Лабораторная работа 3,4. Лабораторная работа 3 Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов Задание

• Название: Лабораторная работа 3 Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов Задание
• Анкор: Лабораторная работа 3,4.docx
• Дата: 31.01.2018
• Размер: 41.08 Kb.
• Имя файла: Лабораторная работа 3,4.docx
• Тип: Лабораторная работа; #15065
• Категория: Экология

Лабораторная работа №3

Важнейшие абиотические факторы и адаптации к ним организмов

3.1. Задание

1. Построить световые кривые фотосинтеза для следующих растений: кукуруза, пшеница, бук, мхи.

2. Определить процент использования солнечной энергии лесом. Полученные результаты занести в таблицу 5.

Таблица 5

Количество древесины, производимой за год одним гектаром леса и процент использования солнечной энергии

№ п/п	Группа леса	Приток солнечной энергии, (кДж/га)год	Количество производимой древесины, (тыс. кг/га) год	Количество энергии, заключенной в 1 г древесины, кДж	Процент использования солнечной энергии лесом
1	Хвойный	3,8х1010	10	19
2	Широколиственный	4,0х1010	7	16

3. Определить когда зацветут мать-и-мачеха и земляника, если средняя многолетняя температура мая +12°С, июня + 15°С. Полученные результаты занести в таблицу 6.

Таблица 6

Сумма эффективных температур, температура развития и время цветения некоторых видов растений

№ п/п	Растение	Сумма эффективных температур, °С	Температура порога развития, °С	Время цветения, дней
1	Мать-и-мачеха	77	2
2	Земляника	500	5

4. Заполнить таблицу адаптации к засушливым условиям (табл. 7).

Таблица 7

Адаптации к засушливым условиям у растений и животных

п/п	Адаптация	Морфофизиологическая характеристика	Пример
I	Уменьшение потери воды	1. Листья превращены в иглы
		2. Толстая восковая кутикула
		3. Дыхательные отверстия закрыты клапанами
II	Увеличение поглощения воды	1. Длинные корни
		2. Обширная поверхностная корневая система
		3. Прорытие ходов к воде
III	Запасание воды	1. В слизистых клетках и клеточных стенках
		2. В виде жира (вода продукт окисления)
IV	Уклонение от проблемы	1. Переживают неблагоприятный период в виде луковиц, клубней
		2. Летняя спячка в слизистом коконе

3.2. Пояснения к заданию

Свет является одним из важнейших абиотических факторов, особенно для фотосинтезирующих зеленых растений. Около 42 % всей падающей солнечной радиации отражается атмосферой, 15 % поглощается толщей атмосферы и идет на ее нагревание и только 43 % достигает земной поверхности. Эта доля радиации состоит из прямой радиации (27 %) и рассеянной (16 %) — лучей, рассеянных молекулами газов воздуха, капельками воды, кристаллами льда, частичками пыли. Общую сумму прямой и рассеянной радиации называют суммарной радиацией. Но и эта радиация не используется растениями продуктивно. В среднем только 1-5 % падающего на растения света используется для фотосинтеза.

По отношению к интенсивности света различают следующие экологические группы растений: светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые.

У светолюбивых растений интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении. Компенсационный пункт (это интенсивность освещения, при которой процесс дыхания уравновешивается процессом фотосинтеза) лежит в области более высокой освещенности.

У тенелюбивых растений интенсивность фотосинтеза, быстро достигнув максимума, перестает возрастать при усилении освещенности.

Рост и развитие растений помимо интенсивности света зависят также от продолжительности светового и темнового периода. По реакции на продолжительность дня растения делят на три основные группы: длинного дня, короткого и нейтрального. Растения длинного дня цветут и плодоносят при продолжительности дня не менее 12 часов. В группу растений короткого дня входят виды, цветение которых ускоряется при сокращении дневного освещения (менее 12 часов).

К растениям нейтрального дня относят виды, не обладающие фотопериодической реакцией и зацветающие почти одновременно при любой длине дня.

Тепловой режим — важнейшее условие существовавши живых организмов, так как все физиологические процессы у них возможны при определенных условиях.

Для растений и холоднокровных животных количество тепла, необходимого для развития, определяется суммой эффективных температур. Эффективная температура — это разница между температурой порога развития и реальной наблюдаемой температурой. Сумма эффективных температур определяется по формуле:

С = (t – t₁) - n , (3)

где С — сумма эффективных температур, °С;

t — наблюдаемая температура, °С;

t₁— температура порога развития, ⁰С;

п — число дней, имеющих температуру больше t₁.

3.3. Справочные данные

1. Данные величины компенсационного пункта и количества поглощаемого углекислого газа у различных растений (табл. 8).

Таблица 8

Компенсационный пункт и поглощение СО₂у различных растений

№ п/п	Растение	Компенсационный пункт, клк/м2	Поглощение СО2, (мг/дм) час
1	Кукуруза	10,0	60
2	Пшеница	5.5	30
3	Бук	3,0	15
4	Мхи	0,1	2

2. Данные продуктивности различных групп леса и количество энергии, заключенной в 1 грамме древесины (табл. 3).

3. Данные температурного режима развития некоторых видов растений (табл.4).

3.4. Основные понятия и определения

Фотосинтез, фазы фотосинтеза, суммарная радиация, светолюбивые, тенелюбивые и теневыносливые растения, растения длинного, короткого и нейтрального дня, тепловой режим, пойкилотермные и гомойотермные организмы, эффективная температура, расчет суммы эффективных температур.

Лабораторная работа №4

Структура и динамика популяции

4.1. Задание

1. Рассчитать смертность во время спячки в пяти популяциях малого суслика. На каком участке смертность оказалась наиболее высокой? Полученные результаты занести в таблицу 9.

2. Рассчитать плотность популяции дождевых червей в расчете на 1 м² до и после использования гербицидов. Полученные результаты занести в таблицу 10.

3. Рассчитать плотность популяции лося в охотничьих хозяйствах. Дать оценку плотности популяции (оптимальная, низкая, высокая, очень высокая), если для лесов среднего качества плотность популяции лося должна быть 3-5 особей на 1000 га. Полученные результаты занести в таблицу 11.

Таблица 9

Плотность популяции, выживаемость и смертность в различных популяциях малого суслика

Популяция	Плотность перед впадением в спячку, экз/га	Число, экз.		Смертность, %
		выживших	погибших
Первая	160	107
Вторая	90	76
Третья	180	125
Четвертая	110	87
Пятая	105	94

Таблица 10

Число дождевых червей и плотность их популяции до и после использования гербицидов

Кол-во учетных площадок			Размер учетной площадки, м2		Общая площадь всех учетных площадок, м2			Общее число дождевых червей на всех учетных площадках, экз.						Плотность популяции в расчете на 1 м2, экз.
								вариант						вариант
						1	2	3			1		2			3
До использования гербицидов
8		0,25			2,0			80	95			68
После использования гербицидов
10		0,25			2,5			35		48		24

Таблица 11

Площадь охотничьего хозяйства, численность и плотность популяции лося

№ п/п	Площадь охотничьего хозяйства, га	Лесистость, %	Площадь, занятая лесом, га	Численность лося, особ.	Плотность популяции лося, особей/1000 га	Оценка плотности
1	39000	73		130
2	45000	67		121
3	50000	71		137
4	57000	84		168
5	63000	80		155

4.2. Пояснения к заданию

Популяция — группа особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию. Основные характеристики популяции следующие:

1. Численность — общее количество особей на определенной территории.

2. Плотность популяции — среднее число особей на единицу площади или объема.

3. Рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.

4. Смертность — количество погибших в популяции особей за единицу времени.

5.Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью.

6.Темп роста — средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, поведенческим особенностям отражает структуру популяции. Она формируется, с одной стороны на основе общих биологических свойств вида, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяции других видов.

Структура популяции не стабильна. Рост и развитие организмов, рождение новых, гибель от различных причин, изменение окружающих условий, увеличение или уменьшение численности врагов — все это приводит к изменению различных соотношений внутри популяции.

Зависимые от плотности рождаемость и смертность обусловливает регуляцию численности популяции. С увеличением плотности удельная рождаемость со временем снижается, а удельная смертность возрастает. При плотности, соответствующей точке пересечения кривых рождаемости и смертности, численность популяции не меняется. Такая плотность отвечает состоянию устойчивого равновесия и называется плотностью насыщения.

При расчете смертности в популяции малого суслика сначала определяют число погибших особей по формуле:

₍₄₎

где H— число погибших особей, экз.; — плотность перед впадением в спячку, экз./га; а₂— число выживших особей, экз.

После этого определяют смертность по формуле:

, (5)

где C– смертность, %; Н – число погибших особей, экз.; - плотность перед впадением в спячку, экз./га.

Плотность популяции дождевых червей в расчете на 1 м² определяется по формуле:

P=K/S(6)

где Р — плотность популяции, экз./м²; К — число дождевых червей на всех учетных площадках, экз.; S — общая площадь всех учетных площадок, м².

При расчете плотности популяции лося сначала определяют площадь охотничьего хозяйства, которая покрытая лесом:

S= ₍₇₎

где S— площадь, покрытая лесом, га; S₁— площадь охотничьего хозяйства, га; L — лесистость, %.

Плотность популяции лося после этого определяют по формуле:

₍₈₎

где N— плотность популяции, особ./1000 га; А — численность лося, особ.; S— площадь, покрытая лесом, га.

На территории площадью 100 км² ежегодно производили рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80–110 голов.

4.3.Справочные данные

1.Данные плотности популяции малого суслика и число выживших особей (табл.9).

2. Данные размера учетных площадок и общего числа дождевых червей на них до и после использования гербицидов (табл.10).

3. Данные площади охотничьего хозяйства, его лесистости и численности популяции лося (табл. 11).

4.4. Основные понятия и определения

Популяция, численность популяции, плотность, популяции, рождаемость, смертность, прирост популяции, темп роста популяции, структура популяции, регуляция численности популяции.