Задание 21. «Круговорот углерода» Задание 22. «Круговорот азота»

1. Почему азот является важнейшим биогенным элементом?

2. Могут ли растения фиксировать атмосферный азот?

3. Каким образом происходит связывание атмосферного азота?

4. Какие микроорганизмы способны фиксировать атмосферный азот?

5. Какие микроорганизмы разлагают органические вещества с образованием аммиака?

6. Какие микроорганизмы окисляют аммиак до нитритов и нитратов?

7. Какие микроорганизмы возвращают азота в атмосферу?

1. Почему углерод является важнейшим биогенным элементом?

2. Каким образом углерод из атмосферы попадает в живые организмы?

3. За счет каких процессов происходит возвращение углерода в атмосферу?

4. Назовите основные этапы круговорота углерода в природе.

5. Какова роль продуцентов, консументов и редуцентов в круговороте углерода?

Задание 23. «Характеристика биосферы»

Запишите номера вопросов и дайте ответ одним предложением:

1. Каково значение работ В.И.Вернадского?

2. За счет какой энергии существует биосфера?

3. Укажите границы биосферы.

4. Укажите границы тропосферы, стратосферы, ионосферы.

5. Какое значение имеет озоновый экран?

6. На какие группы делят живые организмы гидросферы?

7. Перечислите вещества биосферы.

8. Что такое биогенная миграция?

9. Какова биомасса биосферы?

10. Какой процент от общей биомассы Земли приходится на долю растений?

11. Какова биомасса автотрофных и гетеротрофных организмов поверхности суши?

12. Какова биомасса автотрофных и гетеротрофных организмов в океане?

13. Каков процент использование солнечной энергии для фотосинтеза на суше и в океане?

Задание 24. Важнейшие термины и понятия: «Биосфера»

Дайте определение терминам или раскройте понятия (одним предложением, подчеркнув важнейшие особенности):

1. Биосфера. 2. Литосфера. 3. Тропосфера. 4. Стратосфера. 5. Ноосфера. 6. Ресурсы природные 7. Гумус. 8. Экологический прогноз.

Ответы:

Задание 1.

1. Наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и с окружающей средой. 2. Э.Геккель в 1866 г. 3. Любая совокупность совместно обитающих организмов и неорганических компонентов, в которой может осуществляться круговорот веществ. Термин введен английским экологом Тенсли в 1935 году. 4. Термин биогеоценоз веден в 1942 г. академиком В.Н.Сукачевым. "Экосистема" и "биогеоценоз" близкие по сути понятия, но если первое из них приложимо для обозначения систем, обеспечивающих круговорот любого ранга (экосистемы аквариума, гниющего пня, тундры, океана), то биогеоценоз — исторически сложившаяся совокупность живых организмов, обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существования. 5. Отдельные элементы среды обитания, действующие на организмом, и вызывающие приспособительные реакции. 6. Факторы живой природы, действующие на организм. 7. Факторы неживой природы, действующие на организм. 8. Воздействие человека на организмы непосредственно (вырубка леса, отстрел животных) или через изменение их среды обитания (загрязнение атмосферы, воды).

Задание 2.

1. Значение фактора, наиболее благоприятное для жизнедеятельности. 2. Минимальное и максимальное значения фактора, границы, за пределами которых наступает гибель организмов. Для всех организмов и для каждого вида существуют свои границы по каждому фактору отдельно. Эврибионты имеют широкую амплитуду, стенобионты – узкую. 3. Жизнедеятельность организмов ограничивается любым фактором среды, который содержится в недостаточном количестве. 4. Да, например, избыточная кислотность почвы препятствует росту многих растений, избыточная соленость воды препятствует расселению многих видов рыб. 5. Фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма, т.е. за пределы допускаемого минимума и максимума.

Задание 3.

Тип взаимодействия	Виды		Общий характер взаимодействия
	1	2
1. Нейтрализм 2. Конкуренция 3. Аменсализм 4. Паразитизм 5. Хищничество 6. Комменсализм 7. Протокооперация 8. Мутуализм	0 - - + + + +	0 - 0 - - 0 +	Ни одна популяция напрямую не влияет на другую (синицы и мыши в лесу). Успех одного означает неуспех другого (волки и лисы, конкуренция за пищу). Вид 2 подавляет вид 1, сам не испытывает отрицательного воздействия (дерево и трава под ним). Вид 1 паразитирует на другом, ослабляя его (гриб-трутовик и дерево). Хищники (вид 1) питаются за счет своих жертв (лисы и мыши). Комменсал (вид 1) получает пользу от другого вида, которому это объединение безразлично (рыба-прилипала и акула). Взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно (актиния и рак-отшельник). Взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно (термиты и жгутиковые простейшие).

3. Принцип исключения относится к взаимодействию видов по типу конкуренции. "Два вида не могут существовать в одной и той же местности, если их экологические потребности идентичны, т.е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу".

Задание 4.

1. Лучи с длинами волн синей и красной частей спектра. 2. Чем короче длина волны, тем больше энергии. Значит, фиолетовый свет несет почти в два раза больше энергии, чем красный. 3. Инфракрасный свет. 4. Клетки кожи защищаются от избытка ультрафиолета, защищая клетки от повреждений и избыточного образования витамина D. Инфракрасное излучение не опасно для клеток кожи.

Задание 5.

1. Реакция организмов на продолжительность светового дня. По реакции на продолжительность дня растения и животные подразделяются на длиннодневные, короткодневные и нейтральные. 2. Зацветают осенью, при длине дня менее 15 часов. 3. Белена зацветает при длине дня около 16 часов — это длиннодневное растение. Дурнишник зацветает при длине дня около 8 часов — это короткодневное растение. 4. Короткодневные растения — зацветающие при коротком дне, длиннодневные — зацветающие при длинном дне, нейтральные — зацветающие при любой продолжительности дня.

Задание 6.

1. Наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и с окружающей средой. 2. Отдельные элементы среды обитания, действующие на организмом, и вызывающие приспособительные реакции. 3. Наиболее благоприятная для организма интенсивность экологического фактора – света, температуры, влажности и т.д. 4. Фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма, т.е. за пределы допускаемого минимума и максимума. 5. Сожительство двух популяций живых организмов, когда ни одна из них не испытывает влияния другой. 6. Любое антагонистическое отношение, связанное с борьбой за существование, за доминирование, за пищу, пространство и другие ресурсы между организмами , нуждающимися в одних и тех же ресурсах. Может быть внутри- и межвидовая. 7. Форма взаимодействия между популяциями, при котором одна из них подавляет другую без извлечения пользы для себя и без обратного отрицательного воздействия со стороны подавляемой. 8. Форма симбиоза между особями разных видов, когда одна особь получает одностороннюю пользу, не причиняя хозяину вреда. Основой может быть общее пространство, субстрат, кров, передвижение или чаще всего пища. 9. Форма симбиоза между различными видами, выгодная для обоих, но не обязательная. 10. Симбиотические взаимовыгодные отношения, при которых присутствие каждого из двух видов становится обязательным для другого партнера. 11. Реакция организмов на суточный ритм освещения, на соотношение продолжительности дня и ночи, выражающаяся в изменении процессов роста и развития. 12. Состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. 13. Растения сухих местообитаний, способные ряду приспособительных признаков и свойств переносить перегрев и обезвоживание. Разделяются на две большие группы – суккуленты и склерофиты. Суккуленты способны запасать в тканях большое количество воды, которую потом очень экономно расходуют. Склерофиты – сухие, жесткие травы и кустарники, способные выдерживать сильное обезвоживание. 14. Однолетние травянистые растения, завершающие полный цикл развития за очень короткий период (от 2-6 недель до 6 мес.). 15. Многолетние травянистые растения, цветущие ранней весной, летом надземные побеги полностью отмирают, остаются лишь подземные запасающие органы с почками – корневища, клубни, луковицы.

Задание 7.

1. Устойчивая саморегулирующаяся экологическая система, в которой живые организмы (биоценоз) и косные компоненты (биотоп) объединенны обменом веществ и энергии в единый природный комплекс. 2. Совокупность животных, растений, грибов и микроорганизмов, совместно населяющие участок суши или водоема. 3. Участок суши или водоема с однородными условиями существования, заселенный определенным биоценозом. 4. Автотрофные организмы. В данном лесу к продуцентам относятся растения. 5. Все растительноядные животные (белки, гусеницы). 6. Плотоядных животных (насекомоядные птицы, хищные насекомые). 7. Сапротрофные организмы, разрушители органического вещества, деструкторы. К ним относятся бактерии и грибы, разрушающие органические вещества до минеральных солей. 8. Три надземных и три подземных яруса. 9. Растения верхнего яруса — светолюбивые, нижнего яруса — теневыносливые.

Задание 8.

1. Водные цветковые растения, водоросли, цианобактерии. 2. К консументам первого порядка относятся моллюски, головастики, ракообразные, растительноядные рыбы, личинки насекомых. К консументам второго порядка относятся хищные насекомые, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие, питающиеся в водоеме. 3. Микроорганизмы: бактерии и грибы, разлагающие органические вещества до минеральных соединений.4. Фитопланктон → зоопланктон → мальки рыб → лягушка → бактерии сапротрофы.

Задание 9.

Тест 1: 1. Тест 2: 2. Тест 3: 3. Тест 4: 1. Тест 5: 4. **Тест 6: 1, 2, 3. **Тест 7: 2, 3, 4. Тест 8: 3. **Тест 9: 1, 2. Тест 10: 2.

Задание 10.

1. Около 1%. 2. Около 50%. 3. Около 10 тонн на гектар. 4. Пастбищные и детритные цепи. 5. Нет, происходит круговорот веществ, но поток энергии — однонаправленный. 6. Рассеивается в форме тепла.

Задание 11.

1. Масса съеденной рыбы 500 кг, зоопланктона 5000 кг, фитопланктона — 50000 кг. 2. На первом уровне на прирост биомассы 50% (50% будет израсходовано при дыхании), на прирост биомассы второго уровня перейдет 5%, на прирост биомассы третьего уровня — 0,5%, на прирост биомассы четвертого — 0,05%, пятого — только 0,005%. 3. Высокая интенсивность размножения, прирост биомассы фитопланктона обеспечивают равновесие меду прибылью и убылью, и их биомасса постоянно остается небольшой. Так же осуществляется воспроизведение зоопланктона, но в целом его биомасса больше, чем биомасса фитопланктона. Консументы 2-го порядка крупнее, живут дольше, размножаются медленнее, их биомасса больше, чем у зоопланктона.

Задание 12.

1. Численность каждого вида растительноядных животных контролируется хищниками и паразитами. 2. Благоприятными условиями, отсутствием конкурентов и хищников. 3. Основными оружием борьбы были биологические средства борьбы. Зараженных миксоматозом кроликов выпустили в кроличьи колонии, первое время смертность была стопроцентной.

Задание 13.

Тест 1: 2. Тест 2: 2. Тест 3: 3. Тест 4: 3. Тест 5: 3. Тест 6: 1. Тест 7: 4. Тест 8: 3. Тест 9: 3. Тест 10: 2.

Задание 14.

1. Закономерная смена менее устойчивых сообществ на более устойчивые. 2. Сообщество светолюбивых травянистых растений → сообщество кустарников → березовый лес → еловый лес. 3. Еловый лес. 4. Бактерии, цианобактерии, накипные лишайники → кустистые лишайники и мхи → травянисто–кустарниковые сообщества → лесные сообщества.

Задание 15.

1. Солнечный свет, вносимые органические удобрения, энергия, затраченная человеком на работы, связанные с хозяйственной деятельностью. 2. Монокультура, или небольшое количество видов растений. 3. Небольшое количество видов, но численность их может быть очень высокой. 4. Микроорганизмы: бактерии и грибы. 5. Выражена очень слабо, отсутствуют хищники и паразиты, контролирующие численность. Регулируются человеком (борьба с сорняками, вредителями). 6. Неполный, ежегодно вместе с урожаем часть питательных элементов из выводится из агроценоза. Для возмещения потерь вносятся в почву минеральные и органические удобрения. 7. Направленный на подбор наиболее продуктивных сортов. В природной экосистеме естественный отбор направлен на сохранение организмов, наиболее приспособленных к совместной жизни.

Задание 16.

1. Биоценоз. 2. Биотоп. 3. Продуценты, консументы, редуценты. 4. Фотоавтотрофные и хемоавтотрофные. 5. Консументы и редуценты. 6. До 50%. 7. Около 10 т/га в год. 8. Ярусное расположение растений увеличивает поверхность фотосинтеза. 9. Энергия солнечного света → энергия химических связей образованного органического вещества продуцентов → консументов → редуцентов (передается по цепям питания). Рассеивается в форме тепла при окислении органического вещества. 10. Элементы неживой природы → биомасса продуцентов → консументов → редуцентов (передаются по цепям питания). Возвращаются в неживую природу в результате обмена веществ. 11. Органическое вещество погибших организмов. 12. С одного пищевого уровня на другой переходит в среднем около 10% биомассы и энергии. 13. Прирост биомассы экосистемы в единицу времени. 14. Тропические леса.

Задание 17.

1. Автотрофные организмы (в основном зеленые растения) – производители органического вещества на Земле из неорганических веществ (Н₂О и СО₂). 2. Растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества. 3. Гетеротрофные микроорганизмы (бактерии) и грибы, разрушители органических веществ, деструкторы. 4. Растительное сообщество, исторически сложившееся в результате совместной жизни растений на однородном участке местности. 5. Цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. 6. Схема трофических связей между видами в экосистеме. 7. Процесс развития сообщества в направлении повышения его устойчивости. Конечной стадией является климаксное сообщество. Характерно увеличение разнообразия видов, усложнение трофических цепей, увеличение биомассы. 8. Биоценоз, наиболее устойчивый для данной местности. 9. Искусственно созданный человеком биоценоз. 10. Закономерность, согласно которой биомасса каждого последующего уровня в пищевой цепи прогрессивно уменьшается (в среднем в 10 раз).

Задание 18.

1. Часть атмосферы, часть литосферы и вся гидросфера. 2. Оболочка Земли, заселенная живыми организмами. 3. 15 – 35 км. 4. Атмосфера: споры грибов и бактерий заносятся на высоту 20 км, литосфера: анаэробных бактерий находят в земной коре на глубине более 4 км в водах месторождений нефти, гидросфера заселена на всю глубину. 4. В.И.Вернадский.

Задание 19.

1. Живое вещество, косное вещество, биогенное вещество, биокосное вещество. 2. Живые организмы. 3. Вещества неорганической природы – песок, глина, гранит, базальт. 4. Результат взаимодействия живых организмов с неживой природой (вода, почва, ил). 5. Создаваемые и перерабатываемые в ходе жизнедеятельности организмов (каменный уголь, нефть, газ). 6. Превращении энергии солнечного света в энергию химических связей образованного органического вещества автотрофными организмами и использовании этой энергии гетеротрофами. 7. Фотосинтеза, дыхания, деятельности азотфиксирующих и денитрифицирующих бактерий; создании атмосферы. 8. Захвате и накоплении биогенных химических элементов. 9. Химическими превращениями веществ, происходящими в процессах метаболизма – реакциях ассимиляции и диссимиляции. 10. В минерализации отмерших организмов и возвращении химических элементов в неживую природу.

Задание 20.

Тест 1: 1. Тест 2: 2. Тест 3: 3. Тест 4: 2. Тест 5: 4. Тест 6: 3. Тест 7: 4. Тест 8: 1. Тест 9: 2. Тест 10: 3.

Задание 21.

1. Является "скелетообразующим" элементом для органических молекул — белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот. 2. В результате фотосинтеза молекулы СО₂ включаются в состав образованного органического вещества. 3. В результате брожения и дыхания. 4. Фиксация при фотосинтезе, движение по цепям питания, возвращение в атмосферу в результате процессов брожения и дыхания. 5. Продуценты при образовании органического вещества захватывают углекислый газ воздуха, при дыхании возвращают часть СО₂ в атмосферу. Консументы и редуценты в результате процессов дыхания разрушают органическое вещество и возвращают СО₂ в атмосферу.

Задание 22.

1. Входит в состав органических молекул — белков и нуклеиновых кислот. 2. Нет. 3. Связывание азота в соединения, доступные растениям (нитраты) происходит в атмосфере при грозовых разрядах, с помощью микроорганизмов–азотфиксаторов и в результате промышленной фиксации. 4. Почвенные азотфиксирующие бактерии, клубеньковые бактерии в корневых системах бобовых растений и цианобактерии. 5. Аммонифицирующие бактерии разлагают отмершие растения и животных, освобождается аммиак. 6. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитритов и нитратов. 7. Денитрифицирующие бактерии превращают нитраты в свободный азот, который уходит в атмосферу.

Задание 23.

1. Создал учение о биосфере, распространив понятие биосферы не только на живые организмы, но и на геологические оболочки, заселенные ими. 2. Энергии солнечного света. 3. Верхняя граница жизни в атмосфере проходит на высоте 20 км, литосфера заселена на глубину до 4 км., гидросфера заселена полностью, до 11 км. 34 м. 4. Тропосфера – до 20 км, стратосфера – до 100 км, выше – ионосфера. 5. Отражает лучи жесткого ультрафиолетового излучения, губительно действующего на живые клетки. 6. Планктон – совокупность организмов, обитающих в толще воды и неспособных активно сопротивляться морским течениям. Различают фито- и зоопланктон. Нектон – совокупность активно плавающих организмов, обитающих в толще воды и способных самостоятельно передвигаться на значительные расстояния. Бентос – совокупность организмов, обитающих на дне водоемов, в его грунте или на грунте. Различают фито- и зообентос. 7. Живое вещество, косное вещество, биогенное и биокосное вещество. 8. Круговорот химических элементов в биосфере при участии живых организмов. 9. Достигает примерно 2,423·10¹² т. Составляет примерно 0,01% от массы земного шара. 10. 99% от общей биомассы приходится на биомассу растений. 11. На поверхности суши биомасса растений 99,2%, биомасса гетеротрофов – 0,8%. 12. Биомасса растений в океане – 6,3%, биомасса гетеротрофных организмов 93,7%. 13. На суше 0,1%, в океане – 0,04%.

Задание 24.

1. Оболочка Земли, заселенная живыми организмами. 2. Внешняя, твердая оболочка Земли, земная кора, состоящая из осадочных и магматических пород. 3. Нижняя часть атмосферы, высота которой доходит до 20 км. 4. Средняя часть атмосферы, высота до 100 км, на высоте 15-35 км образуется озоновый слой. 5. Учение о ноосфере развито академиком В.И.Вернадским, «разумная оболочка» Земли, в которой проявляется деятельность человека как главный, определяющий фактор. 6. Полезные ископаемые, источники энергии, почва, вода, водоемы, минералы, растения, животные и т.д. Природные ресурсы делят на исчерпаемые и неисчерпаемые. Исчерпаемые: невозобновимые – нефть, каменный уголь; возобновимые – почва, растительность, животный мир. Неисчерпаемые – космические, климатические и водные ресурсы. 7. Органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков редуцентами. 8. На основе экологических законов предсказание поведения природных систем в ближайшем и отдаленном будущем. С учетом данных прогноза проводится хозяйственная деятельность, рациональное и разумное использование природных ресурсов.