Archive > июня 2012

93. Динамика популяций во времени. Удельная рождаемость и смертность, скорость изменения численности популяции

Постоянство популяционных функций связано с численность и плотность населения. Это положение предусматривает динамический характер основных популяци­онных параметров: численность популяции и ее выражение не остается одинаковым во вре­мени. Свойственные популяции процессы постоянного воспроизведе­ния сопровождаются постоянным отмиранием особей. Емкость угодий меняется в сезон­ном и многолетнем масштабе, что определяет динамику параметров плотности населения. В популяциях постоянно происходят процессы притока особей извне и выселения определенной части населения за пределы популяции. Все эти процессы придают динамический ха­рактер популяции. Особи в популяции отличаются друг от друга по полу, возрасту, генетическим особенностям и месту в функциональной структуре популяции. На этой основе формируются типы воспроизводства и смертности, масштабы и формы пространственной дисперсии, общий уровень биологической активности и др. К основным динамическим характеристикам популяции относятся рождаемость и смертность. Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. В популяционной экологии это появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деле­ния. Максимальная рождаемость — это теоретический максимум скоро­сти образования новых особей в идеальных условиях. Максимальная рождае­мость постоянна для данной популяции. Экологическая рождаемость обозначает увеличение численности популяции при фактических или специфических условиях среды. Эта вели­чина не постоянна и варьирует в зависимости от размерного и воз­растного состава популяции и физических условий среды. Рождаемость выражают как скорость, определяемую путем деления общего числа появившихся особей на время (Абсо­лютная рождаемость), либо как число появив­шихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (Удель­ная рождаемость). Различие между абсолютной и удельной рождаемостью легко проиллюстрировать на таком примере: в городе с населением 10 000 по­явилось 400 новорожденных. Абсолютная рождаемость составит 400 в год, а удельная — 0,04 (4 на 100, или 4%). Различие между максимальной и реализованной рождаемостью можно проиллюстрировать при изучении природной популяции птицы на гнездовьях городского парка, и популяции мучного хрущака. Птицы отложили 510 яиц, опе­рилось 265 птенцов, поэтому экологическая рождаемость составляет 52%. Жуками было отложено 12 000 яиц, из которых вылупились только 773 (или 6 %) личинки. Для видов, которые не охраняют яйца и не заботятся о потомстве, характерна высокая потенциальная и низкая реализованная рождаемость. Смертность отражает гибель особей в популяции. Смертность можно выразить числом осо­бей, погибших за данный период или в виде удельной смертности для всей популяции. Экологическая смерт­ность — гибель особей в данных условиях среды. Эта величина не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния самой популяции. Теоретическая Минимальная смертность — величина, постоянная для популяции; она представляет собой гибель особей в идеаль­ных условиях, при которых популяция не подвергается лимити­рующим воздействиям. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется Физиоло­гической продолжительностью жизни, Которая намного превышает среднюю Экологическую продолжительность жизни.

Рост численности популяции можно представить как постоянно идущий процесс, масштабы которого зависят от свойственной данному виду скорости размножения, которая определяется как удельный прирост численности за единицу времени: r=dN/Ndt: где r — «мгновенная» удельная скорость роста популяции, N — численность ее и t - временной проме­жуток, в течение которого учитывалось изменение численности. При условиях неограниченного роста изменение численно­сти популяции во времени выражается экспоненциальной кривой, Описываемой уравнением Nt = N0*реRt, Где No—исходная численность, Nt — численность в момент времени T, E — основание натуральных логарифмов. ЭКспоненциальная модель роста популяции Отражает ее по­тенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяции r Определяют как Репро­дуктивный потенциал популяции Или ее Биотический потенциал. Экспоненциальный рост популяции возможен при условии неизменного значения коэффициента r.

9. Половое размножение. Строение и функции мужских и женских гамет. Развитие половых клеток

1. Размножение — процесс воспроизведения организмом себе подобных, передачи генетического материала, наследственной информации от родителей потомству.

2. Способы размножения — бесполое и половое. Особенности полового размножения: развитие дочернего организма из зиготы, которая образуется в результате слияния мужской и женской половых клеток, оплодотворения.

3. Особенности строения половых клеток (гамет) — гаплоидный набор хромосом (в отличие от диплоидного в соматических клетках). Восстановление диплоидного набора хромосом при оплодотворении, образовании зиготы.

4. Виды гамет: яйцеклетка (женская гамета) и сперматозоид, или спермий (мужская гамета). Яйцеклетка, ее особенности — неподвижна, значительно крупнее (по сравнению с мужской), так как содержит большой запас питательных веществ. Мужские гаметы — чаще подвижные, мелкие, не имеют запаса питательных веществ. 5. Формирование половых клеток на заростке у папоротников, в шишке у голосеменных, в цветке у покрытосеменных, в половых железах у позвоночных животных.

6. Развитие половых клеток: деление первичных половых клеток с диплоидным набором хромосом путем митоза, увеличение числа клеток, дальнейший их рост и созревание.

7. Мейоз — созревание половых клеток, особый вид деления, обеспечивающий формирование гамет с уменьшенным вдвое числом хромосом. Мейоз — два деления первичных половых клеток, следующих одно за другим с одной интерфазой, одним удвоением молекул ДНК, с образованием двух хро-матид из каждой хромосомы. Фаза мейоза: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

8. Особенности первого деления мейоза: конъюгация гомологичных хромосом, возможность обмена генами, расхождение гомологичных хромосом из двух хроматид и образование двух клеток с гаплоидным числом хромосом.

9. Второе деление мейоза: расхождение хроматид к полюсам клетки, образование из каждой клетки двух с гаплоидным числом хромосом (при отделении хроматид друг от друга они становятся хромосомами). Сходство второго деления мейоза с митозом.

10. Образование в процессе мейоза четырех полноценных мужских гамет из одной первичной половой клетки и одной яйцеклетки из первичной половой клетки (три мелкие клетки при этом рассасываются).

11. Сущность мейоза — образование из клеток с диплоидным набором хромосом половых клеток с гаплоидным набором хромосом.

10. Химический состав клетки. Роль органических веществ в ее строении и жизнедеятельности

1. Элементарный состав клеток, наибольшее содержание в ней атомов углерода, водорода, кислорода, азота (98%), небольшое количество других элементов. Сходство элементарного состава тел живой и неживой природы — доказательство их единства.

2. Химические вещества, входящие в состав клетки: неорганические (вода и минеральные соли) и органические (белки, нуклеиновые кислоты, ли-пиды, углеводы, АТФ).

3. Состав углеводов — атомы углерода, водорода и кислорода. Простые углеводы, моносахариды (глюкоза, фруктоза); сложные углеводы, полисахариды (клетчатка, или целлюлоза). Моносахариды — мономеры полисахаридов. Функции простых углеводов — основной источник энергии в клетке; функции сложных углеводов — строительная и запасающая (оболочка растительной клетки состоит из клетчатки).

4. Липиды (жиры, холестерин, некоторые витамины и гормоны), их элементарный состав — атомы углерода, водорода и кислорода. Функции ли-пидов: строительная (составная часть мембран), источник энергии. Роль жиров в жизни ряда животных, их способность длительное время обходиться без воды благодаря запасам жира.

5. Белки — макромолекулы (имеют большую молекулярную массу). Они состоят из десятков, сотен аминокислот. Состав аминокислот, карбоксильная (кислая) и аминная (основная) группы — основа образования между аминокислотами пептидных связей. Разнообразие аминокислот (примерно 20). Разная последовательность соединения аминокислот в молекулах белков — причина их огромного разнообразия.

6. Структуры молекул белка: первичная (последовательность аминокислот), вторичная (форма спирали), третичная (более сложная конфигурация). Обусловленность структур молекул белков различными химическими связями. Разнообразие белков — причина большого числа признаков у организма. Многофункциональность белков: строительная, транспортная, сигнальная, двигательная, энергетическая, ферментативная (белки входят в состав ферментов).

7. Нуклеиновые кислоты (НК), их виды: ДНК, иРНК, т РНК, рРНК, НК — полимеры, их мономеры — нуклеотиды. Состав нуклеотидов: углевод (рибоза в РНК и дезоксирибоза в ДНК), фосфорная кислота, азотистое основание (в ДНК — аденин, ти-мин, гуанин, цитозин, в РНК — те же, но вместо тимина урацил). Функции НК — хранение и передача наследственной информации, матрица для синтеза белков, транспортировка аминокислот.

8. Структура молекулы ДНК: двойная спираль, основа ее образования — принцип комплементарно-сти, возникновение связей между дополнительными азотистыми основаниями (А=Т и Г=Ц). РНК — од-ноцепочечная спираль, состоит из нуклеотидов.

9. АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, нук-леотид, состоит из аденина, рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, соединенных макроэргически-ми (богатыми энергией) связями. АТФ — аккумулятор энергии, используемой во всех процессах жизнедеятельности.

11. Модификационная изменчивость, ее значение в жизни организма. Закономерности модификаци-онной изменчивости. Норма реакции

1. Изменчивость — общее свойство организмов приобретать новые признаки в процессе онтогенеза. Ненаследственная, или модификационная, и наследственная (мутационная и комбинативная) из менчивость. Примеры ненаследственной изменчивости: увеличение массы человека при обильном питании и малоподвижном образе жизни, появление загара; примеры наследственной изменчивости: белая прядь волос у человека, цветок сирени с пятью лепестками.

2. Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков, процессов жизнедеятельности организма. Генотип — совокупность генов в организме. Формирование фенотипа под влиянием генотипа и условий среды. Причины модификационной изменчивости — воздействие факторов среды. Модифика-ционная изменчивость — изменение фенотипа, не связанное с изменениями генов и генотипа.

3. Особенности модификационной изменчивости — не передается по наследству, так как не затрагивает гены и генотип, имеет массовый характер (проявляется одинаково у всех особей вида), обратима — изменение исчезает, если вызвавший его фактор прекращает действовать. Например, у всех растений пшеницы при внесении удобрений улучшается рост и увеличивается масса; при занятиях спортом масса мышц у человека увеличивается, а с их прекращением уменьшается.

4. Норма реакции — пределы модификационной изменчивости признака. Степень изменчивости признаков. Широкая норма реакции: большие изменения признаков, например, надоев молока у коров, коз, массы животных. Узкая норма реакции — небольшие изменения признаков, например, жирности молока, окраски шерсти. Зависимость модификационной изменчивости от нормы реакции. Наследование организмом нормы реакции.

5. Адаптивный характер модификационной изменчивости — приспособительная реакция организмов на изменения условий среды.

6. Закономерности модификационной изменчивости: ее проявление у большого числа особей. Наиболее часто встречаются особи со средним проявлением признака, реже — с крайними пределами (максимальные или минимальные величины). Например, в колосе пшеницы от 14 до 20 колосков. Чаще встречаются колосья с 16—18 колосками, реже с 14 и 20. Причина: одни условия среды оказывают благоприятное воздействие на развитие признака, а другие — неблагоприятное. В целом же действие условий усредняется: чем разнообразнее условия среды, тем шире модификационная изменчивость признаков.

12. Решить задачу на наследование гемофилии

Надо исходить из того, что гемофилия — рецессивный признак, ген гемофилии (Л), ген нормальной свертываемости крови (Н) находятся в Х-хро-мосоме. У женщин заболевание проявляется в случае, когда в обеих Х-хромосомах находятся гены гемофилии. У мужчин всего одна Х-хромосома, содержание гена гемофилии в ней говорит о заболевании организма.

ответы на экзамен

94. Понятие сообщества. Видовое богатство. Индексы разнообразия

Сосуществующие организ­мы одного вида характеризуются плотностью, соотношением полов, возрастной структурой, рождаемостью, смертностью, иммиграцией и эмиг­рацией. Взаимодействия на популяционном уровне влияют на высокий уро­вень организации — Сообщество - совокупность популяций разных видов, сосуществующих в пространстве и времени. Сообщества изучает синэкология. Сообщество — сумма образующих его видов и совокупность взаимодейст­вий между ними, т. е. оно имеет Эмерджентные Свойства. Примерами эмерджентных свойств будут видовое разнообразие, пределы сходства конкурирующих видов, структура пищевой сети, биомасса и продуктивность сообщества. Экосистема - сообщество вместе с его физической средой обитания. В пределах иерархии местообитаний можно выделить сооб­щество любого размера, масштаба или уровня. Климат - основной фактор, определяю­щим границы распространения разных типов растительности. При изучении сообществ все организмы, обитающие в каком-либо районе, рассматриваются вместе. Исследование сообщества ограничено одной систематической группой в его составе (птицами, насекомыми или растениями) или группой с особым типом жизнедеятельности (травоядными, детритофагами). Видовое богатство сообщества и индексы разнообразия. Один из способов охарактеризовать сообщество — пересчитать входящие в него виды или составить их список, что позволяет описывать и сравнивать сооб­щества по их видовому богатству. Число отмеченных ви­дов зависит от числа взятых проб или размеров изученного местообитания. Обычные виды должны встретиться в первых нескольких пробах; чем больше проб, тем более редкие таксоны попадут в спи­сок. Кривая видового бо­гатства выходит на плато. Когда состав сообщества характеризуется числом входящих в него видов, полностью игнорируются количественные отношения между ними. При этом теряется информация о редкости одних видов и обычности других. Лучше описать сообщество с точки зрения биомассы или продукции разных видов на единицу площади. Параметр сообщества, учитывающий число видов и соотношение их обилия, — индекс разнообра­зия Симпсона. Его рассчитыпают, определяя для каждого вида долю его особей или биомассы в общей численности или био­массе выборки. Если доля i-го вида — РI,То

Индекс разнообразия Симпсона (D):

Где S—общее число видов в сообществе (т. е. видовое богат­ство). Величина этого индекса зависит и от видового богатства и от равномерности в соотношении обилий разных видов. При постоянном числе видов D возрастает с уве­личением выровненности в количественном соотношении разных видов, а при постоянной равномерности — с ростом видового богатства. Равномерность распределения (выровненность) можно количественно оценить при помощи индекса Симпсона — доля максимально возможной величины D, Достигаемой при одинаковой численности всех видов. Если Dmaх=S, то равномерность распределения (Е) (этот показатель принимает значения от 0 до 1)

.

ругой индекс разнообразия— индекс Шеннона (Н), Зависит от совокупности значений РI:

Разнообразие

В этом случае равномерность распределения (J):

32. Характеристика отрядов насекомоядные и рукокрылые

НАСЕКОМОЯДНЫЕ ЗВЕРИ (Insectivora), отряд млекопитающих; включает 7–8 семейств, в том числе: щелезубы, тенреки, ежи, землеройки, кроты, выхухоли, всего около 300 видов. Это самые древние и примитивные из плацентарных млекопитающих. Длина тела насекомоядных от 3 до 45 см. У многих представителей 44 зуба. Тело большинства зверьков покрыто густым бархатистым мехом, у некоторых — жесткими щетиновидными волосами и короткими иглами. Для многих характерны специфические (мускусные и пахучие) железы. Головной мозг с небольшим обонятельным отделом, размеры полушарий невелики. Из органов чувств наиболее развиты органы обоняния и осязания. Органы зрения почти у всех сформированы слабо. Насекомоядные распространены в Африке, Евразии, Северной Америке и севере Южной Америки, отсутствуют в Австралии и почти во всей Южной Америке. Восемь видов занесены в Международную Красную книгу.

РУКОКРЫЛЫЕ (Chiroptera) — отряд млекопитающих; включает около 850 видов, которые делятся на два подотряда — крыланы и летучие мыши. К рукокрылым относятся мелких и средних размеров зверьки, передние конечности которых превращены в крылья. Рукокрылые способны к полету; между плечом, предплечьем, пальцами, боками тела и задними конечностями натянута тонкая летательная перепонка. Ушные раковины большие, у многих с хорошо развитым кожным выступом — козелком. Хвост у большинства видов длинный. Череп с крупной мозговой коробкой. Глаза у плотоядных видов большие и зрение умеренно развито. У большинства видов глаза маленькие. В пространстве ориентируются с помощью ультразвуковой эхолокации (кроме крыланов). Рукокрылые распространены на всех материках (кроме Антарктиды) и почти на всех крупных островах к северу от лесотундровой зоны. Они активны в сумерки и ночью. Днем большинство видов находится в убежищах: пещерах, дуплах деревьев и др. Здесь же впадают в зимнюю спячку. Питание очень разнообразно. Часть видов предпочитает растения и тропические плоды (листоносы), насекомых (нетопыри, вечерницы), вампиры питаются кровью млекопитающих. Стадность (образование колоний) характерна для большинства видов. Размножение у многих рукокрылых — обитателей тропических стран происходит 2 раза, у остальных видов — 1 раз. В каждом приплоде родится по одному детенышу (редко 2). У большинства видов детеныш рождается крупным и быстро растет. Врагов у рукокрылых немного (совы, сычи). Большинство видов являются полезными. Нетопыри уничтожают вредных насекомых, листоносы, поедая плоды диких деревьев, распространяют древесные породы и др. Вредными считаются вампиры. Помет рукокрылых — высококачественное удобрение.

13. Вирусы, их строение и функционирование. Вирусы — возбудители опасных заболеваний

1. Вирусы — очень мелкие неклеточные формы, различимые лишь в электронный микроскоп, состоят из молекул ДНК или РНК, окруженных молекулами белка.

2. Кристаллическая форма вируса — вне живой клетки, проявление ими жизнедеятельности только в клетках других организмов. Функционирование вирусов: 1) прикрепление к клетке; 2) растворение ее оболочки или мембраны; 3) проникновение внутрь клетки молекулы ДНК вируса; 4) встраивание ДНК вируса в ДНК клетки; 5) синтез молекул ДНК вируса и образование множества вирусов; 6) гибель клетки и выход вирусов наружу; 7) заражение вирусами новых здоровых клеток.

3. Заболевания растений, животных и человека, вызываемые вирусами: мозаичная болезнь табака, бешенство животных и человека, оспа, грипп, полиомиелит, СПИД, инфекционный гепатит и др. Профилактика вирусных заболеваний, повышение его невосприимчивости: соблюдение гигиенических норм, изоляция больных, закаливание организма.

14. Основные ароморфозы в эволюции растительного мира

1. Ароморфозы — эволюционные изменения, способствуют общему подъему организации и повышению интенсивности жизнедеятельности организмов, освоению новых сред обитания, выживанию в борьбе за существование. Ароморфоз — основа повышения выживаемости организмов, увеличения численности популяций, расширения их ареала, образования новых популяций, видов.

2. Возникновение в клетках хлоропластов с хлорофиллом, фотосинтеза — важный ароморфоз в эволюции органического мира, обеспечивший все живое пищей и энергией, кислородом.

3. Появление от одноклеточных многоклеточных водорослей — ароморфоз, способствующий увеличению размеров организмов. Ароморфные изменения — причина появления от водорослей более сложных растений — псилофитов. Их тело состояло из различных тканей, ветвящегося стебля, ризоидов (выростов от нижней части стебля, укрепляющих растение в почве). 4. Дальнейшее усложнение растений в процессе эволюции: появление корней, листьев, развитого стебля, тканей, позволивших им освоить сушу (папоротники, хвощи, плауны).

5. Ароморфозы, способствующие усложнению растений в процессе эволюции: возникновение семени, цветка и плода (переход семенных растений от размножения спорами к размножению семенами). Спора — одна специализированная клетка, семя — зачаток нового растения с запасом питательных веществ. Преимущества размножения растений семенами — уменьшение зависимости процесса размножения от окружающих условий и повышение выживаемости.

6. Причина ароморфозов — наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.

Страница 53 из 64« Первая...102030...5152535455...60...Последняя »