Конспект по биологии "Круговорот веществ в природе" (11 класс)

Круговорот веществ в природе.

При изучении раздела «Биосфера – глобальная экосистема» трудным для понимания учащимися  являются вопросы, связанные с круговоротом веществ.

Круговорот веществ  – это   повторяющиеся циклические процессы превращения или перемещения веществ в природе, в основе которых часто лежит биогенная миграция атомов, отражающая  непрерывную взаимосвязь живой и неживой природы.

Рассмотрим круговорот веществ  на примере круговорота биогенных элементов, таких  как углерод, азот, фосфор и сера.

Круговорот углерода в природе.

Углерод входит в состав белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот  и других органических веществ любых живых организмов.

• Углерод в составе углекислого газа поступает  из атмосферы и в процессе фотосинтеза преобразуется в различные сложные органические соединения (углеводы)
• Далее атомы углерода уже  в составе органических молекул (белки, жиры и углеводы) мигрирует по цепям питания потребителей, таких как  бактерии, животные, грибы
• Во время клеточного дыхания (растений в том числе), при окислении органических веществ, а также при разложении листового опада и мертвых организмов, углерод опять в форме углекислого газа возвращается в атмосферу, пополняя его запасы.  

Круговорот азота в природе.

Азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот. Это один из важнейших биогенных  элементов. Несмотря на то, что азота в атмосфере около 80%, тем не менее, растения не   могут усваивать атмосферный азот.

·         Все начинается с поглощения  атмосферного азота свободноживущими бактериями (хемотрофами): клубеньковыми, азотфиксирующими бактериями и цианобактериями. Они обеспечивают образование сложных соединений азотной и азотистой кислот – нитратов и нитритов.

·         После гибели этих микроорганизмов соединения азота используются растениями, затем животными, грибами, другими бактериями - потребителями.

·          В результате жизнедеятельности этих живых организмов происходит постоянное выведение из организма продуктов азотного обмена — аммиака, мочевины, мочевой кислоты и других веществ.

·         При разложении белков аммонифицирующие бактерии образуют аммиак (NH₃), а нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитритов и нитратов.

·          Растения усваивая эти нитраты, используя их для синтеза белков.

·         Далее азот возвращается в  атмосферу с помощью  денитрифицирующих бактерий, которые в процессе разложения остатков растений и животных превращают эти соединения азота  в свободный азот.

Вот как выглядит цикл азота:

·         почвенный азот - нитраты - (растения) нитриты - аммиак, аминокислоты, белки (животные) - аммиак, мочевина (бактерии)- нитраты - почвенный азот

Круговорот фосфора  в природе.

·         Фосфор в результате выветривания  горных пород и минералов  попадает в наземные экосистемы.

·         Растения из почвы поглощают фосфор  в виде растворимых солей фосфорной кислоты, а затем  включают его в состав нуклеиновых кислот, АТФ, и  клеточных мембран.

·         Животные потребляют органические вещества.  В организмах животных фосфор входит в состав костной ткани, дентина.  В процессе клеточного дыхания происходит окисление органических соединений, содержащих фосфор, при этом органические фосфаты поступают в окружающую среду в составе экскретов.

·         Редуценты – микроорганизмы минерализуют органические вещества, содержащие фосфор, опять в фосфаты, которые затем опять могут быть использованы растениями.

После такого неоднократного потребления фосфора организмами на суше и в водной среде, он выводится в  осадки дна морей в виде нерастворимых фосфатов.  После поднятия  таких осадочных пород, соединения фосфора опять попадают в наземные экосистемы.

Круговорот серы  в природе.

·         Круговорот серы в природе поддерживается микроорганизмами. При их участии сульфиды окисляются до сульфатов, а сульфаты поглощаются живыми организмами (сульфиды  в результате  окисления превращаются в  сульфаты), которые используются автотрофами.

·         Сера  в составе сульфатов восстанавливается и входит в состав некоторых аминокислот и белков потребителей.

·         При гниении отмерших организмов сера опять возвращается в круговорот. 

Краткое описание документа:

При изучении темы " Биосфера - глобальная экологическая система" для учащихся даже 11 класса сложным является поэлементный анализ ответов на вопросы, о последовательности процессов , которые лежат в основе круговорота важнейших химических элементов: углерода, азота, фосфора и серы. Предложенный учебный материал позволит быстро понять и запомнить краткую характеристику этих процессов.