Цели уроков: изучить структуру биогеоценоза и биоценоза на примере елового леса, рассмотреть показатели, характеризующие биоценоз.
Задачи:
- образовательная: рассмотреть основные компоненты биогеоценоза и биоценоза, выявить продуктивность биоценоза;
- развивающая: формировать умение выделять главное, формулировать выводы;
- воспитательная: экологическое воспитание, патриотическое воспитание на примере работ В.Н.Сукачева по изучению биоценозов
Типы уроков: комбинированный.
Формы проведения: лекция, исследование, конференция.
Внутридисциплинарные связи: ботаника, зоология
Обеспечение занятий:
- наглядные пособия;
- раздаточный материал;
- оборудование.
ХОД УРОКА
1. Организационный момент.
2. Проверка знаний учащихся.
Метод: фронтальный опрос, вопросы: изложите историю возникновения материков, расскажите, как изоляция материков отразилась на их животном и растительном мире, приведите примеры, характеризующие своеобразие животного мира разных континентов.
3. Мотивация учебной деятельности.
Для чего нужны знания о биоценозах? Как можно применить эти знания?
4. Изложение нового материала.
Урок 1. Естественные сообщества живых организмов Биогеоценозы.
Урок 2. Еловый лес как биоценоз.
Урок 3. Исследования в еловом лесу.
5. Сообщение домашнего задания.
§ 17.3.1. с. 516–519; вопросы 1–5
6. Подведение итогов занятий.
1. Оценивание степени реализации поставленных на занятии целей
2. Оценивание работы учеников во время занятий
7. Закрепление изученного материала.
Вопросы: Что такое биогеоценозы? Назовите и охарактеризуйте как можно подробнее составляющие их компоненты. Что такое биоценоз? Какие показатели его характеризуют?
Что такое биомасса? Сравните количество биомассы, образующейся в разных климатических зонах. Влияние каких факторов испытывают на себе организмы, составляющие один биоценоз?
Урок 1. Урок-лекция.Естественные сообщества живых организмов. Биогеоценозы
План
- Понятие о биогеоценозе.
- Биоценозы
- Водоем и дубрава как примеры биогеоценозов.
- Биогеоценоз пресного водоема.
- Биогеоценоз широколиственного леса.
1. Понятие о биогеоценозе.
Живые организмы в природе благодаря разносторонней приспособленности друг другу и к окружающим условиям условиям неживой среды в процессе эволюции образуют комплексы со сложными взаимоотношениями. Комплексы взаимосвязанных видов, обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существования, образуют биоценоз. Таким образом, устойчивые саморегулирующиеся открытые (энергия поступает извне) экологические системы называются биоценозами, а биоценозы, неразрывно связанные с неорганическими компонентами (почвы, влага, атмосфера и т.п.) образуют устойчивую систему, названную академиком В.Н.Сукачевым (1940 г.) биогеоценозом. Значит, биоценоз представляет собой биологическую биогеоценоза. Лес, луг, водоем с их населением – примеры биоценозов и биогеоценозов.
Биотоп – пространство с более или менее однородными условиями, заселенное тем или иным сообществом организмов (биоценозом).
Основу любого биогеоценоза составляют зеленые растения и фотосинтезирующие водоросли и микроорганизмы – производители живого вещества (продуценты); растительноядные и плотоядные животные – потребители живого органического вещества (консументы) и разрушители органических остатков – преимущество микроорганизмы и в меньшей степени грибы, которые доводят распад органических веществ до простых минеральных соединений (редуценты).
2. Биоценозы характеризуются определенными показателями, имеющими количественное выражение:
- Видивое разнообразие – число видов растений и животных, образующих биоценоз, - один из самых распространенных показателей. Число видов в одной пробе, взятой с определенной площади, называется видовым богатством характеризующим качественный состав биоценоза.
- Плотность видовых популяций, то есть количество особей данного вида, рассчитанное на единицу площади или единицу биомассы.
Биомасса – общее количество органического вещества, выраженного в единицах массы.
- Биологическая продуктивность – скорость продуцирования биомассы – важный показатель экосистемы. Различают первичную и вторичную биологическую продуктивность. Под первичной продуктивностью понимают общую суммарную продукцию фотосинтеза, представляющую собой результат деятельности автотрофов – продуцентов.
Под вторичной продуктивностью – накопление биомассы, осуществляемое гетеротрофными компонентами экосистемы (консументами) за счет использования веществ и энергии накопленной продуцентами.
Закрепление. Совместная формулировка вывода об организации природных сообществ.
Природные системы очень сложны, в них имеется много параллельных и сложно переплетенных цепей питания, а общее число видов измеряется сотнями и даже тысячами. Чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее система.
3. Водоем и дубрава как примеры биогеоценозов.
А) Биогеоценоз пресного водоема. Любой природный водоем, например озеро или пруд, с его растительным и животным населением представляет собой отдельный биогеоценоз. Эта природная система обладает способностью к саморегуляции и непрерывному самовозобновлению.
Растения и животные, населяющие водоем, распределяются в нем неравномерно. Наиболее разнообразные и благоприятные для жизни условия создаются в прибрежной зоне. Здесь вода теплее, достаточно насыщена кислородом, что обеспечивает развитие многих высших растений. Многочисленны и мелкие водоросли. В прибрежной зоне живут и большинство животных. Одни приспособлены к жизни на водных растениях, другие активно плавают в толще воды (рыбы, хищные жуки-плавунцы и водяные клопы). Многие водятся на дне (перловицы, беззубки, личинки некоторых насекомых – ручейников, стрекоз, поденок ). Даже поверхностная пленка воды служит местом обитания специально приспособленных к ней видов. В тихих заводях можно видеть бегающих по поверхности воды хищных клопов-водомерок и быстро плавающих кругами жуков-вертячек. Обилие пищи и другие благоприятные условия привлекают в прибрежную зону рыб.
В глубоких придонных участках водоема, куда слабо проникает солнечный свет, жизнь беднее и однообразнее. Особые условия создаются и в толще воды открытых участков водоема. Она заселена массой мельчайших растительных и животных организмов, которые сосредоточены в верхних, более прогреваемых и хорошо освещаемых слоях воды. Здесь развиваются различные микроскопические водоросли; водорослями и бактериями питаются многочисленные простейшие – инфузории, а также коловратки и ракообразные. Весь этот комплекс мелких взвешенных в воде организмов называют планктоном. В круговороте веществ и в жизни водоема планктону принадлежит очень важная роль.
Рассмотрим, за счет чего существует и как поддерживается система обитателей водоема. Цепи питания состоят из нескольких последовательных звеньев. Например, растительными остатками и развивающимися на них бактериями питаются простейшие, которых поедают мелкие рачки. Рачки в свою очередь, служат пищей рыбам, а последних могут поедать хищные рыбы.
Б) Биогеоценоз широколиственного леса. Среди наземных биогеоценозов одним из наиболее сложных является широколиственный лес, например дубрава. Дубрава – совершенная и устойчивая экологическая система, способная при неизменных внешних условиях существовать веками. Биогеоценоз дубравы составляют более сотни видов растений и несколько тысяч видов животных.
Растения дубравы. Основную биологическую продукцию создают высшие растения. В лесу это преимущественно многолетние древесные породы.
Характерная черта лиственного леса заключается в видовом разнообразии растительности. Между растениями происходит усиленная конкуренция за основные жизненные условия: пространство, свет, воду с растворенными в ней минеральными веществами. В результате длительного естественного отбора у растений выработались приспособления, позволяющие разным видам существовать совместно. Это ярко проявляется в характерной для дубравы ярусности.
Верхний ярус образуют наиболее светолюбивые древесные породы. Ниже располагаются сопутствующие им менее светолюбивые деревья. Еще ниже расположен ярус подлеска, образованный различными кустарниками. Наконец, на почве произрастает ярус травянистых растений. Чем ниже ярус, тем более теневыносливы образующие его растения.
Дубрава характеризуется высокой биологической продуктивностью. Вследствие ее сложной многоярусности общая площадь листьев растений, произрастающих на каждом гектаре, достигает 4-6 га. Такой мощный фотосинтезирующий аппарат улавливает и трансформирует в потенциальную энергию органическую вещества около 1 % годового притока солнечной радиации.
Цепи питания в дубравах. Богатство и разнообразие растений, производящих громадное количество органического вещества, которое может быть использовано в качестве пищи, становятся причиной развития в дубравах многочисленных потребителей из мира животных, от простейших до высших позвоночных – птиц и млекопитающих.
Среди млекопитающих пищевую цепь, например, составляют растительноядные мышевидные грызуны и зайцы, а также копытные, за счет которых существуют хищники. Все виды позвоночных служат средой обитания и источником питания для различных наружных паразитов, преимущественно насекомых и клещей, а также внутренних паразитов: плоских и круглых червей, простейших, бактерий.
Пищевые цепи в лесу переплетены в очень сложную пищевую сеть, поэтому выпадение какого-нибудь одного вида животных обычно не нарушает существенно всю систему. Значение разных групп животных в биоценозе неодинаково.
Саморегуляция в лесном биоценозе.Процесс саморегуляции в дубраве проявляется в том, что все разнообразное население леса существует совместно, не уничтожая полностью друг друга, а лишь ограничивая численность особей каждого вида определенным уровнем.
В лесном биогеоценозе ясно прослеживается круговорот веществ и движение энергии.
Урок 2. Урок – экскурсия. Еловый лесУчитель: У отрогов Заганского хребта в долине реки Хилок расположилось небольшое село Шибертуй, закрытое со всех сторон отлогими сопками. Одни из них безлесные, травянистые, другие покрытые темными пятнами сосновых перелесков, третьи взяты в полон густой таежной чащей.
Село получило название от горной речушки Шибертуйки, извивающейся между холмами. Речка не пересыхает даже в засушливые времена года, благодаря платине отрогов Заганского хребта и впадает в Хилок в его среднем течении 25 км от Шибертуя.
На правом берегу Шибертуйки в окрестности села Шибертуй растет еловый лес с голубыми елями, являющийся уникальным природным комплексом.
Для вас ребята интересную экскурсию по учебной тропе “Хасуури” подготовили ваши одноклассники. Но перед этим каждая группа учеников получает задания по соответствующему разделу биологии и готовит исследовательский материал на конференцию “Еловый лес как экосистема”:
1 группа “Растительность”Определить тип леса по основной лесообразующей породе, изучить особенности внешнего облика господствующих деревьев, собрать для гербария представителей массовых видов.
2 группа “Животный мир”. Осмотреть лесную подстилку, стволы деревьев, ветки, кроны и листья, кустарники и траву.
3 группа “Характеристика экосистемы елового леса”. Составить характеристику экосистемы леса.
4 группа “Исследования в еловом лесу”. Изучить состояние атмосферы с помощью растений-индикаторов, степени запыленности воздуха, определить уровень возобновления елового леса, опыт над муравьями – отношение муравья к поднесенной к нему палочке .
Учебная тропа природы “Хасуури”Экскурсовод: Учителя и ученики Шибертуйской средней школы проводят работу по экологическому образованию, проложили учебную экологическую тропу “Хасуури” в еловом лесу, используют уникальные объекты для проведения уроков, внешкольных мероприятий, для эстетического и трудового воспитания подрастающего поколения.
Создание учебной тропы “Хасуури” направлено на решение следующих задач: экологическое обучение и воспитание, отдых посетителей, сохранение природы в прилегающей зоне.
Основные объекты для познавательных экскурсий на экологической тропе “Хасуури”. Начало маршрута:
1. Станция “Удивительное - рядом”. На расстоянии 800 метров от Шибертуйской средней школы в сторону реки Шибертуйки оборудована площадка с указателем “Учебная тропа природы “Хасуури”, информационная доска с обращением к посетителям и схема общего маршрута тропы, установлены скамейки для отдыха.
2. Станция “Родник”. Тропа приводит посетителей к роднику с чистой водой, установлен указатель, информационная доска с обращением к посетителям и установлены скамейки для отдыха. Недалеко от станции растет самая высокая голубая ель.
3. Станция “Хижина”
4. Станция “Голубые ели”.Далее тропа выводит на группу кустарников – голубые ели, зеленые ели, лиственницы.
5. Станция “Чудо-дерево”.На этой станции растет уникальное дерево, ствол которого напоминает трезубец Нептуна.
6. Станция “Каменные острова”. В этом месте видны небольшие островки, состоящие из камней разных размеров и форм.
7. Станция “Муравьиный город”.На территории этой станции расположены несколько муравейников. Муравьев называют санитарами леса. Одна семья за лето уничтожает свыше 10 тыс. насекомых. Но не только в этом заключается роль муравьев. Они распространяют семена лесных растений, подмаренника, звездчатки, кипрея и других растений.
Урок 3. Урок-конференция. Еловый лес как биогеоценозЗадача конференции: на основе биологических знаний и проведенных исследований формирование понятий, структуры биогеоценоза на примере елового леса.
План проведения конференции
- Вступительное слово учителя.
- Доклады учащихся по следующим темам: “Растительность”, “Животный мир”, “Характеристика экосистемы елового леса”, “Исследования в еловом лесу”.
- Обобщение материала. Оценка докладов и выступлений.
1. Вступительное слово учителя. Формулирую цели и задачи конференции, план проведения урока, рекомендую внимательно слушать выступающих и делать краткие записи в тетрадях (темы докладов, основные мысли, цифровые данные, интересные факты и т.д.)
2. Доклады учащихся по следующим темам:
1 группы. Растительность
2 группа. Животный мир.
3 группа. Характеристика экосистемы елового леса.
4 группа. Исследования в еловом лесу.
- Изучение состояния атмосферы с помощью растений-индикаторов
- Изучение степени запыленности воздуха
- Определение уровня возобновления елового леса
- Опыт над муравьями (отношение муравья к поднесенной к нему палочке).