Тема 1. Предмет, задачи и проблемы экологии как науки

Рабочая тетрадь

для студентов среднего профессионального образования

2003

Предисловие

Рабочая тетрадь является частью учебного комплекса и предназначена как для самостоятельной работы студентов, так и для работы во время урока. Она содержит различные задания, в том числе в виде таблиц, схем, графиков и рисунков, а также вопросы для контрольной работы по всему учебному курсу экологии. В содержание рабочей тетради включены также темы рекомендуемых рефератов.

Раздел 1 Основы экологии

Тема 1. Предмет, задачи и проблемы экологии как науки

Студент должен:

знать:

- об изменении взаимоотношений человека и природы с развитием хозяйственной деятельности; современные экологические проблемы, законы Барри Коммонера; методы экологических исследований;

уметь:

- определять место человека как биологического организма в живой природе, оценивать последствия неразумного вмешательства человека в существующее в природе равновесие.

Схема 1. Структура современных экологических знаний (по Н.Ф. Реймеррси, 1994,

с изменениями)

1. Какое значение имеет природа в жизни человека?

____________________________________________________________________

2. Чем отличается воздействие на природу людей от воздействия на нее животных?

____________________________________________________________________

3. Как изменялся характер воздействия людей на природу на разных этапах развития человеческого общества?

____________________________________________________________________

4. Экология как самостоятельная наука сформировалась в 20 веке. Правильно ли утверждение, что экологические знания накапливались с древнейших времен? Свой ответ обоснуйте.

____________________________________________________________________

5. Заполните таблицу о вкладе отечественных ученых в экологическую проблематику:

Ученый	Годы жизни	Вклад в экологию
1

2

3

4

5

Тема 2. Среда как экологическое понятие. Факторы среды.

Соответствие между организмами и средой их обитания

Студент должен:

знать:

- термины "факторы среды"; "условия существования организмов"; законы оптимального и ограничивающего действия факторов среды, неоднозначность факторов и их взаимное действие на организмы; основные положения теории Ч. Дарвина; о параллельной и конвергентной эволюции;

уметь:

- определять оптимальное и ограничивающее действие факторов среды; приводить примеры приспособления организмов к различным условиям обитания; различать многообразные жизненные формы растений и животных.

6. Какие абиотические факторы влияют на организмы, живущие на суше, в воде, в почве? Впишите названия факторов в таблицу и подчеркните важнейшие из них в каждой среде.

Среда обитания	Основные факторы
Суша
Суша
Вода
Вода
Почва
Почва

7. Какой экологический фактор или ресурс может ограничить нормальное развитие и жизни организма - вплоть до полного вымирания? Как это можно показать (на каком примере)?

____________________________________________________________________

8. Какое экологическое значение имеет такое приспособление, как разновременность созревания семян и плодов у растений? Приведите известные вам примеры и результаты этого явления.

____________________________________________________________________

9. Изменение абиотической среды под воздействием живых организмов - важнейший экологический фактор формирования экосистем. Приведите известные вам из курса биологии примеры изменения окружающей среды под влиянием организмов: на суше, в почве, в воде. Какие организмы играют основную роль в этих процессах?

Среда	Организмы	Изменение среды
Суша
Суша
Почва
Почва
Вода
Вода

10. Укажите (галочкой или знаком +) в соответствующей графе таблицы, какие природные ресурсы среды используют для своей жизнедеятельности растения, животные и грибы.

Природные ресурсы среды	Растения	Животные	Грибы
Территория	+	+	+
Растительная птица	-	+	-
Минеральные вещества	+	-	+
Животная птица	-	+	-
Органические остатки	+	_	+
Солнечный свет	+	+	+
Тепло	+	+	+
Вода	+	+	+
Кислород	+	+	+
Гумус почвы	+	-	+

Тема 3. Основные среды жизни

Показатели популяции голубя

Годы жизни

Плотность

130

179

Рождаемость

Смертность

30. Что называется динамикой популяций? В чем заключается значение этого явления?

_______________________________________________________________________________

Экологическое равновесие

Студент должен:

знать:

- определение экологического равновесия, обратимые и необратимые изменения в экосистемах; понятие об экологических нишах и их дифференциации; основные типы взаимодействий организмов в экосистемах: нейтральные, конкурентные, взаимовыгодные; о явлении паразитизма;

уметь:

- определять, находится ли экосистема в равновесии и каким образом можно вернуть нарушенное равновесие; какой тип взаимоотношений устанавливается между отдельными видами в конкретной экосистеме.

36. По своим личным наблюдениям и на основе знаний из биологии приведите примеры животных и растений, для которых свойственны такие взаимоотношения:

- Симбиоз - ____________________________________________________________________

- Мутуализм - __________________________________________________________________

- Паразитизм - __________________________________________________________________

- Конкуренция межвидовая - ______________________________________________________

- Конкуренция внутривидовая - ___________________________________________________

- Хищничество - ________________________________________________________________

- Нейтрализм - _________________________________________________________________

37. Укажите (галочкой или знаком +) в соответствующей графе таблицы, за какие природные ресурсы конкурируют между собой растения, а за какие - животные (Если конкуренции за данный ресурс нет - отмечать не надо).

Природные ресурсы среды	Растения	Животные
Территория	+	+
Растительная пища		+
Минеральные вещества	+
Животная пища		+
Органические остатки	+
Солнечный свет	+
Тепло
Вода	+	+
Кислород	+
Углекислый газ	+
Гумус почвы	+

38. Объясните кратко, каким образом кормящиеся на деревьях насекомоядные птицы избегают межвидовой конкуренции в поисках добычи?

____________________________________________________________________

39. Как практически человек использует явления хищничества и паразитизма в мире животных для борьбы с сельскохозяйственными вредителями? Назовите известные вам методы и способы, приведите примеры. Какой вывод можно сделать из этого?

________________________________________________________________________________

40. Экологическая ниша животного включает в себя не только его местообитание (жилище), но и местообитания потребляемых пищевых ресурсов. Так, птицы, гнездящиеся на деревьях, не редко кормятся на земле, и наоборот. Конкурентные отношения видов (за жилье или пищу) приводят к пространственному разделению экологических ниш.

Ниже вписаны названия животных в соответствии с ярусами их обитания (кто где живет). Укажите, используя свои знания по биологии, кто чем питается (или где кормится) - сплошной линией и кто с кем конкурирует - пунктиром. Попробуйте цветными карандашами обозначить пространственные ниши конкурирующих видов.

Сова

Белка

Синица

Иволга

Дятел

Клест

Жуки

Личинки

Бабочка

Поползень

Пауки

Зарянка

Синица

Лягушки

Личинки

Мухи

Мыши

Пауки

Клещи

Жужелицы

Муравьи

Улитки

5.3. Автотрофные экосистемы. Агроэкосистемы, их загрязнения

Студент должен:

знать:

- естественные и искусственные экосистемы, сельскохозяйственные агроэкосистемы, их продуктивность: виды загрязнений в сельскохозяйственных экосистемах и методы определения загрязнений;

уметь:

- устанавливать и описывать основные виды почвенной эрозии, составить схему искусственной агроэкосистемы.

41. В какой форме передается энергия в экосистеме?

________________________________________________________________________________

42. Какие изменения экосистем называют сукцессиями? Приведите примеры.

________________________________________________________________________________

43. За последнее столетие на нашей планете подвергалось эрозии около 2 млрд. га поверхности суши. Это составляет 27 % всех обрабатываемых земель. Подсчитайте, какова площадь обрабатываемых земель на нашей планете?

________________________________________________________________________________

44. Сформулируйте понятие "агроценоз" и покажите его отличие от биоценозов.

________________________________________________________________________________

45. Кратко охарактеризуйте влияние внесения различных веществ в сельскохозяйственные экосистемы.

_______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.4. Городские и промышленные экосистемы Народонаселения

Студент должен:

знать:

- прогнозы численности населения земли; тенденции в изменении соотношения городского и сельского населения; состав и потоки энергии городских экосистем, экологические проблемы современных городов;

уметь:

- пользоваться справочной и учебной литературой для сравнения уровней загрязнения атмосферы, почвы, воды в городах по ПДК, ПДВ; выявлять по информационным показателям "группы риска" в отдельных городах и микрорайонах.

46. Можно ли город рассматривать как особую экосистему? Свой ответ обоснуйте.

________________________________________________________________________________

47. Почему продолжительности жизни м многих растений в городе в 2-3 раза меньше, чем в естественных экосистемах?

________________________________________________________________________________

48. Объясните причины демографического взрыва. Почему самые высокие темпы роста населения отличаются в развивающихся странах?

________________________________________________________________________________

49. Покажите в виде схемы влияние роста населения на окружающую среду.

50. Назовите меры по ограничению быстрого роста численности населения планеты.

________________________________________________________________________________

Тема 6. Образ жизни и окружающая среда.

На организм человека

Студент должен:

знать:

- о последствиях шумового загрязнения городской среды для здоровья человека, меры борьбы с шумовыми воздействиями; о действии радиоактивных частиц на живые ткани, о роли иммунной системы в адаптивных возможностях человека; о веществах - радиопротекторах, об отрицательном воздействии электромагнитных полей на человека (естественного геомагнитного поля и искусственных электромагнитных полей от различных источников излучения);

уметь:

- определять источники излучений и их потенциальную опасность, оценивать допустимые, контрольные и смертельные дозы от облучения от радиоактивных веществ; применять средства защиты и лечения при облучении.

51. Заполните схему:

52. Врачи, зная, что шум оказывает вредное влияние на организм человека, решили поместить больных санатория в отдельные палаты с полной звукоизоляцией. Как вы думаете, какие результаты даст такой метод лечения?

_______________________________________________________________________________

53. Заполните таблицу:

Источник шума	Уровень шума (в децибелах)	Влияние шума на организм человека
Шелест листвы, журчание ручья, щебет птиц
Негромкий разговор, небольшое уличное движение
Громкая речь, крики, интенсивное уличное движение, метро
Громкая музыка, шум реактивного самолета при взлете, шум при работе дробильной установки или пресса

54. В чем заключается опасность радиоактивного загрязнения?

________________________________________________________________________________

55. Известно, что на каждого человека только ядерного оружия приходится в пересчете на тринитротолуоловый эквивалент 10 т. А чтобы уничтожить одного человека, необходимо всего 400 г. тринитротолуола.

Выскажите свое отношение к гонке ядерных вооружений в мире. На решение каких проблем человечество смогло бы потратить средства, сэкономленные от прекращения гонки вооружений? ранжируйте направления этих средств по значимости. Свои подходы к ранжированию обоснуйте.

_______________________________________________________________________________

Контрольная работа

1 вариант

1. Опишите последствия влияния транспорта на: а) воду; б) воздух; в) городскую среду.

2. Почему самые высокие темпы роста населения отличаются в развивающихся странах?

3. Согласны ли вы с точкой зрения, что, может быть, и не так опасно для вас лично, для граждан России, для всего человечества катастрофическое загрязнение и гибель малых рек?

2 вариант

1. Опишите последствия, связанные с использованием радиоактивных материалов в ВПК.

2. Почему рост населения ведет к сверэксплуатации сельскохозяйственных земель?

3. Известный натуралист и публицист Ричард Фиттер, член комиссии по выживанию видов Международного союза охраны природы и природных ресурсов, одну из своих статей назвал "Если бы все животные исчезли …" Спрогнозируйте и вы что произойдет, если исчезнут все виды животных.

Словарь терминов

Абиотический - неживой; определенный или независимый от живых существ (фактор, воздействие, условие, среда и т.п.).

Абсорбция - поглощение вещества или энергии всей массой поглощающего тела.

Автотроф - организм, синтезирующий из неорганических соединений органические вещества с использованием энергии Солнца (гелиотроф) или энергии, освобождаемая при химических реакциях (хемотроф). В пищевой цепи автотрофы являются продуцентами.

Адаптация - процесс и результат приспособления организмов к условиям окружающей среды.

Адсорбция - поглощение вещества из раствора или газа поверхностным слоем жидкости или твердого тела.

Акватория - водное пространство, ограниченное естественными, искусственными или воображаемыми границами.

Анаэробный - существующий или протекающий в отсутствие кислорода (организм, процесс и т.д.).

Антропогенный - обязанный своим происхождением деятельности человека.

Ареал - область распространения (организма, вида, сообщества).

Аридность - сухость климата, приводящая к недостатку влаги для жизни организмов.

Атмосфера - газообразная оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяного пара и пыли.

Аэрация - естественное или искусственное поступление воздуха в какую-либо среду.

Аэробный - существующий или протекающий в присутствии кислорода.

Биогенное вещество - возникшее в результате жизнедеятельности организмов, например: уголь, нефть, известняки и др.

Биогеоценоз - природная система, состоящая из взаимосвязанных организмов - биоценоза - и его абиотической среды, вместе с занимаемым им участком земной поверхности - биотопом.

Биосфера (экосфера) - оболочка Земли, состоящая из совокупности всех живых организмов (биота), веществ, их составляющих, и среды их обитания.

Биота - исторически сложившийся комплекс живых организмов, обитающий на какой-то крупной, изолированной любыми барьерами территории.

Биотический - присущий живым организмам, произведенный или обусловленный живым существам.

Вид - совокупность особей, сходный по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.

Гетеротроф - организм, использующий для своего питания только (или преимущественно) органические вещества, произведенные другими видами, и не способный синтезировать вещества своего тела из неорганических веществ.

Гидросфера - совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных.

Глобальный - относящийся ко всей планете в целом.

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков, а также продуктов жизнедеятельности организмов и синтеза гумусовых органических веществ микроорганизмами.

Дампинг отходов - сброс, захоронение отходов в океане и морях.

Дератизация - уничтожение грызунов (прежде всего крыс) в помещениях или каких-либо территориях.

Иерархия - расположение и функциональное подчинение (вхождение в более крупную совокупность) элементов целого (его подсистем) в порядке от низшего к высшему (или от высшего к низшему).

Иммунитет - невосприимчивость организма к заболеваниям, вредителям или загрязняющим веществам.

Инверсия (атмосферная) - смещение охлажденных слоев воздуха вниз и скопление их под слоями теплого воздуха, что ведет к снижению рассеивания загрязняющих веществ и увеличению их концентрации в приземной части атмосферы.

Искусственный отбор - отбор организмов с полезными признаками, осуществляемый человеком в течение определенного времени.

Канцероген - вещество (химикат), физический агент (радиация) или биологические организмы (вирусы), способствующие возникновению или развитию злокачественных новообразований.

Коагуляция - процесс слипания частиц при каком-либо внешнем воздействии (изменении температуры, воздействии электрического поля).

Конвергентная эволюция - возникновение у различных по происхождению видов и биотических сообществ сходных внешних признаков в результате аналогичного образа жизни и приспособления к близким условиям среды.

Конкуренция - тип биотических взаимоотношений, при котором организмы или виды соперничают друг с другом в потреблении одних и тех же, обычно ограниченных ресурсов.

Консумент - организм, питающийся органическим веществом.

Литосфера - "твердая" оболочка планеты, включающая земную кору и верхнюю мантию Земли.

Локальный - относящийся к ограниченной местности, не выходящий за определенные пределы.

Миграция - перемещение, перераспределение кого-либо и чего-либо.

Мониторинг - система регулярных, длительных наблюдений в пространстве и во времени, дающая информацию о состоянии окружающей среды с целью оценки прошлого, настоящего и прогнозов на будущее, параметров окружающей среды, имеющих значение для человека.

Мутация - изменения в генетическом материале организма, способные передаваться по наследству и выражающиеся внешне в изменении физиологических, морфологических и других признаков.

Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого их двух видов становится обязательным для обоих, каждый их сожителей получает относительно равную пользу и партнеры не могут существовать друг без друга.

"Нахлебничество" - форма, при которой один вид потребляет остатки пищи другого.

Нейтрализм - тип биотической связи, при которой совместно обитающие организмы (или виды) не влияют друг на друга.

Ноосфера - сфера разума, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизации.

Озон - трехатомная молекула кислорода О₃, обладающая большой химической активностью и токсичностью.

Озоновая "дыра" - значительное пространство в озоносфере планеты с пониженным (до 50 %) содержанием озона.

Озоносфера - слой атмосферы, отличающийся повышенной концентрацией озона и поглощающий ультрафиолетовое излучение, гибельное для организмов.

Ойкумена - часть земной поверхности, заселенная и используемая людьми.

Пандемия - эпидемия, охватывающая население целой страны или ряда стран.

Паразитизм - форма, при которой представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания.

Популяция - совокупность особей одного вида, занимающая определенное пространство и способная в течение большого числа поколений через размножение поддерживать свое существование.

Почва - верхний слой земной коры, возникший в результате совместных действий живых организмов и абиотических факторов, биокосное вещество.

Правило Аллена - выступающие части тела (конечности, хвост, ушные раковины) у теплокровных животных в холодном климате короче, чем в теплом, так как в первом случае тепло потери ниже.

Правило Бергмана - у теплокровных животных размеры тела особей одного вида или группы близких видов определяются температурными условиями среды: размеры особей больше в популяциях, живущих в более холодном климате.

Правило Глогера - животные в теплых и влажных регионах пигментированы сильнее (т.е. особи темнее), чем в холодных и сухих.

Региональный - относящийся к какой-либо значительной территории, но не охватывающий всю планету.

Рекреация - восстановление здоровья и трудоспособности человека путем отдыха на лоне природы или во время туристической поездки, связанной с посещением национальных парков, архитектурных и исторических памятников.

Рецудент - организм, в ходе своей жизнедеятельности превращающий органические остатки в неорганические вещества, пригодные для использования продуцентами.

Симбиоз - биотическая связь видов, при которой оба партнера или один из них получают пользу от этих отношений.

Сообщество - совместно живущие в определенном пространстве автотрофы и гетеротрофы (или один из них).

Среда обитания - все, что окружает организм.

Стенобионт - организм, требующий строго определенных условий среды.

Стресс - состояние напряжения организма - совокупность защитных физиологических реакций в организме животных и человека в ответ на воздействие. Стресс неблагоприятных (холода, голода, загрязнения окружающей среды и т.д.) или некмочительно благоприятных (радости и т.д.) факторов.

Сукцессия - последовательная смена биоценозов, возникающая по одной и той же территории под влиянием природных, антропогенных факторов или их взаимодействие.

Тератоген - вещество, при воздействии на организм вызывающее возникновение уродств и других аномалий в его развитии.

Толерантность - способность организма выносить отклонения экологических факторов среды от оптимальных для него значений.

Эволюция - необратимое, направленное историческое развитие живой природы.

Эврибионт - организм, способный жить в различных, порой резко отличающихся друг от друга условиях среды.

Экологическая ниша - положение, которое занимает вид в экосистеме, определенное его местообитанием, пищей, партнерами, врагами и т.д.

Экология - наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой.

Экосистема - единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором биотические и абиотические компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Эпидемия - быстрое и непрерывное распространение инфекционных заболеваний в пределах какой-либо совокупности организмов или определенного региона.

Рабочая тетрадь

для студентов среднего профессионального образования

2003

Предисловие

Раздел 1 Основы экологии

Тема 1. Предмет, задачи и проблемы экологии как науки

Студент должен:

знать:

уметь:

Схема 1. Структура современных экологических знаний (по Н.Ф. Реймеррси, 1994,

с изменениями)

1. Какое значение имеет природа в жизни человека?

____________________________________________________________________

2. Чем отличается воздействие на природу людей от воздействия на нее животных?

____________________________________________________________________

3. Как изменялся характер воздействия людей на природу на разных этапах развития человеческого общества?

____________________________________________________________________

5. Заполните таблицу о вкладе отечественных ученых в экологическую проблематику:

Ученый	Годы жизни	Вклад в экологию
1

2

3

4

5

12 3 4 5 Следующая ⇒