Тема «Разнообразие живых организмов, биосфера, экосистема, популяция и влияние человека на окружающую среду» относится к важным разделам подготовки к ЕНТ по биологии.
Она объединяет вопросы систематики, экологии, взаимодействия организмов между собой и со средой, структуры экосистем, круговорота веществ, пищевых связей и антропогенного воздействия на природу.
Разнообразие живых организмов
Живые организмы отличаются:
- строением;
- способом питания;
- размножением;
- средой обитания;
- образом жизни;
- уровнем организации;
- приспособлениями к условиям среды.
Биологическое разнообразие включает разнообразие:
- видов;
- генетических признаков;
- экосистем.
Систематика живых организмов
Систематика помогает классифицировать организмы по общим признакам и происхождению.
При подготовке полезно повторить основные систематические категории:
- царство;
- тип или отдел;
- класс;
- отряд;
- семейство;
- род;
- вид.
Вид является одной из основных единиц систематики.
Вид
Вид объединяет особей, которые имеют сходное строение и происхождение, способны скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
При подготовке важно различать:
- вид;
- популяцию;
- сообщество;
- экосистему.
Популяция
Популяция — группа особей одного вида, длительное время обитающих на определённой территории и относительно изолированных от других групп этого вида.
Основные характеристики популяции:
- численность;
- плотность;
- рождаемость;
- смертность;
- возрастной состав;
- половой состав;
- пространственная структура.
Численность и плотность популяции
Численность показывает общее количество особей.
Плотность — количество особей на единицу площади или объёма.
На эти показатели влияют:
- рождаемость;
- смертность;
- иммиграция;
- эмиграция;
- количество ресурсов;
- климатические условия;
- хищники;
- болезни.
Экологические факторы
На организм воздействуют различные факторы среды.
Их обычно делят на:
- абиотические;
- биотические;
- антропогенные.
Абиотические факторы
К ним относятся факторы неживой природы:
- температура;
- свет;
- влажность;
- вода;
- почва;
- давление;
- солёность;
- состав воздуха.
Биотические факторы
Это влияние живых организмов друг на друга.
Например:
- конкуренция;
- хищничество;
- паразитизм;
- симбиоз;
- взаимовыгодное сотрудничество.
Антропогенные факторы
Связаны с деятельностью человека:
- загрязнение;
- вырубка лесов;
- строительство;
- добыча полезных ископаемых;
- сельское хозяйство;
- охота;
- интродукция видов.
Экосистема
Экосистема — совокупность живых организмов и компонентов неживой природы, связанных обменом веществ и энергии.
В экосистему входят:
- продуценты;
- консументы;
- редуценты;
- абиотические компоненты среды.
Продуценты
Продуценты создают органические вещества из неорганических.
Основными продуцентами являются фотосинтезирующие организмы.
Они формируют основу большинства пищевых цепей.
Консументы
Консументы получают органические вещества, питаясь другими организмами.
Различают:
- консументов первого порядка;
- второго порядка;
- последующих порядков.
К ним относятся растительноядные, хищные и всеядные животные.
Редуценты
Редуценты разлагают органические остатки до более простых веществ.
Они играют важную роль в возвращении веществ в круговорот.
К редуцентам относятся многие:
- бактерии;
- грибы.
Пищевые цепи
Пищевая цепь показывает последовательность передачи вещества и энергии между организмами.
Пример:
растение → растительноядное животное → хищник
Каждое звено занимает определённый трофический уровень.
Пищевые сети
В реальной экосистеме организмы обычно связаны не одной пищевой цепью, а множеством взаимосвязанных цепей.
Так формируется пищевая сеть.
Чем больше устойчивых пищевых связей, тем сложнее структура экосистемы.
Поток энергии
Энергия в экосистеме передаётся от одного трофического уровня к другому.
При этом её количество постепенно уменьшается.
Поэтому:
- пищевые цепи обычно имеют ограниченное число звеньев;
- на высших трофических уровнях меньше доступной энергии.
Экологические пирамиды
Различают пирамиды:
- численности;
- биомассы;
- энергии.
Они показывают соотношение организмов или ресурсов на различных трофических уровнях.
Круговорот веществ
В отличие от энергии, вещества могут многократно использоваться в экосистемах.
При подготовке полезно повторить круговороты:
- воды;
- углерода;
- кислорода;
- азота.
В них участвуют как живые организмы, так и компоненты неживой природы.
Биосфера
Биосфера — оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь.
Она включает части:
- атмосферы;
- гидросферы;
- литосферы.
Живые организмы участвуют в глобальных биогеохимических процессах и изменяют окружающую среду.
Уровни организации экологических систем
Полезно различать:
организм → популяция → сообщество → экосистема → биосфера
Каждый уровень включает предыдущий и характеризуется более сложными взаимосвязями.
Сообщество
Сообщество объединяет популяции разных видов, совместно обитающих на определённой территории.
Организмы сообщества связаны:
- пищевыми отношениями;
- конкуренцией;
- хищничеством;
- симбиозом;
- другими взаимодействиями.
Конкуренция
Конкуренция возникает, когда организмам необходим один и тот же ограниченный ресурс.
Она может быть:
- внутривидовой;
- межвидовой.
Объектами конкуренции могут быть:
- пища;
- территория;
- свет;
- вода;
- партнёры для размножения.
Хищничество
При хищничестве один организм ловит и использует другого в качестве пищи.
Хищник и жертва оказывают взаимное влияние на численность популяций.
Паразитизм
При паразитизме один организм получает пользу, а другой испытывает отрицательное воздействие.
Паразит использует хозяина как источник:
- пищи;
- среды обитания;
- условий для размножения.
Симбиоз
Симбиотические отношения могут приносить пользу обоим организмам.
Такие взаимодействия помогают организмам:
- эффективнее получать пищу;
- защищаться;
- осваивать новые условия среды.
Экологическая ниша
Экологическая ниша характеризует место вида в экосистеме.
Она включает:
- используемые ресурсы;
- условия среды;
- пищевые связи;
- роль вида в сообществе.
Экологическую нишу не следует путать только с местом обитания.
Приспособленность организмов
Организмы имеют различные адаптации к условиям среды.
Они могут быть:
- морфологическими;
- физиологическими;
- поведенческими.
Адаптации повышают вероятность выживания и успешного размножения.
Устойчивость экосистемы
Устойчивость экосистемы зависит от:
- биоразнообразия;
- количества пищевых связей;
- наличия ресурсов;
- условий среды;
- способности системы восстанавливаться после нарушений.
Серьёзное изменение одного компонента может затрагивать всю экосистему.
Сукцессия
Экологическая сукцессия — последовательное изменение состава и структуры сообщества во времени.
Она может происходить после:
- пожара;
- вырубки;
- наводнения;
- изменения климата;
- появления нового участка суши.
Влияние человека на окружающую среду
Деятельность человека оказывает значительное влияние на природные системы.
Основные направления воздействия:
- загрязнение воздуха;
- загрязнение воды;
- загрязнение почв;
- вырубка лесов;
- уничтожение местообитаний;
- чрезмерное использование ресурсов;
- изменение климата;
- сокращение биоразнообразия.
Загрязнение атмосферы
Источниками загрязнения могут быть:
- промышленность;
- транспорт;
- энергетика;
- сжигание топлива.
Последствия могут включать ухудшение качества воздуха и изменение природных процессов.
Загрязнение воды
В водоёмы могут попадать:
- бытовые отходы;
- промышленные стоки;
- удобрения;
- нефтепродукты;
- другие загрязняющие вещества.
Это влияет на водные экосистемы и качество воды.
Загрязнение почвы
Почва может загрязняться:
- отходами;
- тяжёлыми металлами;
- пестицидами;
- нефтепродуктами;
- другими химическими соединениями.
Загрязнение влияет на растения, животных и пищевые цепи.
Эвтрофикация
Избыточное поступление питательных веществ в водоём может вызывать бурный рост водорослей и изменение кислородного режима.
Это способно привести к нарушению нормального функционирования водной экосистемы.
Изменение климата
Изменение климатических условий влияет на:
- ареалы видов;
- сезонные процессы;
- миграции;
- доступность воды;
- состояние экосистем;
- сельское хозяйство.
Сокращение биоразнообразия
Основные причины сокращения разнообразия:
- разрушение местообитаний;
- загрязнение;
- чрезмерная добыча организмов;
- изменение климата;
- инвазивные виды.
Исчезновение одного вида может повлиять на множество других организмов.
Охрана природы
Для сохранения биоразнообразия используются:
- заповедники;
- национальные парки;
- заказники;
- охраняемые территории;
- восстановление экосистем;
- рациональное природопользование;
- охрана редких видов.
Красная книга
Красные книги содержат сведения о редких и находящихся под угрозой исчезновения видах.
Их использование помогает:
- учитывать состояние популяций;
- разрабатывать меры охраны;
- привлекать внимание к проблеме исчезновения видов.
Рациональное природопользование
Рациональное природопользование предполагает использование ресурсов таким образом, чтобы сохранять возможности их дальнейшего использования и снижать негативное воздействие на природу.
Важно:
- экономить ресурсы;
- сокращать отходы;
- перерабатывать материалы;
- снижать загрязнение;
- восстанавливать нарушенные территории.
Типичные задания ЕНТ по теме
В тестах могут встречаться задания на:
- определение уровней организации;
- характеристики популяции;
- экологические факторы;
- пищевые цепи;
- трофические уровни;
- экологические пирамиды;
- круговороты веществ;
- типы взаимоотношений;
- структуру экосистемы;
- биосферу;
- антропогенные воздействия;
- охрану биоразнообразия.
Как решать задания на пищевые цепи
Удобная последовательность:
- определить продуцента;
- найти растительноядного консумента;
- определить хищников;
- установить направление передачи вещества и энергии;
- определить трофические уровни.
Стрелка в пищевой цепи показывает направление передачи вещества и энергии.
Как анализировать экологическую ситуацию
Если в задании описано изменение экосистемы:
- определите изменившийся фактор;
- установите, на какие организмы он действует непосредственно;
- проследите пищевые и другие связи;
- определите возможные последствия для популяций;
- выберите вывод, который соответствует данным условия.
Типичные ошибки
При подготовке часто встречаются:
- смешение популяции и экосистемы;
- путаница между продуцентами и консументами;
- неправильное направление пищевой цепи;
- смешение биотических и абиотических факторов;
- ошибочное определение типа взаимодействия;
- путаница между биосферой и отдельной экосистемой;
- неверная интерпретация экологической пирамиды;
- неправильное определение последствий деятельности человека.
Как подготовиться к теме
Удобный порядок повторения:
- разнообразие организмов;
- систематика и вид;
- популяция;
- экологические факторы;
- взаимодействия организмов;
- экосистема;
- пищевые цепи и сети;
- экологические пирамиды;
- круговороты веществ;
- биосфера;
- антропогенное воздействие;
- охрана природы;
- тренировочные задания.
Как анализировать ошибки
После тестирования распределите ошибки:
популяция → повторить основные характеристики;
экосистема → закрепить её структуру;
пищевые цепи → повторить трофические уровни;
факторы среды → различать абиотические, биотические и антропогенные;
биосфера → повторить уровни организации;
влияние человека → установить причину и экологическое последствие.
Часто задаваемые вопросы
Чем популяция отличается от вида?
Вид включает все соответствующие популяции, а популяция — это группа особей одного вида, обитающих на определённой территории.
Что входит в экосистему?
Живые организмы и компоненты неживой природы, связанные обменом веществ и энергии.
Кто такие продуценты?
Организмы, создающие органические вещества из неорганических.
Что показывает пищевая цепь?
Последовательность передачи вещества и энергии между организмами.
Чем биосфера отличается от экосистемы?
Экосистема относится к конкретной системе организмов и среды, а биосфера охватывает глобальную область распространения жизни на Земле.
Какие факторы относятся к антропогенным?
Факторы, возникающие вследствие деятельности человека.
Подготовьтесь к ЕНТ по экологии и биоразнообразию
Повторите структуру популяций и экосистем, пищевые связи, экологические факторы, биосферу и влияние человеческой деятельности на окружающую среду, а затем закрепите материал тестовыми заданиями.
Биоразнообразие • биосфера • экосистема • популяция • экология • ЕНТ • влияние человека • подготовка по биологии.
