Rôle dans la biosphère des organismes vivants du règne bactérien. L'utilisation des connaissances sur l'activité biogéochimique des micro-organismes dans les cycles de cours de biologie de la matière organique

La biosphère de la planète est un mégaorganisme unique, dont les parties sont harmonieusement interconnectées. Toute la diversité de la vie est divisée en deux règnes - les procaryotes (organismes prénucléaires) et les eucaryotes (ayant un noyau). Les superroyaumes sont subdivisés en royaumes vivants :

• virus;
• bactéries;
• champignons;
• végétaux;
• animaux.

Le royaume des bactéries, avec le royaume des virus, est combiné dans le super-royaume des procaryotes - des organismes non nucléaires. Historiquement, c'est le premier échelon d'organismes vivants sur la planète.

Les organismes unicellulaires vivants sont apparus il y a environ 3,8 milliards d'années. Pendant près d'un milliard d'années, ils ont été les seuls habitants vivants de la planète - ils se sont multipliés, développés et adaptés avec succès. Le résultat de leur activité vitale a été l'apparition d'oxygène libre dans l'atmosphère de la planète, ce qui a permis l'émergence d'organismes multicellulaires - champignons, plantes, fleurs et animaux.

De nos jours, les bactéries vivantes vivent partout : des couches atmosphériques raréfiées aux fosses océaniques les plus profondes, elles vivent dans la glace arctique et dans les geysers thermaux. Les bactéries ont peuplé non seulement l'espace libre - elles se sentent bien à l'intérieur d'autres organismes, qu'il s'agisse de champignons, de plantes ou d'animaux.

Dans la nature, tous les animaux, et l'homme ne fait pas exception, sont un habitat pour les microbes qui habitent :

• peau;
• cavité buccale;
• intestins.

Les chercheurs ont découvert que le nombre de cellules de micro-organismes vivant dans le corps humain est 10 fois supérieur au nombre de ses propres cellules. Malgré des indicateurs quantitatifs aussi élevés, le poids des bactéries vivant dans le corps ne dépasse pas 2 kg - une différence significative dans la taille des cellules affecte.

Les représentants vivants du royaume des bactéries ont un nombre incalculable d'espèces, mais la chose commune à toutes est :

• absence de noyau prononcé;
• très petites tailles de cellules (par rapport aux cellules végétales et animales);
• l'unité biologique est la cellule elle-même ; dans le cas de leur association, on parle d'une colonie de bactéries.

Ce sont des représentants du royaume des bactéries qui ont rendu possible l'apparition de champignons, de plantes et d'animaux. Apparus sur la planète, les micro-organismes ne se sont pas seulement adaptés aux conditions existantes - ils ont activement modifié leur habitat, créant des caractéristiques qualitativement nouvelles.

Le cycle de l'azote et du carbone dans la nature se produit exclusivement en raison de micro-organismes. Les scientifiques ont découvert que si les microbes sont retirés de la biosphère, la vie sur la planète ne pourra pas survivre.

Le rôle des procaryotes dans les cycles biosphériques

A l'origine de la vie sur la planète, des représentants du royaume des bactéries ont activement participé à la formation de la biosphère. La biosphère moderne a besoin de micro-organismes pour maintenir le niveau de fonctionnement - le cycle de l'énergie et de la matière dans la nature est fourni par les microbes.

Des exemples du rôle dominant des microbes vivants dans les processus biosphériques sont la création et le maintien d'une couche de sol fertile.

En plus des fonctions gazeuses et oxydantes, les fonctions géochimiques des micro-organismes deviennent de plus en plus importantes. L'activité enzymatique et les fonctions de concentration ont un impact significatif sur la géochimie de la planète.

Diversité des espèces de micro-organismes

Les représentants du royaume des bactéries habitaient tous les niveaux de la biosphère et, par la présence de microbes, ils déterminent les limites supérieure et inférieure de la biosphère de la planète. Vivant dans des environnements si différents par leurs paramètres physiques, les microbes diffèrent de plusieurs façons.

1. Selon la forme d'une cellule bactérienne vivante :
   • coques sphériques;
   • en forme de bâtonnet ;
   • alambiqué, subdivisé en vibrions et spirochètes.
2. Selon la façon dont le corps se déplace dans l'espace :
   • sans flagelles (mouvement chaotique similaire au brownien) ;
   • à l'aide de flagelles (le nombre varie de un à plusieurs sur tout le périmètre).
3. Selon les particularités du métabolisme des représentants du royaume des bactéries :
   • synthèse des substances nécessaires à partir de matière inorganique - autotrophes;
   • traitement de la matière organique - hétérotrophes.
4. Pour obtenir de l'énergie :
   • respiration (micro-organismes aérobies et anaérobies);
   • fermentation;
   • photosynthèse (sans oxygène et oxygène).

Caractéristiques de la relation entre microbes et virus - représentants des royaumes du même nom

Le super royaume des procaryotes combine deux royaumes - les bactéries et les virus, qui ont beaucoup plus de différences que de caractéristiques communes. Par exemple, si les bactéries synthétisent toutes les substances nécessaires au maintien de la vie, les virus ne sont généralement pas capables de synthétiser des protéines. Ils ne peuvent même pas reproduire leur propre espèce par eux-mêmes, mais seulement en infiltrant la cellule de quelqu'un d'autre.

Les virus bloquent l'ADN de la cellule hôte et le remplacent par le leur - en conséquence, la cellule capturée produit des copies du virus envahisseur, ce qui entraîne généralement sa mort.

Le terme " biosphère» a été introduit dans la littérature scientifique à la fin du XIXe siècle. géologue E. Suess pour désigner une coquille terrestre spéciale habitée par des organismes vivants. Une doctrine holistique de la biosphère a été créée dans la première moitié du XXe siècle. le plus grand naturaliste-géochimiste V. I. Vernadsky.

Sur la base d'une analyse de l'histoire des atomes dans la croûte terrestre et dans sa partie supérieure, engloutie par la vie, la coquille, Vernadsky est parvenu à des conclusions d'une signification théorique exceptionnelle et, comme il est devenu clair plus tard, d'une signification pratique. Il a montré que la biosphère n'est pas seulement habitée par des organismes vivants, mais aussi dans une large mesure géochimiquement remaniée par eux ; ce n'est pas seulement un milieu vivant, mais aussi un produit de l'activité vitale d'organismes vivants qui ont vécu sur terre à toutes les époques géologiques - la substance vivante de la planète. A. I. Perelman a proposé d'appeler cette disposition, qui est d'une importance exceptionnelle pour la géochimie, « loi de Vernadsky » et l'a formulée comme suit : « La migration des éléments chimiques dans la biosphère s'effectue soit avec la participation directe de la matière vivante (migration biogénique ), soit il se déroule dans le milieu dont les caractéristiques géochimiques (O 2, CO 2, H 2 S, etc.) sont dues à la matière vivante, à la fois celle qui habite actuellement ce système et celle qui a agi dans la biosphère au cours de l'histoire géologique » (Perelman, 1979, p. 215).

À un stade précoce du développement de la biologie, il y avait une idée que toute vie vivant sur Terre est divisée en deux "royaumes" d'organismes: la flore et la faune, ou le règne végétal - Plantae et le règne animal - Animalia. Aux XVIII-XIX siècles. à partir du moment de la découverte et de l'étude intensive ultérieure du monde des micro-organismes, il est devenu nécessaire de distinguer un nouveau troisième règne des êtres vivants, appelé par Haeckel (1866) le règne des protistes. L'émergence de nouvelles branches de la biologie, en particulier la biologie moléculaire, l'amélioration des techniques de microscopie, l'utilisation de la microscopie électronique, le développement de nouvelles méthodes modernes d'étude des micro-organismes, ont contribué à l'identification plus poussée de nouveaux règnes de la nature vivante ; dans les classifications modernes, cinq règnes sont séparés, réunis selon le type de structure cellulaire en deux groupes (R. Murray, 1968 ; R. Whittaker, 1969) :

règne animal - Animalia

Règne végétal des eucaryotes - Plantae

royaume des protistes - Protista

royaume des champignons - Mycota

Règne bactérien des procaryotes - Procaryota

Le type de cellule microbienne procaryote est caractéristique des bactéries, des actinomycètes et des algues bleues. Sa principale caractéristique est l'absence de frontière claire entre la substance nucléaire et le cytoplasme et l'absence de membrane nucléaire. La région du noyau (appelée nucléoïde) est remplie d'ADN qui n'est pas associé à une protéine et ne forme pas de structures similaires aux chromosomes eucaryotes. Il n'y a pas non plus de mitochondries ni de chloroplastes, et la paroi cellulaire est constituée d'une substance hétéropolymère, qui ne se trouve dans aucun des organismes eucaryotes. Dans le cytoplasme des bactéries photosynthétiques, il existe des thylakoïdes contenant des pigments (chlorophylles et caroténoïdes), à l'aide desquels la photosynthèse est réalisée. Chez certains types de bactéries, des granules de graisse et de volutine s'accumulent dans les cellules.

Le type de cellule eucaryote est caractéristique des champignons, des algues, des protozoaires (semblables aux cellules végétales, animales et humaines). C'est plus complexe: le noyau avec une membrane poreuse nucléaire à deux couches est séparé du cytoplasme, il contient un ou deux nucléoles, à l'intérieur desquels l'ARN (acide ribonucléique) est synthétisé et contient des chromosomes - porteurs d'informations héréditaires, constitués d'ADN et protéine. Dans le cytoplasme, il y a aussi des mitochondries (participant aux processus de respiration) et dans les chloroplastes d'algues (convertissant l'énergie rayonnante en énergie chimique).

Selon la géochronologie et la paléontologie absolues, utilisant les dernières méthodes de biochimie, la vie existait déjà dans l'Archéen il y a 4 à 3,5 milliards d'années. Lors de forages de référence profonds, réalisés en URSS sur la plate-forme russe, dans les roches sédimentaires métamorphisées de l'Archéen, de nombreux produits carbonés de la transformation des premiers organismes photosynthétiques - algues bleu-vert et les plus petits corps organiques d'origine bactérienne ont été trouvés. Ces organismes procaryotes - bactéries et cyanophytes, apparus dans une atmosphère sans oxygène (mais possédant un appareil photosynthétique) - seuls habitants de la Terre pendant plus d'1 milliard d'années, ont été les premiers producteurs d'oxygène libre dans son atmosphère.

À la fin de l'Archéen et au début du Protérozoïque - il y a 2,6 à 2,2 milliards d'années - l'atmosphère terrestre contenait déjà suffisamment d'oxygène pour mener à bien les processus oxydatifs. Des sulfates (produits de l'oxydation des sulfures) et des formations latéritiques contenant de la bauxite contenant des oxydes de Fe ont été trouvés dans des roches de cet âge (Sidorenko, Tenyakov et autres). Des bactéries de fer ont été trouvées dans des roches protérozoïques âgées de 2 milliards d'années (Zavarzin, 1972). Ainsi, déjà à l'Archéen et au Protérozoïque inférieur, du fait des fonctions gazeuses et oxydantes des micro-organismes, la sphère terrestre habitée par eux s'est transformée à un point tel qu'elle a acquis les caractéristiques géochimiques de la biosphère moderne.

La présence d'oxygène libre dans l'atmosphère est devenue une condition pour le développement de diverses formes de vie - protozoaires eucaryotes et plantes et animaux multicellulaires. Le diagramme de l'évolution du monde organique, selon les idées du paléontologue Académicien B.S. Sokolov, montre les principales étapes du développement de la vie non seulement au Paléozoïque et au Mésozoïque (que la paléontologie étudie depuis longtemps), mais également dans l'Archéen, Aphebia (Protérozoïque moyen et inférieur) - une longue période de l'histoire de la Terre, lorsque les organismes les plus simples dominaient et que des organismes plus complexes sont apparus dans le Riphean (Protérozoïque supérieur). Les plus anciennes bactéries, algues bleu-vert (cyanophytes), champignons, protozoaires, à l'activité desquelles est associée la formation de la biosphère, ont existé à toutes les époques géologiques et existent encore aujourd'hui.

Avec le développement et la différenciation des formes de vie, toutes les niches écologiques de la biosphère ont été maîtrisées et leur activité géochimique est devenue de plus en plus diversifiée. Avec les fonctions gaz et redox, les fonctions de concentration des organismes vivants ont acquis une importance planétaire colossale, particulièrement prononcée en ce qui concerne C, Ca, Si.

L'activité photosynthétique des organismes et la concentration de carbone et d'énergie solaire sous forme de substances organiques ont déterminé la distribution globale de la formation de schiste carboné-siliceux et de schiste bitumineux au Protérozoïque et au Paléozoïque. Le développement d'une faune marine à squelette calcaire, phosphaté et siliceux au Cambrien a marqué le début de l'accumulation d'épaisses suites de roches organogènes, qui s'est poursuivie à toutes les époques géologiques ultérieures. La formation de ces roches est largement liée à l'activité des micro-organismes : les cellules lithifiées des cocolithophores se retrouvent dans tous les sédiments calcaires ; des accumulations de squelettes de silex de diatomées et de radiolaires forment des diatomites et des tripoli.

Une variété de fonctions géochimiques des micro-organismes, leur activité enzymatique élevée affectent de manière significative les processus géochimiques de la biosphère moderne.

La biosphère comprend plusieurs géosphères: la troposphère, l'hydrosphère (l'océan mondial), la pédosphère et la partie supérieure de la lithosphère - la croûte et la zone d'altération, les strates de roches sédimentaires jusqu'aux limites de la propagation de la vie.

La matière vivante est inégalement répartie dans la biosphère ; lieux de plus grande concentration d'organismes vivants et de formes variées - sols, sédiments de fond des lacs, zones de marée des côtes maritimes et plateaux peu profonds, couche euphotique supérieure des eaux des mers et des océans. À mesure que l'on s'éloigne de la surface de la Terre, la densité de la vie et la diversité des espèces diminuent. La vie pénètre le plus profondément depuis la surface de la Terre dans l'océan mondial : toute la colonne d'eau et la partie des sédiments du fond accessibles à l'observation sont habitées ; au fond des fosses océaniques les plus profondes, telles que les fosses des Mariannes (11 022 m) et des Philippines (plus de 10 000 m) et d'autres, se trouve une faune abyssale particulière, une microflore diversifiée.

Sur terre, des cellules vivantes de micro-organismes ont été trouvées dans l'épaisseur de la lithosphère à une profondeur moindre: lors du forage de puits dans les eaux souterraines à 1500-2000 m, dans les eaux pétrolifères à 4500 m La pénétration des organismes dans les profondeurs de la lithosphère est empêché par des températures supérieures à 100 ° C.

Les limites supérieures de la biosphère coïncident apparemment avec la limite de la troposphère (11 000 m au-dessus du niveau de la mer); il est possible que des micro-organismes pénètrent dans la stratosphère. Cependant, la vie active à des altitudes absolues élevées n'est pas tant limitée par les basses températures que par le manque d'eau liquide et de dioxyde de carbone : la pression partielle de CO 2 à une altitude de 5600-5700 m est 2 fois inférieure à celle au niveau de la mer. Des algues, des champignons et des bactéries vivants en développement actif se trouvent dans les montagnes à des altitudes de 6200 à 6500 m, où ils sont répartis non seulement sur les rochers, mais également à la surface et dans l'épaisseur du névé et de la glace.

Par conséquent, les micro-organismes sont installés dans l'ensemble de la biosphère et sont des indicateurs de ses limites inférieures et supérieures : ils se développent dans une large gamme de conditions environnementales, forment des concentrations colossales dans les lieux de concentration générale de la vie, et remplissent des niches écologiques dans des conditions extrêmes où la vie des organismes supérieurs est impossible.

Une distribution aussi large est facilitée, premièrement, par la petite masse et la petite taille des bactéries - 1-2 microns, cellules de levure, spores fongiques - environ 10 microns. Avec l'eau, ils pénètrent dans les fissures capillaires les plus fines des roches, atteignent les aquifères profonds, montent jusqu'aux limites supérieures de la troposphère, emportés par les courants d'air, volent dans la stratosphère, effectuent des mouvements mondiaux et habitent les glaciers du Groenland et de l'Antarctique.

Les micro-organismes sont très résistants, tolèrent une dessiccation sévère et ne perdent pas leur viabilité, les cellules vivantes contiennent 80 à 85% d'eau. Les spores séchées de moisissures, certains bacilles, ne contenant que 40% d'eau, conservent la capacité de germer pendant 10 à 20 ans. Non sporulés, les micro-organismes résistent au dessèchement pendant plusieurs mois.

À l'état séché, les micro-organismes résistent à la lumière directe du soleil et aux températures élevées, de sorte qu'une microflore abondante vit à la surface des sols, des roches et des fragments de roche dans les déserts.

La grande majorité des micro-organismes tolèrent bien les basses températures. Des expériences menées en laboratoire (Becquerel, 1925) ont montré que les spores bactériennes et fongiques conservées pendant six mois ou plus à la température de l'air liquide (-190°C) ne mouraient pas et conservaient la capacité de germer. Lors du pompage de l'air, dans une atmosphère raréfiée, ils ont résisté à des températures encore plus basses. La preuve de l'endurance des micro-organismes aux basses températures est leur large distribution dans la ceinture nivale des montagnes, les régions polaires, les horizons de pergélisol des sols et des sols. De nombreux micro-organismes sont capables d'entrer dans un état d'anabiose dans des conditions défavorables. À la moindre amélioration de l'environnement extérieur, ils reprennent vie: l'assimilation de l'eau, le dioxyde de carbone commence, la reproduction rapide, par exemple, la division des microcoques se produit toutes les demi-heures. Dans les endroits où la vie est concentrée, des millions et des milliards de cellules de divers micro-organismes habitent chaque centimètre cube d'eaux naturelles, de sols et de sédiments de fond.

La distribution omniprésente des micro-organismes, la vitesse élevée des cycles de vie, ainsi que la variété des fonctions exercées, déterminent leur rôle exceptionnel dans les processus géochimiques de la biosphère. L'étude des fonctions géochimiques de la matière vivante dans la biosphère est la tâche principale de la biogéochimie, fondée par V. I. Vernadsky; son développement intensif a commencé au milieu du XXe siècle, lorsque, en relation avec l'activité technogénique toujours croissante de l'humanité, les problèmes de protection de l'environnement se sont posés.

Toutes les fonctions géochimiques des micro-organismes de la biosphère peuvent être divisées en types suivants avec un certain degré de conventionnalité :

1) assimilation - en relation avec les gaz de l'atmosphère et la création de matière organique;

2) destructeur - par rapport à la matière organique;

3) gaz - régulation du régime gazeux des sols, des réservoirs, de l'atmosphère de surface;

4) redox - par rapport aux macro - et microéléments à valence variable;

5) destructeur - en relation avec les roches et les minéraux ;

6) fonctions d'accumulation et création de minéraux et de roches biogéniques.

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Question 1. Décrivez le rôle des procaryotes dans la biosphère.

Les procaryotes effectuent la photosynthèse, produisant ainsi de l'oxygène dans l'atmosphère. La chimiosynthèse est très courante chez les procaryotes. De plus, parmi les organismes bactériens, il existe des formes fixatrices d'azote : c'est le seul groupe d'organismes vivants sur notre planète capable d'assimiler directement l'azote de l'air atmosphérique et ainsi d'impliquer l'azote moléculaire dans le cycle biologique.

De plus, les procaryotes ont une autre fonction importante : le retour de substances inorganiques dans l'environnement par la destruction (minéralisation) de composés organiques.

Au niveau de la biosphère dans son ensemble, les procaryotes, essentiellement des bactéries, ont une autre fonction très importante : la concentration. Ils sont capables d'extraire activement certains éléments de l'environnement même à leurs concentrations extrêmement faibles.

Les propriétés et les fonctions des procaryotes sont si diverses qu'en principe, ils sont capables de créer des écosystèmes caractéristiques de fonctionnement stable (c'est-à-dire uniquement avec leur participation).

Question 2. Expliquez quel est le danger d'introduire des médicaments procaryotes dans le milieu naturel pour lutter contre ses polluants.

L'une des questions problématiques qui se posent lors de l'introduction de procaryotes dans l'environnement est l'établissement de la nature de la relation entre sa propre microflore et celle introduite. La possibilité d'un impact négatif des micro-organismes introduits sur l'état des biogéocénoses naturelles à la suite d'une modification de l'équilibre existant des microbiocénoses n'est pas exclue. Cette circonstance nécessite avec beaucoup de soin et seulement après des recherches approfondies d'utiliser les procaryotes pour les besoins humains et dans la lutte contre les polluants de la biosphère.

Question 3. On sait que toutes les bactéries fixatrices d'azote les plus diverses ont la même enzyme nitrogénase, qui catalyse la liaison de l'azote moléculaire. Quelle est la signification de ce fait dans l'évolution de la nature vivante ?

La nitrogénase est une enzyme multidimensionnelle constituée d'un complexe de deux protéines. Les nitrogénases de différents fixateurs d'azote diffèrent quelque peu dans leurs poids moléculaires et leur teneur en métal. Ce fait indique l'unité de l'origine des bactéries fixatrices d'azote. La nitrogénase est apparue sous la forme ancestrale des bactéries, puis il y a eu une divergence qui a conduit à une variété de bactéries fixatrices d'azote, dont chacune possédait un gène codant pour la nitrogénase.

Le processus de fixation de l'azote se déroule à pression atmosphérique et température normales, mais nécessite beaucoup d'énergie.

Des conditions microaérophiles sont nécessaires au travail actif de la nitrogénase. L'oxygène moléculaire a un effet néfaste sur les deux protéines nitrogénases. Les conditions microaérophiles dans le nodule sont fournies par une barrière diffuse à l'oxygène. Le complexe nitrogénase, qui forme de l'ammoniac à partir de l'air, agit avec parcimonie. S'il y a suffisamment d'ions ammonium ou de nitrates dans l'habitat, il cesse de fonctionner.

L'azote est un élément absolument essentiel pour tous les organismes vivants. Le principal réservoir d'azote est l'atmosphère terrestre. Les organismes eucaryotes ne sont pas capables d'absorber l'azote directement de l'atmosphère. En raison de la présence de l'enzyme nitrogénase, qui catalyse la liaison de l'azote moléculaire, dans les bactéries fixatrices d'azote, les plantes vivant en symbiose avec elles peuvent obtenir l'azote facilement disponible. De nombreuses plantes, animaux et champignons ont la capacité d'entrer en symbiose avec des procaryotes fixateurs d'azote.

Question 4. Biologiste et écologiste américain Barry Commoner au début des années 70. 20ième siècle mettre en avant la thèse comme une loi de l'écologie : « La nature sait mieux ». Expliquez ce que cela voulait dire. Exprimez votre opinion à ce sujet. Expliquez votre réponse avec des exemples.

Barry Commoner dit que tant qu'il n'y a pas d'informations absolument fiables sur les mécanismes et les fonctions de la nature, nous, comme une personne qui ne connaît pas les horloges, mais qui veut les réparer, endommageons facilement les systèmes naturels en essayant de les améliorer. Il appelle à une extrême prudence. La transformation de la nature est préjudiciable économiquement et dangereuse écologiquement. En fin de compte, des conditions inadaptées à la vie peuvent être créées. L'opinion existante sur l'amélioration de la nature sans préciser le critère écologique d'amélioration est dénuée de sens.

Je suis d'accord avec cet avis. Souvent, on ne pense pas qu'une manifestation de la nature soit le résultat d'un phénomène plus destructeur et préjudiciable pour les biocénoses, les biogéocénoses ou pour la biosphère dans son ensemble. "L'essentiel est que nous nous sentions bien", et la nature attendra. Vous ne pouvez pas le faire de cette façon !!!

Des exemples peuvent être donnés sur le tir à un moment donné de loups, qui se sont avérés être des "infirmiers de la forêt". En Chine, les moineaux ont été détruits, ce qui est censé détruire les cultures, mais personne ne pensait que les cultures sans oiseaux seraient détruites par des insectes nuisibles.

Réponse de Cat[gourou]
Les procaryotes effectuent la photosynthèse différemment des plantes. Les bactéries utilisent le pigment bactériochlore dans ce processus.
et ne libèrent pas d'oxygène dans l'environnement. Les archaebactéries photoautotrophes effectuent la photosynthèse à l'aide de la bactériorhodopsine, et les cyanobactéries, en plus de la chlorophylle, possèdent en outre deux autres pigments : la phycocyanine et la phycoérythrine. Ces faits montrent que la nature a fourni plusieurs pigments pour la mise en œuvre de la synthèse de la matière organique primaire, qui élargissent considérablement la composition spectrale du rayonnement disponible pour la photosynthèse. La chimiosynthèse est très courante chez les procaryotes. De plus, parmi les organismes bactériens, il existe des formes fixatrices d'azote : c'est le seul groupe d'organismes vivants sur notre planète capable d'assimiler directement l'azote de l'air atmosphérique et ainsi d'impliquer l'azote moléculaire dans le cycle biologique.
Les bactéries et les bleus verts incluent jusqu'à 90 % de tout l'azote inclus dans le cycle biogénique dans la composition de la matière organique ; les 10 % restants de l'azote sont liés par les décharges électriques de la foudre. Il résulte de ce qui précède que la fonction la plus importante des procaryotes dans la biosphère est l'implication dans la circulation des éléments de la nature inerte (non vivante).
Parallèlement, les procaryotes ont également une autre fonction importante, directement opposée à la première : le retour des substances inorganiques dans l'environnement par la destruction (minéralisation) des composés organiques. Les bactéries hétérotrophes fonctionnent non seulement dans le sol et l'eau, mais également dans les intestins de nombreux animaux, où elles affectent de manière intensive la conversion des composés glucidiques complexes en formes plus simples.
Au niveau de la biosphère dans son ensemble, les procaryotes, essentiellement des bactéries, ont une autre fonction très importante : la concentration. La recherche a établi que les micro-organismes sont capables d'extraire activement certains éléments de l'environnement même à des concentrations extrêmement faibles. Par exemple, dans les déchets de certains micro-organismes, la teneur en fer, vanadium, manganèse et un certain nombre d'autres est des centaines de fois plus élevée que dans leur environnement. L'activité des bactéries a en fait créé des dépôts naturels de ces éléments.
Les propriétés et les fonctions des procaryotes sont si diverses qu'en principe, ils sont capables de créer des écosystèmes caractéristiques de fonctionnement stable (c'est-à-dire uniquement avec leur participation). Non sans raison, dans l'histoire de la vie sur Terre pendant près de 2 milliards d'années, elle était représentée par des procaryotes. "Ce sont des cyanobactéries qui ont d'abord peuplé l'atoll de Bikini après une explosion nucléaire et l'île de Surrey, qui a surgi en 1963 à la suite de l'éruption d'un volcan sous-marin au sud de l'Islande. Haute résistance aux influences extérieures (un certain nombre d'espèces de procaryotes résister à des températures supérieures à 100 ° C, un environnement acide avec un pH de avec une teneur en 20-30% d'halite NaCl en solution) transforme ce groupe en représentants de la matière vivante dans les conditions les plus extrêmes "(Shilov I. A., 2000, p. 56 )
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type de leçon - combiné

Méthodes : partiellement exploratoire, présentation problématique, explicative et illustrative.

Cible:

Formation chez les étudiants d'un système holistique de connaissances sur la faune, son organisation systémique et son évolution ;

Capacité à donner une évaluation raisonnée de nouvelles informations sur des questions biologiques ;

Éducation au civisme, à l'autonomie, à l'initiative

Tâches:

Éducatif: sur les systèmes biologiques (cellule, organisme, espèce, écosystème) ; l'histoire du développement des idées modernes sur la faune; découvertes exceptionnelles en sciences biologiques; le rôle des sciences biologiques dans la formation de l'image moderne des sciences naturelles du monde ; méthodes de connaissance scientifique;

Développement capacités créatives dans le processus d'étude des réalisations exceptionnelles de la biologie, incluses dans la culture universelle; manières complexes et contradictoires de développer des vues scientifiques modernes, des idées, des théories, des concepts, diverses hypothèses (sur l'essence et l'origine de la vie, l'homme) au cours du travail avec diverses sources d'information;

Éducation conviction dans la possibilité de connaître la faune, nécessité d'une attitude prudente envers l'environnement naturel, sa propre santé; respect de l'opinion de l'adversaire lors de la discussion de problèmes biologiques

Résultats personnels de l'apprentissage de la biologie:

1. éducation de l'identité civile russe : patriotisme, amour et respect de la patrie, sentiment de fierté de sa patrie ; conscience de son appartenance ethnique; assimilation des valeurs humanistes et traditionnelles de la société russe multinationale; favoriser le sens des responsabilités et du devoir envers la patrie ;

2. formation d'une attitude responsable envers l'apprentissage, la préparation et la capacité des étudiants à se développer et à s'auto-éduquer sur la base de la motivation pour l'apprentissage et la cognition, le choix conscient et la construction d'une autre trajectoire individuelle d'éducation basée sur l'orientation dans le monde des professions et les préférences professionnelles, en tenant compte des intérêts cognitifs durables ;

Acquis d'apprentissage de la méta-matière en biologie :

1. la capacité de déterminer de manière indépendante les objectifs de son apprentissage, de se fixer et de formuler de nouvelles tâches pour soi-même dans l'étude et l'activité cognitive, de développer les motivations et les intérêts de son activité cognitive;

2. maîtriser les composantes des activités de recherche et de projet, y compris la capacité de voir le problème, de soulever des questions, de formuler des hypothèses ;

3. capacité à travailler avec différentes sources d'informations biologiques : trouver des informations biologiques dans diverses sources (textes de manuels, littérature scientifique populaire, dictionnaires biologiques et ouvrages de référence), analyser et

évaluer les informations ;

cognitif: sélection des caractéristiques essentielles des objets et processus biologiques ; apporter des preuves (argumentation) de la parenté humaine avec les mammifères ; la relation entre l'homme et l'environnement; dépendance de la santé humaine à l'état de l'environnement; la nécessité de protéger l'environnement; maîtriser les méthodes des sciences biologiques : observation et description d'objets et de processus biologiques ; mettre en place des expériences biologiques et expliquer leurs résultats.

Réglementaire : la capacité de planifier de manière indépendante des moyens d'atteindre des objectifs, y compris des objectifs alternatifs, de choisir consciemment les moyens les plus efficaces de résoudre des problèmes éducatifs et cognitifs; la capacité d'organiser une coopération éducative et des activités conjointes avec l'enseignant et les pairs; travailler individuellement et en groupe : trouver une solution commune et résoudre les conflits en se basant sur la coordination des positions et en tenant compte des intérêts ; formation et développement de compétences dans le domaine de l'utilisation des technologies de l'information et de la communication (ci-après dénommées compétences TIC).

Communicatif: la formation de compétences communicatives dans la communication et la coopération avec les pairs, la compréhension des caractéristiques de la socialisation de genre à l'adolescence, les activités socialement utiles, éducatives, de recherche, créatives et autres.

Les technologies : Économie de la santé, problématique, éducation au développement, activités de groupe

Réceptions : analyse, synthèse, conclusion, transfert d'information d'un type à un autre, généralisation.

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