Биология · тема 6 из 16 · ОГЭ № 17–19 · ЕГЭ № 18–20, 26

Экология и биосфера

Факторы среды, цепи питания и правило 10%, взаимоотношения организмов, агроценозы и биосфера — задания 18–20 ЕГЭ и расчётные задачи ОГЭ.

25 мин чтенияОГЭЕГЭ21 задание

Коротко

главное за 30 секунд
  1. Факторы: абиотические, биотические, антропогенные; ограничивающий — тот, что дальше всего от оптимума
  2. Продуценты → консументы I, II… порядка; редуценты разлагают остатки
  3. Правило 10%: на следующий уровень переходит около 10% энергии (массы)
  4. Мутуализм (+ +), паразитизм и хищничество (+ −), комменсализм (+ 0), конкуренция (− −)
  5. Агроценоз: мало видов, нет саморегуляции, нужна энергия человека
  6. Биосфера (Вернадский): живое, косное, биогенное и биокосное вещество

Экологические факторы

  • Абиотические — неживая природа: свет, температура, влажность, солёность, состав почвы.
  • Биотические — влияние живых организмов: опыление, хищничество, конкуренция.
  • Антропогенные — деятельность человека: вырубка лесов, распашка, удобрения, загрязнение.
Закон ограничивающего фактора: выносливость организма определяется фактором, значение которого сильнее всего отклоняется от оптимума (находится в минимуме или максимуме). Диапазон значений фактора, в котором возможна жизнь, — предел выносливости; лучшая зона — оптимум.

Фотопериодизм — реакция организмов на длину светового дня: листопад, перелёты птиц, цветение. Длина дня — самый надёжный сигнал смены сезонов.

зона угнетения(пессимум)зона угнетения(пессимум)оптимумминимуммаксимуминтенсивность фактора (температура, влажность, свет…) →жизнедеятельностьсмертьсмерть
Рис. 1. Закон толерантности: организм живёт только в пределах диапазона фактора; вблизи границ — зоны угнетения (пессимум)

Экосистема и цепи питания

ГруппаРольКто
Продуцентысоздают органическое вещество из неорганическогорастения, водоросли, цианобактерии, хемосинтетики
Консументыпотребляют готовое органическое веществоI порядка — растительноядные, II и далее — хищники, паразиты
Редуцентыразлагают мёртвую органику до минеральных веществбактерии гниения, грибы

Пастбищные цепи начинаются с живых растений (трава → заяц → лиса), детритные — с мёртвой органики (опад → дождевой червь → дрозд → ястреб).

Правило экологической пирамиды (10%): на каждый следующий трофический уровень переходит примерно 10% энергии (биомассы) предыдущего, остальное тратится на дыхание и рассеивается в виде тепла. Поэтому цепи питания короткие — обычно 3–5 звеньев.

Пример. Сколько фитопланктона нужно, чтобы вырос окунь массой 2 кг в цепи фитопланктон → зоопланктон → окунь?

Идём от конца, каждый раз умножая на 10: окунь 2 кг ← зоопланктон 20 кг ← фитопланктон 200 кг.

Проверь себя. Цепь: трава → кузнечик → лягушка. Сколько кг травы нужно для прироста 2 кг массы лягушки?

Ответ: 200

продуценты: трава10 000 кДжконсументы I: заяц1 000 кДжконсументы II: лиса100 кДжконсументы III: орёл10 кДж
Рис. 2. Правило 10%: на следующий трофический уровень переходит около 10% энергии

Взаимоотношения организмов

ТипЗнакиПримеры
Мутуализм (симбиоз)+ +клубеньковые бактерии и бобовые, микориза (подберёзовик и берёза), лишайник (гриб + водоросль)
Комменсализм+ 0рыба-прилипала и акула, шакал и тигр (нахлебничество), рыбки в полости голотурий (квартирантство)
Паразитизм+ −аскарида и человек, повилика и крапива
Хищничество+ −лиса и заяц, щука и плотва
Конкуренция− −ель и берёза в смешанном лесу за свет; лиса и сова за мышей
Аменсализм− 0ель затеняет светолюбивые травы
Ловушка. Паразит, в отличие от хищника, обычно не убивает хозяина сразу и живёт за его счёт долго. А конкуренция бывает только за общий ограниченный ресурс.

Сукцессии и агроэкосистемы

Сукцессия — последовательная смена сообществ. Первичная — на лишённом жизни субстрате (скалы, застывшая лава): лишайники → мхи → травы → кустарники → деревья. Вторичная — после пожара или вырубки, идёт быстрее, потому что почва сохранилась. Итог — устойчивое климаксное сообщество.

ПризнакЕстественная экосистемаАгроэкосистема
Число видовмного, длинные разветвлённые цепимало, преобладает монокультура
Устойчивостьвысокая, саморегуляциянизкая, без человека разрушается
Источник энергиитолько СолнцеСолнце + дополнительная энергия человека (техника, удобрения)
Круговорот веществпрактически замкнутыйнезамкнутый — урожай изымается
Отборестественныйпреимущественно искусственный

Биосфера

Учение о биосфере создал В. И. Вернадский. Биосфера — оболочка Земли, населённая живыми организмами: нижняя часть атмосферы (до озонового экрана, который задерживает ультрафиолет), вся гидросфера и верхняя часть литосферы (несколько километров).

Вещество биосферыПримеры
Живоесовокупность всех организмов
Биогенноесоздано живыми организмами: нефть, каменный уголь, известняк, торф
Косноеобразовано без участия живого: гранит, базальт, вулканический пепел
Биокосноесоздано совместно живыми организмами и неживой природой: почва, ил, природные воды
Главная функция живого вещества — участие в круговороте: растения связывают CO2 и выделяют O2, клубеньковые бактерии фиксируют азот воздуха, редуценты возвращают минеральные вещества в почву.
CO₂ в атмосферерастенияживотныередуцентыфотосинтезпитаниедыханиеотмершиеостаткидыхание,разложение
Рис. 3. Круговорот углерода: продуценты связывают CO₂, а дыхание и разложение возвращают его в атмосферу
Практика

Закрепите тему: 21 задание для ОГЭ и ЕГЭ

От простых к сложным: базовый уровень — 3, повышенный — 16, высокий — 2. Мгновенная проверка, подсказки, подробные решения и тренажёр ошибок.

Решать задания по теме Флеш-карточки