз

17.Российский ученый, предложивший в 1924 г. Термин биогеоценоз:

1)В.Н. Сукачев 2) А.Н. Северцев 3)В.И. Вернадский

18.Экологическая ниша:

1)территория, которую занимает популяция

2)Сообщество живых организмов

3)Комплекс факторов среды, необходимых для организмов

19.Наибольшую биомассу в биоценозе луга имеют :

1)зеленые растения 2)травоядные животные 3)бактерии гниения

20.К абиотическим факторам относя т:

1)нашествие саранчи 2)обильный снегопад 3) охота лис на мышей

Ответы к зачету №2 по теме: «Биогеоценотический уровень жизни»

1 – 1 11 — 2

2 – 2 12 — 1

3 – 3 13 — 3

4 – 2 14 — 1

5 – 3 15 — 3

6 – 2 16 — 3

7 – 1 17 — 1

8 – 2 18 — 3

9 – 3 19 — 1

10 – 2 20 – 2

10 класс

Зачет №3 по теме: «Популяционно – видовой уровень жизни»

1. Ведущую роль в эволюции играет:

1 ) мутационная изменчивость

2)групповая изменчивость

3)ненаследственная изменчивость

2.Крупная территориальная группировка особей общего населения вида:

1)экологическая 2) географическая 3)элементарная

3.Расхождение признаков:

1) дивергенция 2) конвергенция 3)идиоадаптация

4. Видообразование, которое ведет к формированию новых видов на основе биологической изоляции :

1)аллопатрическое 2) симпатрическое 3)экологическая ниша

5. В основе естественного отбора, по Дарвину, лежит:

1)изменчивость 2)наследственность 3) борьба за существование

6.Изменчивость, связанная с изменением генов особи:

1)наследственная 2)комбинативная 3)мутационная

7.Изменчивость, связанная с перекомбинацией генов без их изменения :

1) наследственная 2)комбинативная 3)мутационная

8.Ученый, разработавший учение о стабилизирующей форме отбора:

1) Ч. Дарвин 2)А. Уоллес 3)И.И. Шмальгаузен

9.Форма отбора, сохраняющая определенные размеры ушей у зайцев:

1)стабилизирующая 2)движущая 3)разрывающая

10. Материал для естественного отбора наиболее приспособленных организмов поставляет изменчивость:

1)модификационна 2)мутационная 3) все виды

11.Зеленая окраска у кузнечика – пример:

1)маскировки 2)мимикрии 3)предупреждающей окраски

12.Окраска божьей коровки – пример:

1) 1)маскировки 2)мимикрии 3)предупреждающей окраски

13.Ароморфозы приводят к:

14.Дегенерации приводят к:

1) биологическому прогрессу 2) биологическому регрессу 3) к тому и другому

15. Социальный фактор эволюции человека:

1)наследственность 2)изменчивость 3)трудовая деятельность

16. Биологический фактор эволюции человека:

1)речь 2) сознание 3) наследственная изменчивость

17. Благодаря общественному образу жизни у предков человека:

1)освободилась рука 2) появилась речь 3)появилось прямохождение

18. Древнейшие люди относятся к виду:

1)человек умелый 2) человек прямоходящий 3)человек разумный

19.К человеку современного типа относятся:

1) человек умелый 2) человек прямоходящий 3)человек разумный

20.Что подтверждает родство человека и млекопитающих животных?

1)общий план строения и размножения

2)прямохождение и сводчатая стопа

3)изгибы позвоночника

Ответы к зачету

Вариант 1.

1.Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими:
1)литосфера 2)биосфера 3)гидросфера

2 .Учение о биосфере создано:
1)В.И. Вернадским 2)Ч. Дарвиным 3)С.Г. Навашиным

3.Структурными компонентами биосферы являются:
1) популяции 2)биогеоценозы 3)классы и типы животных

4.К косному веществу биосферы относится:

2)каменный уголь, нефть, газ
3) песок, глина, базальт, гранит

5. К биокосному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2) нефть, газ, воздух
3) почва, ил

6. К биогенному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2)каменный уголь, нефть, газ
3) почва, ил

7. В океанах с глубиной биомасса уменьшается, так как там:
1)мало кислорода 2) мало света 3) нет почвы

8. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается в:
1)верхних слоях атмосферы
2)в глубинах океанов
3) на стыке атмосферы, гидросферы, литосферы

9. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания – это функция живого вещества:

10. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы – это функция живого вещества:
1)концентрационная 2) газовая 3) биохимическая

2. Продолжите предложение:

А. Автотрофы – это организмы, которые __

Б. Сторонники биогенеза считают, что__

В. Эукариоты – это_Г. Консументы -это_

Вариант 2.

11. «Парниковый эффект» на Земле наблюдается из-за:
1)запыленности 2)накопления кислорода 3)накопления углекислого газа

12. Озоновый экран расположен на высоте:
1)5-8 км. 2)8-10 км. 3)15-35 км.

13. Учение о ведущей роли живого вещества в существовании биосферы создал:
1)Н.И. Вавилов 2) В.И. Вернадский 3) И.П. Павлов

14.Кислород атмосферы представляет собой:
1)живое вещество 2) биогенное вещество 3) косное вещество

15.Благодаря растениям в атмосфере появился:
1)кислород 2) азот 3) углекислый газ

16.Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется :
1) разнообразием ее видового состава
2) конкуренцией между организмами
3) однообразием ее видового состава

17.К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести:
1)парниковый эффект 2) таяние ледников 3) расширение озоновых дыр

18. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:
1)20 км. 2)40 км 3) 100 км.

19. Биологический круговорот – непрерывное перемещение веществ между:
1)растениями и животными
2)животными и микроорганизмами
3)почвой, растениями, животными и микроорганизмами

20.Роль растений в круговороте веществ состоит в том, что они являются:
1)потребителями органических веществ
2)производителями органических веществ
3) разрушителями органических веществ

Продолжите предложение:

А. Гетеротрофы – это организмы, которые _

Б. Сторонники абиогенеза считают, что__.

В. Прокариоты – это_ Г. Редуценты -это___

Ответы

Как было уже сказано выше, исключительную роль в преобразовании облика планеты В. И. Вернадский отводил «живому веществу» биосферы . Его он считал основой биосферы , хотя оно составляет крайне незначительную ее часть (если его выделить в чистом виде и распределить равномерно по поверхности Земли, то это будет слой около 2 см ). К тому же живое вещество распространено в биосфере неравномерно (пространства, густо заселенные организмами, чередуются с менее заселенными территориями). Наибольшая концентрация жизни в биосфере наблюдается на границах соприкосновения земных оболочек: атмосферы и литосферы (поверхность суши), атмосферы и гидросферы (поверхность океана), гидросферы и литосферы (дно океана), и особенно на границе трех оболочек – атмосферы, литосферы и гидросферы (прибрежные зоны). Эти места наибольшей концентрации жизни В. И. Вернадский назвал «пленками жизни».

В настоящее время по видовому составу на земле преобладают животные (более 2 млн. видов) над растениями (0,5 млн. видов). В то же время, запасы фитомассы составляют 90 % запасов живой биомассы Земли. Биомасса суши в 1000 раз превышает биомассу океана. На суше биомасса и количество видов организмов в целом увеличивается от полюсов к экватору.

Суммарный результат деятельности «живого вещества» за геологический период времени огромен. По словам В. И. Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Связано это с тем, что живые организмы, благо­даря биологическим катализаторам (ферментам), совершают, с физико-химической точки зрения что-то невероятное. Например, они способны фиксировать в своем теле молекулярный азот атмосферы при обычных для природной среды значениях температуры и давления (в промышленных условиях процесс связывание атмосферного азота до аммиака потребует температуры порядка 500°С и давления 300-500 атмосфер). Кроме того, живое вещество, чрезвычайно активизированная материя (в живых организмах, на несколько порядков, увеличиваются скорости химических реакций в процессе обмена веществ).

Средообразующие свойства живого вещества

1. Способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. Данное свойство дало основание В. И. Вернадскому сделать вывод о том, что для определенных геологических периодов количество живого вещества было примерно постоянным (константой). Способность быстрого освоения пространства связана как с интенсивным размножением (некоторые простейшие формы организмов могли бы освоить весь земной шар за несколько часов или дней, если бы не было факторов, сдерживающих их потенциальные возможности размножения), так и со способностью организмов интенсивно увеличивать поверхность своего тела, или образуемых ими сообществ. Например, площадь листьев растений, произрастающих на 1 га, составляет 8-10 га и более. То же относится к корневым системам.

2. Способность двигаться. Живым организмам свойственно как пассивное (под действием силы тяжести, гравитационных сил и т. п.), так и активное движение. Например, движение против: течения воды, силы тяжести, воздушных потоков и т. п.

3. Устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти.

4. Высокая приспособительная способность (адаптация) к различным условиям. Благодаря этому свойству живые организмы освоили не только все среды жизни (водная, наземно-воздушная, почвенная, организменная), но и способны существовать в крайне трудных, по физико-химическим параметрам условиям. Например, при очень низких (- 273°С) и очень высоких температурах (до 140°С), в водах атомных реакторов, в бескислородной среде, в ледовых панцирях и т. п.).

5. Феноменально высокая скорость протекания реакций (она в сотни, тысячи раз значительнее, чем в неживом веществе). Например, гусеницы некоторых насекомых потребляют за день количество пищи, которое в 100-200 раз больше веса их тела. Дождевые черви (масса их тел примерно в 10 раз больше биомассы всего человечества) за 150-200 лет пропускают через свои организмы весь однометровый слой почвы. Нескольких метров может достигать слой донных отложений океана, состоящий из продуктов жизнедеятельности кольчатых червей (полихет). Практически все осадочные породы, а это слой до 3 км, на 95-99% переработаны живыми организмами.

6. Высокая скорость обновления живого вещества. Подсчитано, что в среднем для биосферы она составляет 8 лет, при этом для суши -14 лет, а для океана, где преобладают организмы с коротким периодом жизни (например, планктон) — 33 дня. В результате высокой скорости обновления за всю историю существования жизни общая масса живого вещества, прошедшего через биосферу, примерно в 12 раз превышает массу Земли. Только небольшая часть его (доли процента) законсервирована в виде органических остатков (по выражению В. И. Вернадского, «ушла в геологию»).

Все перечисленные свойства живого вещества обусловливаются концентрацией в нем больших запасов энергии. Согласно В. И. Вернадскому, по энергетической насыщенности с живым веществом может соперничать только лава, образующаяся при извержении вулканов.

Средообразующие функции живого вещества

В. И. Вернадский, оценивая деятельность живых организмов в биосфере, выделял пять основополагающих функций живого вещества: газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная, биохимическая, и биогеохимическая. Характеризуя эти функции, Вернадский подчеркивает особую значимость последней. Он пишет: «В отличие от первых трех групп, четвертая группа – биохимические функции – резко отличается тем, что центр ее действия находится не во внешней среде… а внутри организмов… внутри тел живого вещества, связан с их жизнью и смертью».

Идея о функциях живого вещества, сформулированная В.И. Вернадским, нашла большой отклик в трудах современных экологов. В связи с этим перечень основных функций живого вещества значительно расширился.

Функции живого вещества в биосфере

(по Е. И. Шиловой, Т. А. Банкиной, 1994, с дополнениями)

1. Энергетическая. Эта функция связана с поглощением и запасанием солнечной энергии в процессе фотосинтеза, и последующей передачей ее по цепям питания, и разложения.

2. Геохимическая. Проявляется эта функция в способности вовлекать химические элементы Земли в живые организмы и возвращать их путем биогенной миграции снова в среду. Одним из проявлений этой функции является создание осадочных пород, углей, горючих сланцев и др.

3. Концентрационная. Эта функция выражается в способности организмов концентрировать в своем теле рассеянные химические элементы, повышая их содержание по сравнению с окружающей организмы средой на несколько порядков (по марганцу, например, в теле отдельных организмов — в миллионы раз).

В. И. Вернадский различал:

1) концентрационные функции 1 рода, когда живым веществом из окружающей среды концентрируются те химические элементы, которые содержатся во всех без исключения живых организмах (Н, С, N, J, Na, Mg, Al и др).

2) концентрационные функции 2 рода, когда наблюдается накопление химических элементов, которые в живых организмах не встречаются или могут встречаться в очень малых количествах (например, ламинария накапливает в себе йод; дождевые черви могут накапливать цинк, медь, и кадмий).

Эту функцию живого вещества всесторонне изучает наука биоминералогия.

4. Рассеивающая. Данная функция проявляется через трофическую (питательную) и транспортную деятельность организмов. Например, рассеивание вещества при выделении организмами экскрементов, гибели организмов, разного рода перемещениях в пространстве, смене покровов и т. п.

5. Газовая. В целом функция проявляется в способности живых организмов изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом через создание свободного кислорода, выделение свободного азота (при разложении живого вещества), выделение углекислого газа и др. С газовой функцией в настоящее время связывают два переломных периода в развитии биосферы. Первый относится ко времени, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 1% от современного уровня (первая точка Пастера). Это обусловило появление первых аэробных организмов (способных жить только в среде, содержащей кислород). С этого времени восстановительные процессы в биосфере стали дополняться окислительными. Это произошло примерно 1,2 млрд. лет назад. Второй переломный период связывают со временем, когда концентрация кислорода в атмосфере достигла примерно 10% от современной. Это создало условия для синтеза озона и образования озонового экрана в верхних слоях атмосферы, что обусловило возможность освоения организмами суши. До этого функцию защиты организмов от губительных ультрафиолетовых лучей выполняла вода, под слоем которой возможна была жизнь.

6. Деструктивная. Выражается данная функция в разрушении организмами и продуктами их жизнедеятельности, как самих остатков органического вещества, так и косных веществ. Основной механизм этой функции связан с круговоротом веществ. Наиболее существенную роль в этом отношении выполняют низшие формы жизни — грибы, бактерии (деструкторы, редуценты).

7. Средообразующая. Эта функция является результатом совместного действия других функций, т.е. в значительной мере интегративна. С ней связано преобразование физико-химических параметров среды и создание среды, благоприятной для жизни. В широком понимании результатом данной функции является вся природная среда. Она создана живыми организмами, они же и поддерживают в относительно стабильном состоянии ее параметры практически во всех геосферах. Средообразующая функция живого вещества проявилась, например, в образовании почв. Локальная средообразующая деятельность живых организмов, и особенно их сообществ, проявляется в трансформации ими метеорологических параметров среды. Это, прежде всего, относится к сообществам с большой массой органического вещества (биомассой). Например, в лесных сообществах микроклимат существенно отличается от открытых (полевых) пространств. Здесь меньше суточные и годовые колебания температур, выше влажность воздуха, ниже содержание углекислоты в атмосфере на уровне полога, насыщенного листьями (результат фотосинтеза), и повышенное ее количество в припочвенном слое (следствие интенсивно идущих процессов разложения органического вещества на почве и в верхних горизонтах почвы).

8. Транспортная. Данная функция выполняется благодаря способности живых организмов к активному движению. В результате чего осуществляется перенос веществ и энергии. Часто такой перенос осуществляется на колоссальные расстояния, например, при миграциях животных.

9. Историческая. Эта функция отражается в эволюционном развитии жизни, эволюции организмов, экосистем и биосферы.

10. Окислительно-восстановительная. Эта функция осуществляется благодаря способности живого вещества интенсифицировать процессы окисления и восстановления. Восстановительные процессы обычно сопровождаются образованием и накоплением сероводорода, а также метана. Это, в частности, делает практически безжизненными глубинные слои болот, а также значительные придонные толщи воды (например, в Черном море). В настоящее время благодаря деятельности человека данный процесс прогрессирует.

11. Информационная. Проявляется эта функция в том, что живые организмы способны накапливать и закреплять определенную информацию в наследственных структурах и затем передавать ее последующим поколениям. Это одно из проявлений адаптационных механизмов.

12. Самовоспроизводящая. Эта функция связана с воспроизводством живых организмов — живое только от живого.

13. Функция биогеохимической деятельности человека. Данная функция связана со способностью человека участвовать в биогенной миграции атомов. Человек разрабатывает и использует для своих нужд большое количество веществ земной коры (уголь, газ, нефть, торф и др.) Одновременно с этим происходит антропогенное поступление в биосферу чужеродных веществ в количествах, превышающих допустимое значение. Например, мировое хозяйство ежегодно выбрасывает в атмосферу более 250 млн. т аэрозолей, 200 млн. т оксида углерода, 120 млн. т золы, более 50 млн. т углеводородов и др.

в верхних слоях атмосферы

в глубинах океанов

в верхних слоях литосферы

на границах трёх сред обитания

37. Верны ли следующие суждения о доказательствах эволюции?

А. У человека на определённом этапе развития формируются хвостовой отдел и жаберные щели, что служит палеонтологическими доказательствами эволюции.
Б. Находки в Центральной Африке примитивных орудий труда и останков скелета человека служат палеонтологическими доказательствами эволюции.

верно только А

верно только Б

верны оба суждения

оба суждения неверны

38. Какие процессы происходят в профазе первого деления мейоза?

1) образование двух ядер
2) расхождение гомологичных хромосом
3) образование метафазной пластинки
4) сближение гомологичных хромосом
5) обмен участками гомологичных хромосом
6) спирализация хромосом

У насекомых с неполным превращением

1) три стадии развития
2) внешнее оплодотворение
3) личинка похожа на кольчатого червя
4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым
5) за стадией личинки следует стадия куколки
6) личинка превращается во взрослое насекомое

40. Какие примеры иллюстрируют достижение биологического прогресса у растений путем ароморфозов?

1) наличие двойного оплодотворения у цветковых растений
2) образование корней у папоротникообразных
3) снижение испарения путём образования воскового налёта на листьях
4) усиление опушенности листьев у покрытосеменных растений
5) защита семян в плодах у покрытосеменных растений
6) сокращение срока вегетации у растений, произрастающих в суровом климате


41. Установите соответствие между признаком растений и отделом, к которому их относят. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ПРИЗНАК РАСТЕНИЙ
А) не выносят засушливых условий
Б) жизненная форма – деревья и кустарники
В) яйцеклетка созревает в семязачатке
Г) образуют мелкую сухую пыльцу
Д) в цикле развития присутствует заросток

ОТДЕЛ

Установите соответствие между функцией нервной системы человека и отделом, который эту функцию выполняет. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ФУНКЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
А) направляет импульсы к скелетным мышцам
Б) иннервирует гладкую мускулатуру органов
В) обеспечивает перемещение тела в пространстве
Г) регулирует работу сердца
Д) регулирует работу пищеварительных желёз

ОТДЕЛ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

1) соматическая
2) вегетативная

Установите соответствие между характеристикой обмена и его видом. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ХАРАКТЕРИСТИКА
А) окисление органических веществ
Б) образование полимеров из мономеров
В) расщепление АТФ
Г) запасание энергии в клетке
Д) репликация ДНК
Е) окислительное фосфорилирование

ВИД ОБМЕНА

1) пластический
2) энергетический

Установите соответствие между характеристикой организмов и функциональной группой, к которой их относят. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЗМОВ
А) являются первым звеном в цепи питания
Б) синтезируют органические вещества из неорганических
В) используют энергию солнечного света
Г) питаются готовыми органическими веществами
Д) возвращают минеральные вещества в экосистемы
Е) разлагают органические вещества до минеральных

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГРУППА

1) продуценты
2) редуценты

Укажите последовательность процессов географического видообразования.

1) распространение признака в популяции
2) появление мутаций в новых условиях жизни
3) пространственная изоляция популяций
4) отбор особей с полезными изменениями
5) образование нового вида

Часть 3

1) В чём состоит роль бактерий в круговороте веществ?

2) Пользуясь рисунком, определите, какую форму отбора он иллюстрирует и при каких условиях жизни этот отбор будет проявляться. Изменится ли размер ушей у зайцев в процессе эволюции при действии этой формы естественного отбора? Ответ обоснуйте.

3) В чём заключается нервно-гуморальная регуляция работы сердца в организме человека, каково её значение в жизнедеятельности организма?

4) Почему экосистему смешанного леса считают более устойчивой, чем экосистему елового леса?

5) Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.

6) При скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики. При скрещивании другой пары растений с такими же фенотипами (гороха с гладкими семенами и усиками и гороха с морщинистыми семенами без усиков) в потомстве получили половину растений с гладкими семенами и усиками и половину растений с морщинистыми семенами без усиков. Составьте схему каждого скрещивания. Определите генотипы родителей и потомства. Объясните полученные результаты. Как определяются доминантные признаки в данном случае?

Биосфера – это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность организмов и ту часть планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера является глобальной экосистемой. Как уже было отмечено ранее, биосфера расчленена на геобиосферу , гидробиосферу и аэробиосферу . Геобиосфера имеет подразделения в соответствии с основными средообразующими факторами: террабиосфера и литобиосфера-в пределах геобиосферы, маринобиосфера (океанобиосфера) и аквабиосфера — в составе гидробиосферы. Данные образования называют подсферами.

Структура биосферы:

Область, в которой регулярно встречаются живые организмы, называется эубиосфера (собственно биосфера). Общая толщина эубиосферы ≈ 12-17 км.

Аэробиосфера – включает нижнюю часть атмосферы. В состав аэробиосферы входят:

а) тропобиосфера – до высоты 6…7 км;

б) альтобиосфера – до нижней границы озонового экрана (20…25 км).

Озоновый экран – это слой атмосферы с повышенным содержанием озона. Озоновый экран поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое губительно действует на все живые организмы. В последние десятилетия в приполярных областях наблюдаются «озоновые дыры» – области с пониженным содержанием озона.

Гидробиосфера – включает всю гидросферу. Нижняя граница гидробиосферы ≈ 6…7 км, в отдельных случаях – до 11 км. К гидробиосфере относятся:

а) аквабиосфера – реки, озера и другие пресные воды;

б) маринобиосфера – моря и океаны.

В гидробиосфере также существуют слои, связанные с интенсивностью света. Выделяют три слоя: фотосферу-относительно ярко освещенный, дисфотосферу- всегда очень сумеречный (до 1% солнечной инсоляции), афотосферу — абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез.

Террабиосфера – поверхность суши. К террабиосфере относятся:

а) фитосфера – зона обитания наземных растений;

б) педосфера – тонкий слой почвы.

Литобиосфера . Нижняя граница литобиосферы ≈ 2…3 км (реже – до 5…6 км) на суше и ≈ 1…2 км ниже дна океана. Живые организмы в составе литобиосферы встречаются редко, однако осадочные породы в составе биосферы возникли под влиянием жизнедеятельности организмов.

Биосфера, охватывающая весь земной шар, имеет опре­деленные границы. Они определяются распространением живого вещества. В Антарктиде на высоте 2000 м над уров­нем моря встречаются лишайники, в Мертвом море, где концентрация солей достигает 270-300 г/л, присутству­ют живые организмы в виде бактерий. В экваториальных, тропических и умеренных широтах жизнь распространена повсеместно, поскольку там самые благоприятные усло­вия. Можно считать, что жизнь существует на всем земном шаре, хотя концентрация и разнообразие живого вещества на различных территориях неодинакова.

Верхняя граница распространения жизни определяется в основном не низкой температурой, а губительным воздей­ствием космического, прежде всего УФ-излучения. Пыльца растений, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников и микроорга­низмы постоянно присутствуют в воздухе, но их количе­ство с высотой уменьшается. Жесткое ультрафиолетовое излучение с длиной волны 200-320 нм, поглощаемое озо­новым экраном, убивает все живое.

Нижняя граница определяется глубиной распростра­нения микроорганизмов в земной коре. Многие ученые считают, что она определяется изотермой 100 °С. Акаде­мик И. А. Шилов пишет: «Норы и ходы грызунов, неко­торых насекомых и червей проникают в почву на глубину обычно не более 5-7 м. Этим практически ограничивается распространение жизни в каменной оболочке Земли — ли­тосфере». Верхняя граница биосферы ограничена таким фактором как УФ-излучение.

Таким образом, биосфера распространяется в гидросфе­ре , верхних слоях литосферы и нижних слоях атмосфе­ры . Оболочка планеты на границе тропо-, гидро- и литосфер носит название биогеосферы . В ней наблюдается наибольшая концентрация живого вещества. Здесь самые благоприятные условия жизни — температура, влажность, содержание кислорода и химических элементов, необхо­димых для питания организмов, являются оптимальными. В остальной части биосферы живое вещество находится в разреженном состоянии.

Гидросфера это водная оболочка Земли, совокуп­ность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, подземных вод, ледников и снежного покрова. Зачастую в гидросферу включают атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. На наш взгляд, включение атмосферной воды в гидросферу не противоречит определению биосфе­ры, так как в ней возможно существование живых орга­низмов. Вода же в живых организмах является составной частью самих организмов, а не областью их существова­ния, поэтому включать ее в гидросферу нет достаточных оснований. Также следует отметить, что четкая граница между гидросферой, литосферой и тропосферой отсут­ствует, так как в водах рек, например, всегда есть взве­шенные твердые частицы и пузырьки воздуха, в которых обитают микроорганизмы.

Основной объем воды, составляющий 1,4610 9 км 3 , со­средоточен в Мировом океане. Это 94% всего объема гид­росферы. Мировой океан занимает большую часть поверх­ности Земли — 70,8%. Оставшиеся 6% объема гидросферы распределены следующим образом: подземные воды – около 4%, ледяной и снежный покров — около1,6%, остальное — воды озер, рек, водохранилищ, болот, почв и пары воды в атмосфере.

Вода Мирового океана представляет собой раствор со­лей со средней концентрацией 35 г/л. В основном это хло­ристый натрий (77,7%). Поверхностные воды суши (озер, рек и т.д.) довольно неоднородны по своему химическому составу. Вместе с тем подавляющая часть этих вод является пресной с концентрацией солей до 0,5 г/л. Очевидно, что пресная вода как среда обитания живых организмов суще­ственно отличается от морской, поэтому растения и живот­ные, способные жить как в пресной, так и в морской воде, встречаются крайне редко.

В гидросфере выделяют эвфотическую и афотическую зоны. Эвфотическая зона зона продуцирования, так как в нее проникает достаточное для фотосинтеза количество солнечной энергии. За нижнюю границу этой зоны принята глубина (около 200 м), в которой освещенность составляет 1% от освещенности на поверхности. Ниже 200 м располо­жена афотическая зона, в которую солнечный свет прак­тически не проникает, и фотосинтез там не происходит.

К литосфере относят внешний твердый слой Земли, включающий земную кору и верхнюю часть земной мантии. Толщина литосферного слоя изменяется от нескольких ки­лометров под рифтовыми долинами срединных океаниче­ских хребтов до 100 км под периферией океанов. На суше она достигает 300-350 км. В литосфере с изменением глу­бины имеет место изменение температуры. При этом вы­деляют три температурные зоны: переменных температур, постоянных температур и возрастающих температур.

В зоне переменных температур диапазон колебаний во многом зависит от климата местности. Суточные ко­лебания практически не регистрируются уже на глу­бине 1,5 м, а годовые — на глубинах 20-30 м. Примерно на глубине 30-40 м расположена зона постоянной темпе­ратуры. В этой зоне температура соответствует среднего­довой температуре данной местности. Ниже расположена зона возрастающих температур.

Нижняя граница биосферы опускается на 2–3 км от поверхности на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Нижний предел распространения жизни связан с повышением температуры в земных недрах. Предельная температура для существования большинства живых организмов составляет около 80–100 ◦ С; температуры выше этого интервала относятся, скорее, к границам выживания (экстремальные условия), чем к нормальной жизнедеятельности.

Литосферные организмы сосредоточены в основном в почвенном слое, глубина которого составляет несколько метров. Химический состав почв в основном унаследо­ван от материнских горных пород, поэтому различные обла­сти суши характеризуются преобладанием одних элементов и недостатком других.

Почва является компонентом биосферы и выполняет в ней ряд важнейших функций. Первая и самая главная функция – это обеспечение существования жизни на Земле, так как все живые организмы (одни прямо, а другие опосредованно) через почву получают элементы минерального питания и воду для создания своей биомассы. Так, почвы обеспечивают растительное сообщество необходимыми для жизнедеятельности питательными веществами (азотом, фосфором, калием, водой и др.), а органическое вещество, создаваемое растениями, служит пищей для других организмов. Обрабатываемые почвы обеспечивают 95–97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Вторая функция – это обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ, и почва здесь выступает как важное связующее звено, так как на почву замыкаются круговороты биогенных элементов (углерода, азота, фосфора, калия, кальция и др.). К другим глобальным функциям почвы относятся регулирование химического состава атмосферы и гидросферы; регулирование биосферных процессов распределения живых организмов на суше; аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.

Атмосфера это воздушная оболочка нашей планеты, газовая среда обитания живого вещества. Атмосферный воздух является источником дыхания практически всех живых организмов, сырьем для процессов горения, разло­жения и синтеза химических соединений. Сюда выбрасыва­ются газообразные отходы жизнедеятельности организмов и антропогенных устройств и систем (заводов, транспорт­ных средств и т.д.). Атмосфера предохраняет живые орга­низмы от губительного воздействия солнечного коротко­волнового ультрафиолетового излучения и других жестких космических излучений. Через атмосферу проходит био­генный и абиогенный круговороты веществ. В атмосфере кроме газов присутствуют частицы пыли и воды, находя­щиеся во взвешенном состоянии.

Через атмосферу осуществляется обмен Земли с Космосом веществом и энергией. На Землю попадает космическая пыль и метеориты, в Космос уходят такие газы как гелий и водород. Атмосфера насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, при этом самая опасная для живых организмов часть спектра солнечного излучения (жесткое рентгеновское и ультрафиолетовое) поглощается озоновым слоем, расположенным в стратосфере на высоте 22 – 24 км. Углекислый газ, пары воды, озон и другие газы атмосферы задерживают инфракрасное излучение Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала Земли и защищая биосферу от холода космического пространства, то есть атмосфера обеспечивает тепловой баланс биосферы. Без атмосферы жизнь на Земле была бы невозможна. Таким образом, атмосфера выполняет экологическую защитную функцию, предохраняя биосферу от жесткого солнечного излучения и абсолютного холода Космоса, создавая условия, пригодные для жизни.

Тропосферой называют слой атмосферы высотой при­мерно 8-18 км, в котором сосредоточено более 80% всей массы воздуха и протекают в основном все погодные явления.Высота тропосферы зависит от интенсивности восходящих и нисходящих потоков воздуха. Интенсивность же опреде­ляется нагревом земной поверхности, поэтому на эквато­ре тропосфера простирается до высоты 16-18 км, в уме­ренных широтах — до 10-12 км, а на полюсах — до 8 км.

С 20-х годов Вернадский пишет о влиянии на развитие земных процессов уже не просто живой природы, а целенаправленной деятельности человека. Ещё с XIX века технический прогресс дал возможность преобразовывать Землю. И не всегда с пользой для неё. Деятельность человека незаметно для него самого постепенно превратилась в мощную геологическую силу. И Вернадский вводит понятие ноосферы .

В.И. Вернадский понятие «ноосфера» употреблял в разных смыслах:

    как состояние планеты, когда человек становится преобразующей геологической силой;

    как область активного проявления научной мысли;

    как главный фактор качественной перестройки биосферы.

Ноосфера (от греч. noos — разум) — это современная биосфера, частью которой является человечество. «Человечество, взятое в целом — писал Вернадский — становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера. Человек может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше».

Наименьшая плотность живого вещества наблюдается.

Научная электронная библиотека

10 класс.

Зачет по теме: «Биосферный уровень жизни»

1.Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими:

1)литосфера 2)биосфера 3)гидросфера

2 .Учение о биосфере создано:

1)В.И. Вернадским 2)Ч. Дарвиным 3)С.Г. Навашиным

3.Структурными компонентами биосферы являются:

1) популяции 2)биогеоценозы 3)классы и типы животных

4.К косному веществу биосферы относится:

2)каменный уголь, нефть, газ

3) песок, глина, базальт, гранит

5. К биокосному веществу биосферы относится:

1) совокупность всех живых организмов

2)каменный уголь, нефть, газ

3) почва, ил

6. К биогенному веществу биосферы относится:

1) совокупность всех живых организмов

2)каменный уголь, нефть, газ

3) почва, ил

7. В океанах с глубиной биомасса уменьшается, так как там:

1)мало кислорода 2) мало света 3) нет почвы

8. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается в:

1)верхних слоях атмосферы

2)в глубинах океанов

3) на стыке атмосферы, гидросферы, литосферы

9. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания – это функция живого вещества:

10. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы – это функция живого вещества:

1)концентрационная 2) газовая 3) биохимическая

11. «Парниковый эффект» на Земле наблюдается из-за:

1)запыленности 2)накопления кислорода 3)накопления углекислого газа

12.Озоновый экран расположен на высоте:

1)5-8 км. 2)8-10 км. 3)15-35 км.

13. Учение о ведущей роли живого вещества в существовании биосферы создал:

1)Н.И. Вавилов 2) В.И. Вернадский 3) И.П. Павлов

14.Кислород атмосферы представляет собой:

1)живое вещество 2) биогенное вещество 3) косное вещество

15.Благодаря растениям в атмосфере появился:

1)кислород 2) азот 3) углекислый газ

16. Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется :

1) разнообразием ее видового состава

2) конкуренцией между организмами

3) однообразием ее видового состава

17.К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести:

1)парниковый эффект 2) таяние ледников 3) расширение озоновых дыр

18. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:

1)20 км. 2)40 км 3) 100 км.

19. Биологический круговорот – непрерывное перемещение веществ между:

1)растениями и животными

2)животными и микроорганизмами

3)почвой, растениями, животными и микроорганизмами

20.Роль растений в круговороте веществ состоит в том, что они являются:

1)потребителями органических веществ

2)производителями органических веществ

3) разрушителями органических веществ

Ответы к зачету №1 по теме: «Биосфера»

1 – 2 11 — 3

2 – 1 12 — 3

3 – 2 13 — 2

4 – 3 14 — 2

5 – 3 15 — 1

6 – 1 16 — 1

7 – 2 17 — 3

8 – 3 18 — 1

9 – 2 19 — 3

10 -1 20 – 2

10 класс.

Зачет №2 по теме: «Биогеоценотический уровень жизни»

1.Соморегуляция в биогеоценозе направлена на:

1)возвращение к норме 2)уменьшение видового состава 3)увеличение видового состава

2. Организмы продуценты, консументы, редуценты – основные структурные компоненты:

1)вида 2) биогеоценоза 3) биосферы

3.Примером природной экосистемы служит:

1)пшеничное поле 2)теплица 3)дубрава

4.Организмы, разлагающие органические вещества до минеральных – это:

1)продуценты 2)редуценты 3)консументы

5 .Ярусное размещение надземных частей растений в лесу – это приспособление к использованию:

1)воды 2)минеральных солей 3) солнечного света

6.Начальное звено в цепях питания:

1)хищники 2)растения 3) бактерии и грибы

7.Агроценозы в отличие от биогеоценозов :

1)созданы человеком 2)более устойчивы 3)существуют без вмешательства человека

8. В агроценозах в отличие от биогеоценозов :

1)нет производителей 2)пищевые цепи короткие 3) нет потребителей

9. Потребители органических веществ в экосистеме :

1)продуценты 2) редуценты 3) консументы

10. К консументам относят:

1) растения 2) животных 3) грибы

11 .Определите правильную цепь питания:

1)семена ели – еж – мышь – лисица

2)семена ели – мышь – еж – лисица

3)мышь – еж – семена ели – лисица

12.Биогеоценоз – это совокупность:

1)живых организмов и компонентов неживой природы, связанных обменом веществ и превращениями энергии

2) живых организмов одного вида

3) живых организмов разных видов

13.Прямые пищевые связи между организмами, при которых одни организмы поедают другие организмы,:

14 .Тип межвидовых отношений, при котором оба организма получают взаимную пользу:

1)симбиоз 2) конкуренция 3)хищничество

15. Конкуренция – это отношения между:

1)хищниками и жертвами

3)организмами со сходными потребностями

16.Сообщество живых организмов, совместно населяющих участок суши или водоема:

1)Биогеоценоз 2)биотоп 3) биоценоз

17.Российский ученый, предложивший в 1924 г. Термин биогеоценоз:

1)В.Н. Сукачев 2) А.Н. Северцев 3)В.И. Вернадский

18.Экологическая ниша:

1)территория, которую занимает популяция

2)Сообщество живых организмов

3)Комплекс факторов среды, необходимых для организмов

19.Наибольшую биомассу в биоценозе луга имеют :

1)зеленые растения 2)травоядные животные 3)бактерии гниения

20.К абиотическим факторам относя т:

1)нашествие саранчи 2)обильный снегопад 3) охота лис на мышей

Ответы к зачету №2 по теме: «Биогеоценотический уровень жизни»

1 – 1 11 — 2

2 – 2 12 — 1

3 – 3 13 — 3

4 – 2 14 — 1

5 – 3 15 — 3

6 – 2 16 — 3

7 – 1 17 — 1

8 – 2 18 — 3

9 – 3 19 — 1

10 – 2 20 – 2

10 класс

Зачет №3 по теме: «Популяционно – видовой уровень жизни»

1. Ведущую роль в эволюции играет:

1 ) мутационная изменчивость

2)групповая изменчивость

3)ненаследственная изменчивость

2.Крупная территориальная группировка особей общего населения вида:

1)экологическая 2) географическая 3)элементарная

3.Расхождение признаков:

1) дивергенция 2) конвергенция 3)идиоадаптация

4. Видообразование, которое ведет к формированию новых видов на основе биологической изоляции :

1)аллопатрическое 2) симпатрическое 3)экологическая ниша

5. В основе естественного отбора, по Дарвину, лежит:

1)изменчивость 2)наследственность 3) борьба за существование

6.Изменчивость, связанная с изменением генов особи:

1)наследственная 2)комбинативная 3)мутационная

7.Изменчивость, связанная с перекомбинацией генов без их изменения :

1) наследственная 2)комбинативная 3)мутационная

8.Ученый, разработавший учение о стабилизирующей форме отбора:

1) Ч. Дарвин 2)А. Уоллес 3)И.И. Шмальгаузен

9.Форма отбора, сохраняющая определенные размеры ушей у зайцев:

1)стабилизирующая 2)движущая 3)разрывающая

10. Материал для естественного отбора наиболее приспособленных организмов поставляет изменчивость:

1)модификационна 2)мутационная 3) все виды

11.Зеленая окраска у кузнечика – пример:

1)маскировки 2)мимикрии 3)предупреждающей окраски

12.Окраска божьей коровки – пример:

1) 1)маскировки 2)мимикрии 3)предупреждающей окраски

13.Ароморфозы приводят к:

14.Дегенерации приводят к:

1) биологическому прогрессу 2) биологическому регрессу 3) к тому и другому

15. Социальный фактор эволюции человека:

1)наследственность 2)изменчивость 3)трудовая деятельность

16. Биологический фактор эволюции человека:

1)речь 2) сознание 3) наследственная изменчивость

17. Благодаря общественному образу жизни у предков человека:

1)освободилась рука 2) появилась речь 3)появилось прямохождение

18. Древнейшие люди относятся к виду:

1)человек умелый 2) человек прямоходящий 3)человек разумный

19.К человеку современного типа относятся:

1) человек умелый 2) человек прямоходящий 3)человек разумный

20.Что подтверждает родство человека и млекопитающих животных?

1)общий план строения и размножения

2)прямохождение и сводчатая стопа

3)изгибы позвоночника

Ответы к зачету

Вариант 1.

1.Оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразованная ими:
1)литосфера 2)биосфера 3)гидросфера

2 .Учение о биосфере создано:
1)В.И. Вернадским 2)Ч. Дарвиным 3)С.Г. Навашиным

3.Структурными компонентами биосферы являются:
1) популяции 2)биогеоценозы 3)классы и типы животных

4.К косному веществу биосферы относится:

2)каменный уголь, нефть, газ
3) песок, глина, базальт, гранит

5. К биокосному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2) нефть, газ, воздух
3) почва, ил

6. К биогенному веществу биосферы относится:
1) совокупность всех живых организмов
2)каменный уголь, нефть, газ
3) почва, ил

7. В океанах с глубиной биомасса уменьшается, так как там:
1)мало кислорода 2) мало света 3) нет почвы

8. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается в:
1)верхних слоях атмосферы
2)в глубинах океанов
3) на стыке атмосферы, гидросферы, литосферы

9. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания – это функция живого вещества:

10. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы – это функция живого вещества:
1)концентрационная 2) газовая 3) биохимическая

2. Продолжите предложение:

А. Автотрофы – это организмы, которые __

Б. Сторонники биогенеза считают, что__

В. Эукариоты – это_Г. Консументы -это_

Вариант 2.

11. «Парниковый эффект» на Земле наблюдается из-за:
1)запыленности 2)накопления кислорода 3)накопления углекислого газа

12. Озоновый экран расположен на высоте:
1)5-8 км. 2)8-10 км. 3)15-35 км.

13. Учение о ведущей роли живого вещества в существовании биосферы создал:
1)Н.И. Вавилов 2) В.И. Вернадский 3) И.П. Павлов

14.Кислород атмосферы представляет собой:
1)живое вещество 2) биогенное вещество 3) косное вещество

15.Благодаря растениям в атмосфере появился:
1)кислород 2) азот 3) углекислый газ

16.Устойчивость биосферы как глобальной экосистемы определяется :
1) разнообразием ее видового состава
2) конкуренцией между организмами
3) однообразием ее видового состава

17.К глобальным изменениям в биосфере, связанным с гибелью организмов вследствие появления у них ряда отрицательных мутаций, может привести:
1)парниковый эффект 2) таяние ледников 3) расширение озоновых дыр

18. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:
1)20 км. 2)40 км 3) 100 км.

19. Биологический круговорот – непрерывное перемещение веществ между:
1)растениями и животными
2)животными и микроорганизмами
3)почвой, растениями, животными и микроорганизмами

20.Роль растений в круговороте веществ состоит в том, что они являются:
1)потребителями органических веществ
2)производителями органических веществ
3) разрушителями органических веществ

Продолжите предложение:

А. Гетеротрофы – это организмы, которые _

Б. Сторонники абиогенеза считают, что__.

В. Прокариоты – это_ Г. Редуценты -это___

Ответы

1. В круговороте азота в биосфере роль клубеньковых бактерий заключается в

1. Усвоении атмосферного азота

2. Расщеплении белковых соединений

3. Накоплении незаменимых аминокислот

4. Образовании полисахаридов

Объяснение: клубеньковые бактерии, находящиеся в симбиозе с бобовыми растениями, являются азотфиксаторами, то есть усваивают атмосферный азот.Правильный ответ — 1.

2. Первичным источником энергии для круговорота веществ в биосфере служит

1. Деятельность живых организмов

2. Химическая энергия

3. Тепловая энергия

4. Энергия Солнца

Объяснение: первичный источником энергии служит энергия Солнца. Приведем два доказательства:

1. Первыми организмами были фототрофы, которые перерабатывали энергию Солнца в энергию химических связей

2. Первым звеном любой пищевой цепи являются автотрофы (часто именно фототрофы), которые создают органические вещества из минеральных при помощи солнечной энергии. Правильный ответ — 4.

3. Чтобы предотвратить нарушение равновесия в биосфере, необходимо

1. Увеличивать разнообразие агроэкосистем на Земле

2. Создавать новые сорта растений и породы животных

3. Поддерживать биологическое разнообразие в экосистемах

4. Повышать продуктивность сельскохозяйственных растений животных

Объяснение: основа устойчивости любой экосистемы — ее разнообразие, именно поэтому самые устойчивые экосистемы — тропики или смешанный лес. Правильный ответ — 3.

4. Благодаря живому веществу в биосфере круговорот веществ

1. Незамкнутый

2. Вовлекает много химических элементов

3. Увеличивает разнообразие агроценозов на Земле

4. Обеспечивает накопление в атмосфере инертных газов

Объяснение: благодаря живым организмов (а особенно микроорганизмам) в природе существуют круговороты очень многих элементов (и сложных веществ — углекислый газ, вода), таких как: углерод, водород, кислород, сера и мн. другие и даже железо. Правильный ответ — 2.

5. Озоновый слой необходим для сохранения жизни на Земле, так как он

1. Предотвращает метеоритные дожди

2. Поглощает инфракрасное излучение

3. Поглощает ультрафиолетовое излучение

4. Замедляет испарение воды из атмосферы

Объяснение: озон поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает все живые организмы от опасного ультрафиолетового излучения. Правильный ответ — 3.

6. Наибольшая концентрация живого вещества наблюдается

1. В верхних слоях атмосферы

2. В глубинах океанов

3. В верхних слоях литосферы

4. На границах трех сред обитания

Объяснение: в верхних слоях атмосферы, литосферы и в глубинах океанов очень мало живых организмов, а на границе трех сред наблюдается из наибольшая концентрация. Правильный ответ — 4.

7. Какую функцию в биосфере выполняют микроорганизмы, участвующие в образовании мела, известняка?

1. Газовую

2. Транспортную

3. Концентрационную

4. Окислительно-восстановительную

Объяснение: микроорганизмы, образующие карбонат кальция (мел, известняк), выполняю концентрационную функцию, так как именно благодаря им образовались известняковые отложения (скалы, горные цепи и т.д.). Правильный ответ — 3.

8. Космическая роль растений в биосфере состоит в

1. Участии в круговороте веществ

2. Аккумуляции солнечной энергии

3. Выделении углекислого газа в атмосферу

4. Поглощении воды и минеральных веществ

Объяснение: растения и космос соединяет солнечный свет, поглощаемый растениями и перерабатываемый в энергию химических связей (основа процесса фотосинтеза). Правильный ответ — 2.

9. Циркуляция кислорода между различными объектами живой и неживой природы происходит в процессе

1. Круговорота веществ

2. Преобразования энергии

3. Смены биоценозов

4. Саморегуляции экосистем

Объяснение: циркуляция кислорода происходит при помощи глобального круговорота кислорода. Правильный ответ — 1.

4. Однородные условия существования для организмов

Объяснение: открытая система — такая система, которая обменивается с окружающей средой энергией. В биосфере фототрофами используется энергия Солнца. Правильный ответ — 1.

11. Какая деятельность человека относится к глобальным антропогенным изменениям в биосфере?

1. Вытаптывание растений в лесу

2. Массовая вырубка лесов

3. Выведение новых сортов растений

4. Искусственное выведение рыб

Объяснение: селекционная деятельность не влияет на биосферу (выведение новых сортов растений, пород животных и т.д.), вытаптывание растений в лесу происходит не в глобальных масштабах. А вот массовая вырубка лесов очень сильно сокращает количество автотрофов, следовательно, будет вырабатываться меньшее количество кислорода и меньше углекислого газа фиксируется. Правильный ответ — 2.

12. Образование залежей каменного угля в недрах Земли связано преимущественно с развитием древних

1. Водорослей

2. Покрытосеменных

3. Моховидных

4. Папоротникообразных

Объяснение: залежи каменного угля образовались из остатков разложения различных древних растений, в основном, папоротникообразных. Правильный ответ — 4.

13. «Цветение» пресного водоема вызывается

1. Появлением цветков кувшинки белой и кубышки желтой

2. Разрастанием вдоль берегов тростника

3. Бурным размножением бурых водорослей

4. Развитием большого количества цианобактерий

Объяснение: как правило, цветение водоема вызывается активным делением цианобактерий. Правильный ответ — 4.

14. Самые существенные преобразования в биосфере вызываются

2. Погодными условиями

4. Сменой времен года

Объяснение: биосфера — живая оболочка, самые большие преобразования вызываются биотическими факторами, то есть факторами живых существ — жизнедеятельностью организмов. Правильный ответ — 3.

15. Отсутствие какого газа в первичной атмосфере Земли ограничивало развитие жизни?

1. Водорода

2. Кислорода

3. Азота

4. Метана

Объяснение: до широкого распространения зеленых растений в первичной атмосфере Земли не было большого количества кислорода, что сильно ограничивало развитие аэробных (дышащих кислородом) организмов. Правильный ответ — 2.

16. В соответствии с представлениями В.И. Вернадского к биокосным телам природы относят

1. Почву

2. Полезные ископаемые

3. Газы атмосферы

4. Животных

Объяснение: по теории В.И. Вернадского биокосными телами являются телами, созданные одновременно живыми и неживыми телами. Например, почва. Она имеет как живой компонент (бактерии, грибы, простейшие) и неживой (земля, песок и т.д.). Правильный ответ — 1.

Задания для самостоятельного решения

1. Какой способ борьбы с мышевидными грызунами в сельском хозяйстве принадлежит к биологическим методам?

1. Использование ядохимикатов

2. Заполнение нор водой

3. Привлечение хищных птиц

4. Рыхление почвы

Правильный ответ — 3.

2. В биогеоценозе океана наибольшей продуктивностью обладают

1. Организмы, образующие фитопланктон

2. Рыбы, питающиеся зоопланктоном

3. Хищные рыбы

4. Ракообразные зоопланктона

Правильный ответ — 1.

3. Круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме осуществляются

1. В результате сезонного изменения в природе

2. При наличии трех функциональных групп организмов

3. При накоплении гумуса в почве

4. В результате смены биоценозов

Правильный ответ — 2.

4. Появление озоновых дыр приводит к

1. Усилению парникового эффекта

2. Повышению температуры воздуха

3. Уменьшению прозрачности атмосферы

4. Повышению ультрафиолетового излучения

Правильный ответ — 4.

5. Все биогеоценозы в биосфере связаны между собой благодаря

1. Круговороту веществ

2. Наличию в них консументов

3. Деятельности продуцентов

4. Действию антропогенного фактора

Правильный ответ — 1.

6. Роль растений в биосфере состоит в

1. Освобождении энергии

2. Поглощении и использовании солнечной энергии

3. Разрушении первичной продукции

4. Превращении органических веществ в неорганические

Правильный ответ — 2.

7. В образовании органических веществ из неорганических с использованием энергии света состоит роль растений в круговороте

1. Азота

2. Фосфора

3. Магния

4. Углерода

Правильный ответ — 4.

8. Заповедники — это

1. Экосистемы, изъятые из хозяйственной деятельности

2. Территории, которые используются в селекции

3. Территории, отведенные для отдыха людей

4. Ландшафты, временно изъятые из хозяйственного использования

Правильный ответ — 1.

9. Усилению парникового эффекта в атмосфере способствует

1. Повышение уровня радиации

2. Увеличение содержания углекислого газа

3. Осушение болот

4. Опустынивание земель

Правильный ответ — 2.

10. Биосфера — открытая система, так как в ней

1. Используется энергия Солнца

2. Организмы объединены биотическими связями

3. Биогеоценозы связаны между собой

4. Участвуют в круговороте вещества

Правильный ответ — 1.

11. Наиболее существенные и постоянные преобразования в биосфере вызывают

1. Климатические условия

2. Природные катаклизмы

3. Сезонные изменения в природе

4. Живые организмы

Правильный ответ — 4.

12. Накопление йода в клетках водоросли ламинарии — пример функции живого вещества

1. Газовой

2. Биохимической

3. Окислительно-восстановителньой

4. Концентрационной

Правильный ответ — 4.

13. Самые существенные преобразования в биосфере вызываются

1. Морскими приливами и отливами

2. Погодными условиями

3. Жизнедеятельностью организмов

4. Сменой времен года

Правильный ответ — 3.

14. В заповедниках человек ограничивает рост численности популяций хищников, так как их увеличение может привести к

1. Сокращению численности растительноядных животных

2. Сокращению численности растений

3. Увеличению численности растительноядных животных

Правильный ответ — 1.

15. Появление у организмов многочисленных отрицательных мутаций вызывается

1. Парниковым эффектом

2. Таянием ледников

3. Вырубкой лесов

4. Расширением озоновых дыр

Правильный ответ — 4.

16. Непрерывный поток химических элементов из неживой природы в живую природу и обратно, осуществляемый в результате жизнедеятельности организмов, называют

1. Цепями питания

2. Пищевыми связями

3. Биогенной миграцией атомов

4. Правилом экологической пирамиды

Правильный ответ — 3.

17. Ботанические сады способствуют сохранению биологического разнообразия биосферы, так как в них ведется работа по

1. Размножению и расселению редких растений

2. Созданию новых сортов сельскохозяйственных растений

3. Созданию искусственных биоценозов

4. Изменению условий существования редких видов

Правильный ответ — 1.

18. Клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений обладают способностью поглощать молекулярный азот атмосферы, выполняя в биосфере функцию

1. Газовую

2. Концентрационную

3. Окислительно-восстановительную

4. Биогеохимическую

Правильный ответ — 1.

19. В соответствии с представлениями В. И. Вернадского к биокосным телам природы относят

1. Почву

2. Полезные ископаемые

3. Газы атмосферы

4. Животных

Правильный ответ — 1.

20. Ведущую роль в сокращении рыбных запасов Мирового океана сыграли факторы

1. Антропогенные

2. Абиотические

3. Биотические

4. Климатические

Правильный ответ — 1.

21. Циркуляцию азота между неживыми телами и живыми организмами в сообществе называют

1. Правилом экологической пирамиды

2. Круговоротом веществ

3. Саморегуляцией

4. Обменом веществ и энергии

Правильный ответ — 2.

22. Причина сокращения видового разнообразия растений в современную эпоху —

1. Небольшая продолжительность их жизни

2. Сезонные изменения в жизни растений

3. Их гибель от насекомых-вредителей

4. Изменение человеком их среды обитания

Правильный ответ — 4.

23. Ускорению биогенной миграции атомов в биосфере способствует

1. Расширение хозяйственной деятельности человека

2. Развитие селекции растений и животных

3. Использование различных методов генетики

4. Применение искусственного отбора

Правильный ответ — 1.

24. Накопление кремния в клетках хвощей относят к функции

1. Окислительно-восстановителньой

2. Биохимической

3. Концентрационной

4. Газовой

Правильный ответ — 3.

25. Показателем биоразнообразия экосистемы служит

1. Небольшое число видов, имеющих высокую численность

2. Большое число видов растений и животных

3. Небольшое число доминирующих видов

4. Большое число доминирующего вида

Правильный ответ — 2.

26. Выделение в атмосферу оксидов серы, азота приводит к

1. Уменьшению озонового слоя

2. Выпадению кислотных дождей

3. Засолению мирового океана

4. Увеличению концентрации углекислого газа

Правильный ответ — 2.

27. К глубоким изменениям экосистемы степи приводит

1. Отмирание надземных частей растений летом

2. Изменение активности животных в течение суток

3. Распашка степей

4. Бурное развитие растительности зимой

Правильный ответ — 3.

28. Биомасса растений в океане уменьшается на глубине вследствие

1. Понижения температуры воды

2. Уменьшения освещенности

3. Увеличения засоленности воды

4. Уменьшения питательных веществ в воде

Правильный ответ — 2.

29. Биосфера представляет собой

1. Комплекс видов, обитающих на определенной территории

2. Оболочку Земли, заселенную живыми организмами

3. Гидросферу, заселенную живыми организмами

4. Совокупность наземных биогеоценозов

Правильный ответ — 2.

30. Наибольшую роль в увеличении концентрации углекислого газа в атмосфере играет

1. Дыхание растений

2. Жизнедеятельность микроорганизмов

3. Работа предприятий промышленности

4. Дыхание животных

Правильный ответ — 3.

31. Укажите экологическую проблему, которую считают глобальной для современного человечества.

1. Строительство гидроэлектростанций

2. Непрерывный рост численности населения Земли

3. Акклиматизация растений и животных

4. Высыхание мелких водоемов

Правильный ответ — 2.

32. Каким способом осуществляется биологическая очистка сточных вод?

1. Расщеплением органических веществ микроорганизмами

2. Осаждением органических веществ на дно водоемов

3. Использование химических средств

4. Длительным отстаиванием

Правильный ответ — 1.

33. Верхняя граница биосферы находится в атмосфере на высоте озонового слоя, так как выше жизнь ограничивается

1. Низкой влажностью воздуха

2. Высокой температурой

3. Ультрафиолетовым излучением

4. Низким давлением

Правильный ответ — 3.

34. Возникновение на Земле фотосинтеза способствовало

1. Обогащению атмосферы кислородом

2. Появлению покрытосеменных растений

3. Накоплению в атмосфере углекислого газа

4. Появлению полового процесса

Правильный ответ — 1.

35. Основу стабильного существования биосферы обеспечивает

1. Биологический круговорот веществ

2. Наследственность организмов

3. Изменение газового состава атмосферы

4. Создание человеком очистных сооружений

Правильный ответ — 1.

36. Общее количество вещества всей совокупности организмов в биоценозе и биосфере — это

1. Экологическая пирамида

2. Экологическая ниша

3. Первичная биологическая продукция

4. Биомасса живого вещества

Правильный ответ — 4.

37. Основу стабильного существования биосферы обеспечивает

1. Изменение газового состава атмосферы

2. Создание человеком очистных сооружений

3. Увеличение площади агроценозов

4. Биологический круговорот веществ

Правильный ответ — 4.

38. Организмы играют ведущую роль в превращениях веществ на Земле, так как обеспечивают

1. Круговорот веществ в природе

2. Процесс саморегуляции

3. Накопление химических элементов

4. Передачу наследственной информации

Правильный ответ — 1.

39. Какое влияние оказала интенсивная охота древних людей на биоразнообразие планеты?

1. Природные ландшафты подверглись эрозии

2. Увеличилась численность хищников

3. Расширились ареала растительноядных животных

4. Сократилось видовое разнообразие и численность копытных

Правильный ответ — 4.

40. Накопление в атмосфере оксидов серы приводит к

1. Расширению озоновых дыр

2. Парниковому эффекту

3. Увеличению ионизации атмосферы

4. Выпадению кислотных дождей

Правильный ответ — 4.

Биосфера – это особая оболочка Земли, содержащая всю совокупность организмов и ту часть планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера является глобальной экосистемой. Как уже было отмечено ранее, биосфера расчленена на геобиосферу , гидробиосферу и аэробиосферу . Геобиосфера имеет подразделения в соответствии с основными средообразующими факторами: террабиосфера и литобиосфера-в пределах геобиосферы, маринобиосфера (океанобиосфера) и аквабиосфера — в составе гидробиосферы. Данные образования называют подсферами.

Структура биосферы:

Область, в которой регулярно встречаются живые организмы, называется эубиосфера (собственно биосфера). Общая толщина эубиосферы ≈ 12-17 км.

Аэробиосфера – включает нижнюю часть атмосферы. В состав аэробиосферы входят:

а) тропобиосфера – до высоты 6…7 км;

б) альтобиосфера – до нижней границы озонового экрана (20…25 км).

Озоновый экран – это слой атмосферы с повышенным содержанием озона. Озоновый экран поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, которое губительно действует на все живые организмы. В последние десятилетия в приполярных областях наблюдаются «озоновые дыры» – области с пониженным содержанием озона.

Гидробиосфера – включает всю гидросферу. Нижняя граница гидробиосферы ≈ 6…7 км, в отдельных случаях – до 11 км. К гидробиосфере относятся:

а) аквабиосфера – реки, озера и другие пресные воды;

б) маринобиосфера – моря и океаны.

В гидробиосфере также существуют слои, связанные с интенсивностью света. Выделяют три слоя: фотосферу-относительно ярко освещенный, дисфотосферу- всегда очень сумеречный (до 1% солнечной инсоляции), афотосферу — абсолютной темноты, где невозможен фотосинтез.

Террабиосфера – поверхность суши. К террабиосфере относятся:

а) фитосфера – зона обитания наземных растений;

б) педосфера – тонкий слой почвы.

Литобиосфера . Нижняя граница литобиосферы ≈ 2…3 км (реже – до 5…6 км) на суше и ≈ 1…2 км ниже дна океана. Живые организмы в составе литобиосферы встречаются редко, однако осадочные породы в составе биосферы возникли под влиянием жизнедеятельности организмов.

Биосфера, охватывающая весь земной шар, имеет опре­деленные границы. Они определяются распространением живого вещества. В Антарктиде на высоте 2000 м над уров­нем моря встречаются лишайники, в Мертвом море, где концентрация солей достигает 270-300 г/л, присутству­ют живые организмы в виде бактерий. В экваториальных, тропических и умеренных широтах жизнь распространена повсеместно, поскольку там самые благоприятные усло­вия. Можно считать, что жизнь существует на всем земном шаре, хотя концентрация и разнообразие живого вещества на различных территориях неодинакова.

Верхняя граница распространения жизни определяется в основном не низкой температурой, а губительным воздей­ствием космического, прежде всего УФ-излучения. Пыльца растений, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников и микроорга­низмы постоянно присутствуют в воздухе, но их количе­ство с высотой уменьшается. Жесткое ультрафиолетовое излучение с длиной волны 200-320 нм, поглощаемое озо­новым экраном, убивает все живое.

Нижняя граница определяется глубиной распростра­нения микроорганизмов в земной коре. Многие ученые считают, что она определяется изотермой 100 °С. Акаде­мик И. А. Шилов пишет: «Норы и ходы грызунов, неко­торых насекомых и червей проникают в почву на глубину обычно не более 5-7 м. Этим практически ограничивается распространение жизни в каменной оболочке Земли — ли­тосфере». Верхняя граница биосферы ограничена таким фактором как УФ-излучение.

Таким образом, биосфера распространяется в гидросфе­ре , верхних слоях литосферы и нижних слоях атмосфе­ры . Оболочка планеты на границе тропо-, гидро- и литосфер носит название биогеосферы . В ней наблюдается наибольшая концентрация живого вещества. Здесь самые благоприятные условия жизни — температура, влажность, содержание кислорода и химических элементов, необхо­димых для питания организмов, являются оптимальными. В остальной части биосферы живое вещество находится в разреженном состоянии.

Гидросфера это водная оболочка Земли, совокуп­ность океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, подземных вод, ледников и снежного покрова. Зачастую в гидросферу включают атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. На наш взгляд, включение атмосферной воды в гидросферу не противоречит определению биосфе­ры, так как в ней возможно существование живых орга­низмов. Вода же в живых организмах является составной частью самих организмов, а не областью их существова­ния, поэтому включать ее в гидросферу нет достаточных оснований. Также следует отметить, что четкая граница между гидросферой, литосферой и тропосферой отсут­ствует, так как в водах рек, например, всегда есть взве­шенные твердые частицы и пузырьки воздуха, в которых обитают микроорганизмы.

Основной объем воды, составляющий 1,4610 9 км 3 , со­средоточен в Мировом океане. Это 94% всего объема гид­росферы. Мировой океан занимает большую часть поверх­ности Земли — 70,8%. Оставшиеся 6% объема гидросферы распределены следующим образом: подземные воды – около 4%, ледяной и снежный покров — около1,6%, остальное — воды озер, рек, водохранилищ, болот, почв и пары воды в атмосфере.

Вода Мирового океана представляет собой раствор со­лей со средней концентрацией 35 г/л. В основном это хло­ристый натрий (77,7%). Поверхностные воды суши (озер, рек и т.д.) довольно неоднородны по своему химическому составу. Вместе с тем подавляющая часть этих вод является пресной с концентрацией солей до 0,5 г/л. Очевидно, что пресная вода как среда обитания живых организмов суще­ственно отличается от морской, поэтому растения и живот­ные, способные жить как в пресной, так и в морской воде, встречаются крайне редко.

В гидросфере выделяют эвфотическую и афотическую зоны. Эвфотическая зона зона продуцирования, так как в нее проникает достаточное для фотосинтеза количество солнечной энергии. За нижнюю границу этой зоны принята глубина (около 200 м), в которой освещенность составляет 1% от освещенности на поверхности. Ниже 200 м располо­жена афотическая зона, в которую солнечный свет прак­тически не проникает, и фотосинтез там не происходит.

К литосфере относят внешний твердый слой Земли, включающий земную кору и верхнюю часть земной мантии. Толщина литосферного слоя изменяется от нескольких ки­лометров под рифтовыми долинами срединных океаниче­ских хребтов до 100 км под периферией океанов. На суше она достигает 300-350 км. В литосфере с изменением глу­бины имеет место изменение температуры. При этом вы­деляют три температурные зоны: переменных температур, постоянных температур и возрастающих температур.

В зоне переменных температур диапазон колебаний во многом зависит от климата местности. Суточные ко­лебания практически не регистрируются уже на глу­бине 1,5 м, а годовые — на глубинах 20-30 м. Примерно на глубине 30-40 м расположена зона постоянной темпе­ратуры. В этой зоне температура соответствует среднего­довой температуре данной местности. Ниже расположена зона возрастающих температур.

Нижняя граница биосферы опускается на 2–3 км от поверхности на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Нижний предел распространения жизни связан с повышением температуры в земных недрах. Предельная температура для существования большинства живых организмов составляет около 80–100 ◦ С; температуры выше этого интервала относятся, скорее, к границам выживания (экстремальные условия), чем к нормальной жизнедеятельности.

Литосферные организмы сосредоточены в основном в почвенном слое, глубина которого составляет несколько метров. Химический состав почв в основном унаследо­ван от материнских горных пород, поэтому различные обла­сти суши характеризуются преобладанием одних элементов и недостатком других.

Почва является компонентом биосферы и выполняет в ней ряд важнейших функций. Первая и самая главная функция – это обеспечение существования жизни на Земле, так как все живые организмы (одни прямо, а другие опосредованно) через почву получают элементы минерального питания и воду для создания своей биомассы. Так, почвы обеспечивают растительное сообщество необходимыми для жизнедеятельности питательными веществами (азотом, фосфором, калием, водой и др.), а органическое вещество, создаваемое растениями, служит пищей для других организмов. Обрабатываемые почвы обеспечивают 95–97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Вторая функция – это обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ, и почва здесь выступает как важное связующее звено, так как на почву замыкаются круговороты биогенных элементов (углерода, азота, фосфора, калия, кальция и др.). К другим глобальным функциям почвы относятся регулирование химического состава атмосферы и гидросферы; регулирование биосферных процессов распределения живых организмов на суше; аккумуляция активного органического вещества и связанной с ним химической энергии на земной поверхности.

Атмосфера это воздушная оболочка нашей планеты, газовая среда обитания живого вещества. Атмосферный воздух является источником дыхания практически всех живых организмов, сырьем для процессов горения, разло­жения и синтеза химических соединений. Сюда выбрасыва­ются газообразные отходы жизнедеятельности организмов и антропогенных устройств и систем (заводов, транспорт­ных средств и т.д.). Атмосфера предохраняет живые орга­низмы от губительного воздействия солнечного коротко­волнового ультрафиолетового излучения и других жестких космических излучений. Через атмосферу проходит био­генный и абиогенный круговороты веществ. В атмосфере кроме газов присутствуют частицы пыли и воды, находя­щиеся во взвешенном состоянии.

Через атмосферу осуществляется обмен Земли с Космосом веществом и энергией. На Землю попадает космическая пыль и метеориты, в Космос уходят такие газы как гелий и водород. Атмосфера насквозь пронизывается мощной радиацией Солнца, при этом самая опасная для живых организмов часть спектра солнечного излучения (жесткое рентгеновское и ультрафиолетовое) поглощается озоновым слоем, расположенным в стратосфере на высоте 22 – 24 км. Углекислый газ, пары воды, озон и другие газы атмосферы задерживают инфракрасное излучение Земли, повышая утепляющее действие воздушного покрывала Земли и защищая биосферу от холода космического пространства, то есть атмосфера обеспечивает тепловой баланс биосферы. Без атмосферы жизнь на Земле была бы невозможна. Таким образом, атмосфера выполняет экологическую защитную функцию, предохраняя биосферу от жесткого солнечного излучения и абсолютного холода Космоса, создавая условия, пригодные для жизни.

Тропосферой называют слой атмосферы высотой при­мерно 8-18 км, в котором сосредоточено более 80% всей массы воздуха и протекают в основном все погодные явления.Высота тропосферы зависит от интенсивности восходящих и нисходящих потоков воздуха. Интенсивность же опреде­ляется нагревом земной поверхности, поэтому на эквато­ре тропосфера простирается до высоты 16-18 км, в уме­ренных широтах — до 10-12 км, а на полюсах — до 8 км.

С 20-х годов Вернадский пишет о влиянии на развитие земных процессов уже не просто живой природы, а целенаправленной деятельности человека. Ещё с XIX века технический прогресс дал возможность преобразовывать Землю. И не всегда с пользой для неё. Деятельность человека незаметно для него самого постепенно превратилась в мощную геологическую силу. И Вернадский вводит понятие ноосферы .

В.И. Вернадский понятие «ноосфера» употреблял в разных смыслах:

    как состояние планеты, когда человек становится преобразующей геологической силой;

    как область активного проявления научной мысли;

    как главный фактор качественной перестройки биосферы.

Ноосфера (от греч. noos — разум) — это современная биосфера, частью которой является человечество. «Человечество, взятое в целом — писал Вернадский — становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера. Человек может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше».

в верхних слоях атмосферы

в глубинах океанов

в верхних слоях литосферы

на границах трёх сред обитания

37. Верны ли следующие суждения о доказательствах эволюции?

А. У человека на определённом этапе развития формируются хвостовой отдел и жаберные щели, что служит палеонтологическими доказательствами эволюции.
Б. Находки в Центральной Африке примитивных орудий труда и останков скелета человека служат палеонтологическими доказательствами эволюции.

верно только А

верно только Б

верны оба суждения

оба суждения неверны

38. Какие процессы происходят в профазе первого деления мейоза?

1) образование двух ядер
2) расхождение гомологичных хромосом
3) образование метафазной пластинки
4) сближение гомологичных хромосом
5) обмен участками гомологичных хромосом
6) спирализация хромосом

У насекомых с неполным превращением

1) три стадии развития
2) внешнее оплодотворение
3) личинка похожа на кольчатого червя
4) личинка cходна по внешнему строению со взрослым насекомым
5) за стадией личинки следует стадия куколки
6) личинка превращается во взрослое насекомое

40. Какие примеры иллюстрируют достижение биологического прогресса у растений путем ароморфозов?

1) наличие двойного оплодотворения у цветковых растений
2) образование корней у папоротникообразных
3) снижение испарения путём образования воскового налёта на листьях
4) усиление опушенности листьев у покрытосеменных растений
5) защита семян в плодах у покрытосеменных растений
6) сокращение срока вегетации у растений, произрастающих в суровом климате


41. Установите соответствие между признаком растений и отделом, к которому их относят. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ПРИЗНАК РАСТЕНИЙ
А) не выносят засушливых условий
Б) жизненная форма – деревья и кустарники
В) яйцеклетка созревает в семязачатке
Г) образуют мелкую сухую пыльцу
Д) в цикле развития присутствует заросток

ОТДЕЛ

Установите соответствие между функцией нервной системы человека и отделом, который эту функцию выполняет. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ФУНКЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
А) направляет импульсы к скелетным мышцам
Б) иннервирует гладкую мускулатуру органов
В) обеспечивает перемещение тела в пространстве
Г) регулирует работу сердца
Д) регулирует работу пищеварительных желёз

ОТДЕЛ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

1) соматическая
2) вегетативная

Установите соответствие между характеристикой обмена и его видом. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ХАРАКТЕРИСТИКА
А) окисление органических веществ
Б) образование полимеров из мономеров
В) расщепление АТФ
Г) запасание энергии в клетке
Д) репликация ДНК
Е) окислительное фосфорилирование

ВИД ОБМЕНА

1) пластический
2) энергетический

Установите соответствие между характеристикой организмов и функциональной группой, к которой их относят. Ответ запишите в виде последовательности цифр.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЗМОВ
А) являются первым звеном в цепи питания
Б) синтезируют органические вещества из неорганических
В) используют энергию солнечного света
Г) питаются готовыми органическими веществами
Д) возвращают минеральные вещества в экосистемы
Е) разлагают органические вещества до минеральных

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ГРУППА

1) продуценты
2) редуценты

Укажите последовательность процессов географического видообразования.

1) распространение признака в популяции
2) появление мутаций в новых условиях жизни
3) пространственная изоляция популяций
4) отбор особей с полезными изменениями
5) образование нового вида

Часть 3

1) В чём состоит роль бактерий в круговороте веществ?

2) Пользуясь рисунком, определите, какую форму отбора он иллюстрирует и при каких условиях жизни этот отбор будет проявляться. Изменится ли размер ушей у зайцев в процессе эволюции при действии этой формы естественного отбора? Ответ обоснуйте.

3) В чём заключается нервно-гуморальная регуляция работы сердца в организме человека, каково её значение в жизнедеятельности организма?

4) Почему экосистему смешанного леса считают более устойчивой, чем экосистему елового леса?

5) Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае.

6) При скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики. При скрещивании другой пары растений с такими же фенотипами (гороха с гладкими семенами и усиками и гороха с морщинистыми семенами без усиков) в потомстве получили половину растений с гладкими семенами и усиками и половину растений с морщинистыми семенами без усиков. Составьте схему каждого скрещивания. Определите генотипы родителей и потомства. Объясните полученные результаты. Как определяются доминантные признаки в данном случае?

биосферы | Определение, ресурсы, циклы, примеры и факты

Биосфера , относительно тонкий жизнеобеспечивающий слой поверхности Земли, простирающийся от нескольких километров в атмосферу до глубоководных жерл океана. Биосфера — это глобальная экосистема, состоящая из живых организмов (биоты) и абиотических (неживых) факторов, из которых они получают энергию и питательные вещества.

Сферы окружающей среды Земли

Окружающая среда Земли включает атмосферу, гидросферу, литосферу и биосферу.

Encyclopædia Britannica, Inc.

До зарождения жизни Земля была мрачным местом, скалистым шаром с мелководным морем и тонкой полосой газов — в основном углекислого газа, окиси углерода, молекулярного азота, сероводорода и водяного пара. . Это была враждебная и бесплодная планета. Это строго неорганическое состояние Земли называется геосферой; он состоит из литосферы (скала и почва), гидросферы (воды) и атмосферы (воздуха). Энергия Солнца безжалостно бомбардировала поверхность примитивной Земли, и со временем — миллионы лет — химические и физические воздействия дали первое свидетельство жизни: бесформенные, желеобразные капли, которые могли собирать энергию из окружающей среды и производить больше себе подобных. .Это поколение жизни в тонком внешнем слое геосферы создало так называемую биосферу, «зону жизни», отводящую энергию кожу, которая использует материю Земли для создания живого вещества.

Биосфера — это система, характеризующаяся непрерывным круговоротом материи и сопутствующим потоком солнечной энергии, в которой определенные большие молекулы и клетки самовоспроизводятся. Вода — главный предрасполагающий фактор, от нее зависит вся жизнь. Элементы углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера в сочетании в белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты обеспечивают строительные блоки, топливо и направление для создания жизни.Поток энергии необходим для поддержания структуры организмов за счет образования и расщепления фосфатных связей. Организмы являются клеточными по своей природе и всегда содержат какую-то ограждающую мембранную структуру, и у всех есть нуклеиновые кислоты, которые хранят и передают генетическую информацию.

Вся жизнь на Земле в конечном итоге зависит от зеленых растений, а также от воды. Растения используют солнечный свет в процессе, называемом фотосинтезом, для производства пищи, которой питаются животные, и для обеспечения в качестве побочного продукта кислорода, который необходим большинству животных для дыхания.Сначала океаны и суша кишели большим количеством нескольких видов простых одноклеточных организмов, но постепенно развивались растения и животные, становившиеся все более сложными. Взаимоотношения развивались так, что определенные растения росли вместе с некоторыми другими растениями, а животные, связанные с растениями и друг с другом, образовывали сообщества организмов, в том числе в лесах, лугах, пустынях, дюнах, болотах, реках и озерах. Живые сообщества и их неживое окружение неразрывно взаимосвязаны и постоянно взаимодействуют друг с другом.Для удобства экосистемой называется любой участок ландшафта, включающий биотические и абиотические компоненты. Озеро является экосистемой, если рассматривать его в совокупности не только как воду, но и как питательные вещества, климат и всю жизнь, содержащуюся в нем. Данный лес, луг или река также являются экосистемой. Одна экосистема переходит в другую по зонам, называемым экотонами, где происходит смешение видов растений и животных из двух экосистем. Лес, рассматриваемый как экосистема, — это не просто деревья, это комплекс почвы, воздуха и воды, климата и минералов, бактерий, вирусов, грибов, трав, трав и деревьев, насекомых, рептилий, земноводных. , птицы и млекопитающие.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Другими словами, абиотическая или неживая часть каждой экосистемы в биосфере включает поток энергии, питательных веществ, воды и газов, а также концентрации органических и неорганических веществ в окружающей среде. Биотическая, или живая, часть включает три основные категории организмов, основанные на их способах получения энергии: первичные продуценты, в основном зеленые растения; потребители, к которым относятся все животные; и деструкторы, которые включают микроорганизмы, которые расщепляют останки растений и животных на более простые компоненты для повторного использования в биосфере.Водные экосистемы включают в себя морскую среду и пресноводную среду на суше. Наземные экосистемы основаны на основных типах растительности, таких как лес, луга, пустыня и тундра. С каждой такой растительной провинцией связаны определенные виды животных.

Экосистемы могут быть далее подразделены на более мелкие биотические единицы, называемые сообществами. Примеры сообществ включают организмы в сосновом насаждении, на коралловом рифе и в пещере, долине, озере или ручье.Главное внимание в сообществе — это живой компонент, организмы; абиотические факторы окружающей среды исключены.

Сообщество — это совокупность популяций видов. В сосновом лесу может быть много видов насекомых, птиц и млекопитающих, каждая из которых представляет собой отдельную единицу размножения, но каждое зависит от других в своем продолжении существования. Кроме того, вид состоит из особей, единичных функциональных единиц, идентифицируемых как организмы. За пределами этого уровня единицами биосферы являются единицы организма: системы органов, состоящие из органов, органов тканей, тканей клеток, клеток молекул и молекул атомных элементов и энергии.Следовательно, движение вверх от атомов и энергии к меньшему количеству единиц, более крупному и более сложному по структуре на каждом последующем уровне.

В этой статье основное внимание уделяется структуре биосферы и исследуются отношения между ее основными компонентами, включая человека. Рассмотрены характеристики и динамика биологических популяций и сообществ, а также взаимодействия, которые составляют основные стабилизирующие связи между составляющими организмами. Должное внимание также уделяется паттернам распределения этих биотических единиц и процессам, которые привели к таким паттернам.Подробно рассматриваются основные водные и наземные экосистемы Земли. Другие моменты включают трансформации и перенос энергии в биосфере и циклический поток материалов, необходимых для жизни. Для разработки, методологии и приложений изучения взаимоотношений организмов с окружающей их средой и друг с другом, см. экология. Дальнейшая обработка различных водных и наземных сред проводится в океане, озере, реке, континентальном рельефе, Арктике и Антарктиде.Для обсуждения происхождения жизни на Земле, а также разнообразия и общности организмов, см. жизнь и Земля, догеологическая история. Характеристики и классификации живых организмов подробно описаны в водорослях, земноводных, покрытосеменных, животных, кольчатых червях, паукообразных, членистоногих, ашельминтах, бактериях, птицах, мохообразных, хордовых, книдариях, ракообразных, динозаврах, иглокожих, папоротниках, рыбах, плоских червях, гриб, голосеменное растение, насекомое, панцирь лампы, млекопитающее, моллюск, моховое животное, растение, простейшие, простейшие, рептилии, губка и вирус.

(PDF) Некоторые тенденции в исследованиях биосферы

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ РОССИИ

Том. 35

№ 1

2004

НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 5

Принцип. Это имеет большое методологическое значение для

, изучающего не только биологический цикл в биосфере

(Ляпунов, Титлянова, 1971; Гильманов, Бази-

левич, 1983; Титлянова, 1984), но и другие исследования.

скока Земли.

Законы.

Перельман (1989) сделал закон биологического цикла

одним из основных законов геохимии ландшафта.

Это указывает на то, что цикл — это механизм, который

обеспечивает само существование биосферы. Этот закон

тесно связан с законом Вернадского, постулирующим ведущую роль живых организмов в миграции элементов. Закон Кларка – Вернадского описывает характеристики универсального рассеяния элементов

, причем это явление

преобладает для редких элементов.

Вероятно, закон сохранения всего биома —

осла (Крапивин

и др.

, 1982), постулирующий, что количество живой материи

оставалось постоянным на протяжении

геологического времени, является спорным. Несомненно, актуален закон Бауэра – Вернадского

. Этот закон, выведенный Казначеевым

в 1985 г. (Казначеев, 1985), объединяет общие биологические принципы

Бауэра и биогеохимические принципы

Вернадского.Фактически, этот закон

является характеристикой реальности, в которой две материальные системы

, одушевленная материя и инертная материя, взаимодействуют

по принципу единства и конфликта противоположных

узлов. Концепция Вернадского о ноосфере, повышенно до

ранга закона, а также закон обратимости

биосферы, также, несомненно, ценная. Последний закон

, который иногда называют законом Дансро

(Дедю, 1989), происходит от идей Вернадского о

давлении жизни и стремлении живых организмов к

занимать максимально возможное пространство.

Тем не менее, многие из этих законов следует рассматривать —

законы второго порядка по сравнению с фундаментальными

физическими и химическими законами; поэтому его абсолютная интерпретация

требует большой осторожности. Развитие биосферных исследований

подняло многие из идей Вернадского

, которые он первоначально выдвигал как простые предположения —

, в ранг законов. В этой связи мы хотели бы подчеркнуть важность эмпирических обобщений, которые, по мнению Вернадского, более ценны, чем теории и гипотезы.В общем, эти

обобщения в виде аксиом, принципов и

законы, несомненно, являются ценными, потому что они приносят

приказ теоретического мышления в изучении био-

сферы.

СТРУКТУРИЗАЦИЯ БИОСФЕРЫ

Структурно-функциональная организация естественных систем

является одним из важнейших предметов естествознания. В самых общих чертах это объясняется

тенденцией иметь дело с определенными структурными единицами в ходе исследования

и впоследствии классифицировать их.

В данном случае постулат о дискретности

природных объектов является не только необходимым условием, но и практическим требованием

при работе с естественными экосистемами

. Обычно большинство исследователей соглашаются с одним

другим при разграничении верхних иерархических уровней

организации оболочек Земли, а именно

атмосферы, литосферы и гидросферы, а также

как некоторых оболочек более низкого ранга, такие как сфера, гумусфера и фитогеосфера педо-

.Однако

биосферы трудно разграничить даже на уровне

оболочки Земли.

Анализ организации биосферы

состоит в первую очередь в описании ее основных блоков и характера их взаимодействия. На сегодняшний день блоки сферы bio-

описаны достаточно хорошо, особенно с

в отношении их структуры и состава материала.

Однако проблемы в классификации биосферных

объектов очевидны.Для их решения многие исследователи

стали использовать разные термины, относящиеся к разным

организационным уровням оболочки Земли как синон-

ymous (Тюрюканов, 2001). Часто исследователи делают это

, потому что они стремятся обосновать новую структурную единицу, которую они предложили

, а не обосновать ее специфику. Для примера

постепенно сформировалось мнение, что экосистема

близка к биогеоценозу, который в природе ограничен границей соответствующего фитоценоза

; в свою очередь, понятие фитоценоза

считается по существу близким к понятию элементарного ландшафта

с точки зрения B.Концепция Б. Полынова. Примерно

раза термины «биом» и «географический ландшафт»

считаются эквивалентными. Однако их сходства и различия обычно не обсуждаются,

, хотя это фундаментальный методологический вопрос.

Эти проблемы не ограничиваются биогеоценологией

и экологией, они характерны для почвоведения как хорошо

. На первый взгляд использование этих терминов в качестве синонимов

кажется безобидным, но за этим следует использование принципа аналогии

, и специфика структурных единиц

ускользает от внимания исследователей.Хорошим примером является

тот факт, что долгое время горные лесные почвы

под хвойными насаждениями назывались горными крипто-

подзолистыми почвами по аналогии с низинными таежными почвами.

Только позже была продемонстрирована специфика образования этих

почв, и они были названы бурыми лесными

почвами. Другой пример из биогеоценологии — отметка

явно неполного соответствия между элементарным ландшафтом

и фитоценозом на склоне, что составляет

, наблюдаемое в условиях восстановления после лесных

пожаров.Направление миграционного цикла в пределах склона

остается неизменным, тогда как фитоценоз

сохранился лишь частично, а на

той же территории формируется новый фитоценоз, соответствующий стадии послепожарной сукцессии

(Бяллович, М. 1973).

Другой важный вопрос, имеющий отношение к различению —

новых структур, касается эмерджентных свойств. Эти

должны характеризоваться точными измерениями и

весами, если исследователь действительно имеет дело с новой системой

, а не старой системой с новой номенклатурой.

В целом, наиболее важной тенденцией является успешное развитие

классификаций на нижних уровнях организации

биосферы. Например, достижения в области геохимической роли живого вещества

(биогенная миграция)

Часть Монографии по наукам о Земле серия книг (MOGEO)

Abstract

Именно Вернадский показал, что живые организмы являются важными агентами, контролирующими миграцию химических элементов в пределах зоны гипергенов.Совокупность всех живых организмов производит впечатление на окружающую среду, а не какое-либо отдельное живое существо. Вернадский называл эту сумму «живой материей». Можно говорить о живом веществе всей земли или можно ограничить обсуждение какой-либо меньшей областью — вершиной холма или стратиграфическим комплексом. Общая масса живого вещества на Земле во много раз меньше массы горных пород. Однако живая материя постоянно создается и разрушается, в результате чего в нее вовлекаются огромные количества атомов.

Ключевые слова

Минеральное вещество Биологический цикл Живое вещество Украинский щит Мертвое органическое вещество

Эти ключевые слова были добавлены машиной, а не авторами. Это экспериментальный процесс, и ключевые слова могут обновляться по мере улучшения алгоритма обучения.

Это предварительный просмотр содержимого подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Предварительный просмотр

Невозможно отобразить предварительный просмотр. Скачать превью PDF.

Информация об авторских правах

© Springer Science + Business Media New York 1967

Авторы и аффилированные лица

  1. 1. Кафедра геохимииИнститут рудных месторождений Петрография, Россия
  2. 2. Минералогия АН СССР, Москва, Россия,

Владимир Вернадский и разрушение биосферы

Владимир Вернадский, 1863-1945

Практически неизвестный на Западе великий русский геолог и геохимик стал пионером научных исследований воздействия жизни на Землю.

Продолжаем серию статей о метаболических рифтах.


, Ян Ангус

Как мы видели, метаболизм, определяющая черта всей жизни, всегда включает обмены с миром вне организма. Жизнь не может существовать без поглощения веществ и выделения отходов. Тот факт, что Земля представляет собой сферу, окруженную вакуумом, и что у нас есть доступ только к ее внешним нескольким километрам, означает, что количество материи, доступной для использования жизнью, ограничено, и что отходам жизни некуда больше деваться.

Если бы метаболизм был линейным , если бы вводимые ресурсы просто потреблялись, питательные вещества, необходимые живым организмам, вскоре были бы исчерпаны.Растения могут поглотить весь углекислый газ в атмосфере примерно за 8000 лет, а весь азот — за миллион лет. Жизнь продлилась намного дольше, потому что его вспомогательные системы — это циркуляра . Обширные операции по переработке бесконечно перерабатывают и повторно используют основные элементы и соединения. Радикальный биолог Барри Коммонер описал биосферу как «замкнутую круговую систему, [в которой] нет такой вещи, как« отходы »; все, что производится в одной части цикла, «куда-то уходит» и используется на более позднем этапе.”[1]

Этот постоянный режим рециркуляции был бы невозможен, если бы Земля была полностью закрытой системой, потому что, как гласит второй закон термодинамики, полностью закрытые системы в конечном итоге выходят из строя. Энтропия (беспорядок) увеличивается, пока все не останавливается. К счастью для нас, в то время как система Земли закрыта для внешней материи, не считая случайных метеоритов, она открыта для внешней энергии . [2] Постоянный приток света и другого излучения от Солнца в сочетании с существованием организмов которые могут преобразовывать солнечную энергию в химическую энергию, делают возможной бесконечную переработку, а значит, и всю жизнь.Все биогеохимические циклы в конечном итоге приводятся в действие фотосинтезом.

Ученые девятнадцатого века, открывшие круговые метаболические процессы, делающие возможной жизнь, склонны рассматривать их как локальные или региональные. Идея глобального метаболизма и даже не рассматривалась до двадцатого века — и даже тогда это мнение было меньшинством почти до двадцать первого.

Владимир Вернадский

Первым ученым, серьезно изучившим динамическую взаимосвязь жизни и Земли в целом, был русский геохимик Владимир Иванович Вернадский.Родился в 1863 году и получил образование в Санкт-Петербурге, Мюнхене и Париже. К 1900 году он был хорошо известен как геолог и как либеральный противник царского самодержавия. Основатель конституционно-демократической (кадетской) партии и член ее центрального комитета на протяжении многих лет, он представлял университетский округ в Думе (парламенте) с 1906 по 1911 год, когда он ушел в отставку в знак протеста против нападок правительства на академическую свободу. В 1915 году он основал Комиссию по изучению естественных производительных сил России (КЭПС) для выявления источников стратегического сырья: ее работа продолжалась при советском правительстве до 1930 года.Хотя он выступал против большевистской революции, он ушел из кадетов, когда партия поддержала военные действия против нового правительства. После гражданской войны он вернулся в Петроград и вновь занял пост главы Академии наук.

В начале 1930-х годов Вернадский критиковал захват правительством научных учреждений и возражал против попыток навязать диалектический материализм как официальную и обязательную философию. Он часто вмешивался в частную жизнь, чтобы помочь ученым, столкнувшимся с официальной цензурой или преследованиями.Но по большей части он воздерживался от публичного противодействия политике Сталина, чтобы не подвергать опасности свою научную работу. Он не был марксистом, но он был русским патриотом, который стремился внести свой вклад в развитие страны, и это, вероятно, спасло его от участи многих других ученых, участвовавших в чистках. Как отмечает его биограф, «сталинисты нередко больше беспокоились о марксистах, с которыми они не соглашались и которым не доверяли, чем о немарксистах, которые лояльно работали на режим, не занимались интригами и не представляли реальной угрозы для него. Позиция Сталина.”[3]

Биосфера

В 1922 году, во время учебы и преподавания в Париже, Вернадский написал «Призыв к созданию биогеохимической лаборатории» и разослал его научным органам в Европе и США, надеясь получить международное финансирование, но ответило только Советское правительство. положительно. [4] Он основал свою лабораторию — небольшой научно-исследовательский институт — в Ленинграде в 1926 году.

Сосредоточение Вернадского на биогеохимии — он создал и слово, и науку — отражало его убежденность в том, что состав и основные характеристики нашей планеты не могут быть объяснены только геологией и химией.«Я понял, — писал он позже, — что основа геологии лежит в химическом элементе — в атоме — и что живые организмы играют важную роль, возможно, ведущую в нашей естественной среде — биосфере» [5]. ]

Он обобщил свои взгляды в 1926 году в новаторской книге Biosfera (Биосфера). Геологи давно признали существование трех «оболочек», окружающих земную кору: атмосферы (воздух), гидросферы (воды) и литосферы (почвы и горных пород).Биосфера была четвертой, «специфической, насыщенной жизнью оболочкой земной коры», включающей все живое вещество на Земле и все части Земли, где существует жизнь, от коры до верхних слоев атмосферы [6]. Его аргумент был революционным в двух основных отношениях: он рассматривал целую планету как объект исследования и определил саму жизнь как главный фактор в создании формирования планеты.

«Никакая химическая сила на Земле не является более постоянной, чем живые организмы, взятые в совокупности, ни одна из них не может быть более мощной в долгосрочной перспективе.Чем больше мы узнаем, тем больше убеждаемся, что биосферные химические явления никогда не происходят независимо от жизни. …

«Таким образом, жизнь серьезно и постоянно нарушает химическую инерцию на поверхности нашей планеты. Он создает цвета и формы природы, ассоциации животных и растений и творческий труд цивилизованного человечества. А также становится частью разнообразных химических процессов земной коры. На коре нет существенного химического равновесия, в котором влияние жизни не было бы очевидным и в котором химия не отображала бы работу жизни.”[7]

Он описал организмы как «трансформеров», которые используют солнечную энергию для поддержания своих метаболических отношений с остальной частью планеты. «Это преобразование энергии можно рассматривать как свойство живого вещества, его функцию в биосфере».

«Излучение, излучающее на Землю, заставляет биосферу приобретать свойства, неизвестные безжизненным планетным поверхностям, и таким образом трансформирует лицо Земли. Активированное излучением, вещество биосферы собирает и перераспределяет солнечную энергию и в конечном итоге преобразует ее в свободную энергию, способную выполнять работу на Земле.

«Внешний слой Земли, следовательно, следует рассматривать не только как область материи, но также как область энергии и источник преобразования планеты. В значительной степени экзогенные космические силы формируют лицо Земли, и в результате биосфера исторически отличается от других частей планеты. Эта биосфера играет необычайную планетарную роль.

«Биосфера — это как минимум сотворенного Солнца года в результате земных процессов.”[8]

Он определил переработку отходов как центральную особенность глобального метаболизма.

«В биосфере 10 20 –10 21 граммов живого вещества непрерывно перемещаются, разлагаются и преобразовываются. Главный фактор в этом процессе — не рост, а умножение. Новые поколения, рожденные с интервалом от десятков минут до сотен лет, обновляют вещества, включенные в жизнь.

«Поскольку огромное количество живого вещества создается и разлагается каждые 24 часа, количество, которое существует в любой момент, составляет лишь незначительную часть от общего количества за год.

«Уму трудно уловить колоссальное количество живой материи, которая создается и разлагается каждый день в огромном динамическом равновесии смерти, рождения, метаболизма и роста» [9]

В статье 1938 года он описал тесную связь живых организмов с окружающей их средой посредством метаболических процессов.

«Живые организмы связаны с биосферой своим питанием, дыханием, размножением, обменом веществ. Эта связь может быть точно и полностью выражена количественно миграцией атомов из биосферы в живой организм и обратно — биогенной миграцией атомов.… Нет в биосфере природного явления более могущественного с геологической точки зрения, чем жизнь….

«Между живым и инертным веществом биосферы существует единая непрерывная материальная и энергетическая связь, которая постоянно поддерживается во время процессов дыхания, питания и размножения живого вещества и необходима для его выживания: г. биогенная миграция атомов химических элементов из инертных тел биосферы в живые естественные тела и обратно.”[10]

До своей смерти в 1945 году Вернадский и его сотрудники вели передовые исследования состава и динамики биосферы. Недавно переведенная подборка статей, написанных им в тот период, включает статьи о кислородном и углеродном циклах, органическом происхождении угля и нефти, источниках атмосферного углекислого газа и многом другом. Меня особенно поразил тот, который показал, что «сама атмосфера Земли, состоящая в основном из кислорода, азота и углерода, является порождением жизни.[11] В этих и других областях работы Вернадского значительно опередили науку в других странах.

Человек и биосфера

Вернадский утверждал, что биогеохимия не имеет отношения к жизни как таковой. Наука не могла объяснить жизнь, поэтому дискуссии о ней, как правило, были «пронизаны философскими и религиозными концепциями, чуждыми науке» [12]. Биогеохимия не изучала и отдельные организмы: это была область биологии. Биогеохимия рассмотрела планетарных вопросов, поэтому ее интересовало планетарное влияние «живого вещества в целом — совокупности живых организмов».”[13]

Он, однако, не принял искусственный холизм, который иногда используется как альтернатива дуализму. Как показывают перечисленные выше темы исследований, Вернадский полностью осознавал необходимость исследования частей биосферы, чтобы построить картину целого. Он определенно знал, что многие планетарные циклы невозможно понять без знания различий в метаболизме вовлеченных видов — например, его работа в 1930-х годах включала рассмотрение различных планетарных воздействий автотрофов (организмов, которые живут фотосинтезом) и гетеротрофов. (организмы, которые живут, прямо или косвенно потребляя автотрофов).

Прежде всего, ему было хорошо известно об уникальном биосферном воздействии одного конкретного вида: homo sapiens .

Задолго до того, как он разработал свои взгляды на биосферу, практическая работа Вернадского в качестве геолога позволила ему осознать разрушительное воздействие добывающих отраслей на окружающую среду. В 1913 году, например, после посещения никелевых и кобальтовых рудников в Садбери, Онтарио, он написал домой своей жене:

«Эта новая технология — американская технология — которая так много дала человечеству, имеет свою темную сторону.Здесь мы видим это во всем: красивая земля сделана уродливой, лес выгорел; на десятки миль земля превратилась в пустошь, все растения были отравлены и выгорены, и все это для достижения единственной цели: быстрой добычи никеля »[14]

После революции он и двое его бывших учеников убедили большевистское правительство запретить добычу полезных ископаемых и другую коммерческую деятельность в геологически значимом регионе Южного Урала. 4 мая 1920 года Ленин подписал указ о создании этой территории как первой в мире территории, охраняемой для научных исследований.[15]

В 1920-х годах Вернадский начал размышлять о том, может ли разумная материя (люди) подавлять влияние остальной живой материи. В своей книге « Биосфера » 1926 года он отметил, что человеческий интеллект позволил этому виду «достичь мест, недоступных для любых других живых организмов», что затруднило определение возможных границ биосферы [16]. Более того, человечество внесло беспрецедентные изменения в «фильм жизни», покрывающий землю.

«Цивилизованное человечество внесло в структуру фильма на суше изменения, не имеющие аналогов в гидросфере. Эти изменения — новое явление в геологической истории, и их химические эффекты еще предстоит определить. Одно из принципиальных изменений — это систематическое уничтожение в истории человечества лесов, наиболее важных частей фильма ». [17]

Дальнейшие исследования биогеохимических циклов показали, что экономическая деятельность изменяет глобальный метаболизм измеримыми способами.Этот отрывок из эссе, написанного Вернадским в 1930-х годах об углеродном цикле, выглядит очень современно.

«Выделение углекислоты [диоксида углерода] человеком в процессе его технической работы считается биогенным, например, выброс, происходящий в заводских печах, кальцинировании извести, ферментации и во многих других процессах. Это очень интересный и характерный факт в истории углерода: количество углекислоты, выделяемой человечеством таким образом, увеличивается с развитием цивилизации.Он уже достиг такого порядка, что его необходимо учитывать в геохимической истории биосферы.

«Таким образом, согласно расчетам А. Крога, количество углекислоты, высвобождаемой при потреблении угля, достигло 7 × 10 8 тонны в 1904 году и выросло до 1 × 10 9 тонны в 1919 году (Ф. Кларк). . Это составляет до 0,05% от всей массы угольной кислоты, содержащейся в атмосфере. Такое повышение приобретает статус важного геохимического явления.Таким образом цивилизованный Человек нарушает установленное земное равновесие. С появлением цивилизации Homo sapiens появилась новая геологическая сила… »[18]

Вход в ноосферу

В 1930-х годах Вернадский пришел к выводу, что человеческая деятельность создавала новую планетарную оболочку, которую он назвал Ноосфера (произносится ноосфера), от ноус , древнегреческого слова для обозначения разума или интеллекта . Он позаимствовал это слово у Пьера Тейяра де Шардена, священника-иезуита и геолога, которого он встретил в 1920-х годах в Париже.

Это заимствование стало источником путаницы, поскольку двое мужчин дали совершенно разные определения этому слову. Тейяр, католический мистик, определил Ноосферу как духовное царство, которого человечество достигнет, когда оно эволюционирует из материального мира, из биосферы — «точка омега», где люди встретят Христа. Вернадский, атеист и материалист (он называл себя «космическим реалистом»), рассматривал Ноосферу как часть Биосферы, которая физически трансформируется в результате человеческой деятельности.Поэтому важно, когда слово появляется, определить, какую версию имеет в виду автор, и осознает ли он даже глубокую разницу.

Наиболее полное описание Ноосферы Вернадским было в главе его незаконченной книги « Научная мысль как планетарный феномен». Новый конверт, писал он, начал обретать форму с изобретением сельского хозяйства, которое «радикально меняет природу… очищает землю от других живых организмов».

«Можно сказать, что в течение последних пяти-семи тысяч лет непрерывное создание Ноосферы происходило быстрыми темпами, постоянно увеличиваясь в темпе, и что рост культурной биогеохимической энергии человечества неуклонно продвигается без фундаментального регресса, хотя и с перерывами. постоянно сокращается по продолжительности.Растет понимание того, что это увеличение не имеет непреодолимых пределов, что это элементарный геологический процесс ». [19]

Вернадский твердо верил в эволюцию как в неизбежное и прогрессивное продвижение к лучшему будущему, что любые негативные побочные эффекты, вызванные расширением ноосферы, будут преодолены человеческим разумом. Это уже имело положительный социальный эффект.

«Глубокие социальные изменения, поддержка широких масс, выдвинули их интересы на первое место, и вопрос о ликвидации недоедания и голода стал реалистичным вариантом, который больше нельзя игнорировать.

«Вопрос о запланированной объединенной деятельности для господства над природой и справедливого распределения богатств, связанных с сознанием единства и равенства всех народов, единства ноосферы, стал повесткой дня» [20].

В одной из своих последних статей, одной из немногих, опубликованных на английском языке при его жизни, он писал, что в наше время экономическая деятельность человека буквально меняет химический состав биосферы.

«Этот минералогический раритет, самородное железо, сейчас производится миллиардами тонн.Самородный алюминий, которого раньше на нашей планете не было, сейчас производят в любых количествах. То же самое и в отношении бесчисленного количества искусственных химических комбинаций (биогенных «культурных» минералов), вновь созданных на нашей планете. Количество таких искусственных минералов постоянно увеличивается. Сюда относится все стратегическое сырье. В химическом отношении лицо нашей планеты, биосфера, резко изменяется человеком »[21]

Он описал Ноосферу в терминах, очень похожих на дискуссии об антропоцене 21 века.

«Исходя из представления о геологической роли человека, геолог А.П. Павлов [1854-1929] в последние годы своей жизни говорил об антропогенной эре года , в которой мы сейчас живем … Он правильно подчеркнул, что человек, на наших глазах становится могучей и постоянно растущей геологической силой … В двадцатом веке человек впервые в истории Земли познал и охватил всю биосферу, завершил географическую карту планеты Земля, и колонизировал всю его поверхность.”[22]

Ноосфера будет «последним из многих этапов эволюции биосферы в геологической истории». Для него прогрессивная геологическая эволюция и демократическая борьба с нацистским варварством были связаны.

«Сейчас мы живем в период нового геологического эволюционного изменения биосферы. Мы входим в ноосферу. Этот новый элементарный геологический процесс происходит в бурное время, в эпоху разрушительной мировой войны. Но важным фактом является то, что наши демократические идеалы созвучны элементарным геологическим процессам, законам природы и ноосфере.Поэтому мы можем с уверенностью смотреть в будущее. Это в наших руках. Мы не позволим этому уйти ». [23]

Влияние

Существуют очевидные параллели между точкой зрения Вернадского о том, что деятельность человека преобразовывала биосферу в ноосферу, и нынешним представлением о том, что деятельность человека настолько изменила Земную систему, что началась новая геологическая эпоха. Его описание воздействия человечества на биосферу может легко вписаться в любое современное описание нарушения глубокого нарушения биогеохимических циклов — фактически, метаболических трещин.

«Человек всегда увеличивает количество атомов, покидающих древние циклы — геохимические« вечные »циклы. Он усиливает нарушение этих процессов, вводит новые и вмешивается в старые. Благодаря человеку на поверхности нашей планеты появилась огромная геологическая сила. Установившийся в течение геологического времени баланс перемещений элементов нарушается разумом и деятельностью Человека. В настоящее время мы таким образом меняем термодинамическое равновесие внутри биосферы.”[24]

Не стоит переоценивать сходство. Исследования, определяющие науку о Земле, включая изучение глобальных биогеохимических циклов, начались лишь через несколько лет после смерти Вернадского. Более того, как отмечают Клайв Гамильтон и Жак Гриневальд, он видел в ноосфере неизбежную и прогрессивную эволюцию биосферы, в то время как антропоцен представляет собой «очень нежелательный разрыв … радикальный крах любой идеи продвижения к более высокой стадии». [25]

С практической точки зрения, влияние Вернадского на развитие науки о системе Земля было ограниченным, поскольку до недавнего времени его работы были практически неизвестны за пределами Советского Союза.Когда он умер, меньше полдюжины его статей было переведено на английский и лишь несколько больше — на французский или немецкий. Полный перевод Биосфера не был опубликован до 1997 года. Даже в Советском Союзе большая часть его работ была недоступна до публикации его Избранных произведений в 1967 году.

В 1970 году влиятельный журнал Scientific American опубликовал специальный выпуск о биосфере под редакцией Джорджа Эвелин Хатчинсон, профессора Йельского университета, которого часто называют отцом современной экологии.В его вводной статье был представлен обзор биосферной науки, в котором были учтены последние достижения и полностью доверено Вернадскому как создателю этой области. В заключение он заявил, что позитивный взгляд Вернадского на ноосферу трудно поддерживать сейчас, когда растущие экологические кризисы угрожают самому выживанию биосферы.

Статья Scientific American вызвала новый интерес к работе Вернадского, но ее влияние было ограниченным, особенно потому, что очень мало его работ доступно на других языках, кроме русского.Возможно, издатели и переводчики не думают, что его полностью междисциплинарные работы будут продаваться в западных академических кругах, где геологи изучают геологию, а биологи изучают биологию, а эти два никогда не встречаются. Как пишет Жак Гриневельд, «революционный характер вернадской науки о биосфере долгое время скрывался редукционистским, сверхспециализированным и разобщенным научным знанием нашего времени» [26]

.

Хотя работа Вернадского не оказала прямого влияния на развитие науки о системе Земля, она остается важной в качестве альтернативного материалистического подхода к пониманию взаимосвязей между жизнью и планетой.Спустя семь десятилетий после его смерти понимание Вернадским природы и развития биосферы все еще может пролить свет на наши усилия по пониманию глобального метаболизма — и глобальных метаболических расколов.


Банкноты

[1] Барри Коммонер, Примирение с планетой (Нью-Йорк: Нью Пресс, 1992), 10.

[2] Физик сказал бы, что система Земля замкнута , но не изолирована .

[3] Кендалл Э. Бейлс, Наука и русская культура в эпоху революций: В.И. Вернадский и его научная школа, 1863-1945 гг. (Блумингтон: издательство Индианского университета, 1990), 167.

[4] Его предложение было отклонено, в частности, Британской ассоциацией развития науки, Национальным исследовательским советом США и Институтом Карнеги.

[5] Цитируется по Bailes, Science and Russian Culture, 185

[6] Вернадский Владимир Иванович, Биосфера , Пер. Дэвид Лэнгмюр и Марк Макменамин, Нью-Йорк: Springer, 1998 [1926], 91.Как отмечал Вернадский, австрийский геолог Эдвард Зюсс ввел слово «биосфера» в свой популярный учебник 1885 года Лицо Земли .

[7] Вернадского, Биосфера , 56, 57-8

[8] Вернадского, Биосфера , 59, 44.

[9] Вернадского, Биосфера , 72.

[10] Джейсон Росс, изд., , 150 лет Вернадскому, Том 1: Биосфера (Лисберг В.А.: 21st Century Science Associates, 2014), 39, 50.

[11] Вернадский Владимир Иванович, Геохимия и биосфера, , изд. Фрэнк Б. Солсбери (Санта-Фе: Synergetic Press, 2007).

[12] Вернадский, Биосфера , 51. Со времен Вернадского наука о жизни добилась больших успехов, но ненаучные влияния остаются.

[13] Вернадского, Биосфера , 58

[14] Вернадский — Вернадской, май 1913 г., цитируется в Bailes, Science and Russian Culture, 127. Позже наблюдатели сравнили ландшафт вокруг Садбери с поверхностью Луны.

[15] Дуглас Р. Вайнер, Модели природы: экология, сохранение и культурная революция в Советской России (Питтсбург: Университет Питтсбурга, 1988), 29.

[16] Вернадский, Биосфера , 142. Со времен Вернадского стало ясно, что живая материя существует практически повсюду на Земле, в том числе в местах, недоступных для людей.

[17] Вернадского, Биосфера , 143.

[18] Вернадский, Геохимия и биосфера, 185-6.Вернадский был знаком с работой Аррениуса по парниковому эффекту, но не был убежден, что изменения в уровнях CO 2 могут иметь серьезные последствия для климата.

[19] Владимир Вернадский, «Переход от биосферы к ноосфере», Пер. Уильям Джонс, 21st Century , Весна-Лето 2012, 27–28.

[20] Там же, 30.

[21] Вернадский, «Биосфера и ноосфера», American Scientist , январь 1945 г., 9.

[22] Там же, 8.

[23] Там же, 10, 9.

[24] Вернадский, Геохимия и биосфера, 221.

[25] Клайв Гамильтон и Жак Гриневальд. «Ожидался ли антропоцен?» The Anthropocene Review , Vol 2, No. 1, April 2015, 9. Я бы добавил, что Ноосфера — это область пространства , часть биосферы, измененная человеком, а антропоцен — это время , , когда человеческое влияние преобладает.

[26] Жак Гриневальд, «Введение: невидимость вернадской революции.»Вернадского, Биосфера , 27.

Контроль массы биогенных частиц с помощью NOx и SOx

EM (Питтсбург, штат Пенсильвания). Авторская рукопись; доступно в PMC 2020 1 мая.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC7008308

NIHMSID: NIHMS1546617

Annmarie G. Carlton

Dept. of Chemistry, University of California 9000, CA 9039 Шерри В. Хант

Управление исследований и разработок, Охрана окружающей среды США Agency, Вашингтон, округ Колумбия

Annmarie G.Карлтон, химический факультет Калифорнийского университета, Ирвин, Калифорния;

Abstract

Модели, которые точно и правильно предсказывают состав атмосферы реагировать на проверенные сценарии политики помочь менеджерам по качеству воздуха в разработке эффективных стратегий защиты здоровья человека. Контролируемые выбросы от деятельность человека взаимодействует с естественными выбросами растений и деревьев из биосфера с помощью сложной химии с образованием озона (O 3 ) и органических мелкие твердые частицы (PM 2.5 ), критерии загрязнителей воздуха, вызывающих различные неблагоприятные воздействия на здоровье. В то время как органические газы выделяются из растений и деревья естественные, некоторая доля последующих O 3 и PM 2,5 нет. Точная оценка степени человеческого деятельность и естественные выбросы взаимодействуют, образуя загрязнение, может быть достигнуто, когда модели построены на основе первых принципов химических и физических законов, и протестированы и оценены с помощью лабораторных и полевых наблюдений. Летом В 2013 г. на юго-восток У. спустились сотни ученых.S. для координации Кампания по химии атмосферы с конечной целью понять сложные биосфера-атмосфера, последующее образование O 3 и PM 2,5 , и точное включение химии в атмосферные модели. Главный вывод кампании заключается в том, что антропогенные выбросы способствуют образованию органических ТЧ 2,5 , полученных из биогенных ЛОС. Эта фракция PM 2,5 является контролируемым загрязнением. Механистический информация из этой кампании была недавно включена в эфир EPA качественная модель, улучшающая модельное представление атмосферного моделирования и информирование о стратегиях управления качеством воздуха для PM 2.5 . Эмиссия сокращение SO 2 и NOx на юго-востоке США снижает неископаемые, предположительно биогенные, органические PM 2,5 массовые концентрации, предполагая, что существующие федеральные правила оказались более успешными, чем ожидалось. Дополнительные потенциальные механизмы обратной связи могут стать важными, поскольку выбросы сокращения приводят атмосферу к новым химическим режимам.

Юго-восточные исследования атмосферы (SAS)

С 1 июня по 15 июля 2013 г., Юго-восточные исследования атмосферы (SAS), охватывающий Южное исследование окислителей и аэрозолей (SOAS), Юго-восточный центр Исследование качества воздуха и климата (SENEX), а также азот, окислители, ртуть и Исследование аэрозолей: распространение, источники и приемники (NOMADSS), в первую очередь юго-восток U.S. 1 Описание собранных данных, текущих репозиториев данных и платформ моделирования представлены в . Национальный научный фонд, Национальное управление океанических и атмосферных исследований, Экологическое управление США Агентства по защите и Научно-исследовательского института электроэнергетики, в дополнение к нескольким университеты и частные компании финансировали исследования.

Таблица 1. Расположение и описание платформы SAS

Предыдущие полевые кампании в регионе в 1990-е годы, особенно Южное исследование окислителей (SOS), проведенное в 1999 г., привело к критически важному контролю качества воздуха. идеи.Например, взаимодействие биогенных и антропогенных выбросов вносит в региональный O 3 . В определенных областях, таких как Атланта, Джорджия, воздух стратегии управления качеством, которые не учитывают этот химический состав, вряд ли снизить концентрацию O 3 или достичь национального качества окружающего воздуха Стандарты (NAAQS). 2 До SOS, значение биогенных выбросов в этом регионе было недостаточно признаны, и эта полевая кампания привела к новым знаниям, которые привели к большему количеству эффективные стратегии управления качеством воздуха.

Дополнительно длительные измерения на юго-востоке, в частности многолетние станции мониторинга (например, Межведомственный мониторинг охраняемых визуальных Среды (УЛУЧШИТЬ), Сеть химического определения (CSN)) обеспечивают запись как состав атмосферы менялся с течением времени. Долгосрочные данные позволяют количественный анализ тенденций и устанавливает контекст и понимание фактическое влияние на качество воздуха экологических норм, введенных с 1990-х годов. Для Например, измерения пика O 3 постоянно снижались и демонстрируют масштабный успех У.Стратегии борьбы с S., особенно те, которые нацелены на антропогенные выбросы NOx. 3 Это Точно установлено, что сокращение выбросов SO 2 было осуществлено в ответ на Раздел IV поправок к Закону о чистом воздухе 1990 г. резко снизил кислотное осаждение. и концентрации сульфатного аэрозоля, особенно в восточной части США. данные измерений также облегчают оценку атмосферных моделей » прогнозирующий навык для описания изменений качества воздуха в результате выбросов изменения, связанные с действиями, предпринимаемыми людьми, в дополнение к любым изменениям в естественные выбросы или метеорология. 4

По этим двум причинам скоординированное и повторное исследование на юго-востоке США. связывает результаты интенсивной выборки 2013 года с более широким контекстом и способствует разработка и оценка эффективных моделей качества воздуха.

Биогенный вторичный органический аэрозоль (BSOA)

PM 2,5 состоит из различных соединений, среди которых не ископаемые. органические виды, происходящие из биосферы, вносят существенный вклад. Выбросы биогенных летучих органических соединений (БЛОС) из растений, деревьев и природных окружающая среда реагирует с образованием соединений, которые разделяются на фазу частиц и добавляют к атмосферная нагрузка PM 2.5 . Последующие неископаемые частицы в фазе органическая масса, образовавшаяся в результате окисления БЛОС, называется биогенным вторичным органическим аэрозолем. (BSOA). Из-за обширной засаженной деревьями территории на юго-востоке США, BVOCs выбросы в регионе значительны, и BSOA является доминирующим PM 2,5 составляющая. Обилие лабораторных исследований свидетельствует о том, что контролируемые загрязняющие вещества, связанные с деятельностью человека, модулируют и во многих случаях усиливают BSOA формирование. Интересно, что полевые измерения во время SOAS показывают, что все биогенные производные органические PM 2.5 коррелирует с одним или несколькими индикаторами антропогенное загрязнение, такое как SO 2 и NOx. Такие корреляции предлагают объяснение загадки: массовые концентрации BSOA постоянно выше в юго-восток США по сравнению с более нетронутыми местами, такими как бразильские тропические леса которые имеют такие же высокие выбросы BVOC, но меньшую человеческую деятельность.

Статистически устойчивые корреляции между BSOA и показателями человеческого деятельность вносит полевые доказательства в формирующееся общепринятое мнение о том, что антропогенное загрязнение усиливает BSOA.Такие наблюдения из SOAS в целом в соответствии с тенденциями наблюдений на всей территории США. Во многих областях, включая восточную часть США, лесные экосистемы восстанавливаются и растут. 4 Предположительно ассоциированный БЛОС выбросы растут. Однако количественный анализ тенденций показывает, что в в большинстве мест мониторинга концентрации неископаемого компонента органических масса углерода (OC) в PM 2,5 уменьшилась. То есть прекурсоры BVOC вероятно увеличились, в то время как их продукты окисления, которые вносят вклад в BSOA Компонент PM 2.5 уменьшились. Примечательно, что в тот же период Снизились концентрации многих антропогенных загрязнителей в окружающей среде. Исторически сложилось так, что влияние стандартов качества для антропогенных источников на снижение образования BSOA было занижено, отчасти потому, что модели качества воздуха не хватало достаточных химических деталей. Благодаря недавнему включению результатов SOAS, Мультимасштабная модель качества воздуха (CMAQ), разработанная Агентством по охране окружающей среды США, теперь может воспроизводить обратная связь между сокращениями вкладов BSOA в органические PM 2.5 масса в ответ на удаление и уменьшение антропогенных SO 2 и NOx выбросы.

Динамическая оценка модели CMAQ Агентства по охране окружающей среды

Прогнозирование с помощью моделей для точного моделирования изменений качества воздуха из-за Изменение выбросов критически важно для регулирующих приложений. При поддержке результатов SOAS, химии газов и частиц в EPA Модель CMAQ недавно была значительно обновлена, чтобы включить новые механизмы для BSOA. формирование. Химические механизмы, которые включают прямое взаимодействие окисления BVOC продукты с частицами, полученными из выбросов NOx и SO 2 , в дополнение к связанные с ними фазовые изменения кислотности и количества жидкой воды, изменение Реакция модели CMAQ на антропогенные выбросы SO 2 и NOx.Прогнозы модели CMAQ для BSOA и органических PM 2,5 были динамически оценивается, чтобы количественно оценить, как включение новых современных химических механизмов изменяет оценку управляемости BSOA по отдельным типам и источникам загрязняющих веществ сектор. Текущая версия CMAQ предсказывает, что сокращение выбросов, связанных с с контролем антропогенных SO 2 и NO X снижает BSOA и органическая фракция атмосферных PM 2,5 по США 5 CMAQ предсказывает SO 2 выбросы от энергоблоков и передвижных источников NOx имеют наибольшие воздействует на массу BSOA.Эта работа по моделированию дает понимание, помогающее объяснить наблюдения за уменьшенной массой органических PM 2,5 в районах США в отсутствие целевого регулирования, направленного на твердые ОУ. Результаты подтверждают идею это следствие существующих и планируемых федеральных правил, регулирующих SO 2 и NO X для уменьшения кислотного осаждения или соответствия O 3 Цели достижения NAAQS также снижают массу органических PM 2,5 . Это говорит о том, что правила качества воздуха оказались более успешными, чем текущие оценки.

Будущие направления

Несмотря на недавние достижения в понимании и разработке моделей, возможности для обнаружения из анализа текущих наборов данных сохраняется. Продолжение модели развитие и динамическая оценка координируются посредством анализа интенсивных периоды наблюдения, такие как SAS, в дополнение к национальным сетям, являются ключевыми. Пока рутинные измерения из сетей и полевой кампании проверяются на соответствие и исследуя вопросы, которые положили начало измерениям, десятилетия высокого качества данные из обычных сетей и полевых кампаний, вероятно, используются недостаточно.Продолжение научное открытие, эффективное взаимодействие с политиками и регулирующими органами, гарантирует, что в будущем атрибуция источника PM 2,5 будет улучшена, и поможет в разработке эффективных стратегий управления качеством воздуха для защиты здоровья человека в меняющемся глобальном климате.

Благодарности:

Мы хотели бы поблагодарить многих ученых и спонсоров, создавших SAS. полевые кампании возможны благодаря чрезвычайным усилиям и самоотверженности в дополнение к Разработка модели CMAQ и публичный доступ.

Энн Мари Карлтон — профессор химии в Университете Калифорния, Ирвин, и руководила полевым исследованием SOAS в 2013 году.

Шерри Хант, физик из США по охране окружающей среды. Управление Агентства (EPA) по исследованиям и разработкам, исследованиям воздуха и энергии Программа.

Сноски

Заявление об ограничении ответственности

Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат автору и не представляют официальную точку зрения U.S. Охрана окружающей среды Агентство (EPA).

Информация для авторов

Аннмари Г. Карлтон, химический факультет Калифорнийского университета, Ирвин, Калифорния.

Шерри У. Хант, Управление исследований и разработок, Охрана окружающей среды США Агентство, Вашингтон, округ Колумбия.

Каталожный номер:

(1) Carlton AG и др., Синтез исследований атмосферы юго-востока: Исследование фундаментальных вопросов химии атмосферы. Бык. Являюсь. Meteorol. Soc 2018, 99 10.1175 / БАМС-Д-16-0048.2. [CrossRef] [Google Scholar] (2) Chameides WL; Линдси РУ; Ричардсон Дж; Кианг CS Роль биогенных углеводородов в городском фотохимическом смоге: Атланта как пример. Наука 1988, 241 (4872), 1473–1475. 10.1126 / science.3420404. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] (3) Саймон Х.; Reff A; Скважины B; Xing J; Фрэнк Н Тенденции развития озона в Соединенных Штатах за период снижения Выбросы NOx и VOC. Environ. Sci. Technol 2015, 49 (1), 186–195. 10.1021 / es504514z. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] (4) Бигелоу Д.; Борхерс А Основные виды использования земли в США, 2012 г. 2017 г.[Google Scholar] (5) Carlton AG; Пай ГОРЯЧИЙ; Бейкер КР; Хенниган CJ Дополнительные преимущества федеральных правил качества воздуха: типовые оценки контролируемого биогенного вторичного органического аэрозоля. Environ. Sci. Technol 2018, 52 (16), 9254–9265. 10.1021 / acs.est.8b01869. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Нелинейный характер перераспределения химических элементов в компонентах биосферы в результате активности живого вещества

Аннотация

Современные проблемы допустимых пределов воздействия техносферы на биосферу, оптимизации взаимодействия техносферы и биосферы, прогнозирования последствий техногенных аварий в окружающей среде и организации реабилитации в послеаварийный период предъявляют совершенно новые требования к знаниям. .Эти вызовы требуют срочной разработки новых методологических основ изучения массопереноса и трансформации веществ, структуры глобальных биогеохимических систем в биосфере. Химический состав океанов и морей является результатом миграции и трансформации веществ на биогеохимических «барьерах» река-море и океан-атмосфера, т.е. в местах «конденсации жизни». Устойчивость этих процессов — главная предпосылка устойчивости экосистемы гидросферы. Использование методологии эмпирического обобщения привело к созданию системы распределения химических элементов в гидросфере, обладающей большим прогностическим потенциалом.Сравнение элементного состава различных фаз на глобальном уровне в системах гидросфера-литосфера-почва-атмосфера позволило выявить нелинейный характер перераспределения различных элементов между этими фазами, что отражает общее относительное увеличение концентрации микроэлементов в среда обитания живых организмов за счет биогеохимических процессов. Эти процессы наиболее активны у биогеохимических барьеров, то есть в местах «концентрированной жизни», и поэтому предполагается, что они являются результатом геологической активности вездесущего живого вещества, регулирующего его окружающую среду.Предложенный показатель нелинейности демонстрирует определенную стабильность результирующего воздействия живого вещества для различных систем, примерно 0,7: 1) 0,75 для системы протолитосфера — осадок; 2) 0,67 для системы река — океан; 3) 0,7 для системы океан — атмосфера. Полученное значение считается универсальной константой биосферы, отражающей биогенную стабилизацию глобальных циклов элементов в биосфере в процессе ее эволюции и соответствует биосферной концепции В.И. Вернадского.Полученные значения могут быть использованы как эталонные при оценке устойчивости биосферы и антропогенного вклада в трансформацию глобальных биогеохимических циклов. (1994) Живая материя и биосфера. Москва, Наука, 672с. Корж В.Д. (1974) Некоторые общие законы, регулирующие круговорот вещества в круговороте океан-атмосфера-континент-океан // Journal de Recherches Atmospherioques. Франция. Том 8. N.3-4. С. 653-660. Корж В.Д. (1991) Геохимия элементного состава гидросферы.Москва, «Наука», 243 с. Корж В.Д. (2017) Биосфера. Формирование элементного состава гидросферы и литосферы. Саар-Брюкен: Lambert Academic Publishing, 63 стр. Корж В.Д. (2019) Перенос микроэлементов в системе океан-атмосфера-континент как фактор формирования элементного состава почвенного покрова Земли .// Ж. Геохимия окружающей среды и здоровье. Том 41. С. 1-7.

Специальный выпуск: биогенные выбросы в атмосферу

Уважаемые коллеги,

Биогенные выбросы во многом определяют состав и реакционную способность атмосферы.Масштаб, разнообразие и глобальное распределение биогенных источников гарантирует, что это будет оставаться верным, даже несмотря на то, что влияние человека вносит значительный вклад в общие выбросы и глубоко изменяет баланс природных процессов. Детальное знание природы этих выбросов, их роли в химии атмосферы и их взаимодействия с антропогенными загрязнителями и процессами имеет важное значение для количественной оценки текущих атмосферных изменений, точных прогнозов будущих условий и снижения связанных с ними рисков.

Источники биогенных выбросов включают растительные, животные и микробные источники газов, частиц и микробов или других биочастиц (споры грибов, бактерии, вирусы и пыльца). Возможно, самой широкой категорией биогенных выбросов является большая и разнообразная группа. активных летучих органических соединений, в основном выделяемых наземными растениями. Другие ключевые виды включают оксиды азота, образующиеся в результате микробных процессов в почвах, метан и аммиак из животных источников и водно-болотных угодий, а также диметилсульфид и другие газы серы из морского фитопланктона и других морских и наземных организмов.Выбросы и разложение этих видов в атмосфере, а также взаимодействие между ними являются основными факторами, контролирующими баланс атмосферных окислителей и аэрозолей. Антропогенные выбросы оксидов азота, органических веществ и соединений серы, среди прочего, взаимодействуют с естественными выбросами сложным образом, сдвигая этот баланс, что приводит к изменениям качества воздуха, радиационного воздействия, а также к образованию и характеристикам облаков, которые, в свою очередь, формируют региональные и глобальные климат. В то же время условия окружающей среды, такие как уровень радиации, температуры и влажности, являются одними из основных факторов выбросов.Следовательно, важные, но малоизученные обратные связи тесно связывают выбросы и климат.

Для количественного прогнозирования этих процессов требуется подробная информация о выделяемых соединениях и частицах, процессах, которые контролируют скорость их выбросов, и их последующих преобразованиях. Однако все еще существует много пробелов в знаниях. Конкретные области неопределенности, требующие дополнительных исследований, включают: (1) разработку глобальных, количественных, пространственно разрешенных кадастров выбросов, включая идентификацию выбрасываемых видов, их интенсивность выбросов и то, как они меняются в зависимости от пространства и времени; (2) характеристика эмиссионных механизмов и драйверов; (3) оценка долгосрочных тенденций выбросов и их реакции на быстро меняющиеся условия окружающей среды; (4) исследование атмосферных преобразований и эффектов биогенных выбросов; и (5) исследование обратной связи между биогенными выбросами и климатом.Для полного понимания этих процессов требуется исследование и интеграция информации с использованием различных методов и масштабов, включая лабораторные измерения и модели in situ, а также измерения и модели дистанционного зондирования — от уровня отдельных растений, почв или микробов до экосистемного, регионального и глобального Весы. Хотя источники биогенных выбросов распределены по всему миру, особое внимание необходимо уделять малоизученным регионам с интенсивными биогенными выбросами, таким как тропики, которые во многих случаях также переживают быстрое экономическое развитие.Рукописи, посвященные одному или нескольким из этих вопросов, приглашаются в этот специальный выпуск.

Доктор Карена МакКинни
Приглашенный редактор

Информация для подачи рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до установленного срока. Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска.Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (за исключением трудов конференции). Все рукописи тщательно рецензируются в рамках процесса простого слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Atmosphere — это международный рецензируемый ежемесячный журнал с открытым доступом, публикуемый MDPI.

Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 1800 швейцарских франков. Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.