Контрольная работа по "Экологии"

 

 

Контрольная работа

по  дисциплине «Экология»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           Санкт-Петербург

                                                                  2011

Содержание

 

1. Сформулируйте определение экологической системы и начертите схему структуры биогеоценоза. Приведите несколько примеров природных экологических систем………………………………...3

 

2. Приведите график, характеризующий воздействие экологического фактора на организм; поясните экологический смысл предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества в среде.  ПДК = Слим/n, где n>1, Слим=Спор – лимитирующая пороговая концентрация. ……………………………………………………....5

 

 

3. Изобразите и обсудите модель биотического (биологического) круговорота веществ-биогенов с участием продуцентов, консументов, редуцентов. Поясните названия организмов и их роль в круговороте…………………………………………………7

 

4. Перечислите органические молекулы, которые синтезируются в тканях живых организмов, из каких химических элементов они состоят?..................................................................................................9

 

 

5. Биомасса экосистемы, её изменение по трофическим уровням. Экологические пирамиды численности, биомассы, энергии……………………………………………………………...11

 

6. Эвтрофизация водоёмов, её антропогенные начала………………………………………………………………14

 

Список литературы………………………………………………………15

 

 

 

 

 

 

1. Сформулируйте определение экологической системы и начертите схему структуры биогеоценоза. Приведите несколько примеров природных экологических систем.

 

Экологическая система (от греч. éikos — жилище, пребывание) — единый экологический, природный комплекс со свойственными ему связями, взаимозависимостью, обусловленными обменом веществ и энергии. Иными словами, экологическая система — это совокупность живых организмов со средой их обитания.

Природные экологические  системы чаще называются экосистемами.

Экосистемой называют совокупность продуцентов, консументов  и детритофагов, взаимодействующих  друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Таким образом, для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема  обязательно представляет собой  совокупность живых и неживых  компонентов (рис. 1);

2) в рамках  экосистемы осуществляется полный  цикл, начиная с создания органического  вещества и заканчивая его  разложением на неорганические  составляющие;

3) экосистема  сохраняет устойчивость в течение  некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

         

                  Рис.1 Схема структуры биогеоценоза

 

Примерами природных  экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.  Как видно из примеров, более простые экосистемы входят в более сложно организованные. При этом реализуется иерархия организации систем, в данном случае экологических. Важным следствием иерархической организации экосистем является то, что по мере объединения компонентов в более крупные блоки, которые, в свою очередь, объединяются в системы, у этих новых функциональных единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. [1]

 

 

 

 

 

2. Приведите график, характеризующий воздействие экологического фактора на организм; поясните экологический смысл предельно допустимой концентрации (ПДК) вредного вещества в среде.  ПДК = Слим/n, где n>1, Слим=Спор – лимитирующая пороговая концентрация.

       У организмов, живущих в определенной среде, вырабатываются специфические приспособления к экологическим факторам именно этой среды. Значения того или иного экологического фактора могут колебаться в широких пределах, но живые организмы имеют свойство приспосабливаться к этому. Способность организмов выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры, влажности) называется толерантностью (лат. tolerantia –терпение).

Кривая, хаpактеpизующая  скорость того или иного процесса в зависимости от одного из экологических  факторов (конечно, пpи условии, что  этот фактор оказывает на данный процесс заметное влияние) называется кривой толерантности (pис.2).

 

 

 Рис. 2 – График воздействия экологических факторов на организм      

                 

       Такие оpганизмы тpебуют стpого опpеделенных условий сpеды и называются стенобионтами.

Пологие кpивые соответствуют шиpокому диапазону  толеpантности, оpганизмы, обладающие такими свойствами, называются эврибионтами, т. е. способные жить пpи различных  условиях сpеды. Например, среди рыб  форель является стенобионтом, (стенотермным видом), а окунь – эврибионтом (эвритермным видом). Форель не в состоянии переносить большие колебания температуры и при повышении ее на несколько градусов погибнет, а окунь выживет.

При помещении  организма в новые условия  он приспосабливается (адаптируется) к  ним, эту способность он получил в процессе эволюции, она закреплена в наследственной информации. Адаптации могут быть морфологическими (приспособление строения организма к среде), физиологическими (приспособление пищеварительного тракта к составу пищи и др.), поведенческими (приспособление поведения животных к температурным условиям, влажности и др.).

 

Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в среде  – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

 ПДК = Слим/n, где n>1, Слим = Спор – лимитирующая или пороговая концентрация

Предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды, при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

 

Нормативы предельно  допустимых концентраций (ПДК) устанавливаются  для химических веществ, микроорганизмов  и других биологических веществ. Показатели их нормируются в атмосферном воздухе, воде, почве.

ПДК вредных  веществ устанавливались как  критерии безопасности и безвредности для человека факторов среды его  обитания, требования к обеспечению  благоприятных условий его жизни и фиксировались в санитарных правилах и нормах. Они выражают санитарно-гигиенические требования. Наряду с ними развивается и экологическое нормирование.

Федеральный закон  от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ (ред. от 23.07.2008 г., с  изменениями от 27.10.2008 г.) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» установил, что санитарные правила и нормы обязательны для соблюдения всеми государственными органами, общественными объединениями, хозяйствующими субъектами, должностными лицами и гражданами. На всей территории России действуют Санитарно-эпидемиологические правила. [2].

 

 

 

 

3. Изобразите и обсудите модель биотического (биологического) круговорота веществ-биогенов с участием продуцентов, консументов, редуцентов. Поясните названия организмов и их роль в круговороте.

Рис. 3 – Модель биотического круговорота веществ-биогенов

 

Биотический круговорот обеспечивается взаимодействием трех основных групп  организмов:

1) продуцентов - зеленых  растений, осуществляющих фотосинтез, и бактерий, способных к хемосинтезу; они создают первичное органическое вещество;

2) консументов, потребляющих  органическое вещество; это растительноядные  и хищные животные;

3) редуцентов, разлагающих  мертвое органическое вещество  до минерального; это в основном  бактерии, грибы и простейшие животные (рис. 3).

На восходящей ветви биотического круговорота, основанного на выполнении энергетической функции зелеными растениями, происходит накопление солнечной энергии  в виде органических веществ, синтезируемых  растениями из неорганических соединений - углекислого газа, воды, азота, зольных элементов питания. Нисходящая ветвь биотического круговорота связана с потерями органического вещества. Важнейший процесс - дыхание растений, при котором до половины ассимилированного при фотосинтезе органического вещества окисляется до СОг и возвращается в атмосферу. Второй существенный процесс расходования органического вещества и накопленной в нем энергии - это потребление растений животными. Запасаемая с пищей энергия также в значительной мере расходуется на дыхание, жизнедеятельность, размножение, выделяется с экскрементами.

Таким образом, биотический  круговорот представляет собой непрерывный  процесс создания и деструкции (разрушения) органического вещества. Он реализуется  при участии представителей всех трех групп организмов: без продуцентов невозможна жизнь, поскольку лишь они производят основу жизни - первичное органическое вещество; консументы разных порядков, потребляя первичную и вторичную продукцию и переводя органическое вещество из одной формы в другую, способствуют возрастанию многообразия форм жизни на Земле; наконец, редуценты, разлагая органическое вещество до минерального, возвращают его к началу круговорота.

В биотическом круговороте  помимо образующих органическое вещество элементов (кислород, углерод, водород) принимают участие большое число биологически важных элементов (азот, кальций, натрий, калий, кремний, фосфор, сера), а также микроэлементы (бром, иод,молибден, медь, магний, свинец, кобальт, никель). Список элементов, поглощающихся живым веществом, можно значительно расширить, причем в него входят даже ядовитые элементы (ртуть, селен, мышьяк) и радиоактивные. Глобальные циклы миграции химических элементов не только связывают три наружные оболочки нашей планеты в единое целое, но и обусловливают непрерывную эволюцию ее состава.

Отметив циклический характер массоэнергообмена, ответим на вопрос о скорости круговорота различных  веществ в биосфере. Все живое  вещество биосферы обновляется в  среднем за 8 лет. В океане циркуляция идет во много раз быстрее: вся масса живого вещества обновляется за 33 дня, а масса фитопланктона - каждый день. В атмосфере смена кислорода происходит за 2000 лет, углекислого газа - за 6,3 года. Процесс полной смены вод в гидросфере осуществляется за 2800 лет, а время, необходимое для фотосинтетического разложения всей массы воды, исчисляется 5-6 млн. лет. [3]

 

4. Перечислите органические молекулы, которые синтезируются в тканях живых организмов, из каких химических элементов они состоят.

 

          В тканях живых организмов синтезируются следующие основные органические молекулы:

Белки - высокомолекулярные органические вещества, обеспечивающее жизнедеятельность человека, животных и растительных организмов. Построены из остатков 20 аминокислот, которые соединены пептидными связями в длинные цепи.

В процессах жизнедеятельности  всех организмов белки выполняют  структурную, регуляторную, каталитическую, защитную, транспортную, энергетическую и другие функции. Белки - основа кожи, шерсти, шелка и других натуральных  материалов, важнейшие компоненты пищи человека и корма животных. В зависимости от формы белковой молекулы различают фибриллярные и глобулярные белки.

   Жиры - органические соединения, в основном сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот (триглицериды); относятся к липидам. Один из основных компонентов клеток и тканей живых организмов. Источник энергии в организме.

   Углеводы - составляют существенную часть пищевого рациона человека и многих животных. Подвергаясь окислительным превращениям, обеспечивают все живые клетки энергией (глюкоза и ее запасные формы - крахмал, гликоген). Входят в состав клеточных оболочек и других структур, участвуют в защитных реакциях организма (иммунитет). Углеводы - органические соединения, в состав которых входят углерод, кислород и водород.

Углеводы - в  растениях - первичные продукты фотосинтеза  и основные исходные продукты биосинтеза других веществ.

 

Углеводы:

- составляют  существенную часть пищевого рациона человека и многих животных;

- подвергаясь  окислительным превращениям, обеспечивают  все живые клетки энергией;

- входят в  состав клеточных оболочек и  других структур;

- участвуют  в защитных реакциях организма;