Алексеев С. И. Концепции современного естествознания Москва 2003 (стр. 11 из 13)

рые на основе фотосинтеза простые неорганические вещества преоб-

разуют в сложные органические соединения;

- гетеротрофный ( нижний уровень ) характерный для животных,

которые преобразуют и разлагают сложные органические соединения

в простые.

В экосистемах происходит постоянное взаимодействие автотрофных и гетеротрофных подсистем, что приводит к круговороту веществ в при- роде.

Взаимодействие между частями и целым в экосистемах исследуется двумя путями:

- изучение свойств отдельных частей и перенос их свойств на свойства

целого;

- изучение системы в целом.

Первый путь оказывается эффективным в случае, если удается раз-

делить систему на отдельные независимые части. Исследование же свойств системы как целого необходимо уже потому, что эти свойства могут отсутствовать у частей системы ( в соответствии с принципом системной эмерджентности ) и в силу этого не могут быть определены.

Экосистема- открытая система, поэтому живые организмы и окружающая среда оказывают взаимное влияние друг на друга,

обмениваясь веществом, энергией, информацией. Существуют различные гипотезы о том,что образовалось раньше: атмосфера, обогащенная кислородом или живые организмы. Согласно гипотезе Геи,

живые организмы. Согласно гипотезе Геи, выдвинутой в 1970 году фи- зиком Джеймсом Лавлоком и микробиологом Линн Маргулис, образо- вание кислорода в атмосфере в целом явилось результатом жизнедея- тельности простейших живых организмов, которые в анаэробных ( бес- кислородных ) условиях стали выделять в окружающее пространство кислород. Эта гипотеза подтверждается многочисленными фактами из истории развития органического мира, хотя и противоречит традицион- ной гипотезе о том, что жизнь на Земле возникла лишь после того как сформировалась атмосфера с достаточным для существования живых организмов содержанием кислорода.

Обмен энергией и веществом между экосистемой и средой проявля-

ется в усвоении абиотических ( неорганических ) и биотических (орга-

нических ) факторов среды. Процессы обмена в целом носят устойчивый характер и соответствуют принципу гомеостаза, сформулированному американским физиологом Уолтером Кенноном, согласно которому все важнейшие параметры системы поддерживаются на постоянном уровне, благодаря наличию в системе обратных связей. Принцип гомеостаза, примененный к биосфере, означает, что природные системы способны поддерживать устойчивое динамическое равновесие, испытывая давле- ние со стороны живых организмов ( в частности антропогенное давле- ние).

При анализе устойчивости экосистем различают следующие виды

их устойчивости:

- инертность ( выносливость живучесть ) экосистемы- способность живых систем сопротивляться различным нарушениям или изменени-

ям;

- упругость экосистемы- способность живых систем самовосстанавли-

ваться после действия внешних нарушений ( при условии что они не были катастрофическими );

- постоянство экосистемы- способность живых систем сохранять свои размеры.

В природных экосистемах выполняется принцип Ле Шателье:

При возникновении внешних возмущений, нарушающих состоя- ние окружающей среды, в биоте должны возникать процессы, ком- пенсирующие это возмущение.

Реакцию живых организмов на любое сильное воздействие называ-

ют стрессом ( от англ. «напряжение» ). Стрессоры- факторы приводя-

щие организмы в состояние стресса.

Стрессоры

Резкое изменение	Радиоактивное	Шумовое	Голодание
температуры	излучение	загрязнение

Правило стабильности экосистемы:

Чем выше видовое разнообразие экосистемы, тем выше ста- бильность экосистемы, т.к. такая экосистема имеет больше способов реагировать на различные стрессы.

При анализе динамики экосистем используется понятие сукцессии экосистем. Сукцессии ( «наследование» при биологическом развитии )- процесс, при котором сообщества видов растений и животных замеща- ются с течением времени серией различных и, как правило, более слож- ных сообществ, иначе, cукцессии- это последовательная смена биоце- нозов, преемственно возникающих на одной и той же территории в результате влияния природных или антропогенных факторов.

Сукцессии

первичные вторичные

Скальные Песчаные Вулканическая Лесные Вырубка Засуха породы дюны лава пожары леса

Первичные сукцессии развиваются в течение нескольких сотен лет

на участках, лишенных почв; вторичные - в пределах ста лет на участ-

ках с нарушениями почвы.

Ключевые термины

- Экосистема - Уровни организации материи

компоненты экосистем

Популяция - Сообщество

- Методы исследования экосистем

- Виды устойчивости экосистем

- Динамика экосистем

- Стресс

- Стрессоры

13. Концепции химических структур

Химическими реакциями называются явления, при которых одни вещества превращаются в другие, отличающиеся от исходных составом

и свойствами, при этом не происходит изменения состава ядер атомов.

Типы химических реакций

( по признаку выделения/ поглощения теплоты )

- экзотермические Пример: H2

( выделение теплоты )

- эндотермические Пример: N 2

( поглощение теплоты )

+ Cl2

+ O2

= 2 HCl + Q

= 2 NO + Q ¯

( по признаку изменения числа исходных и конечных веществ )

- соединения Пример: HCl +

NH3

= NH4 Cl

- разложения Пример: 2 HJ

= N 2

+ J2

- замещения Пример: Pb( NO3 ) 2

+ Zn =

Zn( NO3 ) 2

+ Pb

- обмена Пример: Al2 O3 + 3H2 SO4

= Al2 (SO4 ) 3 + 3H2 O

( по признаку обратимости реакции )

- обратимые Пример: N 2

+ 3H 2

« 2 NH 3

- необратимые Пример: 2 KClO3

® 2 KCl + 3O2

( по признаку изменения степени окисления атомов )

- без изменения Пример: Al2 O3 + 3H2 SO4

= Al2 (SO4 ) 3 + 3H2 O

- окислительно- Пример: 2 KClO3

восстановительные

® 2 KCl + 3O2

Закон сохранения массы вещества:

Масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции. Общее число атомов остается постоянным до и после реакции.

Закон постоянства состава вещества.

Закон Дальтона ( для соединений молекулярной структуры ):

Соединение молекулярной структуры имеет постоянный со-

став независимо от способа получения соединения.

Пример: Состав

соба получения.

CO2 =27% ( С ) + 73% ( О ) независимо от спо-

Закон Бертолле ( для соединений немолекулярной структуры ): Соединение немолекулярной структуры ( с атомной, ионной или кристаллической решеткой ) имеет переменный состав, который зависит от способа получения соединения.

Пример: Состав

UO =от

UO0,9 до

UO1,3 в зависимости от темпера-

туры и давления кислорода.

Ключевые термины

- химическая реакция - типы химических реакций

- соединение - соединение постоянного состава

- закон Дальтона - соединение переменного состава

- закон Бертолле - закон сохранения массы вещества

14. Основные физические постоянные

Физическая постоянная	Обозначение	Значение
Скорость света в вакууме	c	2.99 *108 м/с
Постоянная Планка	h	6.62 *10-34 Дж*с
Гравитационная постоянная	G	6.67 *10-11 Н*м 2 /кг 2
Число Авогадро	N a	6.02 *1023 1/моль
Универсальная газовая постоянная	R	8.31 Дж/(моль*К)
Заряд электрона	e	1.6 *10-19 Кл
Атомная единица массы	a.е.м.	1.66 *10-27 кг
Масса покоя электрона	me	9.1*10-31 кг
Масса покоя протона	mp	1.67 *10-27 кг
Масса покоя нейтрона	mn	1.68 *10-27 кг