Тема 7. Экология. Основы гармонии в природе. (4ч)
Какой абиотический фактор оказался в процессе эволюции главным регулятором и сигналом сезонных явлений в жизни растений и животных? Почему именно этот фактор, а не другой?
Низкие температуры ограничивают распространение лося в Скандинавии и Сибири. Хотя среднегодовая температура в Сибири выше, лось в Скандинавии встречается значительно севернее, чем в Сибири. Объясните почему.
В Якутии на северных склонах растет даурская лиственница, а южные склоны покрыты сосновыми лесами. Объясните такое распространение деревьев.
Лисица фенек обитает в пустынях Африки и имеет очень большие ушные раковины, лисица обыкновенная, характерная для лесов умеренных широт, имеет среднюю величину ушных раковин, а песец, обитающий в тундре, имеет очень маленькие уши. Объясните, почему эти близкие в систематическом отношении виды значительно отличаются размерами ушных раковин.
Иногда летом в утренние часы, после прохладной дождливой ночи многие растения проявляют признаки увядания, хотя почва сильно увлажнена и температура воздуха довольно высокая. Объясните причины увядания растений.
В ХIХ в. немецким физиологом К. Бергманом была установлена зоогеографическая закономерность: величина тела теплокровных животных в Северном полушарии увеличивается при движении к северу, а в Южном – при движении к югу. Чем объясняется это явление?
Для многих пустынных представителей семейства кактусовых в Новом Свете и семейства молочайных в Старом Свете характерны толстые стебли, запасающие воду, и листья в виде колючек, защищающие от поедания животными. Почему у растений, относящихся к разным семействам и произрастающих в разных частях Света, развились сходные признаки?
Тело подкаменщика, форели, гольяна в поперечном разрезе почти круглое, а у плотвы, окуня, карася тело сжато с боков. С чем связаны различия в форме тела у этих рыб?
Известно, что процесс оплодотворения у цветковых растений осуществляется при достаточно высоких температурах. Каким образом внутри цветков высокогорных и арктических растений достигается температура более высокая, чем температура окружающей среды?
Составьте схему пищевых цепей аквариума, в котором обитают рыбы карась и гуппи, улитки прудовик и катушка, растения элодея и валлиснерия, инфузория-туфелька, сапрофитные бактерии.
Рассмотрите пищевую цепь: злаки → кузнечик → лягушка → змея → орел-змееяд. Используя правило экологической пирамиды, постройте пирамиду биомасс, исходя из того, что за период развития орла-змееяда его масса составляет 5 кг.
На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, чтобы в Черном море вырос и мог существовать 1 дельфин массой 400кг.
Установлено, что среди насекомых самая высокая плодовитость у растительноядных форм, а наиболее низкая у хищников. Объясните, почему.
Установлено, что на опушках леса и в переходных зонах (например, лесостепях) отмечается большое видовое разнообразие и большая плотность популяций живых организмов, чем в смежных биоценозах. Объясните это явление.
Установлено, что в тропических лесах никогда не наблюдается вспышки численности отдельных видов, а для тундры характерны массовые размножения леммингов, резкие колебания численности песцов и других животных. Объясните, почему в тропических лесах не бывает резких колебаний численности отдельных видов, а в тундре подобные явления закономерны.
В песчаных пустынях жизнь богаче, чем в глинистых. Растения достигают здесь больших размеров, а почвенные животные большим видовым многообразием и большей численностью. Объясните причины большего разнообразия жизни в песчаных пустынях по сравнению с глинистыми.
На севере у стланцевых форм карликовой березы, ели, можжевельника и кедровника верхние ветви, поднимающиеся высоко над землей, обычно полумертвые или мертвые, а стелющиеся – живые. Объясните причины этого явления.
Орнитологами установлено, что три вида славок, обитающих в одних и тех же лесах, питаются насекомыми на разных частях деревьев. Славка Блекберна кормится в верхних частях крон деревьев, каштановая древесная славка – в середине крон, а желтоголовая древесная славка добывает корм в нижних частях крон. Объясните причины различных мест кормления у близкородственных видов славок.
  
Славка Блекберна Каштановая Желтоголовая древесная славка древесная славка
У многих групп организмов летом распространено бесполое размножение, а осенью, при понижении температуры, укорочении светового дня, происходит переход на половое размножение. Лабораторные эксперименты показали, что, изменяя условия среды: лишая пищи, тепла, света, кислорода и т.д., можно заставить организмы перейти к половому размножению и летом. В чем заключается биологический смысл чередования у организмов полового и бесполого размножений?
Исследованиями установлено, что на каждом квадратном метре мелких полей капусты насчитывается в среднем до 69 гусениц капустной белянки, а на одном квадратном метре больших полей обнаружено не более одной гусеницы. При этом вредители и на больших, и на маленьких полях сконцентрированы в основном в краевой зоне, шириной 30-40 м. Аналогичные результаты получены и при учете плотности популяций других вредителей: крестоцветной блошки, клеверного семяеда, яблоневой плодожорки и т.д. Почему численность насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур значительно выше на краях агроценозов и на небольших полях? Какие меры можно порекомендовать для сокращения степени повреждения сельскохозяйственных культур насекомыми-фитофагами, учитывая особенности их распространения?
Может ли самостоятельно существовать посаженная человеком полезащитная лесная полоса, если она состоит только из одного вида деревьев? Почему?
Как и почему изменится жизнь дубравы, если там: а) вырубили весь кустарник; б) химическим способом уничтожили растительноядных насекомых?
При массовом отстреле хищных птиц истребляющих куропаток и тетеревов, последние в лесу вымирают; при уничтожении волков вымирают олени; в результате уничтожения воробьев урожай зерновых падает. Чем это объяснить?
Многие животные запасают на зиму семена и плоды растений. Например: пара желтогорлых мышей за две недели запасает 38000 буковых орешков, лесная мышь за 6 дней может запасти до 15000 желудей. Объясните, какое влияние на популяции растений оказывают животные, запасающие их семена и плоды на корм.
В среднем семья шмелей состоит из 100 рабочих особей, совершающих в погожий день не менее чем по 20 вылетов. За каждый вылет один шмель посещает около 240 цветков. Сколько цветков может опылить семья шмелей за один месяц? Каково значение шмелей в эволюции и экологии насекомоопыляемых цветковых растений?
Установлен, что рабочая пчела за 1 минуту посещает до 12 цветков, а за день – около 7200. в сильной семье бывает до 50 000 рабочих пчел (в слабой – около 10 000). Сколько цветков могут опылить пчелы одной семьи в течение одного дня? Каково практическое и биологическое значение пчел?
Самцы многих животных особенно в период размножения охраняют определенную территорию, на которую не допускают ни одной особи своего вида, кроме своих самок. Объясните, каково значение такого территориального поведения.
Многие виды животных нормально существуют только в довольно больших группах: бактерии могут жить только колониями, насчитывающими не менее 10 000 особей, африканские ткачики – в условиях, где на 1м2 приходится не менее трех гнезд, наиболее продуктивные стада северных оленей включают по 300-400 особей. Объясните, почему некоторые виды животных нормально развиваются только при объединении в довольно большие группы.
Найди ошибку и аргументируй свой выбор:
На то и щука в море, чтобы карась не дремал.
Белые медведи не питаются пингвинами, потому что у них не вкусное жесткое мясо.
Голуби выкармливают своих птенцов птичьим молоком.
Крокодилы – это водные звери.
У хищных птиц мощные когти и зубы.
При смене доминирующего самца в прайде, новый самец убивает всех львят.
Если в аквариуме обитают только самки или самцы гуппи, то потомства ожидать не приходится.
Ученые установили, что хвойные породы деревьев повреждаются промышленными газами сильнее, чем лиственные. Объясните причину.
Общее количество нефти и нефтепродуктов, ежегодно попадающих в воды Мирового океана, превышает 10 млн. т. Как нефтяные пленки влияют на обмен веществ между океаном и атмосферой? Какое влияние оказывают нефтепродукты, попадающие в океан, на жизнедеятельность живых организмов?
В Калифорнии с целью уничтожения комаров в воду в озере Клеар обработали препаратом ДДТ в концентрации 0,02мг/л. Через некоторое время у рыбоядных птиц, обитающих на этом озере, из-за нежизнеспособности эмбрионов перестали вылупляться птенцы. Объясните в чем заключается связь между обработкой воды в озере ДДТ и нежизнеспособностью эмбрионов птиц с озера Клеар?
Для изготовления аэрозольных баллончиков с лекарствами, косметикой, бытовыми препаратами используется газ фреон, который не оказывает вредного воздействия на организмы. Однако ученые настаивают на ограничении использования этого газа. Почему?
Для защиты растений от вредителей в настоящее время практически во всех странах мира широко применяются пестициды. Как это влияет на здоровье человека и экологическую устойчивость местных биоценозов? Ответ аргументируйте.
На реке, протекающей по европейской территории России, планируется строительство плотины. Предположите возможные изменения ихтиофауны в этой реке.
В 80-х г.г. ХIХ века все цитрусовые плантации в Калифорнии почти погибли из-за желобчатого австралийского червеца, сосущего соки растений. Этот вредитель случайно был завезен в Америку из Австралии. После того как применяемые методы борьбы с этим вредителем не дали результатов, из Австралии были привезены 129 экземпляров естественных врагов червеца – хищных жуков родолий. Весной 1889 г. На апельсиновые плантации Калифорнии было выпущено 10 000 родолий, а к октябрю этого же года желобчатый австралийский червец был буквально искоренен на большей части территории южной Калифорнии. Биологический метод борьбы оказался достаточно эффективным и использовался более 50 лет. Однако применение пестицида ДДТ позволило популяции червецов вновь достигнуть расцвета. Почему использование пестицида в борьбе с вредителями дало обратный эффект?
Определите частоту встречаемость рецессивного аллеля в популяции, где доминантные гомозиготы (ВВ) составляют 81%.
Какова доля гетерозиготных особей в равновесной популяции, где рецессивные гомозиготы составляют 64%?
РЕШЕНИЕ: Согласно закону Харди-Вайнберга в равновесной популяции соотношение доминантных и рецессивных генов равно 1: p + q = 1
По условию задачи особи с генотипом аа (q2) составляют 64% (0,64), значит частота встречаемости аллеля а: а = √ 0,64 = 0,8,
Тогда, частота встречаемости аллеля А: р = 1 – 0,8 = 0,2
Следовательно, доля гетерозиготных особей в данной популяции, в соответствии с законом Харди-Вайнберга: Аа = 2рq = 2 ∙ 0,8 ∙ 0,2 = 0,32 (32%).
ОТВЕТ: доля гетерозигот 0,32.
* З-н Харди-Вайнберга. Имеется популяция следующего состава: 0,49 АА, 0,2 Аа, 0,09 аа. Одинакова ли жизнеспособность особей с разными генотипами?
РЕШЕНИЕ: Если жизнеспособность всех особей одинакова, то популяция должна находиться в равновесии и частоты аллелей должны удовлетворять закону Харди-Вайнберга: р2 + 2 рq + q2 = 1, p + q = 1
(АА + 2Аа + аа = 1, А + а = 1)
Т.к. частота встречаемости генотипа АА 0,49, а аа 0,09,
то частота аллеля А = √ 0,49 = 0,7
а = √0,09 = 0,3
Значит, частота встречаемости гетерозигот должна быть:
Аа = 2 ∙ 0,7∙ 0,3 = 0,42
А по условию задачи гетерозиготы составляют 0,2, следовательно жизнеспособность гетерозигот понижена.
Перевод с русского на русский
-
Какие известные русские пословицы, поговорки «спрятаны» в выражениях?
Сбился с азимута в небольшом биоценозе, состоящем из голосеменных.
(Заблудился в трех соснах).
Вид общественно полезной деятельности человека, без которого не возможно изъятие небольшого компонента фауны стоячего водного биоценоза.
(Без труда не вытащишь и рыбку из пруда).
Представитель класса млекопитающих, который несмотря на хорошие пищевые условия, постоянно стремится в древесное сообщество.
(Сколько волка не корми, он постоянно в лес смотрит).
Неосмотрительное действие, в результате которого самец мелкого рогатого скота попал в овощной агроценоз.
(Пустили козла в огород).
Неприятное ощущение, вызываемое типичными представителями отряда хищных средней полосы, которое мешает посещать древесное сообщество.
(Волков бояться – в лес не ходить).
Гидрофобный эффект, хорошо представленный у представителей водоплавающих отряда гусеобразных.
(Как с гуся вода).
Переведите с русского на русский пословицы и поговорки, используя биологическую терминологию:
Слово – не воробей, вылетит – не поймаешь.
Работа – не волк, в лес не убежит.
На то и щука в море, чтобы карась не дремал.
Собака лает – ветер носит.
Лес рубят – щепки летят.
Паршивая овца все стадо портит.
Мини-исследования
Тема 5. Генетика. Всегда ли прав Мендель?
Составление родословной по исследуемому признаку
Цель:
Изучить родословную своей семьи;
Научиться пользоваться генеалогической символикой при составлении родословной семьи;
Научиться определять характер наследования признака.
Терминология:
Пробанда – обладатель наследственного признака;
Сибсы – потомки одних родителей (родные братья и сестры).
Условные обозначения:
 - женщина
 - мужчина
 - зарегистрированный брак
 - внебрачная связь
 - развод
- повторный брак
|
 - бесплодный брак
 - сибсы
 - пробанда
 - преждевременная смерть (до 45 лет)
|
Ход исследования
Составьте как можно более полную родословную своей семьи.
Выберите какой-либо один интересующий вас признак.
Проследите, как наследуется выбранный вами признак в вашем генеалогическом древе.
Определите характер наследования признака (доминантный, рецессивный, сцепленный с полом, аутосомный).
Определите закономерности наследования выбранного признака.
Сделайте выводы о характере и статистике наследования признака.
|
