Author Archive > admin

97. Концепция экосистемы. Ее компоненты. Принципы функционирования

Живые организмы и их неживое (абиотическое) окружение нераз­делимо связаны друг с другом и находятся в постоянном взаи­модействии. Любая единица, включающая все со­вместно функционирующие организмы на данном участке и взаимодействующая с физической средой таким образом, что поток энергии создает определенные биотические структуры и круговорот веществ между живой в неживой частями, представляют собой Экосистему. Экосистемы представляют собой открытые системы, они должны получать и отдавать энергию, поэтому важной составной частью концепции являются Среда на выходе И Среда на входе. Термин экосистема был предложен Тенсли. Экосистемы, входящие в биосферу, в разной степени открыты для потоков веществ, для иммиграции и эми­грации организмов. Функционирующая экосистема долж­на иметь вход и пути оттока переработан­ной энергии и веществ. Масштабы изменений среды на входе и на выходе сильно варьируют и зависят от: 1) размеров системы (чем она больше, тем меньше зависит от внешних частей); 2) интенсивности обмена (чем он интенсивнее, тем больше приток и отток); 3) сбалансированности автотрофных и гетеротрофных процессов (чем сильнее нарушено это равновесие, тем больше должен быть приток извне для его восстановления); и 4) стадии и степени развития системы (мо­лодые системы отличаются от зрелых). Структура экосистемы. С точки зрения Трофической структуры экосистему можно разделить на два яруса: 1) верхний Автотрофный ярус, Или «зеленый по­яс», включающий растения, содержащие хлорофилл, где преобладают фиксация энергии света, использование простых неорганических соединений и накопление сложных органических соединений, и 2) нижний Гетеротрофный ярус, Или «коричневый пояс» почв и осадков, в котором преобладают использование, трансформация и разложение сложных соединений. В составе экосистемы можно выделять компоненты: 1) Неорганические вещества (С, N, СО2, Н2О), включающиеся в круговороты; 2) Органические со­единения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества), связывающие биотическую и абиотическую части; 3) Воздушную, водную И Субстратную среду, Включающую Климатический режим; 4) Продуцентов, Автотрофных ор­ганизмов; 5) Макроконсументов, Или Фаготрофов — гетеро­трофных организмов, (животные), питающихся другими организмами или частицами органического вещества; 6) Микроконсументы, сапротрофов, Деструкто­ров, Или Осмотрофов — ге­теротрофных организмов (бактерии и грибы), получаю­щих энергию путем разложения мертвых тканей, либо путем поглощения растворенного органического вещества. Энергетическая классификация экосистем. Источник и качество доступной энергии определяют видовой состав и численность организмов, характер функциональных процессов, протекающих в экосистеме, и про­цессов ее развития, и образ жизни человека. Выделяют четыре главных типа экосистемы: 1. Природные, движимые Солнцем, несубсидируемые. 2. Природные, движимые Солнцем, субсидируемые другими естественными источниками. 3. Движимые Солнцем и субсидируемые человеком. 4. Индустриально-городские, движимые топливом (ископае­мым, другим органическим или ядерным).

18. Энергетический обмен в клетках растений и животных, его значение. Роль митохондрий в нем

1. Энергетический обмен — совокупность реакций окисления органических веществ в клетке, синтеза молекул АТФ за счет освобождаемой энергии. Значение энергетического обмена — снабжение клетки энергией, которая необходима для жизнедеятельности.

2. Этапы энергетического обмена: подготовительный, бескислородный, кислородный.

1) Подготовительный — расщепление в лизосо-мах полисахаридов до моносахаридов, жиров до глицерина и жирных кислот, белков до аминокислот, нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Рассеивание в виде тепла небольшого количества освобождаемой при этом энергии;

2) бескислородный — окисление веществ без участия кислорода до более простых, синтез за счет освобождаемой энергии двух молекул АТФ. Осуществление процесса на внешних мембранах митохондрий при участии ферментов;

3) кислородный — окисление кислородом воздуха простых органических веществ до углекислого газа и воды, образование при этом 36 молекул АТФ. Окисление веществ при участии ферментов, расположенных на кристах митохондрий. Сходство энергетического обмена в клетках растений, животных, человека и грибов — доказательство их родства.

3. Митохондрии — «силовые станции» клетки, их отграничение от цитоплазмы двумя мембранами — внешней и внутренней. Увеличение поверхности внутренней мембраны за счет образования складок — крист, на которых расположены ферменты. Они ускоряют реакции окисления и синтеза молекул АТФ. Огромное значение митохондрий — причина большого количества их в клетках организмов почти всех царств.

98. Биомы. Их определение. Основные виды

БИОМ - совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенных природных зонах и поясах. Ключевая характеристика, позволяющая разграничивать и узна­вать наземные биомы, — Жизненная форма Растительности климатического климакса (травы, кустарники, листопадные деревья, хвойные деревья). Климаксная растительность степ­ного биома (злаковника) — злаки. Основа классификации — растительность климатическо­го климакса, однако биом включает в себя эдафические климак­сы, и стадии развития, в которых доминируют иные жизненные формы. Например, степные сообщества пред­ставляют собой стадии развития лесного биома, а прибрежные леса — составная часть степного биома. Подвижные животные связыва­ют между собой различные ярусы и стадии развития раститель­ности. Птицы, млекопитающие, рептилии и многие насекомые свободно передвигаются между подсистемами и между развиваю­щимися и зрелыми стадиями растительности, а перелетные птицы в определенные сезоны — между биомами разных континентов. Для наземных биомов характерны крупные растительноядные млекопитающие — олени, антилопы, бизоны, домашний скот. По составу фло­ры и фауны разделяют мир на пять или шесть главных областей, которые приблизительно соответствуют основным континентам. Это тундры, северные хвойные леса, листопадные леса умеренной зоны, степи умеренной зоны, тропические степи и саванны, чапараль и жестколистные леса, пустыни и тропические лесса. Тундры и северные хвойные леса. Между лесами на юге и шапкой полярных льдов на севере расположена полоса безлесной местности. Небольшие районы расположены в высоких горах выше границы леса. Такие районы называются альпийскими тундрами. В Северной Америке и Евразии граница между тундрой и лесотундрой сдвинута к северу на западе. Основными лимитирующими факторами служат низкие тем­пературы и короткий сезон вегетации; осадков тоже может быть мало, но они не относятся к лимитирующим факторам. Грунт на протяжении всего лета остается промерзшим. Биомы северных хвойных лесов. Широким поясом вытянулись через всю Северную Америку и Евразию области северных вечнозеленых лесов. Доминирую­щая жизненная форма представлена здесь хвойными вечнозеле­ными деревьями: елью, пихтой и сосной. На протяжении всего года в таких лесах царит густая тень, поэтому кустарниковый и травяной ярусы обычно развиты слабо. Для этого биома характерен высокий уровень годовой продукции. Листопадные леса умеренной зоны. Сообщества листопадных лесов занимают области с большим количеством равномерно распределенных осадков (750—1500 мм) и умеренной температурой, для которой характерны се­зонные колебания. Умеренные листопадные леса покрывали весь восток Северной Америки, всю Европу, часть Японии, Австралии и юг Южной Америки. Биомы листопадных лесов изо­лированы друг от друга, чем тундра и северные хвойные леса. Травянистый и кустарниковый ярусы, почвенная биота развиты хорошо. Многие растения дают сочные мясистые плоды и орехи, желуди или буковые орешки. Животное население первоначальных лесов Северной Америки представлено виргинским оленем, медведем, серой и черной белкой, серой ли­сицей, рыжей рысью и дикой индейкой. Степи умеренной зоны расположены там, где выпадает проме­жуточное между пустынями и лесами количество осадков (250— 750 мм); существование степей в этих условиях зависит от тем­пературы, сезонного распределения осадков и влагоемкости поч­вы. Ключевым фактором здесь является влажность почвы. Обширные степные про­странства занимают внутренние части Евразийского и Североаме­риканского континентов, юг Южной Америки (аргентинские пам­пасы) и Австралию. В Северной Америке биом степей подразделяется на следующие зоны: высокотравные, смешанные, низ­котравные и кустисто-злаковые прерии. Тропические степи и саванны. Тропические саванны (степи с редкими деревьями или груп­пами деревьев) расположены в теплых областях, где в год выпа­дает большое количество осадков (1000—1500 мм), но имеется один или два продолжительных сухих сезона, когда возникают пожары. Самая обширная область этого типа находится в Централь­ной и Восточной Африке. Растительность состоит из не­большого числа видов. В покрове до­минируют знаки. Ландшафт африканской саванны усеян акациями, бобовыми, баобабами, Молочаями и пальмами. Здесь пасутся многочисленные виды антилоп (гну), зебры и жирафы, львы и дру­гие хищники. Насекомые обильны во время влажного сезона, когда гнездится большинство птиц; рептилии активнее во время сухого сезона. Сезонность определяется дождями, а не температурой, как в степях умеренной зоны. Чапараль и жестколистные леса. В областях с мягким умеренным климатом, где обильны зимние дожди, но лето сухое, растительность состоит из деревьев или кустарников с жесткими толстыми вечнозеле­ными листьями. Пустыни встречаются в тех областях, где в год выпадает меньше 250 мм осадков. Скудость осадков может быть вызвана: 1) высоким субтропическим давлением (Сахара и австралийские пустыни); 2) географическим положением в области «дождевой тени» (пустыни на западе Северной Америки); 3) большой высотой местности (пустыни Тибета и Боливии, Го­би) . В большинстве пустынь в течение года выпадает какое-то количество дождей, и имеется хотя бы редкая растительность. Влажные тропические леса. Широ­колиственные вечнозеленые дождевые тропические леса расположены на малых высотах полосой вдоль экватора. Дождей выпадает от 2000 до 2250 мм в год; в течение года от­мечается один или несколько «сухих» сезонов (120—130 мм в месяц). Дождевые леса встречаются в трех областях: 1) бассейны Амазонки и Ориноко в Южной Америке и Цент­ральноамериканский перешеек; 2) бассейны Конго, Нигера и Замбези в Центральной и Западной Африке и Мадагаскар; 3) об­ласти Индо-Малайская и Борнео—Новая Гвинея. Се­зонная периодичность размножения растений и животных связана с колеба­ниями количества осадков. Дождевой лес характеризуется сильно выраженной ярусностью. Деревья формируют три яруса: 1) редкие очень высокие деревья, которые возвышаются над общим уровнем полога; 2) полог, об­разующий вечнозеленый покров на высоте 25—35 м; 3) нижний ярус, который становится густым только там, где имеются просветы в пологе.

19. Движущие силы эволюции, их роль в образовании новых видов

1. Учение Ч. Дарвина о движущих силах эволюции (середина XIX в.). Современные данные цитологии, генетики, экологии, обогатившие учение Дарвина об эволюции.

2. Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость организмов, борьба за существование и естественный отбор. Эволюция органического мира — результат совместного действия всего комплекса движущих сил.

3. Изменчивость особей в популяции — причина ее неоднородности, эффективности действия естественного отбора. Наследственная изменчивость — способность организмов изменять свои признаки и передавать изменения потомству. Роль мутационной и комбинативной изменчивости особей в эволюции. Изменение генов, хромосом, генотипа — материальные основы мутационной изменчивости. Перекрест гомологичных хромосом, их случайное расхождение в мейозе и случайное сочетание гамет при оплодотворении — основа комбинативной изменчивости. 4. Популяция — элементарная единица эволюции, накопление в ней рецессивных мутаций в результате размножения особей. Генотипическое и фенотипическое разнообразие особей в популяции — исходный материал для эволюции. Относительная изоляция популяций — фактор ограничения свободного скрещивания, а значит, и усиления генотипического различия между популяциями вида.

5. Борьба за существование — взаимоотношения особей в популяциях, между популяциями, с факторами неживой природы. Способность особей к безграничному размножению, увеличению численности популяций и ограниченность ресурсов (пищи, территории и др.) — причина борьбы за существование. Виды борьбы за существование: внутривидовая, межвидовая, с неблагоприятными условиями.

6. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставления ими потомства. Отбор — следствие борьбы за существование, главный, направляющий фактор эволюции (из разнообразных изменений отбор сохраняет особей преимущественно с полезными мутациями для определенных условий среды).

7. Возникновение наследственных изменений, их распространение и накопление в рецессивном состоянии в популяции благодаря размножению особей. Сохранение полезных для определенных условий изменений естественным отбором, оставление этими особями потомства — основа изменения генного состава популяций, появления новых видов.

8. Взаимосвязь наследственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора — причина эволюции органического мира, образования новых видов.

20. Рассмотреть обитателей аквариума и составить пищевую цепь. Объяснить, почему в аквариуме пищевые цепи короткие

Можно составить следующие пищевые цепи в аквариуме: водные растения —» рыбы; органические остатки —» моллюски. Небольшое число звеньев в цепи питания объясняется тем, что в ней обитает мало видов, численность каждого вида небольшая, мало пищи, кислорода, в соответствии с правилом экологической пирамиды потеря энергии от звена к звену составляет около 90%.

Страница 155 из 642« Первая...102030...153154155156157...160170180...Последняя »