БИОЛОГИЯ · 10 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Организмы, среда и биосфера

§ 53. Круговорот веществ в биосфере

Круговорот веществ связывает перемещения элементов между живыми организмами и неживыми резервуарами. Биологические процессы обычно включают быстрые обмены, а геологические — длительное накопление и преобразование пород.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
53
Главный вопрос

Почему элементы возвращаются в обмен, а энергия требует нового притока?

Биологическая лаборатория

Проследите процесс по этапам

Нажимайте на этапы схемы. Здесь можно изучить последовательность и причины переходов без проверки знаний.

Исследуйте схему и объясняйте связи. Схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Большой и малый пути вещества

Сравним признаки

01

Биологический круговорот

Циркуляция веществ с участием питания, обмена и разложения организмов

02

Геологический круговорот

Длительные перемещения и преобразования веществ между породами, водой и другими оболочками

03

Резервуар вещества

Компонент системы, в котором накапливается определённое вещество

Круговорот веществ связывает перемещения элементов между живыми организмами и неживыми резервуарами. Биологические процессы обычно включают быстрые обмены, а геологические — длительное накопление и преобразование пород.

Эти пути соединены осаждением, выветриванием и другими процессами. Возврат элемента не означает возвращения той же молекулы: химическая форма меняется на разных этапах.

Сравним признаки
02

Вода движется и без организмов

Испарение, перенос водяного пара, конденсация и осадки обеспечивают глобальное движение воды. Сила тяжести возвращает её по поверхности и под землёй в водоёмы.

Растения участвуют через поглощение и транспирацию, а почвенная жизнь изменяет условия впитывания и удержания влаги. Запас воды в определённом водоёме может уменьшаться даже при сохранении общего планетарного круговорота.

Вода меняет состояние и местоположение
  1. 1
    Испарение

    Переход с поверхности в пар

  2. 2
    Конденсация

    Образование капель и кристаллов

  3. 3
    Осадки

    Возвращение воды к поверхности

  4. 4
    Сток и накопление

    Перемещение в резервуары

↻ Продолжение возвращает к началу цикла

Растения участвуют через транспирацию, а почва — через впитывание и удержание. Глобальный цикл не исключает местного дефицита.

Испарение
Переход воды с поверхности в газообразное состояние
Транспирация
Испарение воды растением через его надземные органы
Инфильтрация
Проникновение воды с поверхности в почву и подстилающие слои
От схемы — к объяснению

Круговорот воды

Hayley Corson-Dosch, Cee Nell, Rachel Volentine, Althea Archer, Ellen Bechtel, Jennifer Bruce, Nicole Felts, Tara Gross, Dianne Lopez-Trujillo, Charlotte Riggs, Emily Read · Public domain
Wikimedia Commons · источник

Лес как многоярусная среда обитания

Jjkorff · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

Мировой океан

ABI imagery from NOAA's GOES-18 satellite · Public domain
Wikimedia Commons · источник

03

Углерод: быстрый обмен и долгие запасы

Фотосинтез включает углерод углекислого газа в органические вещества. Дыхание и разложение возвращают значительную часть углерода в неорганические формы.

Часть надолго задерживается в почвах, океане, осадках и ископаемых ресурсах. Сжигание топлива быстро переводит углерод из геологических запасов в современный обмен, нарушая прежнее соотношение поступления и поглощения.

Углерод распределён между резервуарами
Атмосфера и вода

Неорганические формы доступны обмену

Живое вещество

Углерод включён в органические соединения

Почва и осадки

Часть вещества удерживается дольше

Ископаемые запасы

Длительное геологическое накопление

Размер резервуара зависит от соотношения входящих и исходящих потоков. Сам факт круговорота не гарантирует постоянства атмосферной концентрации.

Фиксация углерода
Включение неорганического углерода в органические соединения
Депонирование углерода
Длительное удержание углерода в определённом резервуаре
Углеродный баланс
Соотношение поступления и удаления углерода в системе
От схемы — к объяснению
04

Кислород и общие условия устойчивости

Круговорот кислорода связан с фотосинтезом, дыханием и химическим окислением. Газовый кислород образуется при кислородном фотосинтезе и расходуется в нескольких биологических и неживых процессах. Вода и углекислый газ тоже содержат атомы кислорода, поэтому цикл шире простого обмена одним газом. Наличие круговорота не гарантирует постоянства концентраций, если скорости отдельных потоков существенно изменяются.

Выделяем главное

01

Кислородный цикл

Переходы кислорода между химическими формами и компонентами биосферы

02

Окисление

Химическое превращение с отдачей электронов веществом

03

Скорость потока

Количество вещества, перемещающееся между резервуарами за время

Выделяем главное
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

Почему утверждение «углерод участвует в круговороте, значит его количество в атмосфере постоянно» неверно?

Сверить рассуждение

Постоянство требует равенства входящих и исходящих потоков. Изменение скорости сжигания, поглощения или накопления меняет размер атмосферного резервуара.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Круговорот веществ связывает перемещения элементов между живыми организмами и неживыми резервуарами. Биологические процессы обычно включают быстрые обмены, а геологические — длительное накопление и преобразование пород.

02

Испарение, перенос водяного пара, конденсация и осадки обеспечивают глобальное движение воды. Сила тяжести возвращает её по поверхности и под землёй в водоёмы.

03

Фотосинтез включает углерод углекислого газа в органические вещества. Дыхание и разложение возвращают значительную часть углерода в неорганические формы.

04

Круговорот кислорода связан с фотосинтезом, дыханием и химическим окислением. Газовый кислород образуется при кислородном фотосинтезе и расходуется в нескольких биологических и неживых процессах.

05

Круговороты соединяют процессы с разной скоростью и длительностью. Для оценки изменений нужно учитывать не только запасы, но и потоки.

06

Энергия обеспечивает движение и преобразование вещества. Она рассеивается, поэтому её постоянный приток нельзя заменить круговоротом элементов.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Циркуляция веществ с участием питания, обмена и разложения организмов»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Длительные перемещения и преобразования веществ между породами, водой и другими оболочками»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Переход воды с поверхности в газообразное состояние»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Испарение воды растением через его надземные органы»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Включение неорганического углерода в органические соединения»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Длительное удержание углерода в определённом резервуаре»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Переходы кислорода между химическими формами и компонентами биосферы»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Химическое превращение с отдачей электронов веществом»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Компонент системы, в котором накапливается определённое вещество»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Соотношение поступления и удаления углерода в системе»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 10 класс», § 53 «Круговорот веществ в биосфере», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…