Spis treści 3. Spis treści

Transkrypt

1

2

3 Spis treści 3 Spis treści I. Budowa chemiczna organizmów 1. Skład chemiczny organizmów Pierwiastki biogenne, makroi mikroelementy Rodzaje wiązań i oddziaływań chemicznych występujących w cząsteczkach biologicznych oraz ich rola Znaczenie wody dla organizmów Budowa i właściwości wybranych węglowodanów oraz ich znaczenie dla organizmów Budowa i właściwości wybranych lipidów oraz ich znaczenie dla organizmów Budowa aminokwasów Powstawanie wiązania peptydowego Budowa i biologiczna rola białek Charakterystyka wybranych grup białek Sprawdzian po dziale I II. Budowa i funkcjonowanie komórki 11. Rodzaje komórek Błony biologiczne Transport substancji przez błony komórkowe Budowa i funkcje mitochondriów i chloroplastów Inne organella komórkowe Ściana komórkowa Poruszanie się komórek Połączenia międzykomórkowe Sprawdzian po dziale II III. Metabolizm 19. Charakterystyka enzymów białkowych Reakcja enzymatyczna Enzymy niebiałkowe Szlaki i cykle metaboliczne Anabolizm i katabolizm Związki wysokoenergetyczne Podstawowe przemiany metaboliczne ddychanie tlenowe i fermentacja Przemiany metaboliczne w oddychaniu tlenowym Fotosynteza i jej znaczenie na Ziemi Barwniki fotosyntetyczne Faza jasna fotosyntezy Faza ciemna fotosyntezy Sprawdzian po dziale III IV. Przegląd różnorodności organizmów 32. Zasady klasyfikacji organizmów Filogeneza a klasyfikacja organizmów Klucze do oznaczania organizmów Wirusy Cykle życiowe wirusów Retrowirusy Najważniejsze choroby wirusowe człowieka Bakterie Proces koniugacji Rola bakterii w przyrodzie i życiu człowieka Najważniejsze choroby bakteryjne człowieka Sposoby poruszania się protistów Sposoby odżywiania się protistów Najważniejsze grupy glonów Choroby człowieka wywoływane przez protisty Rośliny lądowe Przemiana pokoleń u różnych grup roślin Rośliny jednoliścienne i dwuliścienne Znaczenie roślin w życiu człowieka Tkanki roślinne Budowa morfologiczna roślin Budowa anatomiczna organów roślinnych Formy ekologiczne roślin Źródła makro- i mikroelementów dla roślin Transport w roślinach Rozmnażanie generatywne roślin Powstanie nasienia Budowa owocu a rozsiewanie nasion Rozmnażanie wegetatywne roślin Ruchy roślin Rola hormonów roślinnych w funkcjonowaniu roślin Fotoperiodyzm Grzyby organizmy heterotroficzne Sprzężniowce, workowce i podstawczaki Związki grzybów z innymi organizmami Rola grzybów w przyrodzie i gospodarce człowieka Choroby człowieka wywoływane przez grzyby Gąbki Cechy charakterystyczne bezkręgowców Parzydełkowce Płazińce Cykle rozwojowe pasożytniczych płazińców i nicieni Pierścienice Stawonogi Typy przeobrażenia owadów Znaczenie stawonogów w przyrodzie i życiu człowieka Mięczaki Znaczenie mięczaków w przyrodzie i życiu człowieka Charakterystyczne cechy strunowców Zwierzęta kręgowe

4 4 SPIS TREŚCI 82. Czynności życiowe kręgowców Znaczenie kręgowców w przyrodzie i życiu człowieka Tryb życia a budowa ciała zwierząt Rodzaje powłok ciała zwierząt Rola i współdziałanie układu mięśniowego i szkieletu podczas ruchu zwierząt Zmysły zwierząt Ewolucja układu nerwowego Regulacja hormonalna rozwoju owada Układy pokarmowe zwierząt Układy krążenia zwierząt Wymiana gazowa u zwierząt Układy wydalnicze zwierząt Rozmnażanie bezpłciowe zwierząt Rozmnażanie płciowe zwierząt Rozwój zarodkowy zwierząt Sprawdzian po dziale IV V. Budowa i funkcjonowanie organizmu człowieka 97. Tkanki Hierarchiczna budowa organizmu Szkielet Mięśnie Układ mięśniowy Mechanizm działania mięśnia Prawidłowy rozwój aparatu ruchu Układ pokarmowy Znaczenie składników pokarmowych w odżywianiu człowieka Trawienie składników pokarmowych Potrzeby energetyczne organizmu Układ oddechowy Wymiana gazowa Regulacja oddychania Układ krwionośny Dwa obiegi krwi Współdziałanie układu krwionośnego z innymi układami Składniki krwi Grupy krwi Choroby układów krwiotwórczego i krążenia Układ odpornościowy Reakcje odpornościowe Alergie Choroby układu odpornościowego Układ wydalniczy Powstawanie moczu Choroby układu wydalniczego Budowa układu nerwowego Autonomiczny układ nerwowy Impuls nerwowy Przekaźniki nerwowe Łuk odruchowy Mózg Sen Receptory Zmysły wzroku, słuchu i równowagi Zmysły smaku i węchu Budowa i funkcje skóry Choroby skóry Hormony Gruczoły dokrewne Podwzgórze i przysadka w regulacji hormonalnej Antagonistyczne działanie hormonów Przegląd hormonów Utrzymanie homeostazy organizmu Choroby cywilizacyjne Układ rozrodczy Przebieg dojrzewania fizycznego człowieka Procesy spermatogenezy i oogenezy Cykl miesięczny i zapłodnienie Metody planowania rodziny Badania prenatalne Rozwój zarodka i płodu ntogeneza człowieka Sprawdzian po dziale V VI. Genetyka i biotechnologia 151. Nukleotydy Podwójna helisa DNA Replikacja DNA Porównanie struktur i funkcji cząsteczek DNA i RNA Rodzaje RNA rganizacja DNA w genomie Cykl komórkowy Podziały mitotyczny i mejotyczny Nowotwory Kod genetyczny Biosynteza białka Porównanie genomów prokariotycznego i eukariotycznego peron regulacja i działanie Regulacja działania genów u organizmów eukariotycznych Prawa Mendla Krzyżówki genetyczne Geny sprzężone Dziedziczenie płci i drzewa rodowe człowieka Zmienność genetyczna Źródła zmienności genetycznej i jej skutki Choroby genetyczne Inżynieria genetyczna rganizmy transgeniczne Klonowanie organizmów Komórki macierzyste Zastosowanie metod genetycznych i problemy etyczne z tym związane Terapia genowa Sprawdzian po dziale VI

5 Spis treści 5 VII. Ekologia 178. Środowisko życia organizmu rganizmy wskaźnikowe Populacja Konkurencja wewnątrzgatunkowa Konkurencja międzygatunkowa Drapieżnictwo, roślinożerność i pasożytnictwo Wzajemne oddziaływania zjadających i zjadanych Mutualizm i komensalizm Ekosystem, biocenoza i biotop Łańcuchy i sieci pokarmowe Przepływ energii i krążenie materii w przyrodzie bieg węgla w przyrodzie bieg azotu w przyrodzie Sprawdzian po dziale VII VIII. Różnorodność biologiczna Ziemi 191. Różnorodność biologiczna Ziemi Wpływ zlodowaceń na kształtowanie różnorodności Biomy kuli ziemskiej Wpływ człowieka na różnorodność biologiczną Sposoby ochrony czynnej gatunków i ekosystemów Sprawdzian po dziale VIII IX. Ewolucja 196. Mechanizmy ewolucji Skamieniałości źródła wiedzy o przebiegu ewolucji organizmów Pokrewieństwo ewolucyjne gatunków Dobór naturalny Pula genowa populacji Prawo Hardy ego Weinberga Efekty doboru naturalnego Dobór naturalny a choroby genetyczne człowieka Dryf genetyczny Powstawanie gatunków Powstanie życia na Ziemi Rola czynników zewnętrznych w przebiegu ewolucji Radiacja adaptacyjna i ewolucja zbieżna Najważniejsze zdarzenia z historii życia na Ziemi Podobieństwa i różnice między człowiekiem a innymi naczelnymi Ewolucja człowieka Sprawdzian po dziale IX Zadania z rozwiązaniem krok po kroku Arkusz maturalny przykładowy zestaw zadań dpowiedzi do zadań Indeks Źródła ilustracji i fotografii znaczenie stopnia trudności zadań: łatwe średnio trudne trudne Więcej na Arkusze maturalne z kluczem odpowiedzi Zadania do wszystkich tematów i działów Zadania z gwiazdką Test na wejście Wiedza a także: Podpowiedzi do zadań Rozwiązania wszystkich zadań Aktualne postępy w nauce Słownik pojęć

6 VIII. Różnorodność biologiczna Ziemi 191. Różnorodność biologiczna Ziemi Różnorodność Różnorodność biologiczna Różnorodność biologiczna jest to zróżnicowanie wszystkich organizmów występujących na Ziemi. Dotyczy zróżnicowania genów (różnorodność genetyczna), gatunków (różnorodność gatunkowa) i ekosystemów (różnorodność ekosystemowa). Różnorodność ekosystemowa to zróżnicowanie ekosystemów występujących na danym obszarze geograficznym lub na całej Ziemi. Różnorodność gatunkowa to bogactwo gatunków występujących w ekosystemie na określonym obszarze geograficznym lub na całej Ziemi. Różnorodność genetyczna to zróżnicowanie puli genowej (obecność wielu alleli) populacji lub całego gatunku. Ukształtowanie powierzchni i klimat a różnorodność gatunkowa i ekosystemowa Ziemi Czynniki wpływające na rozmieszczenie gatunków Bariery fizyczne, czyli ukształtowanie powierzchni Ziemi. Dla wielu organizmów lądowych barierami są łańcuchy górskie, pustynie, rzeki, jeziora, morza i oceany. Dla organizmów wodnych barierami fizycznymi są duże połacie lądów. Klimat i wrażliwość organizmów na czynniki klimatyczne. Na przykład dla większości korali madreporowych, które są organizmami stenotermicznymi, barierą klimatyczną jest temperatura wody. Z tego powodu korale madreporowe występują tam, gdzie temperatura wody nie spada poniżej 20 C, czyli w płytkich i ciepłych morzach. Natomiast gatunki eurytermiczne występują na dużych obszarach, na przykład zasięg paproci orlicy rozciąga się od Półwyspu Skandynawskiego do Afryki równikowej. Różnorodność gatunkowa osiąga największe bogactwo w wilgotnych lasach strefy równikowej. Im bliżej biegunów, tym jest ona mniejsza. Zmniejsza się również wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza. znacza to, że chłodniejszy klimat wpływa negatywnie na zróżnicowanie gatunkowe obszaru. Wędrówki kontynentów. Zmiana układu płyt kontynentalnych powoduje rozdzielenie się wielu gatunków. Tak stało się np. w wypadku słodkowodnych ryb dwudysznych zamieszkujących Gondwanę. becnie ta grupa jest reprezentowana przez trzy rodzaje ryb, żyjące na kontynentach, które kiedyś wchodziły w skład Gondwany (prapłaziec w Ameryce Południowej, prapłetwiec w Afryce i rogoząb w Australii). Zmiany poziomu wód oceanicznych oraz zlodowacenia. Na występowanie endemitów wpływ mają także inne czynniki, np. odczyn podłoża. Jest on barierą niepozwalającą zasadolubnym roślinom Tatr Zachodnich na zasiedlenie Tatr Wysokich. Rozmieszczenie ekosystemów Występowanie ekosystemów na kuli ziemskiej jest uzależnione przede wszystkim od klimatu (temperatury i wilgotności). Wyróżnia się pięć głównych stref klimatycznych położonych równoleżnikowo, wyodrębnionych na podstawie średniej temperatury powietrza oraz rocznej sumy opadów. Ważnymi czynnikami klimatycznymi wpływającymi na rozmieszczenie ekosystemów są także dobowe i sezonowe wahania temperatury oraz wilgotność powietrza. Na różnorodność ekosystemów w skali lokalnej wpływa lokalne zróżnicowanie czynników środowiska, m.in. dostępność wody i typ podłoża.

7 191. Różnorodność biologiczna Ziemi 395 Miejsca charakteryzujące się szczególnym bogactwem gatunkowym Gorące punkty różnorodności biologicznej Za miarę różnorodności gatunkowej danego obszaru można przyjąć liczbę gatunków przypadającą na jednostkę powierzchni. Jednak taka miara nie jest tożsama z miarą wartości przyrodniczej, ponieważ wartość ta zależy przede wszystkim od występowania gatunków endemicznych. Zatem procentowy udział endemitów gatunków o ograniczonym zasięgu w ogólnej liczbie gatunków jest miarą bogactwa gatunkowego danego obszaru. Na Ziemi istnieją obszary, które wyróżniają się szczególnym bogactwem gatunkowym. Niektóre z nich są jednocześnie zagrożone wskutek działalności człowieka, który przyczynia się do zanikania tego bogactwa. Te miejsca nazwano gorącymi punktami różnorodności biologicznej. Ściślej ujmując, gorący punkt różnorodności biologicznej to obszar, na którym występuje co najmniej 1,5 tysiąca endemicznych gatunków roślin naczyniowych i w którym zniszczono już co najmniej 70% naturalnych zbiorowisk roślinnych. becnie wyróżnia się 34 gorące punkty różnorodności biologicznej. Zajmują one łącznie tylko 15,7% powierzchni lądowej Ziemi, ale żyje na nich ponad połowa wszystkich gatunków roślin naczyniowych oraz 42% gatunków kręgowców lądowych, które nie występują poza tymi miejscami. Gorące punkty różnorodności biologicznej na świecie 1. kalifornijska prowincja florystyczna, 2. Polinezja i Mikronezja, 3. madreńskie lasy sosnowo-dębowe, 4. Mezoameryka, 5. Karaiby, 6. Tumbes-Chocó-Magdalena, 7. tropikalne Andy, 8. chilijskie lasy waldiwijskie, 9. Cerrado, 10. lasy atlantyckie Brazylii, 11. sukulentowe Karru, 12. Florystyczny obszar przylądkowy, 13. Maputaland-Pondoland-Albany, 14. Madagaskar i wyspy na ceanie Indyjskim, 15. lasy wybrzeża wschodniej Afryki, 16. góry wschodniej Afryki, 17. Róg Afryki, 18. lasy wybrzeża Zatoki Gwinejskiej, 19. obszar śródziemnomorski, 20. obszar irańsko-anatolijski, 21. Kaukaz, 22. góry Azji Środkowej, 23. wschodnie Himalaje, 24. Ghaty Zachodnie i Sri Lanka, 25. góry południowo-zachodnich Chin, 26. Indo-Birma, 27. Sunda, 28. Filipiny, 29. Wallacea, 30. południowo-zachodnia Australia, 31. Japonia, 32. wschodnia Melanezja, 33. Nowa Kaledonia, 34. Nowa Zelandia Przykładowy gorący punkt różnorodności biologicznej Punkt 19. bszar śródziemnomorski Do endemicznych zwierząt należy magot jedyna Zasięg tego obszaru pokrywa się z zasięgiem występowania oliwki. Występuje tu ok. 12 tys. endemicznych gatunków małpa żyjąca w Europie. Zagrożeniem dla naturalnego środowiska przyrodniczego tego obszaru są intensywny rozwój owoców fig) czy karłatka niska (jedyna w Euro- roślin, m.in. figowiec pospolity (uprawiany dla cywilizacyjny oraz intensyfikacja produkcji rolnej. pie rodzima palma).

8 396 VIII. RÓŻNRDNŚĆ BILGICZNA ZIEMI 192. Wpływ zlodowaceń na kształtowanie różnorodności Wpływ zlodowaceń na rozmieszczenie gatunków Lądolody i lodowce górskie becne rozmieszczenie gatunków na półkuli północnej jest w dużym stopniu wynikiem kilku zlodowaceń, które występowały w czwartorzędzie. Rozległe obszary Eurazji i Ameryki Północnej ponad 30 mln km 2 pokrywała wówczas gruba warstwa lodu, zwana lądolodem (obecnie lądolód występuje na Antarktydzie i Grenlandii, ma powierzchnię 15 mln km 2 ). Największe zlodowacenie na terenie Europy (tzw. zlodowacenie skandynawskie) swoim zasięgiem objęło niemal całe terytorium współczesnej Polski. W okresie zlodowaceń w wysokich górach niepokrytych lądolodem (np. w Alpach, Pirenejach, Tatrach, Karkonoszach) rozbudowywały się lodowce górskie. W czasie ochładzania się klimatu glacjałów lądolód przemieszczał się na południe i zajmował coraz większy obszar. Zmieniał przy tym rzeźbę terenu i nanosił duże ilości materiału skalnego. W czasie ocieplania się klimatu interglacjałów lądolód się cofał, a materiał skalny pozostawał w miejscu naniesienia. Zmiany zasięgów występowania gatunków Postępowanie lądolodu było powodem wymierania flory i fauny na zajmowanym przez lód terenie. Zmiany klimatyczne wymuszały również pojawianie się tam nowych, lepiej dostosowanych gatunków. Przedpole lodowca zasiedlała roślinność tundrowa. Jej pozostałością na obszarze dzisiejszej Polski są np. brzoza karłowata, wierzba lapońska czy dębik ośmiopłatkowy. Występowały tam także zwierzęta Zasięg maksymalnego zlodowacenia oraz występowanie lodowców górskich w Europie Zasięg kozicy górskiej jest dysjunktywny i jest konsekwencją zmian klimatycznych

9 192. Wpływ zlodowaceń na kształtowanie różnorodności 397 charakterystyczne dla tundry. Te gatunki poza tundrą są obecnie spotykane jedynie na nielicznych stanowiskach nizinnych oraz w wysokich górach. Ich zasięgi są rozerwane (dysjunktywne). Przykładem może tu być kozica górska, która występuje tylko w wysokich górach Europy (w tym w Tatrach) i zachodniej Azji. Podczas zlodowaceń ciepłolubne flora i fauna przetrwały jedynie w miejscach, które nie były pokryte lądolodem i miały łagodniejszy klimat w tzw. ostojach. Na przykład dla miłorzębu, który przed zlodowaceniami rósł także na obszarze dzisiejszej Polski, taką ostoją okazały się południowo-wschodnie Chiny. W Europie ostoje znajdowały się nad Morzem Śródziemnym, m.in. na półwyspach Iberyjskim i Bałkańskim. Po ustąpieniu lądolodu, w miarę ocieplania się klimatu większość gatunków rozprzestrzeniała się poza obszar ostoi. Gatunki reliktowe jako świadectwo przemian świata żywego Gatunek reliktowy to gatunek mający obecnie mniejszy zasięg niż w ubiegłych epokach (relikt geograficzny, np. polodowcowy) lub będący pozostałością większej grupy organizmów (relikt taksonomiczny, ewolucyjny). Przykładami reliktów w obu tych znaczeniach są latimeria i miłorząb. Latimeria relikt geograficzny i ewolucyjny Latimeria jest jedynym żyjącym obecnie rodzajem ryb trzonopłetwokształtnych (Coelacanthiformes). Ta grupa była liczna w okresie od wczesnego dewonu do kredy i występowała prawie na całej kuli ziemskiej. Współcześnie żyjący rodzaj latimeria jest reprezentowany przez dwa gatunki, noszące nazwy: Latimeria chalumnae i Latimeria menadoensis. ba żyją na dużych głębokościach w ceanie Indyjskim. W budowie ryb trzonopłetwokształtnych można wskazać cechy wspólne z budową płazów. Płetwy (z wyjątkiem płetwy ogonowej i pierwszej grzbietowej) są osadzone na mocno umięśnionych, ruchomych trzonach, o szkielecie przypominającym szkielet kończyny pięciopalczastej. Sposób umocowania szczęk i uzębienie latimerii są podobne do spotykanego u prymitywnych płazów. U kopalnych przedstawicieli trzonopłetwokształtnych pęcherz pławny przekształcił się w płuco. Uważa się, że trzonopłetwokształtne są grupą, z której wyewoluowały płazy. Wzmocnienie kończyn umożliwiło im wyjście na ląd, gdyż było konieczne do dźwigania ciała. Z kolei płuco pozwoliło na oddychanie powietrzem atmosferycznym. Latimeria Relikty polodowcowe Relikt polodowcowy (glacjalny) gatunek będący pozostałością z okresu lodowcowego. Relikty polodowcowe przetrwały mimo ocieplenia się klimatu i oddzielenia barierą geograficzną od pierwotnego obszaru występowania w wysokich górach lub w nielicznych stanowiskach nizinnych, np. na torfowiskach wysokich, które stanowią pozostałość chłodniejszej i wilgotniejszej epoki polodowcowej. Przykłady reliktów glacjalnych w faunie Polski Kozica (Rupicapra rupicapra) Nornik śnieżny (Microtus nivalis) Świstak (Marmota marmota) Płochacz halny (Prunella collaris)

10 398 VIII. RÓŻNRDNŚĆ BILGICZNA ZIEMI Przykłady reliktów glacjalnych we florze Polski Brzoza karłowata (Betula nana) Zimoziół północny (Linnaea borealis) Wierzba lapońska (Salix lapponum) Brzoza niska (Betula humilis) Malina moroszka (Rubus chamaemorus) Dębik ośmiopłatkowy (Dryas octopetala) Zadania Zadanie 1. ceń poprawność poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli jest fałszywe. I Mikroklimat torfowisk sprzyja występowaniu reliktów postglacjalnych. P / F II Interglacjały plejstoceńskie wymuszały migrację gatunków na południe Europy. P / F III W migracjach ekosystemów wymuszonych przez przemieszczające się lodowce wymierały przede wszystkim gatunki wyspecjalizowane. P / F IV Do reliktów interglacjalnych należą skalnica śnieżna i zimoziół północny. P / F V Cykliczne zmiany klimatyczne mają swoje źródło w zmianach astronomicznych. P / F VI Zubożenie gatunkowe na terenach postępującego zlodowacenia jest związane ze spadającą produkcją pierwotną ekosystemów. P / F Zadanie 2. Dopasuj pojęcia reliktu i endemitu oraz reprezentujące je gatunki (świstaka górskiego i ostróżkę tatrzańską) do poniższych opisów. Zaznacz przy każdym opisie litery przyporządkowane odpowiedniemu pojęciu i gatunkowi. A. relikt C. świstak tatrzański B. endemit D. ostróżka tatrzańska Lp. pis Pojęcie I II Gatunki występujące na ograniczonym obszarze, który jest miejscem ich powstania, mogły powstać jako gatunki tysiące, a nawet miliony lat temu. Gatunki występujące powszechnie w dawnych okresach, które obecnie mają zasięg ograniczony do niewielkiego obszaru. A / B / C / D A / B / C / D

11 193. Biomy kuli ziemskiej Biomy kuli ziemskiej Biomy kuli ziemskiej Biom to zbiór ekosystemów zajmujących rozległy obszar o podobnym klimacie i zbliżonym wyglądzie szaty roślinnej, co wynika z dominacji określonych form ekologicznych. Strefy klimatyczne Występowanie ekosystemów na kuli ziemskiej jest uzależnione przede wszystkim od klimatu. Ważnymi czynnikami klimatycznymi wpływającymi na rozmieszczenie ekosystemów są dobowe i sezonowe wahania temperatury oraz wilgotność powietrza. Wyróżnia się pięć głównych stref klimatycznych położonych równoleżnikowo, wyodrębnionych na podstawie średniej temperatury powietrza oraz rocznej sumy opadów: strefa klimatów równikowych; strefa klimatów zwrotnikowych; strefa klimatów podzwrotnikowych; strefa klimatów umiarkowanych; strefa klimatów okołobiegunowych. Rozmieszczenie biomów Granice między biomami nie są wyraźne ekosystemy przechodzą stopniowo jeden w drugi, na przykład tundra w lasotundrę i tajgę, pustynia w półpustynię, sawanna bezdrzewna w sawannę z pojedynczymi drzewami, aż do suchych lasów podzwrotnikowych. Biomy świata

12 400 VIII. RÓŻNRDNŚĆ BILGICZNA ZIEMI Rodzaje biomów lądowych Biom Występo wanie Warunki klimatyczne Szata roślinna Tundra i laso tundra (Islandia) północna część Eurazji północna część Ameryki Północnej klimat subpolarny długa, mroźna zima krótki okres wegetacyjny (2 3 miesiące) z tempe raturą poniżej 15 C wieloletnia zmarzlina liczne mchy i porosty rośliny zielne tworzące darnie niskie drzewa, krzewy, krzewinki (gł. wrzoso wate) Tajga (borealny las szpil kowy, Rosja) północna część Eurazji północna część Ameryki Północnej klimat umiarkowany chłodny długa, mroźna zima opady niezbyt wysokie, ale dzięki słabemu parowaniu duże zasoby wody liczne mchy i porosty, borówki, żurawina mało krzewów świerki, modrzewie, jodły, sosny (dominacja drzew szpilkowych) w domieszce: brzozy, wierzby, topole Lasy liściaste i mieszane strefy umiarkowanej (Litwa) Eurazja Ameryka Północna (średnie szerokości geograficzne) Ameryka Południowa Chile południowa Australia, Tasmania i Nowa Zelandia klimat umiarkowany, łagodny zima długa, lecz niezbyt mroźna wyraźne pory roku bogate runo i podszyt: grzyby, porosty, mszaki, paprotniki, rośliny zielne drzewa liściaste: buki, dęby, graby, wiązy, klony, lipy drzewa szpil kowe: świerki, sosny, modrzewie Roślinność twardolistna, wiecznie zielona (Sycylia) wybrzeża Morza Śródziemnego (makia) Kalifornia północny Meksyk (chaparral) południowo-za- chodnie wybrzeże Afryki (fynbos) zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej Chile (matorral) południowa Australia klimat podzwrotnikowy gorące i suche lato oraz wilgotna, łagodna zima liczne kolczaste sklerofity (rośliny o sztywnych liściach i grubej kutykuli) na obszarze śródziemnomorskim roślinność pierwotna (m.in. dąb korkowy) wyparta przez makię (mirt, pistacja, rozmaryn, wawrzyn, lawenda, oleander); oliwki chaparral wawrzyn, wrzos, karłowate dęby i robinie matorral przęśl, kaktusy fynbos srebrniki

13 193. Biomy kuli ziemskiej 401 Biom Występo wanie Warunki klimatyczne Szata roślinna Stepy i lasostepy (Mongolia) Eurazja Ameryka Północna (prerie) Ameryka Południowa (pampasy) Australia Afryka Południowa klimat umiarkowany ciepły suche, gorące lato, chłodna zima mało opadów; okresowo susze dwie przerwy w wegetacji roślin: zimowa (związana z niską tem peraturą) i letnia (wywołana suszą) lasostepy w miejscach z większymi ilościami opadów regularne występowanie pożarów zbiorowiska trawiaste liczne rośliny jednoroczne brak drzew (stepy) lub bardzo nieliczne drzewa (lasostepy) Pustynie i półpustynie (Chile) Azja (m.in. Gobi, Takla Makan, Kyzył-kum, Pustynia Libijska, Negew) Afryka (m.in. Sahara, Namib, Pustynia Arabska), Australia (m.in. Wielka Pustynia Wiktorii), Ameryka Północna (m.in. Mojave) Ameryka Południowa (m.in. Atakama) klimat podzwrotnikowy, zwrotni kowy, podrównikowy skąpe opady, znacznie niższe niż parowanie (niedostatek wody oraz przynajmniej okresowo wysokie temperatury) roślinność skupiona w nielicznych wilgotniejszych miejscach oazach półpustynie w miejscach o większej ilości opadów duże dobowe wahania temperatury pustynie kamieniste, żwirowe i piaszczyste sukulenty (np. aloesy, agawy, rojniki, wilczomlecze, kaktusy) sklerofity (np. mirtowate, Krameria, Puja) rośliny efemeryczne Sawanny i suche lasy podzwrotnikowe (Kenia) Afryka Ameryka Południowa (Nizina rinoko, południowa Brazylia) Płw. Indyjski wschodnia Australia klimat zwrotni kowy, podrównikowy sezonowość opadów (występowanie krótkiej pory deszczowej i długiej pory suchej, trwającej 3 9 miesięcy) regularne występowanie pożarów zbiorowiska trawiaste drzewa (np. baobaby, akacje) i krzewy nieliczne, czasami tworzące większe zarośla; zazwyczaj cierniste, o drobnych liściach, zrzucanych w porze suchej lasy luźny drzewostan, wiele kolczastych kserofitów

14 402 VIII. RÓŻNRDNŚĆ BILGICZNA ZIEMI Biom Występo wanie Warunki klimatyczne Szata roślinna Lasy zwrotnikowe i podzwrotnikowe (Kamerun) południowa Afryka Ameryka Południowa północna część Australii klimat podrównikowy sezonowość opadów drzewa liściaste zimozielone oraz zrzucające liście w porze suchej liany i epifity Wilgotne lasy równikowe (dorzecze Amazonki) Afryka (dorzecze Konga) Ameryka Południowa (dorzecze Amazonki i rinoko) Archipelag Malajski klimat podrównikowy i równikowy obfite opady, równomierne przez cały rok temperatura minimalna 25 C wielopiętrowy układ lasu, ogromna różnorodność gatunków drzewa o smukłych pniach i bardzo zróżnicowanej wysokości, np. hebanowce, olejowce, kakaowce (10 15 m); mahoniowce (30 50 m, piętro koron drzew); najwyższe drzewa, np. puchowiec pięciopręcikowy (60 80 m, piętro pojedynczych drzew) liczne pnącza (np. palmy rotangowe) i epifity (paprocie, storczyki, ananasowate) skąpe runo i podszyt (np. paprocie) z powodu nikłej ilości docierającego światła Roślinność wysokogórska (Kolorado) wysokie góry Eurazji, Ameryki Północnej i Południowej, Afryki i Australii średnia temperatura powietrza spadająca wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza zróżnicowanie piętrowe roślinności regiel dolny: lasy mieszane regiel górny: lasy iglaste, lasy mgliste piętro subalpejskie: kosodrzewina, różaneczniki piętro alpejskie: hale, połoniny, murawy piętro niwalne: mchy i porosty

15 194. Wpływ człowieka na różnorodność biologiczną Wpływ człowieka na różnorodność biologiczną Wpływ człowieka na różnorodność biologiczną Działalność człowieka przyczynia się głównie do ubożenia różnorodności biologicznej. Główną i pierwotną przyczyną spadku różnorodności biologicznej wywołanego przez człowieka jest wzrost liczebności populacji ludzkiej. Z niej wynikają pozostałe przyczyny, m.in. konieczność zwiększenia produkcji żywności i wydobycia surowców naturalnych oraz związane z tym zanieczyszczenie środowiska. Przyczyny spadku różnorodności biologicznej Działalność człowieka rolnictwo leśnictwo rybactwo łowiectwo Przyczyny spadku różnorodności biologicznej intensyfikacja rolnictwa mechanizacja rolnictwa; stosowanie nawozów sztucznych; stosowanie środków ochrony roślin herbicydów, fungicydów, insektycydów uprawy monokulturowe o dużej powierzchni usuwanie miedz i zadrzewień śródpolnych uprawa roślin i chów zwierząt o dużej wydajności (w tym GM) uprawa roślin rozmnażanych wegetatywnie, hodowla zwierząt blisko spokrewnionych zaprzestanie upraw i hodowli wielu lokalnych odmian na rzecz niewielkiej liczby wydajnych odmian wprowadzanie obcych gatunków rabunkowa eksploatacja zasobów leśnych, w tym zrąb zupełny i nadmierne pozyskiwanie runa leśnego na skalę przemysłową wprowadzanie monokultur (np. plantacji sosny) nadmierna eksploatacja łowisk wprowadzanie obcych gatunków prowadzenie jednogatunkowych hodowli nadmierne pozyskiwanie zwierząt łownych i kolekcjonerskich pozyskiwanie osobników silnych i zdrowych (inaczej niż w naturze, gdzie są eliminowane głównie osobniki najsłabsze) tępienie drapieżników Skutki zubożenie różnorodności biologicznej Zanikają gatunki niepożądane z punktu widzenia człowieka chwasty i szkodniki upraw (np. kąkol) Giną gatunki odżywiające się szkodnikami upraw, np. bażanty Giną odmiany, które są lepiej przystosowane do lokalnych warunków środowiska Uprawiane i hodowane gatunki cechują się małą różnorodnością genetyczną, co skutkuje m.in. chorobami o zasięgu globalnym (zaraza ziemniaka, bananowca) Zmniejszenie liczby uprawianych i hodowanych odmian i gatunków roślin i zwierząt powoduje zmniejszenie różnorodności genetycznej Zmniejsza się różnorodność gatunkowa pól uprawnych wskutek likwidowania miedz i zadrzewień Pojawiają się gatunki obce dla danego ekosystemu gatunków, np. barszcz Sosnowskiego, uprawiany w Polsce w latach 50. XX w. jako pasza dla bydła, zdziczał i stał się agresywnym gatunkiem inwazyjnym Ekosystem ulega całkowitej degradacji (przy zrębie częściowym jest w stanie się zregenerować) Zanikają pozyskiwane gatunki runa, np. niektóre gatunki grzybów czy roślin zielnych W skrajnych wypadkach łowiska zanikają bce gatunki zaburzają równowagę w rodzimych biocenozach, np. w niektórych jeziorach w Polsce amur biały, wyżerający całe połacie roślinności, doprowadził w ciągu kilku lat do znacznego spadku populacji wielu gatunków ryb, m.in. sandacza, leszcza, płoci oraz do zubożenia awifauny tych jezior Wraz z obcymi gatunkami są przenoszone ich pasożyty, które mogą czynić większe szkody u rodzimych gatunków W skrajnych wypadkach dochodzi do wytępienia gatunków i odmian (np. oryksa arabskiego, nosorożca czarnego zachodnioafrykańskiego) lub zubożenia ich puli genowej (np. żubra, geparda) bniża się potencjał rozrodczy populacji Równowaga w biocenozach ulega zachwianiu, np. tępienie wilka przyczynia się do nadmiernego wzrostu populacji saren i jeleni

16 404 VIII. RÓŻNRDNŚĆ BILGICZNA ZIEMI Działalność człowieka gospodar ka wodna zagospodarowanie przestrzenne, transport przemysł inne Przyczyny spadku różnorodności biologicznej regulowanie koryt rzek melioracje (osuszanie) terenów podmokłych budowa progów wodnych pogłębianie dna przy niskim stanie wody tworzenie terenów zurbanizowanych i uprzemysłowionych budowanie dróg i torów kolejowych zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby krzyżowanie rzadkich gatunków z pospolitymi Skutki zubożenie różnorodności biologicznej Ukształtowanie terenu staje się mniej zróżnicowane, co powoduje zmniejszenie różnorodności ekosystemów nadrzecznych (np. zanik miejsc rozrodu wielu gatunków zwierząt), a także zanik ekosystemów (np. łęgów) Zmniejsza się różnorodność gatunkowa rzek bszary przyległe do rzek ulegają przesuszeniu Następuje dewastacja lub przekształcanie naturalnych ekosystemów, także w skali globalnej Fragmentacja środowiska powoduje powstawanie mniejszych populacji, niekontaktujących się ze sobą; skutkuje to ubożeniem puli genowych populacji (np. populacji rysia) Giną gatunki zwierząt, których trasy migracji kolidują z drogami i torami kolejowymi Ginie wiele gatunków roślin i zwierząt wrażliwych na zanieczyszczenia Zmniejsza się liczba osobników rzadkiego gatunku Zadania Zadanie 1. Dopasuj działalność człowieka i wywołane nią skutki. Zaznacz przy każdym skutku literę przyporządkowaną do właściwej działalności człowieka. A. uprawa roślin rozmnażanych wegetatywnie, hodowla zwierząt blisko spokrewnionych B. wprowadzanie obcych gatunków roślin i zwierząt C. stosowanie pestycydów w uprawach roślin D. melioracja terenów podmokłych i regulowanie koryt rzecznych Lp. Skutki działalności człowieka Rodzaje działań człowieka I zubożenie różnorodności gatunkowej roślin uważanych za chwasty i spadek populacji A / B / C / D zwierząt owadożernych II spadek różnorodności lub zanik ekosystemów na terenach podmokłych A / B / C / D III pojawienie się pasożytów, łatwiej atakujących organizmy bez odpowiednich mechanizmów A / B / C / D obronnych IV mała różnorodność genetyczna, choroby o zasięgu globalnym A / B / C / D Zadanie 2. Zaznacz wszystkie poprawne dokończenia zdania. Negatywny wpływ na stopień różnorodności biologicznej ma A. ochrona czynna, polegająca na koszeniu zarastających łąk. B. eksploatacja gatunków wydajnych gospodarczo kosztem upraw i hodowli rodzimych odmian. C. tworzenie obszarów objętych ochroną. D. fragmentacja siedliska. E. zakłócenie zależności trofi cznych, którego skutkiem jest wymieranie gatunków.

17 Sprawdzian po dziale VIII 407 Sprawdzian po dziale VIII Zadanie 1. Czynnikiem, który najsilniej determinuje rozmieszczenie świata roślin i zwierząt na Ziemi, jest klimat, a w szczególności takie jego elementy, jak temperatura i wilgotność. Poniżej przedstawiono położenie siedmiu głównych lądowych biomów w stosunku do średniej rocznej temperatury i średniej rocznej ilości opadów. Dopasuj wymienione poniżej biomy do oznaczeń literowych przedstawionych na wykresie. Wstaw obok każdej litery właściwą nazwę biomu. 30 lasy liściaste i mieszane strefy umiarkowanej pustynia tundra sawanna wilgotne lasy równikowe borealny las iglasty step A. B. C. D. E. F Średnie roczne opady (cm) Zadanie 2. Wśród przedstawicieli endemicznych, kosmopolitycznych, reliktowych i synantropijnych gatunków Polski wymieniono błędnie dwa gatunki w każdej kategorii. Zaznacz te gatunki, które zakwalifikowano niewłaściwie. Średnia roczna temperatura ( C) E A D B F C G Kategoria gatunku gatunki endemiczne gatunki kosmopolityczne gatunki reliktowe gatunki synantropijne Przedstawiciele danej kategorii gatunku skalnica tatrzańska brzoza ojcowska pszonak pieniński ostróżka tatrzańska jałowiec pospolity wiechlina szlachetna warzucha tatrzańska mniszek pieniński chaber barwny świerk pospolity wiechlina granitowa pszonak Wahlenberga przymiotno węgierskie złocień Zawadzkiego modrzew polski omułek jadalny głuszec zwyczajny jaskier różnolistny rzęsa drobna płomykówka zwyczajna storczyk drobnokwiatowy gołąb skalny dębik ośmiopłatkowy chryzantema (złocień) Zawadzkiego jałowiec sawina (jałowiec sabiński) kruk zwyczajny wierzba żyłkowana wierzba karłowata brzoza karłowata goździk leśny nornica ruda wierzba lapońska skalnica tatrzańska jaskółka oknówka lis rudy mysz domowa wróbel zwyczajny wilk szary skowronek zwyczajny bocian biały gołąb skalny chaber bławatek kuna domowa Zadanie 3. Biomy nie są od siebie odizolowane. Granice pomiędzy sąsiadującymi biomami nie urywają się nagle, nie są ostre, lecz zmieniają się stopniowo. Zaznacz w każdym zdaniu właściwą informację, tak aby uzyskać charakterystykę ekotonu. Strefę przejściową między ekosystemami charakteryzują: swoisty i raczej ubogi / bogaty skład gatunkowy roślin i zwierząt, a także specyficzne / niespecyficzne dla tego obszaru czynniki biotyczne / abiotyczne (m.in. temperatura, światło, woda, tlen, dwutlenek węgla), które bezpośrednio lub pośrednio wpływają na żyjące tu organizmy. Wśród flory / fauny / flory i fauny tego obszaru odnajdujemy wszystkie gatunki żyjące / przedstawicieli gatunków żyjących w obu sąsiadujących ekosystemach. Dodatkowo spotyka się tu organizmy specyficzne / niespecyficzne, które w tym właśnie miejscu znalazły dogodne warunki do wzrostu i rozwoju. rganizmy te nie występują / występują w sąsiadujących ekosystemach. Dobrze zdaptowane do swoich siedlisk, wędrujące między granicznymi ekosystemami organizmy nie mogą korzystać / korzystają w strefie przejściowej z pokarmu, schronienia, warunków fizycznych i chemicznych typowych dla sąsiadujących ze sobą środowisk.

18 Zadania z rozwiązaniem krok po kroku Zadanie 1. Schemat przedstawia drzewo rodowe dziedziczenia kształtu płatków uszu w pewnej rodzinie. Allel dominujący tego genu warunkuje wolny płatek ucha, natomiast homozygoty recesywne mają płatki uszu przyrośnięte. Na schemacie kółkami oznaczono kobiety, a kwadratami mężczyzn. Zamalowane figury oznaczają członków rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu. Dodatkowo wiadomo, że osoba oznaczona numerem 3 jest homozygotą. Przeanalizuj drzewo rodowodowe pod kątem genotypów członków tej rodziny. P F1 F2 3* Legenda: kobieta mężczyzna członkowie rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu homozygota 3* a) Zapisz genotypy tych osób, które można ustalić w sposób jednoznaczny. b) Wymień te osoby z badanej rodziny, których genotypów nie da się jednoznacznie ustalić. Uzasadnij swoją odpowiedź. Krok 1. Na wstępie należy przyjąć oznaczenia dla allelu recesywnego i dominującego genu kodującego kształt płatków uszu. Allele te najlepiej oznaczyć taką literą alfabetu, aby była wyraźna różnica w pisowni małej i wielkiej litery, np. allel recesywny a (koduje przyrośnięte płatki uszu), allel dominujący A (warunkuje wolny płatek ucha). W trakcie określania genotypów osób, których rodowód analizujemy, cały czas trzeba pamiętać, że dzieci otrzymują po jednym allelu danego genu od każdego z rodziców. Krok 2. Analizę rodowodu należy rozpocząć od ustalenia osób, których genotypy nie budzą żadnych wątpliwości. Gdy je ustalimy, nanosimy genotypy tych osób na rodowód. soby z fenotypem recesywnym 9, 11, 12, i 14 mają z całą pewnością genotyp. soba oznaczona numerem 3 ma fenotyp dominujący i jest homozygotą, więc jest to homozygota dominująca AA. soba oznaczona numerem 13 to na pewno heterozygota, ponieważ ma fenotyp dominujący, a jej matka jest homozygotą recesywną. d matki otrzymała więc allel recesywny, a jej fenotyp jest dominujący, ponieważ ma w genotypie dominujący allel, który musiał przekazać jej ojciec. soby oznaczone numerami 12 i 14 (homozygoty recesywne) jeden allel recesywny otrzymały od matki (również homozygoty recesywnej), drugi zaś musiały otrzymać od ojca. Ponieważ ich ojciec (osoba oznaczona numerem 10) ma fenotyp dominujący, to musi być on heterozygotą.

19 Zadania z rozwiązaniem krok po kroku 429 P F1 3* AA Legenda: kobieta mężczyzna członkowie rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu 3* homozygota F Krok 3. Analizujemy już ustalone genotypy i ustalamy, jakie genotypy mają członkowie rodziny z pokolenia P. Na podstawie genotypów dzieci z pokolenia F1 możemy wywnioskować, jakie genotypy mieli ich rodzice(osoby oznaczone numerami 1 i 2). U jednego z ich synów (osoby oznaczonej numerem 9) ujawnił się fenotyp recesywny, tymczasem rodzice mają fenotyp dominujący. znacza to, że oboje muszą mieć oprócz dominującego allelu A również allel recesywny a, który przekazali dziecku o fenotypie recesywnym. Są więc heterozygotami. P F1 3* AA Legenda: kobieta mężczyzna członkowie rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu 3* homozygota F Krok 4. Na podstawie ustalonych genotypów ustalamy, jakie genotypy mają pozostali członkowie rodziny z pokolenia F1. Ponieważ małżeństwo z pokolenia P to heterozygoty, ich dzieci mogą być zarówno heterozygotami (jeżeli jeden z rodziców przekazał im allel dominujący, a drugi alllel recesywny genu), jak również homozygotami dominującymi (jeżeli od każdego z rodziców otrzymali po jednym allelu dominującym). Dlatego nie można jednoznacznie stwierdzić, czy osoby oznaczone numerami 4 i 8 (odpowiednio syn i córka małżeństwa z pokolenia P) są homozygotami dominującymi czy heterozygotami. W ich genotypach zapisujemy tylko to, czego jesteśmy pewni, czyli że mają allel dominujący A. W miejscu drugiego allelu zostawiamy wolne miejsce do ewentualnego uzupełnienia, jeżeli zdołamy zweryfikować ich genotypy. P F1 3* AA 4 A_ A_ Legenda: kobieta mężczyzna członkowie rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu 3* homozygota F

20 430 ZADANIA Z RZWIĄZANIEM KRK P KRKU Krok 5. Analizujemy genotypy osób pierwszej pary z pokolenia F1 oraz fenotypy ich dzieci i próbujemy ustalić genotypy tych osób. Fenotyp osób oznaczonych numerami 3, 4, 5, 6 i 7 jest dominujący. znacza to, że wszystkie mają przynajmniej jeden allel dominujący A. Ponieważ wszystkie dzieci pary oznaczonej numerami 3 i 4 mają fenotyp dominujący, nie możemy jednoznacznie stwierdzić, jaki jest drugi allel genu ojca (osoby oznaczonej numerem 4). Ewentualny allel recesywny u dzieci jest maskowany przez dominujący allel otrzymany od matki, która jak wiemy jest homozygotą dominującą. Nie znając dokładnego genotypu ojca, nie możemy też jednoznacznie określić genotypów dzieci (osób oznaczonych numerami 5, 6 i 7), ponieważ ich ojciec może być homozygotą dominującą AA lub heterozygotą. Genotypy tych osób możemy zapisać jedynie jako: A_, A_, A_. P F1 3* AA 4 A_ A_ Legenda: kobieta mężczyzna członkowie rodziny z przyrośniętymi płatkami uszu 3* homozygota F2 5 6 A_ A_ A_ Krok 6. Zapisujemy odpowiedź. a) soby, których genotypy można ustalić jednoznacznie, to: homozygoty dominujące osoba oznaczona numerem 3; heterozygoty osoby oznaczone numerami: 1, 2, 10, 13; homozygoty recesywne osoby oznaczone numerami: 9, 11, 12, 14. b) Nie można jednoznacznie ustalić genotypów osób: 4, 5, 6, 7, 8. soba oznaczona numerem 8 jest potomkiem heterozygot, ma fenotyp dominujący, więc ma jeden allel dominujący. Ponieważ nie ma dzieci, nie możemy być pewni, jaki jest drugi allel genu u tej osoby. Ewentualny allel recesywny byłby maskowany przez allel dominujący. soba oznaczona numerem 4 ma podobnie jak osoba oznaczona numerem 8 fenotyp dominujący i jest potomkiem heterozygot. Ponieważ ta osoba ma dzieci z homozygotą dominującą (osobą oznaczoną numerem 3), nie możemy ustalić, jaki jest drugi allel jej genu i jaki allel przekazała potomstwu (osobom oznaczonym numerami 5, 6 i 7). Ewentualny recesywny allel u jej potomków będzie zawsze maskowany przez jeden z dominujących alleli otrzymanych od matki.