Углерод круговорот биологический

Азот, как и углерод, относится к самым интересным элементам природы. Огромные массы азота и его соединений (особенно нитратов) сосредоточены на поверхности нашей планеты и в ее атмосфере большое количество азота связано в форме органических соединений. Между различными резервуарами азота постоянно происходит обмен, в результате которого осуществляется непрерывный круговорот этого элемента. Движущими факторами круговорота являются разности как физических, так и химических потенциалов соединения азота возникают и разлагаются в зонах электрических разрядов, при фотохимических процессах, в различных органических реакциях, в биологических процессах нитрификации, денитрификации и др. [c.177]

Биологическое значение кислорода трудно переоценить. Только немногие низшие живые организмы (дрожжи, некоторые бактерии), называемые анаэробными, могут существовать при отсутствии кнсло-рода. Теплокровные животные погибают без кислорода в течение нескольких минут. Как животные, так и растения при дыхании поглощают атмосферный кислород, а выделяют оксид углерода (IV). Но у зеленых растений на свету происходит и обратный процесс — ассимиляция, при котором поглощается оксид углерода (IV), а выделяется кислород. В результате круговорота кислорода поддерживается постоянное содержание его в воздухе. Разумеется, круговорот кислорода в природе тесно связан с круговоротом углерода (см. схему) [c.375]

Зеленые растения поглощают из воздуха диоксид углерода и вьщеляют кислород (ассимиляция диоксида углерода растениями). Прямо или косвенно все вещества, содержащиеся в растениях, образуются из ассимилированного диоксида углерода. Органические вещества, синтезированные в растениях в результате эндотермических реакций, содержат большую часть поглощенной солнечной энергии. Эти вещества используются частично растениями и животными, благодаря чему углерод, ассимилированный растениями, возвращается в виде СО2. В этих биологических процессах освобождается вся энергия, поглощенная при первоначальной ассимиляции диоксида углерода. Следовательно, в природе происходят, с одной стороны, биологический круговорот углерода, начиная с неорганической [c.14]

Органические вещества, синтезированные в растениях в результате эндотермических реакций, содержат большую часть поглощенной солнечной энергии. Эти вещества используются частично растениями и животными, благодаря чему углерод, ассимилированный растениями, возвращается в виде СО2. В этих биологических процессах освобождается вся энергия, поглощенная при первоначальной ассимиляции диоксида углерода. Следовательно, в природе происходят, с одной стороны, биологический круговорот углерода, начиная с неорганической [c.14]

Возвращаясь к первой категории химических изменений, отметим, что они касаются природных или вызванных человеком изменений в существующих круговоротах. Такой тип изменений можно проиллюстрировать на примере углерода (С) и серы (8). Круговорот этих элементов имел место в течение всей истории Земли (4,5 млрд. лет). Возникновение жизни на планете оказало огромное влияние на оба круговорота. Кроме воздействия биологического фактора, на круговороты углерода и серы влияли изменения физических свойств, таких как температура, которая существенно варьирована в ходе истории Земли — например, между ледниковыми и межледниковыми периодами. Также очевидно, что изменения в циклах углерода и серы могут влиять на климат, воздействуя на такие переменные, как облачность и температура. За последние несколько сотен лет человеческая деятельность нарушила оба эти, а также другие круговороты. Антропогенное влияние на природные циклы, по существу, копирует и в некоторых случаях усиливает или ускоряет то, что в любом случае делает природа. [c.214]

Метаболизирующие клетки ограничены сроком выживания в конкретной среде обитания, а после отмирания в природе они подвергаются разложению и минерализации Если проследить за круговоротом веществ, входящих в состав клеток, то можно выделить определенную цикличность процессов для азота, углерода и других биоэлементов Метаболизм детально рассматривается в курсах биологической химии и химической микробиологии [c.270]

Аналогичное можно сказать и о кислороде (естественное содержание тяжёлого изотопа кислорода 0 в атмосфере 0,2039%) и углероде (естественное содержание тяжёлого изотопа углерода в углекислом газе атмосферы — 1,107%). Различие изотопного состава названных элементов в различных природных соединениях связано с изотопным эффектом. Однако, если в экспериментах используются соединения с относительно высоким, по сравнению с естественным, содержанием тяжёлых изотопов, то влияние изотопного эффекта практически не скажется на результатах исследований. Метод метки химических соединений с использованием стабильных изотопов азота, кислорода и углерода базируется на измерении изотопного состава газов (N2, N0, N02, О2. СО и СО2), в который переводят исследуемый элемент. Изотопный состав измеряют с помощью масс-спектрометров или спектрально-изотопных анализаторов. При этом следующие термины и понятия используются для расчёта количества меченых стабильными изотопами препаратов при их трансформации в биологическом круговороте. [c.539]

Биологическая переработка отходов опирается на целый ряд дисциплин — биохимию, генетику, химию, микробиологию, химическую технологию и вычислительную технику. Усилия всех этих дисциплин концентрируются на трех основных направлениях 1) деградация органических и неорганических токсичных отходов 2) возобновление ресурсов для возврата в круговорот веществ углерода, азота, фосфора и серы 3) получение ценных видов органического топлива. [c.247]

Нейтроны генерируются в атмосфере при взаимодействии космического излучения с вешеством, а азот является составной частью атмосферы. Радиоактивный 0 образует радиоактивный СОг, который вступает в биологический круговорот. Таким образом, всщества и организмы, участвующие в этом круговороте (растения, животные и т. д.), будут иметь примерно постоянную радиоактивность, пропорциональную содержанию С. В организмах, которые выпадают из круговорота в результате гибели, количество радиоактивного С не пополняется и их активность уменьшается. Таким образом, если измерить активность какого-либо древнего изделия (предмета из дерева, кожи и т. д.), то, зная период полураспада углерода С и общее содержание углерода в образце, можно рассчитать промежуток времени, прошедший с момента гибели организма. Этот промежуток будет характеризовать примерный возраст изделия. Анализ этим мето- [c.270]

Азот входит в состав органических веществ почвы. Накопление его так же, как и накопление углерода, характеризует почвообразовательный процесс, обусловленный биологическим круговоротом веществ. [c.137]

В окружающей нас природе непрерывно протекают мощные биохимические процессы, в чём легко убедиться, рассматривая круговорот азота, углерода, фосфора, серы и др. Эти элементы в живых организмах находятся в виде органических соединений после смерти организмов они постепенно минерализуются, затем снова связываются растениями, потребляются л ивотными, потом вновь минерализуются и т. д. Процессы минерализации протекают в основном в почве, что дало основание рассматривать почву как постоянно изменяющийся комплекс. Такое представление было выдвинуто Костычевым, а затем широко и плодотворно развито Вильямсом. По Вильямсу почвообразование начинается с появлением в горной породе биологических процессов. В дальнейшем почва, растения и микрофлора образуют один непрерывный комплекс, который проходит через отдельные циклы. Различные типы почв (подзол, чернозем, и др.) являются только определенными фазами процесса почвообразования. [c.431]

Все вместе эти бактерии главным образом и осуществляют круговорот серы в биосфере [32, 112, 325, 1466,, 1467]. Одновременно с окислением и восстановлением серы восстанавливается и окисляется углерод. Таким образом, круговорот углерода противоположен круговороту серы. Биологический круговорот серы, разумеется, всегда был подвержен влиянию вулканической активности, а сейчас он все сильнее подвергается влиянию деятельности человека [941, 976]. [c.163]

В биосфере протекает непрерывный процесс созидания и разрушения органического вещества при активном участии микроорганизмов. Совокупность происходящих процессов составляет биологический круговорот, в который вовлечены все химические элементы, входящие в состав живой материи. Особый интерес представляют круговороты основных органогенов — углерода и азота. Биохимические [c.73]

Рис 16. Схема биологического круговорота углерода [c.75]

Из радиоактивных изотопов углерода большое значение имеет (5 -ра-диоактивиый с периодом полураспада 5600 лет. В воздухе он образуется по ядерной реакции между изотопом азота и нейтроном ( Н Н- 1п = С + + 1Н) и с кислородом образует 1 002. Содержание в воздухе радиоактивной двуокиси углерода строго определенно. Участвуя вместе с обычными молекулами 1 С0з биологическом круговороте, она ассимилируется растениями, вследствие чего они обладают, пока они на корню , определенной интенсивностью радиоактивности. Если растение выходит из биологического цикла, то интенсивность радиоактивности постепенно падает через 5600 лет интенсивность снижается в 2 раза. В археологии используют это свойство для определения возраста изделий из дерева, находимых при раскопках. [c.459]

Легко устанавливаются межпредметные связи с биологией биологическая роль химических элементов, физиологическое действие веществ, а также тесная связь органических веществ с биологическими объектами. Важное мировоззренческое значение имеет рассмотрение круговорота отдельных элементов (азота, углерода) в природе. Здесь особенно легко установить межпредметную связь с биологией и подчеркнуть идею неисчезаемости материи. Межпредметные связи с биологией устанавливаются и при постановке вопросов охраны окружающей среды и т. д. [c.45]

По содержанию i в углероде продукты, полненные из органических соединений, которые еще не очень давно вышли из биологического круговорота, резко отличаются от продуктов синтетически полученных из угля или кокса. Грамм свежего биологического углерода испускает в минуту в среднем 15,6 -частиц (Anderson,Lib-Ьу, 1951), в то время как ископаемый углерод практически больше пе обладает активностью. Фалтинг (Falling, 1952) показал, что измерением радиоактивности i можно не только отличать, например, природный уксус от синтетического, но и определять, причем достаточно точно, состав смеси природных и синтетических веществ. О других применениях изотопов углерода см. т. II. [c.455]

Теперь мы обратимся к процессу, который служит в конечном счете источником почти всей биологической энергии, т.е. к процессу улавливания солнечной энергии фотосинтезирующими организмами и превращению ее в энергию биомассы. Фотосинтезирующие и гетеротрофные организмы сосуществуют в биосфере в сбалансированном стационарном состоянии (рис. 23-1). Фотосинтезирующие растения улавливают солнечную энергию и запасают ее в форме АТР и NADPH, которые служат им источником энергии для синтеза углеводов и других органических компонентов клетки из двуокиси углерода и воды при этом они вьщеляют в атмосферу кислород. Аэробные гетеротрофы используют этот кислород ДЛЯ расщепления богатых энергией органических продуктов фотосинтеза до СО2 и Н2О, чтобы генерировать таким путем АТР для своих собственных нужд. Двуокись углерода, образующаяся при дыхании гетеротрофов, возвращается в атмосферу и вновь используется фотосинтезирующими организмами. Солнечная энергия, таким образом, создает движущую силу для круговорота, в процессе которого атмосферная двуокись углерода и атмосферный кислород непрерывно циркулируют, проходя через биосферу (рис. 23-1). [c.683]

Мир растений — исполинское производство высокомолекулярных соединений, в котором осуществляется биологический синтез высших полисахаридов и лигнина. Исходным сырье.м в этом процессе служит двуокись углерода, которая, будучи конечным продуктом окисления любых углеродистых соединений, непрерывно выделяется в атмосферу. Единственным природным процессом, в котором двуокись углерода претерпевает обратное превращение в сложные органические соединения, является ее ассимиляция растениями. Таким образом поддерживается круговорот углерода и сохраяяется его баланс на земном шаре. [c.8]

Двуокись углерода воздуха используется растениями для синтеза углеводов (например, сахар, крахмал,целлюлоза) необходимая для этого энергия доставляется солнечными лучами. Атмосферный углерод содержит определенную часть радиоактивного углерода который образуется в результате взаимодействия азота (К ) с нейтронами, доставляемыми в атмосферу космическими лучами.Поэтоцу углерод,находящийся в биологическом круговороте, содержит всегда радиоактивный згглерод. В веществе, которое не участвует в [c.7]

Определяющую роль в природном круговороте углерода играют наземные растения и фитопланктон. Они являются авто-трофами, т. е. самопитающимися организмами, использующими энергию Солнца и фотосинтез для получения всех биологически важных веществ из неорганических СО2 и НСО3. Растения и фитопланктон ассимилируют СО2 атмосферы и НСО3 гидросферы, превращая их в биомассу. Годовой обмен уг- [c.358]

Необходимые для этого нейтроны п возникают под влиянием космических лучей, которые доставляют ежесекундно в среднем 1 нейтрон на 1 см атмосферы. Так как практически каждый пз этих пейтронов реагирует с азотом с образованием i , а период полураспада послед1гего, как известно, 5300 лет, могкно рассчитать, сколько i постоянно находится на Земле. При таком расчете получают цифру около 20 т. Из радиоактивных атомов С в атмосфере тотчас образуется СО2, которая вступает таким путем в биологический круговорот. Общее количество углерода, участвующего в круговороте, т. е. содержапио С в бяосфе.ре и океане, оценивается примерно в 8-10 т. Из ппх та содержится в атмо- [c.407]

Важнейшим звеном в биологическом круговороте веществ на Земле являются процессы синтеза и распада органической материи. О грандцоз-пых масштабах этих процессов можно судить по тому, что общее количество биомассы суши исчисляется примерной величиной в /г-10 т (Вернадский, 1927, 1934 Ковда, 1969). Ежегодный синтез фитомассы всей суши равен приблизительно 5510 т (Ковда, 1969), а по данным Базилевич и соавторов (1970) достигает 115—11710 т в углероде (приняв его содержание в растительной массе равным приблизительно 40%) эти величины составят 20—50—70-10° т. Примерно такими же величинами выражаются и размеры ежегодного онада растительной массы, являющейся главным источником гумусовых веществ почвы. [c.134]

Схема естественного цикла углерода представлена на рис. 16. Биологический круговорот углерода начинается с фиксации СО2 из атмосферы зелеными растениями, микроскопическими водорослями, цианобактериями в процессе фотосинтеза и превращения его в сложные компоненты клетки — углеводы, жиры, белки. Эти биополимеры растительного происхождения частично служат пищей разнообразным животным, частично отмирают, образуя вместе с отмершими животными и их метаболидами мертвое органическое вещество. [c.74]

Круговорот углерода в природе имеет несколько циклов, ко- торые различаются интенсивностью обменных потоков. Наибо-.лее характерны и интенсивны следующие процессы фотосинтез биологическое окисление — дыхание и брожение взаимодействие океан — атмосфера. Океан способен поглотить около 25% углекислого газа, ежегодно поступающего в атмосферу в результате сжигания топлива, В атмосфере остается почти 50%. антропогенного СОа. [c.219]

В.А. Успенского, проводимые в течение 50 - 70-х годов [14]. В.А. Успенский детально изучил особенности состава живого вещества в важнейших областях биосферы, основные звенья круговорота углерода в природе, а также свойства и пути эволюции ОВ. Работы В.А. Успенского внесли существенный вклад в исследование битуминологии осадочных пород. Он установил, что по мере перехода от окислительных условий к восстановительным биологическая продуктивность возрастает. Поэтому при увеличении ОВ степень его битуминизации падает. Это явление названо закономерностью Успенского - Вассоевича, поскольку первый открыл ее, а второй показал всеобщность ее проявления. В.А. Успенский впервые разработал единую взаимосвязанную геохимическую классификацию всех каустобиолитов на генетической основе, дал исчерпывающее описание свойств и происхождения практически всех природных битумов, вложил большой вклад в изучение вопросов, связанных со вторичными гиперген-ным и катагенным изменениями нефтей. В.А. Успенский придавал решающее значение гипергенным процессам, в противоположность этому ряд исследователей, главным образом А.Ф. Добрянский и его школа, определяющим фактором вторичного изменения нефтей считали катагенное каталитическое воздействие, ведущее в конечном итоге к преобразованию (разрушению) нефти до метана и графита. При этом предполагалось, что должен существовать единый первичный тип нефти, по А.Ф. Добрянскому [c.29]

Основным биологическим сообществом, осуществляющим процесс минерализации органического вещества (деструкции) и возвращения биогенных элементов в озерный круговорот, является бактериопланктон. Современные исследования свидетельствуют о том, что не меньшую роль играют и водные грибы, однако стандартный радиоуглеродный метод измерения величины деструкции (гетеротрофной ассимиляции углерода) при массовых анализах не позволяет выделить эту составляющую, так же как и вклад других планктонных гетеротрофных организмов. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология