ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3
Тема: «Решение экологических задач на устойчивость и развитие».
Цели работы:
1. Закрепить знания о том, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, что такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.
2. Закрепить и углубить знания по методике решения задач по экологии качественных и с химическим содержанием, помочь студентам разобраться в разнообразии направлений устойчивого развития современного общества, найти ответы на вопросы о защите природы и использовать эти знания в жизни.
Решение задач на правило экологической пирамиды
Экологическая пирамида
Для решения задач такого типа необходимо знать, что энергия, заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд организмов, такой ряд организмов называется цепью питания сообщества, а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.
Первый трофический уровень представлен автотрофами или продуцентами, например растениями, так как они производят первичную органику. Живые организмы – гетеротрофы, которые питаются автотрофами (растительноядные) называются консументами первого порядка и находятся на втором трофическом уровне, на третьем уровне располагаются консументы второго порядка – это хищники, они питаются консументами первого порядка. Цепь питания может включать консументов третьего, четвертого… порядка, но следует отметить, что более пяти трофических уровней в природе почти не встречается. Заканчивается цепь, как правило, редуцентами, это сапрофиты, разлагающие органику до простых неорганических веществ (грибы, бактерии, личинки некоторых насекомых).
|
|
Живые организмы, поедая представителей предыдущего уровня, получают запасенную в его клетках и тканях энергию. Значительную часть этой энергии (до 90%) они расходуют на движение, дыхание, нагревание тела и так далее и только 10% накапливают в своем теле в виде белков (мышцы), жиров (жировая ткань). Таким образом, на следующий уровень передается только 10% энергии, накопленной предыдущим уровнем. Именно поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными. Эта закономерность называется «правилом экологической пирамиды».
Ход работы:
Пример решения
Задача 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.
Решение: согласно правилу экологической пирамиды, биомасса каждого последующего трофического уровня уменьшается приблизительно в 10 раз.
|
|
Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию.
300кг – 10%,
Х – 100%.
Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию
3000кг – 10%
Х – 100%
Х=30 000 кг (масса нехищных рыб)
Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию
30 000кг.- 10%
Х =100%
Х = 300 000кг
Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300000 кг планктона.
Задача 2.
В стратосфере на высоте 20 -30 км находится слой озона O3, защищающий Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не "озоновый экран" атмосферы, то фотоны большой энергии достигли бы поверхности Земли и уничтожили на ней все живое. Подсчитано, что в среднем на каждого жителя Санкт-Петербурга в воздушном пространстве над городом приходится по 150 моль озона. Сколько молекул озона и какая его масса приходится в среднем на одного петербуржца?
Дано:Решение:
√(O3)=150 моль 1) Вычислим число молекул озона:
√ (O3) = N/Na, отсюда N(O3) = √ (O3)·Na
Найти: N(O3) = 150 моль · 6,02·1023молекул/моль = 9,03·1025 молекул
N(O3) =? 2) Вычислим массу озона:
m(O3) =? √ (O3) = m/M, отсюда m(O3) = √ (O3)·M
m(O3) = 150 моль·48 г/моль = 7200 г = 7,2 кг
Ответ: N(O3) = 9,03·1025 молекул, m(O3) = 7,2 кг.
Задача 3
Установлено, что за вегетационный период дерево, имеющее 10 кг листьев, может обезвредить без ущерба для него свыше 500 г сернистого газа и 250 г хлора. Рассчитайте, какое количество указанных газов может обезвредить одно такое дерево.
Дано: Решение:
m(SO2) = 500 г 1) Определим молярные массы указанных газов:
m(Cl2) = 250 г M(SO2) = 64 г/моль
Найти: M(Cl2) = 71 г/моль
√ (SO2) =?
√ (Cl2)=?
2) Вычислим количество вещества каждого газа, которое может обезвредить одно дерево:
m(SO2) 500 г
√ (SO2) = ------ =-------- = 7,8 моль
M(SO2) 64 г/моль
m(Cl2) 250 г
√ (Cl2) = ------- =-------- = 3,5 моль
M(Cl2) 71 г/моль
Ответ: √ (SO2) = 7,8 моль, √ (Cl2) = 3,5 моль.
Решая эту задачу, учащиеся узнают о роли растений в обезвреживании ядовитых газов. Подобные факты еще раз убеждают их в необходимости сохранения каждого дерева и мобилизуют на активное участие в озеленении своего города
Задача 4.
При сгорании в карбюраторе автомобиля 1кг горючего в воздух выбрасывается до 800 г оксида углерода (II). Вычислите массу и объем (н. у.) оксида углерода (II), образующегося при сгорании 100 кг горючего.
Решение:
Задачу можно решить устно. Путем простых математических вычислений можно прийти к выводу, что при сгорании 100 кг горючего может образоваться оксид углерода (II) массой 80 кг.
Вычислим, какой объем займет этот газ при н.у.:
М(СО) = 80 кг = 80000 г
√(СО) = 80000 / 28 = 2857 моль
V(CO)=2856 *22,4 = 63974 л= 64 м3
Ответ: m(CO) = 80 кг, V(CO) = 64 м3
При решении подобных задач обучающиеся узнают о веществах, загрязняющих атмосферу: выхлопных газах автотранспорта, продуктах сгорания органического топлива, выбросах промышленных предприятий.