АЛМАТЫ БИОСФЕРАДАҒЫ ЗАТ АЙНАЛЫМДАРЫ МЕН БИОХИМИЯЛЫҚ ЦИКЛДЕРІ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ӨСІМДІКТЕР ФИЗИОЛОГИЯСЫ БИОХИМИЯСЫ

ЭКОЛОГИЯ КАФЕДРАСЫ

ТАҚЫРЫБЫ:

БИОСФЕРАДАҒЫ ЗАТ АЙНАЛЫМДАРЫ МЕН БИОХИМИЯЛЫҚ

ЦИКЛДЕРІ

ТЕКСЕРГЕН: ҚОЙБАҒАРОВА Б. Х.

ОРЫНДАҒАН: АДИЛЬГЕРЕЕВА А.

БАҒАСЫ:

АЛМАТЫ-2007

БИОСФЕРАДАҒЫ ЗАТ АЙНАЛЫМДАРЫ МЕН БИОХИМИЯЛЫҚ ЦИКЛДЕРІ

Сырттай қарағанда тірі организмдер мен өлі табиғат, ресурстарында үлкен айырмашылық бар ғой деп ойлайсыз. Зерттеп қараған кезде олардың бірінсіз-бірінің тіршілігі жоқ екенін көрсетеді. Қайта олар бір-бірімен жан-жақты және тығыз байланысты болатыны анықталды. Айналаны қоршаған өлі атмосфераның ресурсынсыз өмір сүре алмайды, себебі ол айналаны қоршаған ортаға да терең экологиялық және биологиялық өзгерістер енгізеді. Тірі ағзалар топырақтың қара шірігін құраушы, тіпті топырақтың негізін құрайтын негізгі фактор болып есептелінеді. Топырақ өлі дене емес. Ол тіршілік ортасы. Жерді қоршаған атмосфера, бір жагынан, тіршілік ортасы болса, екіншіден, оның қазіргі физикалық құрамы тірі ағзалардың әрекеті арқылы пайда болған.

Жер бетін мекендейтін бүкіл тірі организмдердің жиынтығы өмір сүретін ортасымен қосыла отырып, өзгеше қабат биосфераны құрайды.

В. И. Вернадский биосферадагы тіршілік үрдістерін жан-жақты зерттей келе биохимиялық элементтердің бір тобын "тірі заттар", екінші тобы биогенді, үшіншісін - биокосты, сирек кездесетін элементтер деп бірнеше категорияларға болді.

Биогенді заттарға сутек, оттек, көміртек, азот, фосфор және күкірт жататынын В. И. Вернадский анықтап берді. Ол геохимик және минералог еді. Биогенді элементтердің атомы тірі ағзалардың денесінде күрделі биоорганикалық қосылыстар жасап, көмірсулар, Жоғары молекулалы заттар-белоктар, нуклеин қышқылдар-дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ), рибонуклеин қышқылы (РНҚ), липиттерді синтездейді.

Бұл биохимиялық қосылыстар биосферадагы тірі организмдердің негізгі құрамы тіршілік тірегі.

В. И. Вернадский биосфераның пайда болу, даму және қазіргі кездегі жағдайында тірі заттардың ролін өте жоғары бағалады. Ол "Жердің сыртқы қабатыңда үнемі өзгеріс енгізетін тірі организмдерден басқа құдіретті химиялық күш жоқ" деп жазды өзінің "биосфера» атты еңбегінде. Әсіресе тірі организмдер оған қоса адамзат баласының іс-әрекеттерінің биосфера шетіндегі биогеохимиялық фактор ретіндегі ролін бағалай келіп биосфера өзін-өзі реттеп отыратын биологиялық-экологиялық және химиялық жүйе екенін дәлелдеді. Бір сөзбен айтқанда біздің жер деп аталатын планетамыздағы ең жоғарғы сатыдағы өсіп-дамыған жер бетіндегі барлық тіршілікті жүргізуші ұлы күш. Сондықтан да жер бетіндегі неше түрлі құбылыстар осы тірі ағзалармен байланысты екенін толық түсіндіре білді. Шынына келетін болсақ, тірі ағзалар ғарыштық энергаяны биосферадағы химиялық элементтер мен қосылыстардың миграциясы болып табылады. Бұл үрдістер биосферадағы зат және энергия айналымдарымен шектеліп, биосфера шегіндегі бүкіл дүние жүзілік зат пен энергияның алмасып отыратынына ең себепші құдіретті қозғаушы күш.

Алғашқы кезде проблема биосфералардағы зат пен энергия айналымының қалдықсыз жүруі нәтижесінде биосфера деп аталатын айналаны қоршаған ортада, тіршілікке қажетсіз еш қандай басы артық зат синтезделінбейді. Олар үнемі өзгеріп, бір түрден екінші түрге айналып отырады. Өмірге қауіптісі жойылып кетіп, пайдалылары қалады, сөйтіп биосфера өзін-өзі тазартып отырады. Биосферадағы барлық тіршіліктің ең қозғаушы күші - күн сәулесі.

Биосфераға күннен секундына 1. 1. 1025 калория энергия келіп сіңеді, оның 42 процентін биосфераның әлемдік кеңістігіне тарайды да, ал қалган 57 пайызын өз бойында сақтайды. 1 пайыз энергия өсімідіктерге жиналады. Бұл энергия жердің жасыл желегінде болатын фотосинтез үрдісіне жұмсалады. Күн сәулесіне кейінірек тоқталамыз.

В. И. Вернадский биосферадагы зат және энергия айналымдарының тұрақты өсіп-даму үрдісіндегі адамзат баласының рөліне ерекше қөңіл аударады.

Б. И. Вернадскийдің дәлелдеуінше адамзат баласы теңдесі жоқ биосферадағы ең қуатты геологиялық күш екенін айтады. Келешектегі яғни XXI ғасырдагы биосфераның тағдыры адамзат баласының ақыл ойының сапасында немесе деңгейінде екенін болжай келе В. И. Вернадский өзінің өте маңызды теорияларының бірі -биогеохимиялық концепцияларын дүниеге келтірді. Сөйтіп, ноосфера ғылымының негізін қалады. Ол - биосфераның жаңа тұрғыдағы ұғымы мен сипаты - ноосфера туралы гипотезалар жасады.

Академик В. И. Вернадский өзінің 1944 жылы жазған ғылыми еңбегіңде: " Болашақ планетаның ұсқыны мен тыныс тіршілігі адамзат баласының ақыл ойы мен парасатына байланысты өсіп дамиды және тәуелді болады. Ең бастысы адамзат баласының саналы ақыл-ойының нәтижесіне байланысты биосфера тағдыры шешіледі" - деп көрсеткен еді. Шынына келетін болсақ, қазіргі биосфераның тұрақтылығы тек адамзат баласының қолында екенін әрбір саналы және сауатты адамзат баласы жақсы білуі тиіс. Еш бір дәйекті сөздерді қажет етпейтін ұлы қағида.

БИОСФЕРА ҚҰРЫЛЫСЫ

Биосфера - грекше биос - өмір және тіршілік, сфера шар, қоршаған орта деген сөздерінен алынған, яғни жер шарындағы адамзаттың жан-жануарлардың өсімдіктердің және басқа тірі организмдердің тіршілік ететін ортасы деген мағына береді.

Бұл терминді 1875 жьшы бірінші рет Австрияның атақты геологы З. Зюсс ғылымға енгізді. Бірақ биосфера және оның жер бетінде жүріп жатқан процестері туралы ілімнің негізін салған академик В. И. Вернадский болды. Осы ілім бойынша, биосфера +50 градустан -50 градусқа дейін температурасы болатын термодинамикалық қабат болып саналады.

Биосфера негізінен үш қабаттан құралады: Олар: атмосфера (газ күйіндегі), гидросфера (су), литосфера (қатты) қабаттар.

Атмосфера - жер шарын түгелдей орап тұрады. Ол гректің бу және сфера сөзінен шыққан. Оның қалыңдыгы 100 километрге дейін жетеді. Атмосфераның негізгі құрамында оттегі (20, 95 %), яғни 1, 5. 10 ¹⁵ тонна аргон (1, 28 %), азот (75, 50%), яғни 3, 8 . 10 ¹² тонна және басқадай газдар кездеседі.

Атмосфера негізінен - тропосфера, стратосфера және ионосфера қабаттары болып үшке бөлінеді.

Тропосфера - грекше тропос - бұрылысы, сфера- шар. Қазақша өзгермелі қабат деген мағына береді. Ол атмосфераның жер бетіне тікелей жайласқан төменгі тығыз қабаты. Оның орташа биіктігі 10-12 километрге дейін жетеді.

Стратосфера - латынша төсем және сфера -шар, теңіз деңгейінен 9-11 км жоғары жататын атмосфера қабаты. Мұнда ылғал жоқ. Бұлт та болмайды. Ал температура 30 километрге дейін бір қалыпты болады да, бірақ биіктік артқан сайын (30-35 километрден өрі қарай) температура төмендей береді. 20-25 километр биіктікте озон мол кездеседі. Ол күннің әсірекүлгін сәулелерін өте көп сіңіреді. Өйтпеген жағдайда тірі организмдер түгелімен қырылып қалар еді.

Ионосфера - қозғалғыш қабат деген сөзінен алынған. Оның қалыңдығы 800 километрге дейін жетеді. Бұл орта тропосфера сияқты көбінесе оттегі мен азоттан құралады.

Ионосферада газдардың тек жекелеген, молекулалары, иондары мен атомдары ғана кездеседі. Олардың тығыздығы жер бетіне таяу қабаттағы ауаның тығыздығынан миллион есе кем келеді. Спутниктер мен ракеталардың көмегімен жүргізілетін зерттеулердің нәтижелері ауаның жоғары шекарасы жер бетінен 20 мың километр биіктікке дейін тарайтынын анықтады.

Көпке дейін ғалымдар ауаның массасын білмей келді. Ауанын массасы 5, 27. 10 ¹⁵ гонна, яғни 5 мың триллион тонна. Осы көрсетілген мөлшерге сәйкес мынадай құбылысты мысалға келтіре кетейік. Ауа -адамның алақанына 150 килограмм салмақпен әсер етеді. Ол барлық денеге 15 тоннадан артық күш түсіреді. Шын мәнінде адамдар осьшшама салмақтың басып тұрганын сезбейді. Өйткені адамның денесі ауаның қысымына үйреніп кеткен. Бұл - табиғи құбылыс. Ауа қысымы сәл ғана азайса біздің көңіл күйіміз төмендеп, тамыр соғу жиілейді, әлсіздік пайда болады. Сезім мүшелерінің қызметі нашарлайды және т. б. қолайсыз құбылыстар туады.

Ауа күн сәулесінен келетін жарықты шашыратып, реттеп отырады. Егер ауа қабаты болмаса сөйлеген сөзді де, шырқап салған ән де, ағаштың сыбдырын, желдің ызыңын, құстардың дыбысын да біз ести алмаган болар едік.

Гидросфера - табиғи су қоймаларынан (мұхиттардан, теңіздерден, көлдерден, өзендерден) құралады. Бұлар құрлықтың 70 процентін алып жатыр. Гидросфераның көлемі 400 миллион шаршы километр.

Литосфера - Жердің қатты қабаты. Ол екі қабаттан құралған. Үстіңгі қабаты граниттен, оның қалыңдығы 10 километрден 40 километрге дейін жетеді. Ал астыңғысы базальттан тұрады. Қалыңдығы 30-80 километрдей. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жерді тағы бір ерекше қабат - биосфера қоршап тұрады. Ол тірі километрдей. Жоғарыда айтылғандай минералды қабаттардан басқа, жсрді тагы бір ерекше қабат - биосфера қоршап тұрады. Ол тірі организмдер тараған аймақтардың бәрін қамтиды. Биосфераның пайда болуымен бірге, жер бетінде тірі организмдер өсіп-өніп, сыртқы коршаған ортаның эволюциялық дамуына сәйкес қалыптасады. Биосфера теңіз деңгейінен бастап, тау жоталарының шыңдарына дейін бүкіл құрғақ жерді алып жатыр. Өсімдіктер әлемі мен жан-жануарлар дүниесінің кейбір түрлері жердің ең биік нүктесіне дейін таралған. Мысалы, шау қарға дейтін дала құсының бір түрі Эверстің (Гималай тауының) басында 8 километрге жететін шыңдарда тіршілік етеді. Сол жер оның атам заманнан бергі табиш мекені.

Атмосферадағы биосфераның жоғары шегі 20 километр биіктікке дейін жетеді. Онда микробтардың споралары (өршігіш тұқымы) кездеседі. Бактериялар атмосфералардың озон қабатыңда да өсіп-өнеді. Озон қабаты 20-25 километр биіктікте кездеседі. Ол жерді қоршаған экран сияқты. Адам баласына, жануарлар дүниесіне зиян келтіретіи космостық жөне күниің әсірекүлгін сәулелерінің осы озон қабаты тұтып қалады. Биосферада мол кездесетін микроорганизмдер жер бетінен 50-70 метрге дейінгі биіктікке ғана тарайды.

Литосферадағы биосфераның төменгі шегі 2000-3000 метрге дейін тереңдікке жетеді. Олар анаэробты бактериялар. Жердің 6-8 метр төменгі кабатында микроорганизмдер мол болады. Гидросферадағы биосфераның шегі 11 километрге дейін терендікке жетеді. Тынық мұхиттың терең қойнауы 11 километрден асатынын білеміз. Теңіз жануарлары және өсімдіктері (қызыл, жасыл, қоңыр балдырлар) үшін су өте қолайлы орта. Ол таза, мөлдір болғандықтан күн сәулесі оның 200 метр тереңдігіне дейін тарайды. Бұдан кейінгі судың қабаттарын мәңгілік қараңғылық басып тұрады. Мұндай қабаттарда да тіршілік ететін организмдер болады.

Биосфераның ең жоғарғы даму (стадиясы ноосфера больш есегггеледі.

БИОСФЕРАДАҒЫ ЗАТТАРДЫҢ БИОХИМИЯЛЫҚ. АЙНАЛЫМЫ

Биосферада үнемі болып тұрады. Ол тірі организмдер арқылы реттелінеді.

В. И. Вернадскийдің ілімі бойынша, тірі организмдер күн сәулесінің электромагниттік энергиясын потенциалды химиялық энергияга айналдырады. Химиялық энергия механикалық энергияға өзгеріп, түрлі күрделі биохимиялық процестер биосферада үздіксіз жүріп отырады. Бұл жөнінде жердің жасыл желегі ерекше роль атқарады. Өйткені өсімдіктердің құрамында жасыл хлорофил бар. "Хлорофиллдің жасыл түйіршігі", - деп жазды. К. А. Тимирязев, - әлемдік кеңістіктің нүктесі, фокусы. Оған бір жағынан күн энергиясы ағылып келіп жатады, ал екінші жағынан, одан жер бетіндегі тіршілік өзінің бүкіл қажетін алып отырады".

Жерге күннен секундына 1, 1. 10 ²⁶ калория энергия келіп сіңеді. Оньщ 42 процентін жер әлемдік кеңістікке таратады да, ал қалған 57 процентін өз бойында сақтайды. 1 процент энергия өсімдіктерге жиналады. Бұл энергия жердің жасыл желегінде болатын фотосинтез процесінде жұмсалады. К. А. Тимирязевтің сөзімен айтқанда, жердің жасыл желегі аспан мен жер арасындағы дәнекер болып есептелінеді. Күн сәулесінің электромагниттік энергиясы өсімдік организімінде химиялық энергия ретінде сақталынады немесе консервіленеді. Ал химиялық энергая жан-жануар организімінде механикалық энергияға айналады да бірнеше күрделі жұмыстарды жасауға жұмсалады. Жан жануарларды гетеротрофты организмдер деп аталады. Себебі олар дайын органикалық заттармен қоректенеді.

Фотосинтез процесінде бөлініп шыққан оттегі бүкіл адамзат, жан-жануарларға және басқадай аэробты (оттегімен тыныс алатын) организмдерге қажет. Жердің жасыл желегі фотосинтез процесі арқылы жылына ауага 400 миллиард тонна оттегін бөліп шығарады. Биосфераға осындай колемде оттегі қосылып отырса ғана ауадағы оттегінің мөлшері азаймайды.

Жер бетіндегі жасыл өсімдіктер мен судағы балдырлар өздерінің пайда болған кезінен бастап 550 миллион жыл ішінде атмосфераға оттегінің 24, 3. 10 ¹⁵ тонна қорын жасады.

Жер жүзіндегі өсімдіктердің массасы 323 миллиард тонна (құрғақ зат есебімен алынғанда) . Оның 74 проценті құрғақ жерде өсетін өсімдіктердікі, 26 проценті суда тіршілік ететін балдырлардікі. Осы органикалық заттың 40 проценті көміртегінің үлесіне тиеді.

Тірі организмдер жылына 93 миллиард тонна көміртегін сіңіреді. Оның 24 миллиард тоннасын жер бетіндегі организмдер, 69 миллиард тоннасын судағы организмдер қабылдайды.

Осы мөлшерде көміртегі ауадагы көмір қышқыл газынан алынады. Көміртегі өсімдіктерге сіңірілгенімен оның ауадағы мөлшері ешқандай да азаймайды. Себебі, органикалық заттар жерде жатып шіриді де, құрамындағы көміртегін ауаға таратып отырады. Ауадағы көміртегінің мөлшері 2, 3. 10 ¹² тонна.

Көмір қышқыл газы ауаға жануартаулардың атқылауынан, ыстық бұлақтардан, адамдар мен жануарлардың дем алуынан, жағылған отындардан (мұнай, газ, көмір, шымтезек) қосылып отырады. Отқа жағылған заттардан жылына ауаға 1. 10° тонна көмір қышқыл заты тарайды. Ауадан мұхиттарға айналым жасайтын көмір қышқыл газының мөлшері 1. 10 ¹⁰ тонна. Биосферада көмір қышқыл газы 300-500 жылдың ішінде толық айналым жасайды.

Мұхиттарда 1, 3. 10 ¹⁴ тонна көмір қышқыл газы бар, яғни ол ауадағыдан 60 есе көп.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.