Woda_-_Temperatura.doc

WODA - TEMPERATURA

1. Podaj prawo minimum Liebiga.

Prawo minimum Liebiga – (twórcą był Sprengel) Możliwość rozwoju organizmu określa składnik, którego jest najmniej w stosunku do wymagań organizmu; jedno z podstawowych praw ekologii klasycznej, mówiące, że czynnik, którego jest najmniej (jest w minimum) działa ograniczająco na organizm, bądź całą populację. Justus von Liebig prowadził swoje badania w drugiej połowie XIX w. na roślinach, u których zauważył, że wystarczy niedobór jednego tylko ze składników pożywki, na której były hodowane, aby ograniczyć wzrost rośliny. Potem udowodniono, że prawo minimum odnosi się także do innych organizmów żywych i ma zastosowanie ogólnoprzyrodnicze.

2. Podaj prawo tolerancji Shelforda.

Zasada Shelforda – Rozwój danego organizmu jest uwarunkowany zarówno przez czynniki występujące w niedoborze jak i w nadmiarze ;koncepcja mówiąca, że zarówno niedobór, jak i nadmiar różnych czynników wpływa na organizm limitująco. Prawo to określa możliwość rozwoju populacji. Możliwość bytowania organizmów określają dwie wartości, tzw. ekstrema działającego czynnika: minimum i maksimum.

3. Co to jest tolerancja ekologiczna?

Tolerancja ekologiczna - zdolność przystosowania organizmów do zmian natężenia danego czynnika fizyczno-chemicznego środowiska, takich jak np.: temperatura, światło, zanieczyszczenie, wilgoć, ilość dostępnego powietrza, stężenie soli mineralnych, kwasowość.

4. Co to jest zakres tolerancji ekologicznej?

Zakres tolerancji – (amplituda) zakres wartości jakiegoś czynnika (np. temperatury, oświetlenia, wilgotności), w obrębie którego organizm jest w stanie utrzymać się przy życiu. Zakres tolerancji jest określony przez dwie wartości skrajne (pessiman) - najniższą (minimum) i najwyższą (maksimum) - działającego czynnika. Przekroczenie tych wartości powoduje zahamowanie procesów życiowych, a następnie śmierć organizmu. W obrębie zakresu tolerancji znajduje się strefa środkowa - tzw. optimum. Są to optymalne - najkorzystniejsze dla funkcjonowania organizmu - wartości określonego czynnika.

5. Co to jest grupa ekologiczna?

Grupa ekologiczna – to zgrupowanie organizmów o podobnym zakresie tolerancji.

6. Co to jest synergia?

Zjawisko polegające na tym, że jednoczesne działanie wielu czynników ekologicznych na organizm wywołuje większe skutki, niż działanie każdego z nich osobno; jest to szczególnie ważne w pobliżu wartości ekstremalnych czynnika

WODA

7. Wymień właściwości wody ważne dla życia

Woda występuje w trzech stanach skupienia. Jak słońce dostarcza energii, tak woda rozprowadza ją po ziemi. Wysokie ciepło właściwe: działa moderująco na klimat. Maksymalna gęstość w temperaturze 4°, gdyby nie ta właściwość wszystkie wody na kuli ziemskiej by zamarzły. Woda jest związkiem stabilnym, jest aktywnym rozpuszczalnikiem - większość rozpuszczonych w wodzie substancji ulega dysocjacji na ładunki elektrycznie naładowane, mogące potem wchodzić w inne kombinacje związków.

8. Jaką rolę spełnia woda w życiu organizmów żywych?

Każdy organizm składa się przede wszystkim z wody (życie rozwinęło się w wodzie) i wymaga jej dla sprawnego funkcjonowania. Woda jest podstawowym składnikiem strukturalnym żywej komórki (żywa protoplazma jest roztworem wodnym i jej stan decyduje o sprawności metabolizmu). Wielka ilość związków odżywczych pobierana jest w postaci roztworów

Stanowi podstawowy czynnik transportu substancji w organizmie. Każdy organizm pobiera, wydala i magazynuje wodę.

9. Porównaj warunki życia w wodzie i na lądzie ( środowisko powietrzne)

Woda jest 775 x bardziej gęsta od powietrza i 100 x bardziej lepka od powietrza, co umożliwia bytowania w otwartej toni wodnej organizmom planktonowym oraz różnice w przezroczystości wody (bioseston i abioseston).

10. Które czynniki ekologiczne są bardziej stałe w wodzie a które na lądzie (środowisko powietrzne)?

Czynniki bardziej stałe w wodzie: temperatura, wilgotność. Czynniki bardziej stałe w powietrzu: światło, skład chemiczny.

11. Porównaj zawartość wody u różnych organizmów

Meduza - 95%               Kijanka żaby – 93%              Gąbka – 85%              Szczupak – 80%                            Pstrąg – 75%              Dżdżownica – 88%

Bydło domowe – 52%              Człowiek – 64%

12. W jaki sposób organizmy pobierają wodę? Podaj 3 przykłady

Bezpośrednia absorpcja wody

-  całą powierzchnią ciała u organizmów wodnych lub przez skrzela lub z pokarmem

-  systemem korzeniowym u roślin

-  otworem gębowym u zwierząt

Absorpcja pary wodnej, np. torfowice i płonniki, porosty, niektóre owady, ale mają wartość graniczną wilgotności powietrza

Woda opadowa – zbierana np. w pochwach liściowych roślin np. baldaszkowatych

13. W jaki sposób organizmy wydalają wodę? Podaj 3 przykłady

Transpiracja – parowanie wody z powierzchni rośliny

Parowanie z powierzchni ciała – głównie u roślin niższych, pozbawionych aparatów szparkowych np. u mchów

Oddychanie, najbardziej wydajny sposób u zwierząt bez gruczołów potowych np. u psów

14.  Dokonaj podziału wg zapotrzebowania na wodę  i podaj do każdej kategorii przykład

Ze względu na zapotrzebowanie na wodę wyróżnia się następujące grupy roślin:

hydrofity – rośliny wodolubne np. rzęsa

hygrofity – rośliny bagienne, wilgociolubne np. knieć błotna

mezofity – rośliny mające średnie lub zmienne zapotrzebowanie na wodę np. groszek łąkowy

tropofity – rośliny klimatu zmiennego, pojawiające się cyklicznie np. byliny

halofity – słonorośla, lubią tereny o dużym zasoleniu, np. nad morzami (np. mikołajek nadmorski)

kserofity – rośliny sucholubne np. kaktusy

sukulenty – rośliny gruboszowate np. rozchodnik

suchorośla – suchorosty, sklerofity. np. żarnowiec miotlasty

15. Zdefiniuj hydrofity i podaj przykład

Rośliny wodne, rośliny wodnopęczkowe -  rośliny stałe bytujące w środowisku wodnym (związane z dnem lub unoszone biernie); mogą być zanurzone całkowicie (np. moczarka Kanad.) albo mieć część pędów wynurzoną (gł. pływające liście – np. grzybienie); pędy są zwykle wydłużone, wiotkie.

16. Zdefiniuj higrofity i podaj przykład

Higrofity - rośliny bagienne - rośliny zamieszkujące siedliska lądowo-bagienne, mocno uwilgotnione. Są roślinami wilgociolubnymi, wrażliwymi na niedobór wody. Należą do nich np. takie gatunki, jak szczawik błotny, knieć błotna.

17. Zdefiniuj sklerofity i podaj przykład

Aktywne podczas umiarkowanej suszy, transpirują bardzo dużo, ale posiadają wysokie ciśnienie osmotyczne w komórkach i są odporne na wysychanie

18. Zdefiniuj sukulenty i podaj przykład

Rośliny gruboszowate, rośliny siedlisk suchych, gromadzące zapas wody podczas pory deszczowej w specjalnej tkance, co pozwala im przetrwać długie okresy suszy; wykazują wiele przystosowań ograniczających transpirację, np. często u nich spotykane: kształt kulisty lub walcowaty, żebra, gęste ciernie i włoski, redukcja liści, gruby nabłonek, woskowy nalot, zagłębione szparki oddechowe;

- kaktusy, wilczomlecze, aloesy, agawy, grubsze, przypołudniki jałowiec

19. Zdefiniuj efemery i podaj przykład

Rośliny aktywne tylko w porze wilgotnej; zamykają cały cykl rozwojowy, od wykiełkowania do wydania nasion, w jednym sezonie wilgotnym, a okresy suszy przeżywają w formie nasion

rośliny pustynne po sporadycznych deszczach

20. Omów podział kserofitów i wskaż ich cechy charakterystyczne

Kserofity, rośliny sucholubne, kserofilne - rośliny przystosowane (fizjologicznie i anatomicznie) do życia w suchych miejscach takich jak step, pustynia, półpustynia, wydmy, piaski. Niektóre z nich potrafią magazynować wodę, np. kaktusy. Przy niewielkim udziale wody mogą budować swoje ciała. Dzieli się je na:

sukulenty (rośliny gruboszowate)

łodygowe

liściowe

korzeniowe

suchorośla (suchorosty, sklerofity).

Przykłady kserofitów:

kaktusy, karagana złocista, welwiczja przedziwna.

21. Jaki udział ma woda w budowie organizmów żywych? Podaj przykłady.

Zawartość wody w organizmach waha się pomiędzy 46% a 99%. Przykłady patrz pyt. 11

TEMPERATURA

22. Podaj przykłady organizmów o małym zakresie tolerancji na zmiany temperatur. Jak nazywają się takie organizmy?

Stenotermy (organizmy stenotermiczne) są to takie organizmy, które wykazują wąski. zakres tolerancji na temperaturę np. wiele bakterii, koralowce, termity.

23. Podaj przykłady organizmów o dużym zakresie tolerancji na zmiany temperatur. Jak nazywają się takie organizmy?

Eurytermy mają szeroki zakres tolerancji temperatury, np. człowiek, żmija zygzakowata, brzoza, trzcina, dąb, wróbel, sosna.

24. Jaki zakres tolerancji, w jakim zakresie temperatur posiadają organizmy polistenotermiczne?

Gatunki ciepłolubne o wąskim zakresie tolerancji termicznej.

25. Jaki zakres tolerancji, w jakim zakresie temperatur posiadają organizmy oligostenotermiczne?

Gatunki zimnolubne o wąskim zakresie tolerancji termicznej.

26. Jakie organizmy należą do stałocieplnych?

Ptaki i ssaki

27. Omów rolę temperatury w życiu organizmów żywych .

28. Omów sposoby termoregulacji u różnych organizmów

Stałocieplne: ptaki i ssaki (niektóre śpią – heterotermy, ale ich temp. nie może spaść poniżej 0°C). Wielbłąd:

– temp. rośnie do 41°C w dzień podczas marszu a w nocy spada do +34°C (promieniowanie bezpośrednie a później konwekcja – w nocy) pozwala to oszczędzić do 4 l wody na dobę

– termoizolacja sierścią – oszczędność 5 l na dobę

– odporność na odwodnienie – do 30%, podczas gdy średnia u ssaków 12-15% na dobę.

U zmiennocieplnych wydzielanie glicerolu (nie zamarza nawet do –47°C)

29. Co to jest termoregulacja socjalna?

termoregulacja socjalna: pszczoła miodna Apis mellifica zbija sie w kule i pracują mięśnie tułowiowe, z czym wiąże się wydajna produkcja energii; zbijanie sie w stada

30. Co to jest termoregulacja etologiczna?

Termoregulacja etologiczna: wachlowanie uszami, wystawanie wysoko nad ziemia; zwijanie sie psa w kłębek, stroszenie piór i sierści.

31.Podaj przykłady termoregulacji u organizmów stałocieplnych

Odpowiedzialne za wydzielanie ciepła w organizmie:

- wątroba jest jednym z głównych narządów ogrzewających krew.

- drżenie mięśniowe - czyli szybkie skurcze powodują wzrost temperatury.

- cykle jałowe (czyli cykle w których z gradientu elektronów w mitochondrium nie tworzy się ATP tylko ciepło) powodują wzrost temperatury. Cykle jałowe są charakterystyczne dla brunatnej tkanki tłuszczowej.

- Działania hormonalne, takie jak zwiększenie lub spadek aktywności tarczycy więc i wydzielania hormonu tyroksyny

Odpowiedzialne za wymianę ciepła z otoczeniem, ograniczające ucieczkę ciepła z organizmu:

- wymienniki przeciwprądowe w przepływie krwi w kończynach, powietrza w nozdrzach.

- termiczne bariery izolacyjne takie jak: tkanka tłuszczowa, sierść, pióra.

Odpowiedzialne za oddawanie ciepła do otoczenia:

- Ułatwienie przepływu ciepła do powierzchniowych warstw organizmu np. kurczenie lub rozkurczanie naczyń krwionośnych skóry. W przypadku kiedy organizm dąży do zachowania ciepła, naczynia krwionośne kurczą się i krew nie może tracić ciepła poprzez kontakt z chłodniejszym powietrzem.

- zwiększenie odbioru ciepła poprzez parowanie - pocenie i ziajanie.

32. Wyjaśnij zjawisko suszy zimowej u drzew

Góra silnie nagrzana i transpiruje, dół zamarznięty i nie może pobierać wody.

33. Jak organizmy chronią się przed zbyt wysoką temperaturą?

34. Jak organizmy chronią się przed zbyt niską temperatura? – te dwie odpowiedzi są podane we wcześniejszych pyt.

35. Od jakich czynników zależy temperatura ciała organizmów zmiennocieplnych?

Głównym czynnikiem jest energia zewnętrzna – temp otoczenia tych organizmów (ich odżywianie i oddychanie) oraz procesy fermentacji; zmiennocieplne są wszystkie bezkręgowce oraz ryby, płazy i gady.

36. Wymień substancje o najlepszym i najgorszym przewodnictwie cieplnym

Substancjami najlepiej przewodzącymi ciepło są metale (diament, srebro, miedź) , najsłabiej gazy. Według slajdów: najlepszym jest piasek najsłabszym powietrze.

37. Wymień substancje o największej i najmniejszej pojemności cieplnej

Substancja o największej pojemności ciepła to woda a o najmniejszej to powietrze.

38. Co to jest pojemność cieplna wagowa a co to jest pojemność cieplna objętościowa. Ile wynoszą one dla wody?

Pojemność cieplna to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1g (wagowa) lub 1cm3 (objętościowa) substancji o 1oC. Pojemność cieplna wody wynosi 1 cal/g x oC– równa dla pojemności cieplnej wagowej i objętościowej.

39. Wyjaśnij rozmieszczenie pingwinów na kuli ziemskiej i omów sposoby ich termoregulacji ( coś tam na slajdach jest o pingwinach ale nie wiem jak to zrobić a nie chce wprowadzić kogoś w błąd)

40. Narysuj schematycznie i opisz (nazwy strefy, panujące tam temperatury) strefy termiczne jeziora podczas lata

41. Do jakiego typu termicznego należą jeziora strefy umiarkowanej?

Jeziora dimiktyczne.

42. Co to jest strefa skoku termicznego w jeziorze? W których porach roku zachodzi mieszanie wód w jeziorach umiarkowanej strefy klimatycznej?

Metalimnion, termoklina - środkowa, przejściowa warstwa wody w jeziorach. Warstwa skoku termicznego. W warstwie tej - o miąższości kilku metrów - następuje w okresie stagnacji letniej gwałtowny spadek temperatury wody wraz z głębokością (termoklina), a w okresie stagnacji zimowej - jej podwyższenie. Wiosną i jesienią.

43. Dlaczego jezioro zamarza od góry?

0°C woda zaczyna zamarzać - pojawia się lód. Ponieważ najzimniejsza woda jest rzadsza (czyli lżejsza) od trochę cieplejszej, wypływa na powierzchnię i tam zaczyna zamarzać tworząc powierzchnię lodu. Tylko woda zamarza od góry. Inne ciecze (np. olej) są najcięższe w najniższej temperaturze i dlatego zamarzają od dołu. Zjawisko to ma fenomenalne znaczenie dla przyrody (np. dzięki niemu nie zamarzają całkowicie jeziora - na dnie utrzymuje się warstwa nie zamarzniętej wody o temperaturze około 4°C).

44. Co to jest stratyfikacja termiczna jeziora?

Stratyfikacja termiczna jeziora jest to układ temperatur warstw jeziora w ciągu roku. Temperatura wody obniża się w kierunku od powierzchni zwierciadła wody do dna w jeziorze i tworzy trzy warstwy:

epilimnion - górna warstwa - znajdująca się pod wpływem wiatru i z związku z tym mieszana, o dość wyrównanej temperaturze

metalimnion - warstwa przejściowa, znajduje się w nim termoklina

hypolimnion - dolna warstwa

45. Co to jest homotermia? Kiedy występuje?

...