Лекции «ЭКОЛОГИЯ» студента РС0803 Бокова Александра

Лекция №1 (10.09.10) – Андрей Николаевич Павлов, зачет в 2 этапа: лабораторки + вопросы по лекциям

Литература: Экология, рациональное природопользование и БЖ – Павлов А.Н.

Основные положения экологии

Экология – наука, изучающая всестороннюю взаимосвязь между организмами и окружающей их средой.

Экосистема – основная структурная функциональная единица экологии. Под ней понимается единый природный комплекс, образованный живыми организмами и их средой обитания (атмосфера, водоемы, почва), в которой живые и костные компоненты постоянно связаны обменом вещества и энергией.

Владимир Иванович Вернадский – ЗАПОМНИТЬ!

Биосфера – совокупность всех экосистем.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:

• Факторы неживой природы (абиотические)

• Факторы живой природы (биотические)

Приспосабливаемость организмов к тем или иным условиям среды зависит от степени постоянства или периодичности воздействия фактора.

1. Факторы, относящиеся к явлениям солнечной системы (вращение Земли, все живые организмы уже приспособлены к этим факторам)

2. Температура, давление, влажность, содержание растворенных газов в воде (это следствия первичных факторов)

3. Факторы, не имеющие цикличности или правильной периодичности (стихийные бедствия, антропогенные факторы, появление примесей в воде, почве, атмосфере)

Жизнедеятельность всех живых организмов, включая человека, представляет собой работу, для осуществления которой требуется энергия. Первичная энергия – энергия солнечной радиации (частота 10^-5 - 10^16 Гц), излучение – ионизирующее и неионизирующее. За процесс жизнедеятельности ответственен диапазон длин волн от 0.4 – 4 мкм. - (УФИ, видимое излучение, ИК).

УФИ: А – 400-320 нм.

В – 320-280 нм. – самый активный ультрафиолет

С – 280-200 нм. – ионизирующее излучение

Реакция фотосинтеза: CO₂ + H₂O + hw_в → (CH₂)O + O₂ + 470 ккал/моль

Продукция фотосинтеза обеспечивает пищей, одеждой, энергией; например, каменный уголь – солнечная энергия, аккумулированная в продуктах фотосинтеза растений прошлых геологических эпох.

Экология изучает связь между излучением и экосистемами и способами превращения энергии внутри этих экосистем.

Схема кругооборота вещества

Космос → Атмосфера↔живое вещество

Гидросфера↔живое вещество → отходы продуктов жизнедеятельности → почва

Литосфера↔живое вещество → все, что не использовано → в космос

Энтропия отражает возможности превращения энергии и рассматривается как мера неупорядоченности системы.

При применении термодинамики к биологическим системам необходимо учитывать особенности организации живых систем:

• Биосистемы открыты для потока вещества и энергии

• Процессы в живых системах, в конечном счете, имеют необратимый характер

• Живые системы далеки от равновесия

• Все биосистемы гетерофазны (жидкая, твердая и парообразная фазы) и структурированы

Термодинамика необратимых процессов рассматривает ход процессов во времени.

Стационарные системы являются фундаментальным понятием термодинамики.

Схема жизнедеятельности человека

Источник

излучения

Фотосинтез

простейшие

«-»

Человек

Смерть

«+»

1. Передача излучения, ответственного за биореакции

2. Процесс биологической эволюции

3. Параметры, определяющие жизнедеятельность человека (наследственность – 20%, экообстановка – 40%, образ жизни – 40%)

Квадрат «+» - биологически активные реакции, поддерживающие процесс жизнедеятельности

Квадрат «-» - конкурирующие реакции, подавляющие жизнедеятельность

→ от «-» к смерти – гибель в результате заболевания (Россия 85-90%)

→ от «+» к смерти – процесс естественного старения, биологическая смерть (10-15%)

Разнородность наблюдаемых необъяснимых явлений жизнедеятельности не позволяет построить единую теоретическую картину процесса жизнедеятельности. При несостыкованности различных физических, психических механизмов очевидно одно, все они относятся к феномену биополя.

Биополе – совокупность физических полей, присущих объектам живой и неживой природы, с помощью которых осуществляется их взаимодействие и обмен информацией, включая временные процессы.

→ от смерти к источнику – излучение, сопровождающиеся к исчезновению части биополя человека, связанного с процессом жизнедеятельности.

Лекция №2 (24.09.10)

Переход из одного стационарного процесса в другой:

М

Одна

Клетка

φ1

Вторая

Клетка

φ2

ембрана межклеточная

боль

Происходит обмен ионов между клетками, термодинамическое равновесие, поскольку происходит движение заряженных частиц поэтому у клеток формируются потенциалы φ2≥φ1, следовательно, устанавливается на мембране равновесный потенциал φравн, который при температуре 310К равен 60мВ. В данный момент может происходить «замусоривание» одной из клеток, например когда человек заболевает, или испытывает боль, происходит нарушение φравн, вернуться в исходное состояние можно воспользовавшись специальным устройством, состоящим из электрического прибора (параметры которого описывают параметры межклеточного обмена в здоровом состоянии) и двух электродов (одного в виде иглы, другой в виде пластины, иглой находят место нарушения баланса и пропускают ток через тело человека, изменяя полярность приложенного напряжения, разгоняют электроны, заставляя их разрушать неравновесное состояние, в результате происходит восстановление φравн).