Biogeochemie ist die Wissenschaft, die die chemischen Prozesse untersucht, die in der Atmosphäre und Hydrosphäre ablaufen, und insbesondere den Fluss der Elemente zwischen ihnen.
Biogeochemische Kreisläufe repräsentieren die Bewegung chemischer Elemente zwischen Lebewesen und der Atmosphäre, Lithosphäre und Hydrosphäre des Planeten.
Ein grundlegendes Merkmal biogeochemischer Kreisläufe ist die enge Verwandtschaft von biotischen und abiotischen Komponenten.
Chemische Elemente werden der Umwelt entzogen, von Organismen genutzt und der Natur wieder zugeführt. Aus denselben Atomen wird ständig Leben neu erschaffen.
Wenn ein Organismus stirbt, wird seine organische Substanz von Wesen abgebaut. Zersetzer, vertreten durch Pilze und Bakterien. So kehren die Atome, aus denen dieser Organismus besteht, in die Umwelt zurück und können von anderen Lebewesen wieder eingebaut werden, um ihre organischen Substanzen zu produzieren.
Ohne dieses Recycling könnten die Atome einiger lebenswichtiger chemischer Elemente verschwinden.
Damit der biogeochemische Kreislauf ablaufen kann, ist die Existenz eines Reservoirs des chemischen Elements notwendig. Dieses Reservoir könnte die Erdkruste oder die Atmosphäre sein. Darüber hinaus werden Lebewesen benötigt, die bei der Bewegung chemischer Elemente helfen.
Klassifizierung biogeochemischer Kreisläufe
Biogeochemische Kreisläufe können je nach Art ihres abiotischen Reservoirs in zwei Grundtypen eingeteilt werden:
Gaskreislauf: Besitzen die Atmosphäre als Reservoir. Beispiel: Stickstoffkreislauf und Sauerstoffkreislauf.
Sedimentationszyklus: Sie haben die Erdkruste als Reservoir. Beispiel: Phosphorkreislauf und Wasserkreislauf.
Die lebensnotwendigen Elemente nehmen an biogeochemischen Kreisläufen teil. Sie sind: Wasser, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Phosphor.
Wasserkreislauf
Wasser ist lebenswichtig und kommt in der Natur in drei Aggregatzuständen vor: fest, flüssig und gasförmig. Die meisten liegen in flüssiger Form vor.
Der Wasserkreislauf wird im Wesentlichen durch Veränderungen seines physikalischen Zustands repräsentiert, durch die Verdunstung und Schweiß.
Kurz gesagt, der Wasserkreislauf läuft wie folgt ab:
- In Seen, Flüssen und Ozeanen vorhandenes Wasser verdunstet. Und Pflanzen geben einen Teil des Wassers ab, das sie durch Transpiration aufnehmen.
- Wasserdampf findet die höchsten Schichten der Atmosphäre. Beim Abkühlen kondensiert dieser Dampf und bildet Wolken, die als Regen niederschlagen.
- Dadurch gelangt flüssiges Wasser wieder an die Erdoberfläche.
- Das Wasser infiltriert dann den Boden und wird von den Pflanzen aufgenommen. Tiere können direkt oder über die Nahrung aufgenommen werden.
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Kohlenstoffzyklus
Ö Kohlenstoff es ist das Element, aus dem organische Moleküle bestehen.
DAS Photosynthese und der Atmung es sind Prozesse, die den Kohlenstoffkreislauf steuern.
Der Kohlenstoffkreislauf besteht aus der Fixierung dieses Elements durch autotrophe Wesen durch Photosynthese oder Chemosynthese.
Autotrophe Wesen fixieren Kohlenstoff in Form von organischen Verbindungen. Somit stehen sie den Erzeugern und damit den Verbrauchern und Zersetzern über die Nahrungskette zur Verfügung.
das CO2 gelangt durch Atmung, Zersetzung oder Verbrennung in die Umwelt zurück fossile Brennstoffe.
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Sauerstoffzyklus
Der Sauerstoffkreislauf besteht aus der Bewegung dieses Elements zwischen seinen drei Hauptreservoirs: der Atmosphäre, der Biosphäre und der Lithosphäre. Ö Sauerstoff es wird von Lebewesen in verschiedenen chemischen Formen freigesetzt und verbraucht. Diese Faktoren machen den Kohlenstoffkreislauf komplexer.
Die Photosynthese ist in erster Linie für die Produktion von Sauerstoff verantwortlich.
Die Atmosphäre ist das wichtigste Sauerstoffreservoir für Lebewesen, wo es in Form von O vorkommt.2 und CO2.
O O2 Es wird bei der aeroben Atmung von Pflanzen und Tieren verwendet, bei der die Kombination von Sauerstoff- und Wasserstoffatomen Wassermoleküle bildet.
das CO2 wird im Photosyntheseprozess verwendet und seine Sauerstoffatome werden Teil der organischen Substanz der Pflanzen.
Durch die Zellatmung und den Abbau von organischem Material wird Sauerstoff in die Atmosphäre zurückgeführt und bildet einen Teil von Wassermolekülen und Kohlendioxid.
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Stickstoffkreislauf
Stickstoff ist das häufigste chemische Element in der Erdatmosphäre. Gefunden in Form von N2, etwa 78 % des atmosphärischen Luftvolumens ausmacht.
Die überwiegende Mehrheit der Lebewesen kann jedoch keinen atmosphärischen Stickstoff aufnehmen. Dafür brauchen sie stickstofffixierende Bakterien.
Es gibt vier Arten von Bakterien, die am Stickstoffkreislauf teilnehmen:
- Bakterien fixieren: atmosphärischen Stickstoff aufnehmen und in Ammoniak umwandeln.
- Nitrifizierende Bakterien: Chemosynthetische Bakterien, die Ammoniak oxidieren und in Nitrit und dann in Nitrat umwandeln, eine von Pflanzen assimilierbare Form. So können die Tiere durch die Fütterung Stickstoff aufnehmen.
- Zersetzende Bakterien: Bakterien, die wirken, wenn sich organisches Material zersetzt und Ammoniak in die Umwelt freisetzt.
- Denitrifizierende Bakterien: Bakterien, die Stickstoffverbindungen wie Nitrate und Ammoniak anaerob abbauen und Stickstoffgas in die Atmosphäre abgeben.
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Phosphorzyklus
Phosphor ist das genetische Material, aus dem RNA- und DNA-Moleküle bestehen. Es kann auch in Knochen und Zähnen gefunden werden.
In der Natur kommt es nur in Gesteinen in fester Form vor. Beim Abbau von Gesteinen werden Phosphoratome in Boden und Wasser verfügbar.
Pflanzen können Phosphor aufnehmen, wenn sie ihn in Wasser und Boden gelöst aufnehmen.
Tiere nehmen Phosphor über Wasser und Nahrung auf.
Phosphor wird durch den Abbau organischer Stoffe in Pflanzen und Tieren durch zersetzende Organismen in die Umwelt zurückgeführt. Von dort kann es zwischen Pflanzen recycelt oder durch Regenwasser in Seen und Meere transportiert und in die Felsen eingearbeitet werden.
Übungen - Testen Sie Ihr Wissen
(PUC-RS-2001) - Die Nationen der Welt haben die Möglichkeit diskutiert, dass reiche und umweltverschmutzende Länder Steuern an Entwicklungsländer zahlen, die Wälder pflegen und/oder pflanzen. Dies wäre eine Möglichkeit, den Beitrag umweltverschmutzender Länder zum "Treibhauseffekt" (das für die Erderwärmung), weil Pflanzen, wenn sie wachsen, der Atmosphäre das dafür verantwortliche Hauptelement entziehen Es ist gemacht. Das Element, auf das sich der obige Text bezieht, ist Teil des Zyklus:
a) von Stickstoff
b) Kohlenstoff
c) von Phosphor
d) Wasser
e) Ozon
b) Kohlenstoff
(UFRGS/2009) - Lebewesen unterhalten einen ständigen Stoffaustausch mit der Umwelt durch Prozesse, die als biogeochemische Kreisläufe bekannt sind.
Basierend auf biogeochemischen Zyklen, ankreuzen mit V (wahr oder F (falsch) die folgenden Aussagen.
( ) Die Atmosphäre ist der Hauptspeicher für Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Sauerstoff.
( ) Im Wasserkreislauf ist die Verdunstung in den Ozeanen geringer, während die Niederschläge an der Landoberfläche geringer sind.
( ) Atmosphärischer Stickstoff (N2) wird durch Blattabsorption in organische Moleküle eingebaut.
( ) Alle organischen Moleküle von Lebewesen haben Kohlenstoffatome in ihrer Zusammensetzung, und ihre Rückkehr in den Kreislauf kann durch Zersetzungsprozesse erfolgen.
Die richtige Reihenfolge zum Ausfüllen der Klammern von oben nach unten ist:
a) V - F - V - V
b) F - F - F - V
c) V - V - F - F
d) F - V - F - V
e) V - F - V - F
b) F - F - F - V
(UDESC/2009) - Analysieren Sie in Bezug auf biogeochemische Kreisläufe die folgenden Aussagen:
ICH. Im Kohlenstoffkreislauf: Kohlenstoffketten bilden organische Moleküle durch autotrophe Wesen durch Photosynthese, bei der Kohlendioxid von den Produzenten aufgenommen, fixiert und in organische Substanz umgewandelt wird. Durch die Atmung gelangt Kohlenstoff durch Kohlendioxid in die Umwelt zurück.
II. Im Sauerstoffkreislauf: Sauerstoffgas entsteht beim Aufbau organischer Moleküle durch Atmung und wird verbraucht, wenn diese Moleküle bei der Photosynthese oxidiert werden.
III. Im Wasserkreislauf: Solarenergie spielt eine wichtige Rolle, da sie flüssiges Wasser verdunsten lässt. Der Wasserdampf kondensiert in den höheren und kälteren Schichten und bildet Wolken, die sich später in Form von Regen niederschlagen, und das Wasser dieses Regens kehrt zum Boden zurück und bildet Flüsse, Seen, Ozeane oder infiltriert sogar den Boden und bildet die Platten Wassertabellen.
IV. Im Stickstoffkreislauf: Einer der Schritte ist die Stickstofffixierung, bei der einige Bakterien Stickstoff verwenden und lassen Sie es mit Sauerstoff reagieren, um Nitrit zu produzieren, das im Prozess der in Ammoniak umgewandelt wird Nitrifikation.
Überprüfe die korrekte Alternative.
a) Nur die Aussagen II und IV sind wahr.
b) Nur die Aussagen I und II sind wahr.
c) Nur die Aussagen I, III und IV sind wahr.
d) Nur die Aussagen II, III und IV sind wahr.
e) Nur die Aussagen I und III sind wahr.
e) Nur die Aussagen I und III sind wahr.
