Конспект урока по экологии "Общие законы зависимости организмов от факторов среды"

Структура урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Оргмомент

Постановка целей и задач

Повторение ранее изученного материала

Цель данного этапа урока для учителя – контроль усвоения учащимися проблемы взаимоотношений человека и природы. Основной метод – опрос и обсуждение проблемы.

Вводное слово:

Учитель:Реальные отношения человека с природой свидетельствуют о том, что как бы ни стремился человек возвыситься над природой, пренебречь природными условиями своей жизни, объективно он подчиняется этим условиям и зависит от них. Возможно, в отдельных случаях сложившаяся ситуация ограничивает его замыслы, заставляет отказываться от намеченных планов, но, невзирая ни на какие сиюминутные сложности, человек должен прийти к сознательному уяснению неустранимости этого факта.

(Цель) Для начала мы обсудим с вами проблемы взаимоотношения человека с природой.

Далее учитель предлагает обсудить вопросы, заданные на дом (цель – контроль усвоения домашнего задания, умения детей работать над проблемными вопросами):

1. Зачем человечество обратилось к экологии для решения проблем сохранения жизни на Земле?

2. Отчего земледелие и скотоводство, ставшие значимыми этапами в развитии человечества, сейчас характеризуются как факторами нарушения устойчивости биосферы?

3. Почему для достижения устойчивого развития биосферы обращаются к вопросам нравственности и культуры?

Учитель: 1. В своем труде “Назначение человека” виднейший представитель немецкого классического идеализма Иоганн Фихте отмечал: « Не природа, сама свобода создает большинство самых ужасных беспорядков в человеческой жизни: злейший враг человека – человек”. Как вы объясните такое высказывание?

2. Мы не можем управлять природой, не следуя её законам. Фрэнсис Бэкон.

Обсуждение вопросов.

Учащиеся предлагают свои объяснения, выражают согласие или несогласие

Изучение нового материала

Цель данного этапа урока: сформировать понятия учащихся о среде обитания, факторах среды, закономерностях их влияния на организмы, а также умения приводить примеры, вычленять главное, обобщать и анализировать материал, воспитывать экологическое мировоззрение через знание закономерностей действия факторов.

Для учащихся: в конце урока вы должны ответить на вопрос: для чего вам нужно знать о действии экологических факторов.

Методы: объяснительно-иллюстративный, с элементами частично-поискового.

1. Понятие «среда обитания».

Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают всё необходимое для жизни и в неё же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие.

Различают естественную и искусственную (созданную человеком) среду обитания.

Далее учитель предлагает вспомнить основные среды обитания живых организмов и назвать их особенности.

Вопрос1: назвать искусственные среды обитания (ожидаемые ответы – аквариум, ферма, оранжерея, теплица, террариум и т.п.)

Вопрос 2: Чем отличаются понятия «среда обитания» и «местообитание»?

Подумайте, пожалуйста, какие ассоциации возникают у вас с этим словом “среда обитания”? (запишите все ассоциации, которые у вас возникают, записи должны быть емкими, краткими).

Давайте обсудим, что у вас получилось? (выборочно проверяем)

Учитель: Отдельные свойства и элементы среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами.

2. Классификация экологических факторов

Факторы среды (экологические факторы) разнообразны, имеют разную природу и специфику действия. Выделяют следующие группы экологических факторов:

1. Абиотические (факторы неживой природы);

2. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга:

3. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, приводящие к изменению среды обитания других видов или непосредственно сказывающиеся на их жизни.

2.1. Абиотические факторы.

1) Классификация абиотических факторов:

- метеоклиматические (температура, влажность, свет, ветер, осадки, давление);

- физические (давление; шум, вибрация, электромагнитное излучение, радиоактивное излучение, космическое излучение);

- химические (солевой состав воды, газовый состав воздуха, пища, лекарства, наркотики);

- орографические (экспозиция, рельеф);

- эдафические (механический состав, влагоемкость, структура, порозность почвы);

- геологические (карст, родон);

- гидрологические (наводнения, цунами);

- геофизические (землетрясения).

2) Влияние факторов на организм.

Учитель: Рассмотрим влияние трех основных факторов – света, температуры и влажности.

Экологические группы животных по отношению к температуре окружающей среды:

- пойкилотермные (холоднокровные животные, животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды); - гомойотермные(животные с постоянной, устойчивой температурой тела, почти не зависящей от температуры окружающей среды). 

Экологические группы растений по отношению к температуре:

Мегатермофиты - жаростойкие растения

Мезотермофиты - теплолюбивые растения

Микротермофиты - холодостойкие растения

Гекистотермофиты - очень холодостойкие растения

Экологические группы животных по отношению к свету

Фотофоб - тенелюбивый организм (животное), не выносящий яркого освещения. Среди фотофобов различают сумеречных и ночных животных.

Экологические группы растений по отношению к свету

Сциофиты - тенелюбивые растения

Сциогелиофиты - теневыносливые растения

Гелиофиты - светолюбивые растения

Экологические группы животных по отношению к влажности

Гигрофоб - наземные животные, избегающие избыточной влажности в конкретных местах обитания.

Гидробионты - организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла.

Экологические группы растений по отношению к влажности
Ксерофиты - растения засушливых местообитаний

Мезофиты - растения среднеувлажнённых местообитаний

Гидрофиты - водные растения

2.2. Биотические факторы.

Учитель: Окружающие организмы оказывают не менее сильное влияние, вступая в борьбу за ресурсы.

??? Что такое ресурсы и чем они отличаются от условий???

(Ресурсы - это факторы, которые в результате жизнедеятельности организма сокращаются (пища, территория и т.п.)

Условия – это факторы, которые организмом не расходуются, не исчерпываются, и ни один организм не в состоянии сделать их менее доступными для других организмов (например, соленость воды, температура).

Таким образом, степень влияния одних организмов на другие зависит от количества ресурсов, а также от того, кто кем по отношению к другому является (хищник-жертва, паразит-хозяин и др.)

Биотические факторы будут подробнее изучаться позднее, поэтому на

данном уроке целесообразно лишь дать понятие об этих факторах и основных типах взаимоотношений между организмами.

Основные типы взаимоотношений:

1) позитивные– мутуализм(++); комменсализм(+0)

2)негативные – хищничество, паразитизм (+-) ; конкуренция (--); амменсализм (-0);

3) нейтрализм (00)

2.3. Антропогенные факторы.

Учитель: Этот фактор, по сути, тоже биотический. Но ни один организм не способен настолько преобразовывать окружающую среду, ни один организм не имеет столь масштабного влияния на биосферу. Поэтому этот фактор был выделен отдельно, причем, со знаком «минус».

Антропогенный фактор будет подробнее изучаться позднее, поэтому на данном уроке целесообразно лишь дать понятие об этом факторе и основных типах воздействия человека на природу.

3. Виды воздействия экологических факторов на организмы.

Учитель: Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода. Они могут являться:

раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных (адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка, фотопериодизм);

ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за невозможности существования в данных условиях;

модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения организмов;

сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.

Далее учитель предлагает назвать примеры каждой группы факторов

Учитель: к чему может привести действие экологических факторов?

Действие экологических факторов может приводить:

– к устранению видов с биотопов (смена биотопа, территории, сдвиг ареала популяции; пример: миграции птиц);

– к изменению плодовитости (плотности популяций, репродукционные пики) и смертности (смерть при быстрых и резких изменениях условий окружающей среды);

– к фенотипической изменчивости и адаптации: модификационная изменчивость – адаптивные модификации, зимняя и летняя спячка, фотопериодические реакции и т.п.

Учитель указывает на то, что действие любого фактора должно рассматриваться со всех сторон.

Периодичность действия экологических факторов. Действие фактора может быть: 1) регулярно-периодическим, меняющим силу воздействия в связи со временем суток, сезона года или ритмом приливов и отливов в океане; 2) нерегулярным, без четкой периодичности, например катастрофические явления – бури, ливни, смерчи и т.д.; 3) направленным на протяжении известных отрезков времени, например, глобальные похолодания, или зарастание водоемов.

Экологические факторы по воздействию на организмы делят на прямые и косвенные.

Прямые экологические факторы действуют на организмы непосредственно, прямо (ветер, дождь или снег, состав минеральных компонентов почвы и т. п.).

Косвенные экологические факторы действуют опосредованно, перераспределяя прямые факторы. Например: рельеф (косвенный фактор) "перераспределяет" действие таких прямых факторов, как ветер, осадки, питательные вещества; физические свойства почвы (механический состав, влагоемкость и др.) как косвенные факторы "перераспределяют" действие прямых факторов - химических свойств.

Учитель: действие экологических факторов, как и любых явлений природы очень строго подчинено определенным законам. Самое интересное, что эти законы применимы ко многим сферам нашей жизни.

Далее учитель дает информацию о закономерностях действия факторов и предлагает привести примеры жизненных ситуаций.

4. Закономерности действия экологических факторов

1. Закон оптимума (выражается в том, что любой экологический фактор имеет пределы положительного влияния на живые организмы.

Учитель: Сила воздействия экологических факторов постоянно меняется. Лишь в определенных местах планеты значения некоторых из них более или менее постоянны (константны). Например: на дне океанов, в глубинах пещер сравнительно постоянны температурный и водный режимы, режим освещения.

Рассмотрим действие закона оптимума на конкретном примере: животные и растения плохо переносят и сильную жару, и сильные морозы, оптимальными для них являются средние температуры - так называемая зона оптимума. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем в большей степени данный экологический фактор угнетает жизнедеятельность организма. Эта зона носит название зоны пессимума. В ней имеются критические точки - "максимальное значение фактора" и "минимальное значение фактора"; за их пределами наступает гибель организмов. Расстояние между минимальным и максимальным значениями фактора называют экологической валентностью или толерантностью организма

По характеру толерантности выделяют следующие виды:

эврибионтные - имеющие широкую экологическую валентность по отношению к абиотическим факторам среды; делятся на эвритермные (выносящие значительные колебания температур), эврибатные (выносящие широкий диапазон показателей давления), эвригалинные (выносящие разную степень засоленности среды).

стенобионтные - неспособные переносить значительные колебания фактора (например, стенотермными являются белые медведи, ластоногие млекопитающие, обитающие при низком температурном режиме).

Учитель: Как вы думаете, какой экологический фактор может угнетать жизнь? (любой, находящийся в избытке). А недостаток фактора может вызывать угнетение? (может)

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора

гласит, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Закон был установлен в 1905 г. английским ученым Блеккером.

Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающим могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности. Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) - зимняя температура и т. д.

Это закон учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Ю. Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20% от необходимой нормы, а кальция - 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.

Это правило Ю. Либих назвал "правилом минимума", так как изучал влияние недостаточных доз удобрений. Позднее выяснилось, что избыток минеральных солей в почве тоже снижает урожайность, так как при этом нарушается способность корней всасывать растворы солей.

Закон неоднозначного действия:

действие каждого экологического фактора неоднозначно на разных стадиях развития организма.

Учитель: Примерами её проявления могут служить следующие данные:

- для развития головастиков вода жизненно необходима, а для взрослой лягушки она не является жизненно важным условием;

- критическая минимальная температура для взрослых особей бабочки огневки мельничной , а для гусениц бабочки этого вида критической является.

Закон взаимодействия экологических факторов: оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, в сочетании с какими другими факторами осуществляется воздействие.

Учитель: тПример: жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе; мороз хуже переносится в сочетании с ветренной погодой и т. п.

Учитель предлагает предположить, где применяют такую закономерность (в сельскохозяйственной практике для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности культурных растений. Например, при угрозе заморозков на почве, которые случаются в средней полосе даже в мае, растения на ночь обильно поливают.)

Закон незаменимости факторов

Закон экологической индивидуальности видов

экологические спектры (толерантность) разных видов не совпадает, каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям. Был сформулирован в 1924 г. русским ботаником Л.Г. Раменским

Запись в тетради определения среды обитания

Учащиеся называют водную, почвенную, наземно-воздушную и организменную, и их особенности.

Работа в тетради самостоятельно; обсуждение

Запись в тетрадь

Запись в тетрадь

Учащиеся конспектируют материал в тетрадь

Учащиеся приводят примеры

Предположения о последствии действия факторов, а затем записывают в тетрадь

Конспект в тетрадь

Приводят примеры

Конспект в тетрадь

Ответы на вопросы

Закрепление

1. Отработка понятий.

2. Вопрос для обсуждения: В каких проявлениях сельскохозяйственной деятельности часто нарушается закон оптимума?

Домашнее задание

п. 2, конспект, з. 1, уметь отвечать на вопросы.