Вещественият състав на биосферата е разнообразен. Вернадски идентифицира седем дълбоко разнородни части.В момента се предлагат следните основни

· Жива материя, образуван от съвкупност от организми;

· Костната субстанция е нежива, образувана без участието на живи организми (може да бъде твърда, течна, газообразна) основни скали, вулканична лава, метеорити);

· Биокостната субстанция е комбинация от живи и костни субстанции, т.е. костна материя, трансформирана от живи организми (вода, почва, тиня, изветрителна кора)

· Хранителните вещества са вещества, необходими за съществуването на живите организми , който се създава по време на жизнената дейност на организмите (атмосферни газове, въглища, варовик)

· Радиоактивно разпадащо се вещество

· Разсеяни атоми на земната материя и космическа радиация

· Вещества от космически произход под формата на метеорити и космически прах.

Живото идва само от живото; между тях има рязка граница, въпреки че те постоянно си взаимодействат.

Една от централните връзки на концепцията за биосферата е учението за живата материя. Вернадски формулира определението за жива материя. Вернадски нарича живата материя форма на екстремна активност.

Живата материя на биосферата е съвкупност от живи организми. Основната цел на живата материя е натрупването на свободна енергия. По енергийни запаси само лавата, образувана по време на вулканични изригвания, може да съперничи на живата материя.

Нека отбележим основните, по същество уникални свойства на живата материя:

1. Възможност за бързо поемане на всичко свободно пространство . Вернадски нарича това свойство „повсюдност на живота“. Способността за бързо развитие на пространството е свързана с интензивността на възпроизводството.

2. Движението не е само пасивно (под въздействието на гравитацията, гравитационни сили), но и активен(срещу течението, гравитацията, движението въздушно течение)

3. Висока стабилност по време на живота, бързо разлагане след смъртта

4. Висока адаптивност (адаптиране) към различни условия и във връзка с това развитието на всички жизнени среди

5. Висока скорост на реакция. Скоростта на преработка на дадено вещество от организмите в процеса на живот. Консумацията на храна е 100-200 пъти телесното тегло

6. Висока скорост на обновяване на живата материя Живата материя на биосферата се обновява на всеки 8 години, като сушата отнема 14 години, а океаните - 33 дни. В резултат на това свойство общата маса на живата материя, преминаваща през биосферата, е приблизително 12 пъти по-голяма от масата на Земята. Малка част от него се запазва под формата на органични остатъци, останалата част се включва в процесите на циркулация.

Цялата дейност на живата материя в биосферата може да се сведе до няколко основни функции. Вернадски идентифицира 9, но в момента имената на тези функции са леко променени и някои от тях са комбинирани. Класификация, предложена от A.V. Lapo (1987 г.)

1. Енергия. Свързва се със съхранението на енергия по време на фотосинтезата, прехвърлянето й през хранителните вериги и разсейването.

2. Газ . Способността да се променя и поддържа определен газов състав на местообитанието и атмосферата като цяло. Биосферата извършва два глобални процеса, които определят газовия състав на атмосферата: освобождаване и абсорбция на кислород въглероден двуокиспо време на фотосинтезата, както и абсорбцията на кислород и отделянето на въглероден диоксид по време на дишането. Тези процеси осигуряват относителното постоянство в атмосферата на двата газа, които определят уникалните условия на Земята. Така, благодарение на въглеродния диоксид в земната атмосфера, т.нар Парников ефектзначително смекчаване на дневните температурни колебания. Кислородът играе не само ролята на важен окислител. На надморска височина от около тридесет километра той активно абсорбира вредните ултравиолетови лъчи. Сегашното ниво на CO2 в атмосферата е 0,03% O2-21%. В развитието на биосферата се отбелязват две повратни точки (точки на Пастьор). 1-ва точка на Пастьор – когато съдържанието на кислород в атмосферата достигне 1% от текущото ниво. Това доведе до появата на аеробни организми, т.е. способни да живеят в среда, съдържаща кислород. Това се е случило преди 1,2 милиарда години. 2-ра точка на Пастьор – 10% от съвременното ниво. Това създава условия за създаване на озонов слой в горни слоевесъздават се атмосфера и условия за достигане на организми до сушата (преди това защитен екранот разрушителен ултравиолетови лъчиимаше вода.)

3. Редокс . Интензифициране на окислителните процеси, дължащо се на обогатяване на околната среда с кислород и възстановяване в процеса на жизнената дейност на организмите. Благодарение на ензимите окислително-възстановителните реакции в живите организми протичат със скорост, значително по-висока от скоростите на реакциите, протичащи в геоложките черупки на планетата.

4. Концентрация. Способността на живите организми да натрупват химични елементи в телата си. Резултатът от тази функция са минерални отлагания. Съдържанието на въглерод във въглищата е с най-висока концентрация. Маслото е концентрат от въглерод и водород, под високо налягане. Фосфорът се натрупва в костите на гръбначните животни (Апатити). Отлаганията от креда са от животински произход. Те се образуват от натрупване на микроскопични варовити черупки на морски амеби. В продължение на милиони години тебеширените отлагания претърпяват постепенна кристализация, превръщайки се във варовик и мрамор.

5. Разрушителен . Разрушаване на костни вещества и остатъци от органични вещества от организми и техните метаболитни продукти. Свързан с циркулацията на вещества (гъбички и бактерии), водеща до минерализация органична материяи превръщането му в инертен.

6. транспорт . Пренос на материя и енергия в резултат на активната форма на движение на организмите. (Миграции и преселения).

7. Средообразуващи . Създаване на естествена среда и поддържане на нейните параметри в относително стабилно състояние. Процес на почвообразуване, хумус.

8. Разпръскване . Разсейване на енергия през трофичните нива, смърт на организми при движение в пространството, смяна на обвивки.

Много важно информационна функция– живите организми и техните общности натрупват определена информация, консолидират я в наследствени структури и я предават на следващите поколения.

Въведение

Биосферата е външната обвивка на земята, чието развитие се определя от постоянния приток на слънчева енергия. Сложната организация на биосферата е свързана с дейността на живата материя - съвкупността от всички индивиди от всеки вид живи същества.

Живата материя съществува на Земята под формата на непрекъсната смяна на поколенията. Благодарение на това съвременната жива материя се оказва генетично свързана с живата материя на всички минали геоложки епохи. Живата материя е свързана с инертната материя - атмосферата (до нивото на озоновия екран), изцяло с хидросферата и литосферата, главно в границите на почвата, но не само.

Атмосферата, хидросферата и почвата оказват влияние върху живата материя на биосферата, осигурявайки й минерално хранене, вода и въздух. Например естеството на растителността зависи от степента на овлажняване на почвата.

Живата материя на биосферата е разнородна и има три типа трофични взаимодействия: автотрофия, хетеротрофия, миксотрофия. Трофичните екологични взаимодействия допринасят за превръщането на неорганичната (инертна) материя в органична материя и обратното преструктуриране на органичната материя в минерална материя. Представители на всяко царство, тип и клас изпълняват своите функции в екологичните взаимодействия на ниво биосфера.

Космическата радиация в биосферата се превръща в различни видовеенергия. Трансформацията на енергията се случва в процеса на нейната циркулация между веществото на планетата и живите организми на биосферата - биогеохимичната циркулация на веществата: движението на огромни маси химически елементи, преразпределение на енергията, натрупана по време на фотосинтезата, трансформация на информация. Биогеохимичният цикъл на веществата осигурява непрекъснатостта на живота в биосферата с ограничено количество вещество и постоянен приток на слънчева енергия, трансформира лицето на планетата, физическото и химическото местообитание на живите същества, включително хората.

Природоустройство - обективна оценка на състоянието и оптимизиране на ползването природни ресурсии условията на околната среда, тяхното опазване и възпроизводство.

Жива материя

Според V.I. Вернадски, веществото на биосферата се състои от:

· Жива материя- биомаса на съвременни живи организми;

· Хранително вещество- всички форми на детрит, както и торф, въглища, нефт и газ от биогенен произход;

· Биоинертно вещество- смеси от хранителни вещества с минерални скали от небиогенен произход (почва, тиня, естествени води, газови и нефтени шисти, битуминозни пясъци, част от седиментни карбонати);

· Инертно вещество -скали, минерали, седименти, незасегнати от прякото биогеохимично влияние на организмите.

Основно в тази концепция е концепцията за живата материя, която V.I. Вернадски го определя като съвкупност от живи организми. В допълнение към растенията и животните, V.I. Вернадски включва тук човечеството, чието влияние върху геохимичните процеси се различава от влиянието на другите живи същества, първо, по своята интензивност, която нараства с течение на геоложкото време; второ, от въздействието, което човешката дейност оказва върху останалата жива материя.

Това въздействие се отразява предимно в създаването на множество нови видове култивирани растенияи домашни любимци. Такива видове не са съществували преди и без човешка помощ те или умират, или се превръщат в диви породи. Следователно Вернадски разглежда геохимичната работа на живата материя в неразривната връзка на животинския, растителния свят и културното човечество като работа на едно цяло.

Според V.I. Вернадски, в миналото не са придавали значение на две важни фактори, които характеризират живите тела и продуктите от тяхната жизнена дейност:

· Откритието на Пастьор за преобладаването на оптически активни съединения, свързани с дисиметрията на пространствената структура на молекулите, като напр. отличителна чертаживи тела

· Приносът на живите организми към енергията на биосферата и тяхното влияние върху неодушевени тела. В крайна сметка биосферата включва не само жива материя, но и различни неодушевени тела, които V.I. Вернадски нарича инертна (атмосфера, скали, минерали и др.), както и биоинертни тела, образувани от разнородни живи и инертни тела (почва, повърхността на водатаи така нататък.). Въпреки че живата материя по обем и тегло представлява незначителна част от биосферата, свързана с промените във външния вид на нашата планета.

Тъй като живата материя е определящ компонент на биосферата, може да се твърди, че тя може да съществува и да се развива само в рамките на интегрална система на биосферата. Неслучайно В.И. Вернадски смята, че живите организми са функция на биосферата и са тясно свързани материално и енергийно с нея и са огромна геоложка сила, която я определя.

Първоначалната основа за съществуването на биосферата и протичащите в нея биогеохимични процеси е астрономическото положение на нашата планета и на първо място нейното разстояние от Слънцето и наклонът на земната ос към еклиптиката или към равнината на земната орбита. Това пространствено разположение на Земята определя основно климата на планетата, а последният от своя страна определя жизнени цикливсички организми, съществуващи върху него. Слънцето е основният източник на енергия в биосферата и регулатор на всички геоложки, химични и биологични процесина нашата планета. Тази роля е изразена образно от един от авторите на закона за запазване и трансформация на енергията Юлиус Майер (1814-1878), който отбелязва, че животът е създаване на слънчев лъч.

Решаващата разлика между живата материя и инертната материя е следната:

· Промените и процесите в живата материя протичат много по-бързо, отколкото в инертните тела. Следователно, за характеризиране на промените в живата материя се използва понятието историческо време, а в инертните тела - геоложко време. За сравнение отбелязваме, че една секунда геоложко време съответства на приблизително сто хиляди години историческо време;

· С течение на геоложкото време силата на живата материя и нейното въздействие върху инертната материя на биосферата нараства. Това въздействие, посочва В.И. Вернадски, се проявява преди всичко „в непрекъснатия биогенен поток на атоми от живата материя в инертната материя на биосферата и обратно“;

· Само в живата материя се случват качествени промени в организмите през геоложкото време. Процесът и механизмите на тези промени са обяснени за първи път в теорията за произхода на видовете от естествен подборЧ. Дарвин (1859);

· Живите организми се променят в зависимост от промените в околната среда, адаптират се към нея и, според теорията на Дарвин, именно постепенното натрупване на такива промени служи като източник на еволюцията.

В И. Вернадски предполага, че живата материя също може да има свой собствен процес на еволюция, проявяващ се в промени с хода на геоложкото време, независимо от промените в околната среда.

За да потвърди мисълта си, той се позовава на непрекъснатия растеж на централното нервна системаживотните и значението им в биосферата, както и специалната организация на самата биосфера. По негово мнение в опростен моделтази организация може да бъде изразена по такъв начин, че нито една точка в биосферата не „попада на същото място, в същата точка в биосферата, в която е била някога преди“. Съвременно казано, това явление може да се опише като необратимост на промените, които са присъщи на всеки процес на еволюция и развитие.

Непрекъснатият процес на еволюция, придружен от появата на нови видове организми, оказва влияние върху цялата биосфера като цяло, включително естествените биоинертни тела, например почви, земни и Подпочвените водии т.н. Това се потвърждава от факта, че почвите и реките от девон са напълно различни от тези от терциера и особено от нашата ера. Така еволюцията на видовете постепенно се разпространява и обхваща цялата биосфера.

Тъй като еволюцията и появата на нови видове предполагат наличието на неговото начало, естествено възниква въпросът: животът има ли такова начало? Ако има, тогава къде да го търсим - на Земята или в Космоса? Могат ли живи същества да възникнат от неживи?

Много религиозни фигури, художници, философи и учени са мислили върху тези въпроси през вековете. В И. Вернадски подробно разглежда най-интересните гледни точки, изложени от изключителни мислители от различни епохи, и стига до извода, че няма убедителен отговор на тези въпроси. Самият той, като учен, първоначално се придържа към емпиричен подход към решаването на тези въпроси, когато твърди, че многобройните опити за откриване на следи от наличието на някакви преходни форми на живот в древните геоложки слоеве на Земята са неуспешни. Във всеки случай някои останки от живот са открити дори в докамбрийските слоеве, датиращи от преди 600 милиона години. Тези отрицателни резултати, според V.I. Вернадски, дават възможност да се предположи, че животът като материя и енергия съществува във Вселената вечно и следователно няма начало. Но такова предположение не е нищо повече от емпирично обобщение, основано на факта, че следи от жива материя все още не са открити в земните пластове. Да стана научна хипотеза, трябва да е в съответствие с други резултати научно познание, включително с по-широки понятия на естествените науки и философията. Във всеки случай не може да не се вземат предвид възгледите на онези натуралисти и философи, които защитаваха тезата за възникването на живата материя от неживата материя, а в момента дори представят обосновка на хипотезата и модела на произход на живота.

Предположения относно абиогенния или неорганичен произход на живота са правени многократно в древни времена, например от Аристотел, който допуска възможността за възникване на малки организми от неорганична материя. С появата на експерименталната естествена наука и навлизането на такива науки като геология, палеонтология и биология, тази гледна точка беше критикувана като неоправдана от емпирични факти. Още през втората половина на 17 век. Принципът, провъзгласен от известния флорентински лекар и натуралист Ф. Реди, е, че всички живи същества възникват от живи същества. Одобрението на този принцип беше улеснено от изследванията на известния английски физиолог Уилям Харви (1578-1657), който вярваше, че всяко животно произлиза от яйце, въпреки че допускаше възможността животът да възниква абиогенно.

Впоследствие, с навлизането на физикохимичните методи в биологичните изследвания, отново и по-настойчиво започват да се излагат хипотези за абиогенния произход на живота. По-горе вече говорихме за химическата еволюция като предпоставка за възникването на пребиотичния или предбиологичния етап от възникването на живота. В.И. не можеше да не вземе предвид тези резултати. Вернадски и следователно възгледите му по тези въпроси не остават непроменени, но въз основа на точно установени факти той не допуска нито божествена намеса, нито земния произход на живота. Той прехвърли появата на живот извън Земята и също така призна възможността за появата му в биосферата при определени условия. Той пише: „Принципът на Реди... не показва невъзможността за абиогенеза извън биосферата или при установяване на присъствието в биосферата (сега или по-рано) на физикохимични явления, които не са били приети, когато научна дефинициятази форма на организация на земната обвивка."

Въпреки някои противоречия, учението на Вернадски за биосферата представлява нова важна стъпка в разбирането не само на живата природа, но и на нейната неразривна връзка с историческата дейност на човечеството.

Терминът "жива материя" е въведен в литературата от В. И. Вернадски, под който той разбира съвкупността от всички живи организми, изразени чрез маса, енергия и химичен състав.

Масата на живата материя на повърхността на континентите е 800 пъти по-голяма от биомасата на Световния океан. На повърхността на континентите растенията рязко преобладават по маса над животните. Цялата жива материя в своята маса заема незначително място в сравнение с която и да е от горните геосфери глобус. Например масата на атмосферата е 2150 пъти по-голяма, хидросферата е 602 000 пъти по-голяма, а земната кора е 1 670 000 пъти по-голяма.

Въпреки това, по своето активно въздействие върху околната среда живата материя заема особено място и е качествено много различна от другите неорганични природни образувания, изграждащи биосферата. На първо място, това се дължи на факта, че живите организми, благодарение на биологични катализатори (ензими), постигат невероятни неща. Например, те са способни да фиксират молекулярен азот от атмосферата в тялото си при температури и налягания, типични за естествената среда. В индустриални условия свързването на атмосферния азот с амоняк (NH3) изисква температура от около 500 o C и налягане от 300-500 атмосфери. В живите организми скоростите на химичните реакции по време на метаболизма се увеличават с няколко порядъка. В И. В тази връзка Вернадски нарича живата материя форма на изключително активирана материя.

Основните уникални характеристики на живата материя, които определят нейната висока трансформативна активност, включват:

1. Възможност за бързо заемане на свободно пространство , което е свързано както с интензивното размножаване, така и със способността на организмите да увеличават интензивно повърхността на тялото си или съобществата, които образуват ( цял живот ).

2. Движението не е само пасивно (под въздействието на гравитацията) , но и активен. Например срещу водния поток, гравитацията, въздушните течения.

3. Стабилност по време на живота и бързо разлагане след смъртта (включване в циклите), при запазване на висока физикохимична активност.

4. Висока адаптивност (адаптиране) към различни условия и във връзка с това развитието не само на всички среди на живот (водна, земно-въздушна, почвена), но и на изключително трудни по отношение на физични и химични параметри.

5. Феноменално висока скоростхимична реакция . Тя е с няколко порядъка по-голяма, отколкото в неживата природа. Това свойство може да се съди по скоростта на преработка на веществото от организмите в процеса на живот. Например, гъсениците на някои насекоми обработват количество вещество на ден, което е 100-200 пъти по-голямо от телесното им тегло.

6. Висока скорост на обновяване на живата материя . Смята се, че средно за биосферата той е около 8 години (за сушата е 14 години, а за океана, където преобладават организми с кратка продължителност на живота, е 33 дни).

7. Разнообразие от форми, размери и химически опции , значително надхвърлящ много контрасти в неживата, инертна материя.

8. Индивидуалност (няма идентични видове и дори индивиди в света).

Всички изброени и други свойства на живата материя се определят от концентрацията на големи енергийни запаси в нея. В И. Вернадски отбеляза, че само лава, образувана по време на вулканични изригвания, може да се конкурира с живата материя в енергийното насищане

Функции на живата материя. Цялата дейност на живата материя в биосферата може с известна степен на условност да се сведе до няколко фундаментални функции, които могат значително да допълнят разбирането за нейната трансформираща биосферно-геоложка дейност.

1. Енергия . Тази една от най-важните функции е свързана със съхранението на енергия по време на процеса на фотосинтеза, предаването й по хранителните вериги и разсейването й в околното пространство.

2. Газ – свързано е със способността за промяна и поддържане на определен газов състав на местообитанието и атмосферата като цяло.

3. Редокс – свързано е с увеличаване на интензивността на процеси като окисление и редукция под въздействието на живата материя.

4. Концентрация – способността на организмите да концентрират разпръснати химически елементи в тялото си, като увеличават съдържанието им с няколко порядъка спрямо околната среда, а в тялото на отделните организми – милиони пъти. Резултатът от концентрационната дейност са находища на горими полезни изкопаеми, варовици, рудни находища и др.

5. Разрушителен – унищожаване от организмите и продуктите на тяхната жизнена дейност, включително след смъртта им, както на остатъците от самите органични вещества, така и на инертни вещества. Основният механизъм на тази функция е свързан с циркулацията на веществата. Най-значима роля в това отношение играят нисшите форми на живот - гъбички, бактерии (деструктори, разложители).

6. транспорт – пренос на материя и енергия в резултат на активна форма на движение на организмите. Често такъв трансфер се извършва на огромни разстояния, например по време на миграции и миграции на животни.

7. Средообразуващи . Тази функция до голяма степен представлява резултат от комбинираното действие на други функции. В крайна сметка то е свързано с трансформацията на физичните и химичните параметри на околната среда. Тази функция може да се разглежда в по-широк и по-тесен смисъл. В широк смисъл резултатът от тази функция е цялото естествена среда. Създаден е от живи организми и те поддържат параметрите му в относително стабилно състояние в почти всички геосфери. В по-тесен смисъл, средообразуващата функция на живата материя се проявява например в образуването и запазването на почвите от унищожаване (ерозия), в пречистването на въздуха и водата от замърсяване, в подобряването на храненето на източниците. подземни водии така нататък.

8. Разпръскване функция противоположна на концентрацията. Проявява се чрез трофичната (хранителната) и транспортната дейност на организмите. Например, разпръскването на материята, когато организмите отделят екскременти, смъртта на организмите по време на различни видове движения в пространството или промени в обвивката.

9. Информация Функцията на живата материя се изразява в това, че живите организми и техните общности натрупват информация, консолидират я в наследствени структури и я предават на следващите поколения. Това е едно от проявленията на адаптационните механизми.

Въпреки огромното разнообразие от форми, цялата жива материя е физически и химически обединена . И това е един от основните закони на целия органичен свят - законът за физическото и химичното единство на живата материя. От това следва, че няма физичен или химичен агент, който да е фатален за едни организми и абсолютно безвреден за други. Разликата е само количествена - едни организми са по-чувствителни, други по-малко, едни се адаптират по-бързо, други по-бавно. В този случай адаптацията възниква в хода на естествения подбор, т.е. поради смъртта на онези индивиди, които не са успели да се адаптират към новите условия.

Биосфера- Това е обвивката на Земята, населена с живи организми. Организмите живеят навсякъде, където условията им позволяват: в цялата хидросфера, в горната част на литосферата (до горещата вътрешност) и в долната част на атмосферата (до озоновия слой).

Биосферата е отворена система, защото постоянно изисква енергия отвън (от Слънцето). Благодарение на енергията на Слънцето в биосферата се осъществява потокът от енергия и циркулацията на веществата.

Жива материяе съвкупността от всички живи организми на Земята. В живата материя химична реакциявървят много бързо, така че живата материя участва много активно в биогеохимичния цикъл (циркулацията на веществата и трансформацията на енергия в биосферата).

Биогененвещество - вещество, създадено от живи организми (въглища, нефт, природен газ, торф, варовик). Biokosnoeвещество - вещество, в чието създаване участват живи организми (почва, тиня). Инертенвещество - по никакъв начин не е свързано с живи организми (гранит, пясък).

Функции на живата материя (материалът е доста кален, много тестове трябва да бъдат решени чрез елиминиране):

• Концентрация- натрупване (натрупване) на всякакви елементи в живите организми. Например концентрацията на желязо в гръбначните животни е много по-висока, отколкото в неживата природа; хвощовете натрупват силиций.
• Газ- свързани с абсорбцията и отделянето на газове. Например, по време на дишането се абсорбира кислород и се отделя въглероден диоксид, нодулните бактерии абсорбират азот.
• Редокс- това е работата на хемосинтезаторите, което често води до отлагане в земната кораминерални находища като сяра, боксит, желязна руда.
• Биохимичен- метаболитни реакции, протичащи вътре в тялото.

Изберете една, най-правилната опция. В съответствие с идеите на В. И. Вернадски биоинертните тела на природата включват
1) почва
2) минерали
3) атмосферни газове
4) животни

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Биогеоценозата се счита за отворена система, тъй като се среща постоянно
1) енергиен поток
2) саморегулация
3) кръговрат на веществата
4) борба за съществуване

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Биосферата е отворена система, тъй като в нея
1) използва се слънчева енергия
2) хомогенни условия за съществуване на организмите
3) организмите са обединени от биотични връзки
4) биогеоценозите нямат ясни граници

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Кое от твърденията се отнася до живата материя на биосферата?
1) Живата материя е разпространена в атмосферата.
2) Живата материя прониква в цялата хидросфера.
3) Една от функциите на живата материя е редокс функцията.
4) Живата материя е разпределена равномерно в биосферата.
5) По време на еволюцията функциите на живата материя не са се променили.
6) Живата материя е част от биоинертното вещество.

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Нодулните бактерии, използващи атмосферен молекулярен азот за синтезиране на органични вещества, изпълняват функцията на
1) концентрация
2) газ
3) окислителен
4) възстановителен

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Участва най-активно в кръговрата на веществата и преобразуването на енергията в биосферата
1) кислород
2) жива материя
3) климат
4) топлината на земните недра

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Каква функция на живата материя се проявява, когато бактериите абсорбират молекулярен азот от въздуха?
1) концентрация
2) газ
3) редокс
4) биохимичен

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Залежите от боксит и желязна руда са резултат от функционирането на живата материя
1) газ
2) редокс
3) миграция
4) биохимичен

Отговор

Установете съответствие между минералите и техния произход: 1) биогенен, 2) абиогенен. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) торф
Б) кварц
Б) манган
Г) варовик
Г) желязна руда
Д) масло

Отговор

Установете съответствие между естественото образувание и веществото на биосферата според класификацията на V.I. Вернадски: 1) биогенен, 2) инертен, 3) биоинертен, 4) жив
А) морска сол
Б) морски таралеж
Б) морска тиня
Г) морско коренище
Г) морски монах

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Каква функция на живата материя е в основата на нейната способност да натрупва химични елементи от околната среда
1) газ
2) биогеохимичен
3) концентрация
4) редокс

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Биогенните вещества на биосферата включват
1) семена на растения
2) бактериални спори
3) въглища
4) вулканична пепел

Отговор

Установете съответствие между естественото образувание и веществото на биосферата според класификацията на В. И. Вернадски: 1) инертно, 2) живо, 3) биоинертно
А) речен пясък
Б) рок
Б) морска тиня
Г) почва
Г) коралова колония
Д) плесени

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Нодулните бактерии изпълняват функцията на
1) транспорт
2) биохимичен
3) концентрация
4) редокс

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Концентрационната функция на живата материя в биосферата включва
1) образуване на озонов екран
2) натрупване на CO2 в атмосферата
3) образуването на кислород по време на фотосинтезата
4) способността на хвощовете да натрупват силиций

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Биосферата е отворена екосистема, защото
1) се състои от много различни екосистеми
2) се влияе от антропогенния фактор
3) включва всички сфери на земята
4) постоянно използва слънчева енергия

Отговор

Изберете една, най-правилната опция. Правилни ли са следните преценки за функциите на живата материя в биосферата? А) Газовата функция на живата материя е характерна за една екосистема само за производителите. Б) Концентрационната функция на живата материя е отделянето на крайни отпадъчни продукти от организмите.
1) само А е правилно
2) само B е правилно
3) и двете преценки са правилни
4) и двете преценки са неправилни

Отговор

Установете съответствие между природен обект и веществото на биосферата, към което е класифициран: 1) биогенен, 2) биоинертен, 3) инертен. Напишете числата 1, 2 и 3 в правилния ред.
А) базалт
Б) варовик
Б) гранит
Г) почва
Г) глина

Отговор

Установете съответствие между природен обект и веществото на биосферата, към което е класифициран: 1) биогенен, 2) биоинертен, 3) жив. Напишете числата 1, 2 и 3 в правилния ред.
А) масло
Б) почва
Б) торф
Г) морско коренище
Г) въглища
Д) природен газ

Отговор

Съвпадение между природни обектии вещества на биосферата: 1) биогенни, 2) инертни. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) глина
Б) торф
Б) въглища
G) кварцов пясък
Г) варовик

Отговор

Установете съответствие между процеса и функцията на живите същества: 1) концентрация, 2) редокс. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) калциеви отлагания в черупките на миди
Б) участие на въглероден диоксид за синтеза на глюкоза
Б) превръщане на атмосферния азот в нитрати от нодулни бактерии
Г) натрупване на фосфор в зъбния емайл
Г) клетъчно дишане
Д) получаване на енергия за хемосинтеза

Отговор

Установете съответствие между естественото образувание и веществото на биосферата според класификацията на В. И. Вернадски: 1) биоинертна, 2) инертна, 3) жива. Напишете числата 1-3 в правилния ред.
А) морска сол
Б) морска тиня
Б) глина
Г) почва
Г) гранит
Д) двучерупчести

Отговор

Установете съответствие между естественото образуване и веществото на биосферата: 1) биогенно, 2) биоинертно, 3) инертно. Напишете числата 1, 2, 3 в реда, съответстващ на буквите.
А) варовик
Б) въглища
Б) речна тиня
Г) базалт
Г) черна почва
Д) торф

Отговор

1) жива материя
2) биогенно вещество
3) живи организми
4) бактерии
5) вируси
6) тини
7) гранит
8) нежива материя

Отговор

Анализирайте таблицата „Видове вещества в биосферата“. За всяка клетка с букви изберете подходящия термин от предоставения списък. Запишете избраните числа в реда, съответстващ на буквите.
1) жива материя
2) биогенно вещество
3) неодушевени тела
4) растения
5) вируси
6) почва
7) базалт
8) радиоактивно вещество

Отговор

Намерете три грешки в дадения текст. Посочват се номерата на предложенията, в които се допускат.(1) Живата материя на биосферата е съвкупността от всички организми, живеещи в този моментна нашата планета. (2) Биогенната материя се образува едновременно от организми и абиогенни процеси. (3) Биогенната материя включва въглища, торф и скали. (4) Биоинертната материя има сложен произход в биосферата, създадена едновременно от организми и абиогенни процеси. (5) Почвата е биоинертно вещество. (6) Космогенната материя е представена от метеорити и космически прах. (7) Концентрационната функция на живата материя в биосферата е да поддържа постоянен газов състав на атмосферата.

Отговор

Изберете три функции на живата материя в биосферата
1) енергия
2) храносмилателни
3) дихателна
4) газ
5) концентрация
6) отделителна

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Биогенната материя на биосферата включва
1) въглища
2) почва
3) минерали
4) почвата на резервоара
5) масло
6) торф

Отговор

Прочети текста. Изберете три изречения, които отразяват функциите на живата материя. Запишете номерата, под които са посочени в таблицата. (1) Живите организми, като отделят и консумират различни газове, поддържат постоянен газов състав на атмосферата. (2) Връзката между вълк и заек е връзка хищник-жертва. (3) В телата на живите организми се натрупват различни химични елементи. (4) По време на живота на организмите се извършва окисление и редукция химични съединения. (5) Възникването и развитието на живота на Земята доведе до образуването на биосферата.

Отговор

Установете съответствие между примери и функции на живата материя в биосферата: 1) газ, 2) енергия. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) отделяне на въглероден диоксид по време на дишане
Б) образуването на метан при разлагането на органични вещества
В) преобразуване на енергията на окисление на неорганични вещества в енергия химически връзкиорганична материя
Г) отделяне на кислород по време на фотосинтеза
Г) усвояване на кислород по време на дишане
Д) използване на слънчевата енергия в процеса на фотосинтеза

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Биосферата като биологична система
1), представен от набор от биогеоценози
2) не се променя с времето
3) поддържа устойчивост поради антропогенния фактор
4) образувани с появата на живота на Земята
5) включва живи и неживи тела
6) се появиха едновременно с образуването на Слънчевата система

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Газовата функция на живата материя в биосферата е
1) унищожаване и гниене на мъртви организми
2) образуване на железни руди
3) образуването на органични вещества по време на фотосинтезата
4) освобождаване на кислород по време на фотосинтеза
5) фиксиране на атмосферен азот от нитрифициращи бактерии
6) отделянето на въглероден диоксид по време на дишането на аероби

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Концентрационната функция на живата материя в биосферата е
1) повишаване на концентрацията въглероден окисв резултат на работата на двигателя на автомобила
2) образуването на органични вещества по време на фотосинтезата
3) натрупване на нишесте в картофените клубени
4) образуването на сяра в резултат на бактериална активност
5) образуването на фосфорни отлагания на местата, където рибата умира
6) концентрация на мъгла на повърхността на земята при тихо време

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и функциите на живата материя в биосферата: 1) газ, 2) редокс, 3) концентрация. Напишете числата 1-3 в реда, съответстващ на буквите.
А) освобождаване на кислород по време на фотосинтеза от фотоавтотрофи
Б) високо съдържаниекалциеви соли в черупките на миди
Б) окисляване на органични вещества при дишане
Г) редукция на въглеродния диоксид до въглехидрати по време на фотосинтезата
Г) отделяне на метан в атмосферата в резултат на дейността на денитрифициращи бактерии
Д) натрупване на силициеви съединения в клетките на хвощ

Отговор

© Д.В. Поздняков, 2009-2019

Жива материя - живи организми, които обитават нашата планета.

Масата на живата материя е само 0,01% от масата на цялата биосфера. Въпреки това живата материя на биосферата е нейният най-важен компонент.

Признаци (свойства) на живата материя, които я отличават от неживата:

Специфичен химичен състав. Живите организми са изградени от същите химични елементи като предметите нежива природа, но съотношението на тези елементи е различно. Основните елементи на живите същества са C, O, N и H.

Клетъчна структура.Всички живи организми, с изключение на вирусите, имат клетъчна структура.

Метаболизъм и енергийна зависимост.Живите организми са отворени системи; те зависят от входящи данни външна средавещества и енергия.

Саморегулация (хомеостаза).Живите организми имат способността да поддържат хомеостаза - постоянството на своя химичен състав и интензивността на метаболитните процеси.

раздразнителност.Живите организми проявяват раздразнителност, тоест способността да реагират на определени външни влияния със специфични реакции.

Наследственост.Живите организми са способни да предават характеристики и свойства от поколение на поколение с помощта на носители на информация - ДНК и РНК молекули.

• 7. Променливост.Живите организми са способни да придобиват нови характеристики и свойства.
• 8. Самовъзпроизвеждане (възпроизвеждане).Живите организми са способни да се възпроизвеждат - да възпроизвеждат себеподобните си.
• 9. Индивидуално развитие (онтогенеза).Всеки индивид се характеризира с онтогенезата - индивидуалното развитие на организма от раждането до края на живота (смърт или ново разделяне). Развитието е придружено от растеж.
• 10. Еволюционно развитие (филогенеза).Живата материя като цяло се характеризира с филогенезата - историческото развитие на живота на Земята от момента на появата му до наши дни.

Адаптации.Живите организми са в състояние да се адаптират, тоест да се адаптират към условията на околната среда.

ритъм.Живите организми проявяват ритмична активност (ежедневна, сезонна и др.).

Почтеност и дискретност. От една страна, цялата жива материя е холистична, организирана по определен начин и подчинена на общи закони; от друга страна, всяка биологична система се състои от отделни, макар и взаимосвързани елементи.

Йерархия.Започвайки от биополимери (протеини и нуклеинови киселини) и завършвайки с биосферата като цяло, всички живи същества са в определено подчинение. Функционирането на биологични системи на по-малко сложно ниво прави възможно съществуването на по-сложно ниво.

Светът на живите организми в заобикалящата ни биосфера е комбинация от различни биологични системи с различен структурен ред и различни организационни позиции.

Йерархичността на организацията на живата материя ни позволява условно да я разделим на няколко нива.

Ниво на организация на живата материя -Това функционално място биологична структураопределена степен на сложност в общата йерархия на живите същества.

В момента има 9 нива на организация на живата материя:

Молекулярна(на това ниво се осъществява функционирането на биологично активни големи молекули, като протеини, нуклеинови киселини и др.);

Субклетъчен(супрамолекулен). На това ниво живата материя е организирана в органели: хромозоми, клетъчна мембрана и други субклетъчни структури.

Клетъчен. На това ниво живата материя е представена от клетки. Клетката е елементарна структурна и функционална единица на живите същества.

Орган-тъкан. На това ниво живата материя е организирана в тъкани и органи. Тъканта е съвкупност от клетки, сходни по структура и функция, както и междуклетъчни вещества, свързани с тях. Органът е част от многоклетъчен организъм, която изпълнява определена функция или функции.

Организмен (онтогенетичен).На това ниво се характеризира с всички свои характеристики.

Популация-вид.На това ниво живата материя е от същия вид. Видът е съвкупност от индивиди (популации от индивиди), способни да се кръстосват с образуването на плодородно потомство и заемат определена зона (област) в природата.

Биоценотичен.На това ниво живата материя образува биоценози. Биоценоза - съвкупността от популация различни видовеживеещи на определена територия.

Биогеоценотичен. На това ниво се образува живата материя
биогеоценози. Биогеоценоза - комбинация от биоценоза и абиотични фактори на околната среда (климат, почва).

Биосфера.На това ниво живата материя образува биосферата. Биосферата е обвивката на Земята, трансформирана от дейността на живите организми.

Химичният състав на живите организми може да бъде изразен в две форми: атомна и молекулярна. Атомен (елементен) съставхарактеризира съотношението на атомите на елементите, включени в живите организми. Молекулен (веществен) съставотразява съотношението на молекулите на веществата.

Въз основа на относителното им съдържание елементите, които изграждат живите организми, обикновено се разделят на три групи:

Макронутриенти- O, C, H, N (общо около 98-99%, техните
също наричан основен), Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe (общо около 1-2%). Макроелементите съставляват по-голямата част от процентен съставживи организми.

микроелементи - Mn, Co, Zn, Cu, B, I, F и др. Общото им съдържание в живата материя е около 0,1%

Ултрамикроелементи-- Se, U, Hg, Ra, Au, Ag и др. Съдържанието им в живата материя е много малко (под 0,01%) и физиологичната роля на повечето от тях не е разкрита.

Химически елементи, които изграждат живите организми и в същото време изпълняват биологични функции, са наречени биогенен.Дори онези от тях, които се съдържат в клетките в нищожни количества, не могат да бъдат заменени с нищо и са абсолютно необходими за живота.

Химичните елементи са част от клетките под формата на йони и молекули на неорганични и органични вещества. Най-важните неорганични веществав клетката - вода и минерални соли, най-важните органични вещества - въглехидрати, липиди, протеини и нуклеинови киселини

Въглехидрати - органични съединениясъдържащи въглерод, водород и кислород. Делят се на прости (монозахариди) и сложни (полизахариди). Въглехидратите са основният източник на енергия за всички форми на клетъчна активност. Те участват в изграждането на здрави растителни тъкани (по-специално целулоза) и играят ролята на резерв хранителни веществав организмите. Въглехидратите са основният продукт на фотосинтезата в зелените растения.

Липиди- това са вещества, подобни на мазнини, които са слабо разтворими във вода (състоят се от въглеродни и водородни атоми). Липидите участват в изграждането на клетъчни прегради (мембрани) и провеждат лошо топлина, като по този начин изпълняват защитна функция. В допълнение, липидите са хранителни вещества за съхранение.

катерициТе са комбинация от протеиногенни аминокиселини (20 броя) и се състоят от 30-50% АК. Протеините имат големи размери, като по същество са макромолекули. Протеините действат като естествени катализатори за химични процеси. Протеините също съдържат метали като желязо, магнезий и манган.

Нуклеинова киселина(NK) образуват клетъчното ядро. Има 2 основни вида NA: ДНК - дезоксирибонуклеинова киселина и РНК - рибонуклеинова киселина. NK регулират процеса на синтез, осъществяват трансфера наследствена информацияот поколение на поколение.

Всички живи организми, живеещи на Земята, са отворени системи, в зависимост от подаването на материя и енергия отвън. Процесът на потребление на материя и енергия се нарича храна.Всички живи организми се делят на автотрофни и хетеротрофни според начина им на хранене.

Автотрофи(автотрофни организми) - организми, които използват въглероден диоксид като източник на въглерод (растения и някои бактерии). С други думи, това са организми, способни да създават органични съединения от неорганични - въглероден диоксид, вода, минерални соли (те включват предимно растения, които извършват фотосинтеза).

Хетеротрофи(хетеротрофни организми) - организми, които използват органични съединения като източник на въглерод (животни, гъби и повечето бактерии). С други думи, това са организми, които не са способни да създават органични вещества от неорганични, но се нуждаят от готови органични вещества (микроорганизми и животни).

Няма ясна граница между авто- и хетеротрофи. Например евгленовите организми (флагелати) съчетават автотрофни и хетеротрофни начини на хранене.

По отношение на свободния кислород организмите се делят на три групи: аероби, анаероби и факултативни форми.

Аероби- организми, които могат да живеят само в кислородна среда (животни, растения, някои бактерии и гъби).

Анаероби- организми, които не могат да живеят в кислородна среда (някои бактерии).

Незадължителни форми- организми, които могат да живеят както в присъствието на кислород, така и без него (някои бактерии и гъбички).

В момента целият свят на живите същества е разделен на 3 големи систематични групи:

Най-голямата концентрация на живот в биосферата се наблюдава на границите на контакт между земните черупки: атмосферата и литосферата (земната повърхност), атмосферата и хидросферата (океанската повърхност) и особено на границите на три черупки - атмосфера, хидросфера и литосфера (крайбрежни зони). Това са местата с най-голяма концентрация на живот V.I. Вернадски ги нарече „филми на живота“. Нагоре и надолу от тези повърхности концентрацията на жива материя намалява.

Основните уникални характеристики на живата материя, които определят нейната изключително висока трансформативна активност, включват следното:

Възможността за бързо заемане (овладяване) на цялото свободно пространство.Това свойство се свързва както с интензивното размножаване, така и със способността на организмите интензивно да увеличават повърхността на тялото си или съобществата, които образуват.

Движението е не само пасивно, но и активно,тоест не само под въздействието на гравитацията, гравитационните сили и т.н., но и срещу водния поток, гравитацията, въздушните течения и т.н.

Стабилност по време на живота и бързо разлагане след смъртта(включване в кръговрата на веществата). Благодарение на саморегулацията живите организми са в състояние да поддържат постоянен химичен състав и условия вътрешна среда, въпреки значителните промени в условията на околната среда. След смъртта тази способност се губи и органичните останки се унищожават много бързо. Получените органични и неорганични вещества се включват в циклите.

Висок адаптивен капацитет (адаптация)на различни условия и във връзка с това развитието не само на всички среди на живот (вода, земя-въздух, почва, организъм), но и изключително трудни условия по отношение на физични и химични параметри (микроорганизмите се срещат в термалните извори с температури до 140 o C, във води на ядрени реактори, в безкислородна среда).

Феноменално висока скорост на реакция.То е с няколко порядъка по-голямо, отколкото в неживата материя.

Висока скорост на обновяване на живата материя.Само малка част от живата материя (част от процента) се запазва под формата на органични остатъци, а останалата част постоянно се включва в процесите на циркулация.

Всички изброени свойства на живата материя се определят от концентрацията на големи енергийни запаси в нея.

Разграничават се следните основни геохимични функции на живата материя:

Енергия (биохимична)- свързване и съхранение на слънчевата енергия в органичната материя и последващо разсейване на енергията при консумация и минерализация на органичната материя. Тази функция е свързана с храненето, дишането, размножаването и други жизненоважни процеси на организмите.

Газ- способността на живите организми да променят и поддържат определен газов състав на своето местообитание и атмосферата като цяло. СЪС газова функциясвързват две повратни точки (точки) в развитието на биосферата. Първият от тях датира от времето, когато съдържанието на кислород в атмосферата е достигнало приблизително 1% от съвременните нива. Това доведе до появата на първите аеробни организми (способни да живеят само в среда, съдържаща кислород). Втората повратна точка е свързана с времето, когато концентрацията на кислород достигне приблизително 10% от сегашното си ниво. Това създава условия за синтез на озон и образуване на озонов слой в горните слоеве на атмосферата, което дава възможност на организмите да колонизират сушата.

Концентрация- "улавяне" от околната среда от живи организми и натрупване на атоми на биогенни химични елементи в тях. Концентрационната способност на живата материя увеличава съдържанието на атоми на химични елементи в организмите в сравнение с околната среда с няколко порядъка. Резултатът от концентрационната дейност на живата материя е образуването на залежи от горими полезни изкопаеми, варовици, рудни находища и др.

Окислително-редукционни – окисление и редукция на различни вещества с участието на живи организми. Под въздействието на живите организми се извършва интензивна миграция на атоми на елементи с променлива валентност (Fe, Mn, S, P, N и др.), Създават се техните нови съединения, отлагат се сулфиди и минерална сяра и се образува сероводород.

Разрушителен- унищожаване от организми и продукти от тяхната жизнена дейност както на остатъци от органични вещества, така и на инертни вещества. Най-съществена роля в това отношение играят декомпозиторите (деструктори) - сапрофитни гъби и бактерии.

транспорт- пренос на материя и енергия в резултат на активна форма на движение на организмите.

Средообразуващи- трансформация на физични и химични параметри на околната среда. Резултатът от функцията за формиране на среда е цялата биосфера и почвата като едно от местообитанията и повече локални структури.

Разпръскване- функция противоположна на концентрацията - диспергиране на веществата в заобикаляща среда. Например, дисперсията на вещество, когато организмите отделят екскременти, променят обвивката и т.н.

Информация- натрупване на определена информация от живите организми, консолидирането й в наследствени структури и предаване на следващите поколения. Това е едно от проявленията на адаптационните механизми.

Биогеохимична човешка дейност- трансформация и движение на биосферните вещества като резултат човешка дейностза домакинството и битови нуждичовек. Например използването на въглеродни концентратори - нефт, въглища, газ.

Така биосферата е сложна динамична система, която улавя, акумулира и пренася енергия чрез обмен на вещества между живата материя и околната среда.