Razdel_I

Раздел I. Экология
Тема 1. Факторы среды и адаптации к ним организмов
Занятие 1. Факторы среды. Общие закономерности их действия на
организм 2ч

Цель: изучить классификацию экологических факторов, основные законы и закономерности их действия на организм.
План занятия
I. Вопросы для обсуждения:
Понятие экологии. Предмет, методы, задачи науки.
Классификация экологических факторов.
Закон оптимума. Толерантность. Кривая толерантности.
Законы минимума и толерантности. Эврибионты и стенобионты.
Правило взаимодействия факторов.
Закон вариабельности ответных реакций на действие факторов среды у отдельных особей вида.
Закон независимого приспособления вида к факторам среды.
Закон неоднозначного действия фактора на разные функции.
Задания для самостоятельной работы
1. Найти и дать объяснение следующим терминам (занести в словарь):
экология, синэкология, демэкология, аутэкология, условия существования, экологический фактор, толерантность, экологическая валентность, зона угнетения, зона оптимума, диапазон устойчивости, эврибионты, стенобионты, лимитирующий фактор, фоновые факторы, ведущие факторы, закон толерантности.

Занятие № 2. Экологические факторы среды, адаптация к ним организмов 2 ч

Цель: изучить основные факторы среды и их влияние на живые организмы.

План занятия
Вопросы для обсуждения:
Свет как экологический фактор. Экологические группы организмов по отношению к свету. Закон Хопкинса.
Температура и живые организмы. Температурные адаптации.
Влажность среды как экологический фактор. Экологические группы и адаптации организмов по отношению к влажности.
Совместное действие температуры и влажности.
Орографические и эдафические факторы среды, их влияние на живые организмы.
Задания для самостоятельной работы
1. Найти и дать объяснение следующим терминам (занести в словарь): адаптация, сциофиты, гелиофиты, факультативные гелиофиты, анабиоз, криофилы, термофилы, пойкилотермные, гомойотермные, эндотермные, эктотермные организмы, ксерофилы, мезофиллы, гигрофилы.
2. Вопросы для самоконтроля
2.2. Заполните табл. 2 по физиологическим приспособлениям к регуляции водного обмена у животных.
Таблица 2
Адаптации к засушливым условиям у животных

Адаптации
Примеры организмов

Уменьшение потери воды:
 

Выделение азота в виде мочевой кислоты
 

Удлиненная петля Генле в почках
 

Ткани выносливы к высоким температурным
 

изменениям из-за уменьшения потоотделения
 

Животные прячутся в норах
 

Дыхательные отверстия прикрыты клапанами
 

Увеличение поглощения воды:
 

Прорытие ходов к воде
 

Запасание воды:
 

В специализированном мочевом пузыре
 

В виде жира (вода - продукт окисления)
 

Физиологическая устойчивость к потере воды:
 

Потеря значительной части массы
 

тела и быстрое ее восстановление
 

при наличии доступной воды
 

"Уклонение" от проблемы:
 

Поведенческие реакции избегания
 

Летняя спячка в слизистом коконе
 


2.3. По табл. 3 постройте графики действия света, тепла и влаги. На оси ординат отмечаются календарные месяцы, а на оси абсцисс - величина суммарной солнечной радиации, средних месячных температур и сумм атмосферных осадков. Проанализируйте графики, установите факторы, определяющие начало и конец вегетации растений и их зону жизнедеятельности, отметив ее штриховкой на графике, учитывая, что вегетация растений возможна при положительных температурах, величине солнечной радиации выше 2 ккал/ см2 и количестве осадков не менее 30 мм/ г.
Таблица 3
Величины суммарной солнечной радиации, средних месячных температур и сумм атмосферных осадков

Месяцы
Суммарная радиация (ккал/см2)
Температура
(градусы)
Осадки (мм)

1
0
-38
30

2
2
-51
33

3
6
-40
39

4
7
-25
35

5
10
-7
49

6
10
10
42

7
15
17
54

8
6
12
57

9
1
-2
41

10
1
-13
40

11
0
-23
32

12
0
-31
27

2.1. Как отражаются погодные условия на растениях и животных согласно биоклиматическому закону Хопкинса?
2.4. Заполните таблицу 4, используя ниже предложенный текст и дополнительную литературу.
Экологические группы растений по степени адаптации к условиям
крайнего дефицита тепла:
Не хладостойкие растения – сильно повреждаются или гибнут при температурах ниже точки замерзания воды, гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нуклеиновых кислот и белков, проницаемостью мембран и прекращением тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей.
Не морозостойкие растения – переносят низкие температуры, но гибнут как только в тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до -5 -70С. В переохлажденном состоянии не устойчивы всего несколько часов, что, однако позволяет растениям переносить заморозки. К ним относятся вечнозеленые субтропические виды.
Льдоустойчивые или морозоустойчивые растения – произрастают в областях с муссонным климатом с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но сохраняют жизнеспособность. Растения подвергаются предварительной закалке: в клетках накапливаются сахара до 30%, некоторые аминокислоты и другие защитные средства, связывающие воду.
Экологические группы растений по степени адаптируемости
к высоким температурам
Нежаростойкие виды – повреждаются уже при температуре +300 – +400С (эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты).
Жаровыносливые – эукариоты – растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, сухих субтропиков), переносят получасовое нагревание до +50 – +600С.
Пирофиты – устойчивы к пожарам. Характерны для саванн, сухих жестколиственных лесов, у деревьев толстая корка, пропитанная огнеупорными веществами, надежно защищающая внутренние ткани; плоды и семена имеют толстые покровы, которые растрескиваются под действием огня.
Таблица 4
Экологические группы организмов

Экологическая группа
Особенности строения
Местообитание
Фактор среды
Представители








5. Для стимулирования роста дуба в высоту совместно с ним выращивают другие породы. Какие особенности биологии дуба используются в этом методе?
6. Если бы вы сделали разрезы почв в широколиственном и хвойном лесу, то увидели бы разные по цвету, структуре почвы. Разное в них и содержание гумуса. Выскажите ваше мнение, в каком лесу почвы более плодородны. Ответ поясните.

Тема 2. Популяции и экосистемы
Занятие № 3. Популяция. Структура и энергетика экосистем 2 ч

Цель: изучить основные характеристики популяции как экологической единицы, виды структуры популяции.

План занятия
Вопросы для обсуждения:
Определение популяции. Экологическая ниша и местообитание.
Половая и возрастная структура.
Пространственная и этологическая структура. Эффект группы.
Статистические показатели популяции. Численность и плотность. Методы их учета.
Понятие о биоценозе. Понятие об экосистемах. Структура экосистем.
Цепи питания. Расход энергии в цепях питания.
Энергетика экосистем. Продуктивность. Экологические пирамиды: биомассы, численности, энергии.
II. Лабораторная работа Методы оценки размеров популяций
Цель работы: Определение численности природных популяций, используя методы изъятия и мечения.
Материалы и оборудование: статистические таблицы, калькуляторы, линейки.
Среди методов оценки размеров популяций можно выделить методы прямого учета (метод квадрата, прямое наблюдение и фотографирование) и косвенные методы учета (метод изъятия, мечения, повторного отлова и др.).

· Метод квадрата. Территория местообитания вида разбивается на некоторое число квадратов. Затем устанавливается число организмов в пределах выбранного квадрата и простым умножением числа организмов в квадрате на число квадратов определяется численность организмов на всей территории.

· Прямое наблюдение. Прямой подсчет особей возможен как к сидячим или медленно перемещающимся животным, так и к крупным подвижным животным, например, в тот момент, когда они покидают места ночлега.

· Фотографирование. Прямым подсчетом особей на фотоснимках можно установить размеры популяций крупных млекопитающих и морских птиц, собирающихся на открытых пространствах.

· Метод изъятия удобен для оценки численности мелких организмов, например, насекомых. Животных отлавливают, записывают число пойманных и не выпускают их до конца исследования. Затем еще трижды повторяют отлов, при этом с каждым разом число пойманных животных уменьшается. Затем строят график, на котором отмечают число пойманных животных при каждом отлове и общее число (см. табл. 10 и рисунок 10).
Таблица 10
Число пойманных животных


Число животных
Совокупный размер образца

1
120
0

2
93
120

3
60
213

4
35
273



Рис. 10. Оценка численности популяции методом изъятия

Продолжив линию графика до пересечения с осью абсцисс (в этот момент число животных в последнем отлове теоретически должно быть равно нулю), можно оценить общий размер популяции. В нашем случае это 400 особей.
Задание № 1. Определите ориентировочную численность популяции, используя данные, полученные методом изъятия: 1 отлов – 320 животных; 2 - й – 210; 3 - й – 145; 4 - й – 80.

· Метод мечения и повторного отлова. Животное ловят, затем метят таким образом, чтобы не причинить ему вреда; например, на жаберные крышки пойманной сетями рыбы прикрепляют алюминиевые пластинки или на ноги пойманных птиц надевают кольца. Мелких млекопитающих можно метить безвредной краской. Пойманных животных подсчитывают, метят определенную выборку из них, затем всех животных выпускают в то же самое место. Через некоторое время животных снова отлавливают и подсчитывают в выборке число животных с меткой.
Размер популяции оценивают по формуле:
Число животных в I улове
ЧЧисло животных во II улове
Общий размер = популяции
Число животных с меткой во II улове
Эта оценка размера популяции называется индексом Линкольна.
Задание № 2. Чтобы оценить численность форели в маленьком озере, были пойманы 625 особей, они были помечены и вновь выпущены. Через неделю поймали 873 форели, из которых 129 были помечены. Определите индекс Линкольна.

Задания для самостоятельной работы
1. Найти и дать объяснение следующим терминам (занести в словарь): популяция, ареал, численность, плотность, возрастной спектр, колонии, стада, стаи, эффект группы, структура популяции, демография, полиандрия, полигиния. экосистема, автотрофы, гетеротрофы, биота, продуценты, редуценты, консументы, пастбищные цепи питания, детритные цепи питания, пищевая цепь, трофический уровень, экологическая пирамида, пирамида численности, пирамида биомассы, пирамида энергии, правило десяти процентов, первичная продукция экосистемы, валовая первичная продукция, чистая первичная продукция, вторичная продукция.
2. Вопросы для самоконтроля
2.1. Объясните, почему существование жизни на Земле было бы невозможно без бактерий и грибов?
2.2. Назовите животных, которые в цепях питания могут занимать место консументов как первого, так и второго или даже третьего порядка.
2.3. Назовите растения, которые могут занимать место и продуцента и консумента второго порядка.
2.4. Оказывается, что в прудах – охладителях при тепловых электростанциях, экономически выгодно содержать растительноядных рыб. Почему?
2.5. Назовите организмы, которые являются продуцентами, но не принадлежат к Царству растений.
2.6. В природе пищевая цепь редко превышает 6-7 звеньев, обычно она состоит из 4 – 5. Почему количество звеньев пищевых цепей в природе ограничено?
2.7. На последующий трофический уровень переходит примерно 10 процентов энергии, заключенной в организме. Объясните, куда расходуются остальные 90%.
2.8. Постройте схему пищевой сети, включив в нее перечисленные ниже организмы: травы, кролик, почвенные грибы, ягодный кустарник, жук - навозник, растительноядное насекомое, паук, воробей, ястреб.


Темы для самостоятельной работы

Аридизация земель.
Важнейшие природоохранные конвенции и их реализация в современных условиях.
Взаимосвязь экологической и демографической проблем.
Всемирный банк в решении экологических проблем.
Всеобщее экологическое образование как гарант формирования экологического мировоззрения.
Газовый баланс атмосферы: проблемы и решения.
Государственные органы по охране природы в России.
Животный мир России: проблемы и решения.
Живые организмы – накопители различных элементов.
Заповедники России.
Законы и принципы социальной экологии.
Закон Б. Коммонера «природа знает лучше».
Зарубежный опыт природопользования.
Здоровье и радиация.
Значение экологического образования для обеспечения устойчивого развития человечества и природы.
История охраны природы в России.
Искусственная радиоактивность: проблемы и решения.
Лесные ресурсы мира и проблема их устойчивого использования.
Локальные, региональные и глобальные уровни экологических проблем.
Международная деятельность по сохранению природы Земли.
Мировой океан, как экосистема.
Национальные парки мира.
Недра Земли как ограниченный источник сырьевых ресурсов для развития антропосферы.
Общественные природоохранные организации в России.
Особенности современного этапа воздействия человека на природу Земли.
Отношение к природе в мировых религиях.
Правовая охрана природы в России.
Природные основы экологической культуры.
Проблема выживания в современном мире.
Природно-антропогенные ландшафты.
Природа нашего города.
Проблема озонового экрана.
Проблема пресной воды на земле.
Противоречивое единство антропосферы и биосферы в едином пространстве Земли.
Почвенные ресурсы Земли: проблемы и решения.
Пути и методы преодоления противоречия между техносферой и биосферой.
Развитие антропосферы как искусственной среды обитания человечества.
Растительность, как источник кислорода: проблемы и решения.
Ресурсы животного мира и проблемы их устойчивого использования.
Редкие виды животных, пути и формы их сохранения.
«Римский клуб и экологические проблемы».
Система охраняемых территорий.
Сохранение биоразнообразия Земли.
Социальные болезни, как следствия социальных явлений.
Социально-демографические проблемы в регионе.
Социальная экология семьи.
Технократический стиль мышления, его влияния на окружающую среду.
Техногенные системы и экологический риск.
Трагедия Арала как модель крупномасштабного экологического кризиса.
Учение В.П.Вернадского о ноосфере.
Фактор среды в развитии личности.
Экологический аудит.
Экологическая экспертиза.
Экологизация производства.
Экологический мониторинг.
Экономический механизм природопользования.
Экологическая этика.
Экологическая токсикология.
Энергетика будущего.
Экология городских жителей (факторы городской среды, влияющие на граждан).
Экологическое образование в детских образовательных учреждениях: школах, лицеях, колледжах, училищах: содержание, организация, методы.
Электромагнитное загрязнение.

Примерные вопросы к зачету по «Экологии»

Экология как наука. Предмет, задачи. Структура современной экологии.
Понятие об экологических факторах. Закономерности их действия на организм.
Влияние температуры на разные стороны жизнедеятельности организмов. Адаптации организмов к температуре.
Биологическое действие солнечного света на живые организмы.
Роль влажности в жизни наземных организмов. Адаптации к неблагоприятному режиму влажности.
Понятие популяции в экологии. Половая и возрастная структура популяции.
Пространственная и этологическая структура популяции.
Основные демографические признаки популяций.
Понятие биоценоза и экосистемы. Структура экосистем.
Потоки вещества и энергии в экосистемах. Пастбищная и детритная пищевые цепи.
Продукционные процессы в экосистемах. Основные виды экологических пирамид. Законы экологических пирамид.
Проблема устойчивости и продуктивности экосистем в связи с антропогенным прессом.
Экологические проблемы, кризисы и катастрофы. Концепция устойчивого развития.
Загрязнение природной среды. Виды загрязнения. Влияние загрязнения на человека.
Природные ресурсы, их классификация. Ресурсный цикл. Природно – ресурсный потенциал. Альтернативные источники энергии.
Природопользование. Принципы рационального природопользования. Основные паравления рационального природопользования.
Строение и роль атмосферы. Загрязнение атмосферы.
Кислотные осадки. Смог.
Разрушение озонового слоя.
Парниковый эффект.
Ионизирующее излучение. Радиоактивное, электромагнитное, шумовое загрязнение.
Меры по охране атмосферы.
Гидросфера. Роль воды. Распределение воды в природе.
Использование водных ресурсов. Проблема дефицита пресной воды.
Загрязнение вод.
Меры по очистке и охране вод.
Роль почвы. Современное состояние почв.
Эрозия почвы. Меры по защите почв от эрозии.
Засоление, заболачивание почв, опустынивание.
Загрязнение почв.
Недра – проблемы добычи и использования полезных ископаемых
Методы рационального использования и охраны недр.
Факторы деградации растительного покрова. Факторы деградации животного мира. Воспроизводство лесов.
Красные книги. Особо охраняемые природные территории.
Основы экологического права. Объекты и субъекты экологического права.
Источники экологического права.
Государственные органы охраны окружающей среды.
Виды экологических правонарушений и соответствующие меры ответственности.
Система экологического мониторинга окружающей среды.
Оценка воздействия на окружающую среду. Нормирование.
Экологическая экспертиза. Экологический контроль.
Экономический механизм охраны окружающей среды.
Учет природных ресурсов и загрязнителей, ущерба от загрязнения.
Лицензирование и лимитирование природопользования.
Плата за природопользование.
Экологические фонды и финансирование природопользования.
Экологическое страхование.

15

Приложенные файлы

  • doc 17997374
    Размер файла: 153 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий