ОТВЕТЫ ПО ЭКОЛОГИИ (экзамен) I курс 2012. Экзаменационные вопросы по экологии (120)
 Скачать 1.14 Mb.
|
|
нитрофилы – богатая азотом почва. галофиты – растения засоленных почв. специфические виды растений – каменистые субстраты и сыпучие пески. 12. Обитатели почвенной среды (микрофауна, мезофауна, макрофауна, мегафауна, обитатели нор). Неоднородность почвы привела к разнообразию проживающих на ней групп:
Почвенные простейшие меньше по размерам, чем те же, что обитают на поверхности земли: 100 нм и 10-15 нм – амеба.
Дышат поверхностью тела, чувствительны к высыханию.
Тинулиты – беспозвоночные (долгоножка (комар))
Особенности: кормятся на поверхности, живут и размножаются в почве. 13. Организм, как среда обитания (внутриклеточные паразиты бактерий, одноклеточные формы, многоклеточные паразиты). Использование живыми организмами другие организмы в качестве среды обитания.
Паразиты подразделяются на:
Чем выше организация паразита, тем сложнее дифференциация органов и тканей. 14. Особенности паразитов.
15. Экологические трудности паразитов.
Сосна выделяет смолу, которая препятствует проникновению в дерево жуков-кораедов. Ослабленные деревья теряют эту способность и их заселяют потребители тканей. 16. Защитные реакции хозяина – активный иммунитет. Сосна выделяет смолу, которая препятствует проникновению в дерево жуков-кораедов. Ослабленные деревья теряют эту способность и их заселяют потребители тканей. У людей и животных вырабатывается гуморальный иммунитет – образование в крови специфических белковых тел, которые называются антитела, подавляющие деятельность паразитов. Вакцинация – выработка иммунитета, который стимулируется токсинами паразитов и предохраняет от повторных заражений. Некоторые паразиты, проникая в организм, подвергаются ответной реакции хозяина в виде разрастания тканей: гамы (у растений), зооцидиями (у животных) Личинка глист проникая под наружный слой моллюсков (пластинчато-жаберный) покрывается перламутровым слоем. 17. Аутэкология, среда обитания, экологические факторы. Аутэкология – раздел науки, который занимается изучением взаимоотношений организма с окружающей средой. Основные понятия:
Виды:
18. Биотические факторы, их характеристика Биотические факторы (факторы неживой природы) – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие, а так же на неживую среду обитания (создание микроклимата в лесу, пещере). 19. Биотические факторы, характеристика внутривидовых и межвидовых взаимодействий. Биотические факторы делятся на:
20. Антропогенные факторы. Антропогенные факторы – влияние человека на окружающую среду.
21. Периодические и непериодические факторы. Экологические факторы: Периодические: Непериодические: А) Первичные (существовали всегда): Неожиданные: Солнце, приливы,… землетрясения, Б) Вторичные – следствие изменения извержения вулканов. первичных (влажность) 22. Толерантность, законы толерантности Шелфорда. Толерантность (терпимость). Закон толерантность Шелфорда наиболее ясно отражает всю сложность влияния на организм. Отсутствие или невозможность процветания опредиляется недостатком или избытком любого фактора, уровень которого близок к пределам переносимого организмом. Эти два предела (изб. и недостаток) – называются законом толерантности. Человек может выжить: max: +50 min: -50 23. Лимитирующие факторы, закон минимума Либиха. Диапазон действия экофакторов может быть различным. Избыток или недостаток какого-либо фактора (минеральных веществ) тормозит рост и развитие организма. Таким образом факторы, ограничивающие рост и развитие организма – называются лимитирующими факторами. Либих установил закон: Если в почве полезные компоненты представляют уравновещанную систему и только какое-то вещество содержится в минимальном количестве, то это может снизить урожай. Т.е. урожай зависит от фактора, находящегося в минимуме. 24. Закон независимости факторов Вильямса. Закон независимости Вильянса: Ни один из факторов не может быть заменён другим. 25. Эврибионты и стенобионты. В связи с пределами толерантности организмы делятся на: Эврибионты: Стенобионты: Способны жить в широком Организмы способны жить Диапазоне толерантности. В узких диапазонах Толерантности. (форель – мало кислорода). 26.Адаптация, факторы развития адаптации. Приспособление. Гомеостаз – постоянство внутренней среды. Адаптация – приспособление организма к среде обитания: А) Изменчивость Б) Наследственность В) естественный отбор Г) Мутации Адаптация наследственности обусловлена к окружающей среде. 27. Способы адаптаций к различным факторам (температуре, свету, воде, атмосферному газу, биогенным в-вам, солёности, характеру питания). Адаптации к солёности: Эврибионты(живущие в широком диапазоне толерантность) и Стенобионты(живущие в узком диапазоне толерантности). Адаптации по характеру питания: Автотрофы ( организмы производящие сами для себя питательные вещества – органические, из неорганических, фотосинтез).В основном растения. Гетеротрофы (организмы, питающиеся готовыми органическими веществами). Адаптации к биогенным веществам: Это такие макро- и микро- элементы, которые необходимы организмы для его жизнедеятельности. Адаптации к температуре. Пределами толерантности для любого вида является max и min температуры. Адаптационные процессы по отношению к температуре привели к появлению пойкилотермных и гомойотермных животных. Для разных видов пределы толерантности относительно температуры разные. Активную жизнь при температуре ниже 0 градусов по Цельсию могут вести только гомойотермные животные. У растений при повышении температуры активность фотосинтеза возрастает. Морфологические адаптации к температуре . У растений: расположение почек или нахождение колючек: 1)Эпифиты – растения, не имеющие корней в почве, растут на других деревьях. 2)Фанерофиты – деревья(кустарники), почки которых остаются на поверхности снега, защищены чешуйками. 3)Криптофиты – почки прячутся в клубнях (картофель). 4)Терофиты – одноклеточные растения, у которых с наступлением холода выживают лишь семена (мак). У животных: 1) накопление жира (медведь). 2) накопление питательных веществ. Адаптации к свету. Свет – первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь. Важнейшая роль – участие в фотосинтезе. В нём лишь часть спектра от 380 до 760 нм. (область физиологической активности “Фар”.) Жёлто-зелёные лучи отражаются и придают растениям зелёную окраску. За пределами Фар есть: А) инфракрасные Б) ультрафиолетовые лучи С более высокой энергией. В адаптации растений к свету большое значение имеют: 1) Интенсивность освещения А) Светолюбивые: злаки, пшеница, луговые травы. Б) Тенелюбивые: Ельники, дубравы, тропики. В) Теневыносливые: тополь, берёза. 2)Регуляторные адаптации: А) Фотопериодизм (реакция организмов на сезонные изменения длины дня). Б) Суточная цикличность (биологические часы). Человек научился изменять длину дня при помощи: лампы, теплиц, рассад. Адаптации к воде. Основные экофакторы водной среды – это течение, волнение, которое влияет на изменение минеральных составляющих воды и общего состава химических элементов. Морфологические адаптации: 1)Обтекаемая форма у рыб ( у обычных) или приплюснутая (у бентоса) 2)Растения – адаптация к течению, прикрепление их к субстрату. Количество атмосферных осадков: Распределение осадков по сезонам: А) в умеренном климате – неравномерное распредиление. Б) в тропиках – может быть засуха. Например: (адаптация растений) цветение пустынных растений только весной. Влажность: Измерение в показателях относительно влажности процент давления водяного пара от давления насыщенного пара при равной температуре. Понижение влажности = засуха. В зависимости от способов адаптации среди растений выделяют: 1) Гигрофиты (гидрофиты) – растения живущие в очень влажных почвах (рис, папирус) 2) Мезофиты – переносят незначительную засуху (деревья, кустарники). 3) Ксерофиты – растения сухих степей и пустынь: А) Суккуленты – накапливают влагу в мягких листьях и стеблях (алое). Б) Склерофиты – растения с большой всасывающей силой корней Доступный запас воды – это такое количество воды, которое способна поглотить корневая система растения. Если почва песчаная, то прибегают к орошению. Атмосферные газы. Являются экологическим фактором, обеспечивающим дыхание и фотосинтез. Физические факторы:
Посредством движения воздушных масс переносятся: А) Аэропланктон – мелкие животные. Б) происходит анемохория (перенос пыльцы и семян). Атмосферные газы оказывают большое влияние на позвоночных Химические факторы: Химический состав воздуха: N = 78,8 % O2 = 21% Ar = 0,9% CO2 = 0,03% В почве CO2 до 10% В воде его в 20 раз больше, чем в воздухе. Роль CO2: При растворении в воде образуется слабая H2CO3 (угольная к-та), образуются карбонаты и бикарбонаты, которые являются источником построения раковин и костной системы гидробионтов. CO2 – буфер для поддержания водородного показателя ( pH) водной среды на нейтральном уровне. Отклонение от этого уровня вызывает гибель организма. 28.Автотрофы, гетеротрофы. Автотрофы – организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углерода является углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений. Гетеротрофы – поглощают готовые органические вещества. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты. Гетеротрофами являются почти все животные и некоторые растения. По способу получения пищи делятся на две противопостовляемых группы: голозойных (животные) и голофитных или осмотрофных (бактерии, многие протисты, грибы, растения). 29. Виды адаптаций (поведенческие, физиологические, морфологические). Виды адаптаций: 1)Поведенческие – это адаптации связанные с изменением поведения животных и человека (посещение водопоя). 2)морфологические – изменение внешнего вида под действием окружающей среды (увеличение подкожного жира у тюленей). 3)Физиологические – приспособительные изменения, которые проявляются в организмах животных и растений в процессе эволюции в местах постоянного обитания ( у верблюда происходит образование метаболической воды, позволяющая долгое время обходиться без неё). 30. Пойкилотермные, гомойотермные животные. Пойкилотермные животные Гомойотермные животные Температура тела изменяется с Постоянная температура температурой окружающей среды тела. (змеи, лягушки). 31.Биоклиматический закон Хопкинса. Биоклиматический закон Хопкинса гласит: Сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы и высоты местности над уровнем моря. (Чем северней, восточней и выше местность, тем позже наступает весна) Имеет значение при планировании с/х работ. 32. Синэкология, вид, популяция, биоценоз, биотоп, биогеоценоз. Синэкология (биогеоценология) – наука о взаимодействиях между популяциями вида, проживающих на одной территории. Вид – сходные особи, которые отличаются друг от друга, как индивидуумы. Популяция – совокупность особей одного вида. Биоценоз – совокупность совместно обитающих популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов. Биотоп – место обитания животных и микроорганизмов (воздух, определенная среда) с определёнными экологическими факторами. Биоценоз + Биотоп = биогеоценоз. 33. В зависимости от размеров виды экосистем. В зависимости от масштаба биотического сообщества и их средой обитания экосистемы подразделяют: 1) Микроэкосистемы – (лишайник) Могут населять мелкие животные. 2) Макроэкосистемы – (океан, континент) 3)Мегаэкосистема – (биосфера Земли) Экосфера – интеграция всех экосистем мира. 34.Природные экосистемы, автономные экосистемы. Биологические экосистемы – это природные, открытые экосистемы. Они должны получать и отдавать вещества и энергию. Автономные экосистемы – пруд, озеро. 35.Основные группы организмов (продуценты, консументы, редуценты). Существует 3 вида живых организмов:
36. Экологическая роль биогенных компонентов. 1)Участие в круговороте неорганического вещества ( C, N, P, S, CO2, H2O). 2)Связывание биотических и абиотических частей органическими веществами (БЖУ, гумус). 3)Связывание воздушной и водной субстратной среды с абиотическими факторами. 4)Образование продукции продуцентами. 5) Потребление её консументами. 6)Потребление и разложение органических веществ редуцентами. 37. Роль кислорода и углекислого газа. Большинство живых существ (аэробы) дышат кислородом воздуха. Основными потребителями являются растения и животные. И основными поставщиками – растения. Широко используется кислород в медицине. При сердечно-сосудистых заболеваниях, для улучшения обменных процессов, в желудок вводят кислородную пену («кислородный коктейль»). Подкожное введение кислорода используют при трофических язвах, слоновости, гангрене и других серьёзных заболеваниях. Для обеззараживания и дезодорации воздуха и очистки питьевой воды применяют искусственное обогащение озоном. Радиоактивный изотоп кислорода 15O применяется для исследований скорости кровотока, лёгочной вентиляции. Диоксид углерода играет одну из главных ролей в живой природе, участвуя во многих процессах метаболизма живой клетки. Диоксид углерода получается в результате множества окислительных реакций у животных, и выделяется в атмосферу с дыханием. Углекислый газ атмосферы — основной источник углерода для растений. Однако, ошибкой будет утверждение, что животные только выделяют углекислый газ, а растения — только поглощают его. Растения поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза, а без освещения они тоже его выделяют. 38. Дыхание ( аэробное, анаэробное брожение). Процесс окисления благодаря которому сгорает накопленное при фотосинтезе органическое вещество. Аэробное ( с участием кислорода) Анаэробное брожение ( без кислорода) свойственен бактериям. 39. Гомеостаз экосистемы наличие положительных и отрицательных обратных связей. Саморегулирующаяся система. Гомеостаз – способность противостоять изменениям. — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. Стремление системы воспроизводить себя, восстанавливать утраченное равновесие, преодолевать сопротивление внешней среды. Отрицательная обратная связь широко используется живыми системами разных уровней организации — от клетки до экосистем — для поддержания гомеостаза. Например, в клетках на принципе отрицательной обратной связи основаны многие механизмы регуляции работы генов (например, лактозный оперон), а также регуляция работы ферментов (ингибирование конечным продуктом метаболического пути). В организме на этом же принципе основана система гипоталамо-гипофизарной регуляции функций, а также многие механизмы нервной регуляции, поддерживающие отдельные параметры гомеостаза (терморегуляция, поддержание постоянной концентрации диоксида углерода и глюкозы в крови и др.). В популяциях отрицательные обратные связи (например, обратная зависимость между плотностью популяции и плодовитостью особей) обеспечивают гомеостаз численности. Положительная обратная связь рассогласует систему, и, в конечном счёте, существующая система трансформируется в другую систему, которая оказывается более устойчивой (то есть в ней начинают действовать отрицательные обратные связи). 40. Биологическая продуктивность экосистем, уровни продуцирования Биологическая продуктивность экосистем – это скорость с которой продуценты улавливают и усваивают лучистую энергию, образуя при этом органическое вещество, которое может быть использовано в качестве пищи. Различают уровни продуцирования:
41. Первичная (валовая и чистая) и вторичная продукции. (Биологическая продуктивность) – скорость, с которой продукты экосистемы фиксируют солнечную энергию в химических связях синтезируемого органического вещества, определяет продуктивность сообществ. Первичная продукция – органическая масса, создаваемая растениями за единицу времени. Продукцию выражают количественно в сырой и сухой массе растений либо в энергетических единицах – эквивалентном числе джоулей. Первичная продукция делится на валовую и чистую: Валовая первичная продукция – общая масса количества органического вещества, создаваемого растениями за единицу времени при данной скорости фотосинтеза. Часть этой продукции идет на поддержание жизнедеятельности самих растений (трата на дыхание) Оставшаяся часть созданной органической массы характеризует чистую первичную продукцию, представляющую собой величину прироста растений. Чистая первичная продукция – часть валовой продукции, которая не израсходовалась на дыхание. Вторичная продукция – прирост за единицу времени массы консументов. Биомасса – суммарная масса организмов данной группы или всего сообщества в целом. Первичная продукция – продукция растений Вторичная продукция – продукция животных 42. Энергетика экосистем, пищевые связи, траты на дыхание, рост и тепло. Энергенитка экосистема – обеспеченность экосистем энергией и ее использование. (!)– поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в природе возможен только за счет постоянного притока энергии. В экосистеме различают следующие энергетические процессы:
Пищевые связи (пищевые цепи) – цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества. Ι трофический уровень - продуценты ΙΙ трофический уровень – консументы Ι порядка (растительноядные животные) ΙΙΙ трофический уровень - консументы ΙΙ порядка (первичные хищники) VΙ трофический уровень - консументы ΙΙΙ порядка (вторичные хищники) 43. Виды трофических цепей (пастбищные, детритные). Существуют два вида пищевых цепей: пастбищные и детритные Пастбищные (цепи выедания) – пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтезирующих организмов. Дентритные (цепи разложения) - пищевые цепи, начинающиеся с отмерших останков растений, трупов и экскрементов животных 44. Типы экологических пирамид (пирамида чисел, пирамида биомассы, пирамида продукции) Пирамида чисел (пирамида Элтона) - отражает уменьшение численности организмов от продуцентов к консументам. Пирамида биомасс – показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистем океана – имеет перевернутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами. Пирамида энергии (продукции) – имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащееся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне. 45. Демэкология, группы качественных характеристик вида. Демэкология – наука изучающая структуру и динамику популяции. Группы качественных характеристик:
Плотность
46. Статистические характеристики вида – численность, методы определения. Численность – количество животных и растений, приходящихся на единицу пространства. Методы определения: с самолета, сетями, литровой единицей, перепись населения. 47. Статистические показатели вида – плотность, факторы, регулирующие плотность (зависимые, независимые, саморегуляция – фенотипическая, генотипическая, циклические колебания) Плотность – число особей, приходящихся на единицу площади Плотность непостоянна Факторы регулирующие плотность:
48. Статистические показатели – показатели структуры популяции (половая, возрастная, пространственная, этологическая, распределение по территории) Показатели структуры популяции – отношение количества особей популяции по какому-либо признаку Структура популяции формируется с одной стороны на основе общих биологических свойств, а с другой стороны – под влиянием абиотических факторов Признаки:
Устанавливается:
Возрастные стадии растений:
Ценопопуляция – совокупность особей одного вида в пределах одного фотоциноза:
Распределение в пространстве бывает:
Поведение животных зависит от того одиночный или групповой образ жизни свойственен виду Виды образа жизни:
2 категории:
49. Динамические характеристики – рождаемость, смертность, продолжительность жизни. Рождаемость – число особей рождающихся в популяции в единицу времени. Смертность – обратная величина Продолжительность жизни:
50. Динамические показатели – скорость роста популяции, типы динамики популяций, экспоненциальный рост. Сохранность того или иного вида в сообществе основано на борьбе за жизнь. Если смертность будет больше рождаемости, то популяция деградирует. Но при постоянных (неизменяемых) условиях в течение короткого промежутка времени возможен неограниченный рост популяции. Такой рост популяции называется экспоненциальным. Типы динамики популяции 1  ) “S-образная” Характерна для популяции, в которой высокая численность быстро снижается до уровня, где рождаемость равна смертности, что говорит об устойчивости популяции.2) “Куполообразная” Характерна для быстрого размножения и быстро погибающей популяции. 3) “Волнообразная” Характерна для популяции, которая быстро восстанавливает свою численность после спада. 4) “Кривая” После спада численности популяций выходит на плато устойчивости. 51. Биоценоз, структура биоценоза (видовая, пространственная, экологическая) Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории. – система, состоящая из растений, животных и микроорганизмов, приспособленных к определенному совместному проживанию на общей территории. Межвидовые связи, формирующие биоценоз создают определенную структуру биоценоза Структура подразделяется:
Видовой состав зависит от длительности существования биоценоза. Количественная оценка видового разнообразия – соотношение видов между собой. Флуктуация численности – колебания численности видов. Они бывают:
В биоценозе учитывается:
Биоценоз – это система связанных между собой консорций. Экотон – это переходные зоны между сообществами с большим разнообразием видов.
Виды в биоценозе в растительном и животном мире образует пространственную структуру, для которой характерны ярусность и мозаичность. Ярусность – это вертикальное распределение в животном и растительном мире. 5-6 ярусов (в растительном мире пример:
Благодаря ярусности растения и животные среди них более полно использовать световой поток. Животный мир в следствие ярусности так же разнообразен, как растительный. Мозаичность – изменение растительного и животного мира по горизонтали Естественная мозаичность – разнообразие видов и изменение ландшафтных условий. Искусственная мозаичность – возникновение новых сообществ результате антропогенного воздействия. Мозаичность и ярусность динамичны.
Макроскопическая оценка биоценоза – характеристики экологической, видовой и пространственной структуры. Микроскопическая оценка биоценоза – расшифровка связей каждого отдельного вида в сообществе. 52. Межпопуляционные отношения в биоценозе, экологическая ниша. Типы межвидовых отношений по классификации Беклеменшего прямые и косвенные отношения в определенной экологической нише подразделяются на 4 типа:
53. Типы межвидовых отношений (трофические, топические, форические, фабрические)
Зоохория – перенос животными пыльцы семян и спор. Форезия – перенос животными более мелких животных.
Пример: птицы строят гнезда используя пух, перья, шерсть 54. Виды взаимодействия (отрицательные, положительные, нейтральные) Положительное: комменсализм, симбиоз: кооперация и мутуализм Нейтральное: квартирантство и нахлебничество, нейтрализм Отрицательное: хищничество и паразитизм, аменсализм, конкуренция 55. Эволюция экосистем, ландшафт, виды ландшафта, ряд природных экосистем. Ландшафт – природный экологический комплекс, в который входят все основные компоненты, находящиеся в сложной единой системе (климат, воздух, вода) Бывают по происхождению:
Ряд природных экосистем:
56. Цикличность, суточные циклы, сезонная и многолетняя цикличность. Цикличность – периодические изменения внешних условий и появление внутренних биологических ритмов. Виды:
57. Сукцессии, первичные и вторичные сукцессии, сукцессионная серия. Сукцессия – процесс развития экологической экосистемы, то есть последовательная смена биоценозов, возникающая на одной и той же территории под влиянием экологических факторов. Сукцессии:
Последовательный ряд постепенно и закономерно сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией. Сукцессии в природе чрезвычайно разномасштабны. 58. Круговорот веществ в природе – большой и малый круговорот. Основных круговорота два
Схема: испарение влаги → конденсация водяного пара → выпадение осадков. Круговорот воды играет основную роль в формировании природных условий на планете.
Этот круговорот главный, так как является продолжением жизни. Элементы, которые покидают абиотическую среду и возвращаются через какое-то время обратно, называются биофильные (S, CO2, N2) 59. “Живое вещество”, его функции Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности. Функции:
60. Части биогеохимического круговорота (резервный и обменный фонд) В круговороте выделяют 2 части:
61.Этапы биогеохимического круговорота Биологический круговорот веществ представляет собой совокупность процессов поступления химических организмов в живые организмы, биохимического синтеза новых сложных соединений и возвращение элементов в почву, атмосферу и гидросферу
Общий биогеохимический круговорот элементов включает биогеохимические циклы отдельных химических элементов 62.Круговорот углерода Основная функция принадлежит CO2 Этапы:
Скорость круговорота CO2 – 300 лет, за это время происходит полная его замена 63.Круговорот кислорода Этапы:
Скорость круговорота О2 – 2 тыс. лет 64.Круговорот азота Растения поглощаютN органически, т.кN усваивается только NH из почвы, в форме NOиз атмосферы Этапы:
65. Круговорот фосфора Содержится в горных породах, на поверхность может попасть в результате подъёма этих пород Две части круговорота:
|