Cykle biogeochemiczne: podsumowanie i ćwiczenia

Biogeochemia to nauka badająca procesy chemiczne zachodzące w atmosferze i hydrosferze, a dokładniej przepływ pierwiastków między nimi.

Cykle biogeochemiczne reprezentują ruch pierwiastków chemicznych między żywymi istotami a atmosferą, litosferą i hydrosferą planety.

Podstawową cechą cykli biogeochemicznych jest ścisłe powiązanie składników biotycznych i abiotycznych.

Pierwiastki chemiczne są usuwane ze środowiska, wykorzystywane przez organizmy i zwracane naturze. Życie jest nieustannie odtwarzane z tych samych atomów.

Kiedy organizm umiera, jego materia organiczna jest degradowana przez istoty. rozkładający się, reprezentowany przez grzyby i bakterie. W ten sposób atomy tworzące ten organizm wracają do środowiska i mogą być ponownie włączone przez inne żywe istoty w celu wytworzenia swoich substancji organicznych.

Bez tego recyklingu atomy niektórych pierwiastków chemicznych fundamentalnych dla życia mogłyby zniknąć.

Do zaistnienia cyklu biogeochemicznego niezbędne jest istnienie rezerwuaru pierwiastka chemicznego. Tym rezerwuarem może być skorupa ziemska lub atmosfera. Ponadto potrzebne są żywe istoty, które wspomagają ruch pierwiastków chemicznych.

Klasyfikacja cykli biogeochemicznych

Cykle biogeochemiczne można podzielić na dwa podstawowe typy, w zależności od charakteru ich abiotycznego rezerwuaru:

cykl gazowy: Posiada atmosferę jako rezerwuar. Przykład: cykl azotu i cykl tlenu.

Cykl sedymentacyjny: Mają skorupę ziemską jako rezerwuar. Przykład: Obieg Fosforu i Obieg Wody.

Pierwiastki niezbędne do życia uczestniczą w cyklach biogeochemicznych. Są to: woda, węgiel, tlen, azot i fosfor.

rower wodny

Woda jest podstawą życia i występuje w naturze w trzech stanach fizycznych: stałym, ciekłym i gazowym. Większość występuje w postaci płynnej.

Obieg wody jest zasadniczo reprezentowany przez zmiany jego stanu fizycznego, poprzez odparowanie i pot.

W skrócie cykl wodny przebiega następująco:

1. Woda obecna w jeziorach, rzekach i oceanach paruje. A rośliny uwalniają część wody, którą wchłaniają poprzez transpirację.
2. Para wodna znajduje najwyższe warstwy atmosfery. Po schłodzeniu para ta skrapla się i tworzy chmury, które wytrącają się w postaci deszczu.
3. W ten sposób woda w stanie ciekłym ponownie dociera do powierzchni ziemi.
4. Woda następnie przenika do gleby i jest wchłaniana przez rośliny. Zwierzęta mogą spożywać bezpośrednio lub poprzez pożywienie.

Dowiedz się więcej o rower wodny.

obieg węgla

O węgiel to pierwiastek, który tworzy cząsteczki organiczne.

TEN fotosynteza i oddechowy są to procesy, które rządzą obiegiem węgla.

Cykl węglowy polega na wiązaniu tego pierwiastka przez istoty autotroficzne, poprzez fotosyntezę lub chemosyntezę.

Istoty autotroficzne wiążą węgiel w postaci związków organicznych. Dzięki temu są dostępne dla producentów, a co za tym idzie dla konsumentów i rozkładających się poprzez łańcuch pokarmowy.

CO₂ powraca do środowiska poprzez oddychanie, rozkład lub spalanie paliwa kopalne.

Dowiedz się więcej o obieg węgla.

Cykl tlenowy

Cykl tlenowy polega na przemieszczaniu się tego pierwiastka pomiędzy jego trzema głównymi zbiornikami: atmosferą, biosferą i litosferą. O tlen jest uwalniany i konsumowany przez żywe istoty w różnych formach chemicznych. Czynniki te sprawiają, że cykl węglowy jest bardziej złożony.

Fotosynteza odpowiada przede wszystkim za produkcję tlenu.

Atmosfera jest głównym rezerwuarem tlenu dla żywych istot, gdzie występuje w postaci O.₂ i CO₂.

O O₂ jest stosowany w oddychaniu tlenowym roślin i zwierząt, w którym połączenie atomów tlenu i wodoru tworzy cząsteczki wody.

CO₂ jest wykorzystywany w procesie fotosyntezy, a jego atomy tlenu stają się częścią materii organicznej roślin.

Poprzez oddychanie komórkowe i rozkład materii organicznej tlen powraca do atmosfery, stanowiąc część cząsteczek wody i dwutlenku węgla.

Dowiedz się więcej o Cykl tlenowy.

Cykl azotowy

Azot jest pierwiastkiem chemicznym najobficiej występującym w ziemskiej atmosferze. Znaleziono w postaci N₂, stanowi około 78% objętości powietrza atmosferycznego.

Jednak zdecydowana większość żywych istot nie może przyswoić azotu atmosferycznego. W tym celu potrzebują bakterii wiążących azot.

W cyklu azotowym uczestniczą cztery rodzaje bakterii:

• Utrwalanie bakterii: pochłaniają azot atmosferyczny i przekształcają go w amoniak.
• Bakterie nitryfikacyjne: bakterie chemosyntetyczne, które utleniają amoniak i przekształcają go w azotyn, a następnie azotan, formę przyswajalną przez rośliny. W ten sposób poprzez karmienie zwierzęta mogą pozyskiwać azot.
• Rozkładające się bakterie: bakterie, które działają, gdy materia organiczna rozkłada się i uwalnia amoniak do środowiska.
• Bakterie denitryfikacyjne: bakterie, które beztlenowo rozkładają związki azotu, takie jak azotany i amoniak, i uwalniają gazowy azot do atmosfery.

Dowiedz się więcej o Cykl azotowy.

Cykl fosforu

Fosfor to materiał genetyczny, z którego składają się cząsteczki RNA i DNA. Można go również znaleźć w kościach i zębach.

W naturze występuje tylko w skałach, w postaci stałej. Kiedy skały ulegają degradacji, atomy fosforu stają się dostępne w glebie i wodzie.

Rośliny mogą pozyskiwać fosfor, gdy wchłaniają go rozpuszczonego w wodzie i glebie.

Zwierzęta pozyskują fosfor poprzez wodę i pożywienie.

Fosfor powraca do środowiska poprzez rozkład organizmów w wyniku degradacji materii organicznej roślin i zwierząt. Stamtąd może być poddawany recyklingowi wśród roślin lub odprowadzany deszczówką do jezior i mórz i wbudowywany w skały.

Ćwiczenia - Sprawdź swoją wiedzę

(PUC-RS-2001) – Narody świata dyskutowały o możliwości płacenia podatków przez kraje bogate i zanieczyszczające krajom rozwijającym się, które utrzymują i/lub sadzą lasy. Byłby to sposób na złagodzenie wkładu krajów zanieczyszczających w „efekt cieplarniany” (zjawisko odpowiedzialne za ocieplenie Ziemi), ponieważ rośliny, gdy rosną, usuwają z atmosfery główny za to odpowiedzialny pierwiastek To jest zrobione. Element, do którego odnosi się powyższy tekst, jest częścią cyklu:

a) azotu
b) węgiel
c) fosforu
d) wody
e) ozon

Zobacz odpowiedź

b) węgiel

(UFRGS/2009) - Żywe istoty utrzymują stałą wymianę materii ze środowiskiem poprzez procesy znane jako cykle biogeochemiczne.

Na podstawie cykli biogeochemicznych, zaznacz z V (prawda lub fa (fałsz) następujące stwierdzenia.

( ) Atmosfera jest głównym rezerwuarem węgla, azotu, fosforu i tlenu.
( ) W cyklu wodnym parowanie jest mniejsze w oceanach, a opady na powierzchni lądu są mniejsze.
( ) Azot atmosferyczny (N₂) jest włączany do cząsteczek organicznych poprzez absorpcję dolistną.
( ) Wszystkie cząsteczki organiczne istot żywych mają w swoim składzie atomy węgla, a ich powrót do cyklu może nastąpić poprzez procesy rozkładu.

Prawidłowa kolejność wypełniania nawiasów od góry do dołu to:
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

Zobacz odpowiedź

b) F - F - F - V

(UDESC/2009) - W odniesieniu do cykli biogeochemicznych przeanalizuj następujące stwierdzenia:

JA. W cyklu węglowym: łańcuchy węglowe tworzą cząsteczki organiczne poprzez istoty autotroficzne poprzez fotosynteza, w której dwutlenek węgla jest pochłaniany, utrwalany i przekształcany przez producentów w materię organiczną. Węgiel powraca do środowiska poprzez dwutlenek węgla poprzez oddychanie.
II. W cyklu tlenowym: tlen gazowy jest wytwarzany podczas budowy cząsteczek organicznych przez oddychanie i zużywany, gdy cząsteczki te są utleniane w fotosyntezie.
III. W obiegu wody: energia słoneczna odgrywa ważną rolę, ponieważ umożliwia odparowanie ciekłej wody. Para wodna w wyższych i zimniejszych warstwach kondensuje i tworzy chmury, które później wytrącają się w postaci deszczu, a woda z tego deszczu wraca do ziemi tworząc rzeki, jeziora, oceany, a nawet infiltrując ziemię i tworząc tafle zwierciadła wody.
IV. W cyklu azotowym: jednym z etapów jest wiązanie azotu, w którym niektóre bakterie wykorzystują azot i sprawić, by reagował z tlenem w celu wytworzenia azotynu, który zostanie przekształcony w amoniak w procesie nitryfikacja.

Sprawdź poprawną alternatywę.
a) Tylko stwierdzenia II i IV są prawdziwe.
b) Tylko stwierdzenia I i II są prawdziwe.
c) Tylko stwierdzenia I, III i IV są prawdziwe.
d) Tylko stwierdzenia II, III i IV są prawdziwe.
e) Tylko stwierdzenia I i III są prawdziwe.

Zobacz odpowiedź

e) Tylko stwierdzenia I i III są prawdziwe.