Государственное профессиональное образовательное автономное учреждение Ярославской области
Любимский аграрно-политехнический колледж
СОГЛАСОВАНО
Зам. директора ____________И.В. Самойлова
«___»_____________2020 г
ПРОГРАММА
ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ
Дисциплина биология
Группа ИС
Период с 27.04.2020 г
Дата
30.04.2020
Тема занятия
Форма
изучения
материала
Экологические
Изучение
системы. Видовая и нового
Ссылка на образовательный
ресурс (или форма
предоставления материала)
Изучите материал по теме и
ответьте на вопросы теста (
Форма
предоставления
отчетности
обучающихся
Сроки
предоставления
Бумажный
носитель или
30.04.2020 г (э/в)
отчетных
материалов
обучающимися
пространственная
материала
структура экосистем.
Пищевые
связи,
круговорот веществ и
превращение энергии в
экосистемах.
Межвидовые
взаимоотношения
в
экосистеме:
конкуренция, симбиоз,
хищничество,
паразитизм.
Преподаватель
Приложение 1).
электронный
вариант
решенного
задания
04.2020 – (б/в)
Н.В. Нетрусова
([email protected]) 8(902) 227-84-24
Приложение 1. Лекция.
Для биоценоза характерны определенные структуры: видовая, пространственная и трофическая.
Органические компоненты биоценоза неразрывно связаны с неорганическими — почвой, влагой, атмосферой, образуя вместе с
ними устойчивую экосистему — биогеоценоз.
Биогеноценоз – саморегулирующаяся экологическая система, образованная совместно обитающими и взаимодействующими
между собой и с неживой природой, популяциями разных видов в относительно однородных условиях среды.
Экологические системы
— функциональные системы, включающие в себя сообщества живых организмов разных видов и их среду обитания. Связи
между компонентами экосистемы возникают, прежде всего, на основе пищевых взаимоотношений и способов получения энергии.
Экосистема
— совокупность видов растений, животных, грибов, микроорганизмов, взаимодействующих между собой и с окружающей
средой таким образом, что такое сообщество может сохраняться и функционировать необозримо длительное время. Биотическое
сообщество (биоценоз) состоит из сообщества растений (фитоценоз), животных (зооценоз), микроорганизмов (микробоценоз).
Все организмы Земли и среда их обитания также представляют собой экосистему высшего ранга — биосферу, обладающую
устойчивостью и другими свойствами экосистемы.
Существование экосистемы возможно благодаря постоянному притоку энергии извне — таким источником энергии, как
правило, является солнце, хотя не для всех экосистем это справедливо. Устойчивость экосистемы обеспечивается прямыми и
обратными связями между ее компонентами, внутренним круговоротом веществ и участием в глобальных круговоротах.
Учение о биогеоценозах разработано В.Н. Сукачевым. Термин «экосистема» введен в употребление английским геоботаником
А. Тенсли в 1935 г., термин «биогеоценоз» — академиком В.Н. Сукачевым в 1942 г. В биогеоценозе обязательно наличие в
качестве основного звена растительного сообщества (фитоценоз), обеспечивающего потенциальную бессмертность биогеоценоза
за счет энергии, вырабатываемой растениями. Экосистемы могут не содержать фитоценоз.
Фитоценоз
— растительное сообщество, исторически сложившееся в результате сочетания взаимодействующих растений на однородном
участке территории.
Его характеризуют:
- определенный видовой состав,
- жизненные формы,
- ярусность (надземная и подземная),
- обилие (частота встречаемости видов),
- размещение,
- аспект (внешний вид),
- жизненность,
- сезонные изменения,
- развитие (смена сообществ).
Ярусность (этажность)
— один из характерных признаков растительного сообщества, заключающийся как бы в поэтажном его разделении как в
надземном, так и в подземном пространстве.
Надземная ярусность позволяет лучше использовать свет, а подземная — воду и минеральные вещества. Обычно в лесу
можно выделить до пяти ярусов: верхний (первый) — высокие деревья, второй — невысокие деревья, третий — кустарники,
четвертый — травы, пятый — мхи.
Подземная ярусность — зеркальное отражение надземной: глубже всех уходят корни деревьев, близ поверхности почвы
расположены подземные части мхов.
По способу получения и использования питательных веществ, все организмы делятся на автотрофы и гетеротрофы. В
природе возникает непрерывный круговорот биогенных веществ, необходимых для жизни. Химические вещества извлекаются
автотрофами из окружающей среды и через гетеротрофы вновь в нее возвращаются. Этот процесс принимает очень сложные
формы. Каждый вид использует лишь часть содержащейся в органическом веществе энергии, доводя его распад до определенной
стадии. Таким образом, в процессе эволюции в экологических системах сложились цепи и сети питания.
Большинство биогеоценозов имеют сходную трофическую структуру. Основу их составляют зеленые растения —
продуценты. Обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные: потребители органического вещества —
консументы и разрушители органических остатков — редуценты.
Количество особей в пищевой цепи последовательно уменьшается, численность жертв больше численности их потребителей,
так как в каждом звене пищевой цепи при каждом переносе энергии 80—90% ее теряется, рассеиваясь в виде теплоты. Поэтому
число звеньев в цепи ограничено (3—5).
Видовое разнообразие биоценоза представлено всеми группами организмов — продуцентами, консументами и редуцентами.
Нарушение какого-либо звена в цепи питания вызывает нарушение биоценоза в целом. Например, вырубка леса приводит к
изменению видового состава насекомых, птиц, а, следовательно, и зверей. На безлесном участке будут складываться другие цепи
питания и сформируется другой биоценоз, что займет не один десяток лет.
Цепь питания (трофическая или пищевая)
— взаимосвязанные виды, последовательно извлекающие органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества;
при этом каждое предыдущее звено цепи является пищей для последующего.
Цепи питания состоят из нескольких звеньев, в них включаются растения, растительноядные животные, хищники и паразиты.
Цепи питания в каждом природном участке с более или менее однородными условиями существования составлены
комплексами взаимосвязанных видов, питающимися друг другом и образующими самоподдерживающуюся систему, в которой
осуществляется круговорот веществ и энергии.
Компоненты экосистемы:
- Продуценты — автотрофные организмы (в основном зеленые растения) — единственные производители органического
вещества на Земле. Богатое энергией органическое вещество в процессе фотосинтеза синтезируется из бедных энергией
неорганических веществ (Н20 и С02).
- Консументы — растительноядные и плотоядные животные, потребители органического вещества. Консументы могут быть
растительноядными, когда они непосредственно используют продуценты, или плотоядными, когда они питаются другими
животными. В цепи питания они чаще всего могут иметь порядковый номер с I по IV.
- Редуценты — гетеротрофные микроорганизмы (бактерии) и грибы — разрушители органических остатков, деструкторы. Их
еще называют санитарами Земли.
Трофический (пищевой) уровень — совокупность организмов, объединяемых типом питания. Представление о трофическом
уровне позволяет понять динамику потока энергии в экосистеме.
1.
2.
3.
4.
первый трофический уровень всегда занимают продуценты (растения),
второй — консументы I порядка (растительноядные животные),
третий — консументы II порядка — хищники, питающиеся растительноядными животными),
четвертый — консументы III порядка (вторичные хищники).
Различают следующие виды пищевых цепей:
- в пастбищной цепи (цепи выедания) основным источником пищи служат зеленые растения. Например: трава —> насекомые
—> земноводные —> змеи —> хищные птицы.
- детритные цепи (цепи разложения) начинаются с детрита — отмершей биомассы. Например: листовой опад —> дождевые
черви —> бактерии. Особенностью детритных цепей является также то, что в них часто продукция растений не потребляется
непосредственно растительноядными животными, а отмирает и минерализуется сапрофитами. Детритные цепи характерны также
для экосистем океанических глубин, обитатели которых питаются мертвыми организмами, опустившимися вниз из верхних слоев
воды.
Особенностью пищевых цепей паразитов является то, что они могут начинаться как с продуцентов (яблоня —> щитовка —>
наездник), так и с консументов (корова—> паразитические черви —> простейшие —> бактерии —> вирусы).
Сети питания
— сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения между видами в экологических системах, при которых многие
компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы. Упрощенно пищевую сеть
можно представить как систему переплетающихся пищевых цепей.
Организмы разных пищевых цепей, получающие пищу через равное число звеньев этих цепей, находятся на одном
трофическом уровне. В то же время разные популяции одного и того же вида, входящие в различные пищевые цепи, могут
находиться на разных трофических уровнях. Соотношение различных трофических уровней в экосистеме можно изобразить
графически в виде экологической пирамиды.
Экологическая пирамида
— способ графического отображения соотношения различных трофических уровней в экосистеме — бывает трех типов:
• пирамида численности отражает численность организмов на каждом трофическом уровне;
• пирамида биомасс отражает биомассу каждого трофического уровня;
• пирамида энергии показывает количество энергии, прошедшее через каждый трофический уровень в течение
определенного промежутка времени.
Правило экологической пирамиды
— закономерность, отражающая прогрессивное уменьшение массы (энергии, числа особей) каждого последующего звена
пищевой цепи.
Пирамида численности
— экологическая пирамида, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. В пирамиде чисел не учитываются
размеры и масса особей, продолжительность жизни, интенсивность обмена веществ, однако всегда прослеживается главная
тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену. Например, в степной экосистеме численность особей распределяется
так: продуценты — 150000, травоядные консументы — 20000, плотоядные консументы — 9000 экз./ар. Биоценоз луга
характеризуется следующей численностью особей на площади 4000 м2: продуценты — 5 842 424, растительноядные консументы I
порядка — 708 624, плотоядные консументы II порядка — 35 490, плотоядные консументы III порядка — 3.
Пирамида биомасс
— закономерность, согласно которой количество растительного вещества, служащего основой цепи питания (продуцентов),
примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных (консументов I порядка), а масса растительноядных животных
в 10 раз больше, чем плотоядных (консументов II порядка), т. е. каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз
меньшую, чем предыдущий. В среднем из 1000 кг растений образуется 100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие
травоядных, могут построить 10 кг своей биомассы, вторичные хищники — 1 кг.
Пирамида энергии
выражает закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к
звену в цепи питания. Так, в биоценозе озера зеленые растения — продуценты — создают биомассу, содержащую 295,3 кДж/см2,
консументы I порядка, потребляя биомассу растений, создают свою биомассу, содержащую 29,4 кДж/см 2; консументы II порядка,
используя в пищу консументов I порядка, создают свою биомассу, содержащую 5,46 кДж/см 2. Потеря энергии при переходе от
консументов I порядка к консументам II порядка, если это теплокровные животные, увеличивается. Это объясняется тем, что у
данных животных много энергии уходит не только на построение своей биомассы, но и на поддержание постоянства температуры
тела. Если сравнить выращивание теленка и окуня, то одинаковое количество затраченной пищевой энергии даст 7 кг говядины и
лишь 1 кг рыбы, так как теленок питается травой, а окунь-хищник — рыбой.
Таким образом, первые два типа пирамид имеют ряд существенных недостатков:
- Построение пирамиды численности может быть затруднено, если разброс численности организмов разных уровней велик
(например, 500 тыс. злаков в основании пирамиды может соответствовать один конечный хищник). Кроме того, пирамида может
оказаться перевернутой (в том случае, если продуцент очень крупный, или если большое число паразитов питаются на
немногочисленных консументах).
- Пирамида биомасс отражает состояние экосистемы на момент отбора пробы и, следовательно, показывает соотношение
биомассы в данный момент и не отражает продуктивность каждого трофического уровня (т. е. его способность образовывать
биомассу в течение определенного промежутка времени). Поэтому в том случае, когда в число продуцентов входят
быстрорастущие виды, пирамида биомасс может оказаться перевернутой.
- Пирамида энергии позволяет сравнить продуктивность различных трофических уровней, поскольку учитывает фактор
времени. Кроме того, она учитывает разницу в энергетической ценности различных веществ (например, 1 г жира дает почти в два
раза больше энергии, чем 1 г глюкозы). Поэтому пирамида энергии всегда суживается кверху и никогда не бывает перевернутой.
Круговорот веществ и превращение энергии в экосистемах.
Круговорот углерода
круговорот азота
круговорот воды
круговорот фосфора
Взаимоотношения организмов.
Основные
понятия
и
термины
по
теме: симбиоз,
паразитизм,
комменсализм, протокооперация, аменсализм, квартиранство, нахлебничество.
План изучения темы
нейтрализм,
хищничество,
антибиоз,
1. Симбиоз
2. Хищничество
3. Нейтрализм
4. Антибиоз
Краткое изложение темы:
1. Симбиоз
Отношения могут быть как внутри-, так и межвидовые. Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:
-Положительное (+) — один организм получает пользу за счёт другого.
- Отрицательное (−) — организму причиняется вред из-за другого.
- Нейтральное (0) — другой никак не влияет на организм.
Облигатный симбиоз — форма симбиоза, при которой в естественных условиях популяции не могут существовать друг без
друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике). Разновидностью облигатного симбиоза является: мутуализм.
Факультативный симбиоз (Протокооперация) — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не
обязательно для сожителей (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве
средства
передвижения).
Комменсализм — форма симбиоза, при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни
пользы,
ни
вреда.
Подразделяется
на:
- Квартирантство — один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему
вреда.
- Нахлебничество — один организм питается остатками пищи другого.
Сотрапезничество — оба вида потребляют разные вещества или части одной и той же пищи.
Паразитизм — форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания
или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.
2. Хищничество — явление, при котором один организм питается органами и тканями другого (при этом умерщвление жертвы
не обязательно), при этом не наблюдается симбиотических отношений.
3. Нейтрализм — обе популяции не оказывают никакого воздействия друг на друга.
4. Антибиоз. Аменсализм — одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает ни отрицательного, ни
положительного влияния. Типичный пример — высокие кроны деревьев, угнетающие рост низкорослых растений и мхов, за счет
частичного
перекрывания
доступа
солнечного
света.
Аллелопатия — форма антибиоза, при которой организмы оказывают взаимно вредное влияние друг на друга, обусловленное их
жизненными
факторами
(например,
выделениями
веществ.
Конкуренция — форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как
правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного
вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории
Тест по теме:
А1. Биогеоценоз образован
1) растениями и животными
2) животными и бактериями
3) растениями, животными, бактериями
4) территорией и организмами
А2. Потребителями органического вещества в лесном биогеоценозе являются
1) ели и березы
2) грибы и черви
3) зайцы и белки
4) бактерии и вирусы
А3. Продуцентами в озере являются
1) лилии
2) головастики
3) раки
4) рыбы
А4. Процесс саморегуляции в биогеоценозе влияет на
1) соотношение полов в популяциях разных видов
2) численность мутаций, возникающих в популяциях
3) соотношение хищник – жертва
4) внутривидовую конкуренцию
А5. Одним из условий устойчивости экосистемы может служить
1) ее способность к изменениям
2) разнообразие видов
3) колебания численности видов
4) стабильность генофонда в популяциях
А6. К редуцентам относятся
1) грибы
2) лишайники
3) мхи
4) папоротники
А7. Если общая масса полученной потребителем 2-го порядка равна 10 кг, то какова была совокупная масса
продуцентов, ставших источником пищи для данного потребителя?
1) 1000 кг
2) 500 кг
3) 10000 кг
4) 100 кг
А8. Укажите детритную пищевую цепь
1) муха – паук – воробей – бактерии
2) клевер – ястреб – шмель – мышь
3) рожь – синица – кошка – бактерии
4) комар – воробей – ястреб – черви
А9. Исходным источником энергии в биоценозе является энергия
1) органических соединений
2) неорганических соединений
3) Солнца
4) хемосинтеза
А10. Взаимовыгодными можно считать отношения между липой и:
1) зайцами
2) пчелами
3) дроздами-рябинниками
4) волками
А11. В одной экосистеме можно встретить дуб и
1) суслика
2) кабана
3) жаворонка
4) синий василек
А12. Сети питания – это:
1) связи между родителями и потомством
2) родственные (генетические) связи
3) обмен веществ в клетках организма
4) пути передачи веществ и энергии в экосистеме
А13. Экологическая пирамида чисел отражает:
1) соотношение биомасс на каждом трофическом уровне
2) соотношение масс отдельного организма на разных трофических уровнях
3) структуру пищевой цепи
4) разнообразие видов на разных трофических уровнях
А14. Доля энергии, передаваемая на следующий трофический уровень, составляет приблизительно:
1) 10%
2) 30%
3) 50%
4) 100%
