11

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

экология

Методические указания к выполнению практических занятий с элементами лабораторного практикума для студентов 1 курса, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Техносферная безопасность» (очное обучение)

Брянск 2012

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

Кафедра инженерной экологии и природообустройства

Утверждена научно-методическим советом БГИТА

Протокол № ____ от

«___» ____________ 20__ г.

экология

Методические указания к выполнению практических занятий с элементами лабораторного практикума для студентов 1 курса, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Техносферная безопасность» (очное обучение)

Брянск 2012

УДК 504.054. (1-21)

Экология: Методические указания к выполнению практических занятий с элементами лабораторного практикума для студентов 1 курса, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Техносферная безопасность» (очное обучение)/ Брянск. гос. инж.-технол. акад. Автор-составитель Е.Г. Цублова. – Брянск: БГИТА, 2012. – 41 с.

В методических указаниях представлены задания для проведения практических занятий по дисциплине «Экология». Выполнение этих заданий способствует более полному усвоению, а также закреплению знаний об особенностях функционирования природных и созданных человеком экосистем. Значительная часть заданий посвящена вопросам теоретической экологии.

Рецензент:

канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники БГУ

Харин А.В.

Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями инженерно-экологического факультета БГИТА.

Протокол № __ от «__» _____ 2012 г.

Введение

Курс «Экология» является дисциплиной федерального компонента государственного образовательного стандарта подготовки бакалавров по направлению «Техносферная безопасность». Целесообразность изучения данной дисциплины обусловлена необходимостью формирования научной базы для изучения предметов специализации будущих инженеров по охране труда и инженеров-экологов.

Для наиболее полного усвоения знаний по данному курсу рекомендуется выполнение практических заданий, позволяющих систематизировать, дополнить, проиллюстрировать на конкретных примерах различные стороны взаимодействия объектов окружающей среды в условиях природных и измененных человеком систем. В целях формирования целостного представления об изучаемых процессах, происходящих в окружающей среде, в рамках проведения некоторых практических занятий предусмотрено проведение лабораторных работ. Для введения в дисциплину, а также с целью ознакомления с методами изучения в экологии первое занятие проводится в виде экскурсии.

При подготовке к практическим занятиям по дисциплине необходимо повторение материала курсов «Основы биологии» и «Химия», желательно ознакомление с дополнительной литературой.

Решения практических заданий могут быть использованы для подготовки студента к экзамену в качестве иллюстраций ответа на вопросы, а также при последующем изучении дисциплин, составляющих основу подготовки специалистов по направлению «Техносферная безопасность».

Теоретическая экология практическое занятие №1

Введение в экологию. Методология науки

Цель занятия: сформировать представление о методах экологии.

Основные понятия: экология, экологический мониторинг, биоиндикация

Занятие проводится в форме экскурсии на территории, прилежащей к учебным корпусам академии.

По материалам экскурсии составляется отчет по следующим пунктам:

1. Какие методы используются в экологических исследованиях?

2. Какие методы можно использовать при общей оценке состояния экосистемы?

3. Что такое биоиндикация?

4. Какие организмы являются биоиндикаторами? В чем заключается основное различие между специфическими и неспецифическими биоиндикаторами?

5. Какие параметры состояния городской среды можно оценить с помощью биоиндикационных исследований?

Аутэкология

Практическое занятие №2

Основные закономерности взаимоотношений

организма и среды

Цель занятия: закрепить знания о предмете, задачах и методах экологии, основных понятиях аутэкологии.

Основные понятия: экология, экологический фактор, среда обитания, толерантность, адаптация,

1. Заполните пропуски.

Экология – это ___. Основоположником экологии как науки является ___. По мнению этого ученого экология должна была изучать: ___, ___, ___. В настоящее время задачами экологии являются: ___, ___, ___. Выделяют два основных раздела экологии: ___ и ___. Теоретическая экология изучает ___, а прикладная – ___. Раздел теоретической экологии, изучающий взаимоотношения отдельного организма и окружающей среды, называется ___. Синэкология изучает ___. Прикладная экология в настоящее время привлекает ___ внимание, поскольку ___. Разделы прикладной экологии ___, ___, ___ занимаются изучением ___.

2. Что такое экологические факторы? По каким критериям можно их классифицировать? Составьте схему классификации экологических факторов. Ответ проиллюстрируйте примерами из предложенного списка.

Охота лисиц на полевок, вырубка лесов, влажность воздуха, строительство зданий, газовый состав воздуха, смена березовой рощи дубравой, выброс веществ при извержении вулкана, космическая радиация, зарастание водоема, соленость воды, инфекционные заболевания, солнечная энергия, сенокос, развитие трутовика на дереве

3. П о каким закономерностям развиваются отношения организма

и окружающей среды? Дайте им формулировку. Ответ проиллюстрируйте примерами.

4. Рассмотрите график зависимости смертности куколок соснового шелкопряда от влажности и температуры окружающей среды (рисунок 1). Определите, какой фактор будет ограничивающим в точке с координатами:

• Влажность – 20%, температура - +26^оС;

• Влажность – 20%, температура - +11^оС;

• Влажность – 60%, температура - +26^оС.

Назовите диапазон оптимальных значений и толерантности куколок соснового шелкопряда по влажности и температуре.

5. Составьте графики зависимости жизнедеятельности собаки и ящерицы от температуры окружающей среды, учитывая данные представленные в таблице 1.

Таблица 1 - Зависимость жизнедеятельности организмов от температуры

окружающей среды (⁰С)

Параметры	Собака	Ящерица
Экологическая валентность	-40 …+60	-5…+50
Значения температуры зоны оптимума	+23…+27	+23…+27
Значения температуры, при которых жизнедеятельность снижается до значений: 70% 50% 30% 10%	+10 +30 0 +35 -10 +40 -20 +50	+18 +30 +12 +35 +10 +40 +5 +45

Используя построенный график, укажите критические точки, зону оптимума, зону пессимума, учитывая, что зона пессимума характеризуется угнетением жизнедеятельности организма более чем на 50%. От каких параметров организма этих животных зависит размер зоны оптимума и диапазон толерантности? К какой группе – стенотермных или эвритермных организмов – можно отнести ящерицу и собаку? Ответ поясните.

В каких условиях среды формируются стенобионты, а в каких эврибионты? Приведите примеры организмов, относящихся к следующим группам:

• эврибарические – стенобарические,

• эвригидрические – стеногидрические

• эвриоксибионты – стенооксибионты

• эвригалинные – стеногалинные.

6. Какие факторы среды называют лимитирующими? Среди перечисленных примеров выберите ограничивающий фактор, значение которого:

• не позволяет существовать растениям в океане на глубине 6000 м: вода, температура, углекислый газ, соленость воды, свет.

• не позволяет существовать большинству растений в пустыне летом: температура, свет, вода, ветер, кислород.

• не позволяет существовать скворцам зимой в средней полосе России: температура, пища, кислород, влажность воздуха, свет, снежный покров.

• не позволяет существовать обыкновенной речной щуке в Черном море: температура, свет, пища, соленость воды, кислород, углекислый газ.

• не позволяет существовать кабану зимой в сибирской тайге: температура, свет, кислород, влажность воздуха, высота снежного покрова.

• с наибольшей вероятностью будет лимитировать рост пшеницы на поле: углекислый газ, кислород, гелий, ионы калия, газообразный азот;

• вынуждает кукушек подкладывать яйца в гнезда других птиц: отсутствие гнезд, характер пищи, температура в гнезде, плохая освещенность

• препятствует распространению живых организмов в высокие слои атмосферы: отсутствие твердого субстрата, низкие температуры, наличие жесткого ультрафиолета, недостаток кислорода.

7. Что такое адаптация организмов? Какие организмы – стенобионты или эврибионты – имеют более широкие адаптивные способности? Ответ обоснуйте.

8. Существует три основных способа адаптации организмов к неблагоприятным условиям среды – подчинение, сопротивление и избегание. Из предложенных ниже высказываний выберете варианты, характеризующие каждый из видов адаптации:

• Экономит затраты на существование организма в измененных условиях

• Приводит к уменьшению затрат на существование организма в исходных условиях

• Требует больших затрат энергии и выработки специальных приспособлений в строении тела и поведении организма

• Сужает жизненное пространство особи и объем используемых организмом ресурсов

• Расширяет жизненное пространство особи и увеличивает объем используемых организмом ресурсов

9. Из приведенных ниже вариантов выберите примеры, иллюстрирующие каждый из способов адаптации:

• осенние перелеты птиц из северных в южные территории;

• зимняя спячка бурых медведей;

• активная жизнь полярных сов зимой при температуре окружающей среды минус 40^оС;

• переход бактерий в состояние споры при высоких температурах среды;

• сохранение температуры поверхности тела верблюда +25^оС при температуре окружающей среды выше +35^оС;

• зарывание куропаток в снег в сильные морозы;

• образование колючек у кактусов;

• развитие рогового покрова у южных рептилий.

  10. Какие виды адаптаций к неблагоприятным условиям среды различают? Дайте им краткую характеристику, проиллюстрировав ответ примерами из приведенного ниже списка.

Сезонные миграции животных, способность накапливать влагу в структурах тела, появление крыльев у наземных организмов, подражательная окраска у насекомых, анабиоз, биолюминесценция, образование хлорофилла, листопад, переход к ночному образу жизни, редукция органов и систем при переходе к паразитическому образу жизни, появление различной формы клюва у птиц, образование опорных (механических) тканей, теплокровность, использование кислорода в жизнедеятельности, синхронизация жизненного цикла паразита с циклом организма хозяина.

Контрольные вопросы.

1. Дайте понятие оптимального и лимитирующего факторов.

2. В чем заключается основное различие стенобионтных и эврибионтных организмов?

3. Будет ли комплекс параметров среды обитания влиять на отношение организма к конкретному экологическому фактору?