Биология

Биология

Министерство Общего Профессионального Образования

Российской Федерации

КГТУ

Кафедра Биохимии

Контрольная работа № 1 вар. 11

По предмету Биология

Выполнил

студент группы

_________ Д____ О.А.

Проверил :

г. Краснодар

1999г.

350000

Содержание

1. Вступление 2

2. Дыхание живых организмов . 3

2.1. Что такое дыхание. 4

2.2. Дыхание клетки 5

2.3. Дыхание различных организмов 6

3. Значение дыхания и химизм процесса 8

3.1. Значение дыхания 9

3.2. Химизм процесса в клетке 10

3.2. Химизм процесса в клетке 10

4. Охрана воды воздуха и почв. 11

4.1. Что и от чего надо охранять 2

4.2. Источники загрязнений. 3

4.3. 4

4.4. Загрязнение природных вод 5

4.5. Загрязнение мирового океана 6

4.6. Загрязнение почвы. 7

4.7. Радиация . 8

5. Общие мероприятия по предотвращению загрязнений 20

5.1. . 21

5.2. .

6. Использование достижений биологических наук в практической

деятельности человека 3

6.1. Введение. 21

6.2. Биология разных направлений.

6. Заключение 4

7. Список литературы: 5

1.Вступление

Работая над этой к.р. я старался наиболее полно раскрыть темы моего

варианта, но при поиске и обработке найденной литературы выяснилось что –

невозможно достаточно полно изложить конкретный вопрос не изучая

сопутствующие темы . Поэтому если в процессе поиска литературы мне

попадались темы перекликающиеся с вопросами из других вариантов я

старался не оставлять их в стороне . В первой части описываются процессы

происходящие при дыхании живых организмов, значение дыхания и химизм этого

процесса т.е. в основном справочные данные. Вторая часть развернута более

глубоко т.к. проблема загрязнения окружающей среды практически во всех

странах мира стоит на первом месте. При выборе темы к.р. у меня было 2

варианта на выбор - первый и одиннадцатый поэтому в процессе работы над

литературой и написания черновиков я собирал данные по обоим вариантам .

На первый вопрос первого варианта набралось достаточно много материала, я

включил его третьей частью моего реферата .

2. Дыхание живых организмов .

Первоначально люди называли дыханием просто вдыхание и выдыхание воздуха.

Долгое время считали даже, что человек никак не изменяет состав воздуха при

дыхании, и вообще вдыхает воздух, только чтобы охладить «перегретые»

лёгкие. Чтобы опровергнуть эту точку зрения, английский натуралист Роберт

Гук провёл любопытный опыт : предлагал членам Королевского общества дышать

воздухом из герметичного пакета, снова и снова вдыхая использованный

воздух. Несмотря на свою убеждённость в исключительно «охлаждающей» роли

дыхания, почтенные академики вскоре прекращали опыт, жалуясь на «недостаток

воздуха».

Позднее стало известно, что для дыхания живым организмам необходим

содержащийся в воздухе кислород. Для чего нужна непрерывная подача

кислорода? Чтобы в организме шли процессы «медленного горения» (или,

точнее, окисления) и выделялась энергия, необходимая для жизни.

Дыхание происходит в клетках. Поэтому самый простой тип дыхания —

клеточный. Его мы встречаем у простейших водных организмов, например, у

инфузории туфельки и амёбы. Растворённый в воде кислород они впитывают

прямо из воды, и туда же выводится углекислый газ. Очень сходно, «напрямую»

осуществляется дыхание и у некоторых многоклеточных, например, у

кишечнополостных (медуз, гидры, полипов) и плоских червей.

У более сложных форм клетки, находящиеся далеко от воды, начинают

«задыхаться». Появляется непрямое дыхание — дыхание через особые органы.

Такие органы должны всегда оставаться влажными, чтобы впитывать кислород: у

разных животных это жабры, лёгкие, трахеи.

Водные и наземные животные столкнулись с различными проблемами при

дыхании. В воздухе кислорода довольно много — 21%. Зато необходимо

постоянно поддерживать влажной дыхательную поверхность.

В воде дыхательная поверхность пересохнуть не может, зато растворённого

кислорода здесь содержится примерно в 40 раз меньше, чем в воздухе.

Поэтому, чтобы не погибнуть от удушья, например, живущие на дне морские

черви должны непрерывно волнообразно покачиваться. Тогда их тела постоянно

омывает свежая вода. У акул жабры извлекают из воды в полтора раза меньше

кислорода, чем у костных рыб, и потому они тоже должны, чтобы не

задохнуться, постоянно быть в движении.

У сухопутных животных, избравших для себя кожный тип дыхания (например, у

безлёгочных саламандр, в значительной степени — у других земноводных и у

дождевых червей), кожа, постоянно выделяет слизь и влагу. «Иногда, когда

дождевой червь пытается переползти через каменистый участок или

асфальтированную дорожку в сухую солнечную погоду, — пишут биологи

К. Вилли и В. Детье, — его органы, выделяющие слизь, оказываются не в

состоянии восполнить потерю влаги в результате испарения; кожа становится

сухой, червь задыхается и погибает».

Кстати, и человек дышит не только лёгкими, но и кожей, хотя кожное

дыхание незначительно (1—2% общего объёма дыхания). У некоторых

млекопитающих, например, лошади, кожное дыхание имеет большее значение и

его доля может возрастать до 8%. Хотя перейти полностью на кожный тип

дыхания, как это могут делать земноводные, звери, конечно, неспособны. У

насекомых тело покрыто хитиновым панцирем, и кожное дыхание для них

невозможно. Дышат они совершенно особым способом — трахейным. Трахеи

насекомых это сеть тончайших разветвленных трубочек, пронизывающих всё их

тело. Почти в каждом сегменте тела у насекомых есть пара дыхалец —

отверстий, ведущих в систему трахей. Крупные насекомые, двигая мускулами

брюшка активно вентилируют свои трахеи. Всё-таки трахейный тип дыхания —

не самый совершенный, и чем больше насекомое, тем труднее воздуху поступать

в глубину его тела. Это одна из причин, почему размеры насекомых имеют

жестко заданный «потолок». Большинство водных животных избрали жаберный тип

дыхания. Жабры — это особые разветвленные выросты тела — наружные (как,

скажем, у аксолотлей) или внутренние (как у костных рыб или многих

ракообразных). Чтобы не задохнуться, таким животным приходится постоянно

омывать их свежей водой. Рыбы делают это так: набирают воду в рот, а затем,

закрыв рот, выталкивают её через жаберные щели. Жабры густо пронизаны

кровеносными сосудами: кровь разносит кислород по всему телу.

Между прочим, человек тоже может дышать не только воздухом, но и жидкостью.

В опытах млекопитающие без вреда для себя часами дышали жидким

перфторуглеродом. Годится для дыхания и вода — было бы в ней достаточно

кислорода . Следует отметить, что жабры рыб оказываются совершенно негодным

органом дыхания на суше: они быстро слипаются и их общая площадь

уменьшается настолько, что рыбе, несмотря на избыток кислорода в атмосфере,

начинает его не хватать.

Наземные позвоночные пользуются лёгочным типом дыхания. Они весьма

оригинально решили уже упомянутую проблему поддержания дыхательной

поверхности влажной. Просто разместили её внутри своего тела! В ряду от

двоякодышащих рыб и земноводных вплоть до млекопитающих внутренняя

поверхность лёгких непрерывно растет. Первоначальный простой «мешок»

дробится на тысячи обособленных мешочков (альвеол). В результате у человека

общая внутренняя поверхность лёгких возрастает до 100 кв. м.

Особого упоминания заслуживает дыхательная система птиц. Не удивительно ли,

что, часто взмахивая крыльями в полёте, птица не проявляет никаких

признаков «одышки», не задыхается? Оказывается, в её теле помимо лёгких

есть ещё особые воздушные мешки. Они не только облегчают общий вес птицы. В

момент выдоха воздух из этих мешков поступает в лёгкие. Таким образом птицы

дышат и на вдохе, и на выдохе.

3. Значение дыхания и химизм процесса

4. Что и от чего надо охранять .

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающей его

природой. Но с тех пор как появилось высокоиндустриальное общество,

опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился

объём этого вмешательства, оно стало выражать разнообразные проявления

и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход

невосполнимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает

из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все

больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в

которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается

нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько

наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает

экологическую ситуацию на планете. Наиболее масштабным и значительным

является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами

химической природы. Среди них - аэрозольные и газообразные загрязнители

промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого

газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать

нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на

планете. Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей

степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека.

Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового

океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.

Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения

газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений

и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная

кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные

факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное

влияние на процессы, происходящие в биосфере.

1. Источники загрязнений.

Сейчас есть колосальное количество источников загрязнений окружающей

среды. Рассмотрим некоторые из них :

1) Промышленность – загрязнение атмосферы и сточных вод .

Это - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух

сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной

металлургии, которые выбрасывают в воздух оксилы азота, сероводород,

хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и

мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в

результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ,

работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие

непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом

превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисля-

ется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и

образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с

аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в

результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между

загрязняющими вещест вами и компонентами атмосферы, образуются другие

вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на пла-

нете являются тепловые электростанции, металлургические и химические

предприятия, котельные установки, потребляющие более 170% ежегодно

добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями

пирогенного происхождения являются следующие:

_ а) Оксид углерода . 0. Получается при неполном сгорании углеродистых

веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с

выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа

поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является

соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и

способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффек-

та.

_ б) Сернистый ангидрид. . Выделяется в процессе сгорания

серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т.

в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических

остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного

в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового

выброса.

_ в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого

ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор

серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет

заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты

из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности

и высокой влаж-

ности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии

менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими

некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной

кислоты.

Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также

ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ан-

гидрида.

_ г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или

вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса

являются предприятия по изготовлению искусственного волокна,

сахара,коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В

атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются

медленному окислению до серного ангидрида.

_ д) Оксилы азота. .Основными источниками выброса являются

предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты,

анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид.

Количество оксилов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в

год.

_ е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются

предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали,

фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде

газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция.

Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора

являются сильными инсектицидами.

_ ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических

предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды,

органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В

атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты.

Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В

металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке

его на

сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых

газов. Так, в расчете на 11 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7

кг. сернистого газа и 14,5 кг. пылевых частиц, определяющих количество

соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких

металлов,смоляных веществ и цианистого водорода.

2) Транспорт – загрязнение атмосферы .

Это автомобили, работающие на бензине (около 60 %), затем самолеты

(примерно 5 % ), автомобили с дизельными двигателями (около 10 %),

тракторы и другие сельскохозяйственные машины (около 10 % ),

железнодорожный и водный транспорт (примерно 5 %). К основным загрязняющим

атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число

таких веществ превышает 40), относятся оксид углерода , углеводороды и

оксиды азота . Оксид углерода и оксиды азота поступают в атмосферу только

с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды

поступают как вместе с выхлопными газами (что составляет примерно 60 % от

общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20 %),

топливного бака (около 10 %) и карбюратора (примерно 10 %); твердые примеси

поступают в основном с выхлопными газами (90 %) и из картера (10 %).

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне

автомобиля, собенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из

диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы

выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и

на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует,

что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых

остановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме "зеленой волны",

существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках,

призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах. Большое

влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы

двигателя, в частности соотношение между массами топлива и воздуха, момент

зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее

объему и др. При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих

в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но

возрастает выброс оксидов азота

Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны, таких

веществ, как СО, HnCm, NОx, выбрасывают не более, чем бензиновые, они

существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего

углерода), который к тому же обладает неприятным запахом создаваемым

некоторыми несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым

шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и

воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем

бензиновые.

Самолеты также вносят определенный вклад в загрязнение окружающей среды. К

тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и

взлете выбрасывают хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное

количество примесей в аэропорту выбрасывают и наземные передвижные

средства, подъезжающие и отъезжающие автомобили.

Согласно полученным оценкам, в среднем около 42 % общего расхода

топлива тратится на выруливание самолета к взлетно-посадочной полосе

(ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки (по времени в

среднем около 22 мин). При этом доля несгоревшего и выброшенного в

атмосферу топлива при рулении намного больше, чем в полете. Помимо

улучшения работы двигателей (распыление топлива, обогащение смеси в зоне

горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.),

существенного уменьшения выбросов можно добиться путем сокращения

времени работы двигателей на земле и числа работающих двигателей при

рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8

раз).

В последние 10 - 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех

эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых

самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются

загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые

самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические

корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то

первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными

расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и

транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению

содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями

ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако более глубокий подход

к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы

сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. Так, при современном

числе сверхзвуковых самолетов и выбросе загрязняющих веществ на высоте

около 16 км относительное уменьшение содержания О3 может составить примерно

0.60 ; если их число возрастет до 200 и высота полета будет близка к 20 км,

то относительное уменьшение содержания О3 может подняться до 17%.

Глобальная приземная температура воздуха за счет парникового эффекта,

создаваемого выбросами сверхзвуковыми самолетами может повысится не более

чем на 0,1(C/

3) Вещества используемые в быту - загрязнение атмосферы и сточных вод

Более сильное воздействие на озонный слой и глобальную температуру

воздуха могут оказать хлорфторметаны (ХФМ0 фреон-11 и фреон-12 ( газы,

образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые

используются (преимущественно женщинами) для крашения волос. Поскольку ХФМ

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7