|
Реферат: Биогенные элементы (Биология)
Кальций
Кальций - биогенный элемент, постоянно присутствующий в тканях растений и
животных. Важный компонент минерального обмена животных и человека и
минерального питания растений, кальций выполняет в организме разнообразные
функции. В составе апатита, а также сульфата и карбоната кальций образует
минеральный компонент костной ткани. В мягких тканях человека массой 70 кг
содержится 1 - 1,2 кг кальция. В скелете содержится 2 кг кальция. Кальций
участвует в работе ионных каналов, осуществляющих транспорт веществ через
биологические мембраны, в передаче нервного импульса, в процессах
свертывания крови и оплодотворения
Кальций непосредственно участвует в самых сложных процессах, например
таких, как свертывание крови, поддержание необходимого равновесия между
возбуждением и торможением коры головного мозга, расщепление резервного
полисахарида - гликогена, поддержание должного кислотно-щелочного
равновесия внутри организма и нормальной проницаемости стенок кровеносных
сосудов. Кроме того, длительный недостаток кальция в пище нежелательно
сказывается на возбудимости сердечной мышцы и ритме сокращений сердца.
Кислород
Кислород входит в состав всех жизненно важных органических веществ: белков,
жиров, углеводов и др. Без кислорода невозможны многочисленные и
чрезвычайно важные жизненные процессы, например дыхание, окисление
аминокислот, жиров, углеводов. Поступая в кровь человека, кислород
соединяется c гемоглобином, образуя оксигемоглобин. С током крови это
соединение поступает в капилляры, где легко диссоциирует, выделившийся
кислород проникает через стенки капилляров в ткани. В тканях кислород
расходуется на окисление различных веществ. Эти реакции приводят в конечном
счете к образованию воды, СO2 и созданию запаса энергии. Защитные функции
организма (фагоцитарные функции) связаны с наличием кислорода. В фагоцитах
(клетках, способных захватывать и переваривать посторонние вещества)
кислород О2 восстанавливается до супероксидиона 02: O2+ +е>02 Этот ион
является свободным радикалом, содержит 1 неспаренный электрон. Он
инициирует цепные процессы окисления инородных органических веществ,
захваченных фагоцитами.
.
Водород
Вода важнейшее соединение водорода в живом организме. Основные функции воды
следующие:
1. Вода, обладающая высокой удельной теплоемкостью, обеспечивает
поддержание постоянства температуры тела. При перегреве тела происходит
испарение воды с его поверхности. Из-за высокой теплоты парообразования
этот процесс сопровождается большими затратами энергии, в результате чего
температура тела понижается. Так поддерживается тепловой баланс организма.
2. Вода поддерживает кислотно-основное равновесие организма. Большинство
тканей и органов в основном состоят из воды. Соблюдение общего кислотно-
основного баланса в организме не исключает больших различий в значениях рН
для разных органов и тканей. Важным соединением водорода является пероксид
водорода Н2O2 (традиционное название перекись водорода). Н2O2 аналогично
супероксидрадикалу окисляет липидный слой мембран клеток, разрушая его.
Углерод
Углерод - биогенный элемент; его соединения играют особую роль в
жизнедеятельности растительных и животных организмов. Углерод составляет
основу всех органических соединений. Углерод обладает уникальной
способностью образовывать огромное количество соединений, которые могут
состоять практически из неограниченного числа атомов углерода.
Титан.
Титан является постоянной составной частью организма и выполняет
определенные жизненно важные функции: повышает эритропоэз, катализирует
синтез гемоглобина, иммуногенез. Комплексонаты титана не только как
фагоцитоз стимулирующие агенты, но и как вещества активирующие реакции
клеточного и гуморального иммунитета. Содержание титана в крови человека
колеблется от 2,3 до 20,7 мг. Цельная кровь содержит 6,53 мкг титана,
эритроциты 2,34 мкг, плазма - 2,39 мкг, лейкоциты - 0,0067 мкг.
Распределение титана в различных отделах головного мозга неравномерно.
Наибольшее количество его обнаружено в слуховом центре и зрительном бугре.
Он постоянно присутствует в женском молоке в количестве 14,7 мг. Постоянное
присутствие титана в эмбрионе указывает на проходимость плаценты для
циркулирующих в крови соединений титана, и является собирателем соединений
титана. Рост живой массы максимальный при концентрации хелата титана 0,15
мг Ti/кг (45,2%). Отмечается интенсификация анаболических процессов обмена
веществ, усиление белкового, липидного и углеводного обмена, улучшение
общих физиологических показателей крови. В сыворотке крови повышается
концентрация аминного азота, общих липидов, b-липопротеидов и снижается
содержание мочевины и холестерина.
Натрий
Натрий участвует в минеральном обмене всех живых организмов. Натрий в
соединении с калием создает электролитическую среду в которой функционируют
мышечные клетки и нервные окончания. У вспыльчивых, раздражительных людей
натрий усваивается плохо и быстро выводится из организма, а у спокойных и
доброжелательных, постоянно испытывающих положительные эмоции этот минерал
усваивается хорошо. Особенно важно поддерживать стабильный баланс натрия
тем людям, у которых диагностированы органические поражения почек или
гипертония. Натрий участвует в образовании желудочного сока, регулирует
выделение почками многих продуктов обмена веществ, активирует ряд ферментов
слюнных желез и поджелудочной железы, а также более чем на 30% обеспечивает
щелочные резервы плазмы крови. Кроме того, ионы натрия способствуют
набуханию коллоидов тканей, это задерживает воду в организме.
Cписок использованной литературы:
1.) http://school2.kubannet.ru/Cl.htm
2.) http://encycl.yandex.ru/cgi-
bin/art.pl?art=bse/00034/71300.htm&encpage=bse
3.) «Под знаком Углерода» Северцев А. М.
4.) «Справочник химических элементов»
5.) http://medpulse.h1.ru/Medjourn/HTML/Biogen.htm
6.) http://esport.com.ua/Stranica/Pitanie/G.htm
Кохла-Ярвеский Политехникум.
Предмет: Экология.
Биогенные элементы.
Домашняя работа.
Студент: Степанов А. С.
Преподаватель: Згуро А. А.
Кохтла-Ярве 2002 г.
Реферат на тему: Биогеоценозы
Биогеоценозы
Рассмотренный нами на экскурсии такой вид природного сообщества, как
дубрава является одним из наиболее сложных среди наземных биогеоценозов.
Ну, во-первых, что такое биогеоценоз? Биогеоценоз – это комплексы
взаимосвязанных видов (популяций разных видов) , обитающих на определенной
территории с более или менее однородными условиями существованиями. Это
определение понадобится для пользования в дальнейшем. Дубрава – это
совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных
внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более
сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Понятно, что при
таком разнообразии видов, населяющих дубраву, поколебать устойчивость
данного биогеоценоза, истребив один или несколько видов растений или
животных, будет сложно. Сложно, потому что в результате длительного
сосуществования видов растений и животных из разрозненных видов они стали
единым и совершенным биогеоценозом – дубравой, которая, как уже было
сказано выше, способна при неизменных внешних условиях существовать веками.
Основные компоненты биогеоценоза и связи между ними; растения – главное
звено в экосистеме
Основу подавляющего большинства биогеоценоза составляют зеленые растения,
которые, как известно, являются производителем органического вещества
(продуцентами) . А так как в биогеоценозе обязательно присутствуют
растительноядные и плотоядные животные – потребители живого органического
вещества (консументы) и, наконец, разрушители органических остатков –
преимущественно микроорганизмы, которые доводят распад органических веществ
до простых минеральных соединений (редуценты) , то не трудно догадаться,
почему растения являются главным звеном в экосистеме. А потому, что в
биогеоценозе все потребляют органические вещества, или соединения
образующиеся после распада органических веществ и ясно, что если растения –
главный источник органического вещества исчезнут, то жизнь в биогеоценозе
практически исчезнет.
Круговорот веществ в биогеоценозе. Значение в круговороте растений,
использующих солнечную энергию
Круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования
жизни. Он возник в процессе становления жизни и усложнялся в ходе эволюции
живой природы. С другой стороны, чтобы в биогеоценозе был возможен
круговорот веществ, необходимо наличие в экосистеме организмов, создающих
органические вещества из неорганических и преобразующие энергию излучения
солнца, а также организмов, которые используют эти органические вещества и
снова превращают их в неорганические соединения. Все организмы по способу
питания разделяются на две группы – автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы
(преимущественно растения) для синтеза органических веществ используют
неорганические соединения окружающей среды. Гетеротрофы (животные, человек,
грибы, бактерии) питаются готовыми органическими веществами, которые
синтезировали автотрофы. Следовательно, гетеротрофы зависят от автотрофов.
В любом биогеоценозе очень скоро иссякли бы все запасы неорганических
соединений, если бы они не возобновлялись в процессе жизнедеятельности
организмов. В результате дыхания, разложения трупов животных и растительных
остатков органические вещества превращаются в неорганические соединения,
которые возвращаются снова в природную среду и могут опять использоваться
автотрофами. Таким образом, в биогеоценозе в результате жизнедеятельности
организмов непрерывно осуществляется поток атомов из неживой природы в
живую и обратно, замыкаясь в круговорот. Для круговорота веществ необходим
приток энергии извне. Источником энергии является Солнце. Движение
вещества, вызванное деятельностью организмов, происходит циклически, оно
может быть использовано многократно, в то время как поток энергии в этом
процессе имеет однонаправленный характер. Энергия излучения Солнца в
биогеоценозе преобразуется в различные формы: В энергию химических связей,
в механическую и, наконец, во внутреннюю. Из всего сказанного ясно, что
круговорот веществ в биогеоценозе – необходимое условие существования жизни
и растения (автотрофы) в нем самое главное звено.
Разнообразие видов в биогеоценозе, приспособленность их к совместному
проживанию
Характерная черта дубравы заключается в видовом разнообразии
растительности. Как уже было сказано выше биогеоценоз дубравы составляют
более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных. Между
растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия:
пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В
результате длительного естественного отбора у растений дубравы выработались
приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко
проявляется в характерной для дубравы ярусности. Верхний ярус образую
наиболее светолюбивые древесные породы: дуб, ясень, липа. Ниже
располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья: клен, яблоня,
груша и др. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными
кустарниками: лещиной, бересклетом, крушиной, калиной и т.п. Наконец на
почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более
теневыносливы образующие его растения. Ярусность выражена также в
расположении корневых систем. Деревья верхних ярусов обладают наиболее
глубокой корневой системой и могут использовать воду и минеральные вещества
из глубинных слоев почвы.
Пищевые связи, экологическая пирамида
Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество
органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи,
становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира
животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих. Среди
млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные
мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют
хищники: волк, лисица, горностай, ласка, куница. Все виды позвоночных
служат средой обитания и источником питания для различных внутренних
паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних
паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий. Пищевые цепи в
дубраве переплетены в очень сложную пищевую цепь, поэтому выпадение какого-
нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему.
Значение разных групп животных в биогеоценозе неодинаково. Исчезновение,
например, в большинстве наших дубрав всех крупных растительноядных
копытных: оленей, косуль, лосей – слабо отразилось бы на общей экосистеме,
так как их численность, а, следовательно, биомасса никогда не была большой
и не играла существенной роли в общем круговороте веществ. Но если бы
исчезли растительноядные насекомые, то последствия были бы очень
серьезными, так как насекомые выполняют важную в биогеоценозе функцию
опылителей, участвуют в разрушении опада и служат основой существования
многих последующих звеньев пищевых цепей. Правилом экологической пирамиды
называется следующая закономерность: всегда количество растительного
вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая
масса растительноядных животных, а масса каждого из последующих звеньев
пищевой цепи также уменьшается.
Популяции растений и животных; факторы, вызывающие изменения в численности;
саморегуляция в биогеоценозе
Популяцией в биологии называют совокупность свободно скрещивающихся особей
одного вида, которые длительно существуют в определенной части ареала
относительно обособленно от других совокупностей того же вида. К факторам,
вызывающим изменения в численности популяций относятся следующие: охота (то
есть деятельность человек, направленная на убийство одной или нескольких
особей с целью получения шкуры, мяса или чисто спортивного интереса) ,
рыбалка (то же самое, только на водном пространстве) . Но самый важный
фактор – это баланс рождаемости и гибели. В результате взаимных
приспособлений разных видов в биогеоценозе устанавливается определенный для
каждого вида уровень колебаний. Для одних видов колебания не велики, для
других могут быть значительными, и вид редкий в данном году, в следующем
году может стать обычным, или наоборот. К примеру, уменьшение пищи ведет к
уменьшению популяции. В следующем году пищи много – популяция
увеличивается. А увеличение популяции быстрыми темпами очень скоро
тормозится, так как резко увеличивается число паразитов. Очень часто на
численность влияет погода. Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в
том, что все разнообразное население существует совместно, не уничтожая
полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида
определенным уровнем. К примеру, при отсутствии ограничивающих факторов
численность любого вида вредных насекомых возросла бы очень быстро и
привела ба к разрушению экологической системы. Наблюдения показывают, что
некоторая часть потомства погибает под воздействием различных
неблагоприятных условий погоды. Но основную массу уничтожают другие члены
биогеоценоза: хищные и паразитические насекомые, птицы, болезнетворные
микроорганизмы. Таким образом жить остается столько особей, сколько
необходимо для регуляции в биогеоценозе. Ограничивающее действие
экологической системы все же не исключает полностью случаев массового
размножения отдельных видов, которое бывает связано с сочетанием
благоприятных факторов среды. Однако после массовой вспышки особенно
интенсивно проявляются регулирующие факторы (паразиты, болезнетворные
бактерии и др.) , которые снижают численность вредителей до средней нормы.
Изменения в биогеоценозе весной: в жизни растений и животных.
|Весенние изменения в жизни |Весенние изменения в жизни |
|растений. |животных. |
|Еще не распустив листья зацветают |Прилетают перелетные птицы, |
|некоторые ивы, ольха, лещина; на |появляются перезимовавшие |
|проталинах даже сквозь снег |насекомые, пробуждаются от зимней |
|пробиваются ростки первых весенних |спячки некоторые животные. Период |
|растений. К середине весны почти на|формирования пар и брачный период. |
|всех деревьях распускаются листья. | |
|Период активного цветения у | |
|растений и цветов. В общем, | |
|растения оживают из зимнего | |
|спокойствия. | |
Возможные направления изменения биогеоценоза
Любой биогеоценоз развивается и эволюционирует. Ведущее значение в процессе
смены наземных биогеоценозов принадлежит растениям, но их деятельность
неотделима от деятельности остальных компонентов системы, и биогеоценоз
всегда живет и изменяется как единое целое. Смена идет в определенных
направлениях, а длительность существования различных биогеоценозов очень
различна. Примером изменения недостаточно сбалансированной системы может
служить зарастание водоема. Вследствие недостатка кислорода в придонных
слоях воды часть органического вещества остается неокисленной и не
используется в дальнейшем круговороте. В прибрежной зоне накапливаются
остатки водной растительности, образующие торфянистые отложения. Водоем
мелеет. Прибрежная водная растительность распространяется к центру водоема,
образуются торфяные отложения. Озеро постепенно превращается в болото.
Окружающая наземная растительность постепенно надвигается на место бывшего
водоема. В зависимости от местных условий здесь может возникнуть осоковый
луг, лес или иной тип биогеоценоза. Дубрава тоже может превратится в иной
тип биогеоценоза. К примеру, после вырубки деревьев она может превратится в
луг, поле (агроценоз) или во что-то другое.
Влияние деятельности человека на биогеоценоз; мероприятия, которые
необходимо проводить в целях его охраны
Человек с недавних пор стал очень активно влиять на жизнь биогеоценоза.
Хозяйственная деятельность людей – мощный фактор преобразования природы. В
результате этой деятельности формируются своеобразные биогеоценозы. К числу
их можно отнести, например, агроценозы, представляющие собой искусственные
биогеоценозы, возникающие в результате сельскохозяйственной деятельности
человека. Примерами могут служить искусственно создаваемые луга, поля,
пастбища. Создаваемые человеком искусственные биогеоценозы требуют
неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь. Конечно, в
искусственных и естественных биогеоценозах много сходного и различного, но
на этом мы останавливаться не будем. Влияет человек и на жизнь естественных
биогеоценозов, но, конечно, не настолько сильно, как на агроценозы.
Примером могут служить лесничества, создаваемые для высадки молодых
деревьев, а также для ограничения охотничьего промысла. Примером могут
также служить заповедники и национальные парки, создаваемые для охраны
каких-то определенных видов растений и животных. Создаются также массовые
общества, пропагандирующие сохранение и охрану окружающей среды, такие как
общество “зеленых” и т.п.
Вывод:
на примере экскурсионной прогулки по естественному биогеоценозу – дубраве
выяснили и разобрали, почему дубрава целостна и устойчива, каковы основные
компоненты биогеоценоза, какова их роль и какие существуют между ними
связи, разобрали также, почему круговорот веществ в биогеоценозе –
необходимое условие существования жизни, выяснили также как все
разнообразие видов, обитающих в дубраве не конфликтует между собой,
позволяя нормально развиваться друг – другу, разобрали какие существуют
пищевые связи в дубраве и разобрали такое понятие как экологическая
пирамида, обосновали факторы, вызывающие изменение в численности и такое
явление как саморегуляция, выяснили какие происходят изменения в
биогеоценозе весной и разобрали возможные направления эволюции
биогеоценоза, а также как человек влияет на жизнь в биогеоценозах. В общем,
на примере дубравы полностью разобрали жизнь биогеоценозов.
| |
