Ирина Ткаченко - Примерные вопросы и ответы к экзамену по биологии. 11 класс

Вопрос 3. Из предложенных гербарных материалов, коллекций, муляжей, чучел составить цепь питания, определить направление движения вещества и энергии в ней. Объяснить, почему в данной цепи начальное звено составляют растения

Рассмотрим пищевую цепь на примере биогеоценозов суши. На суше пищевые цепи обычно состоят из 3–5 звеньев, например: степные злаки → кузнечики → ящерицы → змеи → степной орел. В данной цепи начальное звено составляют зеленые растения, непосредственно преобразующие энергию солнечного света в энергию органических веществ, необходимых для жизнедеятельности всех остальных живых организмов, входящих в пищевую цепь.

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса хищников меньше, чем масса растительноядных. Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды.

При переходе на следующий трофический уровень поток энергии уменьшается в направлении от продуцентов (зеленых растений) к консументам (животным), так как большая часть энергии тратится организмами на обмен веществ с окружающей средой и рассеивается в виде тепла.

Вопрос 1. Многообразие видов в природе, его причины. Влияние деятельности человека на многообразие видов. Биологический прогресс и регресс

Дарвин доказал, что образование новых видов в природе происходит под действием движущих сил эволюции. Если происходит изменение условий существования, внутри вида начинается процесс расхождения признаков, или дивергенция. Из одного вида происходит образование нескольких новых форм. В 30-х гг. XX в. ученые обратили свое внимание на популяцию, как форму существования вида. Многочисленные исследования привели к пониманию начальных этапов эволюционного процесса, или микроэволюции, приводящей к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов. Микроэволюция легко поддается изучению и наблюдению, так как ее развитие происходит в сравнительно небольшом промежутке времени.

Различают два способа видообразования: географический и экологический. Экологическое видообразование действует, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, однако условия обитания у них различны.

Географическое видообразование – это процесс расширения ареала исходного вида или его разделение на изолированные части физическими преградами, такими как горы, реки и т. д. В этом случае популяции встречаются с новыми почвенно-климатическими условиями, сообществами растений и животных. Постоянно действующий естественный отбор приводит к изменению генного состава популяции – к микроэволюции. Следовательно, эволюция популяции способна привести к постепенному образованию нового вида.

В процессе борьбы за существование и под действием естественного отбора способностью к выживанию обладают лишь особи с полезными, применительно к данной среде обитания, наследственными изменениями. На протяжении длительного времени различия между популяциями становятся более явственными, постепенно возникает биологическая изоляция – неспособность к скрещиванию особей разных популяций одного вида. На разных этапах микроэволюции экологическое и географическое видообразование могут действовать либо совместно, дополняя друг друга, либо попеременно. Поэтому трудно установить границы каждого из способов видообразования.

Деятельность человека несомненно оказывает мощное влияние на видообразование. К примеру, образование некоторых подвидов растений и животных напрямую связаны со сроками проведения сельскохозяйственных работ.

Известно, что начался процесс распада на две группы вида черных дроздов. Одна группа обитает исключительно в глухих лесах, другая же селится возле жилья человека.

В процессе эволюции развитие живой природы происходило от низших форм к высшим, т. е. носило прогрессивный характер, способами достижения которого являются ароморфозы, идиоадаптация и дегенерация. Ароморфоз представляет собой такие эволюционные изменения, которые способствуют общему подъему организации, влияют на повышение жизнедеятельности. Идиоадаптация – это небольшие эволюционные изменения, помогающие особям приспособиться к определенным условиям среды обитания. Дегенерация – это такие эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации. В природе существует и биологический регресс, характеризующийся чертами, противоположными биологическому прогрессу: уменьшением числа особей, сужением ареала, уменьшением числа видов и популяций. Биологический регресс часто приводит к вымиранию видов.

Вопрос 2. Живое вещество и его роль в круговороте веществ и превращении энергии в биосфере

Совокупность всех живых организмов составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Жизнедеятельность биомассы напрямую связана с биологическим круговоротом веществ, оказывает мощное влияние на устойчивость биосферы.

Деятельность живых организмов в биосфере сопровождается извлечением из окружающей среды больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов, составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе, осуществляемый живыми существами между литосферой, атмосферой и гидросферой. Под круговоротом веществ понимают повторяющийся процесс превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее выраженный циклический характер.

Биомасса Земли задействована во всех химических процессах биосферы, где одновременно происходят поступление и потеря энергии. 42 % поступающего на Землю потока энергии Солнца отражается Землей в мировое пространство, а 58 % поглощается атмосферой и почвой. Из них более 20 % излучается, а 10 % используется на испарение воды с поверхности Мирового океана. Солнечная энергия аккумулируется зелеными растениями и используется ими в процессе образования органических веществ и выделения кислорода. Вместе с растениями эта энергия поступает в другие организмы.

Зеленые растения, используя энергию Солнца, превращают неорганические вещества в органические. Органические вещества являются первичной продукцией для животных, грибов и бактерий. Животные перерабатывают ее во вторичную животную продукцию. Грибы и бактерии разлагают обе эти продукции до минеральных веществ.

В каждом биогеоценозе растения и животные, связанные между собой сложными цепями питания и обменом веществ с неживой природой, являются составной частью всех круговоротов воды и химических элементов, происходящих в биосфере.