Конспект по биологии 11 класс кратко параграф 21 + Тест с ответами. Краткое содержание и пересказ § 21. Пищевые связи в экосистеме по УМК Пасечник Базовый. Код материалов: Биология Конспект №21.
Вернуться к Списку конспектов
Конспект по §21. Пищевые связи в экосистеме
§ 21 кратко (малый конспект)
В экосистемах обмен веществом и энергией происходит через пищевые связи. Существуют два типа цепей питания: пастбищные, начинающиеся с живых автотрофов, и детритные, начинающиеся с мёртвого органического вещества. При передаче энергии по трофическим уровням действует правило 10%, из-за чего цепи редко превышают 5-6 звеньев. Структуру экосистемы удобно анализировать с помощью экологических пирамид чисел, биомассы и энергии, причём только пирамида энергии никогда не бывает перевёрнутой. Открытие уникальных глубоководных экосистем у гидротермальных источников, основанных на хемосинтезе, расширило представления о жизни. Поведение организмов при добыче пищи часто подчиняется правилу оптимального фуражирования, стремящемуся максимизировать скорость получения энергии.
Большой конспект параграфа 21
Обмен веществом и энергией.
Обмен веществом и энергией – фундаментальный процесс, обеспечивающий жизнедеятельность организмов за счет постоянного притока вещества (для построения тел) и энергии (для осуществления процессов). В экосистемах происходит вещественно-энергетический обмен между живой и неживой природой, представляющий собой передачу по цепям питания от внешней среды к автотрофам и далее между трофическими уровнями.
Выделяют два типа пищевых цепей:
- Пастбищные (цепи выедания): начинаются с автотрофов (фото- или хемосинтезирующих). Первое звено – продуцент, последнее – консумент высшего порядка. Органическое вещество, созданное продуцентами, – первичная продукция. Ее количество за вычетом затрат на дыхание – чистая первичная продуктивность (примерно на 20% меньше валовой). Растения суши используют лишь 1–2% солнечной энергии. При переходе на каждый следующий трофический уровень теряется около 90% энергии (правило 10 процентов), поэтому цепь редко превышает 5–6 звеньев.
- Детритные (цепи разложения): начинаются с детрита (отмерших остатков, трупов, экскрементов). Далее идут к микроорганизмам, детритофагам и их потребителям. Ключевое отличие: в детритных цепях энергия органики из отмершего вещества не теряется, а утилизируется.
Пищевые цепи взаимосвязаны, образуя сложные пищевые сети, отражающие все трофические взаимоотношения (продуцентов, консументов, редуцентов) в экосистеме.
Экологические пирамиды.
Экологические пирамиды — графические модели, отображающие трофическую структуру экосистемы. Они показывают снижение численности, биомассы и энергии с повышением трофического уровня. Выделяют три основных типа:
- Пирамида чисел (численностей)
- Отражает численность особей на каждом трофическом уровне.
- Обычно количество организмов уменьшается от продуцентов к консументам высших порядков (пример: сотни миллионов травинок → 27 млн саранчи → 90 тыс. лягушек → 300 рыб → 1 человек).
- Может быть перевёрнутой, если на одном продуценте (дереве) обитает множество консументов (насекомые, птицы).
- Пирамида биомасс
- Показывает массу организмов на каждом уровне.
- В наземных экосистемах обычно имеет правильную форму (биомасса продуцентов > консументов I порядка > консументов II порядка).
- В водных экосистемах (например, с фитопланктоном и зоопланктоном) часто перевёрнута, так как высокая скорость размножения продуцентов поддерживает потребителей, чья суммарная биомасса в данный момент может быть больше.
- Пирамида энергии
- Отражает поток энергии через трофические уровни.
- Никогда не бывает перевёрнутой, так как на каждый следующий уровень переходит лишь ~10% энергии предыдущего (правило 10%).
- Остальная энергия (около 90%) расходуется на жизнедеятельность. Пример: для получения 1 кг окуня требуется 10 кг молоди рыб, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона.
Вывод: На структуру экосистемы больше влияет скорость продуцирования пищи (продуктивность), а не общее количество запасённой энергии или биомассы.
Моя лаборатория. Обсуждаем
В 1970-х гг. у Галапагосских островов на глубине 2-4 тыс. м было сделано революционное открытие: в рифтовых зонах обнаружены гидротермальные источники (“чёрные курильщики”), извергающие токсичные для большинства организмов соединения (сероводород, тяжёлые металлы).
Несмотря на экстремальные условия, здесь была найдена бурная и уникальная экосистема. Её основу составляют хемосинтезирующие бактерии, образующие сплошной слой на дне. Ключевыми животными стали вестиментиферы — безротые существа, в симбиозе с такими бактериями.
Также обнаружены считавшиеся вымершими усоногие рачки Vulcanolepas, необычные крабы, раки, осьминоги и рыбы (Zoarcidae). Всего в этом сообществе описано около 500 видов, что кардинально изменило представления учёных о возможности жизни в глубоководных условиях.
Это интересно
Правило оптимального фуражирования объясняет, почему хищники предпочитают определённые виды добычи, стремясь максимизировать скорость получения энергии.
Американские биологи Роберт Макартур и Эрик Пианка сформулировали это правило в виде формулы: V = E / (t1 + t2) —►max, где:
- V — скорость потребления энергии,
- E — энергетическая ценность добычи,
- t1 — время поиска,
- t2 — время обработки (поимка, умерщвление, поедание).
Стратегия животного эволюционно развивается в направлении увеличения V. Это достигается выбором добычи, на поиск и обработку которой тратится минимальное суммарное время (t1 + t2), даже если её энергетическая ценность (E) не самая высокая.
Пример с рыжей вечерницей:
- Майский жук: легко найти (малое t1), но сложно поймать и обработать из-за манёвренности и твёрдого панциря (большое t2).
- Комары: легко поймать (малое t2), но сложно найти из-за мелких размеров (большое t1).
- Бабочки-совки: оптимальный баланс — их относительно легко и обнаружить, и обработать, что даёт максимальное значение V.
Применение правила к человеку: Хозяйственная деятельность часто подчиняется той же логике. Например, выбор ближайшего магазина сокращает t1, а покупка продуктов быстрого приготовления минимизирует t2. Это учитывается в градостроительстве и пищевой промышленности.
Экспресс тест для проверки знаний
Вопрос №1: Что является фундаментальным процессом, обеспечивающим жизнедеятельность организмов в экосистеме?
А) Фотосинтез
Б) Обмен веществом и энергией
В) Хемосинтез
Г) Круговорот воды
Вопрос №2: Какое правило описывает потерю примерно 90% энергии при переходе на следующий трофический уровень?
А) Правило экологической пирамиды
Б) Правило 10 процентов
В) Правило оптимального фуражирования
Г) Правило биологического прогресса
Вопрос №3: С чего начинаются детритные пищевые цепи?
А) С автотрофов
Б) С консументов первого порядка
В) С детрита (отмерших остатков)
Г) С редуцентов
Вопрос №4: Какая из экологических пирамид никогда не бывает перевёрнутой?
А) Пирамида чисел
Б) Пирамида биомасс
В) Пирамида энергии
Г) Все могут быть перевёрнутыми
Вопрос №5: Что стало основой уникальной экосистемы, открытой у гидротермальных источников («чёрных курильщиков»)?
А) Фотосинтезирующие водоросли
Б) Хемосинтезирующие бактерии
В) Трубчатые черви (вестиментиферы)
Г) Мертвый органический осадок
Вопрос №6: Какая величина в правиле оптимального фуражирования должна быть максимальной?
А) Энергетическая ценность добычи (E)
Б) Время поиска добычи (t1)
В) Скорость потребления энергии (V)
Г) Время обработки добычи (t2)
Вопрос №7: Почему пирамида биомасс в водных экосистемах с фитопланктоном часто бывает перевёрнутой?
А) Потому что биомасса продуцентов всегда меньше биомассы консументов
Б) Из-за высокой скорости размножения продуцентов, которые быстро потребляются
В) Из-за нарушения правила 10 процентов
Г) Из-за отсутствия редуцентов
Вопрос №8: Что, согласно выводу в тексте, больше всего влияет на структуру экосистемы?
А) Общее количество запасённой энергии
Б) Скорость продуцирования пищи (продуктивность)
В) Общая биомасса всех организмов
Г) Численность консументов высшего порядка
Вы смотрели: конспект по биологии к учебнику 11 класса §21. Пищевые связи в экосистеме. Краткое содержание темы учебника + Тест с ответами. Несколько вариантов конспекта. Тест проверки знаний по изученной теме. Код материалов: Биология Конспект №21.