Загальна біологія. 11 клас. Кучеренко

Про що ми дізналися з цього розділу. Основи екології. Людина і біосфера

Екологія — наука про взаємозв’язки живих організмів і їхніх угруповань між собою та умовами середовища існування, про структуру й функціонування надорганізмових біологічних систем. Усі компоненти середовища існування, що впливають на живі організми та їхні угруповання, називають екологічними факторами. Їх ділять на абіотичні, біотичні та антропогенні. Фактори, дія яких виходить за межі витривалості організмів називають обмежуючими. Вони визначають територію розселення видів.

Живі організми - мешканці нашої планети - освоїли чотири основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, ґрунт та організми інших видів. Найрізноманітнішим за умовами існування є наземно-повітряне середовище.

Усі форми співіснування організмів (паразитизм, коменсалізм і мутуалізм) називають симбіозом.

Сезонні зміни умов середовища зумовлюють формування в організмів адаптивних біологічних ритмів: добових, припливно-відпливних, сезонних тощо. Одним із провідних факторів, що впливає на інтенсивність процесів життєдіяльності організмів є тривалість світлового періоду доби. Реакція організмів на цей фактор дістала назву фотоперіодизм.

Види існують у формі популяцій. Популяція кожного виду займає в біогеоценозі певне положення - екологічну нішу. Кожна популяція характеризується певними показниками (чисельністю, густотою, біомасою тощо), а також певною структурою (статевою, віковою, просторовою, екологічною). Зміни чисельності популяцій під впливом різних факторів називають популяційними хвилями; вони бувають сезонними й несезонними. Підтримання чисельності популяції на оптимальному для даного середовища рівні називають гомеостазом популяції.

Угруповання взаємодіючих між собою популяцій організмів різних видів, що населяють територію з однорідними умовами існування, утворюють біоценози. Біоценози характеризуються певним видовим різноманіттям, біомасою, продуктивністю, просторовою та екологічною структурою. Популяції організмів різних видів, що входять до складу певного біоценозу, тісно взаємопов’язані не лише між собою, а й з умовами фізичного середовища. Внаслідок цього формуються біогеоценози - цілісні системи, яким властиві стійкість, здатність до саморегуляції (підтримання гомеостазу) та самовідтворення.

Біогеоценози - відкриті системи, що потребують постійного надходження енергії ззовні. В них формуються різні типи ланцюгів живлення. Переплітаючись, ланцюги живлення певного біогеоценозу утворюють його трофічну сітку. Закономірність витрат енергії на різних трофічних рівнях ланцюгів живлення дістала назву правила екологічної піраміди. У біогеоценозах постійно відбуваються сукцесії, які сприяють заміні біогеоценозу одного типу іншими.

Біосфера - це єдина екосистема Землі вищого порядку, сукупність усіх її біогеоценозів. Жива речовина біосфери, тобто вся сукупність організмів нашої планети, забезпечує постійний колообіг речовин і потоки енергії.

Для постійного одержання сільськогосподарської продукції людина створює штучні угруповання - агроценози. Підвищений вплив людини на довкілля призводить до його забруднення, зникнення багатьох видів організмів тощо. Внаслідок цього перед людиною виникає багато екологічних проблем, без розв’язання яких їй загрожує глобальна екологічна криза з непередбачуваними наслідками.

ПІДСУМКОВІ ЗАВДАННЯ

Завдання 1. Охарактеризувати основні закономірності дії екологічних факторів на організми, заповнивши таблицю:

Закономірність

Формулювання

Біологічний сенс

Правило екологічної індивідуальності

Закон оптимуму

Явище взаємодії екологічних факторів

Закон взаємокомпенсації факторів

Закон толерантності

Завдання 2. Охарактеризувати зв’язки, які виникають між популяціями організмів, що входять до складу певного біогеоценозу, заповнивши таблицю:

Тип зв’язку

Чим характеризується

Приклади

Хижацтво

Конкуренція

Паразитизм

Коменсалізм

Мутуалізм

Нейтралізм

Завдання 3. Охарактеризувати основні екологічні групи організмів, заповнивши таблицю:

Групи організмів

Чим характеризуються

Роль у біогеоценозах

Продуценти

Консументи

Редуценти

ТЕМАТИЧНА ПЕРЕВІРКА ЗНАНЬ

І рівень

(вибрати із запропонованих відповідей правильну)

1. Всі можливі типи взаємозв’язків між організмами різних видів називають: а) паразитизм; б) мутуалізм; в) коменсалізм; г) нейтралізм; ґ) симбіоз.

2. Межі біоценозу визначаються: а) поширенням домінуючого виду тварин; б) межами певного рослинного угруповання; в) довільно; г) чітких меж не існує.

3. Фактори неживої природи називають: а) абіотичними; б) біотичними; в) антропогенними; г) домінуючими.

4. Реакція організмів на зміну тривалості світлового періоду доби - це: а) фотоперіодизм; б) анабіоз; в) біологічний годинник; г) симбіоз; ґ) адаптація.

5. Тип симбіозу, за якого організми різних видів мають взаємну користь - це: а) паразитизм; б) коменсалізм; в) мутуалізм; г) нейтралізм; ґ) конкуренція.

6. Просторове і трофічне положення популяції певного виду в біогеоценозі називають: а) місцеіснуванням; б) трофічним рівнем; в) симбіозом; г) екологічною нішею.

7. Біомасу, створену за одиницю часу продуцентами, називають: а) первинною; б) вторинною; в) третинною.

8. Угруповання організмів, штучно створене людиною для одержання сільськогосподарської продукції, називають: а) біогеоценозом; б) екосистемою; в) популяцією; г) агроценозом.

9. Ноосфера - це: а) розумова оболонка Землі; б) частина оболонок Землі, заселена живими істотами; в) новий стан біосфери, зумовлений розумовою діяльністю людини; г) сукупність усіх природоохоронних територій.

10. Потепління клімату Землі пов’язане з: а) зростанням народонаселення; б) руйнуванням озонового екрана; в) зростанням великих міст; г) збільшенням концентрації СО2 в атмосфері; ґ) ерозією ґрунтів.

11. Ерозія ґрунтів - це: а) відкладення солей на поверхні ґрунту; б) зменшення їхнього родючого шару; в) знищення корисних мешканців ґрунту; г) вирубування лісів.

12. Зелену книгу створено з метою охорони: а) рідкісних видів; б) зникаючих видів; в) рідкісних і типових тваринних угруповань; г) рідкісних і типових рослинних угруповань; ґ) акліматизованих видів.

II і III рівні

(вибрати із запропонованих відповідей одну чи кілька правильних)

1. Органічні речовини з неорганічних утворюють: а) автотрофи; б) гетеротрофи; в) продуценти; г) консументи; ґ) редуценти; д) фототрофи.

2. Між організмами різних видів можуть виникати зв’язки: а) конкуренція; б) мутуалізм; в) коменсалізм; г) паразитизм; ґ) хижацтво.

3. Між організмами одного виду можуть виникати зв’язки: а) конкуренція; б) мутуалізм; в) коменсалізм; г) паразитизм; ґ) хижацтво.

4. До біотичних факторів належать: а) температура; б) господарська діяльність людини; в) конкуренція; г) паразитизм; ґ) вологість; д) хижацтво.

5. Фактори, які визначають територію поширення виду, називають: а) абіотичними; б) біотичними; в) антропогенними; г) обмежуючими; ґ) кліматичними; д) симбіозом.

6. Показники, які характеризують стан популяції, - це: а) видова структура; б) густота; в) швидкість колообігу речовин; г) вікова структура; ґ) статева структура, д) біомаса.

7. Певний біоценоз характеризується структурою: а) статевою; б) видовою; в) віковою; г) просторовою; ґ) екологічною.

8. Агроценоз відрізняється від природного біогеоценозу: а) незавершеністю колообігу речовин; б) відсутністю біотичних зв’язків між організмами різних видів; в) незначним видовим різноманіттям; г) різким переважанням окремих видів; ґ) здатністю до саморегуляції.

9. Графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення - це: а) екологічна ніша; б) піраміда чисел; в) піраміда біомаси; г) піраміда енергії; ґ) варіаційна крива.

10. Біосфера - це: а) жива оболонка Землі; б) розумова оболонка Землі; в) частина оболонок Землі, населених живими організмами; г) сукупність усіх природоохоронних територій; ґ) єдина глобальна екосистема Землі.

11. В утворенні осадочних порід беруть участь: а) двостулкові молюски; б) хрящові риби; в) форамініфери; г) діатомові водорості; ґ) зелені водорості; д) гриби.

12. У процесах ґрунтоутворення активну участь беруть: а) гриби; б) дощові черв’яки; в) птахи; г) діатомові водорості; ґ) круглі черви; д) кишковопорожнинні.

IV рівень

1. Які рівні організації живої матерії вивчає екологія? Які розділи екології вивчають ті чи інші рівні організації живої матерії?

2. У чому полягає принцип єдності організмів і середовища їхнього існування?

3. Що спільного та відмінного в механізмі регулювання чисельності популяцій тварин і спільнот людей? Відповідь обґрунтуйте.

4. Чому конкуренція між близькими у систематичному відношенні видами відбувається гостріше, ніж між віддаленими? Відповідь обґрунтуйте.

5. Яким чином густота популяцій залежить від ресурсів середовища існування? Відповідь обґрунтуйте.

6. Чому стабільність біогеоценозів залежить від їхнього видового різноманіття?

7. Чи можна вважати угруповання організмів, які мешкають у печерах або на великих глибинах моря, окремими біогеоценозами? Відповідь обґрунтуйте.

8. Еволюція багатьох видів квіткових рослин і комах відбувалася спільно. Які загальні пристосування є у них? Чим вони залежать один від одного?

9. Чим можна пояснити, що темпи сукцесійних перетворень на покинутому пшеничному полі з часом значно сповільнюються?

10. Чим можна пояснити, що в процесі сукцесії продуктивність біогеоценозу зростає?

11. Чому слід охороняти не тільки окремі рідкісні чи зникаючі види, а й цілі екосистеми, до складу яких вони входять? Відповідь обґрунтуйте.

12. Чому біосферу не вважають окремою оболонкою Землі? Відповідь обґрунтуйте.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Тема

Вивчення морфологічного критерію виду на прикладі рослинних і тваринних організмів

Обладнання і матеріали

Гербарні зразки або живі рослини, зафіксовані тварини або їхні опудала.

Хід роботи

1. Розглянути гербарні зразки або живі рослини кількох (2-3) видів однієї родини. Записати їхні наукові назви і охарактеризувати за особливостями зовнішньої будови (стебло, коренева система, листки, квітки, плоди). Для кожного виду визначити його характерні відмінності від інших (використати діагностичні ознаки).

2. Розглянути зафіксовані особини тварин 2-3 видів або їхні опудала. Записати їхні наукові назви, охарактеризувати за зовнішньою будовою, виявити риси подібності й відмінності. Для кожного виду відзначити його характерні відмінності від інших (діагностичні ознаки).

КОРОТКИЙ СЛОВНИК ТЕРМІНІВ

Агроценоз - маловидові штучні угруповання організмів, створені людиною для одержання сільськогосподарської продукції.

Адаптації - пристосування організмів до умов довкілля.

Бентос - сукупність організмів, які мешкають на поверхні чи в товщі дна водойм.

Біогеоценоз - певна територія з відносно однорідними умовами існування, населена взаємопов’язаними популяціями різних видів, об’єднаних між собою і фізичним середовищем, колообігом речовин і потоками енергії.

Біосфера - частина оболонок Землі, заселена живими організмами; єдина глобальна екосистема планети.

Біоценоз - угруповання взаємопов’язаних популяцій різних видів, які населяють територію з відносно однорідними умовами існування.

Гідробіонти - організми, які населяють водойми різних типів.

Екологічна ніша - положення популяції певного виду у біогеоценозі, що визначається взаємозв’язками з популяціями інших видів та умовами фізичного середовища існування.

Екологічна піраміда - графічне зображення трофічної структури ланцюга живлення.

Екологічні фактори - всі компоненти середовища існування, що впливають на живі організми та їхні угруповання.

Екологія - наука про взаємозв’язки живих організмів, їхніх угруповань між собою та середовищем існування, про структуру й функціонування надорганізмових систем (популяцій, біоценозів, біогеоценозів, біосфери).

Екосистема - сукупність популяцій різних видів, які взаємодіють між собою та з фізичним середовищем існування таким чином, що всередині цієї системи виникають потоки енергії та колообіг речовин.

Колообіг речовин - обмін речовинами між живою (біотичною) та неживою (абіотичною) частинами екосистем.

Коменсалізм - тип симбіозу, за якого організм одного виду (коменсал) використовує організм іншого виду (хазяїна), його житло, залишки їжі, або продукти життєдіяльності, не завдаючи йому помітної шкоди.

Конкуренція - тип антагоністичних взаємозв’язків між організмами одного (внутрішньовидова) або різних (міжвидова) видів, унаслідок яких використання певного ресурсу довкілля одними з них зменшує його доступність для інших.

Консументи - гетеротрофні організми, які живляться готовими органічними речовинами.

Ланцюги живлення - послідовність організмів різних видів, у яких організми одного виду, їхні рештки чи продукти життєдіяльності є їжею для організмів іншого виду.

Місцеіснування виду - частина простору в біогеоценозах, заселена популяціями певного виду.

Мутуалізм - тип симбіозу, за якого кожний із взаємопов’язаних видів одержує певну користь від іншого.

Нейстон - сукупність організмів, які пересуваються по поверхневій плівці води або прикріплюються до неї знизу.

Нектон - сукупність організмів, що мешкають у товщі води й здатні активно пересуватись незалежно від напрямку течії.

Ноосфера - новий стан біосфери, зумовлений розумовою діяльністю людини.

Паразитизм - тип симбіозу, за якого організм одного виду (паразит) тривалий час використовує іншого (хазяїна) як середовище життя та джерело живлення.

Перифітон - сукупність організмів, які оселюються на різних субстратах, розташованих у товщі води.

Планктон - сукупність організмів, які мешкають у товщі води й нездатні протидіяти течіям.

Поліфаги - організми, які живляться різною за походженням їжею.

Популяційні хвилі (або хвилі життя) - періодичні коливання чисельності особин у популяції.

Популяція - сукупність особин одного виду, які певний час мешкають у певній частині аріалу частково чи повністю ізольовано від інших подібних угруповань.

Продуценти - організми, які утворюють органічні сполуки з неорганічних.

Редуценти - організми, які живляться мертвою органікою, розкладаючи її до неорганічних сполук.

Сапротрофи - організми, які живляться мертвою органікою.

Середовище існування - частина природи населена особинами, популяціями та угрупованнями організмів, яка характеризується певною сукупністю умов існування.

Симбіоз - усі форми співіснування організмів різних видів.

Сукцесія - закономірні та спрямовані зміни комплексів організмів, які входять до складу певних біогеоценозів. Наслідком сукцесії може бути заміна біогеоценозу одного типу іншим.

Трофічна сітка - структура біогеоценозу, що формується внаслідок переплетення різних ланцюгів живлення.

Фітофаги - організми, які живляться рослинами.

Фітоценоз - угруповання популяцій рослин різних видів, які мешкають на загальній території з більш-менш однорідними умовами існування.

Фотоперіодизм - реакції організмів на зміни тривалості світлового дня (фотоперіоду).

Хижацтво - явище, за якого певні види організмів (переважно тварини) ловлять, убивають і споживають в їжу тварин.

Червона книга - список рідкісних і зникаючих видів організмів, які потребують охорони.

Чорний список - списки видів різних груп організмів, які вимерли, починаючи з 1600 року.