Модуль №1 МХП дневное обучение №1 1. Автотрофные организмы (понятие, пример) 2. Экосистема, определение, классификация 3. Превращение плодородных земель в пустыни идет со скоростью 1 га/мин, а скорость сведения лесов с учетом возобновления составляет 0,8 га/с. Территория суши, пригодная для проживания человечества, оценивается примерно в 100 млн.км2. Через какой промежуток времени население планеты исчерпает все земельные ресурсы? №2 1. Гетеротрофные организмы (понятие, пример) 2. Функциональная структура экосистем 3. Площадь Энгельсского района 3,1 тыс км2, площадь с/х угодий составляет 64,5 % от всей площади области , площадь пашни 83 % от площади с/х угодий; урожайность зерновых 4,6 ц/га, численность населения 330,7 тыс.чел.. Обеспечен ли район зерновыми, если 1 человеку в год необходимо 1 т продовольственного и фуражного зерна ? Скорость роста пустынь мира из-за нерационального природопользования достигает 10 га/мин. Оцените ситуацию в районе через 10 лет, если скорость роста населения составляет 0,2 %, а скорость роста пустынь достигнет мирового значения. 1. Продуценты (определение, функции, пример) 2. Видовая структура экосистем 3. Ежегодные потери обрабатываемых земель в мире составляют 50 тыс км2. На долю с/х угодий приходится 10% от всего земельного фонда планеты. Подсчитайте, через сколько лет с/х угодья могут деградировать полностью. В оценках принять, что радиус Земли составляет 6370 км, а на долю суши приходится 1/3 от всей площади поверхности земли. №3 №4 1. Консументы 1-го порядка (определение, функции, пример) 2. Пространственная структура экосистем 3. Через какое время экосистема вернется в климаксное состояние, если в результате пожара на данной территории уцелело 20% всей прежней биомассы, что составляет 104т? Ежегодный прирост биомассы на поврежденной территории в среднем составляет 10% от прежнего уровня, а расход энергии на дыхание экосистемы равен 8%. №5 1. Консументы 2-го порядка (определение, функции, пример) 2. Биоценоз, биотоп. 3. Численность населения России в 1995 г. составляла около 150 млн. человек. В нашей стране в последние годы наблюдается естественная убыль населения, характеризующаяся средними темпами около 1,5 % ежегодно. Оцените период времени, через который нас будет только 100 млн. человек при сохранении современных тенденций убыли населения. №6 1. Адаптации. 2. Фитофаги (понятие, пример) 3. В Ивановской области проживает примерно 1,3 млн. человек. Демографическая проблема области заключается в том, что смертность доминирует над рождаемостью, убыль населения составляет 11 % ежегодно. Рассчитайте период времени, через который численность населения области уменьшится вдвое. Оцените вероятность сценария и период времени, по которому ивановцев не будет совсем. №7 1. Зоофаги (понятие, пример) 2. Экологический фактор (понятие, пример) 3. В популяции имеется 1500 способных к размножению особей, в течение 40 дней родилось 50 новых особей и умерло 35. Определите абсолютную рождаемость, смертность. Найдите численность данной популяции через год. №8 1. Среда обитания и среда жизни 2. Редуценты (определение, функции, пример) 3. Сколько человек недополучат продуктов питания из-за снижения озона на 3%, если уменьшение озона на 1% снижает интенсивность фотосинтеза также на 1%, площадь пашни в мире 1,5 млрд. га, средняя урожайность зерновых 30 ц/га, а 1 человеку в год требуется 1 т продовольственного и фуражного зерна? №9 1. факторы среды и их классификация 2. Детритофаги (определение, функции, пример) 3. Рассчитайте, сколько выделится кислорода и поглотится углекислого газа при фотосинтезе 2-х т органического вещества №10 1. Перечислите закономерности действия факторов среды на организм 2. Некро- и копрофаги (определение, функции, пример) 3. Земельный фонд Российской Федерации составляет 1709,7 млн. га, из них на долю лесов и кустарников приходится 46%. Оцените, достаточно ли кислорода, вырабатываемого этими лесами и кустарниками, для обеспечения дыхания всего населения Земли, если 1000 га леса производит 10 -12 т кислорода ежесуточно, а численность населения земли 6 млрд.чел. (Объем легких 4 л, частота дыхания 30 дых/мин; газообмен 30%; содержание кислорода 21%) №11 1. правило оптимума (формулировка, пример проявления) 2. Сапрофиты и сапрофаги (определение, функции, пример) 3. Оцените вклад лесов, расположенных на территории РФ, в производство кислорода, если вся биомасса планеты ежегодно дает 1,6∙10 11 т О2, а общая площадь земель лесного фонда 1180,9 млн. га, из них 1110,5 млн. га находятся в ведении Федеральной службы лесного хозяйства России (1000 га продуцирует в среднем 10 - 12 т кислорода в сутки). №12 1. правило лимитирующих факторов (формулировка, пример проявления) 2. Пастбищная трофическая цепь (пример) 3. В популяции имеется 1500 способных к размножению особей, в течение 40 дней родилось 50 новых особей и умерло 35. Определите абсолютную рождаемость, скорость естественного роста популяции. Найдите численность данной популяции через год. №13 1. правило взаимодействия факторов (формулировка, пример проявления) 2. Детритная трофическая цепь (пример) 3. Ежегодные потребности в кислороде США оцениваются в 25 млрд. т. Оцените, соответствует ли эта величина восстановительной возможности их собственной территории, если вся территория США составляет 9,363 млн. км2, причем лесистость - менее 20%, а средняя годовая продуктивность леса составляет 0,04 г/см2 №14 №15 1. закон толерантности Шелфорда (формулировка, пример проявления) 2. Цепь выедания (пример) 3. Одно взрослое дерево за вегетационный период вырабатывает 50 -100 м3 кислорода. Сколько деревьев могут обеспечить годовую потребность в кислороде 1 человека и всех жителей Саратовской области, если численность населения составляет 2737,3 тыс.чел.? Какую площадь области займут посадки деревьев для обеспечения биологических потребностей в кислороде всех жителей области, если 1 дерево занимает площадь 3 м2? Сравните найденную величину с фактической (675 тыс. га). В расчетах принять, что площадь области составляет 100,2 тыс. км2 , а человек ежеминутно потребляет 7,56 л кислорода. 1. классификация организмов по отношению экологическим факторам 2. Правило Линдемана 3. В Ивановской области проживает примерно 1,3 млн. человек. Демографическая проблема области заключается в том, что смертность доминирует над рождаемостью, убыль населения составляет 11 % ежегодно. Рассчитайте период времени, через который численность населения области уменьшится вдвое. Оцените вероятность сценария и период времени, по которому ивановцев не будет совсем. к №16 1. Высокопродуктивные экосистемы. Эффект экотона 2. Экологические пирамиды 3. Определите, каким растениям из нижеперечисленных соответствует каждая кривая толерантности. Какой вид можно считать эврибионтным, а какие – явные стенобионты? Рогоз, мятлик, ольха, полынь, ива (пунктиром показан тимьян). №17 1. Закон пирамиды биомассы экосистемы 2. Сукцессии 3. Определите, каким растениям из нижеперечисленных соответствует каждая кривая толерантности. Какой вид можно считать эврибионтным, а какие – явные стенобионты? Тростник, типчак, береза, ковыль, осока (пунктиром показан тимьян). №18 1. Взаимосвязи организмов в экосистемах 2. Первичная и вторичная, валовая и чистая продукции 3. Определите, каким растениям из нижеперечисленных соответствует каждая кривая толерантности. Какой вид можно считать эврибионтным, а какие – явные стенобионты? Ковыль, очиток, береза, вереск, тимьян (пунктиром показан типчак). №19 1. Взаимоотношения организмов в экосистемах 2. Экологическая ниша 3. По оценкам экспертов, проживающим в 1995 году 5,2 млрд. человек для удовлетворения их потребностей требовалось 10% годовой продукции биомассы. По прогнозам, население планеты будет стабилизировано к 2100 г. на уровне 12 млрд. человек. Какое количество годовой продукции биомассы будет потреблять человечество к этому времени, и каковы возможные последствия? №20 1. жизненная среда гидробионтов и ее особенности 2. Мутуализм и аменсализм в экосистемах (пример) 3. Сколько килограмм свежей травы необходимо для образования 100 кг говядины, если в 1 г сухого вещества позвоночного животного (мяса) заключается 23,5 кДж (5,6 ккал) энергии, а 1 г сухого органического вещества растения в среднем соответствует 18,7 кДж (4,5 ккал) энергии? №21 1. Комменсализм и нейтрализм в экосистемах (пример) 2. Фундаментальная и реализованная экологическая ниша 3. Площадь луга составляет 180 м2. За сутки на 1 м2 поверхности почвы растениями создается количество вещества, эквивалентное 84 кДж. Какое количество вещества составит за год продукция консументов первого порядка, второго порядка? №22 1. Закон однонаправленного потока энергии 2. Взаимоотношения организмов в экосистемах «+;-» (название, пример) 3. Найдите ошибку в приведенной ниже фразе, расставьте цифры правильно и объясните свой выбор: «Биомасса листвы спелого дубового леса составляет 300 кг/га, древесины - 4-6 т/га, а теплокровных животных - 300 т/га». №23 1. Правила Алена и Бергмана 2. Взаимоотношения организмов в экосистемах «-;-» (название, пример) 3. На приведенном ниже рисунке показаны потоки энергии в небольшой части луговой экосистемы. Исходя из анализа потоков энергии, дайте ответы на следующие вопросы: - Чему равна валовая продукция злаков и разнотравья? - Чему равна эффективность фотосинтеза? Цифрами на схеме обозначены (кДж/м2·год): 1- солнечный свет (1856·106); 2 - дыхание (36·105); 3 - чистая продукция (20·106); 4 - заглатывается (6·106); 5 - дыхание и фекалии (59·103); 6 - дыхание и фекалии (38·105); 7 - заглатывается (4,4·105); 8 - гибель и другие пути обмена (69·103); 9 - дыхание и фекалии (500); 10 - гибель и другие пути обмена (20·106); 11 дыхание и фекалии; 12 - чистая продукция (2000). 4 2 Птицы, фитофаги 3 1 Растения травянистые 5 7 10 6 9 8 Зеленая саранча Полевая мышь 11 12 Пауки №24 1. Биогеоценоз и экоситема 2. Взаимоотношения организмов в экосистемах «+;+» (название, пример) 3. На приведенном ниже рисунке показаны потоки энергии в небольшой части луговой экосистемы. Исходя из анализа потоков энергии, дайте ответ на следующий вопрос: - Чему равна чистая продукция птиц-фитофагов, саранчи? Цифрами на схеме обозначены (кДж/м2·год): 1- солнечный свет (1856·106); 2 - дыхание (36·105); 3 - чистая продукция (20·106); 4 - заглатывается (6·106); 5 - дыхание и фекалии (59·103); 6 - дыхание и фекалии (38·105); 7 - заглатывается (4,4·105); 8 - гибель и другие пути обмена (69·103); 9 - дыхание и фекалии (500); 10 - гибель и другие пути обмена (20·106); 11 дыхание и фекалии; 12 - чистая продукция (2000). 4 2 Птицы, фитофаги 3 1 Растения травянистые 5 7 10 6 9 8 Зеленая саранча Полевая мышь 11 12 Пауки №25 1. Аллелопатия 2. Особенности организмов, обитающих в организменной жизненной среде (принадлежности к функциональным группам) 3. На приведенном ниже рисунке показаны потоки энергии в небольшой части луговой экосистемы. Исходя из анализа потоков энергии, дайте ответ на следующий вопрос: - Чему равна чистая продукция паукообразных, саранчи? Цифрами на схеме обозначены (кДж/м2·год): 1- солнечный свет (1856·106); 2 - дыхание (36·105); 3 - чистая продукция (20·106); 4 - заглатывается (6·106); 5 - дыхание и фекалии (59·103); 6 - дыхание и фекалии (38·105); 7 - заглатывается (4,4·105); 8 - гибель и другие пути обмена (69·103); 9 - дыхание и фекалии (500); 10 - гибель и другие пути обмена (20·106); 11 дыхание и фекалии; 12 - чистая продукция (2000). 4 2 Птицы, фитофаги 3 1 Растения травянистые 5 7 10 6 9 8 Зеленая саранча Полевая мышь 11 12 Пауки №26 1. Особенности организменной жизненной среды 2. Трофобиоз и синойкия 3. На приведенном ниже рисунке показаны потоки энергии в небольшой части луговой экосистемы. Исходя из анализа потоков энергии, дайте ответ на следующий вопрос: - Сколько энергии теряется при дыхании и выделяется с фекалиями у полевых мышей? Цифрами на схеме обозначены (кДж/м2·год): 1- солнечный свет (1856·106); 2 - дыхание (36·105); 3 - чистая продукция (20·106); 4 - заглатывается (6·106); 5 - дыхание и фекалии (59·103); 6 - дыхание и фекалии (38·105); 7 - заглатывается (4,4·105); 8 - гибель и другие пути обмена (69·103); 9 - дыхание и фекалии (500); 10 - гибель и другие пути обмена (20·106); 11 дыхание и фекалии; 12 - чистая продукция (2000). 4 2 Птицы, фитофаги 3 1 Растения травянистые 5 7 10 6 9 8 Зеленая саранча Полевая мышь Пауки 12 11 №27 1. Законы Барри Коммонера 2. Зоохория и форезия 3. Прирост численности населения нашей планеты описывается экспоненциальным законом и составляет около 1,9%. Оцените период времени, за который численность населения планеты достигнет 12 млрд. человек. №28 1. Прямые и обратные связи в экосистемах (определение, пример, значение) 2. Миксотрофные организмы 3. Средний диаметр бактерий равен 1 мкм (форма сферическая, ρ=1 г/см3). Средний период удвоения массы бактерии 20 минут. Рассчитайте промежуток времени, через который их биомасса станет равной массе земной коры (2·1019т), если прекратится их отмирание. Начальная масса микроорганизмов на земле 1 млрд. т. №29 1. Свойства экосистем 2. Стенобионты и эврибионты 3. Согласно оценкам экспертов, 1000 га леса продуцирует в сутки до 12 тонн кислорода. Сколько за год это количество леса фотосинтезирует органического вещества и поглотит углекислого газа? №30 1. классификация экосистем 2. Синузия и парцелла 3. Одно взрослое дерево за вегетационный период вырабатывает 50 – 100 м3 кислорода. Сколько деревьев могут обеспечить годовую потребность в кислороде 1 человека и всех жителей Саратовской области, если численность населения составляет 2737,3 тыс.чел.? Какую площадь области займут посадки деревьев для обеспечения биологических потребностей в кислороде всех жителей области, если 1 дерево занимает площадь 3 м2? Сравните найденную величину с фактической (675 тыс. га). В расчетах принять, что площадь области составляет 100,2 тыс. км2 , а человек ежеминутно потребляет 7,56 л кислорода. №31 1. Биогеоценоз 2. Облигатный симбиоз (определение, пример) 3. Оцените степень опасности пребывания людей вблизи неорганизованной свалки, на которую выбрасываются непригодные к использованию люминесцентные источники света в среднем в количестве 1 000 штук в месяц, причем 80 % от этого количества бьются при разгрузке. В организм человека, проживающего неподалеку от свалки, поступает до 1 % паров Hg, попавшей в атмосферу. Безопасная среднесуточная концентрация паров ртути в воздухе равна 0,3 мкг/м3, а острое отравление ртутью наступает при вдыхании в течение часа воздуха, содержащего 10 мг/м3 Hg. В одной лампе в среднем находится 50 мг ртути. №32 1.Трофическая структура экосистем 2. Принцип конкурентного исключения Гаузе 3. Можно ли использовать в качестве питьевой воду с содержанием 0,2 мг/л солей бария, в пересчете на барий, если известно, что летальная доза бария составляет 100 мг/кг для теплокровных животных, а безопасной остаточной концентрацией является концентрация бария, равная 8 мг/кг? №33 1. Продукция и продуктивность экосистем 2. Зона толерантности. Закон относительности действия экологического фактора 3. Оцените степень опасности потребления питьевой воды, содержащей 12 мкг/л кадмия, если коэффициент его выведения из организма не превышает 0,2. Допустимая годовая доза накопления Cd в организме равна 7 мг на 1 человека. Доза кадмия в 30 мг является смертельной. Чему должно быть равно содержание кадмия в воде, чтобы при разовом её потреблении наступил летальный исход? №34 1. Биогенные, косные и биокосные вещества в экосистемах 2. Лимитирующий фактор. Закон относительной заменяемости и абсолютной незаменимости экологических факторов. 3. Содержание фтора в питьевой воде составляет 0,7 мг/л. Оцените промежуток времени, через который содержание фтора в организме достигнет такой величины, что может вызвать возникновение флюороза, если ежесуточно накапливается в организме 10 % поступающего с водой фтора. Критическое максимальное содержание фтора организме - 50 мг/кг массы тела человека, а критическое минимальное содержание фтора - 0,5 мг/кг. Недостаток фтора в организме вызывает развитие кариеса зубов. №35 1. Абиотические и биотические факторы 2. Правило обязательности заполнения экологических ниш 3. Основной канал поступления Sr-90 в почву радиоактивные выпадения из атмосферы. Если его концентрацию в почве принять за 1, то из-за способности концентрироваться при движении по трофическим цепям, концентрация Sr-90 в злаках составит около 27 единиц, а в теле овец - около 500 единиц. Оцените содержание Sr-90 у людей, питающихся мясом овец (в относительных единицах).