Задачи урока:
- расширить представление об экосистеме как природной единице, обеспечивающей биологический круговорот;
- выяснить основные компоненты экосистемы, взаимоотношения и роль организмов в обеспечении круговорота веществ и энергии;
- продолжить формирование умений сравнивать и обобщать.
Оборудование: презентация к теме, карта “Природно-географические зоны России”, таблицы.
Основные понятия и термины: биоценоз, биотоп, экосистема, биомы, пищевые цепи, продуценты, консументы, редуценты, круговорот веществ, потеря энергии в цепях питания.
Ход урока
Введение.
Беседа.
Могут ли организмы существовать изолированно друг от друга?
Почему?
(потребность в пище, жизненном пространстве, заставляет организмы вступать в разнообразные взаимодействия).
Что такое биоценоз?
(исторически сложившаяся совокупность популяций растений, грибов, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема)
Что такое биотоп?
(участок земной поверхности с однотипными условиями среды, занятой биоценозом)
Постановка познавательной задачи.
Разнообразие экосистем на Земле связано как с разнообразием живых организмов, так и условий физической, географической среды. Однако одни из этих экосистем устойчивы, другие нет. С чем это связано?
Могут ли в природе существовать экосистемы, в которых отсутствует одна из функциональных групп?
Решение познавательной задачи.
Биотоп и биоценоз образуют целостную экологическую систему – биогеоценоз.
Биогеоценоз – исторически сложившаяся на однородном участке земной поверхности совокупность почвы, воды, растений, животных и микроорганизмов. Термин “биоценоз” ввел в науку русский ученый Владимир Николаевич Сукачев. Границы биоценоза обычно устанавливают по границам его растительного сообщества – фитоценоза. Биогеоценозы – луг, болото, лес, склон оврага и другие.
Биогеоценоз является элементарной экологической системой. Термин экосистема ввел английский ученый А.Тенсли.
Экосистема – единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и неживые компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии.
Различают различные виды экосистем:
микроэкосистемы (греч. малый)
- Cамые малые – лужа, труп животного, ствол гниющего дерева
- Для каких живых организмов являются средой обитания микроэкосистемы? (микроорганизмов, грибов, насекомых)
мезоэкосистемы (средний) – - лес, поле, река.
- макроэкосистемы (макрос - большой) большие по величине – океан, континент, тайга, степь, пустыня.
Самыми обширными макроэкосистемами являются биомы.
Биомы – совокупность всех организмов и среды их обитания в пределах определенных природно-географических зон.
Какие природно-географические зоны выделяются на территории России?
Существуют наземные, пресноводные и морские экосистемы.
Что к ним относится? Привести примеры.
Что значит искусственные экосистемы? Приведите примеры искусственных экосистем.
К искусственным экосистемам относятся и техногенные экосистемы, возникающие или значительно изменяемые под влиянием техногенных факторов.
(осушение болот, лесные вырубки, карьеры)
В чем состоит главная побудительная причина активности животных?
(поиск пищи)
В биоценозах выстраивается длинная цепь организмов, охотящихся друг за другом – цепь питания - пищевая цепь.
Пищевая или трофическая цепь – это последовательность групп организмов, каждая из которых служит пищей для последующей.
Существует два типа пищевой цепи: пастбищная и детритная. Пищевые цепи состоят из 5-6 звеньев.
Рассмотрим пастбищную цепь.
С чего она начинается?
(с живых растений )
В пастбищной пищевой цепи выделяют три категории организмов: продуценты, консументы, редуценты.
Продуценты (от лат. – производящий, создающий) –организмы, которые производят сложные органические вещества из простых неорганических соединений. Это в основном зеленые растения.
К какому типу питания относятся продуценты? (автотрофы)
Консументы (от лат. – потребляю) – организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые продуцентами.
К какому типу питания относятся консументы? (гетеротрофы)
Отличают консументы: первичные (первого порядка), питающиеся растительной пищей (травоядные животные), и вторичные (второго, третьего и последующих порядков), питающиеся животной пищей, а также растительноядными организмами, т.е. первичными консументами.
Редуценты (от лат.reducens- возвращающий, восстанавливающий) –организмы, разлагающие мертвое вещество до минеральных соединений. К ним относятся: бактерии, грибы, микроорганизмы; их ещё называют организмы- разрушители. Все эти организмы являются составной частью экосистемы.
- Чем отличаются консументы I порядка, от консументов II порядка?
- Каких животных мы относим к всеядным? (медведь, кабан, человек)
А теперь обратите внимание на детритную цепь (цепь разложения).
С чего начинается эта цепь?
Какой категории организмов в ней нет? (продуцентов)
Консументами является детритофаги, относящиеся к различным группам организмов – это беспозвоночные (черви, личинки насекомых) бактерии и грибы, разлагающиеся органические вещества.
Процесс превращения и перемещения веществ в экосистемах называется биологическим круговоротом веществ. Круговорот веществ – важнейшее свойство любой экосистемы, обеспечивающие ее устойчивость. Экосистема может обеспечить круговорот вещества только в том случае, если включает необходимые для этого четыре составные части: запасы биогенных веществ, продуценты, консументы, редуценты. Однако биологический круговорот веществ требует постоянных затрат энергии. В отличие от химических элементов, многократно вовлекаемых в живые тела, энергия солнечных лучей, задержанная зелеными растениями, не может использоваться бесконечно.
Вывод: Основной принцип устойчивости экосистем –круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии.
Почему отдельные водоёмы могут превращаться со временем в сырой луг?
(При попадании в водоём удобрений, бурно развивается растительность, водоросли. Растения не успевают перерабатываться водными обитателями, отмирая, образуют на дне слои торфа. Водоем мелеет, превращается в болото, а затем –в сырой луг.)
Пищевые цепи образуют обширную пищевую (трофическую сеть).
Перемещение веществ происходит в одном направлении- по трофическим уровням.
Трофический уровень – совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию солнца и химических реакций через одинаковое число посредников трофической цепи.
Рассмотрим трофические уровни.
Какие организмы образуют первый уровень?
(продуценты)
Какие организмы образуют второй уровень?
(первичные консументы, третий –вторичные консументы и т..д)
Как вы думаете, какой уровень составляют редуценты?
(они могут составлять любой уровень, начиная со второго, непосредственно разлагающие тела продуцентов).
Итак, мы уже выяснили, что по пищевой цепи происходит передача энергии. Подсчитано, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%, и только около одной десятой доли переходит к очередному потребителю. Это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называется правилом десяти процентов.
Почему в природе отсутствуют пищевые цепи состоящие из 7 и более звеньев?
Вывод: Экосистемы всех типов тесно связаны между собой, образуя более крупные экосистемы. Каждое звено малое и крупное, является неотъемлимой частью биосферы, без которой она не может функционировать. Основной принцип устойчивости экосистем – круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии. Неустойчивые экосистемы наблюдаются в природе, если не сбалансирован круговорот веществ.
Работа в группах.
Задание1. Составьте пищевую цепь: сосна, куница, дятел, сосновый пилильщик, белка.
Задание 2. Составьте пищевую сеть, имеющую место в степи: дождевой червь, жаворонок, степная гадюка, прыткая ящерица, тимофеевка, степная кобылка, мятлик, пустельга, полевая мышь. Сколько пищевых цепей может содержать эта трофическая сеть?
Закрепление и обобщение материала.
Тесты:
Самые длинные пищевые цепи встречаются:
а) в водных экосистемах;
б)в экосистемах гор;
в) в тундровых экосистемах;
г) в степных экосистемах.
2. Примером детритной пищевой цепи можно считать последовательность:
а)трава, корова,человек;
б) листва, тля, божья коровка;
в) опавший лист, дождевой червь, скворец, сокол;
г) фитопланктон, зоопланктон, снеток, окунь.
3. Экосистемы с участием только гетеротрофов обычно возникают:
а) на лугу;
б) в березовых рощах;
в) в пещерах с экскрементами летучих мышей;
г) на скалах и обрывах.
4. Сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющее единое целое на основе устойчивого взаимодействия между элементами живой и неживой природы, называется:
а) популяцией
б) экосистемой
в) биосферой
г)биоценозом
5. Организмы, питающиеся готовыми органически ми веществами, относятся к:
а) автотрофам
б) гетеротрофам
в) продуцентам
г) хемотрофам
Задание на дом.
Составить цепи питания, характерные для разных природных зон: пустынь, тундры.