«Закон Либиха-Шелфорда»

Татаринцевой Елены 41 эко.

12 октября 2005 г.

Тема № 1: «Закон Либиха - Шелфорда»

Цель урока

1. Изучить закон Либиха - Шелфорда

2. Закрепить знания по новой теме и ранее изученному материалу

Этап

Содержание

Время

1. организационный

Подготовка учащихся к работе

2 мин

2. закрепление ранее изученного материала

Повторение понятия «экологический фактор», и подходов к классификации экологических факторов (абиотические: свет, температура, влага, ветер, воздух, давление, течения, механический состав почвы, газовый состав, соленость воды; биотические: влияние растений и животных и растений на других членов биоценоза, антропогенные факторы, возникающие в результате деятельности человека; по происхождению: космический, абиогенный, биотический, абиотический, биологический, антропогенный; по среде возникновения: атмосферный, водный (влажность), эдафический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный ).

5 мин

3. усвоение новых знаний, формирование умений

Существование любого организма зависит от совокупности определенных условий. Вы думаете, чем выше температура или чем больше питательных веществ, тем лучше. Однако, это не так. Рассмотрим пример: в почве содержатся все элементы питания, необходимые для данного вида, кроме одного (В или Zn). Рост растений на такой почве будет угнетен или невозможен. Но если мы внесем другие химические соединения (N, K, P), а В или Zn будет отсутствовать, то это не даст никакого эффекта. Т.е., рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве. Закон Либиха (под запись!): Веществом, находящимся в минимуме, управляется развитие организма. (нарисовать на доске «бочку Либиха»)

Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток таких факторов, как тепло, свет и вода. Представление о лимитирующем влиянии максимума ввел Э. Шелфорд. Правило Шелфорда (под запись!): Присутствие или процветание каких-либо организмов в данном местообитании зависит от комплекса экологических факторов, к каждому из которых у организма существует определенный диапазон толерантности - выносливости. Диапазон устойчивости по каждому фактору ограничен его минимальными или максимальными значениями, в пределах которых только и может существовать организм. (Начертить и объяснить график Воздействия среды на живые организмы).

сила воздейс. Ф-ра

Пределы выносливости

Закон толерантности дополняет ряд принципов:

• Организмы могут иметь широкие границы устойчивости в отношении одного фактора и узкие в отношении другого,

• организмы с широкими границами толерантности по всем факторам обычно широко распространены,

• если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то могут сузить и границы устойчивости к другим экологическим факторам. Пример: при низком содержании азота в почве снижается засухоустойчивость злаков. В этом случае для предотвращения увядания требуется больше воды, чем при высоком содержании азота.

• период размножения является критическим: в это время многие факторы становятся лимитирующими. Пример: взрослый кипарис может расти и постоянно находясь в воде, и на сухом нагорье. Но размножается он только там, где есть влажная, но незаливаемая почва.

Объяснить значения терминов:

• стенотермный (икра гольца развивается при t⁰ 1-12⁰)- эвритермный (икра леопардовой лягушки - при t⁰ 0-30⁰ )(в отношении температуры)

• стенофагный - эврифагный (в отношении питания)

20 мин

4. Закрепление знаний

• Найти на графике критические токи, зоны норм и зоны стресса. Ответить на Вопросы:

• 1. Какие факторы наиболее часто ограничивают рост и развитие таких ценных видов рыб, как осетровые или лососевые?

• 2. Нагрузка веса тела на опорную поверхность ног свыше 30 г на 1 см² сильно затрудняет передвижение животного по рыхлому снегу. У рыси она равна 422 г, а у лося - около 500 г на 1 см². Но для рыси полуметровый слой снега - фактор, ограничивающий активность, а для лося - нет. Как вы думаете, почему?

• 3. В тропических районах океана, где много тепла и света, жизнь очень бедна. Эти районы называют океа­ ническими пустынями. Как вы думаете, что ограничивает здесь размножение одноклеточных водорослей, от которых, в свою очередь, зависят животные?

• 4. В теплице, где выращивалась рассада и поддерживались оптимальная темпе­ ратура и влажность, прекратилась подача воды. Ремонт должен занять два дня. Агроном распорядился ограничить подачу тепла в теплицу. Правильно ли он сделал и почему?

10 мин

5. Домашнее задание

Прочитать параграф, выписать принципы, дополняющие закон толерантности.

2 мин

В оставшееся время, если таковое есть, дать примеры дополнительной информации:

Чем больше значения факторов удаляются от оптимальных, тем меньше видов может приспособиться к жизни в таких услови­ях. Например, на дне самых глубоководных океанических впадин, до давление достигает более 1000 атмосфер и мало пищи, обнаружено всего около 20 видов многоклеточных животных, на глуби-
не в 6 км - 140, а в поверхностных слоях океанов - многие тысячи видов. В ряду соленых озер Западной Европы гидробиологи об-
наружили при концентрации солей 30 г/л 64 вида, при 100 г/л -
38 видов, при 160 г/л - 12 видов, а при 200 г/л - всего 1 вид.

Некоторые организмы живут при температурах тела ниже 0 °С, но только в том случае, если вода внутри клеток не замерзает, а находятся в переохлажденном состоянии. Например, ряд рыб, обитающих у берегов Антарктиды или в морях Северного Ледовитого океана, имеет нормальную температуру тела до -1,7 °С. Обнаружены также бактерии, размножающиеся при температурах н.миг I 100 С. Это происходит при строго определенных условиях, им -«с горячих источников на дне океана. Из-за высокого давления вода при такой температуре не кипит.

Правило ограничивающих факторов очень важно в агрономии. Не­мецкий химик Ю. Либих установил, что растения не могут дать урожай больше того, который позволяет главный ограничивающий фактор. Если все другие условия благоприятны, но среди ми­неральных солей, необходимых растению, фосфора содержится только 50% от требуемого, а кальция - 20%, значит, урожай будет в 5 раз меньше возможного. Главный ограничитель в этих условиях - кальций. Внесем его в почву до нормы. Урожай под­нимется, но все равно будет вдвое ниже ожидаемого. Теперь глав­ный ограничитель - фосфор. Так как Ю. Либих изучал только влияние недостаточных доз удобрений, его выводы получили на­звание «правило минимума». Позднее выяснилось, что и избыток минеральных солей тоже тормозит урожай, так как при этом нару­шается всасывание растворов корнями. При идеальной агротехни­ке все элементы питания даются растениям в строго оптимальной дозировке

Список литературы

1. Криксунов Е.А, Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 1995. - 240с.

2. Мамедов Н.М, Суравегина И.Т, Глазачев С.Н. Основы общей экологии: Учебник для старших классов общеобразовательных школ.- М.: Устойчивый мир, 2000. - 256с

3. Чернова Н.М., Галушин В.М, Константинов В.М. Основы экологии. Учебник. 10 (11) класс общеобразовательных учреждений- М.: Дрофа, 2001. - 304с.

4. Иванова Т.В., Свиридова Г.Л. Большой справочник по биологии. - М.: АСТ. 2000. - 488с.

4