Контрольная работа № 1
Вопрос 8. Уровни биологической организации
Уровни организации живого, уровни биологической организации, биологические системы, различающиеся по принципам организации и масштабам явлений. Основными уровнями биологической организации, которые характеризуются специфическими взаимодействиями компонентов и отчётливыми особенностями взаимоотношений с ниже и выше лежащими системами, можно считать следующие: молекулярный, организменный, популяционно-видовой и биогеоценотический (биосферный). Возможна и более детализдрованная классификация, включающая, в частности, клеточный, тканевый и другие уровни биологической организации. За пределами биологии существуют уровни более низкие, чем молекулы, – атомы, электроны, протоны и др. ядерные частицы, а также более высокие, чем биосфера, – Земля, небесные тела, космос. Понятие об уровнях имеет широкое значение и относится к системам, которые существуют благодаря связям, объединяющим составляющие их компоненты в целое. Связи в пределах каждого уровня биологической организации носят конкретный характер. Так, в клетке протекают биохимические процессы, действуют силы физической природы; различные организмы, обитающие в одном водоёме, сохраняя присущие им особенности, образуют замкнутую и относительно стабильную экологическую систему, объединённую общим круговоротом веществ и пищевыми отношениями. Благодаря системной природе живых существ Уровни биологической организации становятся реальными и четко различимыми. Характеристика биологических систем показывает, что при усложнении организации система низшего уровня биологической организации входит в систему, следующую за ней, последняя – в ещё более высокую. Поэтому говорят об иерархии уровней биологической организации. Иерархическая лестница уровней биологической организации соответствует истории развития органического мира и является его следствием. Согласно общепринятой концепции происхождения жизни, развитие последней началось с органических молекул, образовавшихся без участия организмов. Затем возникли примитивные предшественники клеток, появились клетки и многоклеточные организмы. Каждому уровню биологической организации соответствуют свои уровни исследований, биологической дисциплины: молекулярному уровню – биохимия, молекулярная биология, молекулярная генетика, биоорганическая химия, биофизика; клеточному – цитология; организменному – физиология; популяционно-видовому (вид) – популяционная генетика, экология, систематика и т.п. Системный анализ имеет целью исследование сложных, иерархических систем в самых различных сферах действительности, не исключая и человеческое общество. Живые организмы с их большим числом переменных величин и множеством внутренних связей относятся к таким системам. Общая теория систем, развиваемая Л. Берталанфи, родилась в биологии. Идея об уровнях биологической организации, тесно связанная с представлением о системах, в своей основе является диалектико-материалистической, т.к. даёт возможность объяснить целостность и качественное своеобразие биологических объектов материальными факторами; она имеет важное значение для понимания биологических закономерностей.
Вопрос 18. Классификация морских экосистем
Морские экосистемы подразделяются:
-Микро (лужица, маленькая речка)
-Мезо (озеро, море)
-Макро (все водное пространство).
Вопрос 38. Схема кругооборота азота
Азот составляет примерно 78 % воздуха атмосферы. Часть его содержится в почве и в воде в виде неорганических соединений (в виде аммонийных солей, а также нитритов и нитратов), а часть – в форме органических соединений, входящих в состав растительных и животных белков, аминокислот. Существует большой кругооборот азота, включающий сушу и атмосферу, частью которого является малый кругооборот (биотический). Общая упрощенная схема кругооборота азота представлена на рис. 1.
Рис.1. Кругооборот азота (упрощенно)
Биогеохимический цикл азота с учетом антропогенных факторов рассмотрим подробнее. Азот в свободном виде (в виде N2) недоступен растениям. Для своего роста растения могут использовать лишь соли азотной и азотистой кислот, хуже – аммиачные соединения.
На границе воздушной атмосферы и грунта содержится от 0,02 до 0,056 кг/м3 азота (летом и осенью больше, чем зимой и весной, из-за грозовых разрядов). За год на 1 га в разных частях земли выпадает 2,6-14,3 кг азота. Больше всего азота вблизи больших химических предприятий, связанных с продуктами азота, поэтому в почву в радиусе нескольких километров азотных удобрений не следует вносить.
Как же азот из воздуха попадает в почву в связанном виде? Это возможно благодаря азотофиксирующим бактериям, живущим в грунтах, а также сине-зеленым водорослям в водоемах. Поэтому их значение необычайно велико. Примерами таких бактерий являются аэробные азотобактерии (действуют в присутствии кислорода воздуха), анаэробные клостридиумы Пастера (действуют без доступа О2), клубеньковые бактерии, живущие и функционирующие в корнях-клубнях, в основном бобовых растений. Процесс фиксации таков:
N2 + 3Н2 ® 2NН3 + 615,63 кДж.
(или 2N)
За год эти бактерии могут запасать для растений до 20 –30 кг азота. Затем начинают выполнять свои функции нитрифицирующие бактерии (упрощенно - нитритные и нитратные), окисляющие аммиак (соответственно, до азотистой и азотной кислот):
2NН3 + 3О2 ® 2НNО2 + 2Н2О + 148 ккал;
2НNО2 + О2 ® 2НNО3 + 48 ккал.
Эти кислоты в процессе обменных реакций в грунтовых растворах образуют соли (нитриты и нитраты), которыми питаются растения:
К2СО3 + 2НNО3 ® 2КNО3 + СО2 + Н2О.
(или СаСО3)
Растения используют нитраты для синтеза белковых соединений, которые идут для питания другим живым организмам (например, животным),