Решебник по биологии 11 класс Пасечник §17

Существует несколько основных сред жизни: наземно-воздушная, водная, почвенная, организменная.

Экологические факторы:

1) абиотические (неорганические элементы среды – температура, свет, влажность, кислород, состав почвы и т.д.);

2) биотические (влияние живых организмов друг на друга, включая хищничество, симбиоз, паразитизм, конкуренцию);

3) антропогенные (влияние длительности человека – загрязнение окружающей среды, охота, сельское хозяйство, изменение ландшафтов и прочее).

Организмы, живущие в схожих условиях, демонстрируют адаптации, которые помогают им выживать. Например, в пустыне растут кактусы, у которых мясистые стебли запасают воду, а колючки вместо листьев препятствуют ее чрезмерному испарению. У верблюдов, которые также обитают в пустыне, есть горб, который хранит жировые отложения, позволяющие животным меньше перегреваться на солнце.

В тайге у елей хвоя может выдерживать низкие температуры, защищена от потери влаги. Обитающему здесь же зайцу-беляку белый густой мех помогает маскироваться на снегу и хорошо защищает его тело от холода.

Среды обитания организмов: водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная.

Среда обитания определяет строение и функции организмов. Например, у обителей водной среды – рыб и морских млекопитающих – обтекаемая форма тела, что снижает сопротивление воды. У них есть плавники для передвижения, жабры для дыхания под водой, а внешние покровы тела покрыты специальной слизью, которая снижает трение воды. У наземных растений хорошо развиты механические ткани, а у животных сильнее выражен внутренний или наружный скелет. Удлиненное гибкое тело дождевого червя, который обитает в почве, помогает ему легко перемещаться между частичками грунта. Наличие присосок и крючков у паразитов, обитателей организменной среды, позволяет им удерживаться в организме-хозяине.

Экологические факторы – это разнообразные свойства среды обитания, которые определяют условия метаболизма живых организмов и биогеоценоза в целом.

Условно экологические факторы делятся на три группы:

1) абиотические – факторы неживой природы: климатические (температура, влажность, свет) и территориальные (свойства почвы, соленость, рельеф, ветер, течения, уровень радиации);

2) биотические – всевозможные формы влияния организмов друг на друга (паразитизм, опыление, хищничество, конкуренция) и на окружающую среду;

3) антропогенные – воздействие всех форм деятельности человека на естественную среду, которые изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды животных и растений.

Толерантность – это важное свойство живых организмов выдерживать изменения условий окружающей среды (колебания света, влажности, температуры и т.д.), позволяющее приспосабливаться к ним.

Кривая толерантности отображает диапазон условий, при которых организм может выживать и размножаться. Положение вершины кривой указывает на оптимальные условия по конкретному фактору для особей определенного вида.

Согласно закону минимума, сформулированному немецким химиком Юстусом Либихом, наиболее значимым для организма является тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимального его значения в сторону минимального. Например, если в почве недостаточно азота, то даже при наличии воды, света и других минеральных веществ растения будут развиваться до тех пор, пока не усвоят весь азот. Поэтому пренебрежение этим законом в сельском хозяйстве приводит к потере урожая, так как растения не получают достаточное количество необходимых для их питания и роста веществ.

Адаптация – это процесс и результат приспособления организмов к условиям окружающей среды. Она может быть физиологической, морфологической или поведенческой.

Адаптация играет ключевую роль в жизни организма, так как обеспечивает ему выживаемость в условиях конкретного местообитания, способность конкурировать с другими видами, популяциями или особями, а также устойчивость к воздействию факторов абиотического и биотического характера.

Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающую взаимосвязь экологических факторов.

Выполните лабораторную работу № 3 «Методы измерения факторов среды обитания» (учебно-исследовательский проект) на с. 262.

Цель работы: дать характеристику качества воды, взятой из разных источников.

Материал и оборудование: пробы воды; стеклянные сосуды; предметное стекло; дистиллированная вода.

1. Запишите, из какого источника взята проба воды.

2. Налейте в химический стакан эту воду и рассмотрите ее на свет. Определите ее прозрачность. Вода может быть: прозрачная, слабо мутная, сильно мутная.

3. Определите цвет воды. Для этого опустите в стакан с водой белую пластинку или лист белой бумаги. Цвет воды может быть: бурый, светло-коричневый, желтый, светло-желтый, зеленоватый, бесцветный.

4. Определите запах воды и его интенсивность. Естественный запах может быть болотным, глинистым, древесным, плесневым, травянистым, сероводородным. В случае попадания в воду инородных веществ она может пахнуть бензином, мазутом, хлором, навозом и т. п. По интенсивности запах может быть: слабый (он обнаруживается, если обратить на него внимание); заметный (легко обнаруживается), отчетливый (обращает на себя внимание), сильный (делает воду негодной для питья). Питьевая вода не должна иметь запаха.

5. Определите вкус воды. Вкус воды определяется только для питьевой воды. Вода может быть: соленая, горькая, кислая, с хлорным, металлическим или иным привкусом, безвкусная или с приятным для питья вкусом.

6. Определите, образуется ли осадок после суточного отстаивания воды в трех-литровом сосуде. Если осадок образуется, он может быть: хлопьевидным слизистым, хлопьевидным желтовато-коричневым, плотным белым (желтоватым), плотным бурым (коричневым), сероватым, в виде песка, глины или растительных остатков.

7. Определите реакцию водной среды с помощью универсального индикатора. Запишите рН исследуемой воды и по его значению определите реакцию среды.

8. Определите наличие растворенных солей. Для проведения исследования подготовьте два чистых и обезжиренных предметных стекла. На одно нанесите несколько капель исследуемой воды, на другое – дистиллированной. Дистиллированная вода не содержит растворенных солей. Выпарите воду со стекол и сравните их. Белый налет указывает на наличие солей. Чем он больше, тем больше солей было растворено в воде.

9. Исследуйте разные пробы воды, а полученные результаты занесите в таблицу.

10. Сделайте вывод по результатам работы.

В процессе лабораторной работы мы смогли оценить качество воды, взятой из разных источников: река, водопровод, колодец. Речная вода содержит примеси, поэтому имеет болотный запах, хлопьевидный осадок и слабокислую среду. Водопроводная вода соответствует нормам, так как у нее нет запаха и вкуса, она бесцветная, с нейтральным pH и без осадка. Вода из колодца содержит минеральные соли, о чем говорит слабый привкус железа и образование налета после выпаривания.

По итогу лабораторной работы мы можем сделать вывод, что водопроводная вода пригодна для питья после дополнительной обработки – фильтрации. Речная вода непригодна для употребления. Вода из колодца нуждается в дополнительной проверке на содержание железа и жесткость.

Цель работы: познакомиться с методикой взятия проб дождевой воды (снега) и выявления в них загрязнителей.

Материал и оборудование: приемники осадков или снегомеры, универсальная индикаторная бумага, дистиллированная вода, стеклянные сосуды, фильтровальная бумага, предметные стекла, аналитические весы.

1. Возьмите в качестве эталона дистиллированную воду. Во время исследования пробы дождевой воды или снега соблюдайте правила, описанные выше. Определите количество выпавших осадков:

а) для дождя определите количество выпавших осадков в миллиметрах слоя воды, которое высчитывается по формуле:

К = (к × 10) / S , где

К — количество выпавших осадков, в мм слоя воды;

к — количество осадков, в мм;

S — площадь сечения воронки (горлышка банки), в см;

б) для снега определите высоту снежного покрова (в мм).

а) для воды:

Пусть высота дождевой воды в приемнике составляет k = 15 мм, а диаметр горлышка банки d = 10 см (радиус 5 см)

Тогда по формуле получаем:

S = 3,14 · 5² = 78,5 см²

К = (15 · 10) : 78,5 = 1,91 мм осадков

б) высоту снежного покрова измеряем линейкой или снегомером.

2. Определите рН воды. Нанесите каплю исследуемой воды на универсальную индикаторную бумагу, сравните полученный цвет со шкалой рН.

Нормальная атмосферная вода должна быть слабокислой (pH = 5,6 – 6,5) из-за растворенного СО²;

Более низкие показатели pH (ниже 5,5) указывают на кислотные дожди.

Дистиллированная вода: pH = 7 (нейтральная);

Дождевая вода: pH = 6 (слабокислая);

Загрязненный дождь: pH = 4,5 (кислотный).

3. Определите прозрачность воды. Налейте пробу воды в химический стакан и рассмотрите на свету. Вода может быть прозрачной, слабо прозрачной, сильно мутной.

Прозрачная – отсутствие взвешенных частиц;

Слабо прозрачная – небольшое количество частиц;

Сильно мутная – выраженное загрязнение.

Дистиллированная вода – прозрачная;

Дождевая вода – слабо прозрачная;

Вода, полученная из снега с городской улицы – сильно мутная.

4. Определите наличие твердых загрязнителей.

Воду каждой пробы профильтруйте. Фильтр для каждой пробы предварительно взвесьте на аналитических весах с точностью до третьего-четвертого знака. После фильтрования фильтр надо сложить и высушить, а затем снова его взвесить. Разность между первым и вторым взвешиванием показывает количество твердых частиц, выпавших на площадь, равную сечению приемника воды или снегомера.

Исходя из площади сечения снегомера или приемника осадков, подсчитайте количество твердых загрязнений, выпавших на 1 м² поверхности конкретного участка.

Рассчитываем количество загрязнений, выпавших на 1 м², исходя из площади сечения снегомера:

Z= M : S, где:

Z – количество загрязнений (г/м²);

M – разница масс фильтра (г);

S – площадь сечения снегомера (м²).

Примеры результатов:

Дистиллированная вода – нет осадка;

Дождевая вода – 0,002 г загрязнений;

Снег с улицы – 0,05 г загрязнений.

5. Определите наличие растворенных веществ.

Из каждой пробы нанесите по нескольку капель на предметные стекла. Выпарите воду. По белому налету на стекле определите наличие растворенных веществ в каждой пробе. Результаты сравните с таковыми по исследованию дистиллированной воды.

Дистиллированная вода – без налета, нет растворенных солей;

Дождевая вода – слабый белый налет,

Снег с улицы – значительный белый налет, из-за реагентов и загрязнений.

6. Проанализируйте результаты всех исследований.

7. Сделайте вывод по результатам работы.

В процессе лабораторной работы мы смогли познакомиться с методикой взятия проб дождевой воды и воды после таяния снега, и выявили в них загрязнители. По данным исследований мы выяснили, что дождевая вода имеет pH = 6, загрязненный снег – ниже 5, что свидетельствует о кислотных осадках. Дождевая вода содержит минимальное количество твердых загрязнителей, но не является идеально чистой. Городской снег содержит большое количество загрязняющих веществ, включая твердые частицы и растворенные соды (регенты и выбросы транспорта).

Все полученные нами данные важны для контроля экологического состояния окружающей среды.

Цель работы: провести оценку загрязненности воздуха по состоянию лишайников.

Материалы и оборудование: лупа, определитель лишайников.

Работа выполняется в группах.

1. Выберите несколько площадок, на которых будут проводиться исследования (желательно в радиусе 2 км от школы).

Для достоверности результатов выбираем несколько площадок, которые находятся в разных экологических условиях:

Площадка 1 – вблизи оживленной дороги;

Площадка 2 – в парке;

Площадка 3 – во дворе школы;

Площадка 4 – рядом с промышленным заводом.

2. Составьте карту района с указанием площадок.

3. Отметьте на карте близлежащие ТЭЦ, заводы, другие предприятия, дороги с интенсивным транспортным движением.

4. На каждой площадке осмотрите стволы старых, но здоровых деревьев.

5. Найдите деревья, на стволах которых есть лишайники.

6. На каждом дереве подсчитайте число видов лишайников. Необходимо также определить, к какой экологической группе относятся найденные виды: кустистые, листоватые, накипные.

7. Кроме деревьев, можно исследовать обрастание лишайниками камней, стен домов и т. п.

8. Определите степень загрязнения воздуха, используя простейшую шкалу:

9. Сделайте вывод по результатам работы.

В процессе лабораторной работы мы провели оценку загрязненности воздуха по состоянию лишайников и выявили, что:

1) воздух в парковой зоне наиболее чистый, так как здесь встречается все три группы лишайников;

2) воздух возле школы загрязнен умеренно, так как здесь присутствуют листоватые и накипные лишайники;

3) воздух возле дороги загрязнен сильно, так как здесь остались только устойчивые накипные лишайники;

4) в промышленной зоне лишайников нет, что свидетельствует об очень сильном загрязнении воздуха.

Метод оценки лишайниками позволяет быстро и без приборов определить уровень загрязнения воздуха. Полученные данные могут использоваться для экологического мониторинга городских территорий.