Задание 2Определите, к каким факторам среды (абиотическим, биотическим или антропогенным) можно отнести: охоту львов на антилоп, вырубку лесов, влажность воздуха, температуру воздуха, питание блохи за счет собаки, солнечный свет, строительство зданий, давление атмосферного воздуха, питание одной и той же пищей мальками карася и головастиками лягушки, выброс углекислого газа заводами, соленость воды, строительство плотины. Задание 3 Выберите правильное определение закона ограничивающего фактора: а) оптимальное значение фактора наиболее важно для организма; б) из всех факторов, действующих на организм, наиболее важен тот, значение которого больше всего отклоняется от оптимального; в) из всех факторов, действующих на организм, наиболее важен тот, значение которого меньше всего отклоняется от оптимального. Задание 4 В каждом из предложенных примеров выберите тот фактор, который можно считать ограничивающим, т.е. не позволяющим организмам существовать в предлагаемых условиях: А. Для растений в океане на глубине 6000 м: вода; температура; углекислый газ; соленость воды; свет. Б. Для растений в пустыне летом: температура; свет; вода. В. Для скворца зимой в подмосковном лесу: температура; пища; кислород; влажность воздуха; свет. Г. Для речной обыкновенной щуки в Черном море: температура; свет; пища; соленость воды; кислород. Д. Для кабана зимой в северной тайге: температура; свет; кислород; влажность воздуха; высота снежного покрова. Задание 5 Рассмотрите на рисунке 1.1 график зависимости численности семиточечной божьей коровки от температуры окружающей среды.
Рисунок 1.1 – Зависимость численности божьей коровки от температуры окружающей среды Укажите следующие параметры: А. Температура, оптимальная для этого насекомого. Б. Диапазон температур зоны оптимума. В. Диапазон температур зоны пессимума (угнетения). Г. Две критические точки. Д. Пределы выносливости вида. Задание 6
Рассмотрите на рисунке 1.2 график зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки сразу от двух факторов: влажность и температура. Рисунок 1.2 – Зависимость смертности куколок яблоневой плодожорки от двух факторов: влажности и температуры
А. Определите, какой фактор будет ограничивающим в точке с координатами: а) влажность – 18%; температура – 30 оС; б) влажность – 75%; температура – 2 оС; в) влажность – 70%; температура – 37 оС. Б. Назовите диапазон оптимальной для вида: а) температуры; б) влажности. В. Назовите пределы выносливости вида (диапазон между критическими точками) по температуре и по влажности. Г. Используя рисунок 1.2, запишите, где опасность резкого увеличения численности яблоневой плодожорки выше: в районе со средними летними температурами от 20 до 30о С и относительной влажности 60-80% или в районе со средними летними температурами от 30 до 35о С и влажностью 40-50%. Д. Используя рисунок 1.2, постройте два графика зависимости смертности куколок яблоневой плодожорки от действия температуры при относительной влажности 70% и 40%. Объясните, почему эти графики отличаются друг от друга. Задание 7 В озере в различных зонах одновременно измеряли температуру воды и плотность веслоногого рачка. Таблица 1.1 – Зависимость плотности веслоногого рачка от температуры воды в озере
Построить график зависимости плотности рачков от температуры воды. На графике отметить зоны оптимума, пессимума (угнетения), летальные. Определите, к какой экологической группе по экологической валентности по отношению к температуре относится рачок? Задание 8 Три основных способа приспособления (адаптации) организмов к неблагоприятным условиям среды: подчинение, сопротивление и избегание этих условий. Заполните таблицу 1.2, описав преимущества и недостатки каждого из этих способов. Таблица 1.2 — Основные способы адаптации организмов к неблагоприятным условиям среды
Задание 9 Назовите способ выживания (избегание, подчинение или сопротивление) при взаимодействии организмов с окружающей средой в следующих примерах: а) осенние перелеты птиц с северных мест гнездования в южные регионы зимовок; б) зимняя спячка бурых медведей; в) активная жизнь полярных сов зимой при температуре -40 оС; г) переход в состояние спор бактерий при понижении температуры; д) нагревание тела верблюда днем на жаре с 37 до 41 оС и остывание его ночью до 37 оС; е) нахождение человека в бане при температуре 100 оС. при этом его внутренняя температура остается прежней – 36, 6 оС; ж) переживание кактусами в пустыне жары 80 оС; з) переживание рябчиками сильных морозов в толще снега.
Задание 10 Рассмотрите рисунок 1.3, на котором изображены экологические ниши некоторых пород деревьев сразу по двум абиотическим факторам, и ответьте на следующие вопросы: 1. Какие деревья можно считать эврибионтами, а какие стенобионтами, по какому фактору? 2. Какое дерево может служить индикаторами высокой влажности, а какое богатства почв? 3. Какие из этих деревьев могут образовывать смешанные насаждения из 3-4 видов? 4. Можно ли сказать, что смешанные насаждения могут быть более точным индикатором условий среды, чем каждый вид дерева отдельно. Ответ обосновать.
Рисунок 1.3 – Схема экологических ниш деревьев по влажности и богатству почвы Обозначение на схеме Ступени шкалы богатства (плодородия) почвы: I – очень бедные (верховые торфяные болота); II – бедные (сухие луга, сосновые боры); III – небогатые (еловые и смешанные леса, луга); IV – богатые (низинные луга и болота, дубравы); V – очень богатые (степи, полупустыни, пустыни). Ступени шкалы влажности (увлажнения) почвы: А – очень сухие почвы; Б – сухие почвы; В – средневлажные почвы; Г – умеренно влажные почвы; Д – избыточно влажные почвы; Е – обводненные почвы; Ж – вода (водная среда). Задание 11 Какие способы терморегуляции используют следующие организмы? 1) собаки; 2) медведи; 3) пчелы; 4) змеи и ящерицы; 5) крокодилы и черепахи; 6) тюлени.
Лабораторная работа 1.1 Определение устойчивости растений к высоким температурам Работа проводится с группой древесных растений различных видов, встречающихся в озеленительных посадках данной местности. Это дает возможность построить ряд древесных видов по степени устойчивости к высоким температурам, выявить наиболее устойчивые из них, что очень важно для создания озеленительных зон предприятий, уличных посадок в районах с жарким летом. В связи с этим студентам дается задание принести по 5-6 свежих листьев от различных древесных пород, обернув концы черешков в мокрую вату, фольгу, а все листья, поместив в целлофан. В крайнем случае, можно использовать комнатные растения. Принцип метода предложен Ф.Ф. Мацковым и основан на установлении порога повреждения живых клеток экстремальными температурами. Если подвергнуть листья действию высокой температуры, а затем погрузить в слабый раствор соляной кислоты, то поврежденные и мертвые клетки побуреют вследствие свободного проникновения в них кислоты, которая вызовет превращение хлорофилла в феофитин (бурого цвета), тогда как неповрежденные клетки останутся зелеными. У растений, имеющих кислый клеточный сок, феофитинизация может произойти и без обработки соляной кислотой, т.к. при нарушении полупроницаемости тонопласта органические кислоты проникают из клеточного сока в цитоплазму и вытесняют магний из молекулы хлорофилла. Данную работу лучше проводить в первую половину вегетации, когда не наблюдается естественного разрушения хлорофилла у древесных пород. Оборудование, реактивы, материалы 1) водяная баня; 2) термометр; 3) пинцет; 4) чашки Петри (5 шт.); 5) стакан с водой; 6) тонкая проволока; 7) карандаш по стеклу; 8) 0, 2 н раствор соляной кислоты; 9) свежие листья древесных растений. В период вынужденного покоя (февраль – апрель) их можно получить путем прогрева веток в теплой воде и дальнейшего распускания листьев в воде комнатной температуры. Можно также использовать набор листьев разных видов комнатных растений. Ход работы Перед занятием нагреть водяную баню до 40оС, в самом начале занятия погрузить в нее пучок из 5 одинаковых листьев исследуемых растений, скрепив черешки проволочкой. Выдержать листья в воде в течение 30 мин, поддерживая температуру на уровне 40оС. Затем взять первую пробу: оторвать по одному листу каждого вида растений и поместить в чашку Петри с холодной водой. После охлаждения взять лист пинцетом и перенести в чашку с соляной кислотой. Поднять температуру в водяной бане до 50оС и через 10 мин после этого извлечь из нее еще по одному листу, повторив операцию и перенеся охлажденный в воде лист в новую чашку Петри с НС1. Так постепенно довести температуру до 80оС, беря пробы через каждые 10 мин при повышении температуры на 10 оС. Через 20 мин после погружения листа в HClучесть степень повреждения по количеству бурых пятен. Результаты записать в таблицу, обозначив отсутствие побурения знаком “ – ”, слабое побурение “+”, побурение более 50% площади листа “++” и сплошное побурение “+++”. Записать результаты по разным древесным растениям в общую таблицу. Таблица 1.3 - Форма записи протокола опыта
Построить ряд термостойкости древесных пород или комнатных растений по степени убывания. Сделать соответствующие выводы.
Лабораторная работа 1.2 Определение температурного порога коагуляции белков цитоплазмы клеток разных растений Клетки разных растений имеют неодинаковую устойчивость к повышенным температурам. Цель работы – показать эту разницу на ряде древесных растений. При этом предлагается два метода определения коагуляции белка цитоплазмы (по Вигорову, 1961 и Генкелю, 1975).
|
