«Биология. Общие закономерности. 9 класс». С.Г. Мамонтова и др. (гдз)

Границы и состав биосферы

Вопрос 1.
Биосфера — оболочка Земли, заселенная и преобразуемая живыми организмами; совокупность всех живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Биосфера включает в себя три основные оболочки Земли: атмосферу, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Границы биосферы определяются абиотическими факторами, которые ограничивают существование живых организмов. Верхняя граница биосферы проходит на высоте около 20 км от поверхности Земли и зависит от озонового слоя, который задерживает ультрафиолетовое излучение. В гидросфере жизнь обнаружена на всех глубинах Мирового океана —
до 11 км. В литосфере живые организмы встречаются до глубины 3,5—2,5 км, Это зависит от температуры земной коры и от уровня проникновения жидкой воды.
Биосфера включает в себя:
1. Живое вещество — совокупность всех живых организмов (микроорганизмов, грибов, растений, животных).
2. Биогенное вещество — это минеральные или органические — вещества, созданные в результате жизнедеятельности живых организмов (газ, нефть, каменный уголь, известняки, трепел и т.д.).
3. Косное вещество — это вещества, которые формируются без участия живых организмов (в результате вулканизма, геотектонических процессов, падения метеоритов и т.д.).
4. Биокосное вещество — создается живыми организмами вместе с неживой природой (почвы).

Вопрос 2.
Атмосфера — газовая оболочка Земли, состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого газа, озона и инертных газов. Атмосфера оказывает огромное влияние на физико-химические и биологические процессы на поверхности земли и в водной среде: кислород необходим всем живым организмам для дыхания; углекислый газ — источник углерода при фотосинтезе и хемосинтезе; азот в результате деятельности азотфиксирующих бактерий переходит в форму нитратов, усваиваемых растениями. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в основном за счет вулканической деятельности, а кислород — в результате фотосинтеза.
Гидросфера, или водная оболочка Земли, составляет около 70 % поверхности Земного шара. Наибольшие запасы воды сосредоточены в Мировом океане (до 95 %), остальные 5 % приходятся на пресные водоемы (озера, реки и т.д.). Большое значение имеют газы, растворенные в воде, кислород и углекислый газ. Их содержание широко варьирует в зависимости от температуры и присутствия в них живых организмов. В воде содержится в 60 раз больше углекислого газа, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара. В воде обитает огромное количество живых организмов, причем их типовое разнообразие значительно выше, чем на суше. Состояние гидросферы — важнейший фактор, определяющий климатически условия различных географических областей.
Литосфера — твердая оболочка Земли — включает в себя земную кору и верхнюю часть мантии. Жизнь в литосфере главным образом сосредоточена в ее верхнем плодородном слое — почве, глубина которого не превышает нескольких метров. В строении почвы выделяют несколько горизонтов (сверху вниз): верхний, называемый спадом, следующий — гумусовый слой, обеспечивающий плодородие почв, и третий, состоящий в основном из смеси песка и глины. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества — продукты жизнедеятельности организмов.

Вопрос 3.
Границы жизни в биосфере простираются в атмосфере до озонового экрана (около 20 км), который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения солнца. В литосфере Земли жизнь распространена до 5—7 км в глубину, что обусловлено температурой земных недр их уровнем проникновения воды в жидком состоянии. В гидросфере на всю ее толщу.

Вопрос 4.
В пределах границ биосферы живое вещество распределено очень неравномерно. В высоких слоях атмосферы, в глубине гидросферы и литосферы живые организмы встречаются редко. Жизнь главным образом сосредоточена на границе этих трех сред.
Общую массу живых организмов оценивают в 2,43 • 10¹²т. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03 • 10¹²т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.

Вопрос 5.
Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2 % представлена растениями и только 0,8 % составляют грибы, животные и микроорганизмы. В Мировом океане это соотношение меняется: на долю растений приходится 6,3 % биомассы, а на долю животных и микроорганизмов — 93,7 %.

Вопрос 6.
Биологическими полимерами являются белки, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Функции белков:
1. Каталитическая. Все биологические катализаторы — ферменты имеют белковую природу.
2. Пластическая — строительная. Белки входят в состав клеточной мембраны и образуют немембранные структуры клетки (например, цитоскелет) и часть межклеточного вещества.
3. Транспортная. Гемоглобин переносит кислород в крови; в мембранах клеток имеются специальные транспортные белки, активно переносящие определенные вещества в клетку.
4. Регуляторная. Некоторые гормоны имеют белковую природу, например инсулин, гормоны гипофиза.
5. Сигнальная. На наружной поверхности клеточной мембраны имеется множество специфических рецепторов гликопротеиднои природы, воспринимающих внешние воздействия (гормоны, другие биологически активные вещества) или определяющих характер взаимодействия клетки с вирусом.
6. Двигательная. Все виды движения обеспечиваются специфическими сократительными белками (актин, миозин; микротрубочки веретена деления).
7. Защитная. В ответ на внедрение инородных веществ (антигенов) клетками крови (лейкоцитами) синтезируются специальные белки — антитела. Их взаимодействие приводит к образованию безвредного компонента «антиген — антитело».
8. Энергетическая. При расщеплении 1г белка выделяется 17,6 кДж энергии (4,2 ккал).
Функции углеводов
1. Энергетическая. Глюкоза основной источник энергии в организме. При сгорании 1 г глюкозы образуется 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии.
2. Сигнальная. Углеводы входят в состав гликопротеидных рецепторов на поверхности клеточной мембраны.
3. Резервная. Запас питательных веществ в клетке в виде зерен крахмала и глыбок гликогена.
4. Пластическая. Углеводы образуют клеточную стенку растений (целлюлоза), грибов (хитин). Формируют наружный хитиновый скелет членистоногих.
Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание иногда достигает до 90% сухой массы (клетки клубней картофеля, семена). В животных клетках содержание углеводов не превышает 2 — 5%.
Функции нуклеиновых кислот
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) осуществляет хранение наследственной информации о последовательности аминокислот в белках, передачу этой информации на иРНК во время синтеза белка в клетке и передачу наследственной информации из поколения в поколение.
Рибонуклеиновые кислоты (РНК) представлены в трех видах, каждый из которых выполняет свою функцию. Так, иРНК переносит информацию из ядра с ДНК в цитоплазму к месту синтеза белка; рРНК является структурным компонентом рибосом; тРНК транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка.

Вопрос 7.
Выделяют несколько уровней организации живой материи как для удобства изучения процессов жизнедеятельности, так и в связи с различными формами проявления свойств живого на каждом из них.
1. Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была устроена, осуществляет все проявления жизнедеятельности на уровне взаимодействия биологических макромолекул (нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов) и других важных органических соединений. На этом уровне начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации.
2. Клеточный. Клетка — структурная и функциональная единица, а также единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Исключение составляют вирусы и бактериофаги — неклеточные формы, но, находясь вне клеток других организмов, они комплекса признаков живого не проявляют.
3. Тканевый. Ткань представляет собой совокупность нескольких типов клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции.
4. Органный. У большинства многоклеточных животных и растений орган — это структурно-функциональное объединение нескольких тканей, связанных выполнением общих функций и занимающих определенное положение в организме.
5. Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.
6. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. Из популяций состоит вид — единственная реально существующая систематическая единица живой природы. Организмы одного вида репродуктивно изолированы от представителей других видов.
7. Биогеоценотический. Биогеоценоз — совокупность организмов разных видов животных, растений, грибов и микроорганизмов со всеми факторами среды их обитания — компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Он включает органические и неорганические вещества, автотрофные и гетеротрофные организмы. Основные функции биогеоценоза — накопление (аккумуляция) и перераспределение энергии.
8. Биосферный. Это высший уровень Организации жизни на Земле. На био40ферном уровне происходит круговорот Веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых Организмов планеты Земля.

Вопрос 8.
Организация живой материи построена на принципах иерархичности (соподчинения) и дискретности (подразделения на части). Каждый предыдущий уровень является частью последующего. Клетки состоят из отдельных органоидов, ткани — из клеток, органы — из тканей и т. д. Подобное деление позволяет осуществить замену части без прекращения функционирования целостной системы, а также возможность специализации различных частей на неодинаковых функциях.