28. Хемосинтез. Его роль в экосистемах.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO₂ служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так как они являются непременным звеном природного круговорота важнейших элементов: серы, азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в качестве природных потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые обогащают почву нитритами. В некоторых системах могут быь продуцентами.

29. Клеточное дыхание. Его роль и основное уравнение.

Клеточное или тканевое дыхание — совокупность биохимических реакций, протекающих в клетках живых организмов, в ходе которых происходит окисление углеводов, липидов и аминокислот до углекислого газа и воды. Высвобожденная энергия запасается в химических связях макроэргических соединений (АТФ и др.) и может быть использована по мере необходимости. Входит в группу процессов катаболизма. В экосистемах – процесс редуцированя вещества и потрербления энергии.

C₆H₁₂O₆+O₂=CO₂+H₂O+Q(~670kkal)

30. Брожение. Его роль в экосистемах.

 Брожение — это анаэробный (происходящий без участия кислорода) метаболический распад молекул питательных веществ, например глюкозы. Брожение не высвобождает всю имеющуюся в молекуле энергию, поэтому промежуточные продукты брожения могут использоваться в ходе клеточного дыхания. Является более быстрым по сравнению с полным разложеним так как не требует кислорода и в некоторых ситуациях может использоваться организмами. Основной источник энергии для организмов в анаэробных условиях.

31. Аэробные и анаэробные организмы.

Аэробные и анаэробные организмы. Аэробными организмами называются такие организмы, которые способны жить и развиваться только при наличии в среде свободного кислорода, используемого ими в качестве окислителя.

Анаэробные организмы способны жить и развиваться при отсутствии в среде свободного кислорода Распространены они главным образом среди прокариот.

32. Что такое факультативный аэроб?

Факультативные Аэробы (условныеАэробы; они же условные анаэробы) используют энергию брожения, а потому могут жить и при больших, и при ничтожных количествах кислорода (например, дрожжи, денитрифицирующие бактерии). 

33. Продуценты. Определение и роль в экосистемах. Примеры.

Продуце́нты — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических, то есть, все автотрофы^[1]. Это, в основном, зелёные растения(синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики без солнечного света. (кустарники,травы, деревья)Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.

34. Консументы и редуценты. Определение и роль в экосистемах. Примеры.

Консументы (от лат. consumе — употреблять) — гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических.^[1]

К консументам относят животных, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения. Классифицируют консументов первого, второго и других порядков, так как на каждом этапе передачи вещества и энергии в трофической цепи теряется до 90 %, экологические пирамиды редко состоят из более чем четырёх порядков консументов.

Консументы первого порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы.^[2]

Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.^[3]

Отдельно взятый организм может являться в разных трофических цепях консументом разных порядков, например, сова, поедающая мышь, является одновременно консументом второго и третьего порядка, а мышь — первого и второго, так как мышь питается и растениями, и растительноядными насекомыми.

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.

35. Трофическая цепь. Определение и состав. Примеры.

Последовательность в которой в биоценозе энергия и ве-во передается от одного организма к другому. Состоит из уровней :

1 – автотрофы (продуценты), 2 – гетеротрофы –травоядные (консументы 1-го порядка), 3 – гетеротрофы-хищники (консументы второго порядка), на последнем – продуценты. Пример: трава-насекомое-мышь-сова

36. Общая схема прохождения энергии через трофическую цепь.

37. Виды продуктивностей в экосистеме. Единицы измерения.

Валовая первичная продуктивность –орг. Вещ-ва расходуемые на дыхаие автотрофов за период времени. Г\м² в год

Вторичная продуктивность – скорость накопления вещ-ва консументами на данном троф. Уровне

Чистая продуктивность сообщества – скорость накопления ве-ва не потребленного гетеротрофами.

Ед. измерения – тонны живой или сухой биомассы, эквивалент в энергии (кал.) на площадь или объем.

38. Что такое «урожай на корню»? Единицы измерения.

Общая наличная биомасса в данный момент времени. Ед. измерения – тонны живой или сухой биомассы, эквивалент в энергии (кал.)

39. Единицы измерения биомассы и соотношения между ними. Величина чистой первичной продуктивности биосферы и её биомассы.

Живой вес, сухой вес – кг.; т. Энергия – калории, джоули. 1г белка – 4ккал, 1г углеводы – 4ккал, 1г жиров – 9ккал, в среднем 1г живого вещ-ва -2ккал. Чистая первичная продуктивность – 600*10⁹ тонн живого веса. Урожай на корню – 6000*10⁹ тонн.

40. Особенности и эффективность 1-го трофического уровня.

Автотрофы – 99% биомассы, 350*10³ видов

41. Что такое правило 10% применительно к трофической цепи?

При переходе от одного звена трофической цепи к другому происходит перенос материи и энергии, причем общее количество перешедшей энергии в среднем составляет не более 10%.

η - часть энергии, перешедшей с n-го звена на (n+1); E_n - общее количество энергии на n-ом уровне.

42. Что такое экологические пирамиды численности, биомассы и энергии (продуктивности)? Их особенности и связь со свойствами организма.

В результате трофических взаимодействий  различных особей в экосистеме создается определенная трофическая структура. Ее можно выразить в видеэкологических пирамид, основанием которых является первый трофический уровень (уровень продуцентов), а последующие этажи и вершину  образуют последующие  уровни. Экологические пирамиды можно отнести к трем основным типам:

1. Пирамиды численности, которые отражают численность отдельных организмов;

2.  Пирамиды биомасс, характеризующихобщуюмассуособей каждоготрофического уровня;

3. Пирамиды продукции, характеризующие продукцию  каждого  трофического уровня. 

Пирамиды численности, как правило, наименее информативны и показательны,  поскольку численность организмов  одного трофического уровня  в экосистеме в значительной степени зависит от их размеров.  Например,  масса  одной лисицы   равна массе нескольких  сотен мышей.   Обычно численность гетеротрофных организмов в экосистеме выше, чем автотрофных.  На одном дереве (первый трофический уровень) может кормиться до нескольких тысяч насекомых (второй трофический уровень). С повышением трофического уровня гетеротрофных организмов средние размеры особей находящихся на нем обычно повышаются, а их численность  снижается. Поэтому пирамиды численности в экосистемах часто имеют вид «новогодней елки».

Пирамиды  биомасс гораздо лучше выражают соотношения между разными трофическими уровнями экосистемы.  В целом,  биомасса  более низких   уровней превышает биомассу  более высоких. Однако из этого правила имеются существенные исключения. Например,  в морях биомасса   растительноядного зоопланктона  существенно (иногда в  2 – 3 раза) больше биомассы фитопланктона, представленного преимущественно одноклеточными водорослями.  Это объясняется тем, что водоросли очень  быстро  выедаются зоопланктоном, но от полного выедания их предохраняет  очень высокая  скорость   деления их клеток.

Наиболее полное представление о функциональной организации экосистем даютпирамиды продукций.   При этом величины  продукций каждого трофического уровня лучше представлять в единых единицах  измерения, лучше всего в энергетических. В таком случае пирамиды продукций будут являться  пирамидами энергий.  В  противоположность пирамидам численности и биомассы, отражающим статику системы (т.е. характеризующим количество организмов в данный момент времени),  пирамиды продукции характеризуют скорости прохождения энергии пищи по трофическим цепям.   Если правильно учтены все величины поступления и расхода энергии в трофической цепи, то в  соответствии со вторым законом термодинамики  пирамиды продукции всегда будут иметь правильную форму.