Планетарное значение растений. Планетарная роль растений
7. Значение фотосинтеза. Планетарная роль зелёных растений
Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключённую в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасённая зелёными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира — от бактерий до человека.
Выдающийся русский учёный конца \(XIX\) — начала \(XX\) в. Климент Аркадьевич Тимирязев (\(1843\)–\(1920\)) роль зелёных растений на Земле назвал космической. Он писал:
Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического.
Накопление органической массы
Все живые организмы могут жить, лишь потребляя в виде пищи ту энергию, которую зелёные растения с помощью хлорофилла получили от Солнца и заключили в углеводах и других органических соединениях. Углеводы — важный продукт фотосинтеза.
Пример:
многие растения, такие как сахарный тростник, сахарная свёкла, лук, горох, кукуруза, виноград, финик, запасают сахара в стеблях, корнях, луковицах, плодах и семенах. Именно сахара служат главным источником энергии для всех живых существ, так как легко могут стать одним из наиболее активных соединений в любой живой клетке.
Накопление энергии
Постоянно поглощая энергию в виде солнечного излучения, растения её накапливают. Накопление энергии — очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зелёных растений.
Пример:
органические вещества — отличный энергоноситель. Человек широко пользуется газом, нефтью, углём, дровами — всё это органические вещества, которые выделяют при сгорании энергию, некогда занесённую в зелёных растениях.
Обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере
В атмосфере Земли углекислый газ составляет \(0,03\) % от объёма воздуха. Эта величина удерживается на протяжении многих тысячелетий, несмотря на то, что великое множество живых организмов в процессе дыхания выделяет углекислый газ. Ещё больше его выделяется при гниении и разрушении мёртвых тел, при извержении вулканов, при пожарах, при сжигании топлива. Всё это огромное количество углекислого газа поглощают зелёные растения в процессе фотосинтеза, сохраняя более или менее постоянное содержание углекислого газа в атмосфере Земли и тем самым обеспечивая возможность жизни на нашей планете.
Накопление кислорода в атмосфере
В древние времена, когда на нашей планете ещё не было растений, не было и кислорода в атмосфере. В настоящее время кислород воздуха в атмосфере занимает \(21\) % его объёма. Современный газовый состав атмосферы сформировался благодаря процессу фотосинтеза. Благодаря этому все организмы на Земле — бактерии, грибы, животные, человек и сами растения — могут дышать и осуществлять процессы своей жизнедеятельности.
Из кислорода на высоте около \(20\) км над поверхностью Земли под действием солнечной радиации образуется озон. Он задерживает ту часть ультрафиолетовых лучей, которая губительно действует на живые организмы. Озоновый слой, окружающий Землю, создаёт возможность для жизни организмов.
Создание почвы на Земле
Органические вещества, образованные зелёными растениями, потребляются живыми существами суши. Отходы процессов жизнедеятельности организмов, продукты гниения и разложения мёртвых тел (растений, животных, грибов, бактерий) и их отдельных частей (опавшие листья, отмершие корни, корневые волоски, обильные корневые выделения), попадая в верхний слой земной поверхности, разлагаются там и принимают участие в создании уникального природного образования — почвы.
Почва образуется и развивается на поверхности Земли в результате взаимодействия элементов живой и неживой природы. Без органических соединений почва не образуется. От количества органических веществ — гумуса — зависит плодородие почвы.
Обрати внимание!
Фотосинтез — важнейший процесс в жизни нашей планеты. Он выполняет космическую функцию, производя огромное количество энергии, запасаемой в зелёных растениях, и поставляя кислород в атмосферу.
Источники:
Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Кучменко B. C. Биология. 6 класс // ИЦ ВЕНТАНА-ГРАФ.
www.yaklass.ru
Планетарное значение растений | Mails Web Medical
1. Растения — продуценты биомассы.
2. Значение фотосинтеза в формировании, атмосферы.
3. Почвообразования.
4. Формирования ландшафтов.
5. Влияние на климат.
6. Вывод.
Растения — автотрофные организмы, использующие для процессов жизнедеятельности световую энергию и неорганические вещества. В процессе фотосинтеза растения улавливают энергию Солнца и превращают ее в энергию химических связей органических соединений. То есть растения являются первичными продуцентами биомассы на Земле. Биомасса, образуемая растениями в процессе фотосинтеза, по цепям питания потребляется животными и человеком.
Одним из продуктов фотосинтеза является кислород. Его выделение растениями привело к превращению изначально бескислородной-восстановительной атмосферы Земли на кислородсодержащую атмосферу современного склада. Атмосфера, содержащая кислород, привела к гибели многих анаэробных организмов и распространение аэробных. Озоновый слой, сформировавшийся в верхних слоях атмосферы, защищает Землю от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, снижая уровень мутаций. Благодаря формированию озонового слоя стали возможны выход организмов, проживавших в воде, на сушу и бурная эволюция наземных форм жизни.
Растения участвуют в процессе почвообразования. Отмершие растительные остатки образуют верхний плодородный слой почвы.Растения участвуют в формировании ландшафтов, укрепляя склоны, рыхлые почвы, препятствуя фунтовый эрозии и выветриванию.
Также растения (особенно древесные) могут влиять на водный режим и климатические особенности некоторых территорий. Кроме того, растительные группировки являются местами обитания животных.
Вывод: растения являются первичными продуцентами биомассы; кислород, выделяющийся в процессе фотосинтеза, сформировал современную земную атмосферу и определил направление эволюции организма. Растения участвуют в процессах почвообразования, формируют ландшафты и влияют на климат; растительные сообщества — местообитания животных и микроорганизмов.
mailswm.com
Планетарная роль фотосинтеза
Количество просмотров публикации Планетарная роль фотосинтеза - 1659
Фотосинтез, возникнув на первых этапах эволюции жизни, остается важнейшим процессом биосферы. Именно зеленые растения посредством фотосинтеза обеспечивают космическую связь жизни на Земле с Вселенной и определяют экологическое благополучие биосферы вплоть до возможности существования человеческой цивилизации. Фотосинтез - это не только источник пищевых ресурсов и полезных ископаемых, но и фактор сбалансированности биосферных процессов на Земле, включая постоянство содержания кислорода и диоксида углерода в атмосфере, состояние озонового экрана, содержание гумуса в почве, парниковый эффект и т. д.
Глобальная чистая продуктивность фотосинтеза составляет 78-108т углерода в год, из которых 7% непосредственно используют на питание, топливо и строительные материалы. В настоящее время потребление ископаемого топлива приблизительно сравнялось с образованием биомассы на планете. Ежегодно в ходе фотосинтеза в атмосферу поступает 70-120 млрд. т кислорода, обеспечивающего дыхание всех организмов. Одним из важнейших последствий выделения кислорода является образование озонового экрана в верхних слоях атмосферы на высоте 25 км. Озон (О3) образуется в результате фотодиссоциации молекул О2 под действием солнечной радиации и задерживает большую часть ультрафиолетовых лучей, губительно действующих на все живое.
Существенным фактором фотосинтеза является также стабилизация содержания СО2 в атмосфере. Сегодня содержание СО2 составляет 0,03 % по объёму воздуха, или 711 млрд. т в пересчете на углерод. Дыхание организмов, Мировой океан, в водах которого растворено в 60 раз больше СО2, чем находится в атмосфере, производственная деятельность людей, с одной стороны, фотосинтез - с другой, поддерживают относительно постоянный уровень СО2 в атмосфере. Диоксид углерода в атмосфере, а также вода поглощают инфракрасные лучи и сохраняют значительное количество теплоты на Земле, обеспечивая необходимые условия жизнедеятельности.
При этом за последние десятилетия из-за возрастающего сжигания человеком ископаемого топлива, вырубки лесов и разложения гумуса сложилась ситуация, когда технический прогресс сделал баланс атмосферных явлений отрицательным. Положение усугубляется и демографическими проблемами: каждые сутки на Земле рождается 200 тыс. человек, которых нужно обеспечить жизненными ресурсами. Эти обстоятельства ставят изучение фотосинтеза во всех его проявлениях, от молекулярной организации процесса до биосферных явлений, в ранг ведущих проблем современного естествознания. Важнейшие задачи - повышение фотосинтетической продуктивности сельскохозяйственных посевов и насаждений, а также создание эффективных биотехнологий фототрофных синтезов.
К.А. Тимирязев первым начал изучать космическую рользеленых растений. Фотосинтез - ϶ᴛᴏ единственный процесс на Земле, идущий в грандиозных масштабах и связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических соединений. Эта космическая энергия, запасенная зелеными растениями, составляет основу жизнедеятельности всех других гетеротрофных организмов на Земле от бактерий до человека. Выделяют 5 базовых аспектов космической и планетарной деятельности зеленых растений.
1. Накопление органической массы. В процессе фотосинтеза наземные растения образуют 100-172 млрд.т. биомассы в год (в пересчете на сухое вещество), а растения морей и океанов – 60-70 млрд.т. Общая масса растений на Земле в настоящее время составляет 2402,7 млрд.т., причем 90% этой массы приходится на целлюлозу. Около 2402,5 млрд.т. приходится на долю наземных растений и 0,2 млрд.т. – на растения гидросферы (недостаток света!). Общая масса животных и микроорганизмов на Земле – 23 млрд.т., то есть 1% от массы растений. Из этого количества ~ 20 млрд.т. приходится на обитателей суши и ~ 3 млрд.т. – на обитателей гидросферы. За время существования жизни на Земле органические остатки растений и животных накапливались и модифицировались (подстилка, гумус, торф, а в литосфере – каменный уголь; в морях и океанах – толща осадочных пород). При опускании в более глубокие области литосферы из этих остатков под действием микроорганизмов, повышенных t0 и давления образовывались газ и нефть. Масса органических веществ подстилки ~ 194 млрд.т.; торфа – 220 млрд.т.; гумуса ~ 2500 млрд.т. Нефть и газ – 10000 – 12000 млрд.т. Содержание органического вещества в осадочных породах по углероду ~ 2 · 1016 т. Особенно интенсивное накопление органики происходило в палеозое (~ 300 млн. лет назад). Запасенное органическое вещество интенсивно используется человеком (древесина, полезные ископаемые).
2. Обеспечение постоянства содержания СО2 в атмосфере. Образование гумуса, осадочных пород, горючих полезных ископаемых выводили значительные количества СО2 из круговорота углерода. В атмосфере Земли становилось все меньше СО2 и в настоящее время его содержание составляет ~ 0,03% по объёму или ~ 711 млрд.т. в пересчете на углерод. В кайнозое содержание СО2 в атмосфере стабилизировалось и испытывало лишь суточные, сезонные и геохимические колебания (стабилизация растений на уровне современных). Стабилизация содержания СО2 в атмосфере достигается сбалансированным связыванием и освобождением СО2 в глобальном масштабе. Связывание СО2 в фотосинтезе и образование карбонатов (осадочные породы) компенсируется выделением СО2 за счёт других процессов: Ежегодное поступление СО2 в атмосферу (в пересчете на углерод) обусловлено: дыханием растений - ~ 10 млрд. т.: дыханием и брожением микроорганизмов - ~ 25 млрд.т.; дыханием человека и животных - ~ 1,6 млрд.т. хозяйственной деятельностью людей ~ 5 млрд.т.; геохимическими процессами ~ 0,05 млрд.т. Итого ~ 41,65 млрд.т. В случае если бы не происходило поступления СО2 в атмосферу, весь его наличный запас был бы связан за 6-7 лет Мощным резервом СО2 является Мировой океан, в его водах растворено в 60 раз больше СО2, чем его находится в атмосфере. Итак, фотосинтез, дыхание и карбонатная система океана поддерживает относительно постоянный уровень СО2 в атмосфере. За счёт хозяйственной деятельности человека (сжигание горючих полезных ископаемых, вырубка лесов, разложение гумуса) содержание СО2 в атмосфере начало увеличиваться ~ на 0,23 % в год. Это обстоятельство может иметь глобальные последствия, так как содержание СО2 в атмосфере влияет на тепловой режим планеты.
3. Парниковый эффект.Поверхность Земли получает теплоту главным образом от Солнца. Часть этой теплоты возвращается в виде ИК лучей. СО2 и Н2О, содержащиеся в атмосфере, поглощают ИК лучи и таким образом сохраняют значительное количество теплоты на Земле (парниковый эффект). Микроорганизмы и растения в процессе дыхания или брожения поставляют ~ 85 % общего количества СО2, поступающего ежегодно в атмосферу и вследствие этого влияют на тепловой режим планеты. Тенденция повышения содержания СО2 в атмосфере может привести к увеличению средней t0 на поверхности Земли
4. Накопление О2 в атмосфере.Первоначально О2 присутствовал в атмосфере Земли в следовых количествах. Сегодня он составляет ~ 21 % по объёму воздуха. Появление и накопление О2 в атмосфере связано с жизнедеятельностью зеленых растений. Ежегодно в атмосферу поступает ~ 70-120 млрд.т. О2, образованного в фотосинтезе. Особую роль в данном играют леса: 1 га леса за 1 час дает О2, достаточно для дыхания 200 человек.
5. Образование озонового экранана высоте ~ 25 км. О3 образуется при диссоциации О2 под действием солнечной радиации. Слой О3 задерживает большую часть УФ (240-290 нм), губительного для живого. Разрушение озонового экрана планеты – одна из глобальных проблем современности.
referatwork.ru
