Понятие биосферы, еe структура
Биосфера
Экология как наука
ЗАДАНИЕ N 19
Биологические макросистемы высокого ранга – экосистемы и биосфера в целом, являются объектами изучения такой науки, как …
 | экология | ||
| биология | |||
| география | |||
| биофизика |
Обоснование:
В соответствии с всеобщей иерархией систем в организации живого вещества на Земле выделяются уровни от молекулярного до биосферного. Молекулярный, генный, клеточный, тканевой, органно-тканевой или организменный уровни организации живого вещества изучают разные биологические науки (ботаника, зоология, генетика, физиология и др.). Но организм не является высшей формой организации жизни. Любой вид животных или растений утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к ней не как сумма отдельных особей, а как единое функциональное целое – популяция. Популяции многих видов в свою очередь создают многовидовые сообщества – биоценозы. Биоценозы формируют биологические макросистемы еще более высокого уровня – экосистемы, которые являются структурными единицами биосферы. Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на Земле, они являются объектами изучения такой науки, как экология.
ЗАДАНИЕ N 20
Объектами изучения экологии как науки являются биологические системы, относящиеся к ______________ уровню организации живого вещества.
| | популяционно-биоценотическому | |
| атомно-молекулярному | ||
| клеточно-тканевому | ||
| органно-тканевому |
Обоснование:
Содержание и объекты изучения современной экологии лучше всего определять исходя из концепции уровней организации живого вещества. Биологические науки, кроме экологии, изучают жизнь на молекулярном, генном, клеточном, тканевом, органно-тканевом или организменном уровнях. Но организм не является высшей формой организации живого. Любой вид животных или растений утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к ней не как сумма отдельных особей, а как единое функциональное целое – популяция. Популяции многих видов в свою очередь создают многовидовые сообщества – биоценозы. Биоценозы формируют биологические макросистемы еще более высокого уровня – биогеоценозы (экосистемы), из которых слагается биосфера нашей планеты. Объектами изучения экологии являются биологические макросистемы более высокого ранга, чем организм, относящиеся к популяционно-биоценотическому, экосистемному и биосферному уровню организации живого вещества.
ЗАДАНИЕ N 4
Для изучения экологии отдельных видов в экологических исследованиях применяется ____________ подход.
| | популяционный | |
| эволюционный | ||
| исторический | ||
| экосистемный |
Обоснование:
Популяционный подход основан на изучении статических и динамических характеристик популяций отдельных видов. Популяция является элементарной единицей эволюционного процесса биоты, в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание вида и дает начало процессам видообразования. В современных экологических исследованиях используются математические модели роста, самоподдержания и уменьшения численности тех или иных видов, построение которых связано с изучением рождаемости, смертности и выживаемости популяций. Популяционный подход обеспечивает теоретическую базу для понимания вспышек численности вредителей и паразитов, имеющих значение для медицины и сельского хозяйства, дает возможность организации борьбы с ними с применением биологических методов, позволяет оценить критическую численность вида, необходимую для его выживания. Популяционный подход используется также при изучении вопросов эволюционной и исторической экологии.
ЗАДАНИЕ N 10
Основным теоретическим обобщением современной экологии является концепция …
| | экосистемы | ||
| глобализации | |||
| устойчивого развития | |||
| биосферы |
Обоснование:
Ни один вид живых организмов не может существовать среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующих место их обитания (биотоп). Биотоп является общим для всех членов сообщества местообитанием. Все члены сообщества так тесно взаимодействуют со средой обитания, что биоценоз трудно рассматривать отдельно от биотопа. Единство биотопа и биоценоза – суть концепции экосистемы, которая является важнейшим теоретическим обобщением и основной концепцией современной экологии.
ЗАДАНИЕ N 14
Для изучения общности организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов, в экологических исследованиях применяется ____________ подход.
| | экосистемный | ||
| эволюционный | |||
| исторический | |||
| популяционный |
Обоснование:
При экосистемном подходе главным предметом исследования являются не отдельные организмы, популяции или сообщества, а процессы трансформации вещества и энергии между биотой и физической средой, то есть возникающий биогеохимический круговорот вещества в экосистеме в целом. Наибольший интерес представляет установление функциональных связей живых организмов между собой и окружающей средой. Такой подход позволяет дать обобщенную интегрированную оценку результатов жизнедеятельности сразу многих отдельных организмов разных видов, так как по биогеохимическим функциям организмы более однообразны, чем по морфологическим признакам и строению. Экосистемный подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов. Например, при сравнении водной и наземной экосистем при резком различии в среде обитания и в образующих систему видах четко прослеживается сходство структуры и функциональных единиц этих двух экосистем (продуценты – консументы – редуценты).
ЗАДАНИЕ N 24
В основе методов исследования экосистем и биогеоценозов лежит _______ подход.
| | экосистемный | ||
| популяционный | |||
| эволюционный | |||
| исторический |
ЗАДАНИЕ N 24
Вклад английского ботаника А. Тенсли в развитие экологии как науки состоит в том, что он ввел термин …
| | экосистема | ||
| биоценоз | |||
| биогеоценоз | |||
| геосистема |
Обоснование:
В 30-е и 40-е гг. 20 века экология как наука поднялась на более высокую ступень развития в результате нового системного подхода к изучению природных комплексов. Английский ботаник А. Тенсли в 1935 г. в работе «Правильное и неправильное использование концепций и терминов в экологии растений» ввел в экологию термин «экологическая система». Согласно А. Тенсли, «экосистема – это совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, то есть факторов местообитания в широком смысле». Основное достижение А. Тенсли состоит в том, что он интегрировал биоценоз с биотопом на уровне новой функциональной единицы – экосистемы.
ЗАДАНИЕ N 1
Основы математического моделирования в экологии были заложены __________, которые разработали первые математические модели экологических систем.
| | А. Лоткой и В. Вольтеррой | |
| Ф. Клементсом и Ч. Элтоном | ||
| Г. Одумом и Ю. Одумом | ||
| Г. Гаузе и Т. Гильмановым |
Обоснование:
А. Лотка (1923, 1925) одним из первых предложил математическую модель взаимодействия животных в системе «паразит – хозяин». В. Вольтерра позднее разработал математическую модель взаимодействия в системе «хищник – жертва», он также сделал анализ взаимоотношений между двумя конкурирующими видами. Предложенные А. Лоткой и В. Вольтеррой уравнения для моделирования таких простейших экологических систем, как «хищник – жертва», «паразит – хозяин», нашли широкое применение в экологии.
ЗАДАНИЕ N 14
Начало биоценотическому направлению исследований в природе положил в конце 70-х гг. ХIХ века немецкий биолог …
| | К. Мебиус | |
| Э. Геккель | ||
| Ф. Рамад | ||
| Э. Пианка |
Обоснование:
В конце 70-х гг. ХIХ века возникло новое направление в экологических исследованиях. Немецкий гидробиолог К. Мебиус в 1877 г. на основе изучения устричных банок Северного моря обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды. Биоценозы, или природные сообщества, по К. Мебиусу, обусловлены длительной историей приспособления видов друг к другу и к исходной экологической обстановке. Он утверждал, что всякое изменение в каком-либо из факторов биоценоза вызывает изменения в других факторах последнего. Его труд «Устрицы и устричное хозяйство» положил начало биоценотическим исследованиям в природе.
ЗАДАНИЕ N 24
Изучение механизмов антропогенных воздействий на природу является одной из основных задач _________ экологии.
| | прикладной | ||
| социальной | |||
| глобальной | |||
| теоретической |
Обоснование:
С научно-практической точки зрения, экологию делят на теоретическую и прикладную. Прикладная экология – это большой комплекс дисциплин, связанных с разными отраслями деятельности человека и взаимоотношениями между человеком и природой. К основным задачам прикладной экологии относятся: изучение механизмов антропогенных воздействий на природу; разработка принципов рационального использования, сохранения и воспроизводства природных ресурсов; разработка экологических нормативов и стандартов; оптимизация инженерных решений по защите окружающей среды и др. Теоретическая экология является научной основой для прикладной экологии, так как вскрывает общие закономерности организации жизни и функционирования экологических систем и биосферы, что позволяет предотвратить негативные последствия антропогенной деятельности.
Понятие биосферы, еe структура
ЗАДАНИЕ N 31
Верхняя граница биосферы, проходящая в атмосфере, обусловлена таким фактором, как …
| | ультрафиолетовое излучение | |
| концентрация кислорода | ||
| плотность воздуха | ||
| интенсивность освещения |
Обоснование:
Фактором, ограничивающим распространение жизни в атмосфере, является ультрафиолетовое излучение Солнца, убивающее живые организмы. Верхней границей биосферы служит защитный озоновый слой, имеющий максимальную плотность озона на высоте 20–25 км и задерживающий ультрафиолетовые лучи.
ЗАДАНИЕ N 8
Нижняя граница биосферы, проходящая через литосферу, связана с таким жизненным фактором, как …
| | температура | |
| свет | ||
| вода | ||
| кислород |
Обоснование:
Нижняя граница биосферы опускается на 2–3 км от поверхности на суше и на 1–2 км ниже дна океана. Нижний предел распространения жизни связан с повышением температуры в земных недрах. Предельная температура для существования большинства живых организмов составляет около 80–100◦С; температуры выше этого интервала относятся, скорее, к границам выживания (экстремальные условия), чем к нормальной жизнедеятельности. Обнаружено, что некоторые бактерии могут существовать в условиях глубокого вакуума, в водах атомных реакторов, в рассолах с концентрацией 250 г/л и других экстремальных условиях, что значительно расширяет границы биосферы.
ЗАДАНИЕ N 20
Часть биосферы, где сконцентрировано практически все живое вещество, называется …
| | биогеосферой | ||
| педосферой | |||
| гидросферой | |||
| аэробиосферой |
Решение:
Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы (до озонового слоя), всю гидросферу и верхние слои литосферы (см. рис.).
В пределах биосферы выделяется биогеосфера («пленка жизни») – своеобразная оболочка земного шара, где сконцентрировано практически все живое вещество (см. рис.). Она располагается на границе поверхностного слоя земной коры с атмосферой и в верхней части водной оболочки Земли. Толщина биогеосферы колеблется от нескольких метров в степях и пустынях до сотен метров в горах и морях.
ЗАДАНИЕ N 11
Биосфера как глобальная экосистема Земли состоит из ___________ и __________ частей.
| | абиотической и биотической | ||
| планетарной и космической | |||
| вещественной и энергетической | |||
| физической и химической |
ЗАДАНИЕ N 3
Биосфера является глобальной экосистемой и характеризуется таким свойством, как …
| | саморегуляция | |
| регенерация | ||
| глобализация | ||
| урбанизация |
Решение:
Биосфера – саморегулирующаяся система, для которой, как отмечал В. И. Вернадский, характерна организованность. Тесная функциональная связь биосистем разных уровней превращает биосферу в глубоко интегрированную и саморегулируемую глобальную систему, обладающую собственным гомеостазом и осуществляющую биотическую регуляцию окружающей среды. Гомеостатичность – это способность биосистемы возвращаться в исходное состояние, гасить возникающие возмущения включением ряда механизмов. Гомеостатические механизмы биосферы связаны в основном с живым веществом, его свойствами и функциями. Биосфера за свою историю претерпела ряд значительных по масштабам возмущений (извержения супервулканов, встречи с астероидами, землетрясения, горообразование и т.п.) и справлялась с ними, благодаря действию гомеостатических механизмов. Один из таких механизмов отражен в принципе Ле Шателье-Брауна: при действии на систему сил, выводящих ее из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в том направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется.
ЗАДАНИЕ N 24
Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в …
| | признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты | ||
| определении верхней и нижней границ биосферы в пределах планеты | |||
| выявлении гомеостатических механизмов устойчивости биосферы | |||
| установлении закона обратной связи взаимодействия в системе «человек–биосфера» |
Обоснование:
В. И. Вернадский отводит живым организмам роль главнейшей геохимической силы, по его словам, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом. Сущность учения В. И. Вернадского о биосфере состоит в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.
ЗАДАНИЕ N 6
Вещество, которое создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя силы динамического равновесия тех и других, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество.
| | биокосное | |
| биогенное | ||
| косное | ||
| живое |
Обоснование:
Согласно учению В. И. Вернадского (1863 – 1945), биосферу слагают следующие категории веществ: живое, биогенное, биокосное и косное. Особой категорией является биокосное вещество. В. И. Вернадский считал, что оно создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя силы динамического равновесия тех и других. Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосным веществом биосферы являются почва, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности живого вещества.
ЗАДАНИЕ N 2
Вещество биосферы, которое создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов, В. И. Вернадский характеризовал как _________ вещество.
| | биогенное | ||
| живое | |||
| косное | |||
| биокосное |
Обоснование:
Согласно учению В. И. Вернадского (1863 – 1945), биосферу слагают следующие категории веществ: живое, биогенное, биокосное и косное. Биогенное вещество создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов. В образовавшемся биогенном веществе деятельность живых организмов незначительна. К биогенному веществу относятся продукты жизнедеятельности живых организмов (детрит, торф, нефть, каменный уголь, осадочные породы и др.), являющиеся источником потенциальной энергии.
ЗАДАНИЕ N 25
По мнению В. И. Вернадского, высший тип целостности, управляемый за счет тесной взаимосвязи законов природы, мышления и социально-экономических законов общества, является …
| | ноосферой | ||
| биосферой | |||
| экзосферой | |||
| биогеосферой |
Обоснование:
Понятие ноосферы было введено в употребление Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом в 1927 г. Они характеризовали ноосферу как особый, надбиосферный «мыслительный пласт», который «окутывает планету». В 30–40-х гг. В. И. Вернадский дальше развил и углубил учение о ноосфере. Он понимал под ноосферой качественно новую форму организованности, которая возникла в результате взаимодействия биосферы и общества как новое эволюционное состояние биосферы. По Вернадскому, ноосфера – высший тип целостности, управляемый за счет тесной взаимосвязи законов природы, мышления и социально-экономических законов общества.
По мнению В. И. Вернадского, ноосфера – это высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, с периодом, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития.
Четыре основных положения учения В. И. Вернадского о ноосфере:
1) ноосфера – исторически последнее состояние геологической оболочки биосферы, преобразованной человеком;
2) ноосфера – сфера разума и труда;
3) изменения в биосфере обусловлены как сознательной, так и бессознательной деятельностью человека;
4) дальнейшее развитие ноосферы связано с развитием социально-экономических факторов: мир, наука (мирные условия существования и развитие науки).
ЗАДАНИЕ N 13
Важнейшей частью учения В. И. Вернадского о биосфере являются представления о ее …
| | возникновении и развитии | ||
| уникальности в Космосе | |||
| бесконечности в пространстве и времени | |||
| хаотичности и бессистемности |
Обоснование:
Биосфера возникла не сразу, а в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и биотических факторов. Первыми формами жизни, по-видимому, были анаэробные бактерии, затем в процессе развития живого вещества появились фотосинтезирующие автотрофы, настоящие водоросли, наземные растения и животные. В кратком виде идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы могут быть сформулированы следующим образом:
1) вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера;
2) в течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные (лишенные жизни) геологические эпохи. Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох;
3) живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью»;
4) грандиозный геологический эффект деятельности организмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени;
5) основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества.