Закон толерантности или оптимума

Каждый фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организм. Недостаточное или избыточное значение фактора отрицательно сказывается на жизни особей.

Совокупность экологических факторов, наиболее благоприятно влияющих на жизнедеятельность организма или вида, называетсязоной оптимума(рис.1.2) или зоной экологического комфорта. В этой зоне организмы дают наивысшую продуктивность.Зона пессимума или стресса- это условия, при которых жизнедеятельность организмов максимально угнетена, и они с трудом могут существовать. И, наконец, существуют летальные(смертельные) пределы экологического фактора, когда организм уже существовать не может. Такая кривая называется кривой толерантности (от греч. толеранция - терпение). Толерантность может изменяться, если организм попадает в другие условия, организм приспосабливается к условиям (адаптируется).

Каждый вид имеет свою зону оптимума и пессимума. Например, оптимум для белого медведя - льды Северного ледовитого океана, для дикобраза - теплые предгорья Тянь-Шаня.

Зона оптимума (или зона экологического комфорта), наиболее богатая видами, наблюдается в Западной Европе, многих районах США, Южной Америки, в западных районах России, на Кавказе, в предгорьях Тянь-Шаня, Алтая, Памира. Эти районы отличаются большим разнообразиемрастений и животных, высокой плотностью населения, развитыми промышленностью и сельским хозяйством.

Для зоны пессимума характерно меньшее разнообразие видов, меньшая плотность организмов и продуктивность экосистемы, низкая плотность населения и весьма неблагоприятные условия жизни. Это Арктика, Антарктика, тундра, лесотундра, холодные высокогорные районы и жаркие пустыни.

Рис. 1.3. Зависимость результата действия экологического

фактора от его интенсивности

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание 1. На какие группы условно подразделяются факторы окружающей среды. По какому признаку эти факторы объединены в группы?

		Факторы

Задание 2. Если бы Вы сделали разрезы почв в широколиственном и хвойном лесу, то увидели бы разные по цвету и структуре почвы. Разное в них содержание гумуса. В каком лесу почвы более плодородны? Почему?

Задание 3. Попробуйте предсказать, какие изменения произойдут на дачном (приусадебном) участке, в сквере, на окраине города, на стройке, на пустыре, если полностью прекратить обработку земли? Как называются такие изменения? В каком направлении они будут идти далее?

Задание 4. Заполните таблицу. В зависимости от способа питания подберите трофическую группу организмов. Приведите примеры.

№ п/п	Способ питания	Трофическая группа	Примеры
	Используют углерод неорганического вещества, например СО2
	Животные питаются живыми растениями
	Используют углерод неорганического вещества и химическую энергию
	Используют углерод органических веществ и заключенную в них энергию
	Питаются другими животными
	Для синтеза органических веществ используют углерод неорганических веществ и солнечную энергию
	Питаются мертвыми органическими веществами
	Питаются соками организма-хозяина

Трофические группы (автотрофы, гетеротрофы, фотоавтотрофы, хемоавтотрофы, фитофаги, зоофаги, паразиты, симбиотрофы, детритофаги).

Задание 5.Рассмотрите рис.1.2. Почему схема имеет конфигурацию в виде треугольника? Возможно ли построение схемы в виде прямоугольника? Ответ поясните.

Задание 6. Согласны ли Вы с утверждением, что продуктивность морей значительно ниже продуктивности суши? Ответ обоснуйте.

Задание 7. Между океаном и сушей происходит обмен влагой. Почему с развитием цивилизации равновесие обмена влагой между океаном и сушей нарушилось?

Задание 8. Строительство очистных сооружений приводит к снижению загрязнения окружающей среды. Почему же специалисты считают, что проблема загрязнений может быть решена только при разработке и внедрении замкнутых, безотходных технологий? Как в естественных экосистемах регулируется процесс потребление производство отходы.

Задание 9. Заполните ячейки в схеме

Неорганические соединения + энергия

Продуценты

Консументы

Редуценты

Неорганические соединения – энергия

Примечание: не включайте в схему группу паразитов и симбиотрофов.

Задание 10. Какие абиотические факторы влияют на организмы, живущие на суше, в воде и в почве? Впишите названия факторов в таблицу и подчеркните важнейшие из них в каждой среде.

Среда обитания	Основные факторы
Суша
Вода
Почва

Задание 11. Какой экологический фактор или ресурс может ограничить нормальное развитие и жизнь организма, вплоть до полного вымирания? Покажите на примере.

Отчет должен содержать:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ответы на вопросы заданий.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое биосфера? Назовите ее компоненты.

2. Что изучает экология? Что такое экосистемы? Из каких компонентов они состоят?

3. Что понимается под окружающей средой?

4. Что такое гомеостаз? Как он поддерживается?

5. Что такое трофические уровни? Приведите примеры.

6. В чем сущность закона толерантности? Поясните на примере.

7. Что такое адаптация?

8. Что такое "экологическая ниша"?

9. Что такое сукцессии? (приведите пример).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

ИЗУЧЕНИЕ КРУГОВОРОТОВ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ НА ПРИМЕРЕ ЦИКЛА УГЛЕРОДА

Цель работы:

1. Познакомиться с круговоротами веществ в окружающей среде.

2. Проследить различные пути атома углерода из атмосферы в различные организмы и из организмов в окружающую среду.

Теоретическая часть

Живое вещество состоит из множества химических элементов. Из них преобладают три: кислород (70 %), углерод (18 %) и водород (10 %). На долю азота, натрия, фосфора, магния, кремния, серы, калия, железа и хлора падает 1,5 %. На все остальные элементы системы Менделеева приходится менее 0,5 %.

Все химические элементы, в том числе и искусственно созданные, обычно циркулируют в биосфере по характерным путям. Зеленые растения трансформируют световую энергию в потенциальную химическую (при фотосинтезе). Эта энергия сосредотачивается в органических соединениях (белках, жирах, углеводах), созданных из минеральных веществ, поставляемых окружающей абиотической средой.

Совокупность организмов (биомасса) каждого трофического уровня характеризуется некоторым количеством энергии. Переходы с одного уровня пищевой цепи на другой (например, от продуцентов к первичным консументам) сопровождаются значительными потерями вещества и потенциальной энергии. Так, например, только 1 % солнечной энергии используется на фотосинтез, остальная часть рассеивается в форме тепла.

В большей или меньшей степени замкнутые пути прохождения элементов из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду называются биогеохимическими циклами. "Био" относится к живым организмам, а "гео" — к горным породам, воздуху и воде.

Перемещение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений можно назвать круговоротом элементов питания.

Движение в циклах не всегда бывает равномерным, существуют пункты сосредоточения (фонды), в которых элементы задерживаются на более или менее длительное время. Поэтому в каждом круговороте можно

выделить:

-резервный фонд - большая масса медленно движущихся веществ, в основном небиологический компонент;

-подвижный (обменный) фонд- меньший, но более активный, для которого характерен быстрый обмен веществ между организмами и их непосредственным окружением.

Любой атом, находящийся в резервном фонде, не обязательно все время недоступен для организмов, так как между резервным и обменным фондами существует постоянный обмен как за счет естественных процессов (извержения вулканов, пожары и др.), так и за счет деятельности человека (сжигание топлива, применение минеральных удобрений, искусственное орошение и др.).

Основными биогеохимическими циклами являются циклы воды, углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора и серы. Они пока не изучены в полном масштабе, т.к. некоторые фазы протекают внутри малоизученных экосистем. Водные экосистемы наиболее изучены в силу их гомогенности. Кроме того, все циклы неразрывно связаны друг с другом и составляют в целом биосферу.

Круговорот воды

Вода — наиболее важная часть тела живых существ. В теле человека она составляет 60 % по весу, а в растительном организме достигает 95 %.

Круговорот (циркуляция) воды в природе происходит по условной схеме: выпадение атмосферных осадков, поверхностный и подземный сток, инфильтрация, перенос водяного пара в атмосфере, конденсация водяного пара, повторное выпадение атмосферных осадков (рис. 2.1). В результате круговорота происходит накопление, очистка и перераспределение планетарного запаса воды. Под действием солнечной энергии и сил земного притяжения вода непрерывно перемещается между океанами, атмосферой, сушей и живыми организмами. Пары воды в атмосфере конденсируются, захватывая газы атмосферы, вулканические газы, вредные вещества антропогенной деятельности и выпадают на Землю. Основная масса воды, извлекая растворимые соединения из пород литосферы, разрушая их, стекает обратно в океан, постепенно изменяя его состав. Труднорастворимые соединения химических элементов оседают на дне. Вредные вещества из атмосферы и с поверхности почвы, смешиваясь с естественными водами, приводят к локальным загрязнениям окружающей среды.

Рис.2.1. Упрощенная диаграмма круговорота воды

Человек может вмешиваться в круговорот воды двумя способами:

* забирая большое количество пресной воды из рек, озер и водоносных горизонтов, тем самым истощая запас грунтовых вод и открывая доступ океанической соленой воде в подземные водоносные горизонты;

* сводя растительный покров суши в интересах развития сельского хозяйства, при добыче полезных ископаемых, строительстве жилья, дорог и других видах деятельности, что приводит к уменьшению просачивания поверхностных вод под землю, что, в свою очередь, сокращает пополнение запасов грунтовых вод, увеличивает риск наводнений, повышает интенсивность поверхностного стока, усиливая эрозию почв.

Круговорот азота

Азот (от греч. azoos - безжизненный). Газообразный азот, составляющий 78 % объема земной атмосферы, не может непосредственно использоваться живыми организмами. В свободном состоянии он обладает химической инертностью, а соединяясь с другими элементами, весьма активен. Организмы нуждаются в различных химических формах азота для образования белков и генетически важных нуклеиновых кислот (ДНК). Большинству зеленых растений требуется азот в форме нитрат – ионов (NO₃^-) и ионов аммония (NH₄⁺). Но он может преобразовываться в растворимые в воде соединения, содержащие ионы NO_3­^- и NH₄⁺, которые и усваиваются корнями растений (рис.2.2).

В результате деятельности человека в круговорот включается азот, образующийся при сжигании топлива, выделяемый при добыче полезных ископаемых для производства минеральных удобрений, попадающий в окружающую среду со стоками животноводческих ферм и при удобрении сельскохозяйственных полей и др.

Соединения азота с кислородом называются оксидами азота. Известны N₂О, NО, N₂О₃, NО₂ (и его димер N₂О), N₂О_5.. Для окружающей среды наибольшую опасность представляет диокид азота NО₂, который при взаимодействии с водой образует азотную кислоту и оксид азота, что является причиной образования кислотных дождей:

3NО₂ + Н₂О = 2 Н NО₃ + NО

Диоксид азота, взаимодействуя со щелочами, образует нитриты и нитраты.

Азот вовлекается в биогенный круговорот двумя путями:

1 - путем растворения разных оксидов азота в дождевой воде и внесения их таким образом в почву и океан;

2 - путем биологической фиксации N₂ клубеньковыми бактериями бобовых растений и микроорганизмами.

Значительные запасы азота сосредоточены в почве в виде минеральных и органических соединений. У животных большая часть азота выводится из организма, у растений обмен азота замкнут. Поступивший в них азот возвращается в почву с самими растениями. Остатки организмов, погребенные в толщах замли, под действием микроорганизмов подвергаются денитрификации, при которой элементарный азот возвращается в атмосферу.

Нитраты при несоблюдении норм могут накапливаться в продуктах питания, питьевой воде и вызывать тяжелые отравления, а также нарушения кислородного обмена в организме человека, называемого метаглобинемией.

Рис.2.2. Упрощенная диаграмма круговорота азота

Круговорот фосфора

Фосфор главным образом в виде фосфат – ионов (РО₄^3- и НРО₄^2-) является важным питательным элементом как для растений, так и для животных. Он входит в состав молекул ДНК, несущих генетическую информацию; молекул АТФ и АДФ, в которых запасается необходимая для организмов химическая энергия, используемая при клеточном дыхании; молекул жиров, образующих клеточные мембраны в растительных и животных клетках; а также веществ, входящих в состав костей и зубов.

Круговорот фосфора в упрощенном виде показан на рис.2.3. В этом круговороте фосфор медленно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных океанических осадков к живым организмам и затем обратно.

Фосфор, высвобождаемый при медленном разрушении (или выветривании) фосфатных руд, растворяется почвенной влагой и поглощается корнями растений. Фосфатные соединения очень плохо растворяются в воде и встречаются лишь в определенных типах горных пород. Таким образом, во многих почвах и водных экосистемах содержание фосфора является лимитирующим фактором роста растений.

Рис.2.3. Упрощенная диаграмма круговорота фосфора

Животные получают необходимый им фосфор, поедая растения или растительноядных животных. Значительная часть этого фосфора в виде экскрементов животных и продуктов разложения мертвых животных и растений возвращается в почву, в реки и, в конце концов, на дно океана в виде нерастворимых фосфатных осадочных пород.

Часть фосфора возвращается на поверхность суши в виде гуано — обогащенной фосфором органической массы экскрементов питающихся рыбой птиц (пеликанов, олуш, бакланов и т.п.). Однако несравнимо большее количество фосфатов ежегодно смывается с поверхности суши в океан в результате природных процессов и антропогенной деятельности.

Вследствие геологических процессов, длящихся миллионы лет, могут подниматься и осушаться участки океанического дна, образуя острова или материки. Последующее выветривание обнажившихся горных пород приводит к высвобождению новых количеств фосфора и продолжению круговорота.

Вмешательство человека в круговорот фосфора сводится в основном к добыче больших количеств фосфатных руд для производства минеральных удобрений и моющих средств и избытку фосфат – ионов в водных экосистемах при попадании в них загрязненных стоков с животноводческих ферм, смытых с полей фосфатных удобрений, а также очищенных и неочищенных коммунально-бытовых стоков.

Круговорот углерода

Углерод является основным строительным материалом молекул белков, жиров, нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и других важных для жизни органических соединений. Схема круговорота углерода приведена на рис.2.4. Растения поглощают диоксид углерода IV (CO₂) из атмосферы и под действием солнечного света с помощью хлорофилла осуществляют фотосинтез сложных органических соединений, например сахаров.

В процессе клеточного метаболизма молекулы сахара преобразуются в протеины, липиды и т.д. Эти различные вещества служат углеводным питанием животным, незеленым растениям и человеку. Для животных этот процесс осложняется необходимостью переваривания съеденной пищи, в процессе которого сложные молекулы, содержащие углерод, разлагаются до простых.

С другой стороны, все организмы осуществляют клеточное дыхание- процесс обратный фотосинтезу, то есть выбрасывают в атмосферу CO₂.

Когда наступает смерть, то детритофаги и биоредуценты разлагают и минерализуют трупы, образуя цепи питания, в конце которых углерод вновь поступает в круговорот в форме углекислоты ("почвенное дыхание"). Детритофаги превращают животные и растительные остатки в новые органические соединения (гумус). Грибы и бактерии разлагают гумус с выделением углекислого газа. При недостатке воздуха, а также высокой кислотности детритофаги не могут функционировать, и органические остатки накапливаются в виде торфа и образуют торфяные болота. Это приостанавливает круговорот.

В далекие геологические эпохи значительная часть фотосинтезированного органического вещества, не использованная консументами и редуцентами, накапливалась, погребаясь под минеральными осадками. За миллионы лет под действием высоких температур и давлений это вещество превратилось в нефть, газ и уголь, в зависимости от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в земле. При сжигании их в качестве топлива накопившийся углерод вновь превращается в CO₂. При неполном сгорании топлива в атмосферу могут выбрасываться окись углерода CO (угарный газ), сажа C и другие углеродсодержащие соединения (альдегиды, бензапирен и др.). Они могут непосредственно вступать во взаимодействие с живым веществом, разрушая и отравляя его.

Рис.2.4. Круговорот углерода [4]

В воде также происходит замедление круговорота углерода, так как углерод, помимо фотосинтеза водорослями, накапливается в составе CaCO₃ (мел, известняк, кораллы) химического или биогенного происхождения. Эти массы углерода остаются вне круговорота в течение целых геологических периодов, пока CaCO₃ в виде горных цепей не поднимается над поверхностью моря. С этого момента начинается выщелачивание известняка атмосферными осадками, а также под действием корней растений.

CaCO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂.

Углерод горных пород может быть также высвобожден в результате человеческой деятельности (добыче полезных ископаемых, разложении под действием кислотных дождей и др.). Так разрушаются мраморные памятники архитектуры, простоявшие несколько тысячелетий (Акрополь, Колизей и др.).

Практическая часть

На рис.2.5. приведена схема, упрощенно показывающая движение углерода в окружающей среде. Рассмотрите ее и попробуйте проследить различные циклы углерода. Возьмите фишки, обозначающие атомы углерода, и разделите их между играющими. Для начала игры разместите их в положение 1 (диоксид углерода в атмосфере). Вам потребуются еще две фишки или два кубика.

По очереди, подбрасывая кубики, продвигайте ваш "атом углерода" в соответствии с тем, как выпадут кубики согласно приведенной ниже инструкции. Каждый пункт имеет свое обозначение (цифра и необязательная буква, например: 1, 2, 11 б). Прежде чем продвигаться дальше, дождитесь своего хода, если инструкция не предусматривает иного. Обратите внимание, что порядок перехода фишек (атомов) не соответствует порядку номеров и происходит случайно, в зависимости от того, как упадут кубики. Фишки двух или более игроков могут занимать одну и ту же позицию одновременно. Когда Ваш «атом» возвратится в атмосферу, цикл углерода завершен. Продолжайте играть, начав следующий цикл.

Каждый игрок должен записывать путь своей фишки в каждом цикле. Каждый, кто получил ясное представление о непрерывном круговороте атомов углерода в биосфере, уже выиграл. Если Вы играете на интерес, победителем может стать тот, чей атом углерода: 1) «посетил» максимум организмов; 2) совершил больше циклов; 3) прошел самый длинный цикл; 4) больше всего времени провел в атмосфере.

Отчет о работе должен содержать запись пройденных ходов и построения полученных циклов.

Инструкция к деловой игре "Цикл углерода"

(пункты соответствуют номерам позиций)

Обозначения: О – орел, Р – решка (если используются фишки)

О - четное число, Р - нечетное (если используются кубики).

1. Атом углерода входит в состав молекулы CO₂ в атмосфере.

Подбросьте два кубика.

ОО. Атом углерода не поглощается растением и остается в атмосфере до следующего хода.

ОР или РР. Атом углерода поглощается листом растения. Переход на позицию 2.

2. Молекула CO₂ с вашим углеродным атомом находится на листе растения.

Подбросьте два кубика.

ОО. Нет солнечного света! Фотосинтез не происходит. Молекула СО₂ с Вашим углеродным атомом возвращается в атмосферу. Переход на позицию 1.

ОР или РР. Солнечный свет! Происходит фотосинтез. Ваш углеродный атом в результате включается в молекулу сахара. Переход на позицию 3.

3. Атом углерода включен в молекулу сахара в растении.

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула сахара с Вашим атомом углерода окисляется в процессе клеточного дыхания, обеспечивающего растение энергией для роста. Углеродный атом возвращается в составе молекулы СО₂ в атмосферу на позицию 1.

ОР или РР. Молекула сахара с Вашим углеродным атомом превращается в молекулу, входящую в состав ткани растения. Переход на позицию 4.

4. Атом углерода включен в молекулу, входящую в состав растительной ткани.

Бросьте кубики.

ОО. Растение съедено животным. Переход на позицию 5; подбросьте одну монету 2 раза и определите, какое это животное.

ОР или РР. Часть растения отмирает, образуется мертвое органическое вещество — детрит. Переход на позицию 6.

5. Ткань растения с углеродным атомом съедена первичным консументом.

Бросьте два раза один кубик.

ОО. Травоядное млекопитающее. Переход на позицию 8 а.

ОР. Птица. Переход на позицию 8 б.

РО. Насекомое. Переход на позицию 8 в.

РР. Человек (возможно, Вы сами). Переход на позицию 9.

6. Атом углерода находится в молекуле мертвого органического вещества (детрита).

Бросьте два кубика.

ОО или ОР. Детрит съеден детритофагом или редуцентом. Переход на позицию 10. Сыграйте еще раз. чтобы определить, каким именно.

РР. Пожар! Переход на позицию 7.

7. Молекула с углеродным атомом окисляется (сгорает). Кислород соединяется с углеродным атомом, и тот высвобождается в атмосферу в составе молекулы диоксида углерода.

Немедленно возвращайтесь на позицию 1, не делая хода.

8. Ткань растения с углеродным атомом съел первичный консумент.

Бросьте два кубика

ОО. Молекула с углеродным атомом метаболизировалась, и он вошел в состав соединения, образующего ткань тела консумента. Переход на позицию 11 б.

ОР. Клеточное дыхание! Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу вместе с фекалиями. Переход на позицию 6.

9. Ткань растения с углеродным атомом съел человек (возможно, вы сами).

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула с углеродным атомом метаболизировалась, и он вошел в состав соединения, образующего ткань человеческого тела. Переход на позицию 11 а.

ОР. Клеточное дыхание! Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу вместе с фекалиями. Переход на позицию 6.

10. Молекула с углеродным атомом съедена первичным детритофагом или редуцентом.

Подбросьте два раза один кубик.

ОО. Земляной червь. Переход на позицию 15 б.

ОР. Гриб. Переход на позицию 15 в.

РО. Бактерия. Переход на позицию 15 а.

РР. Насекомое. Переход на позицию 15 г.

11 а. Атом углерода входит в состав соединения, образующего ткань человеческого тела.

Подбросьте два кубика.

ОР. Соединение подверглось расщеплению и метаболизированию в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОО. Человек умирает и его тело кремируют. Переход на позицию 7.

РР. Человек умирает и его тело закапывают в землю. Переход на позицию 6.

11 б. Атом углерода входит в состав соединения, образующего ткань первичного консумента, или фитофага.

Бросьте два кубика.

ОО. Соединение подверглось расщеплению и метаболизированию в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Первичный консумент съеден вторичным консументом. Переход на позицию 13.

РР. Первичный консумент погиб от ранения или болезни. Переход на позицию 6.

11 в. Атом углерода входит в состав соединения, образующего ткань вторичного консумента (плотоядного животного).

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула подверглась расщеплению и метаболизирована в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Вторичный консумент съеден консументом третьего порядка. Переход на позицию 14.

РР. Вторичный консумент погиб от ранения или болезни. Переход на позицию 6.

11 г. Атом углерода входит в состав соединения, образующего ткань консумента третьего порядка (плотоядного животного).

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула подверглась расщеплению и метаболизирована в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Вторичный консумент съеден консументом четвертого порядка. Переход на позицию 14.

РР. Вторичный консумент погиб от ранения или болезни. Переход на позицию 6.

12. Молекула, содержащая атом углерода, расщепляется в процессе клеточного дыхания с высвобождением энергии, необходимой для жизнедеятельности и движения консумента. При этом углеродный атом соединяется с атомами кислорода и высвобождается в атмосферу в составе диоксида углерода.

Немедленно возвращайтесь на позицию 1, не сделав хода.

13. Молекула с углеродным атомом съедена вторичным консументом.

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула с углеродным атомом метаболизирована с образованием соединения, входящего в состав ткани консумента. Переход на позицию 11 в.

ОР. Клеточное дыхание! Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу с фекалиями. Переход на позицию 6.

14. Молекула с углеродным атомом съедена консументом третьего или четвертого порядка.

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула с углеродным атомом метаболизировалась с образованием соединения, входящего в состав ткани тела консумента. Переход на позицию 11 г.

ОР. Клеточное дыхание! Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу с фекалиями. Переход на позицию 6.

15 а. Молекула с углеродным атомом поглощена бактерией.

Бросьте кубик.

О. Молекула включена в состав бактериальной клетки. Переход на позицию 16.

Р. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

15 б. Молекула с углеродным атомом съедена земляным червем.

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула включается в состав тела червя. Переход на позицию 17.

ОР. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу с фекалиями. Переход на позицию 6.

15 в. Молекула с углеродным атомом поглощена грибом.

Бросьте кубик.

О. Молекула включается в состав гриба. Переход на позицию 18.

Р. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

15 г. Молекула с углеродным атомом съедена личинкой насекомого.

Бросьте два кубика.

ОО. Молекула включается в состав тела насекомого. Переход на позицию 19.

ОР. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

РР. Молекула с углеродным атомом не переварена; пройдя через желудочно-кишечный тракт, она вышла наружу с фекалиями. Переход на позицию 6.

16. Атом углерода входит в состав бактериальной клетки.

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Бактерия съедена земляным червем. Переход на позицию 15 б.

РР. Бактерия погибла. Переход на позицию 6.

17. Атом углерода входит в состав тела земляного червя.

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Земляного червя съела птица. Переход на позицию 8 б.

РР. Земляной червь погиб от ранения или болезни. Переход на позицию 6

18. Углеродный атом входит в состав гриба.

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Гриб съеден личинкой насекомого. Переход на позицию 15.

РР. Гриб отмер. Переход на позицию 6.

19. Атом углерода входит в состав тела насекомого.

Подбросьте два кубика.

ОО. Молекула расщепляется и метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Переход на позицию 12.

ОР. Насекомое съедено мелким млекопитающим. Переход на позицию 14.

РР. Насекомое погибло от ранения или болезни. Переход на позицию 6.

Вопросы для проверки

1. Циклы каких элементов вам известны?

2. За счет чего осуществляется круговорот воды в атмосфере?

3. Как и за счет чего осуществляется цикл азота?

4. Как происходит круговорот фосфора? Как в него вмешивается человек?

5. Происходит ли образование, превращение или разрушение атомов химических элементов в результате их круговоротов?

6. В каких превращениях участвуют углеродные атомы, проходя цикл?

7. Почему атомы углерода из диоксида углерода не включаются в молекулу сахара в темноте?

8. Значительная часть съеденной пищи в любом организме метаболизируется в процессе клеточного дыхания. Почему? Что и как получает организм в результате этого? Что происходит с атомами углерода в процессе дыхания?

9. Как долго (сколько раз) атомы углерода циркулируют в биосфере?

10. Почему не происходит загрязнения природной экосистемы мертвым органическим веществом. Приведите примеры, иллюстрирующие Вашу точку зрения.

11. В ходе какого метаболического процесса происходит окончательное разложение органических соединений с образованием безвредных неорганических веществ?

Список литературы

1. Бернер Р., Ласага А. Моделирование геохимического цикла углерода//В мире науки. - 1989. № 5. - С. 44–52.

2. Биохимия растений. Пер. с англ; Под ред. В. Л. Кретовича.- М.: - Мир, 1968.

3. Говинджи, Колеман У. Как растения производят кислород?//В мире науки. - 1990. - № 4. - С. 34–41.

4. Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. - М.: Прогресс, 1973.

5. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. - М.: Панагея. 1993.

6. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. В 2-х т. - М.: Мир, 1993.

7. Юван Д., Маррс Б. Молекулярные основы фотосинтеза//В мире науки. - 1987. - № 8. - С. 12–19.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3