Классификация живого вещества по способу питания

Автотрофы	Гетеротрофы	Миксотрофы
Фотоавтотрофы	Биотрофы	-
Хемоавтотрофы	Сапротрофы	-

Автотрофами называют организмы, берущие необходимые им для жизни химические элементы из окружающей их косной материи и не требующие для построения своего тела готовых органических соединений другого организма. Основной источ­ник энергии, используемый автотрофами, - Солнце.

Автотрофы подразделяются на фотоавтотрофы и хемоавтотрофы. Фотоавтотрофы используют в качестве источника энергии солнечный свет, хемоавтотрофы используют энергию окисления неорганических веществ.

К автотрофным организмам относятся водоросли, наземные зеленые растения, бактерии, способные к фотосинтезу, а также некоторые бактерии, способные окислять неорганические веще­ства (хемоавтотрофы). Автотрофы являются первичными проду­центами органического вещества в биосфере.

Гетеротрофы - организмы, нуждающиеся для своего питания в органическом веществе, об­разованном другими организмами. Гетеротрофы способны раз­лагать все вещества, образуемые автотрофами, и многие из тех, что синтезирует человек.

Живое вещество устойчиво только в живых организмах, оно стре­мится заполнить собой все возможное пространство. «Давлением жизни» называл данное явление В. И. Вернадский.

На Земле из существующих живых организмов наибольшей силой размножения обладает гриб-дождевик гигантский. Каж­дый экземпляр данного гриба может дать до 7,5 млрд. спор. Если каждая спора послужила бы началом новому организму, то объем дождевиков уже во втором поколении в 800 раз превысил раз­меры нашей планеты.

Таким образом, наиболее общее и специфическое свойство живого - способность к самовоспроизведению, конвариантной редупликации на основе матричного принципа. Эта способ­ность вместе с другими особенностями живых существ и опре­деляет существование основных уровней организации живого. Все уровни организации жизни находятся в сложном взаимодей­ствии как части единого целого. На каждом уровне действуют свои закономерности, определяющие особенности эволюции всех форм организации живого. Способность к эволюции выс­тупает как атрибут жизни, непосредственно вытекающий из уни­кальной способности живого к самовоспроизведению дискрет­ных биологических единиц. Специфические свойства жизни обеспечивают не только воспроизведение себе подобных (наследственности), но и необходимые для эволюции изменения самовоспроизводящих структур (изменчивость).

Эволюция биосферы.

Ученые считают, что возраст нашей Галактики 10-12 млрд. лет, Солнца -5, Земли – 4,5 млрд. лет.

Аккреция вещества Земли привела к временному его разогреву и легких молекул первичной атмосферы, прежде всего водорода и гелия, рассеянных в космическом пространстве. Последующее пони­жение температуры в результате сильного излучения тепла привело к образованию твердой коры. Активный вулканизм мешал этому про­цессу, но в то же время поставлял большие количества газов, из которых образовалась вторичная атмосфера. В ней, кроме Н₂ было много других газов, таких, как СН₄, NН₃ и Н₂О.

Наряду с водяными парами уже существовал и древний океан, состоящий из жидкой воды. Углекислоты как Н₂СО₃ было мало, так как ее восстанавливали соединения Fe²⁺, содержавшиеся в земной коре. Примерно 1 млрд. лет атмосфера была восстановительной, имелись возможности для процессов абиогенного образования и накопления многих соединений.

По мере возрастающей потери Н₂ в космическое пространство создавалась третичная атмосфера, содержащая большие количества N₂ (из NН₃) и СО₂ (из вулканических газов и из СН₄) и паров воды.

В атмосфере Земли кислород первоначально накапливался путем разложения воды и водяного пара под действием ультра­фиолетовых лучей Солнца.

Появление около 3,5 млрд. лет назад хлорофиллоносных организмов, способных осуществлять фотосинтез, т.е. ис­пользовать экзогенный источник энергии (солнечную радиа­цию) для синтеза из углекислого газа, воды и минеральных элементов всех органических веществ, необходимых для жизни. Эти организмы оказались способны преобразовывать сол­нечную энергию в биохимическую.

«Изобретение» фотосинтеза способствовало повышению со­держания кислорода в атмосфере и формированию современ­ной, четвертичной атмосферы.

На восстановительную вторичную атмосферу воздействовали большие потоки энергии: коротковолновое ультрафиолетовое излучение, ионизирующее излучение Солнца (сейчас экранируется озоновым слоем), электрические разряды (грозы, коронные раз­ряды), местные источники тепла вулканического происхождения. В этих условиях мог идти активный химический синтез, при кото­ром из газов вторичной атмосферы через такие промежуточные продукты, как синильная кислота, этилен, этан, формальдегид и мочевина, образовались сначала мономеры, а затем и полимеры. Ввиду того, что окисление не происходило, водоемы обогащались такими соединениями, как аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания, сахара, карбоновые кислоты, липиды. Об­разовался «первичный бульон». Происходили процессы осаждения, разделения и адсорбции, а на поверхностях минералов (глина, го­рячая лава) - дальнейшие синтетические процессы. Это подтверждается результатами анализа древних земных химических ископаемых и их сравнением с внеземным органическим веществом (метеориты), а также многочисленными модельными экспериментами, показавшими, что в смеси газов, воспроизводящей атмосферу, при достаточном притоке энергии действительно про­исходят процессы синтеза органических веществ. Среди продук­тов этого синтеза найдены основные биологически важные соеди­нения, в том числе 14 аминокислот, пурины и пиримидины, сахара, АМФ, АДФ, АТФ, жирные кислоты и порфирины. Удалось создать и модели абиотического образования биополимеров, например, полипептидов с длинной цепью - протеиноидов, имеющих форму шариков диаметром около 1 мкм (микросфер). Здесь можно ус­мотреть намеки на такой сложный процесс, как абиотическое об­разование нуклеиновых кислот, на их примитивную абиотическую репликацию, происходящую без участия ДНК-полимеразы.

Вероятно, очень рано начались и взаимодействия между протеиноидами и нуклеиновыми кислотами. При этом, например, Эйген (1971) считает, что, с одной стороны, подходящий протеиноид способствовал более быстрому и правильному размножению молекул нуклеиновой кислоты, а с другой - нуклеиновая кислота начинала кодировать преимущественно подходящие для нее бел­ки. Начинался самообучающийся каталитический циклический про­цесс, который в конкуренции за строительные блоки, в отборе, на быстроту и точность репродукции приобретал все большие пре­имущества. Следовательно, белки и нуклеиновые кислоты нужны были одновременно. В этот период, носящий название пребиотической (химической) эволюции, уже действовал дарвиновский принцип отбора как оптимизирующий процесс.

Биотическая эволюция. В конце абиотической эволюции по­явились примитивные организмы - протобионты. Протобионты представляли собой организованные, отграниченные от окружаю­щей среды, обособленные системы молекул, способные к реплика­ции и трансляционному синтезу белка (генетическая гипотеза). Орга­нические строительные блоки (абиотического происхождения) они получали из «первичного бульона», так что вначале им не нужны были ферменты для построения этих блоков. Около 4 млрд. лет назад уже определенно имелись разные типы протобионтов.

По мере того, как биологические явления начинали преобла­дать над пребиотическими, «первичный бульон» ста­новился все беднее органическими веществами.

В этих условиях селективным преимуществом для протоби­онтов стало обладание плазматической мембраной, защищаю­щей от потери этих веществ путем диффузии, и способность из­бирательно их накапливать, например, посредством переноса неорганического фосфата на нуклеозиддифосфат.

Мембраны могли возникнуть в ходе формирования коацерватов (капля или слой с большей концентрацией коллоида, чем в остальной части раствора), образующихся в воде при соприкос­новении двух слабо взаимодействующих полимеров, или при ад­сорбции полимеров на поверхности глин.

Поглощение веществ привело к росту, а затем и делению, при этом выживали те продукты деления, которым доставался пол­ный набор нуклеиновых кислот и белков. Селективное преиму­щество доставляли объединение отдельных геномов в единый ге­ном, появление специальных механизмов разделения и перетяж­ки. Такое образование, снабженное все более расширявшимся набором ферментов, называют протобионтом (синоним поня­тия «эобионт»). Возможные остатки протобионтов - шаровидные образования - встречаются в отложениях Онфервахт в Юж­ной Америке (возраст около 3,4 млрд. лет), известковые отложе­ния (строматолиты) возрастом 2,7-3,1 млрд. лет, найденные в Родезии, образованные, по мнению ученых, прокариотами, напоминающими сине-зеленые водоросли.

С обеднением первич­ного бульона давление отбора стало благоприятствовать формам, способ­ным к самостоятельному синтезу жизненно важных веществ. Основным спосо­бом получения энергии, несомненно, являлась пер­вичная гетеротрофия. У более высокоразвитых протобионтов уже имелись раз­личные процессы броже­ния. Примеры аналогичных процессов мы находим и у современных микроорга­низмов. Третичная атмос­фера, в которой количество СО₂, продолжало возрас­тать (в том числе и благо­даря брожению), позволя­ла частично покрывать потребность в углероде за счет ассимиляции СО₂. Вырабатываются и биотические пути синте­за аминокислот, которые уже отсутствуют в первичном бульоне. Про­цессы анаэробного дыхания как способ получения энергии явились шагом вперед по сравнению с брожением. Источни­ком кислорода, которого еще не было в атмосфере, служили сульфаты, нитриты, нитраты и т. д. Сформировался механизм переноса электронов по цепи дыхания. Необходимые для это­го порфирины (цитохромы) могли синтезироваться синтетическим путем. Вторым, эволюционно самым важным, путем полу­чения энергии стало использование света (фотоэргия). Пер­вым шагом на этом пути была, по всей видимости, простая фотохимическая реакция. Вторым, более эффективным шагом было циклическое фотофосфорилирование, а третьим - не­циклическое фосфорилирование, позволившее восстанавливать СО₂ и строить органическое вещество. Организм, овладевший фотосинтезом, стал автотрофным. Необходимый для фото­синтеза хлорофилл мог образоваться абиотическим путем и затем включиться в богатые липидами мембраны. Фотосинтез привел к активному образованию органического вещества и свободного кислорода. На основе синтеза органического ве­щества смог возникнуть круговорот веществ между автотрофными и зависящими от них гетеротрофными организмами. На­личие кислорода явилось предпосылкой для развития аэроб­ного хемосинтеза и эволюционно самого молодогоиз процессов получения энергии - дыхания. Возникла вторич­ная гетеротрофия, в которой процессы брожения заменены дыханием. На протяжении 2,8-1,8 млрд. лет кислорода в атмосфере все еще было, меньше 1%.

Эволюция прокариот. На уровне протобионтов уже были заложены основы для эволюции линий прокариот (бактерии и сине-зеленые водоросли) и эукариот (зеленые растения и все ос­тальные водоросли), развившиеся, вероятнее всего, из одной группы протобионтов (монофилия современных живых организ­мов). Это подтверждают многочисленные общие черты: единство носителя генетической информации, генетического кода, основ обмена веществ и т. д. Вместе с тем современные прокариоты определенно не являются предками эукариот. Уровень прокариот был достигнут более 3 млрд. лет назад. К основным особенностям этого типа относятся:

- усовершенствование механизмаразмножения и генетичес­кого кода;

- разделение процессов репликации и транскрипции генов;

- образование кольцевого генома из обособленных вначале генных молекул;

- построение ферментных систем для синтеза АТФ;

- активный транспорт веществ и выработка механизмов соб­ственного синтеза аминокислот, нуклеотидов, углеводов, липидов и др.

К прокариотам относятся грамположительные и грамотрицательные бактерии и сине-зеленые водоросли, называемые зачас­тую цианобактериями.

Эволюция эукариот. Эта линия, вероятно, отделилась от высокоразвитых протобионтов сравнительно рано, параллельно с развитием прокариот. Древнейшие остатки найдены в поро­дах возрастом 1,4-2 млрд. лет. Переход к клеткам с хромосо­мами в отграниченном от цитоплазмы клеточном ядре, с ми­тохондриями и хлоропластами, к половому размножению с диплоидией и рекомбинацией расширил эволюционные возможности и стал предпосылкой для многоклеточности и дифференциации.

Среди одноклеточных эукариот (протистов) есть и авто- и гетеротрофные группы, что является следствием раннего расхождения путей развития. Считается, что начальным пунктом их эволюции были жгутиковые (флагелляты). Для гетеротрофных простейших (протозол) исходными данными могли быть и амебоидные формы.

Таким образом, в органическом мире Земли можно выделить несколько крупных групп существ, имеющих общее происхождение, доказываемое наличием фундаментальных черт сходства в строении представителей. К таким чертам относятся: конвариантная редупликация, обмен веществ, способность к росту и развитию (онтогенез), общность механизмов реализации наследственной информации от гена до признака.

Надцарство эукариот очень рано, вероятно, более миллиона лет назад разделилось на царства животных, растений и грибов.

В последнее время произошел пересмотр классификации высших таксонов живого мира в связи с обнаружением среди бактерий группы организмов со специфической макромолекулярной организацией клеток и уникальными биохимическими процессами. Они были названы архебактериями в связи с тем, что их считают одной из самых древних групп существ на Земле. Прокариоты и эукариоты с появлением нового царства архебактерий стали разделять на уровне надцарств:

А. Надцарство. Прокариоты или доядерные организмы.

I. Царство Бактерий.

II. Царство Архебактерий.

Б. Надцарство. Эукариоты или ядерные организмы.

I. Царство Животных.

1.Подцарство Простейших.

2.Подцарство Многоклеточных.

II. Царство Грибы.

1. Низшие Грибы.

2. Высшие Грибы.

III. Царство Растения.

1.Подцарство Багрянки.

2. Подцарство Настоящие водоросли.

3. Подцарство Высшие растения.

Следовательно, первые этапы эволюции жизни на Земле связа­ны, с одной стороны, с переходом от первичной гетеротрофности (первые протобионты использовали в качестве пищи органические вещества «первичного бульона») к хемосинтезу (анаэробной хемоавтотрофии), далее - к возникновению автотрофного питания у растений (фотосинтезу) и, наконец, к вторичному гетеротрофно­му питанию у животных.

Возникновение фотосинтеза является важнейшим этапом эво­люции жизни на Земле. Благодаря фотосинтезу в каждый последующий момент на поверхности Земли происходило накопление все больших количеств энергии солнечного света, аккулированной в органическом веществе, что способствовало ускорению биологи­ческого круговорота веществ и эволюции органического мира в целом. Относительно возможных путей происхождения основных царств живой природы одной из интересных является гипотеза симбиогенеза. Гипотеза симбиогенеза в последние десятиле­тия находит все больше и больше подтверждений.

Эволюция растений. Число видов ныне существующих растений достигает более 500 тысяч, из них высших - около 300 тысяч видов. У истоков таллофитов (низших растений) стоят примитивные жгутико­вые. В отложениях возрастом около 2 млрд. лет встречаются колючки (колонии) одноклеточных и нитчатых форм (зеленые и золотистые во­доросли). Переход через колониеобразные формы к водорослям (фикофита), по-видимому, совершался многократно. Совпадения в соста­ве ассимиляционных пигментов, запасных веществ и в тонком строении хлоропластов указывают на то, что предками высших растений были зеленые водоросли. Переход произошел, возможно, в период 550-450 млн. лет назад, когда растения начали заселять сушу, для чего потребовались опорные элементы (лигнин), защита от высыхания (кутин), транспортные системы для воды и ассимилянтов, а также устойчивые споры. Первыми наземными растения­ми считаются псилофиты, жившие 420-350 млн. лет назад.

Связующим звеном между папоротниками и семенными ра­стениями служат ископаемые семенные папоротники. Нежный гематофит перемещается на спорофитное материнское растение, а с развитием пыльцы (микроспор) перед оплодотворением по­является опыление. В каменноугольном периоде представлено уже большинство групп растений, но самые высокоразвитые ра­стения - покрытосеменные - появляются в конце мелового пери­ода. Таким образом, растительность нашей планеты постоянно менялась, приобретая все более современные черты.

Основные черты эволюции царства растений следующие:

1. Переход от гаплоидности к диплоидности. У многих водорослей все клетки (кроме зиготы) гаплоидны. У более высо­коорганизованных водорослей, например, бурые, наряду с гаплоидными существуют и диплоидные особи. У мхов преоблада­ет гаплоидное поколение при сравнительно слабом развитии диплоидного. У папоротников преобладает диплоидное поколе­ние, однако и у них гаплоидное поколение (гаметофит) еще пред­ставлено самостоятельным образованием. У голосеменных и покрытосеменных наблюдается полная редукция гематофита и переход к диплоидной фазе.

2. Освобождение процесса полового размножения от нали­чия капельно-жидкой воды, потеря подвижности мужских гамет, редукция гаметофита и сильное развитие спорофита, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двой­ного оплодотворения.

3. Дифференциация тела с переходом к наземным условиям: деле­ние на корень, стебель и лист, развитие сети проводящей системы, совершенствование покровных, механических и других тканей.

4. Специализация опыления (с помощью насекомых) и рас­пространение семян и плодов животными. Усиление защиты за­родыша от неблагоприятных условий: обеспечение пищей, обра­зование покровов и т. д.

Эволюция грибов. Грибы (фунги) - гетеротрофная, не име­ющая хлоропластов группа с сапрофитным, паразитическим или симбиотическим образом жизни - определенно произошли от гетеротрофных примитивных эукариот, стоявших близко к исто­кам главной линии царства животных. Грибы рассматривают, как правило, третьей крупной группой многоклеточных наряду с мно­гоклеточными растениями и животными.

Эволюция многоклеточных животных. Царство животных не менее разнообразно, чем царство растений, а по числу видов животные превосходят растения. В настоящее время описано более 1,5 миллиона видов животных.

Животные - вторичные гетеротрофы и облигатные аэробы. Для них необходимы автотрофные организмы как первоисточ­ник пищи и требуется достаточное снабжение кислородом (по Пастеру, 0,2% О₂). Достоверные остатки животных находят в морских отложениях протерозоя, возраст которых превышает 800 млн. лет. Первые многоклеточные животные представлены сразу несколькими типами: губки, кишечнополостные, плеченогие, членистоногие. Согласно разным теориям о происхожде­нии многоклеточных животных, исходной группой могли быть амебы, жгутиковые или инфузории.

А. Теория гастреи: колония жгутиконосцев → бластея (по­лый шар) → двуслойная гастрея.

Б. Теория билатогастреи: уплощенная однослойная колония жгутиконосцев → двуслойная ползающая плакула → билатогастрея, обладающая двусторонней симметрией.

В. Ацельная теория: от предков-инфузорий путем целлюляризации произошел многоклеточный организм, и их «рот» стал его дефинитивным ротовым отверстием; в дальнейшем этот орга­низм стал напоминать примитивную бескишечную турбеллярию (верхний ряд), затем этот путь привел к бескишечным турбелляриям. По амебоидной теории (нижний ряд), за исходные формы принимаются амебы, которые образовали клеточный агрегат.

Г. Галлертоидная теория: ресничное одноклеточное → воз­никновение внешнего слоя, служащего для передвижения, со студ­необразным веществом внутри → образование желобовидных, выстланных эпителием каналов, служащих для получения и пере­работки пищи.

Из гастреи можно вывести губок и стрекающих кишечно-полостных, а из последних - всех остальных многоклеточных животных.

В эволюции животных можно наметить несколько основных направлений развития:

1. Возникновение многоклеточности и все большее диффе­ренцирование всех систем органов.

2. Возникновение твердого скелета (наружного - у членис­тоногих, внутреннего - у позвоночных).

3. Развитие центральной нервной системы. Два принципиаль­но разных и чрезвычайно эффективных эволюционных «реше­ния»: у позвоночных - развитие головного мозга и поведения, основанного на обучении и условных рефлексах; у насекомых - развитие нервной системы, связанной с наследственным зак­реплением любого типа реакций по типу инстинктов.

4. Развитие социальности в ряде ветвей древа животных, с разных сторон подходящих к рубежу, отделяющему био­логическую форму движения материи от социальной формы движения. Перешагнуть этот рубеж смогла лишь одна ветвь приматов - род Человек.

В целом результаты разнообразных исследований позво­ляют уточнить и обобщить знания путей возникновения и раз­вития основных групп живых организмов на Земле. Царства живой природы - бактерии, архебактерии, растения, грибы и животные - имеют общее происхождение, связанное с жизнью в первичном океане, в дальнейшем же пути развития этих стволов древа жизни совершенно различны как по направле­ниям, так и по результатам.

По мере развития все новых групп организмов происходит многократное усложнение среды жизни - биосферы. Эволю­ция одних групп оказывается тесно связанной с эволюцией дру­гих. Увеличивающееся разнообразие жизни становится причи­ной дальнейшего увеличения многообразия форм.

7. Содержание занятия:

· Самостоятельная работа студентов:

1. Решение тестовых заданий для определения исходного уровня знаний

2. Решение тестовых заданий для определения заключительного уровня знаний

3. Контрольная работа по данной теме.

· Работа с преподавателем по теме занятия:

1. Оценка исходного уровня знаний по исходным вопросам.

2. Совместная работа с преподавателем по теме занятия:

- Биосфера как глобальная экосистема.

- Основные свойства биосферы.

- Эволюция биосферы.

3. Оценка заключительного уровня знаний студентов (контрольные вопросы)

4. Обсуждение результатов СРС

5. Подведение итогов занятия

· Контроль исходного и итогового уровня знаний

Тестовые задания для определения исходного уровня знаний студентов

1. Скорость, с которой лучистая энергия солнца используется в процессе фотосинтеза и превращается в потенциальную энергию хими­ческих связей образующихся органических веществ, называется:

А). первичная продуктивность экосистемы

Б). валовая первичная продуктивность

В). чистая первичная продуктивность

Г). вторичная продуктивность

Д). чистая продуктивность сообщества

2. Скорость накопления в процессе фотосинтеза органических веществ, в том числе и той их части, которая за указанное время будет израсходована на дыхание называется:

А). первичная продуктивность экосистемы

Б). валовая первичная продуктивность

В). чистая первичная продуктивность

Г). вторичная продуктивность

Д). чистая продуктивность сообщества

3. Скорость накопления органического вещества в растительных тканях за вычетом той его части (примерно 20%), которая используется на дыхание растений в течение изучаемого времени называется:

А). первичная продуктивность экосистемы

Б). валовая первичная продуктивность

В). чистая первичная продуктивность

Г). вторичная продуктивность

Д). чистая продуктивность сообщества

4. Скорость накопления органических веществ консументами на каждом из трофических уровней называется:

А). первичная продуктивность экосистемы

Б). валовая первичная продуктивность

В). чистая первичная продуктивность

Г). вторичная продуктивность

Д). чистая продуктивность сообщества

5. Скорость накопления органического вещества, не потребленного гетеротрофами называется:

А). первичная продуктивность экосистемы

Б). валовая первичная продуктивность

В). чистая первичная продуктивность

Г). вторичная продуктивность

Д). чистая продуктивность сообщества

6. Каким из нижеперечисленных ученых в 1935 году введен термин «экосистема»:

А). Т. Миллером

Б). Д. Андерсеном

В). Э. Геккелем

Г). К. Рулье

Д). А. Тенсли

7. Как называется комплекс сообщества совместно обитающих организмов и условий их существования, объединенных общим круговоротом

веществ, потоком энергии и обменом информации?

А). экологическая система

Б). биоценоз

В). биогеохимическая провинция

Г). биотоп

Д). экологическая ниша

8. Как называется процесс последовательной смены во времени одних биогеоценозов другими?

А). сукцессия

Б). климакс

В). флюктуация

Г). энтропия

Д). динамика

9. Автотрофными организмами, синтезирующими органические соединения из простых неорганических веществ, называют:

А). продуцентами

Б). консументами

В). редуцентами

10. Гетеротрофными организмами, потребляющими готовые органические соединения путем поедания других живых организмов или частиц органического вещества называют:

А). продуцентами

Б). консументами

В). редуцентами

11. Гетеротрофы, которые разрушают использованные ими отмершие остатки биомассы называют:

А). продуцентами

Б). консументами

В). редуцентами

12. Первый трофический уровень составляют:

А). первичные консументы

Б). автотрофы

13. Второй трофический уровень составляют:

А). первичные консументы

Б). автотрофы

14. Третий трофический уровень составляют:

А). растительноядные животные

Б). плотоядные животные

В). автотрофы

15. Может ли циркулировать энергия в экосистемах по замкнутому кругу?

А). да

Б). нет

Контрольные вопросы для определения исходного уровня знаний

1. Роль концепции экосистемы в экологии.

2. Трофическая (функциональная) структура экосистем.

3. Свойства и функции экосистем.

4. Процессы образования и разложения органических веществ, их экологическое значение.

5. Энергетика и продуктивность экосистем.

6. Динамика экосистем.

Тестовые задания для определения заключительного уровня знаний

студентов

1. Одна из оболочек Земли, состав и энергетика которой в существенных своих чертах определены работой живого вещества называется……………….

2. Этап эволюции биосферы, который характеризуется ведущей ролью разумной и сознательной деятельности человеческого общества в развитии биосферы называется…………

3. Газообразная оболочка планеты, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли называется:

А). гидросфера

Б). литосфера

В). атмосфера

Г). биосфера

4. Атмосферу делят на:

А). тропосферу

Б). стратосферу

В). экзосферу

Г). термосферу

Д). все перечисленное верно

5. Атмосферу делят на:

А). стратосферу

Б). стратосферу

В). мезосферу

Г). термосферу

Д). все перечисленное верно

6. Главными составными частями атмосферы являются:

А). азот

Б). кислород

В). аргон

Г). аргон

Д). все перечисленное верно

7. Совокупность всех вод Земли называется:

А). гидросфера

Б). литосфера

В). атмосфера

Г). биосфера

8. Верхняя «твердая» оболочка Земли, постепенно переходящая с глубиной в сферы с меньшей прочностью вещества называется:

А). гидросфера

Б). литосфера

В). атмосфера

Г). биосфера

9. Всю совокупность организмов на планете В.И. Вернадский назвал:

А). косное вещество

Б). живое вещество

В). биогенное вещество

Г). биокосное вещество

10. Совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют называется:

А). косное вещество

Б). живое вещество

В). биогенное вещество

Г). биокосное вещество

11. Геобиосфера состоит из:

А). террабиосферы

Б). литобиосферу

В). аквабиосферу

Г). верно А, Б

Д). верно А, Б, В

12. Укажите уровни существования живого вещества:

А). молекулярный

Б). клеточный

В). тканевый

Г). органный

Д). все перечисленное верно

12. Укажите уровни существования живого вещества:

А). организменный

Б). популяционно-видовой

В). биоценоз

Г). биосферный

Д). все перечисленное верно

13. По способу питания живые организмы подразделяются на:

А). автотрофные

Б). гетеротрофные

В). биоавтотрофные

Г). верно А,Б

Д). верно А, Б, В

14. Автотрофы подразделяются на:

А). фотоавтотрофы

Б). хемоавтотрофы

В). биотрофы

Г). верно А, Б

Д). верно А, В

15. Гетеротрофы подразделяются на:

А). сапротрофы

Б). биотрофы

В). фотоавтотрофы

Г). верно А, Б

Д). верно А, В

Контрольные вопросы для определения заключительного уровня знаний

1. Биосфера как глобальная экосистема.

- Понятие «биосфера».

- Учение В.И.Вернадского о биосфере.

- Состав и границы биосферы.

- Живое вещество и его свойства.

- Средообразующие функции живого вещества.

- Значение средообразующих функций в процессах планетарного масштаба.

- Закон биогенной миграции атомов В.И.Вернадского.

2. Основные свойства биосферы.

- Централизованный характер системы, центральное звено которой живые организмы.

- Способность к саморегуляции.

- Принцип Ле-Шателье-Ьрауна - один из механизмов, обеспечивающих гомеостаз биосферы.

- Разнообразие биосферы - основное условие её устойчивости.

- Непрерывность процессов в биосфере и ее потенциальное бессмертие.

- Роль круговоротов веществ, обеспечивающих неисчерпаемость химических соединений в биосфере.

- Большой круговорот (геологический) и малый (биогеохимический).

- Биогеохимические циклы.

- Значение биогеохимических циклов для функционирования живого вещества в биосфере.

- Биогеохимические циклы наиболее жизненно важных веществ: углерода, азота, кислорода, фосфора, серы.

3. Эволюция биосферы.

- Идеи В.И.Вернадского о возникновении и развитии биосферы.

- Биоразнообразие биосферы как результат ее эволюции.

- Концепция биотической регуляции окружающей среды.

- Ноосфера как высшая стадия эволюции биосферы.

- Учение В.И.Вернадского о ноосфере.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Шилов И.А. Экология.- М.: Высш. шк.,2000, 512 с.

2. Одум, Ю. Основы экологии: Учеб. для вузов / Ю. Одум. - М.: Мир, 1975, 740 с.

3. Экология. Юнита 1. Основы экологии. М.:Современный гуманитарный университет, 2001, С.64 –67.

Дополнительная

1. Биосфера и ее ресурсы (сборник статей под редакцией В.А. Ковды). – М., Наука, 1971, 312 с.

2. Вернадский В.И. Биосфера (Избранные труды по биогеохимии). – М.:Просвещение, 1989, 160 с.

3. Дювиньо П., Танг М. Биосфера и место в ней человека. – М.:Прогресс, 1975, 150 с.

4. Казначеев В.П., Яншина Ф.Т. Учение В.И. Вернадского о преобразовании биосферы и экологии человека. – М.:Знание, 1986, 48 с. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Науки о Земле», № 3).

5. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Популярный экологический словарь/Под ред. А.М. Гилярова. – М.: Устойчивый мир, 1999, 304 с.

6. Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы: Учеб. пособие для вузов / К-М. Петров. - СПб.: Химия, 1997, 352 с.