Тема урока: Биотические факторы
Основное содержание урока: Биотические факторы среды.
Цепи и сети питания. Экологические пирамиды: чисел, биомассы, энергии.
Цели урока : Систематизировать знания учащихся о типах взаимоотношений живых организмов между собой, сформировать умение определять типы отношений у организмов разных систематических групп.
Оборудование : Таблица по общей биологии « Взаимоотношения между живыми организмами»
Ход урока
I. Организационный момент :
II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :
Проверка знаний об абиотических факторах среды обитания, их влиянии на растительные и животные организмы, приспособленности живых организмов к воздействию таких климатических факторов как свет, температура, влажность.
III. Изучение нового материала :
Биотические факторы взаимодействие между живыми организмами. Типы отношений. (Рассказ учителя.
Назовите, пожалуйста, все экологические факторы: абиотические, биотические и антропогенные.
Связи между разными организмами называют биотическими. Вся живая природа пронизана этими связями. Они необыкновенно разнообразны в деталях, могут быть прямыми или косвенными и имеют разное значение в жизни видов.
Например, в природе часто встречается сожительство двух и более видов, иногда переходящее в тесную зависимость. Это взаимовыгодные, отношения. Для ряда видов эти отношения настолько важны, что они даже не могут выжить без другого. Возникает симбиоз – тесное взаимовыгодное сожительство разных видов, экологии такие связи называют мутуализмом
Симбиотические (мутуалистические -полезные)
Симбиоз / Протокооперация / Мутуализм
* Мутуализм сожительство с обоюдной пользой для симбионтов, иногда с элементами паразитирования.
Примеры мутуализма: лишайник = гриб + водоросль; микориза (грибокорень); клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений; термиты и, живущие у них в кишечнике, жгутиконосцы.
* Протокооперация взаимосвязь, выгодная для обоих организмов, но не обязательная.
Примеры: рак-отшельник и актиния; совместные облавы бакланов и пеликанов на рыбу; мурены и креветки, очищающие их от паразитов.
2. Комменсализм – взаимосвязь, при которой один организм получает какое-либо преимущество, не принося заметного вреда другому.
* Сотрапезничество – взаимоотношение, при котором организмы делят друг с другом пищу. Находясь примерно в одних условиях, они потребляют разные пищевые ресурсы.
Например, птицы лысухи, ныряя за водорослями, взмучивают ил, в котором много мелких организмов для сазана. Почвенные бактерии
* Нахлебничество – взаимоотношение, при котором организмы доедают пищу, оставленную другими.
Примеры: белый медведь и песцы, чайки; лев и гиены, шакалы; акула и рыба-лоцман.
* Квартирантство - взаимосвязь, при которой для некоторых организмов тела животных других видов или их местообитания служат убежищами.
Примеры: буревестник и гаттерия, эпифиты на дереве, в теле голотурии находят убежище разнообразные виды мелких животных.
3. Эксплуатация (Антисимбиотические) (вредные) - форма взаимоотношений, при которой оба взаимодействующих организма или один из них испытывают отрицательное влияние. Одни поедают других!
Известный английский писатель Джонатан Свифт в книге «Приключения Гулливера» так описал широкую распространенность паразитизма в природе:
Под микроскопом он открыл, что на блохе
Живёт блоху кусающая блошка;
На блошке той – блошинка - крошка,
В блошинку же вонзает зуб сердито
Блошиночка, и так ad infinitum.
* Хищничество – взаимосвязь, при которой один организм поедает другого, умерщвляя его (жертву).
Естественный отбор увеличивает эффективность средств поиска и ловли добычи хищниками. Жертвы совершенствуют средства защиты.
Хищничество встречается не только у животных, но и у растений(семейство росянковых) и грибов.
* Паразитизм – взаимосвязь, при которой организмы (паразиты) могут использовать другой вид (хозяина) не только как место обитания, но и как постоянный источник питания.
Увеличивает возможность вида(паразита) выжить в борьбе за существование.
Зараженные паразитами организмы менее продуктивны, раньше умирают. Происходит регуляция плотности популяций хозяев. Особенно важно для популяций крупных хищников, у которых нет врагов (волк в лесу), или там, где нет хищников (караси в озере, где из-за недостатка в воде кислорода не могут жить другие рыбы).
* Эктопаразиты (как правило, временные) располагаются на покровах тела.
* Эндопаразиты (чаще постоянные) обитают в полостях и тканях тела.
– Гнездовой паразитизм? Приведите примеры.
Растения-паразиты: повилика на крапиве, заразиха на подсолнечнике.
Грибы-паразиты: фитофтора на картофеле, головня и спорынья на злаковых.
* Полупаразитизм – взаимосвязь, при которой организм одного вида получает некоторые питательные вещества от хозяина, в то же время и сам способен образовывать органические вещества.
Примеры: растения омела, марьянник паразитируют на других растениях, одновременно осуществляя фотосинтез.
* Промежуточное положение между хищниками и паразитами занимают паразитоиды.
Например, наездники. Взрослые насекомые ведут свободный образ жизни, но яйца откладывают в тело личинки другого насекомого. Вышедшие из яиц личинки питаются тканями хозяина и по мере роста полностью съедают его.
Человек широко использует биологический метод борьбы с вредителями. Ввозит, акклиматизирует, создает условия для естественного увеличения численности, дополнительно разводит в лабораторных условиях полезных насекомых.
4. Конкуренция Антагонизм – взаимоотношение, при котором присутствие одного вида исключает пребывание другого вида.
Например, медуза аурелия и инфузория-туфелька.
* Межвидовая Конкуренция - взаимосвязь, возникающая между видами, обладающими сходными потребностями в пище, в пространстве и иных условиях жизни.
Примеры: культурные растения и сорняки на грядке; воробьи и синицы – за места гнездования.
* Внутривидовая конкуренция Каннибализм – частный случай внутривидовой конкуренции. Наблюдается при переуплотнении среды и недостатке пищи.
Примеры: пауки, акулы.
К каннибализму более склонны самки. Каракурты, богомолы часто съедают самцов после спаривания. Самки млекопитающих (кенгуру) также иногда съедают своих детенышей.
Жуки мучные хрущаки поедают отложенные яйца при высокой плотности популяции.
5. Аменсализм – взаимоотношение, безразличное для одного вида, но угнетающе действующее на другого.
Организмы способны подавлять конкурентов с помощью химических веществ.
Примеры: корни осины тормозят рост дуба; дуб угнетает чернику; плесневый гриб пеницилл препятствует росту бактерий путем выработки антибиотиков.
6. Нейтрализм (очень редок в природе) – форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не связаны друг с другом непосредственно.
Формируя биоценоз, зависят от состояния сообщества в целом.
Примеры: стрекоза и муравей; волк и дождевой червь; лось и филин.
Взаимодействие между видами (по Ю.Одуму, 1986 )
Тип взаимодействий
|
1
|
2
|
Общий характер взаимодействия
|
Мутуализм
|
+
|
+
|
Облигатное (обязательное) взаимодействие, полезное
для обоих популяций.
|
Комменсализм
|
+
|
0
|
Популяция комменсала (1) получает пользу от объединения с популяцией хозяина (2), для которого это объединение безразлично.
|
Эксплуатация
Хищничество
Паразитизм
|
+
|
-
|
Особи хищника обычно больше особей добычи.
Популяция паразита обычно меньше, чем популяция хозяина.
|
Конкуренция
Межвидовая
Внутривидовая
|
-
|
-
|
|
Конкуренция (непосредственное взаимодействие)
|
-
|
-
|
Прямое взаимное подавление видов.
|
Конкуренция (взаимодействие из-за ресурсов)
|
-
|
-
|
Опосредованное подавление, возникающее, когда появляется недостаток в каком-либо факторе, используемом обоими видами.
|
Нейтрализм
|
0
|
0
|
|
Аменсализм
|
0
|
-
|
|
Вывод по уроку.
1. В процессе эволюции между организмами возникли сложные взаимоотношения.
2. Биотические факторы влияют не только на отдельные особи, но и на популяцию в целом, регулируя численность видов.
3. Взаимоотношения между организмами различных систематических групп обеспечивают биологическое равновесие в экосистеме
Хотя взаимодействия организмов очень разнообразны, они приводят лишь к трем главным результатам: 1) обеспечению пищей, 2) изменению среды обитания, 3) расселению видов в пространстве.
В результате сложности и переплетенности связей между видами неосторожное вмешательство человека в жизнь природы может вызвать цепную реакцию событий, которые приведут к неожиданным и нежелательным последствиям.
IV.Закрепление :
Характеристика типов отношений между живыми организмами. Заполните таблицу
Тип отношений
|
Характеристика
|
Примеры
|
|
|
|
V. Задание на дом: Изучение материала учебника
Биология 11 класс Урок № 59
Тема урока: Смена биогеоценозов
Основное содержание урока: Смена биогеоценозов. Причины смены биогеоценозов;
формирование новых сообществ.
Цели урока : Расширить и углубить знания учащихся по вопросам развития экосистем, знать о
закономерностях формирования устойчивых экосистем в природе; сформировать понятие экологической сукцессии, изучить типы сукцессионных смен и общие закономерности сукцессии; Формирование представление о целостности и устойчивости окружающего мира, о хрупкости живой природы, активно реагирующей на разные формы воздействия;
Совершенствовать навыки самостоятельной работы с источниками информации и анализа причинно следственных связей, происходящих в природе в результате смены биогеоценоза.
Воспитание уважение к окружающей живой природе, её значение для жизни человечества, формирование экологической культуры: а) привитие интереса и любви к родному краю б) уметь соблюдать правила поведения в природе;
Оборудование :Стенные картины « Лес» «Зарастание озера»
Ход урока
I. Организационный момент :
II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме:
Составить пищевую цепь, используя условие задачи:
Растения – растительноядное насекомое – летучая мышь.
Найдем массу, набранную каждым из детенышей самки летучей мыши после рождения: 4.5г – 1г = 3,5г; 3,5г х 2 = 7г. Подставляем цифру 7 г – набранный вес двух детенышей за месяц – в схему пищевой цепи и получаем ответы: растения – 700, растительноядные насекомые – 70г.
Рассчитайте долю энергии, поступающей на 4-й трофический уровень, при условии, что ее общее количество на первом уровне составляло 100 единиц.
Фронтальная проверка знаний. Биологический диктант. Выберите правильные суждения.
1) В пищевых цепях при переходе от одного звена к другому теряется около 90% энергии.
2) Детритные пищевые цепи начинаются с зеленых растений.
3) В биогеоценозах совершается круговорот веществ.
4) По правилу экологической пирамиды хищников в экосистеме всегда больше, чем растительноядных животных.
5) Биомасса консументов в наземной экосистеме значительно меньше, чем биомассы продуцентов.
6) Основной принцип устойчивости экосистем – круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии.
7) Кроме растений, ни кто на земле не создаёт, органическое вещество из неорганических соединений.
8) Вес всех трав, выросших за год в степи, значительно больше, чем годовой прирост всех растительноядных животных.
9) Наибольшую продуктивность дают экосистемы жарких и холодных пустынь и центральных частей океанов.
10) представителям четвертого трофического уровня достается только около 1/ 1000 доли той энергии, усвоенной растением, с которого начиналась пищевая цепь.
Правильные ответы: 1, 3, 5. 6. 8. 10.
III. Изучение нового материала :
В дикой природе невозможно увидеть неизменную, неосвоенную жизнью, территорию. Будь-то вулканический остров, песчаная дюна или земляная горка выбросов кротов и т.д. всё в ближайшее время заселится живыми организмами. Идет восстановление, типичных для климата, природных сообществ. Однако прежде на этих местах возникает ряд сообществ, которые, сменяя друг друга, подготовят дорогу для конечного результата. Эти сообщества по структуре и функционированию могут решительно отличаться от конечного результата, допустим леса, которые разовьются на данном участке.
Развитие биоценозов, при котором наблюдается замена во времени одного сообщества живых организмов другими, принято называть экологической сукцессией.
Например, зарастание небольших озер можно проследить на протяжении одного или нескольких поколений людей.
Развитие леса на оставленном поле является примером сукцессии, происходящей в ясно выраженном автотрофном состоянии, ибо в первый момент появляются автотрофные организмы. Такая сукцессия носит название автотрофной. Видовой состав организмов меняется от года к году, а в сообществе идет накопление органического вещества.
Если рассмотрим как пример реку, загрязненную большим количеством органических отбросов (сточные воды от птицефабрик), то это органическое вещество активно используется гетеротрофами. Это - гетеротрофная сукцессия. Она завершается после того, как исчерпан излишек органического вещества.
Поток энергии, проходящий через сообщество, в ходе гетеротрофной сукцессии падает.
Она завершается после того, как исчерпан излишек органического вещества. В противоположность этому при автотрофном типе сукцессии поток энергии может даже возрастать.
При избытке ресурса всегда найдутся виды, которые его могут освоить. При недостатке ресурса часть видов вымрет. Такие изменения и составляют сущность экологической сукцессией. Главная особенность этого процесса состоит в том, что изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.
Основная причина неустойчивости экосистем - несбалансированность круговорота веществ.
Если в биоценозах деятельность одних видов не компенсирует деятельность других, то условия среды неминуемо изменяются. Популяции меняют среду в неблагоприятную для себя сторону и вытесняются другими видами, для которых новые условия экологически более выгодные. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не сформируется уравновешенное сообщество, которое способно поддержать баланс веществ в экосистеме.
Таким образом, в природе происходит саморазвитие экосистем от неустойчивого состояния к устойчивому
Для саморазвития биоценозов характерен целый ряд общих закономерностей:
- постепенное увеличение видового разнообразия,
- смена доминирующих видов,
- усложнение цепей питания,
- увеличение в сообществах доли видов с длительными циклами развития,
- усиление взаимовыгодных связей в биоценозах.
Саморазвитие экосистем начинается на любом участке суши, который обнажился: на осыпях, отмелях, сыпучих песках, голых скалах, обвалах горных пород и т.д.
Это первичные сукцессии. Они проходят ряд закономерных этапов.
На первом этапе обнажившийся участок заселяется случайно попадающими сюда организмами из окружающих местообитаний: семенами, спорами, летающими и ползающими насекомыми, расселяющими грызунами, птицами и т.д.
На втором этапе прижившиеся виды осваивают и изменяют окружающую среду, еще не мешают друг другу.
На третьем этапе обостряются конкурентные отношения, так как освоена территория полностью. Часть видов вытесняется и заменяется новыми. Процесс постепенной смены видового состава может длиться достаточно долго.
На конечном этапе устанавливается постоянный состав сообщества. Виды распределены по экологическим нишам, не мешают друг другу, связаны пищевыми цепями и взаимовыгодныни отношениями, осуществляющими круговорот веществ.
Такие биогеоценозы называют коренными, кпнечными или климаксовыми.
Вторичная сукцессия относится к сообществам, которые развиваются на месте уже существовавшего ранее сформированного сообщества. Примером являются изменения, происходящие после раскорчевки и запашки площадей, вырубки леса и т.д.(примеры учащихся)
Такие смены можно назвать восстановительными.
Смена внезапная, не свойственная биогеоценозам, называется катастрофическая. Примеры: пожары, затопления, деятельность вулканов : .
Вековые смены экосистем охватывают длительные периоды времени. Они происходят в связи с изменениями климата на планете, рельефа и других свойств поверхности Земли.
Вопрос: Что можно рассказать по годичным кольцам на спиле вековых деревьев? Вековые смены экосистем отражают историю развития биосферы.
В любом биогеоценозе всегда совершаются какие-то изменения:
- в состоянии жизнедеятельности членов сообществ,
- в соотношении популяций видов, - в свойствах биотопа.
Такие изменения осуществляются в течение суток, сезона или года. Многие из них регулярно повторяются. Такие изменения называют циклическими.
В отличие от смены биогеоценозов, циклические изменения не производят принципиальных изменений в свойствах природного сообщества, не меняют его функциональной устойчивости, а отражают лишь комплекс приспособлений экосистемы в целом к суточной, сезонной и годичной динамике (изменениям) условий существования.
Суточные изменения характеризуются суточными ритмами активности процессов жизнедеятельности.
Активность животных меняется - времени суток (ночные бабочки, совы, в ночное время раскрываются пахучие, светлые цветки). Это дает рациональное использование ресурсов биотопа, а значит, повышается устойчивость биогеоценоза.
Сезонные изменения связаны с контрастными условиями периодов года (теплого-холодного, влажного-сухого).
Миграции птиц и млекопитающих; изменения у растений (листопад).
Основная роль в регуляции сезонных ритмов у животных организмов принадлежит изменениям в продолжительности дня и ночи, которые тесно связаны с годовым изменением температуры. Весной вслед за удлинением дня повышается температура, а осенью с укорочением дня она снижается. Следовательно, длина дня служит сигнальным фактором, определяющим направление всех биологических процессов.
Реакцию живых организмов на продолжительность светового периода суток называют фотопериодизмом.
Большое влияние на жизнедеятельность биогеоценозов оказывают годичные циклические изменения. Изучая спилы деревьев - долгожителей можно четко проследить циклические изменения климата, связанные с активностью Солнца.
Суточные, сезонные и годичные изменения биогеоценоза не приводят к его смене, но доказывают тесную зависимость от условий внешней среды. А это очень важно знать человечеству в век интенсивного использования природных ресурсов. Превращение нашей биосферы в один обширный ковер пахотных земель таит в себе огромную опасность.
Человечество, с его интенсивным ростом численности, заинтересовано в высокой продуктивности сообществ. Уничтожая естественные стабильные экосистемы, мы подвергаем окружающую среду к неминуемым сукцессионным изменениям, которые при неграмотном управлении могут привести к экологической катастрофе.
Остатки цивилизаций и пустыни, возникновение которых обязано деятельности человека, является прекрасным доказательством того, что человек никогда не осознавал свою тесную связь с природой, необходимость приспосабливаться к естественным процессам, а не командовать ими.
Биогеоөеноз обладает саморегуляөией, т.е. способностҗю к востановлению внутреннего равновесия после воздействий природных или антропогенных факторов.
Смена биогеоөеноза моңет бытҗ вызвана:
а) влиянием природных факторов внешней среды;
б) стихийными бедствиями( поңар, массовое размноңение вредителей);
в) влияние человека(вырубка леса, осушение или орошение земелҗ).
3) Восстановление биогеоөеноза моңет происходитҗ естественным путем, что длитҗся более 100 лет.
IV.Закрепление : I. Составить схему " Основные процессы в биоценозах. Изменения."
II. Как регулируются сезонные ритмы у живых организмов? Ответ обоснуйте
III. Опишите виды экологических сукцессий. Ответ обоснуйте.
VI. Почему чужеземные виды растений чаще всего внедряются в местную растительность по обочинам дорог, насыпям, берегам рек, пашням и другим подобным местообитаниям и не приживаются в лесах, на лугах или в степях?
V. Задание на дом :Изучение материала учебника.
Биология 11 класс Урок № 60
|
