Эксперимент по экологии №1

Известно, что в тропических лесах очень редко встречаются рощи, состоящие из деревьев только одного вида. Исследователи высадили в роще, состоящей из одного вида деревьев, два саженца цедрелы — растения, не являющегося местным видом. Один саженец был защищен от муравьев барьером, а другой — нет. Исследователи наблюдали за активностью муравьев на листьях саженцев цедрелы и измеряли участки мертвой ткани листа по прошествии суток. При этом листья не поедались какими-либо животными, а отмирали под действием химического вещества. Результаты отражены на диаграмме.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать исследователь перед постановкой эксперимента? Объясните, для чего в эксперименте принимал участие саженец, полностью защищенный от муравьев? Предположите, почему листья цедрелы отмирали. На основании эксперимента сделайте вывод о том, как в тропиках формируются рощи растений одного вида.

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Известно, что в тропических лесах очень редко встречаются рощи, состоящие из деревьев только одного вида. Исследователи высадили в роще, состоящей из одного вида деревьев, два саженца цедрелы — растения, не являющегося местным видом. Один саженец был защищен от муравьев барьером, а другой — нет. Исследователи наблюдали за активностью муравьев на листьях саженцев цедрелы и измеряли участки мертвой ткани листа по прошествии суток. При этом листья не поедались какими-либо животными, а отмирали под действием химического вещества. Результаты отражены на диаграмме.

Проанализируйте эксперимент и опишите, какие взаимоотношения наблюдаются между растениями одного вида, образующими рощи, и муравьями. Ответ поясните. 

В амебах рода Acanthamoeba могут паразитировать как внутриклеточные бактерии-хламидии Parachlamydia acanthamoebae, так и различные вирусы, например, венавирус Viennavirus. Исследователи решили изучить, как присутствие в клетке амеб хламидий влияет на развитие вирусной инфекции. Схемы и результаты опытов приведены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить?

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

В амебах рода Acanthamoeba могут паразитировать как внутриклеточные бактерии-хламидии Parachlamydia acanthamoebae, так и различные вирусы, например, венавирус Viennavirus. Исследователи решили изучить, как присутствие в клетке амеб хламидий влияет на развитие вирусной инфекции. Схемы и результаты опытов приведены в таблице.

Какой тип взаимоотношений складывается между хламидиями и венавирусами внутри клетки хозяина? Ответ поясните. Почему хламидиям выгодно подавлять размножение вируса в амебах? В чем заключается отличие в паразитировании вируса и бактерии в клетке амебы? 

Исследователь изучал, насколько меняется концентрация тяжелых металлов в водах реки Y по мере ее протекания через город Х, в котором расположен металлургический комбинат. Он отбирал пробы воды из реки в створах, расположенных в 1 км выше по течению города Х и 2 км ниже по течению города Х. Пробы анализировались, концентрации тяжелых металлов выражались в долях ПДК (предельно допустимых концентраций). Результаты исследования отражены в таблице.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать исследователь перед постановкой эксперимента? Почему для отбора проб нежелательно использовать вторичную тару (емкости из-под напитков, растворов и т.д.). Почему результаты эксперимента могут быть недостоверными, если на одном из участков во время отбора проб шел дождь? 

*Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение о том, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами).

Исследователь изучал, насколько меняется концентрация тяжелых металлов в водах реки Y по мере ее протекания через город Х, в котором расположен металлургический комбинат. Он отбирал пробы воды из реки в створах, расположенных в 1 км выше по течению города Х и 2 км ниже по течению города Х. Пробы анализировались, концентрации тяжелых металлов выражались в долях ПДК (предельно допустимых концентраций). Результаты исследования отражены в таблице.

Почему накопление тяжелых металлов опасно для экосистемы реки? С какими биополимерами могут взаимодействовать тяжелые металлы, нарушая их структуру и функции? Почему низкая концентрация рассмотренных в исследовании металлов (ниже ПДК) считается нормальной и даже необходимой для функционирования живых организмов, обитающих в реке?

Экспериментатор решил определить влияние антибактериального средства, используемого для обработки ран, на рост колоний одного из штаммов бактерии Staphylococcus aureus. Он пропитывал диски из фильтровальной бумаги растворами этого средства в различной концентрации и помещал диски на чашки Петри с бактериями. Через сутки экспериментатор определял радиус зоны, свободной от бактерий, вокруг диска (радиус зоны ингибирования). Результаты эксперимента приведены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий).

Экспериментатор решил определить влияние антибактериального средства, используемого для обработки ран, на рост колоний одного из штаммов бактерии Staphylococcus aureus. Он пропитывал диски из фильтровальной бумаги растворами этого средства в различной концентрации и помещал диски на чашки Петри с бактериями. Через сутки экспериментатор определял радиус зоны, свободной от бактерий, вокруг диска (радиус зоны ингибирования). Результаты эксперимента приведены в таблице.

Раствор с какой концентрацией препарата, согласно результатам исследования, будет оптимальным для применения? Ответ поясните. Почему используемые ранее антибактериальные средства со временем могут оказаться неэффективными?

Для биоиндикационных исследований качества окружающей среды используют определение степени асимметрии листовой пластинки березы. Чем выше индекс асимметрии, тем большие различия имеют морфометрические параметры правой и левой половины листа. Известно, что при загрязнении окружающей среды индекс асимметрии повышается по сравнению с участками, не испытывающими антропогенного воздействиями. Юный исследователь определяла индекс асимметрии листьев березы повислой (Betula pendula) на разном расстоянии от металлургического комбината. Она собрала по 100 листьев с берез, растущих в непосредственной близости к предприятию, а также на расстоянии 10, 25, 50 и 100 метров от него. Для каждого листа она определяла индекс асимметрии и вычисляла среднее значение для каждого участка. Результаты измерений показаны в таблице.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать исследователь перед постановкой эксперимента? Объясните, почему необходимо собирать листья с березы равномерно по всему периметру кроны.

*Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение о том, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами).

Для биоиндикационных исследований качества окружающей среды используют определение степени асимметрии листовой пластинки березы. Чем выше индекс асимметрии, тем большие различия имеют морфометрические параметры правой и левой половины листа. Известно, что при загрязнении окружающей среды индекс асимметрии повышается по сравнению с участками, не испытывающими антропогенного воздействиями. Юный исследователь определяла индекс асимметрии листьев березы повислой (Betula pendula) на разном расстоянии от металлургического комбината. Она собрала по 100 листьев с берез, растущих в непосредственной близости к предприятию, а также на расстоянии 10, 25, 50 и 100 метров от него. Для каждого листа она определяла индекс асимметрии и вычисляла среднее значение для каждого участка. Результаты измерений показаны в таблице.

На каком из участков степень антропогенной нагрузки на окружающую среду наиболее высокая? Предположите, с чем это может быть связано. Какие еще известные вам организмы могут быть использованы в биоиндикационных исследованиях? Ответ поясните.

Экспериментатор определял влияние антибиотика эритромицина на рост бактерий одного из штаммов Micrococcus luteus. Известно, что эритромицин способен связываться с большой субъединицей 70S рибосомы. Разные количества антибиотика добавлялись в питательную среду на чашки Петри, засеваемые одинаковым количеством бактерий. Спустя 24 часа подсчитывалось количество выросших колоний бактерий на чашках Петри. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий).

Экспериментатор определял влияние антибиотика эритромицина на рост бактерий одного из штаммов Micrococcus luteus. Известно, что эритромицин способен связываться с большой субъединицей 70S рибосомы. Разные количества антибиотика добавлялись в питательную среду на чашки Петри, засеваемые одинаковым количеством бактерий. Спустя 24 часа подсчитывалось количество выросших колоний бактерий на чашках Петри. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Объясните, почему эритромицин подавляет рост колоний бактерии. Какие процессы нарушаются в клетках бактерий под влиянием этого антибиотика? Вызывает ли эритромицин такие же изменения в клетках человека?

Экспериментатор исследовал влияние пребиотика на основе жмыха ядра кедрового ореха на рост бифидобактерий (Bifidobacterium longum). Бактерии культивировались на жидкой питательной среде при разных концентрациях пребиотика в течение 24 часов, после чего определялось количество клеток бактерий (КОЕ — колониеобразующих единиц) в 1 мл питательной среды. Результаты эксперимента представлены на графике.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий.

Экспериментатор исследовал влияние пребиотика на основе жмыха ядра кедрового ореха на рост бифидобактерий (Bifidobacterium longum). Бактерии культивировались на жидкой питательной среде при разных концентрациях пребиотика в течение 24 часов, после чего определялось количество клеток бактерий (КОЕ — колониеобразующих единиц) в 1 мл питательной среды. Результаты эксперимента представлены на графике.

Известно, что Bifidobacterium longum входит в состав микрофлоры кишечника человека. С какой целью бактериальные концентраты бифидобактерий (суспензии бактериальных клеток в питательной среде) могут использоваться в фармацевтической и пищевой промышленности? Какую роль играет внесение пребиотиков в питательную среду при производстве таких бактериальных концентратов? Ответ поясните.

Исследователи наблюдали за коралловым рифом в аквариуме, который является частью проекта «Биосфера-2» в пустыне Аризона. В известковом скелете кораллов может образовываться и накапливаться карбонат кальция — такой процесс называют кальцификацией. В ходе исследований измеряли концентрацию карбонат-ионов в воде и скорость кальцификации. Результаты наблюдений приведены на графике.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль (экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию). С какой целью необходимо такой контроль ставить?