9. Какая связь между веществом и энергией (в чем заключена энергия)? Сколько раз может использоваться вещество и энергия в экосистеме?

Энергия заключена в химических связях.

(правило 10%)

Существует один вид энергии, который не способен аккумулироваться в химических связях и не может содержаться в веществе – тепловая энергия (грязная энергия). Из-за выделения тепла при процессе питания только в среднем 10% всей поступившей энергии с предыдущего уровня передается дальше по цепи питания (остальные 90% рассеиваются в виде тепла). Поэтому цепь питания содержит обычно не более 4-5 уровней, после прохождения которых, энергия рассеивается.

В экосистеме вещество используется многократно, совершается обмен веществом, а энергия идет линейным потоком в одном направлении, может изменяться, экспортируется, но никогда не используется вторично.

10. Что такое трофический уровень и трофические цепи? Правило 10%. Что происходит с оставшимися на предыдущем трофическом уровне 90% энергии?

Внутри экосистемы созданное автотрофными организмами вещество служит пищей для гетеротрофов. Типичный пример: животное поедает растение. Это животное в свою очередь, может быть съедено другим животным, и таким путем может происходить перенос энергии через ряд организмов – каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность организмов называется пищевой цепью, а каждое ее звено – трофическим уровнем.

Энергия заключена в химических связях.

(См.вопрос 9)

11. На что уходят энергетические затраты пищи? Куда идет энергия дыхания и энергия выделения? Что происходит с квантом света на «выходе» из экосистемы?

Весь животный мир Земли получает необходимую потенциальную химическую энергию из органических веществ, созданных фотосинтезирующими растениями, и большую ее часть в процессе дыхания переводит в тепло, а меньшую вновь преобразует в химическую энергию заново синтезируемой биомассы.

E_{потребления пищи} = E_{дыхания} + E_{прироста} + E_{продуктов выделения}

В конечном вся энергия, поступающая в биотический круговорот экосистемы, рассеивается в виде тепла, т.е. энергия кванта света → тепловая энергия.

12. Каким образом солнечная энергия аккумулируется в планетарную? в какую энергию аккумулируется квант света в экосистеме?

Большая часть солнечной энергии, попавшей на Землю, превращается в тепловую и лишь очень небольшая ее часть (менее 1%) превращается зелеными растениями в потенциальную энергию химических связей в органическом веществе в процессе фотосинтеза.

Квант света не аккумулируется. Аккумуляция протекает с помощью фотосинтеза.

Квант света попадая на Землю трансформируется в АТФ (планетарную энергию), и аккумулируется в углерод.

13. Структура экосистемы по Одуму. На каких трофических уровнях степень аккумуляции солнечной энергии возрастает, а на каких падает? Что происходит с квантом света «на выходе» из экосистемы?

Трофические цепи – цепи питания, в которых происходит поедание одних видов другими.

Трофические уровни – звенья цепи питания, с уровня на уровень переходит 10% и 90% - дыхание (тепло) + выделения.

P/R=1

hv

Автотрофы - продуценты (CH₂O)_n – аккумулируется энергия

CO₂ 10%

- консументы I порядка E (степень энергетичности возросла,

т.к. организм состоит из белков, а у

10% белков степень энергетичности больше)

- консументы II порядка E

CO₂ 10%

- редуценты (разлагают трупы, более сложные вещества на простые)

CO₂ 10%

- неорганические вещества CO₂ + H₂O  (CH₂O)_n + O_2

CO₂ + H₂O + соли / минералы

CO₂

/ / | | \ \ На выходе энтропия

Количество трофических цепей = . Цепи образуют сети, которые обмениваются информационной структурой. В трофической цепи может быть не более 4-5 звеньев.

hv

растения продуценты (CH₂O)_n – трансформация энергии в АТФ и аккумуляция энергии

( автотрофы)

10%

- консументы (гетеротрофы Потребитель)

Первого порядка. Потребитель

E_{потребления пищи} = E_{прироста} + E_{продуктов выделения} + E_{дыхания}

10%

Консумент второго порядка.

Степень аккумуляции энергии повысилась. Степень аккумуляции в белках выше чем в углеводах.