Читайте также:
|
|
Билет.
Экология – условия существования живых организмов и взаимосвязи со средой, в которой они обитают.
Задачи экологии: 1) описать какое-то явление
2) объяснить и понять явление
3) предсказать явление в будущем
История экологии. Большое влияние на мировоззрение ученых современной эпохи оказали древнегреческие ученые. Так, например, Аристотель в своей "Истории животных" различал водных и сухопутных животных, плавающих, летающих, ползающих. Его внимание привлекали такие вопросы, как приуроченность организмов к местообитаниям, одиночная или стайная жизнь, различия в питании и т. д. Вопросы строения и жизни организмов рассматривались в трудах таких античных мыслителей и философов, как Теофраст, Плиний Старший с его знаменитой "Естественной историей". Известный английский химик Роберт Бойль оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент; он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Большой вклад в формирование экологических знаний внесли такие выдающиеся ученые, как шведский естествоиспытатель Карл Линней и французский исследователь природы Жорж Бюффон в трудах которых подчеркивалось ведущее значение климатических факторов. Особенно большой интерес представляют сочинения Линнея "Экономия природы" и "Общественное устройство природы". Под "экономией" Линней понимал взаимные отношения всех естественных тел, он сравнивал природу с человеческой общиной, живущей по определенным законам. Важные наблюдения, оказавшие влияние на развитие экологии, были выполнены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций надо отметить Степана Петровича Крашенинникова с его "Описанием земли Камчатки", Ивана Ивановича Лепехина - автора четырехтомных "Дневных записок путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина по разным провинциям Российского государства", академика Петра Симона Палласа, подготовившего капитальный труд "Описание животных российско-азиатских". Большое влияние на развитие экологической науки оказал французский автор первого эволюционного учения Жан Батист Ламарк, считавший, что важнейшей причиной приспособительных изменений организмов, эволюции растений и животных является влияние внешних условий среды. Особую роль в развитии экологических идей сыграли труды великого английского ученого-естествоиспытателя Чарлза Дарвина - основателя учения об эволюции органического мира. Вывод Ч. Дарвина о существующей в природе постоянной борьбе за существование принадлежит к числу центральных проблем экологии. Немецкий биолог Эрнст Геккель, который в 1866 г. предложил термин "экология". Крупнейший русский ученый XX в. Владимир Иванович Вернадский создает учение о биосфере. Он показывает, какую огромную роль играют живые организмы в геохимических процессах на нашей планете.
Человек до появления интенсивных систем хозяйственного освоения природных территорий тоже гармонично вписывался в общий круговорот веществ в биосфере. С освоением все более совершенных методов хозяйствования начали появляться и проблемы:
· развитие охотничьего промысла привело к исчезновению крупных травоядных животных: мамонтов, зубров, бизонов, стеллеровой коровы на Камчатке и т. п.;
· развитие скотоводства повлекло за собой опустынивание больших территорий в аридных зонах планеты;
· современное развитие сельского хозяйства привело, во-первых, к значительному сокращению территорий естественных биогеоценозов и, соответственно, сокращению биоразнообразия, которое обеспечивает экологическую устойчивость окружающей среды; во-вторых, человек в виде сельскохозяйственной продукции вывозит с полей большую часть необходимых растениям минеральных элементов, которые ранее оставались на этих территориях, то есть нарушается круговорот веществ в локальных биогеоценозах, что ведет к заметному повсеместному истощению почв и необходимости применения большого количества минеральных удобрений. Вывезенная продукция, вместо того, чтобы вернуться с помощью редуцентов в землю вместе с другими продуктами жизнедеятельности человека, попадает в реки, водохранилища, моря, вызывая вторичный комплекс экологических проблем (загрязнение водной среды, цветение водохранилищ, гибель наиболее чувствительных видов водных организмов, рыбы и т. п.);
· развитие промышленного производства, помимо пространственного воздействия на биоту (вытеснение, сокращение жизненного пространства зачастую до критических размеров), создало предпосылки для ряда техногенных кризисов: парникового эффекта, озоновых дыр, загрязнения окружающей среды, заполнения поверхности земли не усваиваемыми биосферой и иногда катастрофически вредными для нее промышленными отходами.
Билет.
4, 5-7 млрд лет – возраст Земли (водород и гелий – первичная атмосфера планеты).
Вторичная атмосфера – водород, метан, аммиак, хлор, сероводород, фтористый водород и вода, мало углекислого газа => первичный океан.
Утечка водорода в космос, разложение аммиака, увеличилось CO2, благодаря вулканизму.
Третичная атмосфера –процесс фотосинтеза (3,5 млрд лет назад) => Четвертичная атмосфера
1) Предбиологический этап
2) Биологическая эволюция
Первые пробионты (3,8 млрд лет)
Первые гетеротрофы – питались готовым орг. веществом.
Хемосинтез – синтез орг. вещества из неорганических с использованием окисления неорганических соединений (хемотрофы).
Фотосинтез
Химические и физиологические особенности живых организмов:
Макроэлементы – H, О, С, N, S, P, Ca, Mg, K, Na.
Микроэлементы – Cu, Mn, Zn, Mo, Co, F, I, Cl, Fe, B.
Fe – переносчики всего в организме.
I – состав гормонов.
Zn, Co – витамины.
Mo – специфические ферменты.
Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты:
Белки – строительная, ферментативная, гормональные, иммунитет.
Нуклеиновые кислоты – передача информации(информационная).
Углеводы – моносахариды, полисахариды, запасающие вещества.
Жиры и липиды – хранители запасов питательных веществ в клетках.
АТФ – молекула запасающая энергию.
Витамины – коферменты (20 витаминов).
Билет.
Жизнь – это активное идущее с затратой извне энергией поддержание воспроизведение специф. структуры.
1) Способность к движению.
2) Способность расти и развиваться (увеличение в размере и массе, приобретение черт).
3) Питание, дыхание, выделение.
4) Раздражительность.
5) Размножение.
Структура(организация)
Молекула – клеточные органеллы – клетка – ткани – органы – организм – особи – популяции – сообщества – биогеоценозы – биосфера.
Механизмы стабилизации живых систем:
1) Гомеостаз(саморегуляция) – способность биологической системы, сохранять динамические относительно состава и свойств.
2) Самосборка клеточных органоиды.
3) Нервный и гормональный.
4) Способность регенерации.
5) Половой процесс.
6) Наследственная информация.
7) Обучение.
8) Механизмы стабилизации популяции и биоценоза.
Билет.
Основные этапы формирования биосферы.
Первые организмы – архейская эра, гетеротрофы.
От пробионтов до клеточных организмов, в конце эры – появляются эукариоты (с ядрами). В архее появилась половая форма размножения. К концу эры – первые многоклеточные организмы. В конце архея – разделение на 2 ствола: 1) растения 2) животные.
Протерозойская эра – огромный период в истории Земли, активный прогресс организмов, распределение суши и моря. (царство бактерий и водорослей). Формируются губки, кишечнополостные, черви, членистоногие, моллюски, иглокожие, Целостные формирования биосферы.
Палеозойская эра – 600 млн. лет назад, делится на 6 периодов и 1 период – Кембрийский (климат умеренный, животные и растения заселяют в основном моря, первые наземные многоклеточные организмы, выход на сушу, первичный озоновый слой. Дифференциация у растений – листья, стебель, корни. Появляются все организмы – 31 тип, кроме хордовых.
Ордовик – появляются первые плауны и хвощи, в море это период рассвета коралловых полипов, в ордовике появляются хордовые (хватательный аппарат).
Силур – на сушу выходят первые животные дышащие кислородом – членистоногие (раки), в водоёмах бурное развитие низших, примитивные рыбы, первые парные конечности у примитивных рыб, на суше интенсивно развиваются растения, лиственный опад – появляются грибы (разложение).
Девон – климат становится резко-континентальным и засушливым, колебания температуры в течение суток и по сезонам, появляются первые полупустыни, пустыни и первые ледники на суше. Период рассвета рыб – кистепёрые, пресноводные рыбы. Первые земноводные выходят на сушу – стегоцефалы, первые леса из хвощей, папоротников и плаунов.
Карбон – заметное потепление и увлажнение климата, обширные пространства занятые жаркими болотами, громадные деревья, первые голосеменные, пласты каменного угля, разнообразие земноводных, в конце периода первые пресмыкающиеся, первые крылатые насекомые.
Пермь – похолодание (влажные тропические уходят к экватору леса). Замена папоротникам – голосеменные. Вымирают земноводные – замена пресмыкающиеся. Ороговение кожи, усложняются лёгкие, появляются яйца, внутреннее оплодотворение.
Мезозой – Триас, Юра, Мел.
Триас – активное порообразование, поднимаются Алтай, Урал, Тянь-Шань, климат становится более сухим, вымирает большинство влаголюбивых организмов, первые хищные и травоядные динозавры (ящерицы и черепахи дошли до наших дней), головоногие моллюски развиваются, водные пресмыкающиеся – ихтиозавры, первые примитивные млекопитающие (постоянно поддерживают температуру тела, яйцеотложение)
Юра – тропический климат, гигантские растительноядные до 30 м. динозавры и хищники до 15 м. Огромное разнообразие морских пресмыкающиеся, первые птицы появляются, первые сумчатые млекопитающие, первые покрытосеменные растения.
Мел – обилие мела в морских отложениях, быстро распространяются цветковые растения, занимают места голосеменных, 2-ногие динозавры, развиваются птицы, к концу периода появляются первые плацентарные млекопитающие.
Мезозой – похолодание.
Кайнозой - 1)Третичный 2)Четвертичный.
Третичный – тёплый период, распространяются тропические места, развиваются плацентарные млекопитающие.
Насекомоядные – грызуны – приматы. От древних хищных – хищные непарнокопытные, все современные млекопитающие, видов птиц много, к концу 3 периода приобретают современные очертания – экосистемы.
Четвертичный – антропогенный период – эволюция приматов до современного человека.
Билет.
Вид – это совокупность особей обладающих наследственным сходством морфологических, биохимических, физиологических особенностях, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, на Земле 2,5 млн. видов: 500 тыс. растений, 1,5 млн. животных.
Популяция – это совокупность особей одного вида заселяющая общее местообитания, связанное общностью генофонда, способная к самопожертвованию и поддержанию численности.
Биоценоз – это сообщество разных видов растений, животных и микроорганизмов, населяющих участок с более или менее однородными условиями, при этом растения, животные, микроорганизмы тесно связаны друг с другом, связи трофические.
Биогеоценоз – природная система, которая включает в себя популяции организмов и окружающую их среду. На уровне биогеоценоза происходит трансформация вещества и энергии в биосфере.
Экосистема – сообщество живых организмов, вместе со средой их обитания.
Учение Вернадского о биосфере и типы веществ в биосфере: Вернадский разработал учение о биосфере. Согласно Вернадскому, биосфера - оболочка Земли, населенная живыми организмами, активно ими преобразуемая. Жизнедеятельность организмов - это мощнейший фактор планетарного масштаба, обеспечивающий постоянный биогенный поток атомов из организмов в среду и обратно, который не прекращается ни на секунду. Эта миграция была бы невозможна, если бы элементарный химический состав организмов не был близок химическому составу земной коры.
Вернадский выделил в биосфере несколько типов веществ: живое вещество - биомасса всех живых организмов, биогенное вещество - вещество, созданное живыми организмами (нефть, газ), косное вещество - вещество, образованное без участия живых организмов (вода, песок и т.д.), и биокосное вещество - вещество, созданное одновременно живыми организмами и неживой природой (почва).
Главную роль в биосфере играет живое вещество или биомасса живых существ. Живое вещество планеты составляет ничтожную часть планеты, но оно является мощным геохимическим и энергетическим фактором.
Функции живого вещества:
газовая - поддержание постоянного газового состава атмосферы (кислород пополняется за счет фотосинтеза в растениях, углекислый газ - за счет дыхания организмов);
концентрационная - способность живого вещества активно поглощать из внешней среды и накапливать определенные элементы, приводящая
к образованию полезных ископаемых (уголь - концентрированный углерод, мел - кальций и др.);
окислительно-восстановительная способность, благодаря которой осуществляется круговорот веществ в биосфере (бактерии-хемосиликаты).
Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы.
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом. Атмосфера имеет несколько слоев: тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар; стратосфера; ноносфера – там “живое вещество” отсутствует. Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).
Гидросфера – водная оболочка Земли. В следствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ. Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C.
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы. Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.
Почва, по определению, Вернадского, - биокосное тело, в котором биологическая и косная системы составляют диалектическое единство, взаимозависимое и взаимообусловленное.
Часто рассматривают четыре (ранее три) фазы почвы (под фазой в этом случае понимают несколько иное, нежели в классическом определении):
· твёрдая фаза — полидисперсная органоминеральная система, наименее динамичная часть почвы, составляющая каркас для других фаз
· жидкая фаза — почвенный раствор
· газовая фаза — почвенный воздух, заполняющий вместе с почвенным раствором поровое пространство, его состав отличается от состава атмосферы
· живая фаза — почвенная биота, за исключением роющих млекопитающих и корней растений, принадлежность которых к живой фазе почв остаётся дискуссионной, хотя их роль в почвообразовании несомненна и велика
Биомасса живого вещества
Организмы континентальной части
· Зеленые растения - 2400 млрд тонн (99,2%)
· Животные и микроорганизмы - 20 млрд тонн (0,8%)
Организмы океанов
· Зеленые растения - 0,2 млрд тонн (6,3%)
· Животные и микроорганизмы - 3 млрд тонн (93,7%)
Таким образом, большая часть биомассы Земли сосредоточена в лесах Земли. На суше преобладает масса растений, в океанах масса животных и микроорганизмов. Однако скорость прироста биомассы (оборот) намного больше в океанах.
Интенсивное деление микроскопических клеток фитопланктона, быстрый их рост и кратковременность существования способствуют быстрому обороту фитомассы океана, который в среднем происходит за 1—3 суток, тогда как полное обновление растительности суши осуществляется за 50 лет и более. Поэтому несмотря на небольшую величину фитомассы океана, образуемая ею годовая суммарная продукция сопоставима с продукцией растений суши. Небольшой вес растений океанов связан с тем, что они за несколько суток поедаются животными и микроорганизмами, но также за несколько суток восстанавливаются. Ежегодно в биосфере в процессе фотосинтеза образуется около 150 млрд т сухого органического вещества. В континентальной части биосферы самыми продуктивными являются тропические и субтропические леса, в океанической — эстуарии (расширяющиеся в сторону моря устья рек) и рифы, а также зоны подъема глубинных вод — апвеллинга. Низкая продуктивность растений характерна для открытого океана, пустынь и тундры.
Большой круговорот.
Наиболее четко проявляется в циркуляции воздушных масс и воды. В основе большого (геологического) круговорота лежит процесс переноса веществ, в основном минеральных соединений, из одного места в другое в масштабе планеты.
Малый круговорот.
На базе большого геологического круговорота возникает круговорот органических веществ, или малый, биологический (биотический) круговорот. В основе малого круговорота веществ лежат процессы синтеза и разрушения органических соединений. Эти два процесса обеспечивают жизнь и составляют одну из главных ее особенностей.
Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 34 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |