4411

11

Задание № 3. Ответьте на вопросы:

1)В чем преимущество гомойотермии над пойкилотермией?

2)В чем недостатки гомойотермии по сравнению с пойкилотермией?

3)Чем отличаются теплокровные (гомойотермные) организмы от холоднокровных (пойкилотермных)?

4)Какие перечисленных организмов к относятся гомойотермным: окунь речной, лягушка озерная, дельфин-белобочка, гидра пресноводная, сосна обыкновенная, ласточка городская, инфузория-туфелька, клевер красный, пчела медоносная, гриб подберезовик.

5)В какой из сред живут самые быстро двигающиеся животные: в наземновоздушной, в почвенной, в водной, в живых организмах?

Задание № 4. Заполните правильно таблицу «Сравнительная характеристика сред обитания и адаптаций к ним живых организмов», используя характеристику сред и адаптации организмов к этим средам:

Привести пример организмов, населяющих соответствующую среду.

12

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Популяция

Популяция – (populatio – народ, население) это совокупность особей одного вида, обладающих генофондом и занимающих определенную территорию, существующая относительно изолирована от других популяций. Этот термин ввел В. Иогансен в 1903 году.

Генофонд – это совокупность всех генов всех особей данной популяции. Фенотип, особенности строения и жизнедеятельности организма,

обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды (В. Иогансен, 1909).

Скорость, с какой растет популяция – важный показатель состояния экосистемы. При благоприятных условиях среды происходит быстрый рост числа особей. Совокупность факторов, которые способствуют увеличению численности вида, называют биотическим потенциалом. Противоположное ему действие на экосистему оказывают лимитирующие факторы, сочетание которых называют сопротивлением среды.

На численность популяций влияют самые разнообразные факторы, которые можно объединить в две группы: зависящие от плотности и не зависящие от ее численности. При высокой численности главенствующее значение приобретают факторы внутривидовых и межвидовых отношений.

13

Изменения в размерах, структуре и распределении популяций, которые составляют основу экосистем, реагируют на изменения окружающей среды не только изменением численности, но и структурными показателями. Изменения уровня смертности и рождаемости является основной реакцией видов на изменения окружающей среды.

Задание № 1. Из предложенного ниже списка факторов выделите (А) те, которые определяют биотический потенциал и (Б) – сопротивление среды: недостаток воды, способность к захвату новых местообитаний, рождаемость, хищники, конкуренты, способность к расселению, защитные механизмы, неблагоприятные погодные условия, болезни, паразиты, ограниченность территорий соответствующих местообитаний, способность выдерживать неблагоприятные условия, недостаток пищи.

Задание № 2. Размер популяции рассматривают как баланс между факторами, способствующими ее росту или сокращению.

Выберите из перечисленных ниже совокупности факторов те, которые приводят к снижению или увеличению численности особей в популяции. Заполните таблицу, распределив по графам следующие факторы регуляции численности особей в популяции: достаточное освещение, неблагоприятная химическая обстановка, низкая скорость воспроизводства, способность адаптироваться к окружающей среде, широкие параметры экологической ниши, оптимальная температура, недостаточное или избыточное освещение, доступность и достаточность пищи, нарушение местообитания, слишком низкая или высокая температура, избыток конкурентов, соответствующее местообитание, благоприятная химическая обстановка, конкурентоспособность в борьбе за ресурсы, способность защиты от хищников, способность мигрировать и жить в других местах, неспособность противостоять болезням и вредителям, неспособность адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Численность любой популяции чрезвычайно динамична и подвержена постоянным изменениям. Понятие “стабильности” численности особей в популяции относительно и характеризует динамику изменений около некого среднего уровня в соответствии с изменяющимися условиями.

14

На численность популяций влияют самые разнообразные факторы, которые можно объединить в две группы: зависящие от плотности и не зависящие от ее численности. При высокой численности главенствующее значение приобретают факторы внутривидовых и межвидовых отношений.

Изменения в размерах, структуре и распределении популяций, которые составляют основу экосистем, реагируют на изменения окружающей среды не только изменением численности, но и структурными показателями. Изменения уровня смертности и рождаемости является основной реакцией видов на изменения окружающей среды.

Задание № 3. Приведите свои доводы в пользу того, что знания демографической ситуации необходимы человеку. Рассчитайте:

Сколько воды и пищи (растительной и животной) человек потребляет за всю свою жизнь. В среднем в течение одного дня он съедает около 2 кг обработанной растительной пищи (хлеб, крупы, овощи и фрукты) и 0,5 кг животной пищи (мясо, рыба, молоко и молочные продукты, яйца). В сутки человеку требуется 2,5 л воды. В среднем люди живут 70 лет. Полученные данные занесите в таблицу:

Потребление человеком пищевых ресурсов

Задание № 4. В одном из информационных буклетов ООН в области народонаселения сообщалось, что в 1980-е годы численность народонаселения в мире увеличивалась на 3 человека в секунду. Сколько детей рождалось за год (год не считается високосным).

Задание № 5. Заполнить пробелы.

1.Чтобы эволюция была возможна, необходимо, чтобы особи в популяции были

________________ по фенотипу. Естественный отбор – это избирательное воспроизведение наиболее_________________ особей. Отбору подвергаются не отдельные _________________, а весь ________________________ в целом. Для эволюции путём естественного отбора необходимо, чтобы особь не только выжила, но и ____________. Элементарной единицей эволюции является

________________ .

15

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Экологические системы

Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества, называют экологической системой, или экосистемой.

Совокупность живых организмов, составляющих структурную основу, экосистемы представляют отдельные виды, популяции и биоценозы.

Задание № 1. В таблице, представленной ниже, показано несоответствие между типами взаимоотношений и соответствующим им понятиям. Определите типы взаимодействий организмов и дайте терминам соответствующие определения, используя сведения таблицы.

Выберите пары живых организмов из предлагаемого ниже перечня, соответствующие одному из типов биотических отношений: карась, муха,

клубеньковые азотфиксирующие бактерии, цапля, лев, человек, дизентерийная амеба, береза, рыба-лоцман, акула, горох, росянка, щука, подберезовик, лосось, муравей, заяц-беляк, водные бактерии, тля, шмель, пшеница, бодяк полевой, гиена, заяц-русак, аскарида, инфузория, клевер, лось, медведь, синица.

В таблицу впишите примеры живых организмов, характеризующих тот или иной тип биотических взаимоотношений.

16

Основные типы организмов, которые формируют биотические компоненты экосистем, принято делить на продуценты, консументы и редуценты. Это разделение базируется на преобладающем способе питания организмов.

В функционирующей природной экосистеме не существует отходов. Последовательность организмов, в которой каждый последующий съедает или разлагает другой, называют пищевой цепью. При переходе от одного пищевого уровня к другому передается около 10% энергии. Такая потеря энергии приводит к тому, что число видов в пищевой цепи незначительно – 3-5. Обобщенные пирамиды энергетических потоков показывают уменьшение количества доступной энергии на каждом последующем трофическом уровне пищевой цепи.

Задание № 2. Вставьте пропущенные слова:

Комплекс совместно обитающих видов и связанных между собой называют ___________. В его состав входят виды – производящие органические вещества, использующие компоненты неживой природы и являющиеся связующим звеном между живой и неживой природой, которые называют

_________, а также организмы, потребляющие органическое вещество и перерабатывающие его в новые формы. Эти организмы составляют группу

__________. Замыкают круговорот веществ в системе организмы, которые потребляют органическое вещество и полностью разлагают его до минеральных соединений. Эти организмы называют _________. Передача энергии, заключенной в химических связях органических веществ – пище осуществляется по _________________.

В биоценозах различают виды, которые в наибольшей степени формируют характерную для сообщества среду, их называют________ .

Единый природный комплекс, который выступает, как функциональное целое и образован живыми организмами и средой их обитания называют

____________. Экосистемы, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом, называют ___________. Экосистему земли в целом называют ____.

Задание № 3.

3.1 Выберите среди предложенных детритные и пастбищные пищевые цепи: диатомовые водоросли – личинка поденки – личинка ручейника; листовая подстилка – дождевой червь – землеройка – горностай; мертвое животное – личинка падальной мухи – травяная лягушка – уж обыкновенный; вереск – пчела

– насекомоядная птица – хищная птица; бурая водоросль – береговая улитка – кулик – сорока; перегной – красный калифорнийский червь – крот; коровий помет – личинка мухи – скворец – ястреб-перепелятник; нектар – пчела – паук – землеройка – сова

17

3.2 Определите правильно составленную пастбищную цепь питания: леопард – газель – трава; клевер – заяц – орел – лягушка; трава – зеленый кузнечик – лягушка – уж; перегной – дождевой червь – землеройка – горностай

Биоценозы, которые возникают на землях сельскохозяйственного пользования, называют агроценозами. Они отличаются от природных сообществ, во-первых, пониженным разнообразием входящих в них видов и, вовторых, пониженной способностью главного объекта этих сообществ – культурных растений – противостоять конкурентам и вредителям.

Задание № 4. Найдите соответствие между природной и искусственной экосистемами и их признаками.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

Биосфера

Термин биосфера был предложен в 1875 г. австрийским геологом Э. Зюссом. А в 1926 г. В. И. Вернадский создал учение о биосфере, как активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов (в том числе и человека) проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и значения. И сейчас, вслед за Вернадским, биосферой называют область активной жизни, оболочку Земли, населенную живыми организмами, охватывающую нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Жизнь на Земле существует в неклеточной и клеточной формах. Неклеточная форма живого вещества представлена вирусами, которые лишены раздражимости и собственного синтеза белка. Простейшие вирусы состоят лишь из белковой оболочки и молекулы ДНК или РНК, составляющей сердцевину

18

вируса. Иногда вирусы выделяют в особое царство живой природы – Vira. Они могут размножаться только внутри определенных живых клеток. Клеточные формы жизни представлены прокариотами и эукариотами. К прокариотам – доядерным организмам, относятся различные бактерии. Эукариоты – это организмы, в клетках которых имеется обособленное ядро. К ним относятся все высшие животные и растения, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие.

Биосфера, как особая оболочка Земли сформировалась в процессе эволюции. Миллиарды лет геологической истории увеличивалось разнообразие живых организмов, усложнялась их организация, возрастала их общая масса и влияние на все оболочки. Растения изменили состав атмосферы: обогатили её кислородом и уменьшили содержание углекислого газа. Химический состав океанских вод сформирован и в значительной степени при фильтрации воды живыми организмами. Большое влияние оказали живые организмы на литосферу. Они принимают активное участие в процессах выветривания, в создании органогенных горных пород (известняков, каменного угля, торфа, по одной из теорий, нефти и др.), а также некоторых форм рельефа, например коралловых островов (атоллов), термитников. Велика роль живых организмов в создании особого природного образования – почвы.

Развитие жизни шло неравномерно. Некоторые виды (например, синезеленые водоросли) сохранились с архея до наших дней; другие дали начало возникновению сложных форм живого, вплоть до человека; многие вымерли, не сумев приспособится к изменяющимся условиям среды. За всю историю биосферы существовало примерно 500 млн. видов, в настоящее время их осталось только около 2 млн.

Удивительно высока потенциальная возможность размножения живых организмов, и приспособляемость их к условиям среды. Микроорганизмы были обнаружены в исландских гейзерах, имеющих температуру 93°С. Споры некоторых бактерий сохраняют жизнеспособность при температуре – 253°С. Чтобы захватить всю поверхность планеты, холерной бактерии при благоприятных условиях хватило бы 1,2 суток, комару – 203 дня, а крысе – 8 лет; потомство одного одуванчика через 10 – 12 лет покрыло бы всю сушу.

Живое вещество биосферы – это совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, вне зависимости от их систематической принадлежности. Живое вещество характеризуется определенным биологическим и химическим составом; на 98% оно представлено биомассой растений, грибов и микроорганизмов суши. Животные составляют только 1,4% общей массы живого

19

вещества, при этом в биомассе океана на долю животных приходится 93,7%, в биомассе суши – 0,8%. Максимальная плотность живого вещества (свыше 90 % общей биомассы) отмечается на поверхности суши, главным образом в тропических лесах (до 500 т/га); минимальная – в высокогорьях, пустынях и полярных областях; в пределах гидросферы биомасса концентрируется в поверхностном (планктонном) слое зоны морского мелководья. Число видов животных (1,5 млн.) много больше, чем растений (около 500 тыс.), но по массе вещества растения в тысячу раз превышают массу животных. На суше биомасса растений значительно больше биомассы животных, в океане, наоборот, по массе преобладают животные.

По условиям обитания в органическом мире океана выделяют планктон – пассивно плавающие в воде и не имеющие двигательного аппарата растения (фитопланктон – 70 % биомассы) и животные (зоопланктон); нектон – активно плавающие животные (рыбы, плавающие моллюски, китообразные и др.) и бентос – растения и животные, живущие на дне. Общие закономерности географического распределения живого вещества в Мировом океане таковы: в тропиках мала биомасса (менее 0,01 кг/т2), поскольку в теплой воде содержится недостаточное количество кислорода, но велико видовое разнообразие. Повышенная биопродуктивность и биомасса (до 0,5 кг/м2) свойственны районам подъема холодных глубинных вод (зоны апвеллинга) у западных побережий материков; районам расходимости поверхностных течений (зоны дивергенции) в восточных частях Атлантического, Индийского и Тихого океана в умеренных и субтропических широтах. В холодных водах на севере Тихого океана, на стыке Атлантического и Северного Ледовитого биомасса достигает 2 кг/м2, но видовое разнообразие невелико. \

Распределение биомассы на суше, в целом, обратно океаническому и важнейшими определяющими факторами здесь являются – количество приходящей солнечной энергии и соотношение тепла и влаги.

Живые организмы не повторяют состава среды своего обитания, они избирательно поглощают элементы, необходимые для построения своих тканей

Воздействие человека на биосферу возрастает и существенно затрагивает все ее составляющие. Человек создал десятки тысяч новых сортов растений и пород животных, ускоряет эволюцию видов в природе, обогащает природные сообщества путем акклиматизации живых организмов, повышает плодородие почв. В 30-40 годы XX века В. И. Вернадским выдвинуто понятие о ноосфере как о новом состоянии биосферы, при котором главным определяющим фактором ее развития становится разумная деятельность человека. Однако последствия этой

20

деятельности неоднозначны, часто приводят к интенсивному уничтожению естественной растительности, животных, ухудшению условий обитания живых организмов, разрушению почв в результате эрозии и т. д.

Задание № 1. Круговорот веществ в биосфере. Круговорот углерода.

Вся жизнь на Земле основана на углероде (С). Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки Земли, где существует жизнь) в другую. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.

Из данных компонентов составьте схему круговорота углерода в природе: углекислый газ атмосферы, травоядные животные, зеленые растения, сжигания топлива человеком, грибы и бактерии, осадочные карбонатные породы, хищники, вулканическая деятельность.

Задание № 2. Тестовые задания

Задание № 1. Выберите правильный ответ.

Почему биосфера – открытая система? 1) состоит из экосистем, 2) способна изменяться во времени, 3) связана с Космосом обменом веществ и энергии, 4) способна к саморегуляции

Задание № 2. Выберите правильный ответ:

Почему биосферу считают динамичной системой? 1) способна изменяться во времени, 2) обладает устойчивостью, 3) связана с Космосом обменом веществ, 4) не способна к саморегуляции

Задание № 3. Выберите правильный ответ:

Как изменяется биомасса растений суши от полюсов к экватору? 1) уменьшается или увеличивается по сезонам года, 2) увеличивается, 3) уменьшается, 4) практически не изменяется

Задание № 4. Выберите правильный ответ:

Какой процесс жизнедеятельности у млекопитающих животных обеспечивает выполнение ими окислительно-восстановительной функции в биосфере? 1) биоритмы, 2) клеточный метаболизм, 3) фотопериодизм, 4) размножение

Задание № 5. Выберите правильный ответ:

Какой процесс жизнедеятельности у одноклеточных животных обеспечивает выполнение ими концентрационной функции в биосфере? 1) размножение, 2) движение, 3) питание, 4) рост