Тема: влияние абиотических и биотических факторов среды на деятельность живых организмов в биоценозе. Основные вопросы темы:
Понятие о среде обитания и экологических факторах.
Основные представления об адаптации организмов.
Экологические факторы косной природы (абиотические). Природные и антропогенные: физические (климатические, космические, почвенные, орографические); химические (компоненты воды, воздуха, почвы, кислотность, примеси и др.).
Экологические факторы живой природы (биотические, биогенные). Природные и антропогенные: зоогенные, фитогенные, микробогенные.
Классификация организмов по их отношению к факторам среды.
Закон действия экологического фактора: закон оптимума: основной общеэкологический закон – лимитирующих факторов. Закон экологической толерантности; закон относительной заменяемости, но абсолютной незаменимости.
Практическая работа
Работа 1. Биотические факторы: «Действие фитонцидов на жизнедеятельность инфузорий».
Материал и оборудование:
микроскоп, секундомер, чашки Петри, предметные стекла с лункой, пипетки, химические стаканчики на 100 мл. или бюксы, ступка с пестиком; зубчик чеснока, свежие листья растений (хвойные, пеларгония, сочные чешуи лука, лимон), приготовленная вытяжка из сухих листьев полыни, культура инфузорий.
Выполнение работы:
Подготовка фитонцидактивной массы. Возьмите мелко нарезанные свежие листья нескольких растений: лук, пеларгонии, зубчик чеснока, дольки лимона. Разотрите их по очереди в ступке. Сразу же поместите получившуюся фитонцидактивную массу на отдельные предметные стекла (не допуская выветривания вещества) и поставьте в чашки Петри.
Поместите на предметное стекло с лункой культуру инфузорий и положите это стекло в чашку Петри рядом с другим предметным стеклом, в лунке которого уже находится несколько капель вытяжки или размолотая масса исследуемого растения. Через равные промежутки времени наблюдайте в микроскоп культуру, отметьте время прекращения движения простейших.
Отметьте разнообразные реакции на различные виды растений и опишите их: растворение клеток, образование пузырей, сморщивание, прекращение движения и др.
Все данные оформите в таблицу. Сделайте вывод.
Таблица 1.
Вид растения |
Вид инфузорий |
Время прекращения движения простейших (в мин.) |
Реакции инфузорий на фитонцидное действие растений. |
|||||||
|
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
60 |
|
Пеларгония |
Мелкие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чеснок |
Мелкие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лук |
Мелкие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лимон |
Мелкие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крупные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравните фитонцидную активность различных растений.
Вывод:_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Работа 4. Действие на организм человека климатических факторов.
Основные климатические факторы |
Пределы действия фактора на организм человека |
Примеры приспособленности человека к различным значениям фактора, объяснить, как меняется жизнедеятельность организма за этими пределами, и где это может быть |
|
к максимальным |
к минимальным |
||
Температура |
Колебания температуры на Земле- - 800 + 600 Допустимые изменения температуры у человека – +41 - +20 |
До 410С Расширение кожных и подкожных сосудов, повышение теплоотдачи. Темная кожа и темные курчавые волосы
тропики |
До 200С Снижение метаболизма, повышение затрат витамина С. Увеличение расмеров тела и веса, плоская форма лица.
Арктика, субарктика. |
Атмосферное давление |
N - 756 мм/р.ст. уменьшение на 20 мм/р.ст., а увеличение на 300 мм/р.ст.
|
1056 мм/р.ст.
водолазы на больших глубинах. |
736 мм/р.ст. гипоксия при подъеме в горы. Непродолжительное действие стимулирует иммунитет, что используется в барокамерах. |
Парциальное давление кислорода в воздухе |
N – 125 мм/р.ст. уменьшение до 80 мм/р.ст. увеличение не компенсируется |
125 мм/р.ст. выше наступает кислородный отек клеток, гибель организма |
35 мм/р.ст. адаптация к снижению парциального давления сформировалась в процессе эволюции повышается содержание гемоглобина, который быстрее связывается с углекислым газом. Увеличивается емкость легких |
Длина волны ультрафиолетового излучения |
0,29 мкм и менее не проходят через озоновый слой |
Лучи с длиной волны 0,4 мкм проходят через озоновый слой и в умеренных дозах благотворно влияют на живые организмы |
0,29 мкм снижение активности щитовидной железы. При длительном воздействии губительно для живого. |
Работа 2. Характеристика основных экологических факторов.
Заполните схему:
Работа 5. Влияние некоторых антропогенных факторов на биосферу.
Результаты деятельности человека |
Возможные изменения в биоценозе |
Примеры |
Меры предосторожности нежелательных последствий. |
1. Изменение круговорота вещества (промышленные отходы). |
Отходы являются источником загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почв, растительности. |
На территории бывшего СССР в 80-х гг. ежегодно накапливалось 12-15 млрд. т. твердых отходов, около 160 млрд т жидких и свыше 100 млн т газообразных отходов. В настоящее время утилизируется и обезвреживается только одна пятая часть всех отходов. Остальные промышленные отходы либо сконцентрированы в отвалах, либо вывозятся на несанкционированные свалки. |
1. Разработка систем переработки отходов производства во вторичные ресурсы. 2. Разработка различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов. 3. Создание новых видов продукции с учетом повторного ее использования. 4. Создание новых производственных процессов, позволяющих исключить технологические стадии, на которых происходит образование отходов. |
2. Повышенный фон радиации (ядерные взрывы) |
Изменения (мутации) генетического аппарта живых организмов, развитие злокачественных новообразований, лучевой болезни. |
Самая крупная в истории техногенная катастрофа произошла 26 апреля 1986 на Чернобыльской АЭС. Тоцк, Челябинск (авария на оборонном предприятии создания атомного оружия 1957). |
Безопасный проект подземной АЭС, работающей в автоматическом режиме, на глубине 100м. Реактор должен использовать низкообогащенное ядерное топливо, которое никогда не должно извлекаться. |
3. Распашка почв |
Нарушается способность почвы к саморегуляции и снижается ее плодородие, что приводит к дегумификации – потере гумуса – почва начинает деградировать, т.е. ухудшать свои свойства. Нарушается естественный, эволюционно сложившийся состав биогеоценоза. Усиливается ветровая эрозия почв, приводящая к пыльным бурям. |
В наибольшей степени деградируют почвы агросистем, причина неустойчивого состояния которых в их упрощенном фитоценозе, не обеспечивающем оптимальную саморегуляцию. Март-апрель 1960 пыльная буря охватила часть Северного Кавказа, Нижнего Дона и Южную Украину. На огромной территории был снесен плодородный слой почвы толщиной до 10 см, повреждены озимые, засыпаны оросительные каналы. |
Правильное применение агротехнических мер, которые могут снизить эрозионные процессы. |
4. Опустынивание. |
Необратимые измене почвы и растительности, снижение биологической продуктивности, засоление грунтовых вод, что может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Подрывается способность экосистем восстанавливаться. |
В последние пять лет площадь подвижных песков Калмыкии увеличилась более чем на 50 тыс. га (здесь опустыниванию подвержены около 97% площади Черных земель). Самое опасное положение в Африке (Сенега, Нигерия, Буркина Фасо, Мали) – общая площадь 400 км. |
Уменьшение воздействий человека на природные экосистемы: прекращение интенсивного выпаса скота, массового выжигания прошлогодней травы, интенсивной распашки. |