Примеры тестовых заданий

1. Живой называется динамическая система, которая:

а.) активно воспринимает молекулярную информацию.

б.) преобразует молекулярную информацию.

2. Молекулярная информация – это:

а.) совокупность сигналов, передаваемых специфическими молекулами.

б.) информация о строении атомов и молекул.

3. Метаболизм – это:

а.) обмен веществ и энергии в организме, биологической системе.

б.) отклонение от нормы в развитии биологической системы.

4. Процесс ассимиляции – это:

а.) усвоение организмом поступающих из окружающей среды веществ.

б.) образование органических веществ из неорганических.

5. Мутация представляет собой:

а.) изменение в генетическом аппарате организма, приводящие к ненаследуемому изменению признаков организма;

б.) изменение в генетическом аппарате организма, приводящее к наследуемому изменению признаков или к гибели организма.

6. Живая система потребляет энергию извне и расходует ее на производстве:

а.) работы и теплоты;

б.) работы.

7. Популяция- это:

а.) форма существования вида в природе;

б.).форма организации вида в природе.

8. Автотрофы – организмы, которые для своего развития:

а.) потребляет органическое вещество извне;

б.) образует органическое вещество из неорганических веществ.

Ответы:

1.- а,б; 2.-а; 3.-а; 4.-а; 5.-б; 6.-а; 7.-а,б; 8.-б;

Тема 4. Среда. Факторы и воздействия.

План:.

1. Факторы среды.

2. Общие закономерности действия абиотических факторов.

3. Общие закономерности действия биотических факторов.

4. Экология важнейших факторов среды.

Основные понятия и определения.

Экологическая среда - вся совокупность тел и сил внешнего по отношению к живому организму мира.

Термин «среда обитания» применяют, когда хотят обозначить характерные для какого-нибудь вида растений или животных естественные условия жизни.

Окружающая среда - часть экологической среды с элементами которой данный организм в данное время контактирует и прямо или косвенно взаимодействует. (чаще всего применяется по отношению к человеку).

Экологические факторы - это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают непосредственное действие на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и с особями других популяций.

Классификация факторов среды.

Внешние факторы воздействуют на организм, популяцию, экосистему, но не испытывают непосредственного обратного действия: солнечная радиация, атмосферное давление, ветер и т.д.

Внутренние факторы связаны со свойствами самой экосистемы и образуют ее состав: численность популяции, пища, концентрация веществ, состав воздуха и т.п.

Абиотические факторы – факторы неорганической (неживой) природы-свет, температура, влажность, давление, климатические и географические факторы.

Могут быть охарактеризованы количественно и поддаются объективному измерению.

Биотические факторы – это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Все биотические факторы обусловлены внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными) взаимодействиями.

Внутривидовые факторы – это контакты между членами семьи, группы, стада, популяции одного вида (отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и т.д.).

Межвидовые факторы – контакты между особями и популяциями разных видов, различные пищевые связи, межвидовая конкуренция, паразитизм и т.д.

Антропогенные факторы – порожденные деятельностью человека, человеческого общества (вырубка лесов, распашка степей, осушение болот, разные промыслы, сооружения, коммуникации и т.д. и т.п.)

Общие закономерности действия абиотических факторов.

Область количественных значений какого – либо фактора среды, в пределах которой могут существовать представители данного вида или популяции организмов, называют биоинтервалом фактора. (зона толерантности, диапазон выживания, экологическая валентность, биокинетическая зона).

Функция благополучия вида или сообщества отражает потенцию вида по отношению к данному фактору. Ее количественным выражением могут служить выживаемость или реализованная численность популяции.

Критические состояния и предельно допустимые условия. При приближении к экстремальным (пессимальным – наихудшим) значениям фактора в организме наступают нарушения отдельных функций и нормальной жизнедеятельности в целом (состояние стресса). Критическим называют то значение фактора и соответствующее ему состояние организма, при котором эти нарушения обратимы, когда еще сохраняется способность к самовосстановлению после прекращения негативного воздействия. Если нарушения необратимы и ведут к неизбежной гибели организма, то такое условие и состоящие называют летальным.

Лимитирующие факторы. Дефицит какого – нибудь одного важного ресурса (воды, света, тепла и т.п.) ограничивают жизнедеятельность даже тогда, когда все остальные условия оптимальны. Такие факторы называют ограничивающими или лимитирующими.

Взаимодействие факторов. Для развития и реализации потенции вида необходимо оптимальное сочетание ряда ведущих факторов среды в значениях, близких к их биологическим оптимумам. Это требование называют законом совместного действия факторов. Совместное действие факторов бывает синергическим, когда они как бы усиливают друг друга и производят больший эффект, чем сумма раздельных действий. Сочетание может быть и негативным, когда наблюдается взаимное ослабление эффектов.

Экологическая ниша. Изменение какой – либо функции отклика в пределах биоинтервала фактора дают одномерное представление о диапазоне существования организма, популяции и т.д., сочетание двух и более различных влияний уже образует некоторое пространство экологических факторов. Оно может быть двухмерным, трехмерным и т.д. Добавление каждого нового фактора все больше ограничивает экологическое пространство.

Многомерное экологическое пространство, образованное совмещением диаграмм выживания для существенных факторов среды данного вида или популяции, носит название экологической ниши. Другими словами, экологическая ниша – это совокупность благоприятных условий, в которых популяция или вид реально встречаются в данном сообществе.

Выносливость – изменение функции отклика при отклонении значений фактора от точки оптимума.

Устойчивость – реакция защиты и сопротивления организма по отношению к отклонениям от оптимума в какой – то части биоинтервала.

Гомеостаз – способность организма или системы организмов поддерживать динамически устойчивое равновесие в изменяющихся условиях среды.

Физиологическая регуляция. Если поведение оказывается недостаточным для сохранения благоприятной экологической обстановки, сопротивление негативным воздействиям среды достигается с помощью физиологической регуляции. Например, при недостатке кислорода человек начинает чаще дышать.

Акклимация – индивидуальная (физиологическая) адаптация.

Общие закономерности действия биотических факторов.

Типы биотических взаимодействий.

Нейтрализм – полное (на первый взгляд) отсутствие зависимости одного вида от другого (волк и капуста).

Аменсализм – тип межвидовых отношений, при котором в совместной среде один вид организмов подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия (грибы – продуценты антибиотиков и бактерии).

Комменсализм - – тип межвидовых отношений, сожительства (симбиоза), при котором в совместной среде организмы одного вида безответно получают пользу от присутствия организмов другого вида (акула и рыба – прилипала).

Конкуренция – двустороннее, взаимное угнетающее действие одних организмов на другие в случае совпадения их экологических ниш – механизм регулирования числа организмов в природе (овцы и кролики).

Ресурс – эксплуататор. В этом взаимодействии соединяются и противостоят благоприятствование и угнетение (травоядное животное и растение, хищник и жертва, паразит и хозяин).

Мутуализм – тип межвидовых взаимоотношений, когда оба сожительствующих организма извлекают взаимную пользу (цветковое растение и опыляющие их насекомые и птицы, тля и муравей).

Экология важнейших факторов среды.

Энергия. Главным источником биологически используемой энергии для подавляющего большинства живых существ на Земле является солнечный свет и пища, в органических веществах которой аккумулирована солнечная энергия. Доступность солнечной энергии для земных потребителей обусловлена солнечной постоянной и климатом, а также первичной продукцией биосферы.

Солнечная радиация. Плотность потока солнечного излучения, достигающего пределов земной атмосферы – солнечная постоянная - равна 1352 Вт/м². Достигающая поверхности земли прямая Q и рассеянная g радиация образует суммарную радиацию R, которая подразделяется на рассеянное отражение А (отношение α=А/R называется альбедо), эффективное излучение Е и радиационный баланс В, тогда общий баланс выглядит следующим образом:

R=Q+g=А+Е+В.

В целом около 56% R идет на испарение воды. При конденсации влаги эта теплота выделяется и вместе с остальными 44% R расходуется на нагрев воды, воздуха, земли и конветивные процессы в атмосфере и гидросфере (ветры, течения). Менее 1% суммарной радиации поглощается при различных фотохимических реакциях. Главная составляющая этих фотохимических реакций – фотосинтез.

Световой фактор и адаптация. Свет имеет фундаментальное экологическое значение. Светоприемная поверхность земной флоры в четыре раза больше поверхности планеты. Диапазон плотности светового потока (освещенности), в пределах которого растения осуществляют фотосинтез составляет 5-350 Вт/м², а длина волн спектра фотосинтетически активной радиации – от 370 до 720нм. Для многих растений важна не только освещенность (интенсивность света), но и продолжительность светового времени суток – определенный фотопериодизм.

Пища. Все организмы нуждаются в пище:

1. как в источнике энергии для поддержания жизни и осуществления своих функций;

2. как в материале для построения и обновления своих клеточных структур, для продукции и размножения.

Количество пищи на Земле определяется чистой первичной продукцией растений – это приблизительно 140 млрд. т в год сухого вещества фитомассы, в которой заключено 2,3*10²¹ Дж энергии. Все это количество за год используют гетеротрофы, чья биомасса на порядок меньше. На долю конечных консументов – в основном крупных животных приходится менее 1% объема деструкции. Непищевое использование биомассы и биогенных продуктов в природе относительно невелико, но весьма значительно в человеческом хозяйстве.

Эффективность использования энергии питательных веществ пищи для роста и размножения в среднем близка к 0,1 (правило 10%), но колеблется у различных организмов в широких пределах. По углероду СО₂ она рекордна у быстрорастущих однолетних растений (до 0,9). У животных не превышает 0,4 - 0,5.

Климатические факторы – среднегодовые величины и сезонные колебания температуры, ее суточный ход, абсолютные минимумы и максимумы, сроки перехода температуры через 0⁰, количество осадков, испаряемость влаги, сила и направление ветров, влажность воздуха, число дней солнечного сияния, суммарная солнечная радиация, радиационный баланс и другие показатели.

Температура на Земле занимает диапазон от -88,3⁰С (станция «Восток» Антарктида) до +58,7⁰С (Гарьян, Ливия). Средняя годовая температура приземного воздуха над континентами и океаном (включая Антарктиду) +15,7⁰С. Большие колебания относятся к отдельным поясам и сезонам. Средняя температура гидросферы: +3,3⁰С.