1. Budowa i znaczenie: makro i mikroelementów, białek, tłuszczów, węglowodanów, kwasów nukleinowych.

MIKROELEMENTY to pierwiastki chemiczne, które występują w organizmach w bardzo małych ilościach. Ich obecność jest jednak niezbędna do właściwego rozwoju i przebiegu podstawowych procesów biologicznych. Do mikroelementów zalicza się: *magnez- niezbędny do prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego*cynk- wykorzystywany jest w procesie powstawania tkanki kostnej oraz w regulacji równowagi kwasowej oraz zasadowej organizmu *mangan- pełni rolę aktywatora enzymów, niezbędny do prawidłowego rozwoju tkanek *żelazo- bardzo ważny składnik hemoglobiny *chrom- jest składnikiem wielu enzymów *fluor- umożliwia prawidłowy rozwój uzębienia *selen- stymuluje pracę serca oraz bierze udział w neutralizowaniu niektórych toksyn

MAKROELEMENTY to pierwiastki chemiczne, które występują w organizmach roślinnych jak i zwierzęcych. Są one niezbędne w prawidłowym rozwoju i funkcjonowaniu. Do makroelementów zalicza się: węgiel, azot, tlen, wodór, wapń, fosfor, potas, magnez, siarka, sód, chlor. Cztery pierwiastki podstawowe oraz siarka i fosfor nazywane są pierwiastkami budulcowymi. Ich występowanie jest konieczne do powstawania komórek oraz tkanek. Wchodzą one do wszystkich makrocząsteczkowych i drobnocząsteczkowych związków, które tworzą organizm.

WĘGLOWODANY

Związki, które oprócz węgla zawierają wodór i tlen (2:1). Dzielą się na cukry:

- proste (zwierają mało rozbudowaną cząsteczkę)

- złożone (dwucukry i wielocukry)

Znaczenie:

- źródło energii - glukoza

- materiał zapasowy: u roślin skrobia i inulina, u zwierząt glikogen

- substancje odżywcze dla zwierząt: laktoza, maltoza, sacharoza

- materiał budulcowy: celuloza, pektyna, chityna

TŁUSZCZE (LIPIDY)

Są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Mogą występować w postaci stałej lub ciekłej. Dzielą się na:

- proste - tłuszcze właściwe

- złożone - fosfolipidy, glikolipidy

Znaczenie:

- materiał: budulcowy, odżywczy, energetyczny

- substancja zapasowa

- u roślin ochrona przed: nadmierną utratą wody, czynnikami termicznymi, czynnikami chemicznymi

BIAŁKA

Substancje wielocząsteczkowe zbudowane z węgla, wodoru, azotu, tlenu.

Struktura I-rzędowa (sekwencja aminokwasów), II-rzędowa (spirala), III-rzędowa (przestrzenne rozmieszczenie łańcuchów), IV-rzędowa (powiązanie podjednostek).

Białka proste - zbudowane wyłącznie z aminokwasów.

* histony (zasadowe występują w chromosomach) * albuminy (w surowicy krwi, w mleku, jajkach - regulują ciśnienie osmotyczne) * gammaglobuliny (udział w ochronie immunologicznej organizmu) * skleroproteiny (kolagen - w budowie szkieletu, elastyna - tkanka łączna, keratyna - włosy, paznokcie, kopyta)

Białka złożone - w skład obok białek prostych wchodzą substancje niebiałkowe jak: barwniki, cukry, tłuszcze.

Funkcje: * enzymy - katalizują określone reakcje chemiczne * białka strukturalne - wzmacniają i ochraniają komórki i tkanki * b. zapasowe - zapasowe substancje pokarmowe * b. transportowe - uczestniczą w transporcie określonych substancji między komórkami * regulatorowe - niektóre pełnią rolę hormonów lub kontrolują ekspresję określonych gazów * kurczliwe - uczestniczą w ruchach komórek * ochronne - chronią organizm przed obcymi ciałami.

KWASY NUKLEINOWE

Zbudowane z nukleotydów, w skład których wchodzą:

RNA * pięciowęglowy cukier - ryboza * reszty fosforanowe * zasada azotowa: adenina, guanina, cytozyna, uracyl

DNA * pieciowęglowy cukier - deoksyryboza * reszty fosforanowe * zasada azotowa: adenina, guanina, cytozyna, tymina

Funkcje: DNA - materiał dziedziczny komórki i instrukcje niezbędne do syntezy wszystkich białek. RNA - transport aminokwasów, synteza białek.

2. Właściwości wody i jej rola w organizmie

* Podstawowa substancja * rozpuszczalnik związków ustrojowych * budowa dipolowa * ma duże ciepło właściwe * słabe wiązania wodorowe * zjawisko korchezji i archezji * niezbędne uzupełnienie pokarmu * udział w procesach metabolicznych * środek transportu wewnątrzustrojowego * regulator temperatury, ciśnienia osmotycznego i pH * warunkuje turgor, wymiary i kształty komórek * usuwa końcowe produkty przemiany materii.

3. Anabolizm (fotosynteza - mechanizm, znaczenie, czynniki regulujące, pomiar intensywności).

Anabolizm - reakcja syntezy złożonych związków organicznych ze związków prostszych np. biosynteza białek, tłuszczów, węglowodanów.

Fotosynteza zasadniczo składa się z dwóch etapów - fazy jasnej, w której absorbowana jest energia światła i zamieniana na energię wiązań chemicznych, a jako produkt uboczny wydzielany jest tlen, oraz fazy ciemnej, podczas której energia wiązań chemicznych, związków powstałych w fazie świetlnej, jest wykorzystywana do syntezy związków organicznych.6H₂O + 6CO₂ (energia świetlna) → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Czynniki regulujące fotosyntezę: * światło (punkt kompensacyjny - intensywność światła, przy której fotosynteza i oddychanie się kompensują, punkt wysycenia - najmniejsza intensywność światła, w której powiększenie pozostaje bez wpływu na fotosyntezę, nadmiar światła - hamowanie fotosyntezy) * temperatura (szybkość reakcji fotochemicznych nie zależy od temp., negatywny wpływ wysokiej temperatury: destrukcja białe enzymatycznych, cytoplazmy i chloroplastów, szybki wzrost oddychania, nagromadzenie się asymilatów w liściach) * woda (źródło wodoru, uwodnienie protoplastu, transpiracja) * dwutlenek węgla

Znaczenie fotosyntezy: * produkcja związków organicznych * produkcja tlenu * rozkład CO₂

Sposoby oceny intensywności: ilość przyswojonego CO2, ilość wydzielonego O2, ilość wytworzonych asymilatów.

4. Katabolizm (sposoby oddychania, znaczenie, czynniki regulujące)

Katabolizm - reakcje w czasie których następuje przekształcenie związków organicznych w energię, np. oddychanie.

Oddychanie- proces rozkładu złożonych substancji organicznych na prostsze związki z uwalnianiem energii w formie użytkowej. Typy:* tlenowe - właściwe- polega na spalaniu związków organicznych przy udziale tlenu w mitochondrium na proste związki nieorganiczne - dwutlenek węgla i wodę, w wyniku czego uwalniana jest energia. Składa się z czterech etapów: glikolizy, reakcja pomostowa, cyklu Krebsa, łańcucha oddechowego. C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energia (w ATP) *beztlenowe - fermentacja (ilość energii wyzwolonej podczas fermentacji jest mniejsza od ilości podczas oddychania tlenowego. Utlenianie substratu nie jest kompletne i reszta energii pozostaje w produktach fermentacji) np. fermentacja alkoholowa, mlekowa, masłowa, redukcja azotanów do azotynów, redukcja siarczanów do siarkowodoru.

Czynniki regulujące: temp, zawartość tlenu, zawartość CO2, woda

5. Sposoby odżywiania się organizmów

Autotrofy - organizmy żywe, które są samożywne.

Heterotrofy-organizmy cudzożywne: *saprofity - które pobierają substancje odżywcze z martwej materii organicznej *pasożyty - żywią się związkami organicznymi, które pobierają z ciał innych organizmów żywych, z którymi są związane

6. Podstawowe założenia teorii ewolucji

Karol Darwin, „O pochodzeniu gatunków drogą doboru naturalnego, czyli o utrzymaniu się doskonalszych ras w walce o byt”

Ewolucja - zachodzący w czasie kierunkowy proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń gatunku w skutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników z bieżącej populacji.

Dziedziczność - organizmy dziedziczą cechy swoich przodków zgodnie z zasadami genetyki.

Zmienność - proces dziedziczności nie jest absolutnie dokładny i wprowadza przypadkowe zmiany mutacyjne. Dodatkowymi źródłami zmienności jest rekombinacja.

Ograniczone zasoby - organizmy muszą konkurować o te same zasoby środowiska.

Dostosowanie - pewne cechy ułatwiają konkurencję o zasoby, są korzystniejsze w danych warunkach środowiska niż inne cechy.

Zróżnicowany sukces rozrodczy - osobniki bardziej dostosowane mają większe szanse przeżycia i wydania na świat potomstwa niż osobniki gorzej dostosowane.

Adaptacja, specjacja - tworzenie nowych gatunków.

7. Dziedziczność i prawa Mendla

Pierwsze prawo Mendla (prawo czystości gamet) - każda gameta wytworzona przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu. Wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym genie z każdej pary alleli.

Drugie prawo Mendla (prawo niezależnej segregacji cech) - geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli, w związku z czym w drugim potomnym F₂ obserwuje się rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1.

8. Parametry charakteryzujące populację

Populacja - grupa osobników tego samego gatunku zajmująca określoną przestrzeń.

Parametry opisujące populację: * zagęszczenie (wpływ mają: rozrodczość, śmiertelność, migracje) * struktura wiekowa (piramidy wieku) * struktura płciowa (nie jest równa 1:1, u ludzi więcej rodzi się mężczyzn, ale więcej ich też umiera, więc w późniejszym wieku jest przewaga kobiet)

9. Parametry charakteryzujące biocenozę

Biocenoza - zgrupowanie wieku populacji roślin, zwierząt, bakterii, grzybów które żyją w danym środowisku i oddziałują na siebie wzajemnie, tworząc razem wyróżniający się żywy układ, ze swoim składem, strukturą, stosunkami środowiskowymi i funkcją.

Parametry charakteryzujące biocenozę: * skład gatunkowy (parametr określający różnorodność biocenozy) * samowystarczalność (materia krąży w oparciu o poszczególne populacje) * zmienność (równowaga dynamiczna, wahania liczebności w obrębie jakichś granic) * struktura (troficzna - pokarmowa: kto kogo zjada w jakiej kolejności i ilości, ilościowa - liczba gatunków, różnorodność, przestrzenna - warstwowość, strefowość)

10. Stosunki socjalne (interakcje) w biocenozie

* typ internacki - ogólny charakter * neutralizm - populacje nie wpływają na siebie * konkurencja - wzajemne hamowanie rozwoju obu populacji * pasożytnictwo - pasożyty zazwyczaj mniejsze od gospodarza - jedna populacja zyskuje, a druga traci, czerpanie korzyści z innego organizmu, układ musi być we wzajemnej równowadze * drapieżnictwo - drapieżcy zabijają ofiarę jednorazowo * komensalizm - jedna populacja ma korzyści, a druga nic nie traci * protokooperacja - interakcja korzystna dla obu populacji, lecz nie nieodzowne * mutualizm - interakcje są nieodzowne dla obu populacji i obustronnie korzystne.

11. Poziomy troficzne, łańcuchy troficzne

Łańcuch troficzny - kolejny ciąg zjadających i zjadanych począwszy od producentów, skończywszy na drapieżnikach szczytowych. Łańcuchy pokarmowe łącząc się tworzą sieci troficzne.

Łańcuch troficzny typu spasanego: producenci - konsumenci I rz. - konsumenci II rz. …

Łańcuch troficzny typu detrytusowego: nie ma zjadania przez konsumentów, producenci - destruenci.

Poziomy troficzne- pod względem odżywiania się populacje podzielono na grupy zwane poziomami troficznymi
producenci to rośliny zielone i samożywne zdolne do samodzielnego wytwarzania zw organicznych w procesie fotosyntezy, wyprodukowane przez nie subst są wykorzystywane do przemian metabolicznych bądź wbudowane we własne tkanki i tworzą tzw biomasę roślinną konsumenci - czyli organizmy heterotroficzne korzystają z niej. Te zaś można podzielić na roślinożerców (konsumenci I rzędu), którzy żywią się bezpośredni roślinami, drapieżniki I rzędu (konsumenci II rzędu), żywiących się roślinożercami i drapieżniki II rzędu (konsumentów II rzędu) zjadających z kolei drapieżniki I rzędu.

12. Krążenie materii (cykle biogeochemiczne)

13. Sukcesja ekologiczna

Jest to sekwencja naturalnych zmian składu gatunkowego i struktury biocenoz. Następstwo kolejnych grup organizmów, które zmieniają środowisko, w skutek czego same mogą nie znajdować już optymalnych warunków bytowania, ponieważ stają się one korzystniejsze dla innych gatunków.

Sukcesja pierwotna - organizmy żywe kolonizują obszar dotychczas jałowy.

Sukcesja wtórna - przebiega na obszarze mocno zmienionym, ale nie jałowym, już skolonizowanym.

Klimaks - końcowe stabilne stadium rozwoju roślinność i gleby, osiągającego równowagę produkcji, dekompozycji i liczby gatunków. Jest ono określone przez warunki klimatyczne.

14. Produkcja netto i brutto

Produkcja pierwotna netto = produkcja pierwotna brutto.

Produkcja pierwotna brutto- całość wyprodukowanej przez producentów materii organicznej
produkcja pierwotna netto- tylko połowa PPB zostaje zmagazynowana w tkankach roślinnych jako.tzw.biomasa
produkcja wtórna netto- biomasa jaką łącznie zmagazynowali konsumenci ( po odliczenie strat na oddychanie, utrzymanie temp itp.)

15. Czynniki ekologiczne

Czynniki ekologiczne są to wszelkie uwarunkowania i procesy zachodzące w danym środowisku, które oddziałują na rozwój osobników w populacji, tj. wpływają na możliwości występowania gatunków, organizmów, ich przeżycia i rozrodu. *fizykochemiczne np. temperatura, światło, dwutlenek węgla *biologiczne - określają zależności wewnątrzgatunkowe i międzygatunkowe

16. Ciepło w środowisku, wymagania cieplne organizmów, okres wegetacji

Ciepło - najbardziej ruchliwa forma energii, która może powstawać z każdej innej i jest silnie modyfikowana przez środowisko.

Okres wegetacji - okres wzrostu i rozwoju roślin, obejmujący intensywne procesy życiowe od siewu do zbioru uprawnej rośliny.

17. Światło jako czynnik fotosyntezy i regulacyjny, wymagania świetlne roślin

Światło - promieniowanie widzialne (45% promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi).

W przypadku braku oświetlania rośliny wydzielają CO₂ produkowany podczas oddychania komórkowego. Przy natężeniach światła bardzo niskich proces wydzielanie CO₂ w oddychaniu komórkowym przeważą nad fotosyntetycznym wiązaniem CO₂ i roślina nadal wydziela dwutlenek węgla. Przy pewnym natężeniu światła specyficznym dla gatunku rośliny i panujących warunków (np. temperatury) dochodzi do zrównania pobierania CO₂ w procesie fotosyntezy i wydzielania CO₂ w procesie oddychania komórkowego, punkt ten nazywany jest świetlnym punktem kompensacyjnym.

W zależności od wymagań w stosunku do światła roślinę można podzielić na: * heliofity - światłolubne (wymagające do swojego rozwoju dużej ilości światła i rozwijają się tylko w środowisku o pełnym nasłonecznieniu) * skiofity - cieniolubne (przystosowane są do życia w warunkach dużego zaciemnienia, źle rosną w pełnym słońcu i nie wytrzymują w tych warunkach konkurencji z innymi roślinami)

Światło ma też znaczenie regulacyjne - fotoperiodyzm - zjawisko zależności rozwoju zwierząt i roślin od długości okresów ciemności i światła w cyklu dobowym. Rośliny można podzielić na: * długiego dnia - kwitnące podczas długich dni i krótkich nocy, czyli w lecie, rośliny klimatu umiarkowanego i zimnego * krótkiego dnia - kwitnące w naszych warunkach wczesną wiosną lub późnym latem lub jesienią, gdy dzień jest krótki a noc długa, rośliny klimatu między i podzwrotnikowego * obojętne - kwitnące niezależnie od długości dnia i nocy.

18. Woda w środowisku

Znaczenie: biochemiczne, geologiczne (kształtowanie powierzchni ziemi), glebotwórcze (zasolenie, bielicowanie, bagna), klimatotwórcze (opady, pochłanianie i oddawanie ciepła).

Mały i duży obieg wody.

19. Wymagania wodne roślin

20. Przewodzenie i transpiracja

Transpiracja, czynne parowanie wody z nadziemnych części roślin. Rośliny transpirują przez aparaty szparkowe i przez skórkę. Transpiracja szparkowa stanowi ok. 75-90% transpiracji ogólnej, transpiracja kutykularna na ogół nie przekracza kilku procent, przy czym u drzew i roślin cieniolubnych udział transpiracji kutykularnej jest większy niż u roślin światłolubnych.
Najważniejszymi czynnikami wpływającymi na wielkość transpiracji są światło oraz temperatura. Transpiracja ma podstawowe znaczenie w przewodzeniu wody przez tkanki roślinne, obniża też temperaturę rośliny chroniąc ją przed przegrzaniem.

21. Zasada tolerancji i prawo minimum

Prawo minimum Liebiga - że czynnik, którego jest najmniej działa ograniczająco na organizm bądź całą populację.

Zasada tolerancji Shelforda - zarówno niedobór jak i nadmiar różnych czynników wpływa na organizm limitująco. Prawo to określa możliwość rozwoju populacji. Możliwość bytowania organizmów określają dwie wartości, tzw. Estrema działającego czynnika: minimum i maksimum. Zakres między min. a max. nazywamy zakresem tolerancji.

Eurybionty - organizmy charakteryzujące się dużą tolerancją względem danego czynnika środowiska.

Stenobionty - charakteryzujące się mniejszą tolerancją.

Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji w stosunku do jednego czynnika i wąski w stosunku do innego.

22. Ekologiczne metody badania siedlisk

Siedlisko - zespół czynników nieożywionych, abiotycznych panujących w określonym miejscu Ziemi, działających na rozwój poszczególnych organizmów.

23. Charakterystyka głównych typów siedlisk

	Siedliska grądowe	Siedliska borowe	Siedliska łęgowe	Siedliska bagienne
Utwór geologiczny	Zwałowy lub osadowy	Fluoroglacjalny lub eoliczny	Aluwialny	Torfy
Tworzywo glebowe	Zwięzłe i zasobne w CaCO3	Różne piaski, żwiry, gleby kwaśne	Średnio zwięzłe, dość zasobne w CaCO3	Organiczne, zasobne w azot ubogie w potas i fosfor
Proces glebotwórczy	Brunatno lub czarnoziemy	Bielicowy	Darniowy	Bagienny, murszowy
Warunki wodne	Korzystne, dobra retencja i przesiąkanie	Niekorzystne, słaba retencja, silny spływ w głąb profilu	Średnio korzystne (czasem nadmiar wody)	Bardzo duża retencja, słaby spływ wody w głąb
Materia organiczna	Dużo (3-4%), słodka	Mało (1%), próchnica kwaśna	Średnio (1-1,5%), zależy od uwilgotnienia	b. dużo, słabo zmineralizowana
Żyzność	Wysoka (dobrze rozwinięty system sorpcyjny, zatrzymywanie skład.)	Niska	Średnia i wysoka	Niska
Typy siedliskowe lasu	Las świeży, las wilgotny, las mieszany	Bór suchy, mieszany, świeży, wilgotny	Las łęgowy, ols jesionowy, ols typowy	Bór bagienny, ols
Kompleksy przydatności rolniczej	Pszenny b. dobry I, pszenny dobry II, pszenny wadliwy III, żytni b. dobry IV, zbożowo pastewny mocny VIII	Żytni dobry V, żytni słaby IV, żytni b. słaby VII	Pszenny b. dobry I, pszenny dobry II, zbożowo-pastewny mocny VII, ew. żytni dobry V, żytni słaby VI	Zbożowo-pastewny słaby IX
Rodzaje użytków zielonych	Grądy właściwe, grądy popławne	Grądy zubożałe	łęgi właściwe, grądy połęgowe	Łąka pobagienna, bielawa właściwa, podtopiona, zalewana
Typowe chwasty	Dymnica posp., groszek bulwiasty, rumian polny, mak polny	Sporek polny, czerwiec nocny, przymiotno kanadyjskie	Przytulina czepna, rdest ostrogorzki, czyściec błotny	Rdest ostrogorzki, rdest plamisty
Roślinność łąkowa	Rajgras wyniosły, tymotka łąkowa, krokówka posp., życica trwała, kończyna biała	Kostrzewa czerwona, kończyna polna, mietlica posp.	Wyczyniec łąkowy, mannamielec, skrzyp polny, kosaciec żółty	Turzyca pospolita, skrzyp, kłosówka wełnista, pięciornik gęsi

24. Charakterystyka głównych biomów na świecie

---