Жизнь как круговорот веществ

Окислительно-восстановительные реакции самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Они являются основой жизни на Земле, так как с ними связаны дыхание и обмен веществ в живых организмах, гниение и брожение, фотосинтез в зеленых частях растений и нервная деятельность человека и животных. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов и при электролизе. Они лежат в основе металлургических процессов и круговорота элементов в природе. С их помощью получают аммиак, щелочи, азотную, соляную и серную кислоты и многие другие ценные продукты. Благодаря окислительно-восстановительным реакциям происходит превращение химической энергии в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Они широко используются в мероприятиях по охране природы. [c.226]

Химические элементы циркулируют в биосфере из внешней среды в организмы и опять во внешнюю среду. Эти более или менее замкнутые пути движения химических элементов назьшают биогеохимическими циклами ( био относится к живым организмам, а гео - к горным породам, воздуху, воде). Движение необходимых для жизни элементов и неорганических соединений называют круговоротом веществ. [c.12]

Единственный способ придать чему-то конечному свойства бесконечного — это заставить конечное вращаться по замкнутой кривой, то есть вовлечь его в круговорот (В. Р. Вильямс). В круговороте веществ участвуют все элементы, это процесс, необходимый для существования жизни в биосфере. Выделяют два основных типа круговорота — большой (геологический) и малый (биотический). Большой круговорот связан с разрушением и выветриванием горных пород, образованием морских напластований, малый — с жизнедеятельностью природных экосистем [89]. В процессе большого круговорота элементы попадают в так называемый резервный фонд — большую массу медленно движущихся веществ, в основном находящихся в литосфере и в малой степени или совсем не связанных с биосферой. [c.16]

Вода — наиболее распространенное соединение на Земле. Водная оболочка Земли — гидросфера — занимает около 71% земной поверхности. В связанном виде вода находится и в земной коре. Известно, что при плавлении 1 км гранита может выделиться 26 млн. т воды. Вода играла и играет определяющую роль в геологической истории Земли, в формировании климата и погоды, в круговороте веществ, в физиологической и биологической сферах жизни. [c.100]

Отходы, являющиеся продуктами жизнедеятельности растений и животных, полностью вовлекаются в естественный круговорот веществ в природе. Даже беглого ознакомления с жизнью девственного леса достаточно, чтобы убедиться в существовании равновесия между ростом, созреванием и гибелью растений, за которой следует их разложение и возвращение веществ, из которых они образованы, в почву. В последних процессах важную роль играет деятельность различных бактерий и насекомых. Когда осенью наступает листопад, не следует сгребать опавшие [c.505]

Неорганические и органические соединения от всех живых организмов и растений, попав на поверхность Земли и в почву, также перерабатываются микроорганизмами и другими живыми существами, например червями, в почвенном слое, называемом гумусом, обеспечивая поставку растениям необходимых им элементов (на рис. 4.1 отмечены только N, Р и Ь как основа известных удобрений). Жизнь растений позволила замкнуть круговорот веществ в природе и через почву. [c.311]

ЖИЗНЬ КАК КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ [c.19]

В классическом смысле обмен веществ следует понимать химико-физио-логически. Не всякое химическое превращение есть обмен веществ последний следует толковать как функцию живой клетки. В этом классическом духе сформулировано и название одного иа разделов первой главы Жизнь как круговорот веществ . Однако именно в этой главе мы установили, что общий обмен веществ слагается из множества отдельных химических превращений, которые сами по себе вполне могут протекать и вне живых клеток, в пробирке. [c.390]

На примере углерода легко убедиться в огромной важности процессов круговорота веществ в природе. Если бы углерод не подвергался превращениям, а сосредоточился полностью только в твердой, жидкой части земли или ее атмосфере, то жизнь на земле сделалась бы невозможной. Сосредоточение всего углерода в виде углекислого газа в атмосфере привело бы к удушению человека и животных, хотя и благоприятствовало бы жизни растений. Напротив, полное отсутствие углекислого газа в воздухе вызвало бы гибель растений, без которых немыслимо существование человека и животных. В дальнейшем мы убедимся в том, что наличие определенного круговорота важно и для всех остальных элементов питания растений. [c.20]

Уникальна, неповторима роль фотосинтеза как процесса, в ходе которого углекислый газ — конечный продукт распада органической материи — вновь возвращается в круговорот веществ природы. Он делается источником становления органического вещества, без которого было бы невозможно существование жизни на Земле. [c.93]

Биологическая химия — это наука, изучающая химический состав, структуру, превращение веществ и энергии в организме. Все живые организмы неразрывно связаны с окружающей средой, они постоянно нуждаются в притоке извне питательных веществ и воды. В процессе дыхания в организм беспрерывно поступает кислород и выделяется углекислота. При усвоении пищи извлекаются нужные вещества и энергия, используемые для построения организма и поддержания жизненных отправлений. Продукты обмена и распада, ненужные организму, выделяются снова в окружающую среду. Этот круговорот веществ, являющийся основой жизни, получил название обмена веществ. Биологическая химия стремится не только познать обмен веществ, но и указать человеку пути управления этими процессами. Поэтому она имеет большое практическое значение для медицины, сельского хозяйства и ряда отраслей промышленности, занимающихся переработкой сырья растительного и животного происхождения. [c.3]

Оцените роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Возможна ли жизнь без микроорганизмов [c.82]

Микроорганизмы играют огромную роль в природе и жизни человека. Они обеспечивают круговорот веществ и энергии в природе, плодородие почв, поддержание газового состава атмосферы и других природных процессов. [c.8]

Мы вступаем в область, в которой химические системы объединены в макроскопические организации, обладающие тем удивительным комплексом свойств, который называют жизнью. Способность организмов вовлекать вещества в жизненный круговорот, [c.345]

Важнейшая практическая задача химической экологии заключается в отыскании оптимального режима для обмена веществ между человеком и природой. В основе жизни на земле лежит круговорот элементов. Для ее сохранения в будущем общественное производство должно быть включено в этот биотический круговорот природы. Обмен веществ между человеком и природой не сводится к проблеме загрязнений. Использование топливных и минеральных ресурсов, характер земледелия, производство и применение различных видов удобрений, регулирование численности популяций и поведения животных, подавление вредных и эксплуатация полезных микроорганизмов, применение природных лекарственных веществ и ядов — все это различные стороны совершающегося в масштабах планеты обмена веществ между природой и ее частью — человеческим обществом. До сих пор, как в силу социальных причин, так и из-за несовершенства научных знаний о структуре и функциональных связях природы, этот обмен имел — и все еще имеет — стихийный, неуправляемый характер. Сегодняшний уровень развития науки создает реальные предпосылки для сознательного управления эволюцией биосферы, в частности для оптимизации обмена веществ между человеком и природой. Но для того, чтобы эти предпосылки были реализованы, необходим отказ от анархического характера производства, от узкокорыстной психологии общества потребления . Необходимы также эффективное международное сотрудничество и международное законодательство об охране природы. Необходим комплексный, системный подход к решению экологических проблем, сочетающий естественнонаучный, экономический и социологический аспекты. [c.6]

Специфика химических процессов, протекающих в живом организме, определяется его качественными особенностями. Постоянное самообновление, рост, развитие на основе обмена веществ — вот отличительные черты живого. Но, как известно, связь с окружающей средой, взаимодействие с ней, обмен веществ имеет место и в неорганическом мире. На этом основано изменение, превращение веществ, их круговорот в природе. Этот обмен, однако, принципиально отличается от того взаимодействия с внешней средой, которое обеспечивает процесс жизни. Ф. Энгельс справедливо отметил, что в случае неорганических тел обмен веществ разрушает их, в случае же органических тел он является необходимым условием их существования [c.96]

Из этого рассуждения непосредственно вытекала идея круговорота азота (рис. 133), выраженная Глаубером в ясной и образной форме Начало селитры — это как бы птичка без крыльев, которая летает день и ночь без отдыха. Она проникает между всеми стихиями и несет с собой дух жизни. Это начало никогда не погибает, оно меняет только форму,— то входит в тело животных под видом пищи, то выходит оттуда в экскрементах и таким образом возвращается в почву, чтобы оттуда подняться в воздух с парами и выделениями, и вот оно снова среди стихий. Оно существует в корнях растений, и вот оно снова в пище. Таким образом, переходит оно из стихии в пищевые вещества, из пищи — в животных и оттуда снова в стихии (воздух.— Ю. X.) . [c.455]

О значении азота для всех живых организмов и о значении азотистых соединений, содержащихся в почве, для поддержания жизни на земле уже говорилось. Проследим теперь в основных чертах круговорот азота в природе. Трупы животных и остатки погибших растений подвергаются в почве гниению. Процесс этот происходит при участии особых гнилостных бактерий. В результате гниения азот, содержащийся в гниющих веществах, превращается в аммиак и аммонийные соли. Эти продукты частично усваиваются растениями, а частично, под воздействием особых нитрифицирующих бактерий, окисляются в азотную кислоту. Образовавшаяся азотная кислота вступает во взаимодействие с находящимися в почве карбонатами и образует нитраты, наиример [c.154]

Следовательно, появление жизни в природе было подготовлено изобилием химических и структурных возможностей. Жизнь возникает как один из бесчисленных вариантов физической и химической эволюции мира, и множественность состояний, из которых одно или немногие приобретают со временем биологическую ценность, составляет необходимое условие ее развития. Поэтому легкость, с которой образуются организованные формы, говорит лишь о том, что они могут послужить материалом для выбора , так же как множественность путей синтеза аминокислот обеспечивает шансы на использование этих веществ в жизненном круговороте. [c.88]

Большинство червей ведут паразитический образ жизни, обитая либо на поверхности различных водных животных, либо поражая их внутренние органы. Ни одна группа водных животных и ряд групп растительных организмов не свободны от червей паразитов. Даже в простейших животных и водорослях поселяются черви. Паразитические черви приносят большой вред не только рыбам, но через них и человеку. Однако свободноживущие черви приносят и большую пользу, так как служат пищей для рыб. Некоторые из малощетинковых ТиЫ 1с1(1ае) участвуют в круговороте веществ в водоеме, транспортируя органические вещества из глубоких слоев ила иа его поверхность. Черви иаряду с другими организмами слу- жат хорошими индикаторами на условия существования в водоеме. Они используются исследователями при санитарно-биологической оценке поверхностных вод и при установлении процессов заиливания или размыва грунтов рек, имеющих большое значение при различного рода гидротехнических работах. [c.120]

В круговороте веществ в биосфере постоянно участвуют в основном одни и те же элементы водород, углерод, азот, кислород, сера. Из неживой природы они переходят в состав растений, из растений — в животных и человека. Атомы этих элементов переходят из организма в организм и удерживаются в круге жизни сотни миллионов лет, что подтверждается данными изотопного анализа. Указанные пять элементов называют биофильными элементами (жизнелюбивыми), при этом не все их изотопы, а только легкие. Так, из трех изотопов водорода Н, Н, биофильным является только Н. Из трех природных изотопов кислорода 0, О, 0 биофилен только 0, а из изотопов углерода — только 12С. [c.600]

Для специалиста лесного хозяйства очень важно показать, что развитие и поддержание жизни на Земле происходит в рамках различных круговоротов веществ в природе. Растения, микроорганизмы, животные, человек взаимодействуют между собой и с окружающей средой таким образом, что, удовлетворяя свои потребности, они способствуют существованию других организмов. Вода, воздух, поверхность Земли в ходе этих круговоротов непрерывно самоочищаются и самовозобновляются, утилизируя при этом отходы и возобновляя ресурсы. [c.7]

Роль редуцентов в круговороте веществ чрезвычайно велика. Без редуцентов в биосфере накопилось бы большое количество органических остатков, иссякли бы запасы минеральньк веществ, необходимьк продуцентам, и жизнь в той форме, которую мы знаем, прекратилась бы. [c.10]

Такова несложная схема круговорота веществ, происходящая между миром растений и миром животных. Ее с предельной ясностью выразили в свое время французские ученые Дюма и Бус-сенго Все, что растения берут из воздуха, они отдают животным, животные же возвращают воздуху вечный круг, в котором вращается жизнь, но где материя только меняет место . [c.44]

Важной геохимич. функцией растений является фотосинтез-, в течение года все растения усваивают ок. 175 млрд. мг углерода, т. е. за 300—400 лет потребляется количество СОа, равное общему содержанию ее в воздухе. Каждые 5—6 млн. лет растения разлагают количество воды, равное объему всей гидросферы. Т. обр., живые организмы являются активными участниками круговорота веществ в природе. Прямо влияя на состав атмосферы и связанный с нею комплекс атмосферных явлений, живая природа тем самым косвенно способствует изменению поверхности литосферы разрушению (выветриванию) горных пород, миграции входящих в их состав химич. элементов и последующему их рассеянию или концентрированию с образованием новых минеральных форм. Активное влияние растений на литосферу заключается в химич. разложении пород под действием выделяемых кислот (напр., гуминовых) и механич. их разрушении под действием фактора роста. В процессе жизнедеятельности многие организмы усваивают и концентрируют нек-рые химич. элементы кремний (водоросли, губки, наземные растения), кальций (водоросли, моллюски, корненожки и позвоночные), ванадий (оболочники, иглокожие), иод (губки, водоросли) и т. д. После их отмирания образуются толщи осадочных пород, обогащенных этими элементами, или состоящих целиком из скелетов организмов (коралловые и раковинные известняки, диатомиты и др.). Не менее важная роль принадлежит бактериям, образующим скопления многих марганцовых и серных руд. Комплекс горных пород — нродуктов органич. жизни — наз. биолитами. Горючие (органические) биолиты наз. каустобиолитами (торф, угли, нефть, газы природные горючие). [c.217]

Третья группа (третий трофический уровень) представлена редуцентами (redu ens - возвращающий), осуществляющими минерализацию органических веществ до неорганических соединений. К редуцентам относятся главным образом грибы и бактерии (микроконсументы), которые возвращают в круговорот вещества, фиксированные в биомассе продуцентов. Это обеспечивает круговорот веществ в природе, необходимый для поддержания жизни на Земле. [c.20]

В биосфере главенствующее полол<ение занимает растительный мир — основа жизни на нашей планете. Растение обладает уникальным свойством — способностью накапливать энергнк> света в органических веществах в процессе фотосинтеза, rfpit-рода в течение многовековой эволюции создала на Земле отрегулированный круговорот веществ и энергии, в котором ведущая роль принадлежит лучистой энергии и зеленым растениям. [c.3]

Роль лишайников в природе и народном хозяйстве. Будучи автогетеротрофными организмами лишайники аккумулируют солнечную энергию и создают органические вещества в местах, недоступных другим организмам, а также разлагают органические и минеральные вещества, участвуя тем самым в общем круговороте веществ в природе. Лишайники играют существенную роль в почвообразовательном процессе, так как содержащиеся в них кислоты постепенно растворяют и разрушают горные породы, где они поселяются. Кроме того, за счет разложения слоевищ лишайников формируется почвенный гумус. Таким образом, лишайники вместе с бактериями и некоторыми водорослями создают условия для жизне- [c.252]

Общие представления об обмене веществ. Обмен веществ и энергии составляет сущность жизнедеятельности любого организма. Для самого явления жизни характерен постоянный обмен веществ с окружающей внешней природой. Живое остается живым до тех пор, пока оно способно строить самое себя из веществ окружающей среды живая материя поддерживает собственное существование путем постоянного и непрерывно протекающего с той или иной скоростью поглощения химических соединений из внешнего по отношению к ней мира, преобразования их в конституционные элементы своего тела или более простые соединения и, наконец, выведения во внешнее пространство продуктов распада как собственного тела, так и преобразованных в процессе жизнедеятельности веществ. Этот непрерывный, самосовершающийся и само-регулируемый круговорот веществ, протекающий в процессе существования живой материи и сопровождающийся ее постоянным самообновлением, называется обменом веществ. [c.178]

При современном состоянии знании попытка сводки, которая здесь делается, должна рассматриваться как и )едварительная оиа снльио изменится ири дальнейшем ходе исследования. Но все же, мне кажется, из нее впдно огромное значение явле1П1Й жизни для круговорота вещества па нашей планете. - [c.244]

Следует подчеркнуть, что конечным продуктом сгорания всех видов топлива, разложения всех видов органического вещества, доокисления СО и ряда других процессов, протекающих при участии углерода и его соединений, является диоксид углерода Oj. От других газообразных техногенных выбросов СО2 отличается тем, что в естественных условиях он продуцируется в офомных количествах и его круговорот в биосфере является одним из основополагающих процессов массо- и энергообмена в природе и поддержания жизни на Земле. Сам по себе диоксид углерода не является токсикантом, однако в XX в. его среднепланетная концентрация в воздухе стала ежегодно повышаться на 0,8—1,5 мг/кг. Это вызвано сжиганием горючих ископаемых ( 5 10 т/год в пересчете на углерод), использованием сельскохозяйственного сырья и древесины ( 5 10 т/год), что эквивалентно ежегодному поступлению в атмосферу (30—42) 10 т СО2. [c.86]

Решающее значение в истории образования биосферы имело появление на Земле так называемых автотрофных растений, способных улааяивать солнечную энергию и синтезировать органическое вещество из минерального. Фотосинтез до В.И. Вернадского рассматривался как собственно биологический процесс, как процесс самоподдержания жизни путем улавливания лучистой энергии Солнца. Он показал, что благодаря фотосинтезу меняется весь облик Земли. Замкнутое движение указанных веществ - их круговорот через процесс фотосинтеза -показано на рис. 4.1. [c.311]

Таким образом, при этом круговороте азота природа получает обратно все, что она отдает для поддержания жизни растений и животных. Земля же, питающая растения, дает больше химически связанного азота, чем получает его этим естественным путем. Вследствие этого, она беднеет связанным азотом, продуктивность ее падает, и она истощается по истечении более или менее продолжительного промежутка времении. Поэтому необходимо возвращение земле азотных веществ, извлекаемых из нее растениями, для восстановления ее питательной способности, ее производительной силы. [c.3]

Деятельность микроорганизмов имеет важное значение для жизни водоема в первую очередь потому, что благодаря им осуществляется очищение водоема. Одной из важнейших функций микробов в водоемах является разложение остатков отмерших растений и животных и попадающих извне органических загрязнений. Разлагая сложные азотистые и углеродистые органические соединения, микробы превращают их в простые минеральные вещества, необходимые зеленым водорослям и другим водным растениям и легко ими уевояемые Минерализуя органические остатки, микробы возвращают в круговорот углерод, азот, серу й фосфор. [c.152]

Громадное значение в жизни природы имеют медленно протекающие процессы окисления. Один из важнейших жизненных процессов — д ы X а н и е— доставляет живым организмам необходимую им для жизни энергию. Этот процесс совершается при участии кислорода. Кислород окисляет углеродистые вещества живых организмов, при этом образуется углекислый газ СО2, удаляемый при выдыхании, и выделяется необходимая организмам энергия. Ржавление металлов есть в основном также окислительный процесс. Ржавление имеет отрицательное значение в технике и быту, поэтому принимаются различные меры к устранению или уменьшению этого процесса. Гниение и тление остатков животных и растений также происходит при участии кислорода. При этом сложные органические вещества животных и растений превращаются в конечном счете в углекислый газ, воду и азот, которые вновь вступают в общий круговорот материи. В уничтожении органических отбросов заключается громадная санитарная роль кислорода. Без такого уничтожения вся земля была бы завалена остатками организмов, и жизнь стала бы невозможна. Количество свободного кислорода в природе остается болбе или менее постоянным. Убыль кислорода, вследствие различных окислительных процессов, компенсируется благодаря жизнедеятельности растений, которые в процессе своего питания разлагают углекислый газ воздуха и выделяют свободный кислород. Практическое применение кислорода весьма разнообразно. Кислородом пользуются для получения высоких температур, необходимых для плавления различных металлов и минералов. Температуры эти достигаются сжиганием различных газов (например, водорода, ацетилена) в токе чистого кислорода в специальных горелках. Кислородом пользуются летчики, водолазы, работники пожарных и других спасательных команд — для искусственного дыхания через специальные приборы. Кислород применяется и в медицине при различного рода отравлениях, нри больших крово-потерях, при некоторых легочных заболеваниях. [c.77]

Однако с того трудноопределимого момента, который биологи называют временем появления жизни, развитие каталитических систем на Земле пошло по двум совершенно различным путям. Один из этих путей — его можно назвать неорганической ветвью — был сравнительио. коротким. Он вел от неорганических предшественников к стабильным кристаллическим формам окислов, сульфидов, алюмосиликатов и других минералов, обладающих измеримой каталитической активностью, Хорошо известно, что каталитическая активность свежеполученных продуктов гораздо выше активности природных материалов того же состава. Неорганическая ветвь вела к дезактивации — к снижению каталитической активности. Таким образом, каталитические механизмы, связанные с участием неорганических веществ, постепенно теряли значение в общем химическом балансе природы и медленно глохли , выключаясь из химического круговорота. [c.9]

Свое начало органическое вещество топлив берет от живой природы — в большем количестве от растительного, меньшем — от животного мира. Созидание растительной материи совершается под влиянием солнечных лучей (фотосинтез) из углекислоты и влаги, попадающей в атмосферу от дыхания растений и животных, тления и горения веществ, содержащих углерод, от химических реакций, пршскодящ их в земной коре, и пр. Углекислота в растениях идет на построение сложных органических соединений, которые в свою очередь служат основой, созидающей животный мир. С прекращением жизни растений и животных органическое вещество их разлагается и при процессах тления, гниения и распада вновь превращается в углекислоту. Таким образом соверш-ается круговорот углекислоты в природе, приводящий в известных условиях к накоплению органического материала в природе. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология