Круговороты веществ в биосфере

ЗАДАНИЕ N 19
Большой (геологический) круговорот веществ в природе обусловлен …

			взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли
			столкновением Земли с кометами, метеоритами и астероидами
			деятельностью человека, направленной на добычу полезных ископаемых
			трансформацией солнечной энергии растениями в процессе фотосинтеза

Обоснование:
Круговорот веществ – это циклический процесс химических превращений и перемещений вещества в природе, который идет с затратами энергии. Большой (геологический) круговорот веществ обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глубинной энергией Земли и осуществляет перераспределение вещества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли. Осадочные горные породы, образованные за счет выветривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и давлений. Там они переплавляются и образуют магму – источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на земную поверхность и действия процессов выветривания вновь происходит трансформация их в новые осадочные породы. Символом круговорота веществ является спираль, а не круг. Это значит, что новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным изменениям в природе.

ЗАДАНИЕ N 13
Циркуляция химических элементов между почвой, растениями, животными и микроорганизмами называется …

			биотическим круговоротом
			транспортом веществ
			абиотическим круговоротом
			трофической цепью

Обоснование:
Под биотическим (биологическим) круговоротом понимается циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами (см. рис.). Биотический (биологический) круговорот – это поступление химических элементов из почвы, воды и атмосферы в живые организмы, превращение поступающих элементов в новые сложные соединения и возвращение их обратно в процессе жизнедеятельности с ежегодным опадом части органического вещества или с полностью отмершими организмами, входящими в состав экосистемы (Н.Ф. Реймерс, 1990).

Биотический (биологический) круговорот веществ в экосистеме (по А. И. Воронцову, Н. 3. Харитоновой, 1979)
Все организмы занимают определенное место в биотическом круговороте и выполняют свои функции по трансформации достающихся им ветвей потока энергии и по передаче вещества.

ЗАДАНИЕ N 18
Круговорот химических элементов, обусловленный синтезом и распадом органических веществ в экосистеме, называется _________ круговоротом веществ.

		биотическим
		первичным
		техногенным
		абиотическим

Обоснование:
В экосистемах продуценты в процессе фотосинтеза и хемосинтеза создают первичное органическое вещество из неорганических соединений, вовлекая в круговорот многие химические элементы (углерод, азот, фосфор, калий, серу и др.) Первичное органическое вещество, созданное продуцентами, используется и преобразуется в пищевых цепях экосистемы. Мертвое органическое вещество (опавшие листья, трупы животных, отходы жизнедеятельности и др.) разлагается деструкторами в неорганические соединения (углекислый газ, сероводород, аммиак и др.). Таким образом, живые организмы в процессе метаболизма осуществляют синтез и распад органического вещества в экосистеме, порождая биотический круговорот химических элементов. Процессы синтеза и распада органических соединений находятся в определенном соотношении, что лежит в основе жизни и составляет одну из главных ее особенностей.

ЗАДАНИЕ N 26
Биотический круговорот в отличие от геологического …

		обладает более низкой энергией
		осуществляется без затрат энергии
		обладает более высокой энергией
		осуществляется за счет биоэнергии

Обоснование:
По В. Р. Вильямсу, солнечная энергия обеспечивает на Земле два круговорота веществ – геологический и биологический. На геологический круговорот расходуется около 50% поступающей на Землю солнечной энергии. Ежегодно на Землю поступает около 21х10²⁰ кДж солнечной энергии, из них около половины расходуется на испарение воды, обеспечивая геологический круговорот воды. На создание органического вещества в процессе фотосинтеза в среднем расходуется 1% фотосинтетически активной радиации Солнца, за счет этой энергии существуют все живые организмы, то есть биотический круговорот обладает более низкой энергией по сравнению с геологическим круговоротом.

ЗАДАНИЕ N 26
Биотический круговорот углерода в наземных экосистемах начинается с фиксации углекислого газа …

			растениями в процессе фотосинтеза
			животными в процессе дыхания
			микрорганизмами при деструкции органики
			консументами в процессе питания

ЗАДАНИЕ N 23
Вовлечение атмосферного азота в биотический круговорот начинается с процесса ________________ , осуществляемой бактериями, живущими в клубеньках на корнях бобовых растений.

			азотофиксации
			денитрификации
			деструкции
			дегазации

ЗАДАНИЕ N 23
Резервным фондом свободного азота в биосфере является …

			атмосфера
			литосфера
			гидросфера
			живое вещество

Обоснование:
В биогеохимическом цикле азота выделяют резервный и обменный фонд. Резервным фондом свободного азота является атмосфера, в которой содержится 78% свободного азота. Резервуарами связанного азота являются почва и вода. В биотический круговорот включается лишь небольшая часть свободного азота. Азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот всех живых организмов. Общее соотношение связанного азота к свободному азоту в природе составляет 1 : 100 000. К азотфиксации свободного азота способны лишь некоторые группы бактерий и цианобактерий благодаря высокой эффективности биокатализа. Непосредственный продукт биофиксации – аминогруппа NH₂ включается в биотический круговорот, в котором участвуют все организмы.

ЗАДАНИЕ N 9
В процессе круговорота веществ в биосфере происходит …

		многократное использование химических элементов
		превращение одних химических элементов в другие
		необратимый распад минеральных веществ и воды
		необратимый синтез органических веществ

Обоснование:
Живые организмы в процессе жизнедеятельности вовлекают в круговорот многие химические элементы (углерод, азот, фосфор, калий, серу и др.). Несоответствие между наличием и доступностью химических элементов в биосфере и потребностями живых организмов привело к дефициту некоторых элементов и ограничению количества живого вещества. Многократное использование химических элементов по типу круговоротов позволяет избежать ограничений в доступности биогенных элементов для живых организмов и поддерживать динамическое равновесие и устойчивость биосферы в целом. Благодаря круговоротам веществ конечное количество вещества, имеющееся в биосфере, приобретает свойство бесконечности. В единый биотический круговорот вовлечены все живые организмы биосферы. Первичное органическое вещество, созданное продуцентами из неорганических веществ, используется и преобразуется в последующих звеньях пищевых цепей. Этот процесс происходит до тех пор, пока все остатки мертвого органического вещества не разлагаются деструкторами в неорганические соединения и не возвращаются к исходному звену (продуцентам) для последующего использования. При отсутствии круговорота, например, за короткое время был бы исчерпан основной «строительный материал» живого – углерод, который практически единственный способен образовывать межэлементные (углерод-углеродные) связи и создавать огромное количество органических соединений. Как отмечал академик В. Р. Вильямс, есть единственный способ сделать какой-то процесс бесконечным – пустить его по пути круговоротов.

ЗАДАНИЕ N 2
Учение о биогеохимических циклах разработал …

			В.И. Вернадский
			В.В. Докучаев
			В.Н. Беклемишев
			Н.Ф. Реймерс

Обоснование:
Учение о крупных геологических циклах было развито В.И. Вернадским (1863–1945), который считал, что большая часть материи земной коры находится в непрестанном движении и образует обратимые и замкнутые циклы, всегда возобновляющиеся и тождественные. Они возобновляются на поверхности Земли энергией Солнца, поглощенной живым веществом, а в глубинах – атомной энергией, обусловленной радиоактивным распадом. Перемещение и превращение химических элементов через косную и органическую природу при активном участии живого вещества В.И. Вернадский назвал биогеохимическим круговоротом, а круговорот отдельных веществ – биогеохимическим циклом.

ЗАДАНИЕ N 23
Круговороты различных химических элементов в природе осуществляются c ____________ скоростью.

			разной
			одинаковой
			низкой
			высокой

Обоснование:
Большой и малый круговороты веществ взаимно связаны и представляют как бы единый процесс. Основными элементами глобального круговорота являются углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера. Круговороты этих и других элементов называют биогеохимическими циклами. В ходе таких циклов большинство элементов проходят через живое вещество огромное число раз. Круговороты различных элементов имеют разную скорость (см. рис.). Например, весь кислород атмосферы проходит через живое вещество (связывается при дыхании и высвобождается при фотосинтезе) за 2000 лет. Вся вода на Земле разлагается и воссоздается путем фотосинтеза и дыхания за 2 000 000 лет. Атмосферный углекислый газ обновляется более быстро – за 300 лет.

Круговороты воды, кислорода и углекислого газа (по П. Клауду и А. Джибору, 1972)