87

федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию рф

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный

медицинский университет

кафедра экологии

Составители:

Н.Г. Никифорова, А.Р. Антонов,

Л.Н. Кащаева

Учебное пособие по курсу

физиологической экологии

для студентов, обучающихся по специальностям

«Биоэкология», «Фармация», «Лечебное дело»

ОРГАНИЗМ И СРЕДА

(физиологическая экология)

Новосибирск - 2006

Учебное пособие предназначено для подготовки к семинарским занятиям по курсу «Организм и среда» студентами экологических и биологических факультетов, обучающихся по специальности «Биоэкология», а также для студентов фармацевтических и лечебных факультетов медицинских вузов.

Составители:

Зав. кафедрой экологии

д.б.н., профессор Н.Г. Никифорова

Зав. кафедрой общей патологии

д.м.н., профессор А.Р. Антонов

ассистент кафедры экологии Л.Н. Кащаева

Рецензенты:

Зав. кафедрой анатомии, физиологии и валеологии Новосибирского государственного педагогического университета, заслуженный деятель науки РФ, д.б.н., профессор Р.И. Айзман

Зав. кафедрой биологии и экологии Новосибирского государственного университета, д.б.н., профессор М.Г. Сергеев

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ 7

ВВЕДЕНИЕ 8

Глава I. Обмен веществ и источники энергии для организмов 9

1.1. Обмен веществ 9

1.2. Динамика веществ и энергии в биосфере. Источники энергии для организмов 15

Глава II. Возможности адаптации организмов 20

2.1. Понятие об адаптации 20

2.2. Формы адаптации 24

2.3. Адаптация организма человека к различным условиям 26

Адаптация к условиям Севера 26

Адаптация человека в аридной зоне 27

Адаптация человека к условиям тропиков 28

Адаптация к высокогорью 28

Адаптация к психогенным факторам 29

Адаптация к дефициту информации 29

Управление адаптацией 30

5. В условиях аридной зоны частота сердечных сокращений у неадаптированных людей частота сердечных сокращений: 31

а) увеличивается 31

б) уменьшается 31

6. При адаптации к условиям юмидной зоны периферические сосуды: 31

а) расширяются 31

б) суживаются 31

7. В условиях высокогорья у неадаптированных людей частота сердечных сокращений: 31

а) увеличивается 31

б) уменьшается 31

8. Возможна ли полноценная адаптация человека к ограничению движения и дефициту информации: 31

а) да 31

б) нет 31

31

Глава III. Механизмы приспособления организмов 32

к условиям среды 32

3.1. Приспособления к температурным условиям среды 32

3.2. Водно-солевой обмен. Приспособления к водному режиму и 40

солености среды 40

3.3. Приспособления к изменению содержания 52

кислорода в среде 52

Глава IV. Состав и структура биоценозов. Приспособления к питанию 62

4.1. Состав биоценозов 62

4.2. Трофическая структура биоценозов 62

Приспособления к питанию 62

Глава V. Свет и биологические ритмы 70

5.1. Биологическое действие различных участков спектра солнечного излучения 70

5.2. Биологические ритмы 73

5.3. Фотопериодическая регуляция сезонных циклов 77

5.4. Физиологическая регуляция сезонных явлений 77

Контрольные вопросы к главе V: 84

1. Опасными для живых организмов являются ультрафиолетовые лучи с диной волны: 84

А) 200-280 нм 84

Б) 280-320 нм 84

В) 200-320 нм 84

Г) более 320 нм 84

2. Из всей солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, видимый свет составляет: 84

А) 40-50% 84

Б) менее 10% 84

В) 60-70% 84

3. Вызывает ли ослабление интенсивности света адаптивные перестройки: 84

А) да 84

Б) нет 84

4. Приспособлением к обитанию в условиях слабого освещения или его отсутствия является: 84

А) редукция органов зрения 84

Б) развитие гипертрофированных органов зрения 84

В) биологическое свечение 84

Г) все перечисленное 84

5. Зеленый лист поглощает около 75% солнечной энергии. В фотосинтезе при высокой освещенности используется: 84

А) 10% 84

Б)1-2% 84

В) 75% 84

6. Биологические ритмы с периодом, близким к 24 часам, но не равным суткам, называются: 84

А) суточными 84

Б) циркадианными 84

В) цирканнуальными 84

84

7. Механизмы фотопериодической регуляции основаны на стимуляции светом: 84

А) гипоталамо-гипофизарной системы 84

Б) кожных покровов 84

Заключение 86

литература 87

Предисловие

Данное учебное пособие отражает содержание курса лекций, читаемых автором студентам экологического факультета Новосибирского государственного медицинского университета. В настоящее время экология вышла за рамки определения, данного Э.Геккелем в 1866 году и рассматривается как комплексная наука, насчитывающая множество разделов, одним из которых является направление, изучающее зависимость организмов, в частности, их физиологических процессов, от внешних факторов среды, пути приспособления к среде – физиологическая экология. В настоящее время публикуется множество учебников по экологии, однако крайне редко можно встретить освещение данного направления даже в качестве небольшого раздела. Отсутствие специальных учебников по дисциплине «Организм и среда», определенной государственным образовательным стандартом для специальности «Биоэкология» побудило авторов написать данное учебное пособие.

В предлагаемом пособии в краткой форме даются понятия об обмене веществ, источниках энергии для организмов, понятие об адаптации. Наиболее важным разделом является глава «Механизмы приспособления организмов к условиям среды», где рассматриваются конкретные эволюционно сформированные как физиологические, так и морфологические приспособления растений и животных к температуре, водному режиму, солености среды, гипоксии и т.д.

Предлагаемое пособие соответствует содержанию рабочей программы по курсу «Организм и среда» (физиологическая экология) и государственному образовательному стандарту для специальности 020803 – «Биоэкология».

Пособие предназначено в первую очередь для студентов экологических факультетов, обучающихся по специальности «Биоэкология», фармацевтических факультетов, а также для студентов других факультетов медицинских вузов.