Розробка уроку на тему: Середвища існування живих організмів

Дата: _______ Група_№__________

Урок  № 2
Тема: Поняття  про  середовище  існування, шляхи  пристосування  до  нього  організмів

Мета:

навчальна: розширити та узагальнити  знання  про  середовище  існування  й 

виникнення  пристосованості  до  нього живих організмів;

розвиваюча: розвивати уяву, продовжувати розвивати системність мислення;

виховна: виховувати людяність, любов та бережливе ставлення до природи,

активну позицію у навчанні та житті; сприяти формуванню в учнів

основних уявлень про наукове пізнання світу.
Обладнання  й  матеріали: ілюстративний  матеріал, мультимедійний проектор, презентація до уроку, зображення різних організмів.
Базові  поняття  й  терміни: адаптація, екологічний фактор, анабіоз, планктон,  нектон,  бентос,  симбіоз,  мутуалізм,  коменсалізм,  паразитизм.
Тип  уроку: комбінований.

Методи та прийоми уроку: розповідь з елементами бесіди, фронтальне опитування, випереджувальне домашнє завдання, дидактична гра «знайди домівку», інтерактивні методи (фантастична добавка, інтерактивний кросворд, термінологічне лото, ажурна пилка), відеоролики, сугестивний метод (використання в ході уроку віршів, музики), робота з таблицями, робота в малих групах.

Міжпредметні зв’язки: географія, екологія.
Структура  уроку
  I.   Організаційний етап ....................................................................................... 1 хв

ІІ. Перевірка домашнього завдання……………………………………………..4 хв
  IІI.  Актуалізація опорних знань і мотивація  навчальної діяльності.................8 хв
  IV. Вивчення нового матеріалу  ……………………………..............................  20 хв
  V. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів  ...................  10 хв
  VІ.  Підбиття підсумків уроку   ............................................................................. 1 хв
  VIІ.  Домашнє завдання  ......................................................................................... 1 хв

Хід  уроку
  І.  Організаційний  етап

ІІ. Перевірка домашнього завдання. (Фронтальне опитування)

Запитання для контролю:

1. Що таке популяція?

2. Назвіть екологічні характеристики популяцій.

3. На які групи поділяються особини в статеві структурі?

4. Які популяції називають моноциклічними, а які поліциклічними?

5. В залежності від способу життя особин розрізняють форми організації популяцій

  ІІІ. Актуалізація  опорних  знань  і  мотивація  навчальної  діяльності.

Мотивація навчальної діяльності

Три скарби у природи є:

Вода, ґрунт, її повітря –

Це три її основи.

Яка б не грянула біда,

Якщо цілі вони -

Відродиться життя планети знову!

Демонстрація відеоролику «Різноманітність живих організмів»

Актуалізація опорних знань

1. Назвіть чотири оболонки Землі?

2. Чи однакові умови життя у літосфері, атмосфері, гідросфері?

3. Що таке екологічні фактори?

Інтерактивна вправа «Фантастична добавка»

Уявіть, що корова живе у воді, риба в ґрунті, а дощовий черв’як літає… Зобразіть на папері як вони б виглядали та поясніть чому?

  IV.  ВИВЧЕННЯ  НОВОГО  МАТЕРІАЛУ

Ми вже знаємо, що середовище існування – це та частина природи, яка оточує живий організм і з якою він безпосередньо взаємодіє.

Складові частини і властивості середовища різноманітні й мінливі. Будь-яка жива істота існує в складному й мінливому світі, постійно пристосовуючись до нього і регулюючи свою життєдіяльність відповідно до його змін.

На нашій планеті живі організми освоїли 4 основні середовища існування, які суттєво розрізняються специфікою умов: наземно-повітряне, водне, ґрунт, організми інших істот.

​  Яке із середовищ було першим?

Саме водне середовище було першим, оскільки у ньому виникло і поширилось життя. Надалі живі організми оволоділи наземно-повітряним середовищем, створили й заселили ґрунт. Четвертим специфічним середовищем життя стали самі живі організми, кожен з яких являє собою цілий світ для паразитів, що населяють його, чи симбіонтів.

Оскільки, кожне з цих середовищ має безліч факторів, які досить-таки-мінливі, то організми змушені весь час пристосовуватись до них, саме здатність до адаптацій є однією з основних властивостей життя, бо забезпечує саму можливість існування організму, виживати і розмножуватись в певних умовах середовища.

Завданням нашого уроку буде ознайомитись із наземно-повітряним, водним, грунтовим і організмовим середовищем існування та шляхами пристосування організмів до них.

Знайомлення з командами-групами, кожна з яких представляє одне середовище. Капітан дає невеличку характеристику середовища.

Метод «ажурна пилка». (Капітани кожної групи відправляють по одному представникові до груп, що представляють інші середовища. Командири повідомляють основні відомості про своє середовище. Далі збирачі інформації повертаються до своєї групи і обговорюють нові відомості та систематизують їх).

Для закріплення отриманого матеріалу викладач пропонує  доповнити,  узагальнити  знання  про  навколишнє середовище.

Які ще існують пристосування організмів до умов існування?!

Демонстрація слайдів та відеоролика «Команда»

Розповідь викладача.

• Як вижити серед великого різноманіття живих істот і під впливом несприятливих чинників середовища?

Пристосування до умов існування накладає на організм певні обмеження, що потребує затрат енергії й одночасно знижує його можливості адаптації до інших факторів це так звана ціль спеціалізації. Тому кожний вид володіє обмеженим набором пристосувань. Такі набори пов’язаних між собою пристосувань та обмежень називаються адаптивними комплексами.

Учені Леонід Раменський і Дж.П. Грайм запропонували три основні типи адаптованих комплексів:

1. Конкурентні - (види – «леви» мешкають у сприятливих умовах життя і можуть постояти за себе.) Такі види мають стабільну високу чисельність, великі розміри, малочислене потомство, про яке турбуються, не схильні до змін умов існування. Хвойні рослини, крупні хижаки.

2. Рудеральні (види – «шакали») – мешкають у сприятливих, але змінних умовах, не витримувати конкуренції з «левами». Це види – «кочовики», що перебувають у постійному русі. Висока здатність до розселення, невеликі розміри, швидко розмножуються, багаточисленне потомство, можуть заселяти нові сприятливі місця існування. (Трав’янисті рослини, гризуни, птахи).

3. Толерантні – (види - «верблюди») мешкають в умовах із бідними ресурсами, переносять труднощі. Не досить швидко розмножуються і не витримують прямої конкуренції. Витривалі, не вимогливі, переважають там, де інші види не можуть існувати. (пустелі, скелі, засолені ґрунти – рослини сукуленти (агава, алое), дрібні хижаки, верблюди).

Індивідуальна робота – мозковий штурм.

Кожна команда, по-черзі, має віднести певний організм до відповідного типу, поставивши плюс в колонці.

Висновок: розвиток різних ознак живих організмів, має визначальне значення для його виживання в певному середовищі.

VІ. Узагальнення і систематизація знань та вмінь

Вправа «Термінологічне лото»

На дошці прикріплені аркуші паперу, по-черзі, учні з кожної групи підходять до дошки та обирають свій аркуш, на якому з іншої сторони написаний термін або поняття, що стосується теми і відповідає на нього.

Дидактична гра «Знайди домівку»

До вас завітали різні тварини. Вони заблукали, шукаючи своє середовище життя. Допоможіть їм знайти своє середовище.

(На столі розміщені невеличкі картинки різноманітних тварин. Представники з кожної команди отримують набір картинок із зображеними організмами. Учні повинні поселити кожну тварину в своє середовище життя.)

Інтерактивний кросворд «Середовище існування та пристосування до нього»

Завдання: для кожної групи свій варіант кросворду.

1 група – є відповіді, але немає запитань до них;

2 група – є запитання, немає відповідей;

3 група – є відповіді по-горизонталі, питання по вертикалі, розгадати та придумати питання до іншої частини;

4 група – є відповіді по вертикалі, питання по горизонталі, розгадати та придумати питання до іншої частини.

Після виконання завдання групи обмінюються своїми відповідями та перевіряють їх. Правильні відповіді зображено на слайдах.

VІІ. Підведення підсумків.

Експерти підбивають підсумки уроку, відзначають

роботу кожної групи, роблять загальні висновки з уроку.

VІІІ. Домашнє завдання.

Прочитати параграф, дати відповіді на запитання.

Написати твір-роздум на екологічну тематику: «Середовище, в якому я живу». (10-12 балів).

Лист оцінювання

Група 4: «Організм як середовище існування організмів»

Інформація до уроку

Водне середовище існування

Вода покриває 71% площі земної. Основна маса води зосереджена в морях та океанах – 94-98%, в полярних льодах міститься близько 1,2% води і зовсім мала частка - менше 0,5%, у прісних водах річок, озер і боліт. Співвідношення ці постійні, хоча в природі, не перестаючи, відбувається кругообіг води.

У водному середовищі живе близько 150 000 видів тварин і 10 000 рослин, що становить відповідно всього 7 і 8% від загального числа видів Землі. На підставі цього був зроблений висновок про те, що на суші еволюція йшла набагато інтенсивніше, ніж у воді.

Екологічні групи гідробіонтів

Найбільшою різноманітністю життя відрізняються теплі моря й океани (40000 видів тварин) в області екватора і тропіках, на північ і південь відбувається збіднення флори і фауни морів у сотні разів. Що стосується розподілу організмів безпосередньо в морі, то основна маса їх зосереджена в поверхневих шарах (епіпелагіаль) і в субліторальній зоні. У залежності від способу пересування і перебування в певних верствах, морські мешканці поділяються на три екологічні групи: нектон, планктон та бентос.

Нектон (nektos - плаваючий) - активно пересуваються великі тварини, здатні долати великі відстані та сильні течії: риби, кальмари, ластоногі, кити. У прісних водоймах до нектону відносяться і земноводні і безліч комах.

Планктон (planktos - блукаючий, повітряний) - сукупність рослин (фітопланктон: діатомові, зелені і синьо-зелені (тільки прісні водойми) водорості, рослинні жгутиконосці) і дрібних тварин (зоопланктон: дрібні ракоподібні, з більших - крилоногі молюски, медузи, деякі черв'яки), що мешкають на різній глибині, але не здатних до активного пересування і до протистояння течіям. До складу планктону входять і личинки тварин, утворюючи особливу групу - нейстон.  Планктон грає важливу роль у трофічних зв'язках біосфери, тому що є їжею для багатьох водних мешканців, у тому числі основним кормом для вусатих китів.

Бентос (benthos - глибина) - гідробіонти дна. Представлений в основному прикріпленими або повільно пересуваючими тваринами (зообентос: фораменіфери, риби, губки, кишковопорожнинні, черви, молюски, асцидії, тощо), більш численними на мілководді. На мілководді у бентос входять і рослини (фітобентос: діатомові, зелені, бурі, червоні водорості, бактерії). На глибині, де немає світла, фітобентос відсутній. 

Висока щільність водного середовища визначає особливий склад і характер зміни життєзабезпечуючих чинників. Одні з них ті ж, що і на суші - тепло, світло, інші специфічні: тиск води (з глибиною збільшується на 1 атм. На кожні 10 м), вміст кисню, склад солей, кислотність. Завдяки високій щільності середовища, значення тепла і світла з градієнтом висоти змінюються набагато швидше, ніж на суші.

Тепловий режим. Для водного середовища характерний менший прихід тепла, тому що значна частина його відбивається, і не менш значна частина витрачається на випаровування. Узгоджуючи з динамікою наземних температур, температура води має менші коливання добових і сезонних температур. Більш того, водойми істотно вирівнюють хід температур в атмосфері прибережних районів. При відсутності льодового панцира моря в холодну пору року надають зігріваючу дію на прилеглі території суші, влітку - охолоджувальне та зволожуючу.

У зв'язку з різним ступенем прогрівання верхніх і нижніх шарів протягом року, приливами і відливами, течіями, штормами відбувається постійне перемішування водних шарів. Роль перемішування води для водних мешканців (гідробіонтів) виключно велика, тому що при цьому вирівнюється розподіл кисню і поживних речовин усередині водойм, забезпечуючи обмінні процеси між організмами і середовищем.

Світловий режим

Інтенсивність світла у воді сильно ослаблена через його відображення поверхнею і поглинанням самою водою. Це сильно позначається на розвитку фотосинтезуючих рослин. Чим менше прозорість води, тим сильніше поглинається світло. Прозорість води лімітується мінеральними суспензіями, планктоном. Зменшується вона при бурхливому розвитку дрібних організмів влітку, а в помірних і північних широтах - ще й взимку, після встановлення льодового покриву і укриття його зверху снігом.

Які пристосування гідробіонтів до високої щільності води?

Воді властива висока щільність (1 г/см3, що в 800 разів більше щільності повітря) і в'язкість.

1) У рослин дуже слабко розвинені або зовсім відсутні механічні тканини - їм опора сама вода. Більшості властива плавучість, за рахунок повітроносних міжклітинних порожнин. Характерно активне вегетативне розмноження, розвиток гідрохорії - винесення квітконосів над водою і розповсюдження пилку, насіння і спор поверхневими течіями.

2) У живуть у товщі води і активно плаваючих тварин тіло має обтічну форму і змазано слизом, що зменшує тертя при пересуванні. Розвинені пристосування для підвищення плавучості: скупчення жиру в тканинах, плавальні міхури у риб, повітрявмісні порожнини у сифонофор. У пасивно плаваючих тварин збільшується питома поверхня тіла за рахунок виростів, шипів, придатків; тіло ущільнюється, відбувається редукція скелетних органів. Різні способи пересування: згинання тіла, за допомогою джгутиків, війок, реактивний спосіб пересування (головоногі молюски).

У придонних тварин зникає або слабо розвинений скелет, збільшуються розміри тіла, звичайна редукція зору, розвиток дотикальних органів.

Які пристосування гідробіонтів до рухливості води?

Характерна риса водного середовища - рухливість. Вона обумовлена ​​приливами і відливами, морськими течіями, штормами, різними рівнями висотних відміток русел річок.

1. У проточних водоймах рослини міцно прикріплюються до нерухомих підводних предметів.  

2. У риб проточних вод тіло в поперечнику кругле, а у риб, що мешкають на дні, як і в придонних безхребетних тварин, тіло плоске. У багатьох на черевній стороні є органи фіксації до підводних предметів.

Наземно-повітряне середовище проживання

У ході еволюції це середовище була освоєна пізніше, ніж водна. Її особливість полягає в тому, що вона газоподібна, тому характеризується низькими вологістю, щільністю і тиском, високим вмістом кисню. У ході еволюції у живих організмів виробилися необхідні анатомо-морфологічні, фізіологічні, поведінкові й інші адаптації. Тварини в наземно-повітряному середовищі пересуваються по грунті або по повітрю (птахи, комахи), а рослини вкорінюються в грунті. У зв'язку з цим, у тварин з'явилися легені і трахеї, тобто органи, якими сухопутні мешканці планети засвоюють кисень прямо з повітря. Сильний розвиток отримали скелетні органи, що забезпечують автономність пересування по суші і підтримують тіла з усіма його органами в умовах незначної щільності середовища, в тисячі разів меншою в порівнянні з водою. Екологічні чинники в наземно-повітряному середовищі відрізняються від інших середовищ існування високою інтенсивністю світла, значними коливаннями температури і вологості повітря, кореляцією всіх факторів з географічним положенням, зміною сезонів року і часу доби. Впливу їх на організми нерозривно пов'язане з рухом повітря і положення щодо морів і океанів і сильно відрізняються від впливу у водному середовищі.

У тварин і рослин суходолу виробилися свої, не менш оригінальні адаптації на несприятливі фактори середовища: складну будову тіла і його покривів, періодичність і ритміка життєвих циклів, механізми терморегуляції і ін. Виробилася цілеспрямована рухливість тварин у пошуках їжі, з'явилися стерпні вітром спори, насіння і пилок рослин, а також рослини і тварини, життя яких цілком пов'язана з повітряним середовищем. Сформувався виключно тісний функціональний, ресурсний і механічний взаємозв'язок з грунтом. 

Грунт як середовище проживання

Земля - єдина з планет має грунт - особливу, верхню оболонку суші. Ця оболонка сформувалася в історично доступний для огляду час - вона ровесниця сухопутного життя на планеті. Вперше на питання про походження грунту відповів М.В. Ломоносов ("Про шари землі"): "... грунт утворився від согнітія тваринних і рослинних тіл ... довготою часу ...". А великий російський вчений Вас. Вас. Докучаєв вперше назвав грунт самостійним природним тілом і довів, що грунт є "... таке ж самостійне природньо-історичне тіло, як будь-яка рослина, будь-яка тварина, будь-який мінерал ... воно є результат, функція сукупної, взаємної діяльності клімату даної місцевості, її рослинних і тваринних організмів, рельєфу і віку країни ..., нарешті, підгрунтя, тобто грунтових материнських гірських порід. ... Всі ці агенти-грунтотворці, по суті, абсолютно рівнозначні величини і беруть рівноправну участь в утворенні нормальної грунту ... ". І вже сучасний відомий учений грунтознавець Н.А. Качинський ("Грунт, його властивості і життя", 1975) дає наступне визначення грунту: "Під грунтом треба розуміти всі поверхневі шари гірських порід, перероблені і змінені спільним впливом клімату (світло, тепло, повітря, вода), рослинних і тваринних організмів" .

Органічне речовина - до 10% грунту, утворюється з відмерлої біомаси (рослинна маса - опад листя, гілок і коренів, лежачі стовбури, ганчір'я трави, організми загиблих тварин), подрібненої і переробленої в грунтовий гумус мікроорганізмами і певними групами тварин і рослин. Більш прості елементи, що утворилися в результаті розкладання органіки, знову засвоюються рослинами і залучаються в біологічний кругообіг.

Повітря (15-25%) у грунті міститься в пустотах - порах, між органічними та мінеральними частинками. При відсутності (важкі глинисті грунти) або заповненні пор водою (під час підтоплень, танення мерзлоти) у грунті погіршується аерація і складаються анаеробні умови. У таких умовах гальмуються фізіологічні процеси організмів, які споживають кисень - аеробів, розкладання органіки йде повільно. Поступово накопичуючись, вони утворюють торф. Великі запаси торфу характерні для боліт, заболочених лісів, тундрових спільнот.

Організм як середовище проживання

Між організмами існують не тільки трофічні, але і топічні зв'язки. Результатом їх є створення одним організмом певних екологічних умов для іншого, або за висловом В.К. Беклемішева "кондиціонування" середовища. Під пологом лісу формується свій мікроклімат, сприятливий для життя багатьох тварин і мікроорганізмів. Тут менше амплітуда температурних коливань, більш висока вологість, ослаблена сила вітру в порівнянні з відкритим простором. На деревах знаходиться місце існування для ліан (в лісах Південного Примор'я) і епіфітних лишайників (високогірні і північні райони Далекого Сходу), в дуплах і ущелинах стовбурів влаштовують житла птиці і змії.

Для тварин і рослин, що поселяються на або всередині іншого організму, останній є середовищем існування чи життя. Взаємовідносини між ними називаються симбіозом (symbiosis-спільне життя). Розрізняють декілька форм симбіотичних відносин, основні: коменсалізм, паразитизм і мутуалізм.

Коменсалізм - тісний зв'язок між організмами, при якій господар не отримує жодної користі, ні шкоди. Приклад - лишайники на деревах.

Паразитизм - найпоширеніша форма симбіозу. Організм хазяїна є місцем проживання, біотопом для організму-паразита. Паразитизм відрізняється від хижацтва тим, що їжею хижакові служать багато жертв, а паразит живе за рахунок одного або кількох господарів і рідко вбиває їх відразу. Паразитизм - стародавній спосіб життя. Внутрішньоклітинні паразити виявлені в найпростіших (бактерії, синьо-зелені водорості) та одноклітинних еукаріотів (діатомові, червоні і зелені водорості, амеби, радіолярії). А серед багатоклітинних організмів немає жодного, який не мав би в своєму тілі (рідше - на тілі) паразитів. Чим складніше будова організму і його органів, тим більше різноманітніший умови, в яких можуть проживати його співмешканці (і тим численніші вони).

Більше половини всіх видів на Землі відносяться до паразитів. Всі паразити поділяються на дві групи:

Ектопаразити - зовнішні паразити, що живуть на поверхні тіла господаря і впроваджуються в нього органами харчування, присосками (п'явки) або гаусторіями (рослини). Ектопаразити тварин: кліщі, п'явки, блохи, клопи; ектопаразити рослин: березки (Cuscuta), омела, Петров хрест, і ін

Ендопаразити - паразити, що живуть усередині тіла господаря (гельмінти, бактерії, віруси, найпростіші). 

Багато паразитів повністю втратили зв'язок із зовнішнім світом, і вступають у відносини з ним через свого господаря. Які ці умови для господаря, такі вони в підсумку і для паразитують на ньому організмів. Але між паразитом і господарем існують складні внутрішні взаємини. Реагуючи на виділення паразитів, організм господаря виробляє захисні реакції - активний імунітет. У крові виробляються антитіла білкові, які пригнічують життєдіяльність паразитів. Вироблення їх стимулюється токсинами паразита і перешкоджає повторному зараженню (гуморальний імунітет). Якщо організм здоровий, то проникнення в його організм патогенним організмам утруднено. Так, хвойні дерева виробляють смолу, розоцвіті - камедь, що затягують механічні пошкодження. Вони заселяються стовбуровими шкідниками і уражаються гнилями тільки в ослабленому стані. У багатьох особин в місці вторгнення шкідників, утворюються капсули, ізолюючі паразитів: галли, розростання пагонів ("відьмині мітли") - у рослин, зооціцідії - у тварин. У свою чергу на реакцію хазяїна паразит виробляє свою захисну реакцію.  Відомі приклади вироблення ферментів, що полегшують проникнення в тіло господаря та отримання і нього потрібного речовини (безболісні укуси кровососів і довга незгортуванінсть крові після нього).

Переваги паразитизму:

- У паразитів немає проблем з пошуком їжі; це дає їм можливість швидкого зростання, досягнення великих розмірів і високого потенціалу розмноження;

- Організм господаря служить надійним захистом від несприятливих умов середовища; немає небезпеки висихання, зміни температурного, сольового і осмотичного режимів.

У всіх паразитів в процесі еволюції відбулися анатомо-морфологічні та фізіологічні зміни, які полягають у спрощенні, аж до повної редукції окремих органів. 

Приклади крайнього спрощення організації ендопаразитів

У стрічкових черв'яків, що живуть в кишечнику ссавців і всмоктують їжу всією поверхнею, немає органів травлення. Паразитують не тільки рослина на рослині і тварина на тварині, але існує паразитизм і між рослиною і твариною. Сисні комахи - всі паразити, шкідники. Завдають великої шкоди сільському (попелиці, білокрилки, павутинний кліщ тощо) і лісовому (пильщики, попелиці) господарству.

Мутуалізм - взаємовідносини, коли отримують вигоду обидва живих організми, або види, тобто, коли в популяції одного з двох видів особини зростають і (або) виживають і (або) розмножуються в присутності іншого виду краще, ніж без нього.

Види одержуваних переваг різні. Часто один з партнерів використовує іншого як харчовий ресурс, натомість забезпечує йому захист від ворогів або сприятливі умови для життя (гриби-мікорізоутворювачі і вищі рослини). Вид, що виграє в їжі, звільняє партнера від паразитів (риби-чистильники), запилює насіння (конюшина і джмелі, бджоли і багато рослин), або поширює насіння (птахи і ягідні рослини, мурашки і Джефферсон сумнівна, бурундуки та кедровий сланник, дрібні гризуни і арізема амурська, білка-летяга і горішки липи). У кишечнику дуже великої кількості тварин, у тому числі людини, міститься мікрофлора, необхідна їм для нормальної життєдіяльності. При цьому мова йде не про альтруїзмі між організмами, а про взаємну вигоду.

20