Контрольная работа по "Концепциям современного естествознания"

 

mCO2 + nH2O <=> CmНn(H2O) + mO2

 

В биосфере Земли этот процесс приводит к тому, что количество биомассы живого вещества приобретает тенденцию к определенному постоянству. Биомасса экосферы (2*10¹² т) на семь порядков меньше массы земной коры (2*10¹⁹ т). Растения Земли ежегодно продуцируют органическое вещество, равное 1,6*10¹¹ т, или 8% биомассы экосферы. Деструкторы, составляющие менее 1% суммарной биомассы организмов планеты, перерабатывают массу органического вещества, в 10 раз превосходящую их собственную биомассу. В среднем период обновления биомассы равен 12,5 годам. Допустим, что масса живого вещества и продуктивность биосферы были такими же от кембрия до современности (530 млн лет), то суммарное количество органического вещества, которое прошло через глобальный биотический круговорот и было использовано жизнью на планете, составит 2*10¹²-5,3*10⁸/12,5 =8,5*10¹⁹ т, что в 4 раза больше массы земной коры. По поводу данных расчетов Н.С. Печуркин (1988) писал: «Мы можем утверждать, что атомы, составляющие наши тела, побывали в древних бактериях, и в динозаврах, и в мамонтах».

Закон биогенной миграции атомов В.И. Вернадского гласит: «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О₂, СО₂, Н₂ и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».

В.И. Вернадский в 1928—1930 гг. в своих глубоких обобщениях относительно процессов в биосфере дал представление о пяти основных биогеохимических функциях живого вещества.

Первая функция — газовая. Большинство  газов верхних горизонтов планеты  порождено жизнью. Подземные горючие  газы являются продуктами разложения органических веществ растительного происхождения, захороненных ранее в осадочных толщах. Наиболее распространенный — это болотный газ — метан (СН₄,).

Вторая функция — концентрационная. Организмы накапливают в своих  телах многие химические элементы. Среди них на первом месте стоит углерод. Содержание углерода в углях по степени концентрации в тысячи раз больше, чем в среднем для земной коры. Нефть — концентратор углерода и водорода, так как имеет биогенное происхождение. Среди металлов по концентрации первое место занимает кальций. Целые горные хребты сложены остатками животных с известковым скелетом. Концентраторами кремния являются диатомовые водоросли, радиолярии и некоторые губки, йода — водоросли ламинарии, железа и марганца — особые бактерии. Позвоночными животными накапливается фосфор, сосредотачиваясь в их костях.

Третья функция — окислительно-восстановительная. В истории многих химических элементов с переменной валентностью она играет важную роль. Организмы, обитающие в разных водоемах, в процессе своей жизнедеятельности и после гибели регулируют кислородный режим и тем самым создают условия, благоприятные для растворения или же осаждения ряда металлов с переменной валентностью (V, Mn, Fe).

Четвертая функция — биохимическая. Она связана с ростом, размножением и перемещением живых организмов в пространстве. Размножение приводит к быстрому распространению живых организмов, «расползанию» живого вещества в разные географические области.

Пятая функция — это биогеохимическая деятельность человечества, охватывающая все возрастающее количество вещества земной коры для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства. Данная функция занимает особое место в истории земного шара и заслуживает внимательного отношения и изучения. Таким образом, все живое население нашей планеты — живое вещество — находится в постоянном круговороте биофильных химических элементов. Биологический круговорот веществ в биосфере связан с большим геологическим круговоротом. Поскольку речь идет о колоссальном числе индивидуальных участников этих процессов, которые не сопряжены жесткими функциональными связями, то пригнанность компонентов биотического круговорота — явление совершенно исключительное. Круговорот полностью замкнут (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 1994), когда существует точное равенство сумм прямых и обратных расходов:

Несомненно, высокий уровень системной  организации и регуляции мог  быть выработан и отшлифован миллиардолетней  эволюцией.

Биологический круговорот различается  в разных природных зонах и  классифицируется по комплексу показателей: биомассе растени, опаду, подстилке, количеству закрепленных в биомаcсе элементов и т. д.

Общая биомасса наиболее высока в  лесной зоне, а доля подземных органов  в лесах наименьшая. Это подтверждает индекс интенсивности биологического круговорота — величина отношения массы подстилки к той части опада, которая ее формирует.

 

ЗАДАЧА.

Для решения задачи составляем пропорцию.

Потеря сухой массы составит 2,016·10¹⁴ г/год.

Из уравнения фотосинтеза: 6СО₂ + 6Н₂О > С₆Н₁₂О₆ + 6O₂ получаем, что кислорода выделяется в шесть раз больше, чем глюкозы (она является сухой массой).

Молярная масса глюкозы - 180 г/моль.

Молярная масса кислорода - 32 г/моль.

Молярная масса углерода - 12 г/моль.

Из пропорции получаем, что фотосинтетическая  фиксация углерода уменьшается на 1,34·10¹⁴ г/год = 1,34·10⁷ т/год.

Ответ: фотосинтетическая фиксация углерода уменьшается на 1,34·10⁷ т/год.

 

 

Тест:

 

Вариант 6

1. Выберите положение, отвечающее  гуманитарному знанию:

А. предмет изучения должен быть всегда субъективен

Б. в основе методологии - экспериментальные  методы исследования типичных ситуаций

В. научное знание должно стремиться к объективности

Г. для научного знания важно суметь объяснить причины изучения данных явлений

2. Согласно принципу соответствия  с появлением релятивистской  механики классическая механика  не утратила своего значения и достоверно описывает движение …

А. элементарных частиц

Б. тел с любыми скоростями

В. космических объектов

Г. тел с малыми скоростями (v << c)

3. Развитием континуальной исследовательской  программы античности является… 

А. опубликование Коперником своей космологической модели;

Б. формулировка принципа близкодействия;

В. учение Ньютона о световых корпускулах  и Эйнштейна - о фотонах;

Г. формулировка принципа дальнодействия;

4. Эмпирическими подтверждениями  общей теории относительности явились ….

А. обнаружение красного смещения в спектрах далеких галактик

Б. отклонение кометы Галлея от расчетной  траектории

В. отклонение траектории луча света от звезды вблизи от поверхности Солнца

Г.открытие микроволнового реликтового  излучения

5. Вторая космическая скорость – это скорость искусственного спутника планеты

А. для выхода на круговую орбиту вокруг центрального тела

Б. преодоления притяжения центрального тела

В. при становлении его в качестве стационарного (висящего над одной  точкой планеты)

Г. для преодоления притяжения Солнца

6. Инвариантность свойств объекта  по отношению к каким-либо преобразованиям  над ним – это …

А. симметрия

Б. эквивалентность

В. нейтрализм

Г. асимметрия

7. Непрерывность и дискретность  являются свойствами 3-х элементов природы:

А. вещества, физического вакуума, пространства

Б. физического вакуума, времени, пространства

В. физического поля, времени, пространства

Г. вещества, физического поля, физического  вакуума

8. Ядерные реакции идут с выделением  энергии, если

А.сумма масс ядер и частиц до реакции меньше суммы их масс после реакции

Б. сумма масс ядер и частиц до реакции больше суммы их масс после реакции

В.при бомбардировке альфа-частицами

Г. сумма масс ядер и частиц до реакции  меньше суммы их масс после реакции  и производится

бомбардировка альфа-частицами

9. В науке под хаотическим поведением системы понимают непредсказуемое поведение ввиду:

А. постоянного и сильного воздействия  неконтролируемых факторов

Б. слишком высокой чувствительности к начальным условиям

В. недостаточной мощности современных  компьютеров 

Г. ограниченной области применимости классической механики

10. В последние годы XX века и  начале XXI века в космологии обнаружено, что: 

А. Вселенная расширяется с замедлением

Б. обычное вещество составляет большую  долю всей материи Вселенной

В. Вселенная расширяется с ускорением

Г. существуют другие Вселенные с  принципиально иными свойствами

 

 

Литература

 

1. Бабушкин А.Н. Концепции современного  естествознания. - СПБ., 2002.

2. Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. - М., 2006.

3. Горелов А.А. Концепции современного  естествознания. - М., 2007.

4. Кабардин О. Физика. - М., 2006.

5. Мотылева А.С. и др. Концепции  современного естествознания. - СПБ., 2007.

6. Общая биология (ред. А. Рувинского). - М., 2006.

7. Стрельник О.Н. Концепции современного  естествознания. - М., 2003.

8. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие для студ. вузов / Дубнищева Т.Я. – 10-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 608с.

9. Белкин П.Н. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для вузов. – М.: Высш. Шк., 2004. – 335с.

10. В.П. Титаренко АСТРОНОМИЯ Учебное пособие Томск 2006

11, Физическая энциклопедия — М.:Большая Российская Энциклопедия