1.10M
Categories: biologybiology chemistrychemistry

Химический состав живого вещества

1.

Северный (Арктический) Федеральный Университет
им. М. В. Ломоносова
Высшая школа естественных наук и технологий
Кафедра : Биологии, экологии и биотехнологии
Презентация
по дисциплине: Учение о биосфере
На тему : «Химический состав живого вещества»
г. Архангельск
2020
Выполнила работу студентка
4 курса, группы: 301705
Мамишова А.А.
Руководитель: Чуб И. С.

2.

В.И. Вернадский (1978) всю совокупность
организмов
на
Земле
назвал
живым
веществом, рассматривая в качестве его
основных характеристик суммарную массу,
химический состав и энергию.
Владимир Иванович Вернадский
(1863 – 1945) – создал учение о
биосфере. Свои идеи он четко
сформулировал в знаменитом
труде «Биосфера» (1926).

3.

В. И. Вернадский утверждал, что
«Живая материя является совершенно
особой химической областью в химии
земной коры...
В живой материи, в каждой ее клетке
идет вихорь сменяющих друг друга
химических элементов».

4.

По современным оценкам, общее количество массы живого вещества в
наше время равно 2420 млрд. тонн. Эту величину можно сравнить с массой
оболочек Земли, в той или иной степени охваченных биосферой.
Таблица 1 – Масса живого вещества в биосфере
Подразделения
биосферы
Масса, тонн
Сравнение
Живое вещество
2,4-1012
1
Атмосфера
5,15-Ю15
2146
Гидросфера
1,5-Ю18
602500
Земная кора
2,8-Ю19
1670000

5.

В. И. Вернадский подчеркивал, что живое вещество – самая активная форма материи во
Вселенной.
Оно проводит гигантскую геохимическую работу в биосфере, полностью преобразовав
верхние оболочки Земли за время своего существования.
Все живое вещество нашей планеты составляет 1/11000000 часть массы всей земной
коры.
В качественном же отношении живое вещество представляет собой наиболее
организованную часть материи Земли.
• При оценке среднего химического состава живого вещества, по данным А. П. Виноградова (1975),
В. Лархера (1978) и др., главные составные части живого вещества – это элементы, широко
распространенные в природе (атмосфера, гидросфера, космос): водород, углерод, кислород, азот,
фосфор и сера (табл. 2.).
Живое вещество биосферы состоит из наиболее простых и наиболее распространенных в космосе
атомов.

6.

Таблица 2 – Элементарный состав звездного и солнечного вещества в сопоставлении
с составом растений и животных
Содержание, %
Химический
элемент
звездное
вещество
солнечное
вещество
растения
животные
Водород (H)
81,76
87,00
10,0
10,00
Гелий (He)
18,17
12,90

0,28
3,00
0,33
3,00
0,08
0,05
0,03
0,25
79,00
65,00
0,01
0,04
0,15
0,254
0,001
0,04
7,49
3,696
Азот (N)
Углерод (C)
0,33
Магний (Mn)
Кислород (O)
18,00
Кремний (Si)
Сера (S)
Железо (Fe)
Другие
элементы

7.

По относительному содержанию элементы, входящие в состав живых организмов, принято делить на
три группы:
1. Макроэлементы – Н, О, С, N (в сумме около 98 – 99 %, их еще называют основными элементами), Са,
Сl, К, S, Р, Мg, Nа, Fе, Si (в сумме 1 – 2 %).
2. Микроэлементы – Мn, Со, Zn, Сu, В, I, F и др. Их суммарное содержание в организме составляет
порядка 0,1 %.
3. Ультрамикроэлементы – Аu, Нg, Se и др. Их содержание в организме очень незначительно, а
физиологическая роль большинства из них не раскрыта.
Химические элементы, которые входят в состав живых организмов и при этом выполняют
биологические функции, называются биогенными. Даже те из них, которые содержатся в клетках в
ничтожно малых количествах, ничем не могут быть заменены и совершенно необходимы для жизни.

8.

Водород, углерод, кислород, азот, фосфор и сера являются главными химическими элементами
живого вещества и их называют биофильными. Их атомы создают в живых организмах сложные
молекулы в сочетании с водой и минеральными солями. Эти молекулярные образования представлены
углеводами, липидами, белками и нуклеиновыми кислотами.
Окружающий нас мир живых организмов биосферы представляет собой сочетание различных
биологических систем разной структурной упорядоченности и разного организационного уровня. В
связи с этим выделяют разные уровни существования живого вещества (рис. 1).

9.

Уровни организации живой материи (на
примере отдельного организма):
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Молекулярный (молекулярно-генетический)
Клеточный
Тканевый
Органный
Организменный
Популяционно-видовой
Биоценотический (экосистемный)
Биосферный

10.

В. И. Вернадский в 1928—1930 гг. дал представление о пяти основных
биогеохимических функциях живого вещества.
I.
Первая функция — газовая (наиболее распространенный - это болотный газ – метан (СН4)).
II. Вторая функция — концентрационная.
На первом месте стоит углерод. Содержание углерода в углях по степени концентрации в тысячи раз больше,
чем в среднем для земной коры.
Нефть – концентратор углерода и водорода, так как имеет биогенное происхождение.
Среди металлов по концентрации первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены остатками
животных с известковым скелетом.
Концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода —
водоросли ламинарии, железа и марганца — особые бактерии.
Позвоночными животными накапливается фосфор, сосредотачиваясь в их костях.
Ⅲ. Третья функция — окислительно-восстановительная.
Организмы, обитающие в разных водоемах, в процессе своей жизнедеятельности и после гибели регулируют
кислородный режим и тем самым создают условия, благоприятные для растворения или же осаждения ряда
металлов с переменной валентностью (V, Mn, Fe).

11.

Ⅳ. Четвертая функция — биохимическая.
Она связана с ростом, размножением и перемещением живых организмов в пространстве.
Ⅴ. Пятая функция — это биогеохимическая деятельность человечества, охватывающая
все возрастающее количество вещества земной коры для нужд промышленности, транспорта,
сельского хозяйства.
• Данная функция занимает особое место в истории земного шара и заслуживает
внимательного отношения и изучения.

12.

Н.М. Мамедов, И.Т. Суравегина (1996) и целый ряд других исследователей
внесли уточнение в функции живого вещества, отнеся к ним энергетические,
концентрационные, деструктивные, средо- образующие, транспортные (табл. 3).
Функция
Процессы
Энергетическая
Аккумулирование солнечной энергии в процессе
фотосинтеза, разложение энергонасыщенных
веществ, передача энергии по пищевым цепям
Концентрационная
Накопление в ходе жизнедеятельности веществ,
используемых для построения тела и удаляемых
из организма
Деструктивная
Минерализация
органического
вещества,
разложение неживого органического вещества
Средообразующая
Преобразование физико-химических параметров
среды
Транспортная
Перенос веществ против силы тяжести и в
горизонтальном направлении

13.

По способу питания живые организмы подразделяется на автотрофные и
гетеротрофные.
Таблица 4 — Классификация живого вещества по способу питания
Автотрофы
Гетеротрофы
Миксотрофы
Фотоавтотрофы
Биотрофы

Хемоавтотрофы
Сапротрофы

14.

Живое вещество устойчиво только в живых организмах, оно стремится заполнить собой
все возможное пространство. «Давлением жизни» называл данное явление В. И.
Вернадский
На Земле из существующих живых организмов
наибольшей силой размножения обладает гриб-дождевик
гигантский. Каждый экземпляр данного гриба может дать
до 7,5 млрд. спор.
Если каждая спора послужила бы началом новому
организму, то объем дождевиков уже во втором
поколении в 800 раз превысил размеры нашей планеты.

15.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
English     Русский Rules