Конспект урока по биологии на тему Пищевые связи. Круговорот веществ и энергии в экосистемах (11 класс базовый)

Биология 11 класс

Урок 25.

Тема урока: ПИЩЕВЫЕ СВЯЗИ. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ЭКОСИСТЕМАХ.

Цель урока: углубить знания о пищевых взаимоотношениях в экосистеме, о трофических звеньях пищевой цепи; ввести понятия «пастбищной» и «детритной» пищевой цепи; объяснить закономерность - правило экологической пирамиды; сформировать у учащихся убеждения в необходимости сохранения ценности и устойчивости экосистем на примере широколиственного леса, зависимости экосистемы от поступающей солнечной энергии и круговорота веществ в ней.

Оборудование: таблица «Биогеоценоз дубравы», портрет В. Н.Сукачёва, карточки.

Девиз: «Наш мир - не случайность, не хаос, - есть система во всём»

Ход урока.

I.Организационный момент

II.Проверка домашнего задания.

1.Фронтальный опрос §5.4 «Структура экосистем»

Вопрос 1 . Что такое биогеоценоз? Биогеоценоз - это экологическая система (экосистема), границы которой определены растительным сообществом. Совокупность биогеоценозов земного шара образует глобальную систему, биосферу. Примерами биогеоценозов являются дубрава, луг, ельник, березовая роща и др.

Вопрос 2. Расскажите о пространственной структуре экосистемы.

Пространственная структура экосистемы определяется ярусным расположением растительности. Сверху вниз над землей выделяют пологовый (древесный), кустарниковый, травяной и надпочвенный (приземный) ярусы. В почве также идет разделение на уровни, образованные корнями растений разных видов. Такая пространственная организация позволяет растениям эффективно использовать свет и другие ресурсы, а животным - занимать разные экологические ниши и ослаблять конкуренцию между близкими видами.

Вопрос 3 . Какие обязательные компоненты включает любая экосистема?

В любой экосистеме можно выделить два основных структурных компонента - биотоп и биоценоз. Биотоп - это комплекс факторов неживой природы, которые в сумме формируют определенные климатические, географические, почвенные и другие параметры экосистемы. Биоценоз - это совокупность всех живых организмов (популяций) экосистемы. Он разделяется на зооценоз (сообщество животных), фитоценоз (сообщество растений) и микробоценоз (сообщество микроорганизмов).

Вопрос 4 . В каких отношениях находятся друг с другом обитатели биоценозов? Охарактеризуйте эти связи.

С точки зрения экологической структуры в экосистеме можно выделить три группы особей.

1)Продуценты, или производители, -автотрофы, синтезирующие органические вещества из неорганических. Их биомасса - это первичная продукция экосистемы,которая служит пищей и источником энергии для всех остальных организмов сообщества. Автотрофами являются растения, фотосинтезирующие и хемосинтезирующие прокариоты.

2)Консументы, или потребители, -гетеротрофные организмы,использующие первичную биомассу или биомассу других консументов для собственной жизнедеятельности. Консументами являются многие животные, паразитические бактерии, хищные растения.

3)Редуценты, или разлагатели, - организмы, перерабатывающие мертвое органическое вещество (детрит) до минеральных соединений. Редуценты - это дождевые черви,многоножки, термиты, грибы, бактерии.

Таким образом, продуценты используют неорганические соединения, создавая первичную продукцию. Далее часть консументов (растительноядные животные) используют первичную продукцию, создавая вторичную биомассу, которая используется другими консументами (хищники, паразиты). После смерти продуценты и консументы разлагаются редуцентами до минеральных соединений, которые вновь используются продуцентами.

Вопрос 5 . Опишите видовой состав и пространственную структуру экосистемы дубравы.

Видовой состав дубравы очень разнообразен, что обеспечивает ее стабильность как экосистемы. Растения дубравы образуют четко разделенные ярусы. В верхнем древесном «этаже» расположены крупные многолетние дубы и липы. Второй ярус составляют низкорослые и менее светолюбивые груша, клен, яблоня. Далее следует кустарниковая растительность: лещина, бересклет, калина, боярышник, бузина. Травянистый ярус состоит из кустарничков, всходов деревьев, папоротников и различных трав (медуница, хохлатка, ветреница, иван-да-марья и т. д.). Приземный ярус представлен мхами, низкими травами; здесь также обитают лишайники и грибы.

Животный мир дубравы не менее разнообразен. Членистоногие населяют все ее уровни. Из позвоночных в верхних ярусах мы встретим много птиц - сороку, зяблика, дроздов, синиц, ночных и дневных хищников. В кустарниках обитают зарянка, мухоловка-пеструшка, пеночки, славки, крапивник. В травянистом слое живут мыши, землеройки, ежи. Некоторые животные, например серая белка, способны перемещаться почти по всем ярусам.

В подстилке преобладают редуценты: дождевые черви, мокрицы, личинки мух, жуки-навозники и мертвоеды, клещи, нематоды. В почве обитают различные животные, роющие землю (например, кроты).

2. Индивидуальная работа по карточкам:

Заполните пропуски названиями функциональных групп экосистемы и царств живых существ.

Организмы, потребляющие органическое вещество и перерабатывающие его в новые формы, называют____1_____. Они представлены в основном видами, относящимися к ____2_____ миру. Организмы, потребляющие органическое вещество и полностью разлагающее его до минеральных соединений, называют ____3____. Они представлены видами, относящимися к __4___ и ___5___. Организмы, которые потребляют минеральные соединения и, используя внешнюю энергию, синтезируют органические вещества, называют ___6___. Они представлены в основном видами, относящимися к ____7___ миру.

III.Сообщение темы и цели урока.

Проблемный вопрос: «Как доказать, что леса занимают центральное место в процессе углеродного обмена между земными экосистемами и атмосферой и вносят огромный вклад в сокращение масштабов бедности?»

1. Вступительное слово учителя:

Генеральная Ассамблея ООН объявила 21 марта Международным днём леса. Этот день будет отмечаться ежегодно, начиная с 2013 года.

Леса покрывают 31% поверхности суши. Они лёгкие нашей планеты. В последние годы тенденции, связанные с обезлесением Земли в результате вырубки, деградации и пожаров вызывают тревогу у всего международного сообщества.

В своей резолюции по лесам делегаты 67-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН подчеркнули, что надлежащее управление лесами внесёт важный вклад в продвижение развития на планете.

Несмотря на то, что наша страна обладает самыми большими площадями лесов ( 21% мировых запасов), лесное хозяйство вносит всего 3 - 4 % в государственный бюджет, в то время как в Швеции и Финляндии доля лесной отрасли в ВВП достигает 40 - 50 %.

«Шведская модель» интенсивного лесопользования, сочетает в себя заготовку древесины с восстановлением лесов, что увеличивает доходность леса в 8 - 10 раз. Пока, к сожалению, в ряде районов России - Архангельская и Ленинградская области, Приморский край - нерациональное лесопользование, включая браконьерские рубки, привели лесную отрасль к кризису. Площадь «малонарушенных лесных территорий» составляет 26% всего лесного фонда России.

Сегодня на уроке мы рассмотрим причины устойчивости экосистем на примере широколиственного леса. Помните, что лес - это богатство нашей страны. Мы должны бережно относиться к лесным ресурсам и правильно их использовать.

IV. Изучение новой темы.

1.Работа с учебником. Самостоятельное чтение параграфа с.326-329.

2. Беседа по вопросам.

1) За счет чего формируется устойчивая саморегулирующаяся и самоподдерживающаяся экосистема? (За счет постоянного взаимодействия живых организмов друг с другом и с факторами внешней среды.)

2) На основе чего строятся взаимоотношения организмов друг с другом и с окружающей средой? (На основе пищевого поведения.)

3) Чем связаны все виды организмов в экосистеме? (Все виды организмов связаны друг с другом сложной системой пищевых взаимоотношений.)

4) От чего зависит устойчивость структуры экосистемы? (Устойчивость экосистемы зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества.)

5)Какие процессы постоянно происходят в экосистеме. (В экосистеме происходит постоянный перенос вещества и энергии, заключенной в пище, от одних организмов к другим.)

6) Как образуются в экосистеме органические вещества? (Растения (продуценты), используя солнечную энергию, образуют органические соединения.)

7)Что происходит дальше с органическими соединениями? (Эти вещества употребляют гетеротрофы (консументы), продукты жизнедеятельности вновь используются автотроф- ными организмами.)

Вывод: В экосистеме существует постоянный круговорот веществ и энергии, который поддерживается энергией Солнца.

Каждый организм, участвующий в этом процессе, находится на определенном трофическом, или пищевом, уровне, образуя трофическое (пищевое) звено.

8)Сколько трофических уровней различают в экосистеме?

1-й трофический уровень -► автотрофные организмы -> растения

2-й трофический уровень -* растительноядные животные и паразитические растения.

3-й трофический уровень -> плотоядные животные -> хищники 1-го порядка -> мелкие млекопитающие, насекомоядные птицы, амфибии, рептилии.

4-й трофический уровень -» крупные плотоядные животные -► хищники 2-го порядка и их паразиты.

5-й трофический уровень - редуценты.

9) Всегда ли пищевая цепь начинается с продуцентов (растений)? (Нет. Цепь питания может начинаться с детрита (мертвой органики.)

10) Различают следующие цепи питания:

11)Почему пищевые цепи связаны между собой в единую пищевую сеть?(Обычно одно и то же растение служит пищей нескольким животным, которые в свою очередь могут быть съедены разными хищниками.)

Вывод: Пищевые цепи разветвляются в сложные пищевые сети. Пищевые сети внутри каждого биоценоза имеют хорошо выраженную структуру.

Она характеризуется да каждом уровне цепи питания биомассой (количеством, размером и общей массой организмов).

12) Как объяснить снижение биомассы при переходе с одного трофического уровня на другой?

Снижение биомассы при переходе с одного пищевого уровня на другой обусловлено тем, что далеко не вся пища ассимилируется консументами. В цепях питания биомасса каждого последующего звена примерно в 10 раз меньше предыдущего, т. е. масса каждого последующего звена в цепи питания прогрессивно уменьшается.

Пример - на с. 327учебник.

Эта закономерность получила название правила экологической пирамиды. ( рис.165, с.329)

V. Закрепление.

• Чем определяется устойчивость экосистемы?

• Объясните, что такое экологическая пирамида.

2.Практическая работа №3 «Составление схем передачи вещества и энергии (цепей питания) в экосистеме».

Из данного перечня организмов составьте пастбищную цепь питания:

1 вариант: певчий дрозд, жёлуди, ястреб - перепелятник, жёлуди.

2 вариант: короед, пёстрый дятел, кора дуба, ястреб - перепелятник.

Сильные: Сойка, ястреб - тетеревятник, желудёвый долгоносик, певчий дрозд, жёлуди.

3) Из данного перечня организмов составьте детритную цепь питания: жук - навозник, славка, навоз, ястреб - перепелятник.

2) Отвечаем на проблемный вопрос. Проблемный вопрос: «Как доказать, что леса занимают центральное место в процессе углеродного обмена между земными экосистемами и атмосферой и вносят огромный вклад в сокращение масштабов бедности?»

VI.Итог урока. Оценки

Домашнее задание: § 5.5; вопросы 1-5. на с.329.