Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар icon

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар





Скачать 472.97 Kb.
НазваниеУчебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар
А. П. Бондаренко
Дата конвертации25.06.2013
Размер472.97 Kb.
ТипУчебно-методическое пособие
Министерство образования и науки Республики Казахстан


Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова


Факультет химических технологий и естествознания


Кафедра биологии и экологии


вопросы и задачи по экологии и охране окружающей среды


Учебно-методическое пособие

для студентов естественных специальностей


Павлодар

Кереку

2012

УДК 502/504(07)

ББК 20.1я7

В 74


Рекомендовано к изданию учебно-методическим советом

факультета химических технологий и естествознания Павлодарского государственного университета

им. С. Торайгырова


Рецензенты:

А. В. Убаськин – кандилат биологических наук, доцент;

Н. Е. Тарасовская – доктор биологических наук, доцент Инновационного евразийского университета., заведующая кафедрой.


Составитель: Бондаренко А. П.

В 74 Вопросы и задачи по экологии и охране окружающей среды : учебно – методическое пособие для студентов естественных специальностей / сост. А. П. Бондаренко – Павлодар : Кереку, 2012. – 40.


Учебно-методическое пособие предназначено для студентов естественных специальностей, а также полезно для преподавателей при подготовке к занятиям. В пособии приведены вопросы и задачи по некоторым разделам экологии и охране окружающей среды.


УДК 502/504(07)

ББК 20.1я7


 Бондаренко А. П., 2012

 ПГУ им С. Торайгырова, 2012

За достоверность материалов, грамматические и орфографические ошибки ответственность несут авторы и составители

Введение


При оценке своих знаний, а тем более знаний студентов мы в большей мере опираемся на объем сведений, которые способен изложить испытуемый, а в последнее время, в связи с поветрием тестов, склонны оперировать уже не набором данных, но ограничиваем их полем небольших возможностей. В. Леках в учебном пособии приводит слова Г. Спенсера о важности в образовании не столько знаний, но эффективности в их использовании. Эффективность же, в первую очередь, обеспечивается как способностью построения логических конструкций, так и способностью использовать имеющиеся данные при решении возникающих проблем.

Приступая к решению задач или ответу на вопросы, прежде всего, нужно вникнуть в его смысл, определить, какие явления положены в его основу, что позволит найти необходимый адекватный ответ. При этом необходимо помнить, что Природа может использовать различные варианты вещественного воплощения замысла, опираясь на структуры, уже имеющиеся в ее распоряжении.

Многие из этих вопросов и задач просты − они служат для того, чтобы привлечь внимание изучающих данную дисциплину к особенностям того или иного определения, понятия, помогают восприятию оттенков терминологии, над другими нужно немало потрудиться, однако, чем больше сил приходится затратить на получение верного результата, тем большее удовольствие получаешь при его достижении.

В приложении приведены некоторые данные, использование которых поможет решить задачи. При расчетах используйте единицы в одной системе физических или химических величин.




1 Общая экология


1. Почему биоразнообразие тропиков, выше биоразнообразия средней полосы?

2. Объясните механизм индустриального меланизма.

3. Объясните возможную причину появления пустыни Сахара.

4. Объясните основные принципы геохронологической шкалы.

5. Кролики в Австралии – известный хрестоматийный экологический пример. О. Солбриг и Д. Солбриг описывают взаимодействие между отбором и мутационным процессом на примере борьбы с кроликами с помощью вирусной инфекции. В 1960 году для борьбы с кроликами последних заразили вирусом миксомы, вызывающим у них миксоматоз – острое заболевание, от которого животное гибнет вскоре после заражения. Этот способ оказался очень эффективным: в первый же год погибло свыше 99 % кроликов. Опишите дальнейшее развитие событий. Переносчиком миксоматоза являются комары.

6. В опыте, крыса, по пути к кормушке должна была преодолевать барьер. После того, как барьер убирали, она продолжала совершать прыжки на том месте, где ранее был барьер. Объясните причину.

7. Широко известен способ ликвидации нефтеразливов с помощью живых организмов. А возможно ли производить нефтепродукты с помощью организмов?

8. Одно из существенных загрязнений гидросферы – сброс животноводческих твердых и жидких отходов в воду рек и озер. Между тем во многих странах Индокитая курятники и свинарники надстраивают над водой, таким образом, что отходы жизнедеятельности животных падают непосредственно в воду. Объясните последствия ведения хозяйства подобным образом.

9. Существует мнение, что вода сохраняет память о тех ядах, которые попадали в нее и может оказывать негативное влияние на живой организм даже при практическом их отсутствии (на порядки ниже ПДК). Прокомментируйте это мнение с точки зрения эколога.

10. Почему большинство растений могут усваивать воду, находящуюся на глубине не более 6 м.

11. Почему в солнечную погоду, через сравнительно непродолжительное время после обильного кратковременного дождя почва становится более сухой, чем до него?

12. Почему мы ощущаем холод после обработки кожи эфиром или спиртом?

13. Что больше – 25 ‰ или 25 %? Насколько велико различие?

14. В прудовом рыборазведении Китая наблюдался удивительный для советских коллег феномен. Несмотря на то, что рыбоводы Китая и СССР имели одинаковые по размерам и условиям жизни рыб пруды, одинаковые технологии, одни и те же виды и практически одинаковые корма – получали разное количество рыбы. Валовое производство рыбы в Китае было более чем в 5 раз выше, чем в аналогичных условиях в СССР. Какой экологический прием использовали китайские специалисты, чтобы получить такой результат?

15. Солнечная энергия является основой жизни на Земле. Многолетнюю среднюю энергию Солнца, достигающую поверхности литосферы Земли принять за 100 %. Какую часть от этого количества, Земля излучает обратно в космическое пространство?

16. Широко известно выражение «крокодиловы слезы». Объясните экологическое значение слез крокодила.

17. К каким нежелательным процессам может привести превышение нормы полива?

18. Приведите примеры адаптации к засушливым условиям у растений и животных. У каких организмов они встречаются?

19. В каком виде находятся запасы воды в организме верблюда?

20. Какой биохимический процесс обеспечивает выделение воды из этих запасов (по задаче 19).

21. Объясните возможную причину появления пустыни в Междуречье.

22. Мы используем термин адаптации говоря и о популяции и отдельном организме. А в чем отличие адаптации организма и адаптации популяции?

23. Каковы экологические взаимоотношения между членами гильдии?

24. Предложите гипотезу, объясняющую градиент широтного разнообразия.

25. Как связано количество видов с размером территории?

26. Объясните значение «ключевых видов»

27. Объясните роль коэволюции в экологическом взаимодействии.

28. Что Вы можете сказать о значении микробной петли в океанических сообществах?

29. Сорок лет назад три эколога задали вопрос: почему мир остается зеленым? Другими словами, почему вся растительность, которая покрывает нашу планету, не съедается травоядными? Как Вы ответите на этот вопрос?

30. Для того, чтобы сохранить пищу на зиму и закрыть вход в свою нору, дождевой червь очень часто втаскивает в свою нору листья, которые остаются там и которыми червь может питаться в течении довольно длительного периода. Исследователи обратили внимание на удивительный факт: втаскивая в нору лист, червь всегда берет его за передний конец; казалось бы, во всех возможных способах он выбирает наиболее целесообразный способ введения листа в узкое отверстие норы. Предложите эксперимент, с помощью которого можно объяснить действия дождевого червя.

31. Собака и лиса представляют зоологически очень близкие разновидности, но экологически они различны: собака живет в домашних условиях и питается готовой пищей, которую ее дает человек, а лиса живет в диких условиях и сама добывает себе пищу. Объясните, почему при виде пищи или ощущения запаха пищи: у собаки в этом случае начинает выделяться слюна, а у лисицы возникает обратная реакция – запах или вид пищи тормозит слюну

32. Объясните, почему у двух очень близких видов птиц: домашней утки и дикой кряквы различны реакции на запахи: кряква – остро реагирует на запах аммиака, но никак не реагирует на запахи растительные, а домашняя утка на запах аммиака никак не реагирует, но реагирует на растительные запахи.

33. В глубоких озерах, находящихся в зонах умеренного климата, каждую весну происходит процесс термальной стратификации. Какое влияние оказывают эти процессы на экосистемы озер?

34. Пчела откладывает мед в ячейки, а потом запечатывает эти ячейки. В эксперименте дно ячеек было срезано, и мед отложенный пчелами, проваливался в пустоту. Как Вы полагаете, изменится ли поведение пчелы? Почему?

35. Некоторые морские животные (акулы, скаты) содержат в крови довольно опасное вещество – мочевину. Объясните экологическое значение этого приспособления.

36. Кенгуровая крыса, жительница безводных австралийских пустынь, питается семенами различных растений, которые высыхают так, что практически влаги не содержат. Собранные сухие семена крыса сразу не ест, а переносит в нору в своих защечных мешках. Собранные на поверхности земли совершенно сухие семена складываются в глубоких норах, и питается она ими только через некоторое время. Объясните экологическое значение такого способа питания.


37. Другая жительница жарких безводных пустынь Австралии – колючая ящерица молох не пьет воду, в обычном понимании этого слова. Она может просто окунуться в водном источнике. Сделайте предположение о способе поступления воды в организм ящерицы.

38. Случаи копрофагии возникают по различным причинам. Ульевой вредитель – личинки пчелиной моли, которая обычно питается воском достаточно прожорливы. Если они полностью разоряют улей, оставив его без воска, приходится поедать собственные экскременты, которые к тому времени скапливаются в избытке. Самое удивительное, что и новые выделения тоже годятся в пищу. Так на собственных экскрементах, поедая их, выделяя и снова поедая, может вырасти не одно поколение пчелиной моли. Этот своеобразный круговорот длится иногда 7–8 лет. Объясните этот феномен.

39. Иногда говорят, что зубы у акул всю жизнь движутся – перемещаясь к краю челюсти. Какое экологическое значение имеет этот феномен.

40. Достаточно известна роль камешков, заглатываемых птицами. Морские млекопитающие также заглатывают булыжники достаточно больших размеров. Предложите объяснение этому явлению.

41. Термиты и муравьи кормят своих личинок и даже яйца слюной. Сделайте предположение о процессе кормления.

42. Часто говорят «птичье молоко» как о чем–то небывалом. Существует ли птичье молоко в природе? Какова его функция?

43. Какова экологическая роль хищников?

44. Из какого химического соединения высвобождается кислород, выделяемый растениями?

45 Известно, что с помощью ультразвукового локатора летучие мыши могут не только ориентироваться в воздушном пространстве, но и охотиться. Какие приспособления помогают многим насекомым избежать участи жертвы?

46. Существует мнение, что ложь – изобретение человека. Существует ли обман в мире других живых существ?

47. Известна сила охотников-хищников. А могут ли жертвы (например птицы) травить хищников?

48. Объясните смысл внутривидовой агрессии.

49. Объясните мысль, высказанную этологами: «После крыльев фазана-аргуса, темп работы людей западной ци­вилизации – глупейший продукт внутривидового отбо­ра».


50. Какие экологические отношения характеризует «порядок клевания»?

51. У каких животных развита помощь своим более слабым «собратьям» по виду. Какой экологический смысл такой помощи?

52. Шимпанзе известны своей способностью обучаться за счет прямого подража­ния, пишет К. Лоренц, Из группы этих обезьян забрали одну, и научили ее доставать бананы из специально сконструированной кормушки с помощью весьма сложных манипуляций. Каков возможный результат этого обучения для группы, когда эту обезьяну вместе с кормушкой вернули в группу?

53. Площадь экоценоза уменьшается на 90 %. Как изменится количество видов на этой территории.

54. Какой метаболический процесс обеспечивает получение воды из жира?

55. Подобным образом вода может быть получена и из углеводов. В чем преимущество жиров переел углеводами?

56. Эта задача встретилась в интернете. Предположите возможные причины утраты шерсти у бегемота.

57. Известно, что атмосферный воздух содержит воду. Оцените количество воды в атмосфере при нормальных условиях.

58. Как изменяется содержание воды в атмосфере с возрастанием ее температуры.

59. Объясните, почему замерзание воды в непроточном водоеме происходит за больший период, чем таяние образовавшегося льда?

60. Бычку на откорме на естественном пастбище нужно в среднем 50 кг зелёной травы в сутки. Для полноценного питания ему в условиях средней полосы потребуется 0,5-1 га пастбища (при ежегодной биопродуктивности 20–30 ц/га в пересчёте на сухое вещество). При этом он «нагуливает» за день около 600 г, а за год наберёт 200–250 кг живого веса. А если эту же площадь засеять пшеницей, то при урожайности всего 20 ц/га она даст в пять-десять раз больше – 1000-2000 кг. Оцените вышесказанное с экономической и с экологической точек зрения.

61. Определите – представители, какого вида изображены на фотографии, сделанной в 2005 году в Павлодарской области – рисунок 1. Объясните причину появления этого вида в Казахстане. Оцените перспективы взаимоотношений с этим видом.




Рисунок 1 – Представители какого вида на данной фотографии (к задаче 61)


62. Космический холод давно бы проник на Землю, если бы она не имела эффективной защиты. Над пустынями, защита менее эффективна. Здесь Земля, в меньшей степени защищенная от солнца, днем сильно нагревается, а за ночь успевает выстыть. Поэтому в пустынях происходят такие резкие колебания температуры. Объясните механизм регуляции температурных колебаний?

63. Многие из грызунов в большую жару увлажняют свою шерстку слюной. Так же поступают опоссумы и австралийские сумчатые – жители жарких пустынь. Объясните, какую экологическую роль играет этого процесс.

64. В полярных исследованиях, среди вечных полярных льдов были обнаружены районы с «цветным» снегом, создаваемым снежными водорослями «хламидомонада снежная», которые поддерживают высокий уровень обмена веществ и интенсивно размножаются при низких температурах. Откуда они черпают для этого энергию и как поддерживают температуру выше замерзания воды?

65. Теплообменники широко используются в технике. Приведите использование этого приема в животном мире.

66. Многие животные регулируют количество получаемого телом тепла и, соответственно температуру тела днем в достаточно узких пределах. Приведите способы и примеры терморегуляции пойкилотермных животных.

67. Известно, что рептилии не проявляют особого интереса к судьбе своего потомства. Исключений из этого правила очень немного. Об одном из них ученые знали уже давно. Самки некоторых видов крупных питонов, отложив яйца, не уползают прочь, а, обвившись кольцами вокруг них, несут караул до тех пор, пока не вылупится потомство. Объясните экологическое значение этих «наседок».

68. Какие приспособления используют киты, чтобы предотвратить перегрев?

69. Утверждают, что тучи кровососущих насекомых значительно плотнее над людьми, прогуливающимися возле водоемов, чем над рыболовами с удочками. сидящими невдалеке. Объясните этот эффект.

70. Известна важность системы определения «свой – чужой». Приведите биологические примеры такой системы и ее экологическое значение.

71. Известно применение бактериальные ламп для освещения домов. Опишите их устройство и принцип действия.

72. Многие водные животные используют электричество не только для передачи нервных импульсов. Приведите примеры экологического применения «электрических» органов.

73. Проанализируйте возможную очередность появления органов чувств.

74. Воспользуйтесь табличными данными и оцените давление, оказываемое звуком.

75. Какую минимальную энергию звука может ощущать живой организм?

76. Какую минимальную энергию света может ощущать живой организм?

77. Какое возможное экологическое значение третьего глаза во время его образования у животных в процессе эволюции?

78. Объясните, почему у некоторых антарктических рыб кровь бесцветна?

79. Что Вы можете сказать о содержании миоглобина в мышцах ныряющих животных и животных ведущих приповерхностный или наземный образ жизни.

80. Досаждают животным и человеку только самки комаров, в то время как самцы остаются вегетарианцами. Объясните экологическое значение такого различия в питании.

81. Напряжение в электрических органах рыб может достигать 600 В. Однако такие величины характерны для обитателей пресноводных водоемов. Для морских животных оно почти в 10 раз ниже. Дайте объяснение этому явлению.

82. Объясните причину более высокой интенсивности метаболизма тюленей по сравнению с наземными животными при одинаковых размерах тела.

83. Насекомые широко распространены во всех экологических условиях жизни. Объясните, почему представители этого класса не достигают больших размеров, которые свойственны многим другим животным.

84. Физиологи, изучая перенос кислорода у различных животных, обратили внимание на значительное – до сотни миллионов раз – различие в массе тела кита и землеройки. При этом размеры эритроцитов у них почти одинаковы. Не могли бы Вы объяснить причины такого различия?

85. Существуют ли различия в наборе пищеварительных ферментов у плотоядных и растительноядных организмов? – спрашивает В. А. Леках – и отвечает … А каково мнение по этому поводу у экологически образованных студентов?

86. Почему при интенсивной мышечной работе может резко снижаться образование мочи? Какой экологический смысл процессов, происходящих при этом?

87. Экологические механизмы терморегуляции животных пустынных областей при высоких температурах окружающей среды разнообразны. Некоторые животные, чтобы увеличить теплоотдачу, повышают температуру тела. К таким животным относятся антилопы и газели. Однако температура головного мозга у них существенно, около 3 0С ниже температуры тела. Предложите механизм такой адаптации.

88. Физиологи интересуются – зависит ли работа почек грызунов от экологических условий их жизни. Например, при жизни в условиях пустыни или в воде.

89. Что Вы можете сказать о местообитании животных, изображенных на рисунке 2.



1 – песец; 2 – лиса; 3 – лиса–фенек


Рисунок 2 - Сделайте вывод о местообитании этих родственных видов (к задаче 89)


90. Животные северных территорий защищены от холода шерстью. Обоснуйте, почему шерсть ограничена по длине.

91. Конрад Лоренц – «отец этологии» в своей известной работе «восемь смертных грехов цивилизованного человечества» в качестве одного из смертных грехов привел «опустошение жизненного пространства». Объясните это утверждение с точки зрения эколога и обоснуйте примерами.

92. Проанализируйте связи в стае. Чем обусловлен статус (положение) животных в иерархии стаи? Какое влияние, оказывают отношения в стае на ее устойчивость (выживание).

93. Условия существования живых организмов вдоль левого и правого берега рек различаются. А чем вызвано подмывание берега?

94. Для чего служит рыбий пузырь?


95. Среди многих животных европейцы завезли в Австралию собак. Собаки одичали и превратились в новых австралийских хищников собак динго. На новом месте жительства у динго было два главных конкурента - сумчатый волк и сумчатый дьявол. И тот, и дугой были крупнее и сильнее динго, тем не менее, в конкурентной борьбе динго полностью вытеснили и того, и другого. Объясните причину.

96. Задачи, приведенные ниже, в этом разделе, позаимствованы в интернете. Их авторы не указаны из-за отсутствия ссылки. Ответьте, почему у амфибий и рептилий не возникло шерстного покрова? Ведь у холоднокровных животных он мог бы защитить тело от перепадов внешних температур.

97. Нередко красивые зубы называют жемчужными. А есть ли сходство в химическом составе жемчуга и зубной эмали?

98. Какое теплоизолирующее образование возникло у водных млекопитающих вместо утраченного шерстного покрова?

99. Приведите примеры: а) одинаковых черт адаптации к полярно противоположным условиям существования; б) различных адаптаций к одним и тем же условиям.

100. Предположите возможные причины утраты шерсти у бегемота.

101. При каких условиях обитания млекопитающие могут утратить шерстный покров?

102. Приведите примеры преобразования шерстного и перьевого покрова для других функций, не связанных с теплорегуляцией.

103. Почему сумчатые млекопитающие сохранились только в Австралии?

104. Являются ли конкурентами саранча и копытные животные?

105. Почему высокий травостой может быть неблагоприятен для мелких, быстро бегающих животных открытых пространств?

106. В чем общая биофизическая сущность правил Аллена и Бергмана?

107. Что находится в горбах у верблюдов для адаптации к переходам по безводной пустыне?

108. Почему горные полевки практически никогда не пьют воды? Предложите два возможных объяснения.

109. Почему клест-еловик выводит птенцов зимой?

110. Хищники семейства кошачьих – наиболее облигатные мясоеды. Все ли они являются конкурентами друг другу при совместном обитании в одном регионе и биотопе?


111. Почему у гепардов, которые, в отличие от остальных кошачьих, загоняют, а не скрадывают добычу, невтяжные когти?

112. Почему тюлени, в отличие от китообразных, не утратили полностью волосяной покров?

113. Почему у артемии при уменьшении солености воды удлиняются ветви вилочек на конце брюшка?

114. Почему носороги утратили волосяной покров?

115. Почему длительное пребывание человека в воде может привести к обезвоживанию?

116. Почему зайцу трудно бежать под гору?

117. Влияют ли высота снежного покрова зимой и травостоя летом на распространение лисицы и корсака в районах их симпатричного сосуществования?

118. Каковы экологические преимущества древесных и травянистых растений?

119. Какую пользу могут приносить человеку растительноядные птицы?

120. Почему снежный барс (ирбис) имеет наиболее светлую окраску из всех представителей кошачьих?

121. С каким образованием человека и млекопитающих больше всего сходна по своему химическому составу рыбья чешуя?

122. Превращается ли хорда в позвоночный столб в онтогенезе и филогенезе?

123. Превращается ли туловищная (мезонефрическая) почка в тазовую (метанефрическую) или последняя возникает самостоятельно?

124. Аналогом каких органов чувств наземных позвоночных является боковая линия рыб?

125. У человека ген эктодермальной дисплазии сцеплен с полом, находится в Х-хромосоме, и болезнь в основном проявляется у мужчин, обладающих гетерогаметным кариотипом (Y-хромосома не гомологична Х-хромосоме). У мужчин с этим геном полностью отсутствуют зубы и потовые железы, у гетерозиготных женщин наблюдается отсутствие отдельных зубов и некоторые сухие участки кожи. О каком филогенетическом происхождении зубов свидетельствует эта наследственная аномалия?

126. Почему у лягушек, ящериц и змей отсутствует подкожная жировая клетчатка?

127. Что возникает в филогенезе раньше: орган или функция организма?


128. Что является более стабильным – орган или функция?

129. Что у животных возникло раньше – психика или нервная система?

130. Почему в биотопах с большой высотой снежного покрова и высокой численностью рысей обычно полностью вытесняется лисица?

131. Вес рысей Беловежской пущи: самцов – 23.5, самок – 21.5 кг. Вес алтайской рыси доходит до 35 кг. С чем может быть связана такая разница в массе?

132. Окраска меха рыси – буровато-белесая или сероватая, каракала – глинисто-желтая. Рысь населяет всю европейскую часть России (до лесотундры), каракал обитает в южных областях Казахстана, Узбекистане, Туркмении, Индии, Иране, Афганистане. Вес рыси – 20-25 кг, каракала – 8-9 кг самки и 11-13 кг самцы. Есть ли связь между всеми этими фактами? О каких эколого-эволюционных явлениях идет речь?

133. Почему пищевыми конкурентами медведя может быть широкий круг зверей – копытные, грызуны, хищники, и тем не менее эта конкуренция не сказывается на численности медведя?

134. Почему снежный барс обладает самым длинным хвостом из всех представителей семейства кошачьих (более ¾ длины тела)?

135. У большинства зверей зимний мех светлее летнего, у снежного барса – наоборот. Почему?

136. Согласно правилу Бергмана, масса близкородственных форм или представителей одного вида увеличивается от тропиков к полюсам. Почему же африканский подвид гепарда крупнее азиатского, а не наоборот?

137. Известно, что теплокровные животные занимают ныне господствующее положение на Земле и завоевали все среды обитания, используя адаптивные преимущества постоянной температуры тела как одну из важнейших черт эмансипации организма от внешней среды. А каковы, по Вашему мнению, экофизиологические преимущества пойкилотермных животных?

138. Перечислите все возможные адаптивные преимущества полового диморфизма у различных видов животных.

139. Некоторые виды насекомых имеют – постоянно или периодически – бескрылых самок (тли, некоторые виды тараканов и бабочек-пядениц). Каков адаптивный экологический смысл появления бескрылых самок?

140. Перечислите основные адаптации животных (физиологические, экологические, поведенческие) к синантропному образу жизни:

а) в населенных пунктах;

б) в помещениях.

141. Почему у полевок, питающихся зелеными частями растений, кишечник имеет большую длину, чем у мышей – потребителей семенного корма, а периодически – и животной пищи?

142. Каковы экологические преимущества постоянных (безотрывных) паразитов и многоотрывных паразитических членистоногих, несколько раз меняющих особь хозяина?

143. Почему некоторые виды пухоедов (отряд Mallophaga) приурочены к определенным типам перьев у птицы?

144. Вши паразитируют только у плацентарных млекопитающих; представителя отряда власоедов (Mallophaga) встречаются у сумчатых и однопроходных. Какая группа эктопаразитов является более древней?

145. Головная вошь является постоянным паразитом и может питаться исключительно кровью человека, а кровососущие двукрылые (временные эктопаразиты) питаются кровью многих животных. Есть ли взаимосвязь между этими фактами? Каким образом могла сформироваться узкая пищевая специфичность у вшей? Есть ли здесь роль такого эволюционного фактора, как изоляция?

146. Каковы эколого-эволюционные преимущества облигатных и не облигатных кровососов (регулярно или эпизодически сочетающих гематофагию с другими типами питания)?

147. Какие способы терморегуляции могут быть свойственны холоднокровным животным (беспозвоночным и позвоночным), которые не поддерживают постоянную температуру тела за счет метаболизма?

148. Известно, что все ткани и органы многофункциональны. Какие дополнительные функции могут быть свойственны запасающим органам, тканям и образованиям животных и растений?

149. В каких случаях гибель макроорганизма (хозяина) может быть выгодна паразиту или патогену?

150. Почему не все паразиты-гематофаги являются кровососами? Каким образом они питаются, не имея адаптаций к повреждению тканей хозяина и кровососанию?

151. Почему у блох – гнездово-норных паразитов – обычно редуцированы глаза, тогда как у блох шерсти хорошо развито зрение?


152. Почему именно в тундре распространены стационарные блохи, в том числе блохи родов Tunga и Neotunga, никогда не покидающие своего хозяина и проникающие в глубокие слои кожи (вкожные паразиты), тогда как в средних и тропических широтах чаще встречаются полустационарные и мигрирующие блохи?

153. Каковы преимущества и недостатки активного и пассивного питания животных?

154. Какие адаптации в системе хищник-жертва возникали в процессе эволюции: а) у хищника; б) у жертвы?

155. Почему правило Глогера (осветление у близкородственных форм окраски к полюсам и усиление пигментации к экватору) соблюдается в отношении теплокровных позвоночных, а у членистоногих – наоборот: более интенсивно окрашенные формы встречаются в приполярных широтах?

156. Почему ранней весной и поздней осенью на севере Казахстана летают преимущественно бабочки темной окраски, а летом – светлые?

157. Какого рода отношения могут возникать между равными и различными по величине хищниками, обитающими в одном биотопе?

158. Какие взаимоотношения могут быть между равными и разными по размерам фитофагами, обитающими совместно?

159. Почему барханный кот, обитающий на юге Казахстана и в Средней Азии, является одним из наиболее мелких кошачьих рода Felis – по сравнению с манулом и европейской лесной кошкой (его вес всего 1,3-3,0 кг)?

160. За последние 10 тыс. лет на Земле сведено 2/3 лесов. Около 500 млн. га превратилось из лесов в безводные пустыни. Сведено:

–зона смешанных и широколиственных лесов – ½;

–зона средиземноморских лесов – 80 %;

– зона тропических лесов – 90 %;

– зона лесов Великой Китайской и Индо-Гангской равнин – 95 %;

– площадь влажных тропических лесов сокращается со скоростью 26 га/мин и есть опасение, что они исчезнут через 25 лет.

К каким последствиям приведет сокращение площади лесов и какие меры в связи с этим необходимо предпринять?

161. Американским экологом Коммонером сформулированы законы социальной экологии, которые можно рассматривать как нормативы деятельности человека.

– все связано со всем.

– все должно куда-то деваться.

– Природа знает лучше.

– ничто не дается даром.

Прокомментируйте эти законы с точки зрения особенностей биологических систем и экологии.

162. Социальная экология как наука базируется на следующих принципах:

– человечество, как и любая популяция, не может расти беспредельно;

– общество в своем развитии должно учитывать меру биосферных явлений;

– любая преобразующая деятельность общества должна основываться на экологическом прогнозе;

– освоение природы не должно уменьшать разнообразия биосферы и ухудшать качество жизни людей;

– устойчивое развитие цивилизации зависит от нравственных качеств людей;

– каждый несет ответственность за свои действия перед будущим;

– надо действовать локально, а мыслить глобально;

– единство природы обязывает к сотрудничеству;

Как реализуются данные принципы в конкретных ситуациях?

163. Мировой опыт показывает, что для стабилизации экологической ситуации в стране нужны затраты не менее 3 % валового национального дохода, а для улучшения экологической ситуации – 5 %. Такие расходы несут Германия, Англия и Швеция. Самые большие затраты на улучшение экологической ситуации несут США (7 % ). Расходы бывшего СССР составляли 1,5 %, а в России по данным Комитета по экологии Государственной думы – 0,5 %. Что можно сказать о расходах Казахстана?

164. Американские зоологи Дж.Констанцо и Р.Ли-мл. (J.Constanzo, R.Lee-Jr.; Университет Майами, Оксфорд, штат Огайо), изучавшие зимующую на суше древесную лягушку Rana sylvatica, обнаружили новую важную функцию мочевины: для этого животного. Осенью и в начале зимы, когда влажность почвы невысока, лягушки этого вида в природных условиях накапливают в тканях мочевину до 65 ммоль/л; когда же влаги становится больше, этот показатель падает примерно до 2 ммоль/л. Объясните экологическое значения мочевины для этих животных.


2 Биогеохимия и экотоксикология


1. Какой из элементов не соответствует группе: Fe, Ni, W, Zn, Cu?

2. Какой из элементов не соответствует группе: Zn, F, Pb, Co, Hg?

3. Какой из элементов не соответствует группе: Kr, Pb, Hg, Zn, Cd?

4. Поставьте элементы по возрастанию токсичности: Pb, Hg, F, As, Zn.

5. Расположите элементы по убыванию кларка в литосфере: Fe, Zn, Al, Si, Ca.

6. Расположите элементы по убыванию кларка в литосфере: О, Al, Si, Cd, Na.

7. Расположите элементы по убыванию кларка в гидросфере: Mg, O, Ca, H, Cl.

8. Какое отличие в действии BaCl2 и BaSO4 на организм человека при приеме внутрь? Почему?

9. Обычно, говоря о ноосфере, вспоминают Вернадского и интерпретируют ноосферу, как сферу разума. О чем говорил Вернадский, анализируя понятие «ноосфера»?

10. Оцените массу урана в одном кубическом километре литосферы.

11. Оцените массу железа в одном кубическом метре почвогрунта.

12. Оцените массу титана в одном кубическом метре почвогрунта.

13. Оцените массу алюминия в одном кубическом метре почвогрунта.

15. Оцените массу кальция в одном кубическом метре почвогрунта.

16. Оцените массу натрия в одном кубическом метре почвогрунта.

17. Оцените массу калия в одном кубическом метре почвогрунта.

18. Оцените массу фосфора в одном кубическом метре почвогрунта.

19. Оцените массу азота в одном кубическом километре литосферы.

20. Оцените массу азота в одном кубическом километре атмосферы.


21. Оцените массу кислорода в одном кубическом километре атмосферы.

22. Оцените массу кислорода в одном кубическом километре литосферы.

23. Оцените массу кислорода в теле человека массой 100 кг.

24. Оцените массу углерода в теле человека массой 100 кг.

25. Оцените массу водорода в теле человека массой 100 кг.

26. Оцените массу кальция в теле человека массой 100 кг.

27. Оцените массу натрия в теле человека массой 100 кг.

28. Оцените массу калия в теле человека массой 100 кг.

29. Оцените массу азота в теле человека массой 100 кг.

30. Оцените массу серы в теле человека массой 100 кг.

31. Оцените массу хлора в теле человека массой 100 кг.

32. Оцените массу магния в теле человека массой 100 кг.

33. Оцените массу железа в теле человека массой 100 кг.

34. Оцените массу меди в теле человека массой 100 кг.

35. Оцените массу йода в теле человека массой 100 кг.

36. Общепризнано, что распространенность химических элементов в космических объектах одинакова. Объясните причину низкого содержания водорода и гелия на Земле и высокой их концентрации на Солнце.

37. С какой целью пищевую соль, добываемую в Павлодарской области йодируют.

38. Общеизвестен вред, причиняемый организму человека при поступлении внутрь радиоактивного йода. Какие меры защиты способствуют снижению этой опасности? В некоторых случаях проводятся медицинские процедуры, обеспечивающие поступление радиоактивного йода в организм. Объясните цель этой процедуры.

39. В почву внесли фосфор 60 кг действующего вещества. Насколько изменится концентрация фосфора в пахотном горизонте (30 см)? считать, что внесенное удобрение распределено равномерно по этому объему.

40. Дайте агрономическую характеристику ила.

41. Известно, что содержание золота в Мировом океане значительно превышает запасы золота всех государств мира. Однако его концентрация в воде ничтожна и техническая добыча, на данном уровне развития экономически нецелесообразна. Предложите способ извлечения золота из воды при минимальных затратах.


3 Радиационная экология


1. Какой атом образуется в результате реакции:

7N14 + 2He48O17 + *?

2. Какой атом образуется в результате реакции:

18Al27 + 2Не4 → * + n.

3. Какой атом образуется в результате реакции:

7N14 + n → * + 1H1?

4. Какой атом образуется в результате реакции:

18Al27 + 6C12 → * + 2Не4 + n?

5. Какой атом образуется в результате реакции: 90Th232 + n → *?

6. Какой атом образуется в результате реакции: p + 8O17 → * + n?

7. Может ли водород превратиться в гелий?

8. Какой атом образуется в результате реакции: 8O15 → * + е + ν?

9. Какой атом образуется в результате реакции: 90Th233 → * + e?

10. Какой атом образуется в результате реакции: 92U236 → * + α?

11. Какой атом образуется в результате реакции:

p + 3Li7 → * + n?

12. Какой атом образуется в результате реакции:

p + 21Sc45 → * + n?

13. Какой атом образуется в результате реакции:

p + 29Cu63 → * + n?


14. Какой атом образуется в результате реакции:

p + 23V51 → * + n?

15. Какой атом образуется в результате реакции:

n + 5B10 → * + α?

16. Какой атом образуется в результате реакции:

n + 3Li6 → * + α?

17. Какой атом образуется в результате реакции:

n + 2He3 → * + p?

18. Какой атом вступает в реакцию: p + * → 2He3 + n?

19. Какой атом вступает в реакцию: α + * → 6С12 + n?

20. При возбуждении гамма квантом ядра атома бериллия-9 из него вылетает нейтрон и образуется новый элемент. Этот элемент распадается на 2 альфа частицы и испускает еще одну частицу. Напишите ядерные реакции.

21. Нейтрон попадает в ядро гелия-3, в результате чего испускается протон и образуется новый элемент. Напишите ядерную реакцию.

22. Нейтрон попадает в ядро азота-14, в результате чего испускается протон и образуется новый элемент. Напишите ядерную реакцию.

23. При слиянии ядер дейтерия и трития испускается нейтрон и образуется новый элемент. Напишите ядерную реакцию.

24. В результате поступления нейтрона в ядро лития-6 испускается альфа-частица и образуется новое вещество. Опишите его дальнейшую судьбу и напишите ядерные реакции.

25. Нейтрон попадает в ядро бора-7, в результате чего испускается альфа-частица и образуется новый элемент. Напишите ядерную реакцию.

26. При ядерной реакции в которой участвуют дейтерий и гелий-3 вылетает альфа-частица и образуется новое вещество. Напишите ядерную реакцию.

27. Какие изменения происходят в ядре атома уран-238 при поступлении в ядро нейтрона?

28. Из ядра атома вылетела бета-минус частица и образовался атом нептуния-239. Напишите ядерную реакцию.

29. Из ядра атома вылетела бета-минус частица и образовался атом плутония-239. Напишите ядерную реакцию.

30. В результате ядерной реакции торий-233 превращается в протактиний-233. Напишите ядерную реакцию и укажите тип распада.

31. В результате ядерной реакции торий-232 превращается в радий – 228. Напишите ядерную реакцию и укажите тип распада.

32. В результате ядерной реакции протактиний-233 превращается в уран-233. Напишите ядерную реакцию и укажите тип распада.

33. При поступлении альфа-частицы в ядро кислорода-16 образуется новое вещество. Назовите его и напишите ядерную реакцию.

34. Напишите реакцию объединения двух ядер, при которой неон-20 превращается в магний-24.

35. Допишите реакцию: p + 3Li7 → * + α.

36. Возможна ли ядерная реакция: n+ 4Be94Be8 +n + n?

37. Возможна ли ядерная реакция: е + 4Be73Li7 + ν?

38. Возможна ли ядерная реакция: ?

39. Возможна ли ядерная реакция: γ + d ↔ p + n?

40. Допишите реакцию: 5В12 → * + 6C12 + ?

41. Допишите реакцию: 92 U235 → * + α.

43. Допишите реакцию: 2Не3 + 1Н12Не4 + *.

43. Допишите реакцию: 49 + 2Не46C12 + *.

44. Какой атом образуется в результате термоядерной реакции 3Li7 + 1H12Не4 + *?

45. Какой атом образуется в результате термоядерной реакции 1Н1 + 1Н1 → * + 1е + ν?

46. Какой элемент образуется в результате β распада 83Bi212?

47. Какие вещества могут образоваться при реакции с участием двух атомов дейтерия?

48. Определите вид распада: при превращении иода-135 в ксенон-135.

49. Возможна ли следующая реакция образования гелия:

p + p → 2Не2?

50. Возможно ли образование дейтерия из двух протонов?

51. Напишите реакцию взаимодействия, при которой углерод-12 превращается в азот-13.

52. Определите вид распада: при превращении иода-135 в ксенон-135. Напишите ядерную реакцию.

53. Напишите ядерную реакцию распада с образованием углерода-13 из азота-13.

54. Напишите ядерную реакцию, протекающую на Солнце, при которой азот-14, взаимодействуя с частицей, превращается кислород-15.

55. Какой элемент должен получиться при детектировании нейтрино в хлоре–37: + 17Cl37 → * + e––?

56. Какая частица образуется при реакции кислорода-16 и углерода-12, с образованием магния–24?

57. Какая частица образуется при объединении двух атомов углерода-12 в гелий-20?

58. Какая частица образуется при объединении двух атомов углерода-12 в магний-24?

59. Какая частица образуется при объединении двух атомов углерода-12 в натрий-23?

60. Какая частица образуется при объединении двух атомов углерода-12 в магний-23?

61. Какая частица образуется при объединении двух атомов кислорода-16 в серу-31?

62. Какой из элементов не соответствует группе: Cs137, K40, J , Sr90, Pu210?

63. Какой из элементов не соответствует группе: Cs137, Am , Со60, Pu210 ?

64. Ядро нептуния 93Np234 захватило электрон из K-обо­лочки атома (K-захват) и испустило α-частицу. Ядро какого эле­мента получилось в результате этих превращений?

65. Объясните реакции записанные ниже: а) е- + р → 1Н1 + γ и

b) е- + р → n + ν.

66. Определить энергию Е, которую нужно затратить для отрыва нейтрона от ядра 11Na23.

67. Определите удельную энергию связи ядра 3Li7.

68. Определите удельную энергию связи ядра 19К39.

69. Определите удельную энергию связи ядра 19К40.

70. Космическое излучение на уровне моря на экваторе образует в воздухе объемом V = 1 см3 в среднем N = 24 пары ионов за время t1 = 10 с. Определить экспозиционную дозу X, получаемую человеком за время t2 = 1 год.

71. Вычислить толщину слоя половинного ослабления x1/2 параллельного пучка γ-излучения для воды, если линейный коэффициент ослабления µ = 0,047 см-1.

72. Определить начальную активность А0 радиоактив­ного магния Mg27 массой m = 0,2 мкг, а также активность А по исте­чении времени t = 1 ч. Предполагается, что все атомы изотопа ра­диоактивны.

73. Объясните почему рентгеновское излучение не относят к ядерным?

74. Объясните почему рентгеновское излучение нормируют в НРБ, аналогично ядерному гамма излучению?

75. Почему при внешнем облучении более опасны γ-излучатели, а при внутреннем – α-излучатели?

76. Часто термины «радиация» и «ионизирующее излучение» используются как синонимы. В чем различие этих понятий?

77. Что произойдет при соединении электрона и позитрона?

78. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Откуда берутся вылетающие из ядра β-частицы?

79. Могут ли электроны с электронных уровней атомов попасть в ядро?

80. Как изменится атом, если ядро захватит нейтрон?

81. Каков механизм «наведенной радиоактивности»?

82. Известно, что реакция протекает самопроизвольно, если в результате ее выделяется энергия. При образовании ядер урана выделяется энергия, равная «дефекту массы». Соответственно при распаде ядра должна быть поглощена энергия, равная по величине энергии связи осколков в исходном ядре. Объясните, за счет чего выделяется энергия при ядерном взрыве?

83. Из ядра вылетел электрон. Означает ли это, что ядро претерпело радиоактивный распад?

84. Из ядра вылетел гамма-квант. Означает ли это, что ядро претерпело радиоактивный распад?

85. Из ядра вылетела β+-частица. Означает ли это, что ядро претерпело радиоактивный распад?

86. МЭД исследуемой территории составляет 50 мкЗв/ч. Как Вы охарактеризуете ее радиационное состояние и возможность проживания.

87. 23 см воды ослабляет ионизирующее излучение в 2 раза. Какой слой воды ослабит излучение в 128 раз?

88. 3 см воды ослабляют нейтронное излучение в 2 раза. Какой слой воды ослабит его в 64 раза?

89. В 1962 году, после заключения Международного договора о прекращении ядерных испытаний в трех средах, активность радионуклидов в месте проведения измерений составляла: для цезия–137 –1 Ки/км2, для стронция-90 – 1,5 Ки/км2, для плутония – 0,05 Ки/км2.

Как изменится активность этих нуклидов к данному году?

Как изменится активность этих нуклидов через 100 лет?

Как изменится активность этих нуклидов через 1000 лет?

Перемещением радионуклидов пренебречь. Период полураспада (Т) для цезия и стронция принять за 30 лет, а для плутония – 7,5*107 лет.

90. Активность цезия-137, выпавшего в результате ядерного взрыва на одном из участков испытательного полигона составляет 2000 Бк/кг. Оцените изменение кларка цезия в этом месте.

91. Активность цезия-137, выпавшего в результате ядерного взрыва на одном из участков испытательного полигона составляет 2000 Бк/кг. Оцените время, необходимое для восстановления радиационных характеристике, приемлемых для проживания, согласно НРБ.

92. Активность цезия-137, выпавшего в результате ядерного взрыва на одном из участков испытательного полигона составляет 1000 Бк/кг. Оцените количество радионуклидов на территории в 1 м2. Считать, что все радионуклиды находятся в верхнем горизонте почвы 0-10 см.

93. Активность цезия-137, выпавшего в результате ядерного взрыва на одном из участков испытательного полигона составляет 1000 Бк/кг. Оцените ее величину через год, три года, шестьдесят лет.

94. При делении одного ядра урана выделяется около 200 Мэв. Оцените энергию, которая выделяется при делении урана, содержащегося в 1 грамме.

95. Энергия термоядерного взрыва 10 ктн. Насколько уменьшится масса исходного вещества при этом?

96. Какие изменения происходят в воде при радиационном воздействии?

97. Оцените содержание калия в организме человека массой 70 кг. Какое количество является радиоактивным калием – 40. Оцените его активность в организме, если период полураспада К40 составляет 109 лет.

98. Как можно защитить человека от проникающей радиации?

99. В аптечках предприятий, опасных в радиационном отношении, содержатся таблетки йодистого калия. Объясните, для чего они служат. Какие последствия могут наступить, если персонал предприятия не воспользуется ими во время аварии.

100. Как изменятся свойства полиэтилена при его облучении гамма-лучами.

101. Какое влияние оказывает радиационное облучение на металлы?

102. Объясните различие в действии радиации на полиэтилен и полистирол.

103. Объясните принцип метода «меченных атомов».

104. Радиационной разведкой, через 3 ч после ядерного взрыва зафиксирован уровень радиации 200 Р/ч. Оценить уровень радиации через 10 ч после измерения.

105. Радиационной разведкой установлено, что через 1 ч после ядерной аварии уровень радиации составил 50 Р/ч. Работа по снижению радиационной опасности была начата через 2 ч после взрыва и продолжалась 2 ч. Определить дозу облучения, которую получат спасатели.

105. Спасатели через 3 ч после ядерного взрыва должны выполнить работы по разборке завала. Уровень радиации через 3 ч после взрыва составил 70 Р/ч. Допустимая (заданная) доза облучения установлена в 0,3 Гр. Определить допустимую продолжительность работ.

106. Определить время, через которое останется 10 % от первоначального количества ядер цезия-137.

107. Определить время, через которое останется 10 % от первоначального количества ядер стронция-90.

108. Определить время, через которое останется 10 % от первоначального количества ядер плутония-210.

109. Определите массу йода-131, активностью 37000 Бк.

110. Оцените эквивалентную дозу, обусловленную внешним гамма облучением при жизни в течении года на территории мощность экспозиционной дозы на которой составляет 0,5 мР/час.

111. Дайте характеристику радиационной обстановки в разных районах Павлодарской области.

112. Дайте практические рекомендации, соблюдение которых при нахождении на загрязнённых территориях позволяет существенно уменьшить риск неблагоприятных радиационных последствий.


4 Математическое моделирование


1. Рассчитайте потомство 2 мух за летний период, в течении которого может быть получено 7 поколений, если в кладке каждой самки 120 яиц, из половины которых рождаются самки.

2. Определите биомассу потомства, по задаче 1.

3. Определите площадь, которая будет закрыта мухами всех 7 поколений, сравните ее с площадью поверхности Земли.

4. В чем отличие логистического роста популяции от экспоненциального?

5. Сравните скорость сильного ветра, урагана и шторма со скоростью автомобиля.

6. Известная французская экологическая задача. Пруд зарастает травой полностью за 70 дней. Известно, что площадь, занятая растительностью ежедневно возрастает вдвое. Определите, на какой день площадь пруда зарастает наполовину.

7. Конечно, джоуль – энергия, измеряемая в единицах СИ. Однако в данной задаче удобнее применение калории. Тем более, что не представляет сложности запомнить – 1 калория нагревает, при обычных условиях, 1 мл воды на 1 0С. Следовательно – 1 килокалория нагреет 1 литр воды на тот же градус. Чтобы довести до кипения (100 0С) 1 литр воды от 20 0С, необходимо, 800 ккал. Сообразите, как можно довести до кипения 10 л воды, затратив всего 300 ккал.

8. В последнее время сокрушительного удара гипотезе абиогенного синтеза нанесли математические исследования.

9. Математики подсчитали, что вероятность самозарождения живого организма из безжизненных блоков практически равняется нулю. Так, Л. Блюменфельд доказал, что вероятность случайного образования за все время существования Земли хотя бы одной молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты – одной из важнейших составных частей генетического кода) составляет 10–800 Вдумайтесь в ничтожно маленькую величину этого числа! Ведь в знаменателе его находится цифра, где после единицы тянется ряд с 800 нулей, а это число в невероятное количество раз больше общего количества всех атомов во Вселенной. Современный американский астрофизик Ч. Викрамасингхе так образно высказал невозможность абиогенного синтеза: «Быстрее ураган, который пронесется над кладбищем старых самолетов, соберет новенький суперлайнер из кусков лома, чем в результате случайного процесса возникнет из своих компонентов жизни».

Проанализируйте высказанные мнения и предложите по этому поводу мнение эколога, просвещенного изучением математического моделирования.

10. Трудолюбие муравьев общеизвестно. Добыча в челюстях муравья может во много раз превышать его вес. Можно ли из этого сделать вывод о том, что мышцы муравьев по «силе» значительно превосходят мышцы других живых существ?

11. Микроорганизм, помещенный в пробирку делится через каждые 29 минут и полностью заполняет весь объем к 12 часам. В какое время заполнится этот объем, если в пробирку поместить 2 микроорганизма?

12. В аквариум запустили одноклеточный фотосентетик, размножающийся делением. Скорость нарастания численности по экспоненте. Через 10 циклов деления в аквариум поместили микроорганизм, который питается фототрофом. Скорость нарастания численности также по экспоненте, с тем же периодом. Опишите процессы изменения численности двух видов.

13. Допустимо ли количество информации измерять в единицах энергии?

14. В чем отличие вербальных моделей от математических?

15. Нарисуйте схему системы с положительной обратной связью. Приведите пример.

16. Нарисуйте схему системы с отрицательной обратной связью. Приведите пример.

17. Никто с блохами и дела иметь не желает, но, тем не менее, ее, то подковывают, а, то изумляются прыгучестью и пытаются выяснить – как же она совершает такие великолепные прыжки? При анализе параметров прыжка блохи, было показано, что ни одна мышца, при своем сокращении не может обеспечить высвобождение энергии, достаточное для выполнения прыжка. Каким образом блоха преодолевает это препятствие?

18. В чем отличие энтропии и энтальпии?

19. Как и кем осуществляется целеполагание систем?

20. Какому типу регулирования: с положительной обратной связью или с отрицательной обратной связью подчиняется развитие популяции с неограниченными ресурсами. Каким графиком можно описать этот процесс?

21. Выделите основные этапы развития систем. Проиллюстрируйте их на примере сукцессии.

22. Объясните, с какой целью гемоглобин упакован в эритроциты, а не содержится непосредственно в плазме, ведь в этом случае присоединение кислорода происходило бы быстрее.

23. Применимо ли понятие «пейсмекер» (водитель ритма) к экологическим системам?

24. Вы - биохимик, работающий с двенадцатислотной центрифугой. Это устройство, которое имеет 12 слотов одного размера вокруг центральной оси, в которые вы размещаете образцы химических веществ, которые вам нужно смешать. Когда машина включена, образцы вращаются вокруг центральной оси и превращаются в однородную жидкость. Чтобы быть уверенным в том, что образцы хорошо смешались, они должны быть размещены по 12 слотам сбалансировано. К примеру, если вы хотите смешать 4 вещества, то их можно разместить в слоты 3, 6, 9, и 12 (предполагается, что слоты пронумерованы, также как и цифры на часах). Можно ли смешать в такой центрифуге пять веществ?

25. Рассчитать площадь, которую покроют молекулы углекислого газа, содержащегося в атмосфере, если их уложить вплотную друг к другу. Сравнить с площадью сферы, описанной на расстоянии 10 м от поверхности Земли.

26. Эта задача о пауке и мухе приведена в прекрасной книге математических задач Г. Дьюдени. Паук, живший то ли в Кембридже, то ли в Оксфорде, вероятно знал принцип минимального действия, и действовал сообразно с ним.

Внутри прямоугольного помещения – рисунок 3, имеющего 30 м в длину и по 12 м в ширину и высоту, на середине одной из торцовых стен в 1 м от потолка (точка А) сидит паук. Муха сидит на середине противоположной стены в 1 м от пола (точка В).





Рисунок 3 – Прямоугольное помещение заданных размеров. В точке А находится паук, в точке В – муха (к задаче 26)


Найдите, вслед за пауком, кратчайшее расстояние, которым паук может добраться до мухи. Муха неподвижна. Паук передвигается только по внутренней поверхности помещения, без падений или использования паутины.


5 Промышленная экология


1. Оцените энергию шума величиной 5 дБ, при 100 дБ.

2. После рабочей смены порог слуховой чувствительности рабочего изменился с 5 децибел до 15. Как изменилась возбудимость органа слуха?

3. Существует опасность кратковременного воздействия переменного тока высокого напряжения (одинаковой величины), но с разной частотой. В одном случае частота тока – 50 Гц, в другом – 500000 Гц. В каком случае имеется высокая опасность электротравмы?

4. Почему при утомлении человека у него вначале нарушается точность движений, а потом уже сила сокращений.

5. Человек, оказавшись в помещении с устойчивым неприятным запахом, вначале остро ощущает его, а через время перестает ощущать. Объясните причину и возможные последствия этого эффекта.

6. В колбе содержится 1 М раствор сернокислого натрия. Какое количество раствора необходимо использовать, чтобы приготовить 100 мл 10 % раствора.

7. В колбе содержится 2 М раствор азотнокислого серебра. Какое количество раствора необходимо использовать, чтобы приготовить 200 мл 3 % раствора.

8. Какие параметры микроклимата относятся к оптимальным?

9. Как осуществляется оценка параметров воздушной среды предприятия?

10. Перечислите способы очистки воздуха.

11. Приведите методы нормирования шума.

12. Приведите мероприятия, способствующие снижению шума.

13. Приведите особенности действия низких (инфразвуковых) частот на организм человека.

14. Приведите особенности действия высоких (ультразвуковых) частот на организм человека.

15. Приведите особенности действия вибрации на организм человека. Перечислите параметры характеризующие вибрацию.

16. В чем особенность действия ультрафиолетового излучения на организм человека?

17. В чем отличие освещенности от яркости?

18. Перечислите основные характеристики лазерного излучения и его нормируемые параметры.

19. Какое влияние оказывают электромагнитные поля на организм человека? Приведите нормируемые параметры электромагнитного излучения.

20. Какие мероприятия, способствуют защите от электромагнитного излучения?

21. За время производства хлора и каустической соды «ртутным способом» потери ртути через воздух составили, по некоторым оценкам, около 60 тонн. Оцените концентрацию паров ртути в 1 м3 воздуха, при равномерном ее распределении в атмосфере. Сравните эту величину с ПДК металлической ртути в воздухе.

22. Какова дальнейшая судьба паров металлической ртути, поступивших в воздух.

23. Нарисуйте схему поступления ртути в организм человека.

24. Напишите баланс ртути при действии на человека, с учетом различий ПДК ртути в металлической, неорганической и органической форме.

25. В воде отстойника-накопителя отходов Былкылдак содержится около 20 тонн ртути. В воде отстойника ртуть, обычными методами, не обнаруживается. В то же время в растительности и гидробионтах водоема ртуть содержится в значительных количествах. Сделайте вывод о состоянии ртути в отстойнике и нарисуйте схему ее миграции. Оцените степень опасности разных форм ртути.


26. По оценкам разных авторов в окружающую среду выбрасывается ежегодно около 10*109 тон диоксида углерода. Оцените изменение его концентрации в атмосфере.

27. Стоки с концентрацией взвешенных веществ и нефтепродуктов 28 мас.% направляют на очистку. На трехфазной центрифуге стоки разделяют на нефтяную, водную фазы и твердый остаток. Количество нефтяной фазы составляет 40 %, водной – 52 %, остальное – твердый остаток. Очищенные стоки содержат не более 20 мг/л нефтепродуктов и не более 25 мг/л взвешенных веществ. Определить суммарное содержание воды в нефтяной фазе и твердом остатке, дезинтегрированную смесь которых направляют на смешение с мазутом. Найти возможное соотношение мазута и смеси отходов, если содержание воды в сжигаемой смеси может достигать 20 мас.%.

28. В пруд-испаритель поступает сточная жидкость объема 0,5 л/с. Суточная масса веществ, содержащихся в жидкости составляет 1 т. Определите площадь и глубину пруда испарителя, если при отсутствии мер по поддержанию его работоспособности, он заполнится полностью через 20 лет.

28. Тонна нефти загрязняя поверхность воды образует на поверхности пленку площадью 20 км2. оцените толщину пленки и количество сорбента, необходимое для сбора всей нефти. Килограмм сорбента впитывает 10 л нефти. Плотность нефти принять 900 кг/м3. эффективность сорбента принять за 0,9.

29. В пруд, зеркало которого 1 км2, а средняя глубина 5 м, было сброшено 100 кг солей трехвалентного хрома. Оцените состояние водоема.

30. Оцените преимущества и недостатки нормативного подхода потребностям решения экологических проблем.

31. Дайте характеристику состояния окружающей среды по схеме, изображенной на рисунке 4.

32. Выделите этапы и методы, применяемые при очистке сточных вод от нефтепродуктов.

33. Вода загрязнена производными фенолами. Какие последствия наступят при очистке и хлорировании перед подачей в городскую систему водоснабжения?

34. Расположите по возрастанию объема запасы воды в различных частях гидросферы: мировой океан, реки, ледники, пары атмосферы, подземные воды.



А

Б


0,3 ПДК


нижняя часть – профиль территории по линии АБ. ПЗ – промышленная зона с источником выбросов; Г – районы города; Л – лесопарковые насаждения; СЗЗ – санитарно–защитная зона. Пунктиром обозначены профили рассеяния и выпадения выбросов и соответствующие изолинии концентрации загрязнителей в приземном слое воздуха


Рисунок 4 – Схема зоны загрязнения в районе мощного промышленного источника (к задаче 31)


35. В чем отличие систем автоматического контроля и учета загрязнения воздуха?

36. В воздухе производственного помещения содержание аммиака равно 11 мг/м3, а диоксида азота – 1,5 мг/м3. Оцените степень загрязненности воздуха и его соответствие гигиеническим нормативам.

37. В воздухе производственного помещения содержание паров азотной кислоты составляет 6 мг/м3, а паров серной кислоты – 1 мг/м3. Соответствует ли уровень загрязнения воздуха санитарно–гигиеническим нормативам?

38. В воздухе жилого района содержание паров ацетона составляет 0,12 мг/м3, а фенола – 0,0012 мг/м3. Соответствует ли уровень загрязнения воздуха санитарно-гигиеническим нормативам?

39. Сточная вода содержит ионы 6-валентного хрома. Для их осаждения использовали раствор, содержащий ионы двухвалентного бария в концентрации 5*10–4 моль/л и ионы двухвалентного стронция в концентрации 5*10–1 моль/л. Хроматы какого вещества будут выпадать первыми? Воспользуйтесь табличными данными.

40. Какое количество BaCl2 необходимо для полного осаждения 500 г шестивалентного хрома, содержащегося в сточной воде? Напишите уравнение реакции.

41. В воде промышленного водоема содержатся высокие (во много раз превышающие ПДК) концентрации тяжелых металлов. Предложите способы снижения их концентрации.

42. В почве близ промышленного предприятия содержатся высокие (во много раз превышающие ПДК) концентрации тяжелых металлов. Предложите способы снижения их негативного воздействия на растения, используемые в пищу.

43. Оцените, за какое время осядет облако пыли массой 105 т, если характерные размеры частиц колеблется в пределах 0,1–0,5 мм.

44. Что означает понятие «ноосфера» по Вернадскому?

45. При какой температуре (нормальное атмосферное давление) плотность воды максимальна?

46. Что тверже свинец или гипс?

47. Сравните поверхностное натяжение воды и нефти.

48. Сравните кпд лампы накаливания и люминесцентной лампы.

49. Как воспринимается глазом человека совместное действие (при смешивании цветов) синего (490 нм) и оранжевого (600 нм) цветов?

50. Объясните, почему клубится дым, выходящий из трубы.

51. Оцените максимально допустимое (по действующим нормам) поступление свинца в организм взрослого человека за 50 лет его жизни


Литература


1 Гринин А. С., Новиков В. Н. Экологическая безопасность. Защита территории и населения при чрезвычайных ситуациях : учебное пособие. – М. : ФАИР–ПРЕСС, 2000. – 336 с.

2. Математические методы в экологии. – Петрозаводск : Изд-во ПетрГУ, 2005. – 130 с.

3. Митчелл П. 101 ключевая идея. Экология. – М. : ФАИР–ПРЕСС, 2001. – 110 с.

8 Солбриг О., Солбриг Д., Популяционная биология и эволюция. – М. : Мир, 1982. – 244 с.

9 Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология. – М. : Мир, 2004. – 454 с.

Приложение А

(информационное)


Предельно допустимая концентрация


Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ – это максимальная концентрация вредного вещества, которая за определенное время воздействия не влияет на здоровье человека и его потомство, а также на компоненты экосистемы и природное сообщество в целом.

В атмосферу поступает множество примесей от различных промышленных производств и автотранспорта. Для контроля их содержания в воздухе нужны вполне определенные стандартизированные экологические нормативы, поэтому и было введено понятие о предельно допустимой концентрации. Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м3. Разработаны ПДК не только для воздуха, но и для пищевых продуктов, воды (питьевая вода, вода водоемов, сточные воды), почвы – таблицы А1– А4.

Предельной концентрацией для рабочей зоны считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневной работе в течение всего рабочего периода не может вызвать заболевания в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Предельные концентрации для атмосферного воздуха измеряются в населенных пунктах и относятся к определенному периоду времени. Для воздуха различают максимальную разовую дозу и среднесуточную.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м3. Если ПДК составляет более 10 мг/м3, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак.

ПДК устанавливаются для среднестатистического человека, однако ослабленные болезнью и другими факторами люди могут почувствовать себя дискомфортно при концентрациях вредных веществ, меньших ПДК. Это, например, относится к заядлым курильщикам.

Таблица А.1 – Предельно допустимая концентрация некоторых газообразных веществ в атмосферном воздухе и воздухе производственных помещений

Вещество

ПДК в атмосферном воздухе, мг/м3

ПДК в воздухе произв. помещений, мг/м3

Диоксид азота

Максимальная разовая 0,085
Среднесуточная 0,04

2,0

Диоксид серы

Максимальная разовая 0,5
Среднесуточная 0,05

10,0

Монооксид углерода

Максимальная разовая 5,0
Среднесуточная 3,0

В течение рабочего дня 20,0
В течение 60 мин.*  50,0
В течение 30 мин.* 100,0
В течение 15 мин.* 200,0

Фтороводород

Максимальная разовая 0,02
Среднесуточная 0,005

0,05

* Повторные работы в условиях повышенного содержания СО в воздухе рабочей зоны могут проводиться с перерывом не менее 2 часов


Таблица А.2 – Предельно допустимая концентрация некоторых ионов в питьевой воде

Ион

ПДК, г/м3

Катион алюминия

0,2

Катион железа

0,2

Катион меди

0,01

Катион ртути

0,01

Катион цинка

0,01

Нитрат–ион

0,5

Сульфат–ион

20

Хлорид–ион

20


Таблица А.3 – Предельно допустимая концентрация некоторых вредных веществ в питьевой воде

Вещество

ПДК, мкг/л

Гидрохинон

200

Дихлорфенол

2

Крезол

4

Пентахлорфенол

10

Трихлорфенол

4

Трихлорэтилен

70

Фенол

1

Хлороформ

60

Четыреххлористый углерод

6


Таблица А.4 – Предельно допустимая концентрация некоторых химических элементов в почве

Элемент

ПДК, мг/кг

Кобальт

5

Медь

3

Мышьяк

2

Ртуть

2

Свинец

20

Сурьма

5

Фтор

3

Цинк

20


Величины предельно допустимых концентраций некоторых веществ в ряде стран существенно различаются. Так, ПДК сероводорода в атмосферном воздухе при 24–часовом воздействии в Испании составляет 0,004 мг/м3, а в Венгрии – 0,15 мг/м3, в России – 0,008 мг/м3.



Приложение Б

(информационное)


Таблица Менделеева. Номер ячейки соответствует количеству протонов в ядре



Содержание


Добавить документ в свой блог или на сайт
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие для студентов и преподавателей медицинских вузов (2-е издание)

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов. Санкт-Петербург

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие для студентов, интернов, клинических ординаторов и врачей

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconПрактикум по зоологии учебно-методическое пособие для студентов географического факультета

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие по микробиологии, иммунологии, вирусологии для студентов заочного отделения

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие по гигиене питания для студентов медико-профилактического факультета

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие Допущено Учебно-методическим объединением высших учебных заведений Российской Федерации в области зоотехнии и ветеринарии в качестве учебно-методического пособия для студентов высших учебных заведений,

Учебно-методическое пособие для студентов естественных специальностей Павлодар iconУчебно-методическое пособие по фармакологии для студентов 3 курса лечебного факультета Казань 2012

Поместите кнопку у себя на сайте:
Образование


База данных защищена авторским правом ©cow-leech 2000-2013
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
COW-LEECH.RU