Реферати » Реферати по біології » Біологія з основами екології

Біологія з основами екології

їх проживання. Екологічні системи, в яких людина займає важливе місце, надзвичайно різноманітні за розмірами, змісту та організації, що надзвичайно ускладнює класифікацію цих систем. Тим не менш, вони є екологічними системами, в яких центрами є села, міста та інші населені пункти. Bee елементи екологічних систем складають єдину сукупність, і це визначається тим, що вони об'єднані між собою так званими ланцюгами харчування, під якими розуміють передачу від організмів-споживачів укладеної в їжі енергії первісного джерела (Сонця) через організми-споживачі (у ряді ланцюгів живлення кінцевим ланкою є людина) до організмів-руйнівникам.

Найважливішою особливістю ланцюгів харчування є те, що їх кількість у кожній екосистемі обмежена, оскільки в кожній ланці кожного ланцюга харчування відбувається втрата енергії при її передачі. В результаті цього продукція речовини знижується на кожній ланці ланцюга. Наприклад, 10 000 кг водоростей достатньо для накопичення речовини в кількості 1000 кг водних членистоногих, а 10 кг риби - для накопичення 1 кг речовини людини. Таким чином, харчова ланцюг представляється у вигляді піраміди, що складається з декількох трофічних рівнів. У підстави розташовані фотосинтезуючі бактерії, які є їжею для наступного рівня, а ці організми є їжею для наступного рівня і т. Д.

Фотосинтез рослин, його екологічна роль

фотосинтез - це синтез органічних сполук в листках зелених рослин з води і вуглекислого газу атмосфери з використанням сонячної (світловий) енергії, адсорбованих хлорофілом в хлоропластах. Завдяки фотосинтезу відбувається уловлювання енергії видимого світла і перетворення її в хімічну енергію, яка зберігається (запасається) в органічних речовинах, утворених при фотосинтезі. Значення фотосинтезу гігантське. Відзначимо лише, що він постачає паливо (енергію) і атмосферний кисень, необхідні для існування всього живого. Отже, роль фотосинтезу є планетарної.

Планетарні фотосинтезу визначається також тим, що завдяки кругообігу кисню і вуглецю (в основному) підтримується сучасний склад атмосфери, що в свою чергу визначає подальше підтримання життя на Землі. Можна сказати далі, що енергія, яка запасається в продуктах фотосинтезу, є по суті основне джерело енергії, яким зараз володіє людство.

Хімію фотосинтезу описують наступними рівняннями:

4Н2О-+ 40Н-- 4е-+ 4Н + > 2Н2О + О2 + 4Н +

2НАДФ + 4е-+ 2Н + > 2НАДФ · Н

2 Н + + 2 НАДФ · Н + СO2 > 2НАДФ + Н2О + СН2О

СО2 + Н2О > СН2О + О2.

Як зазначено вище, фотосинтез відбувається в хлоропластах зелених рослин.

Фотосинтез починається з уловлювання та поглинання світла пігментом хлорофілом, які мають хлоропластах клітин зелених рослин. Коли світло падає на молекулу хлорофілу, то один з її електронів виявляється в збудженому стані. Іншими словами, він переходить на більш високий енергетичний рівень. Збуджені електрони передаються потім іншими молекулами, в результаті чого підвищується вільна енергія молекули-акцептора, а "пролом", утворена в молекулі хлорофілу, заповнюється електроном, що надходять з води. Остання при цьому окислюється, внаслідок чого виділяється молекулярний кисень. Таким чином, в молекулах хлорофілу світлова енергія переводить електрони на більш високий енергетичний рівень. Хлорофіл є проміжним з'єднанням на шляху електронів від низькоенергетичного рівня в молекулах води до високоенергетичному рівню в кінцевому акцепторе електронів.

В переході електронів на високий енергетичний рівень беруть участь дві містяться в хлоропластах фотосистеми, утворені хлорофілом і особливими білками - фотосистема I, що активується далеким червоним світлом (-700 нм) і фотосистема II, що активується червоним світлом з більш високою енергією (-650 нм), тобто цей перехід відбувається в два етапи при використанні світла. Реакції, що протікають на цих етапах, отримали назву світлових. Обидві фотосистеми пов'язані між собою системою переносу електронів.

На рівні фотосистеми I молекули хлорофілу передають свої електрони, багаті енергією, через ферредоксин до нікотин-ами-даденін-дінуклеотідфосфату (НАДФ), який в результаті цього відновлюється в НАДФЧН і у відновленій формі вже сам здатний самостійно постачати електрони, необхідні для утворення глюкози шляхом відновлення атмосферної СО2. Після переходу електронів в НАДФЧН з молекули хлорофілу в останніх залишаються своєрідні "проломи".

На рівні фотосистеми II багаті енергією збуджені електрони хлорофілу передаються системі переносу електронів, а що утворилися в молекулах хлорофілу "проломи" після "пішли" електронів заміщуються бідними енергією електронами, які надходять від води, окислюється з утворенням молекулярного кисню. Пройшовши через ряд з'єднань, складових ланцюг перенесення електронів, електрони з фотосистеми II, багаті енергією, в кінцевому підсумку заміщають втрачені електрони в хлорофілу з фотосистеми I.

У ланцюзі переносу електронів здійснюється кілька окислювально-відновних реакцій, в кожній з яких електрони переходять на більш низький енергетичний рівень.

Частина енергії, що втрачається при переході через ланцюг перенесення електронів, йде на забезпечення синтезу АТФ з АДФ і неорганічного фосфату. Вважають, що синтез молекул АТФ пов'язаний також з фотосистемою I, в якій є циклічний потік електронів, що полягає в тому, що електрони, захоплені акцептором, повертаються хлорофиллу через цитохром В. При цьому енергія, що вивільняється в реакціях систем перенесення електронів, в яких електрони рухаються "вниз, запасається шляхом синтезу молекул АТФ.

В результаті світлових реакцій фотосинтезу утворюються високоенергетичні АТФ і відновлений НАДФ, які забезпечують енергією наступні, так звані темнові реакції, що протікають без світла і призводять, зрештою, до відновлення атмосфертной СО2 до цукрів. Джерелом енергії тут є АТФ, а поновлюючим агентом - НАДФ'Н, синтезовані в реакціях фотосинтетичного перенесення електронів. Процес відновлення СО2 починається з катализируемой рибулозобисфосфаткарбоксилазой фіксації молекул цього з'єднання молекулами акцептора і супроводжується вступом атомів вуглецю в ряд послідовних реакцій , що призводить до утворення на кожні шість фіксованих молекул С02 однієї молекули глюкози, причому зв'язування однієї молекули СО2 забезпечується витратою трьох молекул АТФ і двох молекул НАДФ · Н.

Як зазначено вище, енергія і електрони, необхідні для темнових реакцій, поставляються АТФ і відновленим НАДФ, утвореними в світлових реакціях.

Таким чином, хімічна енергія, генерована світловими реакціями, стабілізується в молекулах глюкози в процесі темнових реакцій. Зрештою з глюкози утворюється крохмаль, який є її високомолекулярним полімером, в якому опиняються запасених по суті як атоми вуглецю, так і енергія. Полімеризуючись, глюкоза утворює також целюлозу. Підраховано, що в листках зелених рослин Землі і в фітопланктоні водойм щорічно синтезується близько 150 млрд тонн органічних речовин і виділяється в атмосферу близько 200 млрд тонн кисню.

Фотосинтез має велику старовину. Припускають, що круговорот вуглецю, т. Е. Фотосинтез, існував вже 3,5х109 років тому.

Абіотичні чинники середовища, їх характеристика

абиотическая зміст середовища визначається кліматичними, грунтовими та водними умовами. Тому відповідно до однієї з популярних класифікацій абіотичні чинники cpeди класифікують на фізичні (температура, світло, вологість, барометричний тиск), хімічні (склад атмосфери, органічні і мінеральні речовини грунту, рН грунту та ін.) І механічні фактори (рельєф місцевості, руху грунту і води, вітер, зсуви та ін.) Значення цих факторів полягає в тому, що вони найістотнішим чином визначають поширення видів, т. е. вони визначають ареал видів, під яким розуміють географічну зону, є місцем проживання (розповсюдження) організмів того або іншого виду.

Для живих організмів характерний діапазон переносимості дії абіотичних факторів, причому це визначається їх нормою реакції. Одні організми здатні переносити коливання факторів середовища в дуже широких межах. Вони отримали назву еврібіотних організмів (від грец. Eurys - широкий). Інші витримують вплив абіотичних факторів в дуже вузьких межах. Їх називають стенобіонтних організмами (від грец. Stenos - вузький). Еврібіонтность і стенобіонтних організми зустрічаються як серед рослин, так і серед тварин.

Фізичні фактори складають значну частину абіотичних факторів. Особливе значення належить температурі, оскільки вона є найважливішим чинником, що обмежує життя. Розрізняють термічні пояса - тропічний, субтропічний, помірний і холодний, до яких приурочена життя організмів в тих чи інших температурних умовах. Верхній і нижній рівні температурного діапазону легальні для організмів. Температуру, яка сприятлива для життя організмів, називають оптимальною. Більшість організмів здатне до життя в діапазоні від 0 до 50 ° С.

На основі здатності організмів існувати в умовах різних температур їх класифікують на евритермні організми, які здатні існувати в умовах значних коливань температур, і стенотермние організми, які можуть існувати лише у вузькому діапазоні температур. Еврітермние є організми, що мешкають в основному в умовах континентального клімату. Прикладом їх є тварини багатьох видів, що мешкають в прісних водоймах і здатні витримувати як промерзання води, так і її нагрівання до 40-45 0С. Еврітермние організми витримують найжорсткіші температурні умови. Наприклад, личинки багатьох двокрилих можуть жити у воді при температурі 50 ° С. У гарячих джерелах (гейзерах) при 85'С і більш мешкають багато видів бактерій, водоростей, гельмінтів. З іншого боку, арктичні види бактерій і водоростей мешкають в дуже холодній морській воді. Для багатьох еврітермних організмів характерна здатність впадати в стан заціпеніння, якщо дія температурного чинника "посилюється". У цьому стані різко знижується рівень обміну речовин. Прикладами заціпеніння є заціпеніння комах або риб при значному падінні температури. У ссавців (ведмеді, борсуки та ін.) Заціпеніння проявляється у вигляді зимової сплячки, коли різко знижується обмін речовин, але температура тіла при цьому падає незначно.

Від заціпеніння слід відрізняти анабіоз (від грец. Ana - знову, bios - життя, anabiosis - пожвавлення), який являє собою явище, що полягає в тому, що в організмів під впливом різних причин може різко знижуватися рівень обміну речовин аж до відсутності видимих ??ознак життя. Наприклад, у рослин висушені насіння зберігає схожість протягом багатьох років.

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар