生物地球化学循环

化学

2022

我们解释什么是生物地球化学循环或物质循环以及存在哪些类型。碳、磷、氮循环。

生物地球化学循环是物质的置换回路。

什么是生物地球化学循环?

它被称为生物地球化学循环或物质循环到交换电路 化学元素 生物与生物之间 环境 通过一系列运输、生产和分解过程围绕着它们。它的名字来自 前缀 希腊语 生物,“生活和 地理, “地球”。

在生物地球化学循环中,不同形式的 生活 (植物、动物、微观等),作为无机自然元素和化合物(雨、风等)。这是一个永恒的 移位 将物质从一个地方转移到另一个地方,从而可以循环利用 生物圈.

“营养素”是指所有这些元素或 分子 其在生物体中的存在 活人 对您的连续性至关重要 存在再生产 从他的 物种.营养素通常由大约 31 和 40 种不同的化学元素组成,并且根据物种的不同,营养素和构成它们的元素在不同的环境中需要 比例.这些营养素可以有不同的类型:

  • 宏量营养素。它以不同的化合物形式存在于体内,约占人体的 95% 大量的 所有生物体。它们由碳、氧、氢、氮、硫、钙、钠、氯、钾和磷组成。它们是任何生物的有机体中含量更多的营养物质。
  • 微量营养素。它在生物体内的存在是必不可少的,但只是少数。它们由铁组成, 、锌、碘和维生素 A。
  • 精力充沛。它们是生物体用来获得 活力 执行重要功能所必需的。例如,氨基酸和 脂肪.
  • 结构的。它们是构成生物有机体结构并允许其生长的结构。例如, 蛋白质、磷、钙和一些脂质。
  • 调节器它们控制着体内发生的许多反应的演变。主要的是 维生素、钠和钾。
  • 不是必需的。它们可以由生物的有机体合成。它们对身体的功能并不完全重要。
  • 基本的它们不能由生物的有机体合成,因此不可避免地必须从生物体中提取。 环境.例如,必需氨基酸和脂肪酸。

生物地球化学循环根据所涉及元素的特性而有所不同,因此也涉及不同的生命形式。

生物地球化学循环的类型

有几种类型的生物地球化学循环:

  • 水文。其中那些 水循环 或水文循环,作为元素从一个地方到另一个地方的运输代理。水循环本身可以包括在这一类中。
  • 气态。其中那些 大气层 用于运输循环中的化学元素,例如氮、氧和碳循环。
  • 沉积。那些化学元素的运输是通过沉积发生的,也就是说,通过它在物质中的缓慢积累和交换 地壳,就像磷循环一样。

生物地球化学循环的重要性

生物地球化学循环负责回收重要的化学元素,否则它们将被耗尽,因为地球上的生命将不可能存在。

从这个意义上说,生物地球化学循环是不同的机制, 自然 它必须将物质从某些生物传递给其他生物,从而始终保持一定的余量。

生物所需的任何营养都不会永远存在于其中。所有这些都必须返回到环境中,以便其他人可以重复使用。

氮循环

氮循环是核心,因为它形成了许多生物分子。

氮循环是主要的生物地球化学循环之一,其中 微生物 原核生物 (细菌) 和 植物 它们将大气中的主要气体之一——氮气固定在体内。它对人体中的各种化合物至关重要 动物, 包括 .

该循环可概括如下:

  • 某些细菌将大气中的气态氮 (N2) 固定在体内,从而形成可供植物使用的有机分子,例如氨 (NH3)。
  • 植物利用这些含氮分子并通过它们的组织将它们传送到 食草动物 这些通过他们的组织到达 食肉动物 而这些给他们 掠食者, 在整个 食物链.
  • 最终,生物通过尿液(富含氨)或当它们死亡并被分解时将氮返回到土壤中。 细菌,固定富氮分子,将氮释放回大气中 气态.

碳循环

碳循环是最重要的,因为所有生物都含有碳。

碳循环是生物地球化学循环中最重要和最复杂的,因为所有已知的生命都是由来自该元素的化合物组成的。另外,这个循环涉及到的主要流程 新陈代谢 植物和动物: 光合作用呼吸.

这个循环可以总结如下:

  • 大气是由大量的 二氧化碳 (二氧化碳)。植物和藻类捕获它并通过光合作用将其转化为糖(葡萄糖),为此使用 太阳能.通过这种方式,他们可以获得能量并成长。作为回报,它们将氧气 (O2) 释放到大气中。
  • 除了在呼吸过程中获得氧气外,动物还从植物组织中获取碳,从而能够生长和繁殖。动物和植物在死亡时都提供 我通常 它们体内的碳通过沉积过程(尤其是在海底,碳也溶解在水中)转化为各种化石和 矿物质.
  • 处于化石或矿物状态的碳可以在地壳下持续数百万年,经历与矿物煤一样不同的物质的转变, 石油 或钻石。由于 侵蚀, 这 喷发 尤其是人类劳动:剥削 化石燃料, 提取水泥等 行业 释放大量二氧化碳到大气中 海洋 以及地球,以及其他富含碳的液体和固体废物。
  • 另一方面,动物在呼吸时会不断释放二氧化碳。其他能源过程,例如 发酵 或分解 有机材料 它们会产生 CO2 或其他富含碳的气体,例如也会进入大气的甲烷 (CH4)。

磷循环

磷循环对于 DNA 和 RNA 的形成至关重要。

磷循环 它是主要生物地球化学循环中的最后一个也是最复杂的,因为磷是地壳中丰富的元素,以矿物形式存在,但生物基本上需要它,尽管数量适中。磷是重要化合物的一部分,例如 脱氧核糖核酸核糖核酸,其循环可以总结如下:

  • 磷来自陆地矿物,它通过 侵蚀 (太阳风, ) 被释放并运送到各种 生态系统.人类采矿活动也可以为这一阶段做出贡献,尽管不一定以积极的环境方式。
  • 富含磷的岩石为植物提供养分,植物将磷固定在其组织中,并再次通过 食物链.反过来,动物通过排便和尸体分解将多余的磷返回到土壤中,使磷保持在生物之间的循环中。
  • 然而,磷也会到达海洋,在那里被藻类固定并传播给动物。在这种情况下,该元素缓慢沉积在海床上,在那里各种沉积过程将使其返回到岩石中,然后在非常缓慢和非常长的地质过程中,将暴露并再次向岩石提供磷。 生物圈.
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