Министерство образования и науки Красноярского края

краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Шушенский сельскохозяйственный колледж»

КУРС ЛЕКЦИЙ И ЗАДАНИЙ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОЛОГИЯ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ 1 КУРСА

СПЕЦИАЛЬНОСТИ 35.02.05 АГРОНОМИЯ

Автор: Овчинникова Т.В.

2015

АННОТАЦИЯ

Объем 43 листа

Сборник лекций и заданий для самоконтроля по дисциплине «Биология» для студентов 1 курса специальности 35.02.05 Агрономия предназначен для обеспечения достаточного и необходимого уровня теоретических знаний студентов по разделу «Основы экологии», ознакомления с основными экологическими терминами и понятиями, экологическими факторами, средами обитания организмов, естественными и искусственными биоценозами. Разнообразные задания для самоконтроля позволяют закрепить знания по изучаемым вопросам.

Учебное пособие адресовано студентам и преподавателям.

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация

Введение 4

Лекция 1. Тема: Экология как наука.

1. Экология как наука, ее предмет, задачи, цели и методы 5 2. История развития экологии 6

Задания для самоконтроля 7

Лекция 2. Тема: Среды обитания организмов.

1. Понятие о среде обитания организмов 9

2. Водная среда обитания 10

3. Наземно-воздушная среда обитания организмов 12

4. Почва как среда обитания 14

5. Живой организм как среда обитания 15

Задания для самоконтроля 17

Лекция 3. Тема: Факторы среды: абиотические, биотические.

1. Понятие об экологических факторах 20

2. Абиотические факторы 20

3. Биотические факторы 24

4. Антропогенные факторы 27

Задания для самоконтроля 29

Лекция 4. Тема: Популяции и их характеристики.

1. Понятие о популяции, типы популяций 31

2. Основные характеристики популяций 32

3. Структура популяций 33

4. Термины к теме 34

Задания для самоконтроля 35

Лекция 5. Тема: Агроценозы, структура и функции.

1. Понятие об агроценозах, их структура 37

2. Черты отличия и сходства агроценозов от естественных биогеоценозов  38

Задания для самоконтроля 40

Заключение 42

Литература 43

ВВЕДЕНИЕ

Природа не храм, а мастерская,

и человек в ней – работник И. С. Тургенев

Планета Земля – маленькая голубая жемчужина, затерянная в бесконечных холодных мирах космического пространства и ставшая домом для миллиардов живых существ. Жизнью пронизано буквально все пространство нашего мира: вода, земля, воздух.

И все это многообразие живых форм, начиная с простейших микроорганизмов и заканчивая вершиной эволюции – человеком разумным, - способно оказывать самое непосредственное влияние на жизнедеятельность планеты. Экология – это наука, изучающая взаимодействие всех живых организмов, населяющих Землю, а также их многочисленных сообществ как между собой, так и с окружающей их средой.

Экологическое образование не только дает научные знания из области экологии, но и является важным звеном экологического воспитания будущих специалистов. Это предполагает привитие им высокой экологической культуры, способности бережного отношения к природным богатствам и др.

Американский эколог Б. Коммонер в начале 70-х гг. отметил: «Поиски истоков любой проблемы, связанной с окружающей средой, приводят к неоспоримой истине, что коренная причина кризиса заключена не в том, как люди взаимодействуют с природой, а в том, как они взаимодействуют друг с другом… и что, наконец, миру между людьми и природой должен предшествовать мир между людьми».

В настоящее время стихийное развитие взаимоотношений с природой представляет опасность для существования не только отдельных объектов, территорий стран и т. п., но и для всего человечества.

Экологические знания необходимы каждому человеку.

Цель данного учебного пособия - помочь студентам расширить знания по разделу «Основы экологии» (в учебнике по биологии эти вопросы не раскрыты), а также ознакомить с основными экологическими терминами, средами обитания живых организмов, популяциями, естественными и искусственными биоценозами.

Лекция 1.

Тема: Экология как наука.

План:

1. Экология как наука, ее предмет, задачи, цели и методы. 2. История развития экологии.

1. Экология как наука, ее предмет, задачи, цели и методы. Разделы экологии.

Термин «экология» впервые был введен в 1866 году немецким биологом Э. Геккелем в его книге «Всеобщая морфология организмов». Он состоит из двух латинских слов: «oikos» - дом, местообитание, жилище, и «logos» - наука. В дословном переводе - это наука об организмах у себя дома. Э. Геккель рассматривал экологию как науку, изучающую взаимодействие организмов со средой их обитания. С точки зрения современной биологии жизнь на Земле представлена следующими уровнями организации живой материи: ген - клетка - ткань - орган – организм - популяция - биоценоз (сообщество) - биогеоценоз (экосистема) - биом - биосфера и предметом экологии являются биологические системы от организма до биосферы. Современное определение экологии как науки звучит так: 

Экология - это биологическая наука, изучающая формирование, структуру и функционирование биологических систем всех уровней от организма до биосферы и их взаимодействие с окружающей средой. 

Экология как наука должна решать следующие задачи:

1. Изучать законы и закономерности взаимодействия организмов со средой их обитания.

2. Изучать формирование, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз), биогеоценоз (экосистема), биосфера.

3. Изучать законы и закономерности взаимодействия надорганизменных биологических систем с окружающей средой.

Цели экологии можно сформулировать следующим образом:

1. Разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы;

2. Прогнозирование последствий воздействия общества на природу с целью предотвращения негативных результатов.

Для решения задач, стоящих перед экологией, она использует собственные методы, которые можно разделить на три группы:

1. Полевые методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов естественной среды на природные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.

2. Лабораторные методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы и требующие подтверждения в полевых условиях.

3. Экспериментальные методы - это методы, позволяющие изучить влияние отдельных факторов естественной или моделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании как с полевыми, так и с лабораторными методами.

В зависимости от типа изучаемой биологической системы в экологии выделяют следующие разделы: учение об особи, организме и их среде (аутэкология), учение о популяциях и их среде (демэкология), учение о сообществах и их среде (синэкология), учение об экосистемах (биогеоценология) и учение о биосфере (глобальная экология).

Промышленная экология изучает влияние техногенной среды на живое вещество и взаимоотношение живого вещества с техногенной средой.

Антропоэкология и социальная экология изучает влияние на человека природных и социальных факторов.

2. История развития экологии.

Всю историю развития экологии можно разделить на пять этапов:

I - этап - накопление экологических сведений о взаимодействии растений и животных со средой - продолжался с глубокой древности до конца XVIII века.

I. Самый длительный I этап в истории экологии, подразделяют на 3 периода:

1 период - период древнегреческих философов.

В их произведениях был обобщен опыт наблюдения человека о его взаимоотношениях с окружающей средой за предыдущий период.

Аристотель описал поведение свыше 500 видов животных и классифицировал их по образу жизни и характеру потребностей.

Его ученик Теофраст Эрезийский, который считается отцом ботаники, описал особенности растений в разных условиях среды, зависимости формы и роста растений от типа почвы и климата.

Известный древнегреческий врач Гиппократ в своих трудах описывал влияние факторов среды на здоровье человека.

2 период - период средневекового застоя.

В этом периоде накопления экологических сведений не происходило, поскольку в науке доминирующей была теологическая теория происхождения жизни, и виды считались неизменными, а влияние среды вообще отрицалось.

3 период - период эпохи Возрождения.

В эпоху Возрождения великие географические открытия послужили толчком дальнейшему развитию естественных наук и экологии в том числе.

В XVI-XVIII веках экологические сведения составляли основную часть отчетов научных экспедиций.

Проблема влияния внешних условий на морфологию животных рассматривается в 13 томах «Естественной истории» Ж. Бюффона и он впервые признает, что превращение одного вида в другой происходит под влиянием внешних факторов.

II этап формирования экологических направлений в рамках ботанической и зоологической географии - продолжался с конца XVIII века до середины XIX века.

Началом II этапа истории экологии считается появление биогеографии, которая состояла из двух разделов: ботаническая география и зоологическая география.

В 1807 году А.Гумбольдт опубликовал книгу «Идеи о географии растений», в которой высказал идею о том, что в сходных географических условиях у растений появляются сходные формы.

В «Философии зоологии» (1809 г.) Ж.Б. Ламарк считал, что влияние внешних условий - главная причина эволюции растений и животных.

Профессор Московского университета К.Ф. Рулье является основателем экологии животных и одним из предшественников Чарльза Дарвина.

Через все его труды проходит мысль, что развитие органического мира обусловлено влиянием изменяющейся внешней среды.

III этап формирования экологии как науки об адаптациях организмов к среде обитания - продолжался с середины XIX века до 20-х годов XX века.

III этап начинается с выхода книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» в 1859 г.

Эволюционное учение Ч. Дарвина явилось мощным толчком для развития экологии на качественно новой основе.

Параллельно с развитием аутэкологии возникло новое направление в экологии.

1877 году немецкий гидробиолог Карл Мебиус ввел понятие «биоценоз» или «природное сообщество».

Учение о растительных сообществах в дальнейшем обособилось в отдельную науку - фитоценологию.

В 1910 году на III Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений разделилась на аутэкологию и экологию сообществ - синэкологию.

В 1913-20 г. были созданы научные экологические общества, основаны экологические журналы, экологию начали преподавать в университетах.

IV этап - становление экологии как общебиологической науки, являющейся теоретической базой охраны природы - продолжался с 20-х по 60-е годы XX века.

IV этап знаменателен тем, что экология сформировалась как общебиологическая наука.

В 1923-27г. В.И. Вернадский создал учение о биосфере как глобальной биологической системе планеты Земля, а в последующем разработал теорию ноосферы, т.е. сферы разума

В 30-40-е годы как самостоятельное направление обособилась экология популяций - демэкология, основателем которой считается Ч. Элтон.

В 1935 году английский ученый А. Тенсли ввел термин «экосистема», а в 1942 году советский ученый В.Н.Сукачев ввел термин «биогеоценоз».

Количественные методы анализа превратили экологию в точную науку, способную давать объективную оценку состояния природных систем и правильно планировать природоохранные мероприятия.

V. Этап развития глобальной экологии с выделением антропоэкологии (экологии человека) - начался с 60-х годов XX века и продолжается в настоящее время.

V этап. Начиная с 60-х годов экология начала проникать во все сферы человеческого знания и человеческой деятельности.

На границе экологии и других наук начали возникать пограничные науки, такие, как экологическая биохимия, экологическая физиология, математическая экология и др.

Появились промышленная экология, сельскохозяйственная экология, медицинская экология, инженерная экология, экономическая экология, социальная экология, правовая экология и др.