Вопрос 34. Атмосфера – состав, роль в биосфере.

Нашу планету Земля окружает защитная оболочка, которую мы называем атмосферой. Её присутствие – залог успешной жизни всех биотопов планеты. Атмосфера исполняет следующие функции:

• защищает биосферу от влияния вредного излучения из космоса;

• защищает нашу планету от ударов метеоритов;

• влияет на суточное изменение температуры. (Без атмосферы этот показатель равен ± 200 °С);

• в ней проходит основная циркуляция тепла и влаги;

• содержит участвующие в фотосинтезе;

Атмосфера состоит на 78% из азота, 21% — кислород и чуть меньше 1% — аргона. Кроме того в ее состав входит пар, СО2 и другие. Кроме газов, атмосфера содержит также мелкие дисперсные вещества — аэрозоли. Начальная же атмосфера нашей планеты была похожая на атмосферу Венеры, и в ее состав входил в основном углекислый газ, аммиак и другие. Сейчас же в результате жизни на планете мы имеем кислородно-азотную систему. Вес атмосферы приблизительно 500000 тонн. Это одна миллионная веса нашей планеты. На Земле сегодня трудно найти заселенные местности, в которых воздух был бы первоначального качества. В районах, где развита инфраструктура промышленности, воздух можно считать вредным для здоровья. Например, в США есть более 60 городов, в которых уровень вредных веществ в атмосферном воздухе значительно превышает предельно допустимые концентрации. Атмосфера состоит из:

1. тропосферы – самый нижний слой

2. стратосфера – высота не превышает 50 км

3. мезосфера – высота около 80 км.

Термосфера, экзосферы и геокорона – также слои атмосферы. Но они находятся выше, чем 1000 км от земли. Воздух, которым можно дышать сконцентрирован только в тропосфере. Здесь же и происходят основные тепловые процессы. На сегодня основной проблемой биосферы имеет озоновый слой, в воздухе которого содержится трёхатомный кислород. Этот слой защищает все биологические виды от ультрафиолетового излучения солнца.

Вопрос 35. Значение воды. Классификация вод.

Вода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды.

В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды составляет всего лишь 10 %; однако, для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться.

Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.

Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов.

Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. При образовании АТФ – важного макроэргического соединения – из АДФ и фосфата происходит отщепление воды, иными словами, подобное фосфорилирование есть не что иное, как процесс дегидратации, происходящий в водном растворе в биологических условиях; вода участвует в реакциях гидролиза.

В самом деле, три четверти поверхности нашего мира заняты водой – океанами, морями, озерами, реками, а пятая часть суши покрыта снегом и льдом. Пары воды присутствуют в атмосфере, сообщая ей влажность, формируют облака и тучи, проливаются на землю дождем. В почве и верхнем слое земной коры находятся подпочвенные воды и скрытые подземные водоемы. Наконец, животные и растения большей частью состоят из воды, в том числе и человек: вода составляет 70 % массы нашего тела. Пожалуй, в распространенности воды, в том, что водой все «проникнуто и охвачено», и заключается ее главнейшее уникальное свойство.

Вторым по значению свойством является способность воды растворять вещества. Вода – универсальный растворитель. Благодаря этому ее состав не исчерпывается формулой H₂O. В воде содержатся практически все элементы Периодической таблицы, а также газы, основания, кислоты, соли и органические вещества. Все прочие жидкости, которые мы пьем, или употребляем с пищей, или используем в быту и технике, – все, начиная от спирта, вина, духов, микстур и кончая электролитами, жидкими маслами и бензином, – являются водными растворами той или иной концентрации. При этом множество веществ, которые в газообразной или твердой фазе состоят из нейтральных молекул, в воде диссоциируют, то есть распадаются на ионы, а это ведет к изменению, как их свойств, так и свойств самого раствора. Говоря простейшим языком, диссоциация резко увеличивает способность веществ вступать в химические и биохимические реакции. Огромное количество этих реакций, включая явление, называемое жизнью, протекает именно в водной среде.

Третье уникальное свойство воды заключается в том, что на Земле она присутствует одновременно в трех состояниях или, употребляя физическую терминологию, в трех фазах – газообразной, жидкой и твердой, то есть в виде водяного пара, собственно жидкой воды и льда. Не пытайтесь отыскать другое вещество, которое обладало таким же свойством. И мы, конечно, знаем о необычном свойстве воды расширяться при замерзании, о том, что лед легче воды, тогда как у остальных веществ все происходит наоборот: при охлаждении и переходе в твердую фазу их объем уменьшается.