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3. 생태계의 물질순환

3. 생태계의 물질순환. 생물지구화학적 순환 탄소의 순환 산소순환 질소순환 황의 순환 인의 순환 . 3.1 생물지구화학적 순환. 환경 ⇄ 생물 ( ) ( ) 무기화합물의 이동 ; 영양염류의 순환 (nutrient cycle) 기체형 과 퇴적형 으로 분류 ( 저장고 : ) ( 저장고 : ). 3.2 탄소의 순환.

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3. 생태계의 물질순환

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Presentation Transcript

  1. 3. 생태계의 물질순환 생물지구화학적 순환 탄소의 순환 산소순환 질소순환 황의 순환 인의 순환

  2. 3.1 생물지구화학적 순환 • 환경 ⇄ 생물 ( ) ( ) • 무기화합물의 이동; 영양염류의 순환 (nutrient cycle) • 기체형과 퇴적형으로 분류 (저장고: ) (저장고: )

  3. 3.2 탄소의 순환 • 생체의 18% → 생체분자의 다양성과 분자의 크기에 대한 기초 제공;생물체의 존재와 생존에 필수순환 무생물에서는 CO2, 탄화석(석회석, 산호)으로 발견 • 육상 생산자는 대기로부터 수중생산자는 HCO3-(중탄산염)으로부터 얻음. • (      )의 결과로 CO2방출 • 대기 중 CO2량 증가; 빛을 통과시키나 열에 차단막 역할 → 지구에서 우주로 돌아가는 복사열을 막아 (      ) 초래. • 화석연료 연소로 발생되는 분진입자 → 빛 전달 방해 → 식물의 1차 생산력을 감소. • ※ 대기오염: 태양 에너지 도달 방해, 지구로부터 복사열 방출방해

  4. 3.3 산소 순환 • 대기의 ( %) • 호흡과정에서 산소의 역할; 1 CO2방출/ 1 O2흡입; 세포호흡에서 1 O2방출/ 1 CO2흡입; 광합성에서 • 대기 중 산소량은 어떻게 존재할까? • 용존산소; 수서생물체의 산소 공급원 성층권 오존층의 형태로 존재; 일광의 단파장을 이온화하여 지상의 생명체를 보호하는 역할.

  5. 3.4 질소순환 공기의 ( %), 생물체의 제한인자로 작용(단백질 구성요소), 대기 중 질소는 질소고정박테리아만 사용가능, 질산염 또는 환원상태로 이용 1)질소고정(nitrogen fixation) N2는 불활성기체로 다른 원자와 결합하는데 많은 에너지가 요구 고정시키는 3가지; a. 번개에 의한 질소의 고정; 전체 질소고정의 약 5-8% b. 인간에 의한 산업적 질소고정법; 전체의 1/3에 해당 c. 미생물에 의한 질소고정; 2) 부패 3) 질화작용(nitrification) 4) 탈질작용(denitrification)

  6. 3.5 황의 순환 • 단백질에 함유되므로 절대적 필요원소 • 내부순환과 외부순환 • 내부순환; • 외부순환; • 산소가 존재할 경우; • 혐기성 경우; • 석탄. 석유 중 황 → 아황산 가스 방출 →산성비 유발 →토양의 산성화, 부식, 생산성 저하

  7. 3.6 인의 순환 • 핵산(DNA, RNA)에 인이 포함. • 광합성과 세포호흡에 관여하는 많은 중간산물들이 인과 결합 • 생체 내 에너지 저장물질인 ATP, Phosphate의 주요 구성 성분 • 무생물계에서 희귀 요소로 제한요소로 작용; 3대 비료 성분 중 하나. • 내부순환;외부순환; • 인간의 활동에 의한 인의 하천 유입;

  8. 4. 생태계의 제한요인 생태계의 제한요인 스트레스와 긴장 내성의 법칙 보충 원리

  9. 4.1 생태계의 제한요인 • 동식물의 분포와 풍부도를 규제하거나 제한하는 생태적 조건. • Liebig의 최소량의 법칙: • 실제, 제한 요인과 생물의 분포 및 생산성과의 관계는 매우 복잡함; • 부족한 것 뿐만 아니라 과도한 것도 개체군의 크기를 제한; • Shelford의 내성의 법칙; • 그외; • 환경에 대한 내성은 일정치 않음; • 지표종 (indicator species); • 생물은 때로 환경속의 부족물질 대신에 화학적으로 매우 유사한 물질을 대용함.   ex;

  10. 4.2 스트레스와 긴장 1) 스트레스; 생물체에 잠재적으로 부적격한 환경요인              몸체가 스트레스를 받으면 긴장상태에 있게 됨              탄성긴장; 소성긴장; 탄성도(M)= 스트레스/긴장 2) 스트레스에 대한 반작용 - 생물의 대처방안; 물리적 긴장; 동면, 하면                    화학적 긴장; 대사변환 - 스트레스와 긴장에서는 시간이 매우 중요한 기준 - 특정스트레스에 노출; 탄성저항-이를 막거나 감소                        소성저항-소성긴장을 방지하거나 최소화

  11. 4.2 스트레스와 긴장 3) 적응 - 변화하는 환경요인에 대한 생존반응; ‘적응전략’으로 간주 - 생리적 적응; 특정환경에서 생존을 위한 개체의 특성, 주로 형태 및 생리적 변이로 비유전적, 안정하지 못함 - 유전적 적응; 진화론적인 과정에서 유전적으로 획득한 적응       안정적이며 다음세대로 전이 (경쟁, 생존 및 생식에서 도움) - 수렴진화; 유사한 환경에서 서식하는 상이한 종이 유사한 특징을 나타냄 ex. 고래와 어류 (수중생활에 적응한 결과) - 분지진화; 상이한 환경조건에서 상이한 진화 ex; 척추동물인 파충류와 포유류 • 적응에서의 몇가지 법칙; 알렌의 법칙; 한랭지역 동물의 꼬리, 부리 귀의 크기<온난한 지역 동물  버그만의 법칙; 한랭지역 동물 몸체> 온난지역 동물  글로저의 법칙; 한랭지역 동물 색소< 건조지역< 온난지역

  12. 4.2 스트레스와 긴장 4) 환경변화에 대한 반응 -은폐; 한 요인의 영향을 타 요인의 영향으로 변형시키는 것 -치사; 죽음초래 -지향; 환경요인이 생물체를 특정방향으로 유도하는 것 -조절; 생리적 과정에 영향 -결핍; 한 환경요인이 결핍될 경우 동물의 대사나 활동에 영향

  13. 4.3 내성의 법칙의 보충원리 1) 특정 생물은 어떤 요인에 대하여 내성범위가 넓으나 다른 요인에 대해서는 좁을 수도 있다. 2) 모든 요인에 대하여 넓은 내성범위를 갖는 생물이 가장 넓게 분포. 3) 하나의 생태적 요인에 관하여 그 조건이 어떤 종에 최적이 되지 않을 경우 다른 생태적요인에 관해서도 내성의 한계가 약화될지도 모른다.

  14. 4.3 내성의 법칙의 보충원리 4) 자연계 생물의 많은 경우가 실제적으로 개개의 물리적 요인에 관하여 최적 범위내에서 생활하고 있지 않다. 5) 유생기는 일반적으로 여러가지 환경적 요인에 가장 제한요인으로 작용할 수 있는 시기 ※생물은 물리적 환경의 단순한 노예가 아니라 자기 자신을 환경에 적응시켜 물리적 환경을 바꾸어 온도, 빛, 물 기타 생존을 위한 물리적 조건의 여러 제한효과를 약화시킴.

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