Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 10 класс>> Эволюция биосферы

Эволюция биосферы

1. Что называется биосферой?
2. Какой состав имела первичная атмосфера планеты?
3. Какие автотрофные организмы вам известны?

Биосфера.

Выдающийся русский ученый Владимир Иванович Вернадский, один из создателей современного взгляда на биосферу, определил ее как наружную оболочку Земли, область распространения жизни. Биосфера включает в себя:

—живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы);
—биогенное вещество, т. е. органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь нефть и др.);
—биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами), — почвенный покров.

Биосфера, возникнув и сформировавшись около 4 млрд лет назад, находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

Основные этапы развития биосферы.

На начальном этапе развития биосферы живые организмы использовали органические соединения первичного океана.

Углекислый газ, как побочный продукт обмена веществ, выделялся в атмосферу и накапливался в ней. Каким бы насыщенным ни был «первичный бульон», живые организмы довольно быстро использовали запасы органических веществ первичного океана.

Преимущества получили и широко размножились анаэробные организмы, способные синтезировать органические соединения из образующегося в процессе обмена углекислого газа и присутствовавшего в атмосфере водорода. Они восстанавливали углекислый газ до метана:

СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О + Е.

В результате образовывался метан и высвобождалась энергия, необходимая для процессов жизнедеятельности микроорганизмов. Метан поступал в атмосферу и под действием ультрафиолетового излучения превращался в органические соединения, которые вновь возвращались в воду.

В то время, по мнению ученых, в составе атмосферы концентрация метана, определявшаяся жизнедеятельностью живых организмов, оставалась примерно на одном уровне (рис. 146).

Роль процессов фотосинтеза и дыхания.

Высокое содержание метана могло сохраняться до тех пор, пока в земной атмосфере было значительное количество водорода. Когда же запасы газообразного водорода истощились, метанообразующие бактерии уже не могли перерабатывать углекислый газ в метан и таким образом лишились источника энергии для синтеза собственных питательных веществ.

Для обеспечения условий существования живых организмов необходима была новая форма обмена веществ и получения энергии. Ею стал фотосинтез. У первых фотосинтезирующих микроорганизмов фотосинтез протекал без выделения кислорода (рис, 147).

На следующем этапе эволюции появились организмы с более совершенным механизмом фотосинтеза, в результате которого в атмосферу стал выделяться кислород (рис. 148).

Это повлекло за собой постепенное изменение состава атмосферы Земли. В ней становилось все больше кислорода.

Для живых организмов того времени кислород был сильнейшим ядом. Фактически наступил экологический кризис. Живые организмы должны были погибнуть или приспособиться к новым условиям среды.

По мере накопления кислорода в атмосфере живым организмам приходилось вырабатывать все более совершенные механизмы его обезвреживания. В конечном итоге живая природа нашла наиболее рациональный путь решения этой проблемы. Появились живые организмы, которые стали использовать кислород для получения энергии. Появился процесс дыхания.

Фотосинтез сыграл огромную роль в развитии органического мира и эволюции биосферы. Озоновый экран защитил планету от губительных ультрафиолетовых лучей. Это позволило живым организмам развиваться в верхних слоях водоемов, хорошо освещаемых и прогреваемых солнцем, а в дальнейшем завоевать сушу. Процесс дыхания обеспечил организмы энергией, что дало толчок к возникновению многоклеточных организмов, их дальнейшему развитию и усложнению.

В процессе дыхания организмы потребляли кислород и выделяли соответствующее количество углекислого газа, который использовался для синтеза органических веществ в процессе фотосинтеза. Постепенно между ав- тотрофными организмами и гетеротрофами установилось равновесие, которое привело к стабилизации нового состава атмосферы. Сформировались современные круговороты углерода и кислорода (рис, 149).

Таким образом, благодаря жизнедеятельности организмов в биосфере непрерывно протекают процессы синтеза и распада органических веществ и происходят круговороты веществ, обеспечивающие стабильность функционирования биосферы. На разных этапах развития биосферы соотношение процессов синтеза и распада не было постоянным. В начальный период развития биосферы процессы синтеза преобладали над разрушением. Это привело к тому, что из первичной атмосферы в большом количестве были изъяты метан, сероводород, углекислый газ, а концентрация свободного кислорода, отсутствовавшего в ней прежде, достигла современных 21%.

Примерно 80—90 млн лет назад неравенство этих процессов в биосфере перешло в относительное равновесие.

Влияние человека на эволюцию биосферы.

Около 2,5 млн лет назад появились первые люди — далекие предки современного человека. Вначале они были охотниками и собирателями. Однако в связи с усовершенствованием орудий охоты человек современного анатомического типа весьма быстро, вероятно всего за два-три тысячелетия, истребил крупных копытных и мамонтов — основу своего пищевого рациона того времени. Охота не могла уже обеспечить пропитание людей. Человек оказался на грани голодной смерти и был обречен на вымирание. Он мог бы и совсем исчезнуть с лица планеты, как исчезли многие биологические виды, например саблезубые тигры и мамонты.

Но этого не произошло, потому что примерно 10 тыс. лет назад человек перешел к земледелию, а несколько позднее и скотоводству, т. е. люди преодолели первый в истории человечества экологический кризис, возникший в результате их деятельности.

Посредством орудий человечество стало создавать фактически искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческая деятельность стала мощной природной движущей силой.

С момента развития промышленности до настоящего времени, в связи с активным использованием природных ресурсов и нарушением сложившегося в природе равновесия, процессы разрушения в биосфере стали преобладать над процессами созидания, причем эти тенденции становятся все более выраженными. Биосфера вновь находится на грани экологического кризиса. Его последствия могут быть катастрофическими для человечества.

Мировое сообщество серьезно обеспокоено нарушениями в биосфере, к которым приводит непродуманная деятельность человека. Для их ликвидации принят целый ряд международных соглашений, которые должны уменьшить выброс в атмосферу вредных веществ, защитить от загрязнения почву и водоемы.

Биосфера

1.    Почему можно говорить о взаимосвязи развития органического мира и эволюции биосферы?
2.    Какие процессы были характерны для раннего этапа эволюции биосферы?
3.    Почему на определенных этапах развития биосферы возникали экологические кризисы?
4.    Какие закономерности, происходящие в биосфере, можно отметить в преодолении экологического кризиса?
5.    Почему можно утверждать, что надвигающийся экологический кризис является результатом деятельности человека?
6.    Можно ли считать завершенным процесс формирования биосферы?

Основываясь на знании о развитии жизни на нашей планете, составьте примерную хронологическую таблицу, показывающую сновные этапы эволюции биосферы.

Ученые считают, что биохимический механизм, при помощи которого светлячок вырабатывает световую энергию, появился у древних организмов как средство обезвреживания губительного воздействия кислорода.

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

_{Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса}

Содержание урока
 конспект уроку и опорный каркас                      
 презентация урока 
 акселеративные методы и интерактивные технологии
 закрытые упражнения (только для использования учителями)
 оценивание 

Практика
 задачи и упражнения,самопроверка 
 практикумы, лабораторные, кейсы
 уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный
 домашнее задание 

Иллюстрации
 иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа
 рефераты
 фишки для любознательных
 шпаргалки
 юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 внешнее независимое тестирование (ВНТ)
 учебники основные и дополнительные 
 тематические праздники, слоганы 
 статьи 
 национальные особенности
 словарь терминов                          
 прочие 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год 
 методические рекомендации 
 программы
 обсуждения

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.