Биология. Экзамен. 1. Определение биологии как науки. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины. Фундаментальные свойства живого
 Скачать 1.81 Mb.
|
|
80. Биосфера как естественноисторическая система. Современные концепции биосферы: биохимическая, биогеоценологическая, термодинамическая, геофизическая, кибернетическая, социально-экологическая. Термин «биосфера» введен австрийским геологом Зюссом в 1875 году для обозначения особой оболочки Земли, образованной совокупностью живых организмов, что соответствует биологической концепции биосферы. Вернадский развил это направление и разработал учение о биосфере как глобальной системы нашей планеты, в которой основной ход геохимических и энергетических превращений определяется живым веществом. Он распространил понятие биосферы не только на сами организмы, но и на среду их обитания, чем придал концепции биосферы биогеохимический смысл. Большинство явлений, меняющих в масштабе геологического времени облик Земли, рассматривали ранее как чисто физические, химические или физико-химические. С именем Вернадского связано также формирование социально-экономической концепции биосферы, отражающей ее превращение на определенном этапе эволюции в ноосферу вследствие деятельности человека, которая приобретает роль самостоятельной геологической силы. Учитывая системный принцип организации биосферы, а также то, что в основе ее функционирования лежат круговороты веществ и энергии, современной наукой сформулированы биохимическая, термодинамическая, биогеоценотическая, кибернетическая концепции биосферы. Биосферой называют оболочку Земли, которая населена и активно преобразуется живыми существами. Биосфера – это такая оболочка, в которой существует, и существовала в прошлом жизнь и которая подвергалась и подвергается воздействию живых организмов. Она включает: живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается и перерабатывается в процессе жизнедеятельности организмов; косное вещество, которое образуется без участия живых организмов; биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и абиогенных процессов. 81. Функции биосферы в развитии природы Земли и поддержания в ней динамических равновесий. © Газовая – выделение и поглощение кислорода и углекислого газа, восстановление азота. © Концентрационная – накопление организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде. © Окислительно-восстановительная – окисление и восстановление веществ в ходе фотосинтеза и энергетического обмена. © Биохимическая – реализуется в процессе обмена веществ. © Энергетическая – связанна с использованием и преобразованием энергии. Стабильность биосферы обусловлена тем, что результаты активности трех групп организмов, выполняющих разные функции в биотическом круговороте,— продуцентов (автотрофы), потребителей (гетеротрофы) и деструкторов (минерализующие органические остатки) — взаимоуравновешиваются. То, что в биосфере поддерживается постоянство ее главных характеристик (гомеостаз), не исключает способности ее к эволюции. Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Важная роль в глобальном круговороте веществ принадлежит циркуляции воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. 82. Живое вещество биосферы. Количественная и качественная характеристика. Роль в природе планеты. Живое вещество (по Вернадскому) – совокупность живых организмов. Живое вещество распространено неравномерно. В основном – в почве, на ее поверхности и верхней части гидросферы. На суше выделяют 2 уровня жизни: · - на поверхности; · - в глубине. В воде выделяют 3 уровня: · - планктон; · - нектон (плавающие организмы); · - бентос (на дне – глубинные существа). Биомасса: на суше растений – 99,2%. Животных и микроорганизмов – 0,8%. В океане растений- 6,3%, животных и микроорганизмов – 93,7%. Расчеты показывают, что растения составляют около 21%всех учтенных видов. Однако на их долю приходится более 99%биомассы, тогда как вклад животных в биомассу планеты (79% видов) составляет менее 1%. Среди животных 96% видов приходится на долю беспозвоночных и только 4% на долю позвоночных, среди которых млекопитающие составляют примерно 10%. Приведенные соотношения иллюстрируют фундаментальную закономерность организации биосферы: в количественном отношении преобладают формы, достигшие в процессе эволюции относительно низких степеней морфофизиологического прогресса. Ежегодная продукция живого вещества в биосфере составляет 232,5млрд. т сухого органического вещества. Энергетическая функция – поглощение солнечной энергии при фотосинтезе и химической энергии при хемосинтезе и передача энергии по пищевым цепям. Концентрационная функция – способность накапливать химические элементы и использовать их при построении тела. Деструктивная функция – минерализация неживого органического вещества и вовлечение образовавшихся веществ в биотический круговорот. Средообразующая функция – преодолевание физико-химических параметров среды в результате синтеза и распада. Транспортная – перенос веществ против силы тяжести и в горизонтальном направлении. 83. Человек и биосфера. Ноосфера - высший этап эволюции биосферы. Биотехносфера. Медико-биологические аспекты ноосферы. Биосфера – совокупность всех биогеоценозов (экосистем) Земли, представляет собой большую экологическую систему. Человек – часть биомассы биосферы – долгое время находился в непосредственной зависимости от окружающей природы. С развитием мозга человек сам стал мощным фактором в дальнейшей эволюции на Земле. Овладение человеком разными формами энергии – механической, энергетической и атомной – способствовало значительному изменению земной коры и биогенной миграции атомов. Но деятельность людей часто приводит к нарушению природных закономерностей. Нарушение и изменение биосферы вызывают беспокойство. Ноосфера – « разумная оболочка» Земли. Вернадский полагал, что человечество создает новую оболочку Земли, изменяя своей деятельностью состав атмосферы, рек, океанов. Академик Вернадский - основоположник учения о биосфере. Ноосфера по В.И.Вернадскому – биосфера, преобразованная трудом человека и измененная научной мыслью. Биосфера, как утверждал Вернадский, должна перейти в ноосферу, т.к. познавая законы природы и развивая технику, человечество должно придавать ей черты новой, более высокой организованности. При этом человечество становится мощной силой, сравниваемой по воздействию с геологической силой. Биотехносфера – органическое единство природных и технических процессов и устройств, которые с помощью механизмов прямой и обратной связи поддерживают важные показатели биосферы на нужном уровне. Создание такой системы позволит наращивать материальное производство и в то же время не порождать экологические опасности. Антропогенные воздействия на среду обитания могут быть положительные и отрицательные. В настоящее время преобладают отрицательные воздействия, и человечество стоит перед угрозой экологического кризиса – такого состояния среды обитания, которое угрожает здоровью и нормальной жизни человека. 84. Определение науки экологии. Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Экология – наука, предметом изучения которой служат взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их средой. Объектами её изучения выступают экосистемы, популяции и сообщества, отдельные особи. Основная её задача – раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях возрастающего влияния человека на биосферу. Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Она складывается из факторов среды. Экологический фактор – любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм хотя бы на одном из этапов его онтогенеза. Классификация: Абиотические (элементы неживой природы) – температура, свет, влажность, давление, осадки, рельеф. Биотические (воздействие живых существ друг на друга) Природные (естественные) – рельеф, свет. Антропогенные (связаны с деятельностью человека). Действие экологических факторов: прямое – действие на растения света, плодородия почвы косвенное – действие этих же факторов на животных через цепи питания постоянное – сила тяготения, энергия солнца переменное – температура, влажность, осадки, конкуренты. 85. Экосистема, биоценоз, антропобиоценоз. Продуценты, консументы, редуценты. Пищевые цепи. Специфика среды жизни людей. Экосисте́ма — биологическая система (биогеоценоз), состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществ и энергии между ними. Биоценоз — исторически сложившаяся устойчивая совокупность популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, приспособленных к совместному обитанию на однородном участке территории или акватории. Антропобиоценоз- биоценоз, находящийся под воздействием хозяйственной деятельности человека. ПИЩЕВАЯ ЦЕПЬ (трофическая цепь, цепь питания), взаимосвязь организмов через отношения пища – потребитель (одни служат пищей для других). При этом происходит трансформация вещества и энергии от продуцентов (первичных производителей) через консументов(потребителей) к редуцентам (преобразователям мёртвой органики в неорганические вещества, усваиваемые продуцентами). Различают 2 типа пищевых цепей – пастбищную и детритную. Пастбищная цепь начинается с зелёных растений, идёт к пасущимся растительноядным животным (консументы 1-го порядка) и затем к хищникам, добывающим этих животных (в зависимости от места в цепи – консументы 2-го и последующих порядков). Детритная цепь начинается с детрита (продукт распада органики), идёт к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам (животные и микроорганизмы, вовлечённые в процесс разложения отмирающей органики). Человек, с одной стороны, является объектом действия экологических факторов, с другой стороны, сам оказывает воздействие на среду. Таким образом, человек является объектом приложения экологических факторов, а также выступает в роли самостоятельного экологического фактора. Человек, с одной стороны, является объектом действия экологических факторов, с другой стороны, сам оказывает воздействие на среду. Таким образом, человек является объектом приложения экологических факторов, а также выступает в роли самостоятельного экологического фактора. 86. Предмет экологии человека. Биологический и социальный аспекты адаптации населения к условиям жизнедеятельности. Уровни экологических связей человека (индивидуальный, групповой, глобальный). Экология человека – наука о взаимоотношении человека со средой обитания в различных аспектах (экономическом, техническом, физико-техническом, социально-психологическом) и призвана определить оптимальные условия существования человека, включая допустимые пределы и о воздействии Адаптация = приспособление – биологическая адаптация– эволюционно возникшее приспособление организмов человека к условиям среды, выражающейся в изменении внешних и внутренних особенностей органа, функции или всего организма. Социальная адаптация – процесс активного приспособления инивида (группы индивида) к социальной среде, проявляющейся в обеспечении условий, способствующих реализации его потребностей, интересов, жизненных целей. Социальная адаптация включает в себя приспособление прежде всего к условиям и характеру труда (учеба), а также характеру межличностных отношений, экологической и культурной среде, условиям проведения досуга, быту. С экологических позиций человечество представляет собой общемировую популяцию биологического вида, составную часть экосистемы Земли. Адаптации формируются по отношению к факторам как природной, так и искусственной среды, поэтому они носят не только экологический, но и социально-экономический характер. Экологические и социально-экономические адаптации дополняются психологическими адаптациями, поскольку каждый человек индивидуален. Индивидуальные и групповые адаптации человека, в отличие от биологических адаптации растений и животных, обеспечивают наряду с выживанием и воспроизведением потомства выполнение им социальных функций, важнейшей из которых является общественно - полезный труд. Индивидуальные и групповые адаптации человека включают оптимизацию условий жизни и производственной деятельности (устройство жилищ и других помещений, конструкцию одежды, организацию питания и водоснабжения, рациональный режим труда и отдыха, сознательную тренировку организма и др.). Индивидуальный уровень экологии человека - это защита человека от него самого, его слабостей, лени, невежества. Человек должен научиться жить в гармонии не только с внешним миром (природой, обществом, другими людьми), но и с самим собой. А для этого нужно лучше познать себя, свои возможности. И не только знать, но и научиться управлять, владеть как своим физическим состоянием и здоровьем, так и здоровьем душевным, духовным. Индивидуальный уровень экологии человека - это защита человека от него самого, его слабостей, лени, невежества. Человек должен научиться жить в гармонии не только с внешним миром (природой, обществом, другими людьми), но и с самим собой. А для этого нужно лучше познать себя, свои возможности. И не только знать, но и научиться управлять, владеть как своим физическим состоянием и здоровьем, так и здоровьем душевным, духовным. Глобальный уровень -это слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все её экологические компоненты, и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях, международное сотрудничество. Групповой уровень — обусловлен спецификой жизнедеятельности людей, составляющих семью или коллектив, т. е. людей, объединенных профессиональной принадлежностью или условиями совместного проживания. 87. Человек как творческий экологический фактор. Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде. Антропогенные экосистемы. Человек стал оказывать влияние окружающую его природную среду с тех пор, как перешел от собирательства к охоте и земледелию. Результатом охоты явилось исчезновение ряда видов крупных млекопитающих и птиц. Многие виды стали редкими и находятся на гране исчезновения. Развитие земледелия приводило к освоению все новых территорий для выращивания культурных растений. Большое значение имеет воздействие на природу, связанные с развитием промышленности, сопровождающиеся изменением ландшафта вследствие добычи полезных ископаемых и поступлением в окружающую среду загрязняющих веществ. Загрязнение – это привнесение в какую- либо среду новых, не характерных для нее веществ или превышение естественного уровня этих веществ в окружающей среде. Антропогенные факторы – экологические факторы, обусловленные различными формами влияния деятельности человека на природу: 1. группа – прямое воздействие, внезапно начинающееся, интенсивное и непродолжительное. 2. группа – косвенное воздействие, долговременный характер и малая интенсивность, через хоз/деят. 3. группа – комплексное воздействие, медленное изменение окр. среды. Антропогенные экосистемы – это сообщества людей, находящихся в тесной взаимосвязи со средой обитания. К антропогенным экосистемам относят урбоэкосистемы (индустриально-городские, искусственные системы в результате развития городов), агроэкосистемы (сельскохозяйственные, искусственные экосистемы), транспорт и транспортные коммуникации, замкнутые пространства обитаемых космических кораблей и глубоководных аппаратов. Они характеризуются незначительным видообразованием, короткими цепями питания, неполным круговоротом веществ, отсуствие саморегуляции, зависимость от деятельности человека; зависят от энергии горючих ископаемых и атомной промышленности. 88. Биологическая изменчивость людей и биогеографическая характеристика среды. Экологическая дифференцировка человечества. Понятие об экологических типах людей и условиях их формирования. Различия давления естественного отбора обусловили различия приспособлений и формирование адаптивных типов людей. Адаптивный тип-это определенная норма реакций на преобладающие условия обитания, которая проявляется в развитии комплекса морфофункциональных, биохимических, иммунологических признаков, обеспечивающих лучшую биологическую приспособляемость человека к определенной физической среде. Указанные адаптивные типы формировались независимо от расы и только в связи приспособлением к конкретным условиям среды, а также на основе приспособительных механизмов вида, определяемых генофондом homo sapiens. Развитие особенностей определенного адаптивного типа происходит в эмбриогенезе. Адаптации могут быть неспецифическими и специфическими. Неспецифические адаптации проявляются в общем повышении иммунных свойств и усилении устойчивости к неблагоприятным условиям. Специфические направлены на адаптацию к определенным климатическим условиям среды. Поэтому на популяционно-видовом уровне формируются адаптивные типы людей. Выделяют пять основных адаптивных типов. 1. Арктический. 2. Тропический. 3. Зоны умеренного климата. 4. Высокогорный. 5. Пустынный. Арктический адаптивный тип характеризуется комплексом приспособлений людей к низкой температуре, высокой влажности, кислородной недостаточности, питанию преимущественно животной пищей и малой микробной загрязненности воздуха. Морфофизиологические признаки: увеличение массы тела (лучшее сбережение тепла), хорошее развитие подкожно-жировой клетчатки (теплоизоляция), низкий рост Пустынный адаптивный тип обеспечивает приспособление людей к высокой температуре воздуха (до 50°С) в течение 4-5 месяцев, недостатку воды, интенсивной солнечной радиации. Морфофизиологические признаки: астенический тип телосложения (высокий рост, узкая грудная клетка, длинные конечности, слабое развитие подкожно-жировой клетчатки), относительное увеличение количества потовых желез Высокогорный адаптивный тип формировался в условиях пониженной температуры, низкого атмосферного давления, гипоксии (снижения парциального давления кислорода), характерных для высокогорья. Морфофизиологические признаки: респираторный тип телосложения с широкими плечами и широкой грудной клеткой. Жизненная емкость легких увеличена Адаптивный тип умеренного пояса формировался в зоне умеренного климата, которая характеризуется наличием районов, различающихся по количеству тепла и влаги (от степных районов до таёжных). Морфологические характеристики и интенсивность обмена веществ у жителей умеренного пояса занимают промежуточное положение между тропическим и арктическим адаптивными типами. Люди, принадлежащие к разным адаптивным типам, различаются строением тела, темпом развития и созревания организма, уровнем обмена веществ и некоторыми особенностями работы дыхательной, опорно-мышечной, выделительной и кровеносной систем. |