Структура сообщества (трофическая). Потоки энергии и веществ

Ф.И.О. учителя Бакирова Р.Ш

Предмет: биология

Класс: 9

Тема урока: Структура сообщества (трофическая); потоки энергии и веществ.

Цель: формирование у учащихся знаний, необходимых для понимания основных

закономерностей функционирования биосферы, места и роли в ней человека.

Задачи: 1.Сформировать у учащихся представление о трофической структуре

сообщества: знания о составных элементах и особенностях трофической

структуры сообщества;

2.Показать направление потоков вещества и энергии; количественные изменения

энергии, переносимой по пищевой цепи; о пирамидах численности и биомассы организмов.

3.Показать роль пищевых цепей в сохранении круговорота биогенных элементов.

Оборудование: интерактивная доска ,диск «Зеленый пакет».

Методы работы: словесный частично-поисковый, наглядный.

Ход урока:1.Проверка знаний и умений.

Проверка знаний о видах экологических ресурсов по вопросам:

1 .Раскройте понятие « ресурсы среды».

2.Какие вы знаете типы ресурсов?

3.Как взаимосвязаны понятия «ресурсы» и «условия среды»?

2.Изучение нового материала.

1.Связи между населяющими сообщество организмами, представленные в форме пищевой сети; пищевые цепи как каналы потоков вещества и энергии; трофические уровни сообщества. (объяснение учителя)

Учитель: Организмы, входящие в состав экосистем, связаны друг с другом пищевыми отношениями. По типу питания различаются следующие группы:

А.Автотрофы (их еще называют продуцентами). Это зеленые растения, создающие в процессе фотосинтеза органические вещества. Продуценты аккумуляторы солнечной энергии.

Б.Гетеротрофы. Эти организмы не способны сами создавать органические вещества, живут за счет использования органических веществ и энергии, синтезированных автотрофами. Все животные и человек-гетеротрофы.

В.Редуценты. Они тоже сами не создают органических веществ, а живут за счет энергии, полученной при разложении остатков мертвых растений и животных. Это многочисленные грибы, микроорганизмы.

3.Работа в малых группах. Работа с диском «Зеленый пакет»

. Раздел « Природная среда» подраздел «Биологическое разнообразие» «Пищевая пирамида».

Класс делится на 4 группы, каждая из которых получает задание.

Задание: Пользуясь перечнем видов, связанных пищевыми связями, постройте три схемы:

1 группа-(Река и долина)

1.схема - пищевая цепь с указанием видов, которыми питаются рыбы.

2.схема - пищевая цепь с указанием видов, для которых рыба служит пищей

3схема-общая схема пищевой сети, с указанием рыб.

2группа - (Лес)

1схема-пищевая цепь с указанием видов, которыми питаются еж.

2схема-пищевая цепь с указанием видов, для которых еж является пищей.

3.общая схема пищевой цепи, с указанием ежа.

3-группа. «Луг»

1.схема - пищевая цепь с указанием видов, которыми питаются суслики.

2.схема - пищевая цепь с указанием видов, которые питаются сусликами.

3 .схема - общая схема пищевой цепи, с указанием сусликов.

4.группа.

1.схема - пищевая цепь с указанием видов, которыми питаются крысы.

2.схема - пищевая цепь с указанием видов, которые питаются крысами.

3.схема - общая пищевая цепь с указанием крыс.

2.Поток вещества и поток энергии; источники энергии, необходимой организмам; пирамиды численности и биомассы . ( объяснение учителя )

Учитель :В наземных экосистемах только незначительная часть биомассы, потребленной животными, используется для создания собственной массы, те есть для увеличения собственной массы. Эта величина для большинства животных не превышает 10 %.Таким образом, если заяц съел 10 кг растительной массы, то за счет этого его собственная масса увеличится только на 1 кг, а потом поедая 1 кг зайчатины, лисица увеличит свою массу только на 100 грамм, или на 0,01 от биомассы растений, съеденных зайцем .Если изобразить биомассы растений, зайца и лисицы графически, то мы получим так называемую пирамиду биомасс (графический рисунок).

3

2

1

Пирамида биомасс:1.-биомасса зеленых растений

2.-биомасса растительноядных животных

3.-биомасса хищных животных

Существует три типа экологической пирамиды:

1Пирамида чисел (на каждом уровне откладывается численность отдельных организмов).

3 3-птицы

2 2-личинки насекомых

1 1-дерево

3 3-паразиты птиц

2 2-дятлы

1. 1-дерево дупло

Пирамида биомасс: Продуценты (растения) крупные и живут долго,

На суше: отсюда и устойчивая пирамида с широким

основанием.

В водной среде

Весной В остальное время года

Причина: в период « цветения» (весной) масса растений превышает массу потребителей. В остальное время наоборот, так как в воде живут растения в основном малых размеров и с коротким жизненным циклом.

Пирамида энергии. Единиц условной энергии остается.

100

1000

10000

100000

1000000

Единиц условной энергии запасают растения в процессе фотосинтеза. Организмы, получающие пищу через одинаковое число этапов, считаются одним трофическим уровнем. В БГЦ (биогеоценоз) пищевые цепи переплетаются , образуя трофические связи.

Таким образом, при переходе от одного звена пищевой цепи к другому биомасса стремительно уменьшается. Тогда возникает вопрос , а куда девается остальные 90 % съеденной биомассы?

Для того, чтобы ответить на данный вопрос, необходимо разобраться в сущности процессов фотосинтеза и окисления органических веществ.

Известно, что в процессе фотосинтеза в хлорофилловых зернах клеток листьев происходит образование органических веществ из неорганических соединений- воды и углекислого газа. Процесс этот эндотермический, то есть идет с поглощением большого количества энергии, которая поступает в растения в виде видимых лучей Солнца. Поглощенная энергия аккумулируется в синтезированных соединениях в другой форме -в форме энергии химических связей.(формула фотосинтеза)При разложении органических соединений на более простые аккумулированная энергия освобождается и выделяется в виде тепла. Так происходит, например , при горении органических веществ (дров, каменного угля, торфа ).В организмах живых существ, как и при горении, сложные органические вещества подвергаются окислению, а выделившаяся при этом энергия тратится на движение, размножение, поддержание температуры тела, в конце концов она излучается в окружающем пространстве в виде тепловых(инфракрасных ) лучей. Поскольку инфракрасные лучи не улавливаются растениями, то эта энергия уходит безвозвратно в мировое пространство.

В пищевых цепях энергия переносится вместе с биомассой от одного звена к другому, и в каждом звене большая ее часть теряется в виде теплового излучения. Таким образом, в каждом звене уходит в среднем около 90 % всей энергии и только 10 % задерживается в организме в виде химических связей вновь синтезированных органических веществ. Следовательно КПД организмов 10%. Растительноядные животные поедают не всю биомассу растений. Несъеденная часть отмирает и поступает в почву в виде опада. В почву поступают также трупы животных. В общей сложности вместе с опадом трупами животных в почву переходит более 90 % запасов энергии, аккумулированной в органических веществах.(схема биологического круговорота)

ПРОДУЦЕНТЫ

(ЗЕЛЕНЫЕ РАСТЕНИЯ)

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА КОНСУМЕНТЫ

(ПОЧВА,ВОЗДУХ, ВОДА) (ЖИВОТНЫЕ)

РЕДУЦЕНТЫ

(БАКТЕРИИ, ГРИБЫ)

Учитель .Роль энергии в жизненных процессах биосферы можно сравнить с с водяным колесом и потоком воды. Колесо символизирует запасы вещества в биосфере: оно непрерывно крутится, оставаясь на месте и не изменяясь. То же самое происходит и с веществом биосферы: не изменяясь количественно, оно находится в состоянии непрерывного круговорота. Но колесо само по себе не будет вращаться, необходим постоянный поток воды. Вода , раз совершив работу, уходит и повторно не возвращается к колесу. Стоит прекратиться потоку воды -остановится и колесо. Поток энергии через биосферу играет точно такую же роль. Он «крутит колесо» круговорота веществ и обеспечивает тем самым существование и развитие биосферы. Стоит прекратиться потоку энергии- встанет и «колесо жизни» биосферы.

тест:

1.Перенос питательных веществ и энергии в экосистеме характеризуют три термина:

А.Трофический уровень, пищевая сеть, консументы

Б.Пищевая цепь, пищевая сеть, трофический уровень

В.Пищевая цепь, продуценты, трофический уровень

2.Трофический уровень определяется как совокупность:

А.Продуцентов, консументов , редуцентов

Б. Организмов, объединенных типом питания

В.Автотрофов и гетеротрофов.

3.Трофическая цепь, пищевая цепь, цепь питания есть:

А.Взаимоотношения между организмами, которые приводят к устойчивому воспроизводству особей

Б.Взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация веществ и энергии

В.Взаимоотношения между организмами, которые сводятся к обмену информацией

4. При переходе с одного уровня на другой, часть энергии обязательно теряется. Особенно велики потери при переносе энергии:

А.От травоядных к хищным животным

Б.От растения к травоядным животным

В.От солнца к растениям.

5. Закон однонаправленности потока энергии утверждает, что:

А.Энергия, усваиваемая продуцентами, передается по цепи питания без изменений

Б.Энергия ,усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго и так далее порядков, а затем редуцентам с падением на каждом из трофических уровней в результате дыхания.

В.Энергия ,усваиваемая продуцентами, увеличивается в цепи питания.

6.Последовательность цепи питания имеет следующий вид:

А.бактерии водоросли головастик хищная личинка стрекозы

Б.водоросли головастик хищная личинка стрекозы бактерии

В.хищная личинка стрекозы головастик водоросли бактерии

7.Ккакая из предложенных последовательностей правильно показывает передачу энергии в пищевой цепи:

А.лисица землеройка дождевой червь листовой опад растения

Б.листовой опад дождевой червь растения землеройка лисица

В.растения листовой опад дождевой червь землеройка лисица

8.В каждый кружок схематического изображения пищевой сети поставьте номер соответствующего вида. Принимайте во внимание направление стрелок.

1.сосна обыкновенная

2.белка обыкновенная

3.куница лесная

4.сосновый пилильщик

5.большой пестрый дятел

9.Закон пирамиды энергий утверждает, что с одного трофического уровня экологической пирамиды переходит на другой ее уровень:

А.более 10 % энергии

Б.более 50 % энергии

В.не более 10 % энергии

10.Биологический круговорот является функцией:

А.сообщества потребителей и разрушителей органических веществ.

Б.сообщества производителей и разрушителей органических веществ

В.сообщества продуцентов, консументов, редуцентов.