Цели и задачи.
Оборудование: Таблицы по общей биологии: “Борьба за существование и ее формы”, “Направления эволюции” ; таблицы по ботанике: “Строение лишайников”, “Семейство бобовые”; гербарии насекомоопыляемых растений, бобовых растений, растений, обладающих фитонцидными свойствами, слайд-презентация. (Приложение 1)
Ход урока
I. Учитель: Любой живой организм подвержен действию экологических факторов.
- Вспомните, какие это факторы?
Учащиеся называют: абиотические, биотические, антропогенные и дают им характеристику.
Учитель: Жизнь отдельно взятого организма невозможна без других, его благополучие зависит, так или иначе, от видов, с ним взаимодействующих. Примеров таких взаимодействий огромное множество. Они могут быть прямые и косвенные, односторонние или двусторонние. В курсах ботаники, зоологии, общей биологии мы говорили об этих связях, приводили примеры. А сегодня обобщим имеющиеся факты и познакомимся с новыми понятиями.
Среди огромного разнообразия взаимодействий живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп. Основные типы взаимоотношений можно изобразить в виде схемы. (Cлайды 3, 4. Приложение 1)
Учащиеся записывают схему в тетрадях, дополняя конспект определениями и примерами. Учащимся дается опережающее задание – подготовить сообщения с примерами типов взаимодействия организмов. Они включены в объяснение учителя.
1. СИМБИОЗ (сожительство) – тип взаимоотношений, при котором оба партнера или один их них извлекают пользу от другого. (Слайд 5)
Комменсализм - тип взаимоотношений, при котором один из двух обитающих вместе видов извлекает пользу из совместного существования, не причиняя вреда другому (для одного вида выгодно, для другого безразлично). (Слайд 6)
А) Нахлебничество. Акул, дельфинов, морских черепах сопровождают рыбы-лоцманы, которые кормятся остатками пищи, экскрементами и паразитами. Близость к хищникам – защита от нападения. Инстинкт следования за крупным движущимся телом заставляет лоцманов сопровождать корабли. В этом случае они питаются кухонными отбросами. Или рыбы-прилипалы, обитающие в тропических и субтропических морях. Их передний спинной плавник преобразовался в присоску, что позволяет им удерживаться на теле акул, китообразных. Биологический смысл заключается в облегчении передвижения и расселения рыб. (Слайды 7, 8)
Б) Квартиранство. Часто тела животных или места их обитания служат убежищем для других видов. В полости тела голотурии (морской огурец) - Тип Иглокожие – находят убежище мелкие виды животных. (Слайд 6) Мальки прячутся под зонтиками крупных медуз; в гнездах птиц и грызунов – огромное количество насекомых.
В) Растения также используют другие виды как места обитания, например растения-эпифиты (“эпи” - от греч. на, сверх, “фитон” - растение), поселяющиеся на деревьях. Это могут быть водоросли, лишайники, мхи, папоротники. Древесные растения служат им местом прикрепления, но не источником питания (питаются они за счет отмирающих тканей хозяина и путем фотосинтеза), поэтому они не являются паразитами. (Слайд 9)
1.2. Протокооперация – тип взаимоотношений, при котором совместное существование выгодно обоим видам, но не обязательно для них.
А) Примером могут служить актиния и рак-отшельник. В тропических морях на небольших глубинах обитают актинии – кишечнополостные, относящиеся к коралловым полипам. Они лишены твердого скелета и имеют вид небольшого цилиндра, окаймленного на верхнем конце венчиком щупалец; ведут сидяче-прикрепленный образ жизни. Но часто можно видеть, как они медленно перемещаются по дну. Это бывает, когда актиния поселяется на пустой раковине моллюска; там же находит убежище рак-отшельник, прячущий в нее свое мягкое брюшко, он и “везет” раковину с актинией. Сожительство взаимовыгодно: перемещение увеличивает для актинии пространство для ловли добычи, часть добычи падает на дно и поедается раком. Польза очевидна, но не обязательна: и рак, и актиния могут существовать отдельно. (Слайд 11)
Б) У свободноживущих организмов всегда много паразитов. Многие птицы кормятся на копытных, выбирая из их шерсти паразитов-клещей. Или птицы выщипывают зимнюю шерсть у оленей, лосей, коров во время линьки, используя ее при постройке гнезд.
В) У растений примером взаимовыгодных отношений служит сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений (гороха, фасоли, арахиса, сои, клевера, люцерны), которые способны усваивать азот из воздуха и превращать его в аммиак, а затем - в аминокислоты. Эти бактерии поселяются на корнях, ткани корня разрастаются, образуя утолщения – клубеньки. Растения в симбиозе с азотофиксирующими бактериями могут произрастать на почвах, бедных азотом и обогащать им почву. Вот почему бобовые растения вводят в севооборот с другими культурами.
Г) Другая форма симбиотических взаимоотношений у растений – сожительство гриба с корнями высших растений – микориза. Мицелий гриба на корнях березы, сосны, дуба, ели, брусничных и многих многолетних трав образует толстый слой. Корневые волоски на корнях растений не развиваются, а вода и минеральные соли поглощаются с помощью гриба. Мицелий гриба проникает вглубь корня, получая от растения- партнера углеводы и доставляя ему воду и соли. Деревья с микоризой растут лучше, чем без нее. (Слайд 12)
1.3. Мутуализм – тип взаимоотношений, при котором оба вида извлекают пользу и не могут жить самостоятельно. Это наиболее сильная взаимосвязь между организмами. (Слайды 13, 14)
А) лишайники – представляют собой не самостоятельный организм, а удивительный симбиоз представителей двух царств – гриба и водоросли. Водоросль снабжает гриб синтезируемыми органическими веществами, гриб защищает водоросль от высыхания, нагревания, избыточных солнечных лучей и т.д., а также снабжает ее неорганическими веществами и водой. На самом деле взаимоотношения эти значительно сложнее.
Б) Другой пример – отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, но не имеют ферментов, переваривающих целлюлозу. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты, без них термиты погибают от голода. А для простейших – термиты предоставляют пищу и условия для существования.
В) Симбионты человека, обитающие в кишечнике (Бактерии- кишечная палочка- Escherichia coli и др.) способствуют нормальному пищеварению. (Синтезирует витамин К, препятствует развитию патогенных организмов в кишечнике)
Г) У растений примером мутуальных взаимоотношений могут служить отношения насекомых - опылителей и растений. В природе наблюдается большое разнообразие взаимных адаптаций, которые выработали растения и насекомые. Эти адаптации, порой бывают настолько узкими, что растение может опыляться лишь определенным видом насекомых. Например, клевер опыляют шмели, которые, имея длинный хоботок, способны собирать нектар, одновременно опыляя растения с глубоким венчиком, такие как клевер, фасоль, губоцветные.
2. НЕЙТРАЛИЗМ – тип взаимоотношений, при котором организмы обитают совместно на одной территории, но не влияют друг на друга непосредственно. (Слайды 15, 16)
Например, белки и лоси в одном лесу не контактируют друг с другом. Взаимодействие можно проследить опосредованно - через среду обитания, кормовую базу и т.п.
3. АНТИБИОЗ – тип взаимоотношений, при котором обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывает отрицательное влияние.
Хищничество – отношения, при которых представители одного вида ловят и поедают представителей другого вида. (Слайды 17, 22, 23)
У одноклеточных – обычное явление.
Медузы – парализуют стрекательными клетками жертв и поедают их.
Много хищников среди насекомых, паукообразных.
Крупные лягушки нападают на птенцов.
Змеи охотятся на амфибий, птиц, мелких млекопитающих.
Частным случаем хищничества является каннибализм – поедание особей своего вида, чаще молоди (у рыб, некоторых млекопитающих); у пауков самки часто поедают самцов после спаривания.
Естественный отбор, действующий в популяции хищников, будет увеличивать эффективность поиска, ловли и поедания добычи(паутина пауков, ядовитые зубы змей, точные удары нападающих животных, даже – сложное поведение).
Жертвы в процессе естественного отбора совершенствуют средства защиты и избегания хищников(покровительственная окраска, мимикрия, различные шипы, иглы, панцири, особенности поведения и др.).
В эволюции взаимоотношений “хищник-жертва” происходит постоянное совершенствование и хищников и их жертв.
У растений – к развитию хищничества привела потребность в азоте. Растения, произрастающие на бедных питательными веществами почвах, промываемых водой, выработали интересные приспособления. Например, представители семейства росянковых. В России – Росянка крупнолистная. Листья у нее собраны в прикорневую розетку; края листьев усажены железистыми волосками, на краях которых – капельки липкой слизи. Мухи и другие насекомые прилипают к ним, лист закручивается; под действием ферментов слизи насекомые “перевариваются”. (Слайд 23)
3.2. КОНКУРЕНЦИЯ – возникает, когда у двух близких видов наблюдаются сходные потребности.
Вопрос: Приведите примеры конкуренции у растений и животных
Рано или поздно один конкурент вытеснит другого.
Чарльз Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших составных частей борьбы за существование. (Слайд 25)
3.3. ПАРАЗИТИЗМ – отношения, при которых представители одного вида используют представителей другого вида не только как место обитания, но и как источник питания. (Слайды 19, 20)
Демонстрация таблиц. Работа с учебником стр. 64, п.2, стр.37, рис. 24 - цикл развития широкого лентеца.
Примеры паразитизма у растений, грибов. бактерий. Паразитические бактерии, грибы часто поселяются на вегетативных органах древесных и травянистых растений. (Слайд 21)
3.4. АМЕНСАЛИЗМ – тип взаимоотношений при котором для одного из взаимодействующих видов последствия отрицательны, для другого – безразличны.
Примером может служить биохимическое взаимодействия древесных растений. Химические выделения – фитонциды - защитные вещества растений могут быть безразличны для соседствующих видов, вредны и благоприятны. (Слайд 18)
Сильные фитонциды выделяют также сосновый лес – 5 кг на 1 га, можжевеловый – до 30 кг на 1 га, лиственничный – примерно 2 кг на 1 га. Фитонциды дуба, тополя, пихты способны убить возбудителя дифтерии, а сосна выделяет вещества, помогающие излечиться от туберкулеза.
Установлено, что фитонциды чеснока не дадут садовой землянике заболеть серой гнилью
Выделяют фитонциды и цветы, и листья, и корни растения. Вокруг него создается своеобразная химическая среда, служащая растению надежной защитой от болезнетворных микробов, кроме того, она оказывает влияние на развитие соседних растений (тормозит или стимулирует развитие их). Хорошо известно, что далеко не все растения уживаются друг с другом. Виноград, например, не терпит близкого соседства редьки, капусты, лавра. Если поставить рядом букет тюльпанов и незабудок, то цветы быстро вянут, так как сказывают угнетающее влияние друг на друга. И наоборот, растения могут ускорять рост своих соседей, например, фасоль ускоряет рост кукурузы. Хорошо растут рядом рябина и липа, береза и сосна.
У разных видов растений степень воздействия на среду и таким образом на жизнь обитателей неодинакова в соответствии с особенностями их морфологии, биологии, сезонного развития и др. Растения, наиболее активно и глубоко преобразующие среду и определяющие условия существования для других сообитателей, называют эдификаторами. Различают сильные и слабые эдификаторы. К сильным эдификаторам относят ель (сильное затенение, обеднение почв питательными веществами и др.), сфагновые мхи (задержание влаги и создание избыточного увлажнения, увеличение кислотности, особый температурный режим и т.д.). Слабыми эдификаторами являются лиственные породы с ажурной кроной (береза, ясень), растения травянистого покрова лесов.
Задание на закрепление. (Слайды 26-30)
Домашнее задание: заполните таблицу (Классификация Э. Хескила) “Типология биотических взаимодействий”.
| Тип взаимодействия | Организмы 1 2 |
Общий характер взаимодействия |
| 1. Нейтрализм | 0 0 | Организмы не влияют друг на друга непосредственно |
| 2. Симбиоз | ||
| 2.1. Мутуализм | + + | Наиболее тесная взаимоположительная связь |
0 – отсутствие взаимодействия;
+ - организм получает выгоду от взаимодействия;
- - взаимодействие угнетает организм