Тема 3. экосистемы, взаимоотношения организма и среды

Структура экосистем. Окружающая среда, составляющие ее компоненты и комплексы. Взаимодействие организмов между собой и с окружающей средой.

Задания

1.В балансе между валовой первичной продукцией и дыханием сообщества заключен смысл противоречия между хозяйственными устремлениями че­ловека и стратегией развития природы. Объясните смысл данного противоречия.

2.По изученному материалу заполните таблицу 4.

Табл. 4

Компоненты экосистемы

Группы компонентов	Название	Определение
Неживые	неорганические вещества
органические соединения
климатический режим
Живые	продуценты
консументы
редуценты

3. Заполните таблицу 5.

Табл. 5

Типы взаимодействий между популяциями.

Гетеротипические реакции	Характеристика	Примеры
Конкуренция
Нейтрализм
Мутуализм
Комменсализм
Аменсализм
Хищничество
Паразитизм

4. Решите задачу:

В конкретной экосистеме энергетический бюджет складывался следующим образом: биомасса экосистемы составила 3000 ккал/м², а ассимилированное органическое вещество - 1500 ккал/м²; на дыхание израсходовано 1000 ккал/м², а не включенная в метаболизм энергия – 750 ккал/м². Сколько всего энергии поступило в биомассу?

Статьи поступления и расхода энергии, т. е. энергетический баланс экосистемы описывается следующим образом:

I – энергия, поступившая в биомассу;

NA – часть энергии, поступившая в биомассу, не включается в мета­болизм;

А – используемая или ассимилируемая часть энергии, которая тратится на дыхание (R) и продуцирование органи­ческого вещества (Р);

Продукция может принимать различные фор­мы:

G -рост, или увеличение биомассы;

Е - ассимилированное органическое вещество, выделяемое с экскрементами или секретируемое (простые сахара, мочевина, слизь и т. д.);

S - запас (жировые накопления);

Оставшаяся за вычетом Е часть продукции - биомасса (В).

Суммируя все статьи поступления и расхода энергии, получим:

A= I-NA; P=A-R; P=G+E+S; В=Р-Е; B=G+S.

5. Ответьте на вопросы: Как влияют на энергетические характеристики экосистемы размеры особей? Так, биомасса бактерий в данный момент или биомасса рыбы или млекопитающих будет больше, если эти группы использовали одинаковое количество энергии? Что такое обменный и резервный фонды экосистемы?

6. Сформулируйте первый и второй законы термодинамики. Как вы их понимаете? Каков термодинамический смысл понятия «энтропия»? Попытайтесь найти внутреннюю взаимосвязь энтропии и организации экосистемы.

Тестовые задания

Тест 1

1. Экосистема – это

1) сохраняющаяся неопределенно долгое время совокупность различных популяций, взаимодействующих между собой и окружающей средой;

2) взаимоотношения между видами в рамках биоценоза.

2. Основные антропогенные источники серы, поступающей в большой круговорот веществ, это –

1) теплоэнергетические установки;

2) удобрения;

3) испытания атомного оружия;

4) полеты авиатехники.

3. Углерод поступает в круговорот веществ в биосфере в составе

1) углекислого газа;

2) свободного углерода;

3) известняка;

4) угля.

4. Оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами, называют –

1) атмосферой;

2) гидросферой;

3) экосферой;

4) биосферой.

5.Что из перечисленного на входит (полностью или частично) в состав биосферы –

1) атмосфера;

2) магнитосфера;

3) гидросфера;

4) литосфера;

5) ионосфера.

6. Укажите три вещества, которые содержаться в земной коре максимально –

1) водород;

2) алюминий;

3) кислород;

4) кальций;

5) кремний.

7. К признакам современной ноосферы относят –

1) массовое потребление продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох;

2) увеличение свободного кислорода;

3) появление новых трансурановых химических элементов;

4) рассеивание энергии Земли;

5) накопление энергии Земли.

8.Что такое природные ресурсы –

1) совокупность природных тел и явлений, не используемых человеком в своей деятельности;

2) совокупность естественных сил и явлений природы, которые человек использует в своей деятельности.

9. По определению Всемирной организации здравоохранения здоровье – это

1) способность организма сохранять гомеостатическое равновесие, т.е. устойчивость всех систем организма, постоянство внутренней среды;

2) отсутствие болезней;

3) позитивное состояние, характеризующее личность в целом, т.е. состояние физического , духовного и социального благополучия.

10. Каковы основные мишени агрессивного воздействия среды на организм человека

1) генетический аппарат;

2) репродуктивная система;

3) сердце;

4) иммунная система;

5) опорно-двигательный аппарат.

11. Назовите критерии оценки антропогенного воздействия на живую природу

1) сохранность природных экосистем;

2) химический состав атмосферного воздуха;

3) сохранение здоровья человека;

4) выживание наиболее чувствительных к загрязнению видов;

5) хозяйственное значение.

12. Назовите основные признаки, характерные для современного экологического состояния биосферы:

1) кризис консументов;

2) кризис продуцентов;

3) кризис редуцентов;

4) кризис энергопотребления.

13. Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:

1) сжигание ископаемого топлива;

2) рисовые плантации;

3) производство удобрений;

4) вырубка лесов;

5) гниение на свалках;

6) утечки при добыче и транспортировке ископаемых видов топлива.

14. Загрязнение парниковыми газами принято считать

1) глобальным загрязнением;

2) локальным загрязнением;

3) региональным загрязнением.

15. Какой газ при увеличении его концентрации приводит к нагреву нижних слоев атмосферы и поверхности Земли

1) метан;

2) озон;

3) диоксид углерода;

4) аммиак.

16. Озон образуются в основном

1) в тропосфере;

2) в стратосфере;

3) в мезосфере;

4) в ионосфере;

5) в магнитосфере.

Тест 2

1. Биогеоценоз – это

1) сохраняющаяся неопределенно долгое время совокупность различных популяций, взаимодействующих между собой и окружающей средой;

2) взаимоотношения между видами в рамках биоценоза;

3) совокупность особей, проживающих на одной территории.

2. Круговорот химических элементов между организмами и окружающей средой называют –

1) круговоротом энергии;

2) биогеохимическим циклом;

3) круговоротом живых организмов;

4) круговоротом азота.

3. Углерод выходит из круговорота веществ в составе –

1) сульфата кальция;

2) карбоната кальция;

3) нитрата кальция;

4) сульфида кальция.

4. Полный круговорот в природе продолжается –

1) 300 лет;

2) 2000 лет;

3) 1 млн. лет;

4) 100 млн. лет.

5. Биосфера – это

1) оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами;

2) вся совокупность живых организмов одного вида и занимающая определенное пространство;

3) оболочка Земли, содержащая живые организмы.

6. Основная роль озонового слоя в –

1) защите от Ультрафиолетового излучения;

2) в поддержании климата планеты;

3) в создании парникового эффекта.

7. Гипотетическая стадия развития биосферы, когда в будущем разумная деятельность людей станет главным определяющим фактором ее устойчивого развития это –

1) магнитосфера;

2) ноосфера;

3) литосфера;

4) астеносфера.

8. К невозобновимым природным ресурсам относят:

1) солнечную энергию;

2) топливно-энергетические ископаемые ресурсы;

9. Какие экологические факторы могут лимитировать жизнеспособность и здоровье человека в настоящее время

1) космическое ионизирующее излучение;

2) мутагенные факторы среды;

3) факторы физического и химического стресса;

4) природно-очаговые (эндемические) заболевания;

5) фитогенные факторы.

10. Чем обусловлено резкое увеличение численности человечества и расширение ареала географического распространения человека

1) его повышенной адаптивностью к экологическим факторам и полиморфизмов;

2) созданием искусственной среды, имитирующей естественную среду обитания человека;

3) научно-технической революцией;

4) тем, что освоенное современным человеком пространство изначально было благоприятно для его проживания.

11. Какие экологические условия жизни называют экстремальными для человека

1) изменение температурного режима;

2) всякое резкое изменение в образе жизни;

3) условия, адаптация к которым невозможна;

4) изменение пищевого рациона.

12. В чем выражаются основные ограничения, налагаемые природными законами на рост численности и расширение потребностей человечества:

1) в отсутствии качественной медицинской помощи;

2) в практическом отсутствии пригодных для обитания неосвоенных земель;

3) в истощении природных ресурсов;

4) в несовершенстве политических систем современных государств;

5) в неравномерном распределении населения по территории материков.

13. В наиболее общем виде под загрязнением понимают

1) внесение в окружающую среду несвойственных ей химических компонентов;

2) захоронение радиоактивных отходов;

3) все, что выводит экологические системы из равновесия, отличается от нормы, наблюдаемой (длительное время) и (или) желательной для человека;

4) введение в экосистемы несвойственных им биологических видов.

14. Основные источники антропогенного загрязнения воздуха

1) транспорт;

2) пищевая промышленность;

3) энергетика;

4) химия и нефтехимия;

5) легкая промышленность;

6) черная и цветная металлургия.

15. Перечислите основные ингредиенты загрязнения атмосферы

1) оксид углерода;

2) оксиды железа;

3) оксиды азота;

4) оксид серы;

5) углеводороды;

6) оксид кальция;

7) взвешенные частицы – пыль.

16. Верно ли утверждение, что в результате антропогенного загрязнения атмосферы происходит также загрязнение литосферы и гидросферы

1) верно;

2) неверно;

3) частично верно: происходит загрязнение атмосферы и гидросферы, литосфера от загрязнения не страдает.

Вопросы для самопроверки

1. Какие признаки и функции характерны для живых систем?

2. Какие уровни организации живых систем вы знаете и какие из них изучает экология?

3. Дайте определение экосистемы. Охарактеризуйте составные части экосистемы.

4. По каким критериям классифицируются экологические факторы среды?

5. Охарактеризуйте основные принципы функционирования природных экосистем и их нарушение человечеством.

6. Почему видовое разнообразие определяет устойчивость экосистем?

7. Как человечество нарушает природные экосистемы?

8. Что следует предпринимать человеку для экологической реставрации разрушенных экосистем?

9. Что такое «экологический взрыв»? Кто ввел это понятие?

10. В чем заключается принцип Ле Шателье-Брауна?

Доклады и рефераты

1. Понятие биогеоценоза. Структура и свойства.

2. Городские и промышленные экосистемы.

3. Природные экосистемы.

4. Экосистема пустыни.

5. Коралловые рифы как экосистема.

6. Изучение экосистем. Эволюция экосистемы. Научные достижения естествознания.

7. Водные экосистемы.

8. Зеленая революция. Оздоровление планеты. Будет ли следующая?