Контрольная работа по "Экологии"

     Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное

        автономное образовательное учреждение

          высшего профессионального образования

    «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

                                 Машиностроительный институт  

                                        Кафедра МСП и МПО

 

 

 

 

 

                               К О Н Т Р О Л Ь Н А Я  Р А Б О Т А

                                  По дисциплине «ЭКОЛОГИЯ»

                                                 Вариант № 7

                                                    (1045307)

 

 

 

                                                                                           Выполняла: Сова А.М.

Группа: ЗПД-508

Зачетная книжка: 1045307

Проверил: Нохрина Н.Н.

 

 

 

 

Екатеринбург 2014

Содержание:

1. Живое вещество биосферы. Его химический состав и классификация по типу питания. Роль автотрофных и гетеротрофных организмов………………….3-6
2. Ископаемое топливо.  Его происхождение.  Последствия сжигания  ископаемого топлива  для биосферы и  человека……………………………7-9
3. Принципиальные  направления  защиты   окружающей   природной среды  (малоотходные и безотходные технологии, биотехнологии)…………….....9-11

Список литературы………………………………………………………....…..12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Живое вещество биосферы. Его химический состав и классификация по типу питания. Роль автотрофных и гетеротрофных организмов.

    Живое вещество  или биомасса - совокупность всех  живых организмов на Земле, способность  живого вещества к воспроизводству  и распространению на планете, борьбу организмов за пищу, воду, территорию, воздух.

Живое вещество связано с косным веществом - атмосферой (до уровня озонового  экрана), полностью с гидросферой  и литосферой, главным образом  в границах почвы, но не только.

    Живое вещество  биосферы неоднородно и обладает  тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.

    Живое вещество  характеризуется определенными  свойствами: это огромная свободная  энергия; химические реакции, протекающие  в тысячи и даже миллионы  раз быстрее, чем в других веществах  планеты; специфические химические  соединения — белки, ферменты  и другие соединения, устойчивые  в составе живого; возможность  произвольного движения — рост  или активное перемещение; стремление  заполнить все окружающее пространство; удивительное разнообразие форм, размеров, химических вариантов  и т.п., значительно превышающее  многие контрасты в неживом, косном  веществе. Живое вещество является  определяющим компонентом биосферы , постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

      Вместе  с тем, все живое вещество физико-химически едино. И в  этом состоит один из основных  законов всего органического  мира — закон физико-химического единства живого вещества.

    Закон физико-химического  единства живого вещества имеет  принципиально важное значение для человеческой практики. Из него следует, что нет такого физического или химического агента, который был бы гибелен для одних организмов и абсолютно безвреден для остальных. Разница лишь количественная: одни организмы более чувствительны, другие менее, одни в ходе отбора приспосабливаются быстрее, другие медленнее. При этом приспособление идет в ходе естественного отбора, то есть за счет гибели тех индивидов, что не смогли адаптироваться к новым условиям. Согласно закону биогенной миграции атомов, живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли. Если бы количество живого вещества колебалось, то и энергетика планеты была бы непостоянной. Действительно, такие перемены случались в эволюции жизни на Земле, но они были очень редки. Обычно количество живого вещества планеты было равномерным, как и биохимические круговороты на ней.  Количественное  постоянство характерно и для  числа видов. Однако в эволюции живого одни виды образовывались, другие вымирали. Такой процесс неизбежен из-за изменения условий жизни на планете  и в силу того обстоятельства, что  для нормального функционирования природных систем необходима множественность видов, особенно в управляющем звене экосистемы, т.е. среди консументов. Если бы число видов резко колебалось, биосфера потеряла бы свойство надежности. Поэтому во все геологические периоды массового вымирания организмов наблюдалось и бурное видообразование. Правило константности числа видов может быть сформулировано следующим образом: число нарождающихся видов в среднем равно числу вымирающих, и общее видовое разнообразие в биосфере есть константа.

Классификация по типу питания: По  способу питания все обитатели  нашей планеты делятся на две  группы: автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные (греч. autos. — сам, trophe —  пища) организмы обладают способностью создавать органические вещества из неорганических, которые затем используются гетеротрофными веществами. Использование органических веществ в качестве пищи у гетеротрофных организмов различное. Одни используют в качестве пищи живые растения или их плоды, другие — мертвые остатки растений и животных, третьи — убитых животных и т. д. Каждый организм в природе, в конечном счете, прямо или косвенно служит источником питания. В то же время сам он существует за счет других или продуктов их жизнедеятельности. Следовательно, в круговороте веществ участвуют следующие три группы организмов:

   1. Продуценты (производители) – автотрофные организмы создающие органические вещества из неорганических в  процессе фотосинтеза или хемосинтеза.  Основным продуцентом в биосфере являются зеленые растения.

 Хемосинтез  – преобразование  неорганических соединений в  питательные органические вещества  в отсутствие солнечного света, за счет энергии химических  реакций.

    Только  продуценты  способны сами производить  для  себя пищу. Более того, они  непосредственно  или косвенно обеспечивают питательными  элементами консументов и редуцентов.

  2. Консументы (потребители) гетеротрофные организмы, питающиеся за счет автотрофных. К консументам первого  порядка относятся, например, некоторые  рыбы, питающиеся фитопланктоном; к  консументам второго порядка — хищники и паразиты растительноядных организмов. Встречаются консументы третьего и четвертого порядка (сверхпаразиты, суперпаразиты и т. д.). Всего в цепях питания обычно бывает не более пяти звеньев.

    В зависимости  от источников питания консументы подразделяются на три основных класса:

    - фитофаги (растительноядные) – это  консументы 1-го порядка, питающиеся  исключительно живыми растениями. Например, птицы едят семена, почки  и листву.

    - хищники (плотоядные) – консументы 2-го порядка, которые питаются  исключительно растительноядными животными (фитофагами), а также консументы 3-го порядка, питающиеся только плотоядными животными.

    - эврифаги (всеядные), которые могут  поедать как  растительную, так  и животную  пищу. Примерами являются  свиньи, крысы, лисы, тараканы, а также человек.

    3. Редуценты (восстановители) — животные, питающиеся разлагающимися организмами (сапрофиты).

    Существует  два  основных класса редуцентов:

    - Детритофаги – напрямую потребляют  мертвые организмы или органические  остатки (пример: шакалы, грифы, дождевые черви).

- Деструкторы разлагают  мертвую  органическую материю  на простые неорган ические соединения (процесс  гниения и разложения). Примером  могут служить грибы и микроскопические  одноклеточные бактерии. Они способствуют  минерализации органических веществ, их переходу в продуцентное состояние. Особенно велика роль микроорганизмов, до конца разрушающих органические остатки и превращающих их в конечные продукты (минеральные соли, углекислоту, воду, простейшие органические вещества и т. д.), используемые в дальнейшем растениями для фотосинтеза новых органических веществ. При непосредственном участии микроорганизмов в круговорот включается любая форма жизни. С их помощью осуществляется естественная регуляция биосферы.

1. Крикунов Е.А, Пасечник  В.В., Сидорин А.П. «Экология» Издательский  дом «Дрофа» 2007г www.mybook.ru/ 2.Богдановский  Г.А. «Химическая экология» Издательство  Московского университета 2005г. http://ecokub.ru

 Роль автотрофных и  гетеротрофных организмов.

Функционирующее в биосфере живое вещество  постоянно  осуществляет круговорот веществи  превращение энергии. Согласно Вернадскому, живое вещество осуществляет в биосфере три основные функции. Газовая функция  состоит в том, что зеленые растения выделяют при фотосинтезе кислород, а при дыхании – углекислый газ. Животные также выделяют углекислый газ, а многие бактерии образуют различные газы, восстанавливая азот, сероводород и др. Без деятельности живых организмов составов атмосферы был бы совершенно иным. Концентрационная функция осуществляется благодаря тому, что живые организмы захватывают необходимые им химические элементы и накапливают их в местах своего обитания. Окислительно-восстановительная функция проявляется в окислении и восстановлении химических веществ в воде и почве, в результате чего образуются отложения различных руд, бокситов, известняков и др. Эта функция в основном осуществляется бактериями. Круговорот веществ, как и все происходящие в природе процессы, требует постоянного притока энергии. Основу биологического круговорота, обеспечивающего существование жизни, составляют солнечная энергия и улавливающий ее хлорофилл зеленых растений. В круговоротев еществ и энергии участвует каждый живой организм, поглощая из внешней среды одни вещества и выделяя в нее другие. Биогеоценозы, состоящие из большого числа видов живых организмов и косных компонентов среды, осуществляют циклы, по которым передвигаются атомы различных химических элементов (биогенная миграция атомов). Так, растения потребляют из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные вещества и выделяют в нее кислород. Животные вдыхают выделенный растениями кислород, а поедая их, усваивают синтезированные из воды и углекислого газа органические вещества и выделяют воду и углекислый газ. После гибели тела животных разлагаются при участии грибов и бактерий. При этом образуется дополнительное количество углекислого газа, а органические вещества превращаются в минеральные, которые попадают в почву, где усваиваются растениями. Атомы основных химических элементов постоянно совершают миграцию через многие живые организмы и косную среду. Различают два вида биогенной миграции атомов: миграция первого рода, более интенсивная, производится микроорганизмами, а миграция второго рода — многоклеточными организмами. Без миграции атомов жизнь на Земле не могла бы существовать: растения без животных и бактерий вскоре исчерпали бы запасы углекислого газа и минеральных веществ, а животные без растений лишились бы источника энергии и кислорода.

 

2. Ископаемое топливо.  Его происхождение.  Последствия сжигания  ископаемого топлива  для биосферы и  человека.

    Ископаемые  топлива  — это преобразованные остатки  растений и животных, живших миллионы  лет назад. Уголь образовался  из деревьев и других растений, а нефть и природный газ  — из водорослей и животных.

    Вероятно, первым  из ископаемых топлив люди  стали  использовать торф —  очень мягкий, не полностью образовавшийся  уголь, залегающий у поверхности  в умеренных  поясах Земли. Природный  торф содержит до 90% воды, поэтому, чтобы стать топливом, он подлежит  сушке.

    К природным  топливам органического  происхождения  относятся торф, лигниты, каменные, антрацитные угли, нефть  и природный  газ. Эти материалы  часто называют  ископаемыми топливами, так как  они являются конечными продуктами  физико-химических превращений окаменевших  остатков растений. Сравнение составов  различных топлив показывает, что  относительное содержание углерода  по сравнению с содержанием  водорода уменьшается при переходе  от твердых топлив к жидким и далее к газообразным. Все эти топлива можно получать друг из друга, изменяя соотношение между содержанием углерода и водорода. Все они являются ценным сырьем для производства различных химических продуктов, горючего для двигателей и масел для смазки, а также служат источниками тепла и электрической энергии.

    Природный газ  является смесью углеводородов, состоящей главным образом из  представителей метанового ряда  и содержащей небольшие добавки  других газов, таких, как азот, двуокись  углерода, сероводород и иногда  гелий. Обычно основным в природном  газе является метан, однако иногда  имеются значительные примеси  этана и, в меньшей степени, более  тяжелых углеводородов. В природе  встречаются газы, почти целиком  состоящие из двуокиси углерода, однако такие газы не обладают  свойством горючести. Различают  два типа природных горючих  газов – сухие и влажные. Сухие  газы состоят в основном из  метана и иногда содержат также  этан и пропан, однако они не  содержат более тяжелых углеводородов, которые могут конденсироваться  при сжатии. Влажные горючие газы  содержат различные количества  природного газолина, пропана и  бутана, которые можно извлечь  посредством сжатия или экстрагирования.

Продукты нефти.Нефть является природной смесью углеводоров, которая при обычном давлении находится в жидком состоянии, однако она содержит растворенные летучие углеводороды, которые высвобождаются и образуют скопление (шапки) в верхней (ближней к поверхности земли) части залежи. При переработке нефти получают лигрон, смазочные масла, мазут и нефтяной кокс.