Organiskās vielas: piemēri. Organisko un neorganisko vielu veidošanās piemēri. Organisko vielu veidošanās Organisko vielu veidošanās

Kā zināms, visas vielas var iedalīt divās lielās kategorijās – minerālās un organiskās. Var minēt daudzus neorganisko vai minerālvielu piemērus: sāli, soda, kāliju. Bet kādi savienojumu veidi ietilpst otrajā kategorijā? Organiskās vielas atrodas jebkurā dzīvā organismā.

Vāveres

Vissvarīgākais piemērs organisko vielu ir olbaltumvielas. Tie ietver slāpekli, ūdeņradi un skābekli. Papildus tiem dažos proteīnos dažreiz var atrast arī sēra atomus.

Olbaltumvielas ir viens no svarīgākajiem organiskie savienojumi, un tie visbiežāk sastopami dabā. Atšķirībā no citiem savienojumiem, proteīniem ir daži specifiskas iezīmes. To galvenā īpašība ir milzīga molekulmasa. Piemēram, spirta atoma molekulmasa ir 46, benzola – 78, hemoglobīna – 152 000. Salīdzinot ar citu vielu molekulām, olbaltumvielas ir īsti milži, kas satur tūkstošiem atomu. Dažreiz biologi tās sauc par makromolekulām.

Proteīni ir vissarežģītākie no visiem organiskās ēkas. Tie pieder pie polimēru klases. Ja paskatās uz polimēra molekulu zem mikroskopa, jūs varat redzēt, ka tā ir ķēde, kas sastāv no vienkāršākām struktūrām. Tos sauc par monomēriem un daudzkārt atkārtojas polimēros.

Papildus olbaltumvielām ir liels skaits polimēru - gumijas, celuloze, kā arī parastā ciete. Tāpat ļoti daudz polimēru radīja cilvēka rokas – neilons, lavsāns, polietilēns.

Olbaltumvielu veidošanās

Kā veidojas proteīni? Tie ir organisko vielu piemērs, kuru sastāvu dzīvajos organismos nosaka ģenētiskais kods. To sintēzē vairumā gadījumu tiek izmantotas dažādas kombinācijas.

Tāpat jaunas aminoskābes var veidoties jau tad, kad šūnā sāk funkcionēt proteīns. Tajā pašā laikā tajā ir atrodamas tikai alfa-aminoskābes. Aprakstītās vielas primāro struktūru nosaka aminoskābju savienojumu atlieku secība. Un vairumā gadījumu polipeptīdu ķēde proteīna veidošanās laikā savērpjas spirālē, kuras pagriezieni atrodas cieši viens pie otra. Ūdeņraža savienojumu veidošanās rezultātā tam ir diezgan spēcīga struktūra.

Tauki

Tauki ir vēl viens organisko vielu piemērs. Cilvēks zina daudzu veidu taukus: sviestu, liellopu un zivju taukus, augu eļļas. Lielos daudzumos tauki veidojas augu sēklās. Ja nomizotu saulespuķu sēkliņu uzliek uz papīra lapas un nospiež uz leju, uz lapas paliks eļļains traips.

Ogļhidrāti

Ne mazāk svarīgi savvaļas dzīvniekiem ir ogļhidrāti. Tie ir atrodami visos augu orgānos. Ogļhidrāti ietver cukuru, cieti un šķiedrvielas. Tie ir bagāti ar kartupeļu bumbuļiem, banānu augļiem. Kartupeļos ir ļoti viegli noteikt cieti. Reaģējot ar jodu, šis ogļhidrāts kļūst zils. Par to varat pārliecināties, uz kartupeļu šķēles uzpilinot nedaudz joda.

Arī cukurus ir viegli pamanīt – tie visi garšo saldi. Daudzi šīs klases ogļhidrāti ir atrodami vīnogu, arbūzu, meloņu, ābeļu augļos. Tie ir organisko vielu piemēri, kuras arī tiek ražotas mākslīgos apstākļos. Piemēram, cukuru iegūst no cukurniedrēm.

Kā dabā veidojas ogļhidrāti? visvairāk vienkāršs piemērs ir fotosintēzes process. Ogļhidrāti ir organiskas vielas, kas satur vairāku oglekļa atomu ķēdi. Tie satur arī vairākas hidroksilgrupas. Fotosintēzes laikā cukurs neorganiskās vielas veidojas no oglekļa monoksīda un sēra.

Celuloze

Šķiedra ir vēl viens organisko vielu piemērs. Lielākā daļa no tā atrodama kokvilnas sēklās, kā arī augu kātos un to lapās. Šķiedra sastāv no lineāriem polimēriem, tās molekulmasa svārstās no 500 tūkstošiem līdz 2 miljoniem.

Tīrā veidā tā ir viela, kurai nav smaržas, garšas un krāsas. To izmanto fotofilmu, celofāna, sprāgstvielu ražošanā. Cilvēka organismā šķiedrvielas neuzsūcas, taču tās ir nepieciešama uztura sastāvdaļa, jo stimulē kuņģa un zarnu darbu.

Organiskas un neorganiskas vielas

Jūs varat sniegt daudz piemēru organisko un otrs vienmēr nāk no minerāliem - nedzīvs, kas veidojas zemes dzīlēs. Tie ir arī daļa no dažādiem akmeņiem.

Dabiskos apstākļos minerālu vai organisko vielu iznīcināšanas procesā veidojas neorganiskās vielas. Savukārt organiskās vielas pastāvīgi veidojas no minerālvielām. Piemēram, augi absorbē ūdeni ar tajā izšķīdinātiem savienojumiem, kas pēc tam pāriet no vienas kategorijas uz citu. Dzīvie organismi pārtikā izmanto galvenokārt organiskās vielas.

Daudzveidības cēloņi

Bieži vien skolēniem vai studentiem ir jāatbild uz jautājumu, kādi ir organisko vielu daudzveidības cēloņi. Galvenais faktors ir tas, ka oglekļa atomi ir savstarpēji saistīti, izmantojot divu veidu saites - vienkāršas un daudzkārtējas. Tie var arī veidot ķēdes. Vēl viens iemesls ir dažādība ķīmiskie elementi kas ir iekļauti organisko vielu sastāvā. Turklāt daudzveidību rada arī alotropija – viena un tā paša elementa eksistences parādība dažādos savienojumos.

Kā veidojas neorganiskās vielas? Dabiskās un sintētiskās organiskās vielas un to piemēri tiek pētīti gan vidusskolā, gan specializētajās augstskolās. Neorganisko vielu veidošanās nav tik sarežģīts process kā olbaltumvielu vai ogļhidrātu veidošanās. Piemēram, cilvēki jau kopš neatminamiem laikiem ir ieguvuši sodu no sodas ezeriem. 1791. gadā ķīmiķis Nikolass Leblāns ierosināja to sintezēt laboratorijas apstākļi izmantojot krītu, sāli un sērskābi. Kādreiz soda, kas mūsdienās ir pazīstama ikvienam, bija diezgan dārgs produkts. Lai veiktu eksperimentu, bija nepieciešams aizdedzināt vārāmo sāli kopā ar skābi un pēc tam kalcinēt iegūto sulfātu kopā ar kaļķakmeni un kokogli.

Vēl viens ir kālija permanganāts vai kālija permanganāts. Šo vielu iegūst rūpnieciskos apstākļos. Veidošanas process sastāv no kālija hidroksīda šķīduma un mangāna anoda elektrolīzes. Šajā gadījumā anods pakāpeniski izšķīst, veidojot šķīdumu violets- tas ir labi pazīstamais kālija permanganāts.

Primārā ražošana uz Zemes veidojas zaļo augu šūnās saules enerģijas ietekmē, kā arī dažu baktēriju rezultātā ķīmisko reakciju rezultātā.

Fotosintēze ir organisko vielu veidošanās process no oglekļa dioksīda un ūdens gaismā, piedaloties fotosintēzes pigmentiem (hlorofils augos, bakteriohlorofils un bakteriorodopsīns baktērijās).

Asimilētā fotonu enerģija tiek pārvērsta saites enerģijā ķīmiskās vielas sintezēts šo procesu laikā.

Fotosintēzes pamatreakciju var uzrakstīt šādi:

kur H 2 X - elektronu "donors"; H ir ūdeņraža atoms; X - skābeklis, sērs vai citi reducētāji (piemēram, sulfobaktērijas kā reducētāju izmanto H 2 S, savukārt cita veida baktērijas izmanto organisku vielu, un lielākā daļa zaļo augu, kas veic hlorofila asimilāciju, izmanto skābekli).

Fotosintēzes veidi:

1. Hlorofīlā fotosintēze.

2. Hlorofīlā fotosintēze

a). anoksigēnā fotosintēze. Organisko vielu veidošanās process gaismā, kurā nenotiek molekulārā skābekļa sintēze. To veic purpursarkanās un zaļās baktērijas, kā arī helikobaktērijas.

b). skābekli saturošs fotosintēze ar brīvā skābekļa izdalīšanos. Skābekļa fotosintēze ir daudz izplatītāka. Veic augi, zilaļģes un prohlorofīti.

Augu veiktās fotosintēzes pamatreakciju var uzrakstīt šādi:

Fotosintēzes posmi (fāzes):

fotofizisks;

· fotoķīmiskā;

ķīmisks (vai bioķīmisks).

Pirmajā posmā gaismas kvantu absorbcija ar pigmentiem, to pāreja uz ierosināto stāvokli un enerģijas pārnešana uz citām fotosistēmas molekulām.

Otrajā posmā notiek lādiņu atdalīšana reakcijas centrā, elektronu pārnešana pa fotosintēzes elektronu transportēšanas ķēdi. Notiek ierosinātā stāvokļa enerģijas pāreja ķīmisko saišu enerģijā. Tiek sintezēti ATP un NADPH.

Trešajā posmā notiek organisko vielu sintēzes bioķīmiskās reakcijas, izmantojot enerģiju, kas uzkrāta gaismas atkarīgajā posmā, veidojot cukurus un cieti. Bioķīmiskās fāzes reakcijas notiek ar enzīmu līdzdalību un tiek stimulētas ar temperatūru, tāpēc šo fāzi sauca par termoķīmisko fāzi.

Pirmos divus posmus kopā sauc par no gaismas atkarīgo fotosintēzes stadiju – gaismu. Trešais posms notiek jau bez obligātas gaismas - tumsas līdzdalības.

Saules enerģija tiek izmantota fotosintēzes procesā un uzkrājas ķīmisko saišu veidā fotosintēzes produktos un pēc tam tiek pārnesta kā pārtika visiem citiem dzīviem organismiem. Zaļo augu fotosintētiskā aktivitāte nodrošina planētu ar organisko vielu un tajā uzkrāto saules enerģiju - izcelšanās avotu un dzīvības attīstības faktoru uz Zemes.

Starp visiem stariem saules gaisma parasti izstaro starus, kas ietekmē fotosintēzes procesu, paātrinot vai palēninot tā gaitu. Šos starus sauc fizioloģiski aktīvais starojums(saīsināti FAR). Aktīvākie starp PAR ir oranži sarkani (0,65...0,68 µm), zili violeti (0,40...0,50 µm) un gandrīz ultravioletie (0,38...0,40 µm). Dzeltenzaļie (0,50 ... 0,58 mikroni) stari tiek absorbēti mazāk un infrasarkanie stari praktiski netiek absorbēti. Augu siltuma apmaiņā piedalās tikai tālie infrasarkanie stari, kam ir zināma pozitīva ietekme, īpaši vietās ar zemu temperatūru.

Organisko vielu sintēzi var veikt baktērijas ar saules gaismu vai bez tās. Tiek uzskatīts, ka tieši baktēriju fotosintēze bija pirmais autotrofijas attīstības posms.

Pieder baktērijas, kas izmanto procesus, kas saistīti ar sēra savienojumu un citu elementu oksidēšanu, veidojot organiskās vielas ķīmiskās sintētikas.

7. klase.

Nodarbība______

Temats: Organisko vielu veidošanās augā.

Nodarbības mērķis : veidot studentu priekšstatus par organisko vielu veidošanos augā.

Uzdevumi:

Oizglītojošs : atkārtos skolēnu zināšanas par lapas ārējo uzbūvi, lapu daudzveidību. Atklāt jēdzienu "hlorofils", "fotosintēze", "augu uzturs", iepazīstināt skolēnus ar organisko vielu veidošanās procesu un to veidošanās apstākļiem,ar lapas nozīmi augiem,zaļo augu nozīme dzīvībai uz Zemes.

koriģējoša - attīsta: sakarīgas runas attīstība, vārdnīcas bagātināšana ar jauniem jēdzieniem, garīgo operāciju attīstība (spēja salīdzināt, vispārināt, izdarīt secinājumus,izveidot cēloņu un seku attiecības); - izglītojošs: audzināt cieņu pret dabu,palīdzēt bērniem attīstīt atbildības sajūtu vide .

Nodarbības veids - apvienots.

Organizācijas forma: forša nodarbība.

Aprīkojums : dators, prezentācija par tēmu “Organisko vielu veidošanās”, lāzeraparatūra eksperimentu demonstrēšanai, uzdevumi individuālai pārbaudei, kartītes ar mācību materiāliem un uzdevumiem, tests Izdales materiāls, herbārijs, mācību grāmata Bioloģija 7. klase.

1. Organizatoriskais moments.

Skolēnu gatavības pārbaude stundai. Psiholoģiskais noskaņojums.

Mobilizējošs sākums.

No nierēm parādās

zied pavasarī,

čaukst vasarā,

Rudenī viņi lido.

2. Mājas darbu pārbaude. « Ārējā struktūra lapa. Lapu daudzveidība.

a). Priekšējā aptauja:

Kas ir lapa?

No kāda embrija orgāna tas attīstās?

Kāda ir lapas ārējā struktūra?

Kā var piestiprināt lapu?

Kādus ventilācijas veidus jūs zināt?

Pie kādiem augiem pieder lokveida un paralēlais vēnojums?

Kuriem augiem pieder tīklveida vēnmaiņa?

Kāda ir vēnu nozīme augu dzīvē?

Kuras lapas sauc par vienkāršām un kuras par saliktām?

b). Karšu darbs.

Karte "Ārējo lapu struktūra, lapu daudzveidība"

1. Pabeidziet teikumus:

Lapa ir __________________________________________________________________

2. No kā sastāv lapa. _________________________________________

3. Nosakiet lapu ventilāciju

4. Kādas lapas sauc par vienkāršām?

5. Kādas lapas sauc par kompleksajām?

__________________________________________________________________________________________________________________________

6. Savienojiet ar bultiņām:

vienkāršas lapas saliktas lapas

v). Herbārija darbs. Patstāvīgs darbs

Tagad jums ir jāpabeidz uzdevums. Apskatiet augu lapas, izpētiet lapas izskatu un formu, nosakiet venācijas veidu. Iegūtos datus ierakstiet tabulā.

auga nosaukums

Lapu forma

Vienkāršs vai sarežģīts

Venācijas veids

Klase

Bērzs

Roze

Maijpuķīte

Plantain

Skolotājs kopā ar skolēniem pārbauda izpildīto uzdevumu.

3. Zināšanu aktualizēšana par nodarbības tēmu.

Saknes augiem dod tikai ūdeni un minerālsāļus, taču augiem ir nepieciešamas arī organiskās vielas normālai augšanai un attīstībai. No kurienes šīs vielas nāk augā? Daudzi zinātnieki ir mēģinājuši atšķetināt šo savvaļas dzīvnieku noslēpumu.SākumāXVIv. Arī holandiešu dabaszinātnieks Jans van Helmonts sāka interesēties par šo jautājumu un nolēma eksperimentēt. Viņš ielika podā 80 kg zemes un iestādīja vītola zaru. Viņš ieklāja zemi katlā, lai uz tās nenokļūtu putekļi. Zaru laistīju tikai ar lietus ūdeni, kura sastāvā nebija barības vielas. Pēc 5 gadiem izaugušo vītolu izņēma no zemes un nosvēra. Viņas svars 5 gadu laikā ir pieaudzis par 65 kg. Zemes masa katlā ir samazinājusies tikai par 50 g! No kurienes augs ieguva 64 kg 950 g organisko vielu?Šo savvaļas dzīvnieku noslēpumu ir mēģinājuši atšķetināt daudzi zinātnieki. SākumāXVIv. Arī holandiešu dabaszinātnieks Jans van Helmonts sāka interesēties par šo jautājumu un nolēma eksperimentēt. Viņš ielika podā 80 kg zemes un iestādīja vītola zaru. Viņš ieklāja zemi katlā, lai uz tās nenokļūtu putekļi. Zaru laistīju tikai ar lietus ūdeni, kas nesaturēja nekādas barības vielas. Pēc 5 gadiem izaugušo vītolu izņēma no zemes un nosvēra. Viņas svars 5 gadu laikā ir pieaudzis par 65 kg. Zemes masa katlā ir samazinājusies tikai par 50 g! No kurienes augs ieguva 64 kg 950 g organisko vielu?

Skolēnu atbildes, kas balstītas uz zināšanām un dzīves pieredzi.

( Augi spēj paši ražot organiskās vielas.

4. Nodarbības tēmas un mērķa komunikācija.

Tēma: Organisko vielu veidošanās augos Uzzināsiet, kādi apstākļi ir nepieciešami organisko vielu veidošanai un šī procesa nozīmi dzīvībai uz zemes.

5. Darbs pie nodarbības tēmas.

Skolotāja stāstījums, prezentācija, eksperimentu demonstrēšana.

1. No kā ir izgatavoti augi?

Augi sastāv no organiskām un neorganiskām vielām.

Neorganiskās vielas, kā jūs atceraties no 6. klases, ir ūdens, minerālsāļi.

Un organiskās vielas, kas veido augus, ir cukurs (to jūtat, ēdot vīnogas), vitamīni (kuru īpaši daudz ir citronā, jāņogās utt.), augu proteīni (pupās, zirņos utt.)

augu sastāvs

organisko vielu

neorganiskās vielas

Cukurs

tauki

ūdens

Minerālvielas

Ciete

vitamīni

vāveres

Pabeidziet shēmas aizpildīšanu piezīmju grāmatiņā, pamatojoties uz eksperimentu rezultātiem.

Eksperimentu demonstrēšana:

Pieredze 1. Tauku noteikšana pēc saulespuķes piemēra.

1. Nomizo dažas saulespuķu sēklas.

2. Ielieciet sēklas uz blotējamā papīra.

3. Nospiediet uz leju sēklu un izņemiet sasmalcināto sēklu.

Ko tu redzi? Uz blotpapīra bija taukains traips.

Secinājums: tas nozīmē, ka saulespuķu sēklās ir tauki.

Pieredze 2. "Cietes noteikšana."

1. Paņemiet kartupeli un pārgrieziet to uz pusēm.

2. Paņemiet pipeti un jodu. Piliniet 2-3 pilienus joda uz kartupeļa griezuma.

Ko tu redzi? Uz kartupeļa griezuma redzēsit zilu plankumu.

Secinājums: tas nozīmē, ka kartupeļos ir ciete.

Bet tomēr, no kurienes visas šīs vielas nāk no augiem? Vai augs ņem ūdeni un minerālsāļus no augsnes? No kurienes nāk organiskās vielas?

2. Organisko vielu veidošanās augos

Uz šo jautājumu atbildēja krievu zinātnieks Kliments Arkadjevičs Temirjazevs.

Viņš atklāja, ka lapās veidojas organiskas vielas.

Lapas ir ne tikai daļa no dzinuma, bet arī savdabīgas, unikālas

laboratorijas, kurās veidojas organiskās vielas: cukurs un ciete. Šis

process, iespējams, ir visievērojamākais process, kas notiek mūsu valstī

planēta. Pateicoties viņam, visa dzīvība uz Zemes pastāv.

Apsveriet augu zaļo lapu. (slidkalniņš)

Lapa ir zaļā krāsā. Tas ir saistīts ar faktu, ka lapā ir zaļa viela - hlorofils.

Vārdu krājuma darbs. Darbs ar bioloģisko vārdnīcu 221. lpp.

Uz tāfeles ir izlikta kartīte ar uzrakstu "Hlorofils".

Hlorofils - augu zaļā viela, kas atrodas īpašos ķermeņos - hloroplastos.

Tie veido organisko vielu.Bet organisko vielu veidošanai ir nepieciešami noteikti apstākļi.

3. Organisko vielu veidošanās apstākļi augos.

Pirmkārt, jums ir nepieciešams hlorofils. Hlorofils darbosies, ja uz lapas nokrīt gaisma. Apgaismotā lapa ņem no gaisa oglekļa dioksīds. Ūdens lapās nāk no saknēm. Un viss šis process notiek siltuma klātbūtnē.

Vārdnīcas darbs "Fotosintēze"

Tiek saukta organisko vielu veidošanās gaismas klātbūtnē ar hlorofila palīdzībufotosintēze.

Fotosintēze - / foto- gaisma, sintēze - izglītība /.

Rakstīšana piezīmju grāmatiņā

Augu organisko vielu veidošanās nosacījumi

1 hlorofila klātbūtne.

2 gaismas.

3. oglekļa dioksīds.

4 silts.

5 ūdens.

Kad ir visi šie apstākļi – hlorofils, gaisma, ogļskābā gāze, siltums, ūdens, lapā veidojas cukurs. Daļēji jau lapā cukurs pārvēršas cietē.Cietes veidošanās lapās ir augu barošana.

Rāda prezentāciju "Cietes veidošanās augu lapās gaismā"

1. Ģerānijas augu ievietoja tumšā skapī uz 3 dienām, lai no lapām būtu barības vielu aizplūšana,

2. Pēc tam augu 8 stundas novietoja gaismā,

3. Auga lapa tika noņemta un ievietota vispirms karsts ūdens(tajā pašā laikā sabruka lapas pamataudi un pamataudi), lapa kļuva mīkstāka, tad ievietojām verdošā spirtā. (Tajā pašā laikā lapa mainīja krāsu, un spirts kļuva spilgti zaļš no hlorofila) .

4. Pēc tam mainījušos loksni apstrādāja ar vāju joda šķīdumu

5. Rezultāts: zilas krāsas parādīšanās, ja lapu apstrādā ar jodu.

Secinājums: Patiešām, lapās veidojās ciete.

Atcerieties, ka atšķirībā no citiem dzīviem organismiem augi neuzsūc organiskās vielas, viņi paši tās sintezē.

Organisko vielu radīšanas procesā augi izdala skābekli.

18. gadsimtā 1771. gadā angļu ķīmiķisDžozefs Prīstlijsveica šādu eksperimentu: viņš nolika divas peles zem stikla burkas, bet zem vienas burkas novietoja telpaugu. Paskaties uz attēlu un saki, kas notika ar peli, kur nebija telpauga. Pele ir beigta.

Jā, diemžēl pele nomira. Padomājiet, kā izskaidrot to, ka pele zem otrā vāciņa, kur tika novietots telpaugs, palika dzīva?

Atcerieties, kura no šīm gāzēm ir nepieciešama, lai dzīvas būtnes varētu elpot? Skābeklis.

Taisnība. Tāpēc mēs atbildējām uz jautājumu, kāpēc pele palika dzīva. Telpaugs izdalīja skābekli, un pele to izmantoja elpošanai.

Organiskās vielas, kas rodas fotosintēzes laikā, ir nepieciešamas, lai barotu visas auga daļas, sākot no saknēm līdz ziediem un augļiem. Jo vairāk saules enerģijas un oglekļa dioksīda augs saņems, jo vairāk organisko vielu tas veidosies. Tātad augs barojas, aug un pieņemas svarā.

Patiešām, augi rada organiskās vielas savām vajadzībām, bet arī nodrošina pārtiku citiem dzīviem organismiem, nodrošina visas dzīvās būtnes ar skābekli elpošanai. Zemes veģetācijas segumu sauc par "planētas zaļajām plaušām". Un tas, vai viņi būs veseli, ir atkarīgs no tevis un manis, no tā, cik gudri mēs rīkosimies ar mums doto bagātību.

PHYSMINUTKA

VINGROŠANA ACĪM

Puiši, klausieties K.A. Timirjazevs "Dodiet labākajam pavāram tik daudz svaiga gaisa, cik vēlaties, tik daudz saules gaismas, cik vēlaties, un veselu upi tīra ūdens un palūdziet, lai viņš no tā visa sagatavo cukuru, cieti, taukus un graudus - viņš domās, ka jūs smejaties. pie viņa.

Bet tas, kas cilvēkam šķiet absolūti fantastisks, tiek netraucēti paveikts zaļajās lapās.

Kā jūs saprotat šo izteicienu?

6. Primārā zināšanu nostiprināšana un korekcija.

Kādu gāzi absorbē augu zaļās lapas? Oglekļa.

Kāda viela nokļūst lapās caur stublāja traukiem? Ūdens.

Kāds ir būtisks nosacījums? Saules gaisma.

Kādu gāzi izdala augu zaļās lapas? Skābeklis.

Kādas sarežģītas vielas veidojas lapās. organisko vielu

Piešķiriet šim procesam nosaukumu. Fotosintēze.

Kā sauc vielu, kurā notiek fotosintēze? Hlorofils.

Uzzīmējiet un pierakstiet fotosintēzes shēmu

OGLEKĻA DIOKSĪDS + ŪDENS = ORGANISKAS VIELAS + SKĀBEKLIS

Fotosintēze ir process, kas notiek zaļas lapas augi gaismā , kurā no oglekļa dioksīds un ūdens veidojas organiskās vielas un skābeklis.

7. Apgūstamā materiāla konsolidācija.

(mainīgs uzdevums)

1. Frontālā aptauja

Puiši, šodien nodarbībā jūs uzzinājāt daudz jauna un interesanta.

Atbildi uz jautājumiem:

1. Kādu procesu sauc par fotosintēzi?

2. Ar kādas vielas palīdzību lapās notiek fotosintēzes process?

3. No kādām organiskām vielām veidojas zaļās lapas?

4. Kāda gāze gaismā izdalās no zaļajām lapām? Kāda ir tā nozīme dzīviem organismiem?

5 . Kādi nosacījumi ir nepieciešami fotosintēzes procesam?

2. Testēšana

"Organisko vielu veidošanās lapās".

Kura auga daļa ražo organiskās vielas?

sakne;

lapa;

kāts;

zieds.

Kādi apstākļi ir nepieciešami organisko vielu veidošanai augā?

hlorofils, gaisma, siltums, oglekļa dioksīds, ūdens;

hlorofils, siltums;

oglekļa dioksīds, ūdens.

Kādu gāzi augs izdala cietes veidošanās laikā?

slāpeklis;

skābeklis;

oglekļa dioksīds.

Kā augs patērē organiskās vielas?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Karte "Organisko vielu veidošanās nosacījumi augos."

Papilduelle.

Izlasiet vēstules tekstu. Atrodi vēstules autora pieļautās kļūdas?

Labot kļūdas.

Sveiki, jaunie Biogalvas! Ar cieņu Alyosha Pereputkin. Esmu liels pazinējs

fotosintēzes process. Ak, tu viņu pazīsti? otosintēze notiek saknēs un lapās

tikai pa nakti, neviens netraucē. Šī procesa laikā tiek ražots ūdens un tiek patērēts skābeklis. Mēness sūta savu enerģiju un šūnās veidojas organiskie savienojumi.

vielas: vispirms ciete un pēc tam cukurs. Fotosintēzes laikā daudzi

enerģiju, tāpēc augi ziemā nebaidās no aukstuma. Bez fotosintēzes mēs nosmaktu, jo atmosfēra nebūtu bagātināta ar oglekļa dioksīdu.

Apkopojot stundu

Nodarbības laikā uzzināji, kā augi ēd un aug, tika pierādīts, ka bez zaļas lapas ne tikai augs nevar dzīvot, bet uz Zemes nebūtu dzīvības vispār, jo skābeklis zemes atmosfēra, ko elpo visas dzīvās būtnes, radās fotosintēzes procesā. Lielais krievu botāniķis K. A. Timirjazevs zaļo lapu sauca par lielo dzīvības rūpnīcu. Izejviela tam ir oglekļa dioksīds un ūdens, dzinējs ir viegls. Zaļie augi, kas pastāvīgi izdala skābekli, neļaus cilvēcei iet bojā. Un mums ir jārūpējas par gaisa tīrību.

Rokā es gribētu beigt ar dzeju

Fotosintēze notiek visu gadu.

Un viņš dod cilvēkiem pārtiku un skābekli.

Ļoti svarīgs process ir fotosintēze, draugi,

Mēs uz Zemes bez tā nevaram iztikt.

Augļi, dārzeņi, maize, ogles, siens, malka -

Fotosintēze ir šī visa galvenā sastāvdaļa.

Gaiss būs tīrs, svaigs, cik viņiem viegli elpot!

UN ozona slānis mūs pasargās.

Mājasdarbs

Organisko vielu veidošanās gan uz sauszemes, gan okeānā sākas ar saules gaismas iedarbību uz zaļo augu hlorofilu. No katriem miljoniem fotonu, kas sasniedz ģeogrāfisko apvalku, ne vairāk kā 100 nonāk pārtikas ražošanā. No tiem 60 patērē sauszemes augi un 40 – okeāna fitoplanktons. Šī gaismas daļa nodrošina planētu ar organiskām vielām.

Fotosintēze notiek temperatūras diapazonā no 3 līdz 35°C. Mūsdienu klimatā veģetācija uz sauszemes aizņem 133,4 miljonus km 2. Pārējā platība krīt uz ledājiem, rezervuāriem, ēkām un akmeņainām virsmām.

Pašreizējā Zemes attīstības stadijā biosfēras kontinentālās un okeāna daļas atšķiras. Okeānā gandrīz nav augstāku augu. Piekrastes platība, kurā aug dibenā piestiprinātie augi, ir tikai 2% no kopējais laukums okeāna dibens. Dzīvības pamatā okeānā ir mikroskopiskās fitoplanktona aļģes un mikroskopiskās zooplanktona zālēdāji. Abi ir ārkārtīgi izkaisīti ūdenī, dzīvības koncentrācija ir simtiem tūkstošu reižu mazāka nekā uz sauszemes. Iepriekšējie okeāna biomasas pārvērtējumi ir pārskatīti. Saskaņā ar jaunām aplēsēm tā kopējā masā ir 525 reizes mazāka nekā uz sauszemes. Saskaņā ar V. G. Bogorova (1969) un A. M. Rjabčikova (1972) datiem biomasas gada produktivitāte uz Zemes ir 177 miljardi tonnu sausnas, no kurām 122 miljardus tonnu veido sauszemes veģetācija un 55 miljardus tonnu jūras fitoplanktons. Lai gan biomasas apjoms jūrā ir daudz mazāks nekā uz sauszemes, tās produktivitāte ir 328 reizes lielāka (A. M. Rjabčikovs) nekā kontinentālajā daļā, tas ir saistīts ar strauju aļģu paaudžu maiņu.

Zemes biomasu veido fitomasa, zoomasa, ieskaitot gan kukaiņus, gan baktēriju un sēnīšu biomasa. Kopējā augsnes organismu masa sasniedz aptuveni 1-10 9 tonnas, un zoomasas sastāvā galvenā daļa (līdz 99%) ir bezmugurkaulniekiem.
Kopumā zemes biomasā absolūti dominē augu viela, galvenokārt koksne: fotomasa veido 97-98%, bet zoomasa 1-3 svara% (Kovda, 1971).
Lai gan dzīvās vielas masa salīdzinājumā ar lito, hidro un pat atmosfēras tilpumu nav liela, tās loma dabā ir nesalīdzināmi lielāka par īpatnējo svaru. Piemēram, uz 1 hektāra, ko aizņem augi, to lapu platība var sasniegt 80 hektārus, jūs varat veikt uzņēmējdarbību tieši, un hlorofila graudu platība, t.i., aktīvi apstrādājama virsma, ir simtiem reižu lielāka. Visu zaļo augu hlorofila graudu platība uz Zemes ir aptuveni vienāda ar Jupitera laukumu.

Vēlreiz uzsveram, ka fotosintēze ir ļoti perfekta enerģijas uzkrāšanas forma, kuras daudzumu izsaka ar skaitli 12,6-10 21 J (3-1021 cal). Šī enerģija gadā uz Zemes saražo aptuveni 5,8–10 11 tonnas organisko vielu, tostarp 3,1 ∙ 10 10 tonnas uz sauszemes. No šī skaita 2,04-10 10 veido meži, 0,38-10 10 stepes, purvi un pļavas, 0,1 ∙ 10 10 tuksneši un 0,58-10 10 t kultivētās veģetācijas (Kovla, 1971).

1 g augsnes kokvilnas laukā satur 50-100 tūkstošus mikroorganismu, kas ir vairākas tonnas uz hektāru (Kovda, 1969). Dažas augsnes satur līdz 10 miljardiem uz hektāru. apaļtārpi, līdz 3 miljoniem slieku un 20 miljoniem kukaiņu.

9. LEKCIJA

Organisko vielu veidošanās un sadalīšanās.

(Fotosintēze, elpošana, transpirācija)

Sīkāk aplūkosim saules enerģijas uzkrāšanās procesus organisko vielu veidošanās laikā un tās izkliedi šo vielu iznīcināšanas laikā. Dzīve uz Zemes ir atkarīga no enerģijas plūsmas, kas rodas Saules zarnās notiekošo kodoltermisko reakciju rezultātā. Apmēram 1% no Saules enerģijas, kas sasniedz Zemi, augu šūnas (un dažas baktērijas) pārvērš sintezēto ogļhidrātu ķīmiskajā enerģijā.

Organisko vielu veidošanās gaismā sauc par fotosintēzi (gr. Gaisma, savienojums) Fotosintēze ir saules enerģijas daļas uzkrāšana, pārvēršot tās potenciālo enerģiju organisko vielu ķīmiskajās saitēs.

Fotosintēze- nepieciešamā saikne starp dzīvu un nedzīvu dabu. Bez enerģijas pieplūduma no Saules dzīvība uz mūsu planētas, paklausot otrajam termodinamikas likumam, beigtos uz visiem laikiem. Salīdzinoši nesen (18. gadsimta beigās) tika atklāts, ka fotosintēzes laikā radušās organiskajās vielās oglekļa, ūdeņraža un skābekļa attiecība ir tāda, ka uz 1 oglekļa atomu ir it kā 1 molekula ūdens ( līdz ar to cukuru nosaukums – ogļhidrāti). Tika uzskatīts, ka ogļhidrāti veidojas no oglekļa un ūdens, un skābeklis tiek atbrīvots no CO 2 . Vēlāk angļu ārsts Kornēlijs van Nīls, pētot fotosintezējošās baktērijas, parādīja, ka fotosintēzes rezultātā sēra baktērijas izdala sēru, nevis skābekli:

Viņš ierosināja, ka fotosintēzes laikā sadalās nevis CO 2, bet ūdens, un ierosināja šādu kopējās fotosintēzes vienādojumu:

Aļģēm un zaļajiem augiem H 2 A ir ūdens (H 2 O). Purpursarkanajām sēra baktērijām H 2 A ir sērūdeņradis. Citām baktērijām tas var būt brīvs ūdeņradis vai cita oksidējama viela.

Šī ideja 20. gadsimta 30. gados tika apstiprināta eksperimentāli, izmantojot skābekļa smago izotopu (18 O).

Aļģēm un zaļajiem augiem kopējo fotosintēzes vienādojumu sāka rakstīt šādi:

Augu sintezētie ogļhidrāti (glikoze, saharoze, ciete utt.) ir galvenais enerģijas avots lielākajai daļai heterotrofo organismu, kas apdzīvo mūsu planētu. Organisko vielu sadalīšanās rodas vielmaiņas (gr. maiņas) procesā dzīvās šūnās.

Vielmaiņa ir bioķīmisko reakciju un enerģijas transformāciju kopums dzīvās šūnās, ko pavada vielu apmaiņa starp organismu un vidi.

Tiek saukta reakciju summa, kas noved pie molekulu sadalīšanās vai degradācijas un enerģijas izdalīšanās katabolisms un noved pie jaunu molekulu veidošanās, anabolisms.

Enerģijas transformācijas dzīvās šūnās tiek veiktas, pārnesot elektronus no viena līmeņa uz otru vai no viena atoma vai molekulas uz citu. Ogļhidrātu enerģija izdalās vielmaiņas procesos organismu elpošanas laikā.

Elpošana ir process, kurā enerģija, kas izdalās no ogļhidrātu sadalīšanās, tiek pārnesta uz universālo enerģiju nesošo molekulu adenozīna trifosfātu (ATP), kur tā tiek uzkrāta augstas enerģijas fosfātu saišu veidā.

Tā, piemēram, sadaloties 1 molam glikozes, atbrīvojas 686 kcal brīvās enerģijas (1 kcal = 4,18t10 J). Ja šī enerģija tiktu atbrīvota ātri, lielākā daļa no tās izkliedētos siltuma veidā. Tas nenāktu par labu šūnai, bet izraisītu letālu temperatūras paaugstināšanos. Taču dzīvajām sistēmām ir sarežģīti mehānismi, kas regulē daudzas ķīmiskās reakcijas tā, ka enerģija tiek uzglabāta ķīmiskajās saitēs un pēc tam to var pakāpeniski atbrīvot pēc vajadzības. Zīdītājiem, putniem un dažiem citiem mugurkaulniekiem elpošanas laikā izdalītais siltums tiek uzkrāts, un tāpēc to ķermeņa temperatūra ir augstāka par apkārtējās vides temperatūru. Augos elpošanas ātrums ir zems, tāpēc izdalītais siltums parasti neietekmē augu temperatūru. Elpošana var notikt gan aerobos (skābekļa klātbūtnē), gan anaerobos (bez skābekļa) apstākļos.

Aerobā elpošana- process ir pretējs fotosintēzei, t.i., sintezētā organiskā viela (C 6 H 12 O 6) atkal sadalās, veidojoties CO 2 un H 2 O, atbrīvojoties potenciālajai enerģijai Q sviedri, kas uzkrāta šajā vielā:

Tomēr, ja nav skābekļa, process var nebūt pabeigts. Šādas nepilnīgas elpošanas rezultātā veidojas organiskas vielas, kurās joprojām ir noteikts enerģijas daudzums, ko vēlāk var izmantot citi organismi citos elpošanas veidos.

Anaerobā elpošana notiek bez gāzveida skābekļa līdzdalības. Elektronu akceptors nav skābeklis, bet, piemēram, cita viela etiķskābe:

enerģijas rezervi q 1 un var izmantot kā degvielu vai spontāni oksidēties un aizdegties dabā atbilstoši reakcijai:

Elpošana bez skābekļa daudziem ir dzīves pamats saprotrofi(baktērijas, raugs, pelējuma sēnītes, vienšūņi), bet var atrast arī augstāko dzīvnieku audos.

Fermentācija- tā ir anaerobā elpošana, kurā pati organiskā viela kalpo kā elektronu akceptors:

		un iegūtais alkohols arī satur

zināms enerģijas daudzums q 2, ko var izmantot citi organismi:

Sadalīšanās var būt ne tikai biotisko, bet arī abiotisko procesu rezultāts. Piemēram, stepju un mežu ugunsgrēki atmosfērā atdod lielu daudzumu CO 2 un citu gāzu, bet augsnē - minerālvielas. Tie ir svarīgs un dažreiz pat nepieciešams process ekosistēmās, kur fiziskajiem apstākļiem ir tādi, ka mikroorganismiem nav laika noārdīt radušās organiskās atliekas. Bet mirušo augu un dzīvnieku galīgo sadalīšanos galvenokārt veic heterotrofiski mikroorganismi - sadalītāji, kuru piemērs ir plaši izplatīts atkritumos un dabiskajos ūdeņos saprofītiskās baktērijas. Organisko vielu sadalīšanās ir nepieciešamo ķīmisko elementu un enerģijas iegūšanas procesā, pārveidojot pārtiku ķermeņa šūnās. Kad šie procesi apstāsies, visi biogēnie elementi tiks saistīti mirušajās atliekās un dzīvības turpināšana kļūs neiespējama. Iznīcinātāju komplekss biosfērā sastāv no milzīga skaita sugu, kas, darbojoties secīgi, sadala organiskās vielas minerālās. Organisko vielu veidošanās un sabrukšanas procesus sauc par procesiem produktiem(lat. radīšana, izgatavošana) un iznīcināšana(lat. iznīcināšana). Ražošanas-destruktīvs līdzsvars biosfērā kopumā mūsdienu apstākļos ir pozitīvs. Tas ir saistīts ar faktu, ka ne visas mirušo augu un dzīvnieku daļas tiek iznīcinātas vienādā ātrumā. Tauki, cukuri un olbaltumvielas sadalās diezgan ātri, savukārt koksne (šķiedra, lignīns), hitīns un kauli sadalās ļoti lēni. Visstabilākais organisko vielu sadalīšanās starpprodukts ir humuss. ( latu. augsne, trūdviela), kuru tālākā mineralizācija ir ļoti lēna. Lēnā humusa sadalīšanās ir viens no iznīcināšanas kavēšanās iemesliem salīdzinājumā ar ražošanu. No ķīmijas viedokļa humusvielas ir aromātisko savienojumu (fenolu, benzolu u.c.) kondensācijas (lat. - uzkrāšanās, sablīvēšanās) produkti ar olbaltumvielu un polisaharīdu sadalīšanās produktiem. to sadalīšanai acīmredzot ir nepieciešami īpaši fermenti, kuru augsnes un ūdens saprotrofos bieži nav.

Tādējādi organisko atlieku sadalīšanās ir ilgs, daudzpakāpju un sarežģīts process, kas kontrolē vairākas svarīgas ekosistēmas funkcijas: barības vielu atgriešanos ciklā un enerģijas atgriešanos sistēmā; inerto vielu transformācija zemes virsma; nekaitīgu toksisku vielu kompleksu savienojumu veidošanās; azobu dzīvībai nepieciešamā atmosfēras sastāva uzturēšana. Biosfērai kopumā ārkārtīgi svarīga ir atpalicība no organisko vielu sadalīšanās procesiem no to sintēzes procesiem, ko veic zaļie augi. Tieši šī kavēšanās izraisīja fosilā kurināmā uzkrāšanos planētas zarnās un skābekļa uzkrāšanos atmosfērā. Biosfērā izveidotais pozitīvais ražošanas-iznīcināšanas procesu līdzsvars nodrošina aerobo organismu, arī cilvēka, dzīvību.

Galvenie ūdens patēriņa modeļi augi.

transpirācija ir ūdens iztvaikošanas process no augu zemes daļām.

Viena no jebkura organisma galvenajām fizioloģiskajām funkcijām ir uzturēt pietiekamu ūdens līmeni organismā. Organismiem evolūcijas procesā ir izveidojušies dažādi pielāgojumi ūdens iegūšanai un ekonomiskai izmantošanai, kā arī sausuma perioda piedzīvošanai. Daži tuksneša dzīvnieki ūdeni iegūst no pārtikas, citi, oksidējot laikus uzkrātos taukus (piemēram, kamielis, kas bioloģiskās oksidācijas ceļā spēj iegūt 107 g vielmaiņas ūdens no 100 g tauku). Tajā pašā laikā tiem ir minimāla ķermeņa ārējās daļas ūdens caurlaidība, pārsvarā nakts dzīvesveids utt. Ar periodisku sausumu ir raksturīga iekrišana miera stāvoklī ar minimālu vielmaiņas ātrumu.

Sauszemes augi ūdeni iegūst galvenokārt no augsnes. Zems nokrišņu daudzums, strauja drenāža, intensīva iztvaikošana vai šo faktoru kombinācija izraisa izžūšanu, un pārmērīgs mitrums izraisa augsnes aizsērēšanu un aizsērēšanu. Mitruma bilance ir atkarīga no starpības starp nokrišņu daudzumu un ūdens daudzumu, kas iztvaikojis no augu virsmām un augsnes, kā arī transpirācijas ceļā. Savukārt iztvaikošanas procesi ir tieši atkarīgi no atmosfēras gaisa relatīvā mitruma. Pie 100% tuvu mitruma iztvaikošana praktiski apstājas, un, ja temperatūra vēl pazeminās, tad sākas apgrieztais process - kondensācija (veidojas migla, rasa, sals). gaisa mitrums kā vides faktors pie tā galējām vērtībām (augsts un zems mitrums) tas pastiprina (pastiprina) temperatūras ietekmi uz ķermeni. Gaisa piesātinājums ar ūdens tvaikiem reti sasniedz maksimālo vērtību. Mitruma deficīts - starpība starp maksimālo iespējamo un faktiski esošo piesātinājumu noteiktā temperatūrā. Tas ir viens no svarīgākajiem vides parametriem, jo ​​tas raksturo divus lielumus vienlaikus: temperatūru un mitrumu. Jo lielāks mitruma deficīts, jo sausāks un siltāks, un otrādi. Nokrišņu režīms ir vissvarīgākais faktors, kas nosaka piesārņojošo vielu migrāciju dabiska vide un izmazgā tos no atmosfēras.

Tiek lēsts, ka dzīvajos organismos esošā ūdens masa ir 1,1 10 3 miljardi tonnu, tas ir, mazāk nekā visu pasaules upju kanāli. Biosfēras biocenoze, kas satur salīdzinoši nelielu ūdens daudzumu, tomēr intensīvi dzen to sev cauri. Īpaši intensīvi tas notiek okeānā, kur ūdens ir gan biotops, gan barības vielu un gāzu avots. Lielākā daļa planētas biocenozes ir ražotājiem.Ūdens ekosistēmās tās ir aļģes un fitoplanktons, bet sauszemes ekosistēmās – veģetācija. Ūdens vidē augi nepārtraukti filtrē ūdeni cauri savai virsmai, bet uz sauszemes tie ar saknēm izvelk ūdeni no augsnes un noņem (pārvada) zemes daļu. Tādējādi viena grama biomasas sintēzei augstākiem augiem jāiztvaicē aptuveni 100 g ūdens.

Visspēcīgākās transpirācijas sistēmas uz sauszemes ir meži, kas 50 tūkstošu gadu laikā spēj izsūknēt caur sevi visu ūdens masu hidrosfērā; tajā pašā laikā okeāna planktons filtrē visu okeāna ūdeni gada laikā, bet jūras organismi kopā – tikai sešos mēnešos.

Biosfērā darbojas komplekss fotosintēzes filtrs, kura laikā ūdens sadalās un kopā ar oglekļa dioksīdu tiek izmantots organismu šūnu veidošanai nepieciešamo organisko savienojumu sintēzē. Fotosintētiski dzīvie organismi var sadalīt visu ūdens masu hidrosfērā aptuveni 5-6 miljonu gadu laikā, savukārt citi organismi aptuveni tajā pašā laika posmā atjauno zaudēto ūdeni no mirstošās organiskās masas.

Tādējādi biosfēra, neskatoties uz tajā esošo nenozīmīgo ūdens daudzumu, izrādās visspēcīgākais un sarežģītākais hidrosfēras filtrs uz Zemes.

Bioloģisko filtru kaskāde izlaiž cauri ūdens masu, vienāds ar masu visa hidrosfēra laika posmā no sešiem mēnešiem līdz miljoniem gadu. Tāpēc var apgalvot, ka hidrosfēra ir dzīvo organismu produkts, vide, ko tie ir radījuši sev. Akadēmiķis V. I. Vernadskis to izteica ar tēzi: Organisms saskaras ar vidi, kurai tas ir ne tikai pielāgojies, bet kas ir tai pielāgots.

Ekosistēmas attīstība.

Novērojumi dabā liecina, ka pamestos laukus vai izdegušos mežus pamazām iekaro daudzgadīgās savvaļas zāles, tad krūmi un, visbeidzot, koki. Ekosistēmu attīstība laika gaitā ekoloģijā ir pazīstama ar nosaukumu ekoloģiskās sukcesijas (lat. sukcesija, secība).

Ekoloģiskā sukcesija ir secīga biocenožu maiņa, kas secīgi rodas vienā un tajā pašā teritorijā dabisko vai antropogēno faktoru ietekmē.

Dažas kopienas paliek stabilas daudzus gadus, citas strauji mainās. Izmaiņas notiek visās ekosistēmās dabiski vai mākslīgi. Dabiskās izmaiņas ir dabiskas, un tās virza pati sabiedrība. Ja secīgās izmaiņas nosaka galvenokārt iekšējā mijiedarbība, tad šī autogēns, i., pašģenerējošas pēctecības. Ja izmaiņas izraisa ārējie spēki ekosistēmas ievadā (vētra, ugunsgrēks, cilvēka ietekme), tad šādas pēctecības sauc alogēns i., radīts no ārpuses. Piemēram, mežu izciršanu ātri apdzīvo apkārtējie koki; pļavu var aizstāt ar mežu. Līdzīgas parādības notiek ezeros, akmeņainās nogāzēs, kailajos smilšakmeņos, pamestu ciematu ielās utt. Visā planētā nepārtraukti notiek sukcesijas procesi.

Tiek sauktas secīgas kopienas, kas viena otru aizstāj noteiktā telpā sērija vai posmos.

Tiek saukta pēctecība, kas sākas iepriekš neapdzīvotā apgabalā primārs. Piemēram, ķērpju nosēdumi uz akmeņiem: ķērpju izdalījumu ietekmē akmeņains substrāts pamazām pārvēršas par tādu kā augsni, kurā pēc tam nosēžas augļu ķērpji, zaļās zāles, krūmāji u.c.

Ja kopiena izveidojas jau esošas vietnes vietā, tad viņi runā par sekundārais pēctecības. Piemēram, izmaiņas, kas notiek pēc mežu izraušanas vai izciršanas, dīķa vai ūdenskrātuves izbūves utt.

Pēctecības rādītāji atšķiras. Vēsturiskā aspektā faunas un floras maiņa atbilstoši ģeoloģiskie periodi nav nekas cits kā ekoloģiskā pēctecība. Tie ir cieši saistīti ar ģeoloģiskajiem un klimata izmaiņas un sugu evolūcija. Šādas izmaiņas notiek ļoti lēni. Primārā pēctecība ilgst simtiem vai tūkstošiem gadu. Sekundārā plūsma plūst ātrāk. Pēctecība sākas ar nelīdzsvarotu kopienu, kurā organisko vielu veidošanās (P) ir lielāka vai mazāka par elpošanas ātrumu (D), un kopienai ir tendence uz stāvokli, kurā P = D. Pēctecība, kas sākas ar P > D tiek saukts autotrofisks, un P<Д - heterotrofisks. P/D attiecība ir funkcionāls ekosistēmu brieduma rādītājs.

Pie P > D kopienas (B) biomasa un biomasas attiecība pret produkciju B/P pakāpeniski palielinās, t.i., palielinās organismu lielums. Pieaugums turpinās, līdz sistēma stabilizējas. Stabilizētas ekosistēmas stāvokli sauc menopauze(gr. kāpnes, brieduma stadija).

Autotrofiskā pēctecība- dabā plaši izplatīta parādība, kas sākas neapdzīvotā vidē: meža veidošanās pamestās zemēs vai dzīvības atjaunošanās pēc vulkāna izvirdumiem u.c. dabas katastrofas. To raksturo ilgs autotrofisko organismu pārsvars.

heterotrofiskā pēctecība ko raksturo baktēriju pārsvars un rodas, ja vide ir pārsātināta ar organiskām vielām. Piemēram, upē piesārņota kanalizācija ar augstu organisko vielu saturu vai notekūdeņu attīrīšanas iekārtās. Heterotrofā pēctecībā enerģijas rezerves var pakāpeniski izzust. Tā kā nav autotrofiska procesa, menopauze var nenotikt; tad pēc enerģijas rezervju izsīkšanas ekosistēma var izzust (sabrūkošs koks).

Kulminācijas sistēmās veidojas sarežģīts attiecību tīkls, kas saglabā savu stabilo stāvokli. Teorētiski šādam stāvoklim vajadzētu būt nemainīgam laikā un pastāvēt līdz brīdim, kad to pārkāpj spēcīgi ārēji traucējumi. Jo vairāk P/D attiecība atšķiras no 1, jo mazāk nobriedusi un mazāk stabila ir ekosistēma. Kulminācijas kopienās šī attiecība tuvojas 1.

Ekosistēmu galveno īpašību izmaiņu tendences. Ar autogēnu sukcesiju tiek novērota regulāra ekoloģisko sistēmu galveno pazīmju maiņa (2.2. tabula).

Pēctecības ir saistītas ar funkcionālās enerģijas pāreju uz palielinātām elpošanas izmaksām, jo ​​uzkrājas organiskās vielas un biomasa. Kopējā ekosistēmu attīstības stratēģija ir palielināt enerģijas un barības vielu izmantošanas efektivitāti, panākt maksimālu sugu daudzveidību un sarežģīt sistēmas struktūru.

Pēctecība ir virzīta, paredzama ekosistēmas attīstība, līdz tiek izveidots līdzsvars starp biotisko kopienu – biocenozi un abiotisko vidi – biotopu.

Organismu populācijas pēctecības procesā funkcionālās attiecības starp tām regulāri un atgriezeniski aizstāj viena otru. Neskatoties uz to, ka ekosistēma nav “superorganisms”, starp ekosistēmas, populācijas, organisma un cilvēku kopienas attīstību ir daudz paralēlu.

Evolūcija Ekosistēmas, atšķirībā no sukcesijas, ir ilgs vēsturiskas attīstības process. Ekosistēmu evolūcija ir dzīvības attīstības vēsture uz Zemes no biosfēras rašanās līdz mūsdienām. Evolūcijas centrā ir dabiskā izlase sugas līmenī vai zemāk. Ekosistēmu evolūcija zināmā mērā atkārtojas to secīgajā attīstībā. Evolūcijas procesi ir neatgriezeniski un necikliski. Ja salīdzina ekosistēmu sastāvu un struktūru agrīnā un vēlīnā ģeoloģiskajā laikmetā, tad vērojama tendence palielināties sugu daudzveidībai, bioģeoķīmisko ciklu noslēgšanās pakāpei, izplatības un resursu saglabāšanas vienveidībai sistēmā, sarežģījumiem. kopienu struktūras un vēlmes pēc līdzsvarota stāvokļa, kurā evolūcijas temps palēninās. Šādā sistēmā evolūcija sastopas ar daudziem šķēršļiem, jo sabiedrībā ir daudz darbinieku, un saites starp organismiem un populācijām ir spēcīgas. Tajā pašā laikā iespēja iekļūt šādā sistēmā no ārpuses ir ļoti maza, un tās attīstība ir nedaudz aizkavēta.

Biomas. Fizikāli ķīmiskie un klimatiskie apstākļi dažādas daļas biosfēras ir dažādas. Klimatiski noteiktas lielas ekosistēmu kolekcijas sauc par biomiem jeb veidojumiem. Bioms ir makrosistēma vai ekosistēmu kopums, kas ir cieši saistītas klimatiskie apstākļi, enerģijas plūsmas, vielu cirkulācija, organismu migrācija un veģetācijas veids. Katrs bioms ietver vairākas mazākas, savstarpēji saistītas ekosistēmas.

Biomi tiek iedalīti trīs galvenajās grupās pēc to dzīvotnes: sauszemes, jūras un saldūdens. To veidošanās ir atkarīga no makroklimata, bet saldūdeņiem - no apgabala ģeogrāfiskā platuma. Svarīgi faktori ir:

gaisa cirkulācija,

saules gaismas sadalījums

sezonāls klimats,

kalnu augstums un orientācija,

ūdens sistēmu hidrodinamika.

Sauszemes biomi galvenokārt nosaka veģetācija, kas ir cieši atkarīga no klimata un veido galveno biomasu. Skaidras robežas starp biomiem ir reti sastopamas. Biežāk tie ir izplūduši un attēlo plašas pārejas zonas. Uz divu ekosistēmu robežas, piemēram, meža malā, vienlaikus sastopami meža un pļavu sugu pārstāvji. Vides kontrasts un līdz ar to arī lielā ekoloģisko iespēju pārpilnība rada "dzīvības kondensāciju", t.s. malas efekta noteikums vai ekotona noteikums(no gr. māja un komunikācija) . Sugām bagātākais bioms uz planētas ir mūžzaļie tropu lietus meži.

Jūras biomi mazāk atkarīgi no klimata nekā sauszemes. Tie veidojas atkarībā no rezervuāra dziļuma un organismu vertikālā izvietojuma. Kritiskā nozīme ir fakts, ka fotosintēze ir iespējama tikai ūdens virsmas horizontos. Piekrastes okeāna seklūdens, ko no vienas puses ierobežo piekraste, bet no otras puses - kontinentālās nogāzes grēda (līdz 600 m), sauc par kontinentālo. plaukts(angļu pulks). Šelfa platība ir aptuveni 8% no pasaules okeānu kopējās platības.

Plaukta zonā atrodas piekrastes zona(lat. piekrastes). Sekli dziļumi, tuvums kontinentiem, bēgumi un bēgumi nosaka tās barības vielu bagātību, augstu produktivitāti un organismu daudzveidību. Šeit tiek saražoti aptuveni 80% no kopējās okeāna biomasas, un pasaules okeāna zvejniecība ir koncentrēta. No šelfa apakšējās malas virs kontinentālās nogāzes līdz 2-3 tūkstošu metru dziļumam stiepjas batiālā zona(gr. dziļi). Šīs zonas platība ir nedaudz vairāk par 15% no okeāna kopējās platības. Salīdzinot ar piekrasti, batiālu fauna un flora ir daudz nabadzīgāka; kopējā biomasa nepārsniedz 10% no pasaules okeānu biomasas. No kontinentālās nogāzes pakājes līdz 6 - 7 tūkstošu m dziļumam ir bezdibeņa zona ( gr. bezdibenis) okeānā. Tas aizņem vairāk nekā 75% no okeāna dibena. Abyssal ir raksturīgs saules gaismas trūkums apakšā, zema ūdens masu mobilitāte, ierobežotas barības vielas, slikta fauna, zema sugu daudzveidība un biomasa. Bezdibenes reģionā ir dziļas ieplakas - līdz 11 tūkstošiem m, kuru platība ir aptuveni 2% no okeāna dibena kopējās platības.

saldie iekšējie ūdeņi, parasti sekla. Ūdens cirkulācijas ātrums kļūst par vadošo faktoru šajās ekosistēmās. Pamatojoties uz to, var atšķirt lotika(lat. skalošana) plūstošie ūdeņi (upes, strauti) un lente(lat, lēni, mierīgi), stāvoši ūdeņi (ezeri, dīķi, peļķes).

Lielie zemeslodes biomi ir stabili.