Организм и среда. Предмет и задачи экологии.
план-конспект урока по биологии (11 класс) по теме

УРОК БИОЛОГИИ 

в  11 классе, учитель  биологии  СОШ № 5 города  Лабинска  Мармер Г.М.

Тема  урока:   Организм и среда. Предмет и задачи экологии.                                                                 Цель урока: раскрыть понятия «экология», сформировать у учащихся представления об экологии как науке,  углубить знания о среде обитания, экологических факторах и закономерностях влияния их на организмы и окружающую среду, сформировать у школьников экологическое сознание , понимание роли человека в окружающей среде.

Задачи:

Образовательные: углубить и систематизировать знания учащихся о задачах экологии, среде обитания организмов и её факторах; научить объяснять влияние экологических факторов на живые организмы.

Развивающие: развивать у учащихся мыслительные способности, умение синтезировать и анализировать полученные знания, развивать речь и память, продолжить формирование умений и навыков работы в группе.

Воспитывающие: сформировать у учащихся интерес к науке экологии и желание изучать её закономерности, воспитывать у учащихся экологическую культуру и навыки самостоятельной работы.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы: словесный, беседа, практический.

Форма организации учебной деятельности; групповая, фронтальная, самостоятельная

Оборудование: презентация занятия ,информационные карты, задания для самостоятельной работы, дидактические материалы

Ход занятия

Ι. Организационный момент.

- проверка отсутствующих;

– Постановка целей, актуализация знаний в ходе эвристической беседы.

Вопрос классу: Что такое дом?

- Что же происходит в последнее время с нашим общим домом?

- Назовите эту науку.- Что изучает эта наука?

Наука экология, изучает взаимодействие живых организмов и среды обитания, влияние деятельности человека на природу; последствие этой деятельности, учит общению человека с природой, пониманию необходимости ее защиты и охраны.

Цель урока – раскрыть понятия «экология», какова роль экологии в настоящее время, почему её необходимо изучать, углубить знания о среде обитания, экологических факторах и закономерностях их влияния  на живые организмы.

II Изучение новой темы

1.Современное определение экологии звучит следующим образом:

ЭКОЛОГИЯ - НАУКА О ВЗАИМООТНОШЕНИЯХ ОРГАНИЗМОВ МЕЖДУ СОБОЙ И С ОКРУЖАЮЩЕЙ ИХ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ СРЕДОЙ

Экология – это наука, которая изучает связи между живой и неживой природой, связи внутри живой природы, связи между человеком и природой. Термин экология образован от двух греческих слов (ойкос – дом, жилище, родина, и логос – наука) , дословно «наука о местообитании». Термин «экология» ввёл в научный обиход немецкий зоолог и эволюционист, последователь Ч.Дарвина, Э.Геккель в 1866 году.

Если же говорить проще, то экология изучает отношения организмов со средой их обитания, между которыми возникает множество разнообразных связей. Организмы же благодаря этим связям существуют в природе не как хаотичные скопления, а образуют определенные сообщества - надорганизменные системы_ (популяции, биоценозы, экосистемы - о них  речь пойдет на последующих уроках.  Так как все живое организовано в экосистемы (вся биосфера в целом - это тоже экосистема высокого уровня), то человек также оказывается включенным в многочисленные экологические взаимосвязи.

2. Сообщение уч-ся:«Развитие экологии, как науки. Роль экологии в современном обществе.»

Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки, в тесной связи с другими естественными науками- химией, физикой, географией, математикой, геологией, почвоведением.

Предметом экологии является совокупность связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологии – экосистемы, единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того в область её изучения входят: отдельные виды организмов, популяции и биосфера в целом.

На стыке экология и других научных дисциплин (медицины,  химии, технологии, агрономии) рождаются новые научные направления: инженерная экология, геоэкология ,математическая экология, сельскохозяйственная экология, медицинская экология, космическая экология. В широком смысле слова экология выходит за рамки чисто биологической отрасли знаний.

В экологии выделяют экологию различных систематических групп (экология грибов, экология растений, экология млекопитающий .Особо следует отметить такой раздел как социальная экология - то есть экология человеческого сообщества, изучающая взаимоотношение социума и природы.

3. Среда обитания.

- Что называется средой обитания?(слайд 1)

- Какие среды обитания вы знаете? (слайд 2)

Каждая из этих сред имеет свои специфические условия жизни, которые оказывают определённое влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ.

Работа  учащихся  в тетрадях.-самостоятельно  записать условия  каждой  среды  обитания, привести  примеры  обитателей среды.

 Мы  выяснили, что  условия  жизни разных  организмов  разные. Каждый организм в процессе своей жизни испытывает воздействие разнообразных экологических факторов.

4 . Экологические факторы (слайд 3)

Любые свойства и компоненты внешней среды оказывающее влияние на организмы, называют экологическими факторами. В современной экологии выделяют три группы факторов (слайд 4)

Сегодня мы с вами подробно рассмотрим абиотические факторы.(это  факторы  неживой  природы). Важнейшие абиотические факторы для любого организма – свет, тепло и влага. Каково же влияние каждого из них на живые организмы?

Работа в  группах  с  дополнительными  источниками

5 . Свет в жизни организмов. Работа 1 группы, их  сообщение

Из физики мы знаем, что из, поступающей на Землю солнечной энергии до 19% света рассеивается в атмосфере, около 34% отражается от атмосферы (от облаков) в космическое пространство и только 47% солнечной энергии достигает биосферы.

Ионизирующее излучение почти полностью задерживается верхними слоями атмосферы. Доля ультрафиолетовых лучей составляет около 1%. Остальное количество поступающей на землю лучистой энергии распределяется практически поровну на видимую и инфракрасную части спектра. Экологическое значение невидимых лучей изучено еще слабо. Известно, что воздействие ионизирующего излучения связано с радиоактивностью; особенно выражено в последние десятилетия в связи с техногенными загрязнениями и катастрофами и проявляется на клеточном уровне (мутагенный эффект), влияет на обмен веществ.

Ультрафиолетовые лучи в умеренных дозах стимулируют рост и размножение клеток, способствуют синтезу биологически активных веществ, витаминов, антибиотиков и тем самым повышают устойчивость к болезням. УФ с длиной волн 300-320 нм способствуют выработке витамина D, регулирующего обмен витаминами С и Р. Этим обеспечивается нормальное развитие скелета. Наиболее велико влияние этих витаминов на растущее поколение. Многие звери по утрам выносят из нор своих детенышей на солнце (барсуки, лисы, волки). Передозировка УФ вредна, особенно для деления клеток, поэтому используют УФ для дезинфекции помещений. Как защита от излишних доз УФ, при длине волны 320–330 нм в коже человека и других млекопитающих образуется пигмент меланин (загар).

Инфракрасное излучение (ИК) воспринимается всеми организмами как тепло. Воздействуя на тепловые центры нервной системы животных, эти лучи регулируют окислительные процессы и двигательные реакции в отношении источников тепла.

Только на свету идет процесс фотосинтеза растений. Фотосинтез растений, обеспечивающий планету главным биологическим ресурсом – органическим веществом.

По отношению к свету растения и животные делятся на группы: (слайд 5)Гелиофиты -  виды открытых мест (береза белая, кустистые лишайники.), в сухих местах обычно образуют разреженный и невысокий покров. Характерные признаки: листья плотные, кожистые, иногда блестящие с толстой кутикулой, хвоя утолщенная, укороченные побеги, опушение, на листьях и побегов сизый восковой налет – все это защищает лист от перегрева и интенсивного испарения. Обычны темно-зеленый цвет листьев, для трав – розеточные формы.

-Сциофиты (теневые) – не выносят сильного освещения, растут под пологом леса при сильном затенении (лесное разнотравье, папоротники, мхи, кислица, хвощи, подрост хвойных), при выставлении на простор жизненность их резко ухудшается. Представлены в основном лесными травами. Характерные признаки: нежные тонкие листья с тонкой кутикулой, обычно матовые, неопушенные, более светлого цвета, чем у растений открытых мест, побеги вытянутые. Устьиц немного.

Из животных различают:

-Дневные животные, преимущественно  ведущие дневной образ жизни(слайд6)

-Ночные животные – совы, некоторые грызуны. У многих из этих животных есть особенно развитый смысл видения, которое помогает им видеть в темноте, и у них часто есть превосходное слушание. Есть многие причины для животного, чтобы быть ночными; ночью много животных пустыни, например, активны, потому что это более прохладно, и их норма водной потери уменьшена в результате. Два известных ночных животных - летучие мыши и совы.

 -Сумеречные животные, предпочитающие сумерки другому времени    дня.      

   Многие животные используют в своих интересах сумерки, чтобы питаться,

   искать воду, т.к хищники не столь активны в сумерках. Кролики и кошки,  

   хомяки, ушастые ежи, крысы и мыши  являются  сумеречными.

6 . Температура в жизни организмов (слайд 7)-работа 2 группы, их  сообщение

Тепло один из наиболее важных факторов, определяющих существование развитие и распространение организмов по Земному шару. При этом важно не только количество тепла, но и распределение его в течение суток, вегетационного сезона, года. Приход тепла к разным участкам планеты, естественно, неодинаков, с удалением от экватора не только снижается поступление его, но и увеличивается амплитуда сезонных и суточных колебаний.

Для большинства организмов и физиологических процессов от 4° в море  до 55° на суше . Нормальное строение и работа белка осуществляются при 0-+50°С. Значение температуры заключается в том, что она изменяет скорость протекания физико-химических реакций в клетках, а это отражается на росте, развитии, размножении, поведении и во многом определяет географическое распространение растений и животных.

По отношению к температуре все организмы делятся на криофилы (холодолюбивые) и термофилы (теплолюбивые).

Криофилы не выносят высоких температур и могут сохранять активность клеток при -8-10°С (бактерии, грибы, моллюски, членистоногие, и др.). Они населяют холодные и умеренные зоны земных полушарий. В условиях Крайнего Севера, деревья и кустарники не вымерзают при – 70°С. За полярным кругом при такой же температуре выживают лишайники, некоторые виды водорослей, в Антарктиде – пингвины. Семена и споры многих растений, нематоды, переносят замораживание до температуры близкой к абсолютному нулю (271°С). Животные больших глубин переносят температуры около 0°С.

Термофилы приспособились к условиям высоких температур, обитают преимущественно в тропических районах Земли. Среди них также преобладают беспозвоночные (моллюски, членистоногие, черви и др.), многие из которых живут только в тропиках Как же происходит адаптация растений к различным неблагоприятным температурам?

При высоких температурах растения утолщают покровную ткань, и образует восковой налет на листьях - это уменьшает интенсивность испарение воды, образует толстый слой кутикулы, имеют толстый слой пробкового слоя для изоляции камбия от перегрева, листья принимают вертикальную ориентацию и имеют войлочное опушение.

И наконец, физиологические (биохимические) адаптации к ним относится:

снижение интенсивности транспирации, уменьшающее теплоотдачу;

накопление в клетках сахаров и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока.

Вопрос классу: -  Какую роль играет вода в жизни живых организмов?

7. Влага в жизни организмов. (слайд8)  Работа 3   группы, их  сообщение.

Вода – основа клеток, тканей живых организмов. Только при наличии воды в организме протекают процессы фотосинтеза, терморегуляции, обменных процессов. Наиболее высоко содержание воды в периоды активной жизнедеятельности и в молодом возрасте.

Но и в состоянии покоя растения не теряют влагу полностью. В сухих лишайниках содержится до 5–7% воды, в зерновках злаков – 12–14%.

В процессе эволюции у растений и животных выработался многочисленные сложные приспособления, позволяющие поддерживать водный баланс и обеспечивать экономное расходование воды. Растения пустынь и степей приспособились к острому дефициту влаги, болотные и влажно-тропические растения – к избытку, а лесным видам необходима высокая влажность воздуха и умеренная влажность почв. Как и в отношении остальных факторов, эти приспособления-адаптации группируются в анатомо-морфологические, физиологические и поведенческие. Источниками влаги для растений служат запасы ее в почве и атмосфере (осадки, туманы, конденсаты), для наземных животных – вода в водоемах, водяные пары в атмосфере и сочная пища. Влажный воздух обладает хорошей теплопроводностью. При высокой влажности в холодном воздухе у гомотермных животных усиливаются процессы метаболизма, а у пойкилотермных животных и растений они замедляются. Во влажном и жарком воздухе испарения с поверхности резко падает и высока вероятность нагрева организма до температуры воздуха (перегрев). Наиболее благоприятные условия складываются в диапазоне температур 17–23°С и в диапазоне относительной влажности воздуха 85–100%.

По отношению к водному режиму экотопа (экотоп – совокупность факторов местообитания) растения делятся на влаголюбивые (гигрофиты),  сухолюбивые (ксерофиты) и умеренно влаголюбивые (мезофиты).

-Гигрофиты (калужницы, болотные осоки, злаки, папоротник,рогоз, сфагны, рис, кислица) обитают в очень влажных местах и обладают низкой засухоустойчивостью. У них всегда открыты устьица и процесс транспирации регулируется слабо. Устьца располагаются с обеих сторон, немногочисленны. Листья крупные тонкие. Потеря 15-20% запаса воды для них невосполнима. Они растут или в глубокой тени по пологом влажного леса (теневые гигрофиты) .

   -Мезофиты – способны непродолжительно переносить незначительные    

   почвенную и атмосферную засухи. К ним относятся луговые и многие    

   лесные травы (лиственные и хвойные деревья лесов умеренной полосы,

   многие кустарники, большинство сельскохозяйственных культур). Листья

   большие с умеренно развитыми тканями. Благодаря регулированию  

   устьичной транспирации, характеризуются большой пластичностью по  

  отношению к условиям увлажнения. Могут расти вместе с гигрофитами и с  

   ксерофитами, приобретая черты близкие той или другой группе. Для них  

   типичны хорошо развитые корневые системы смешанного типа, с густой  

    сетью сосущих корней.

   -Ксерофиты – растения сухого и жаркого климата и местообитаний  

   пустынь, степей, саванн, в лесной зоне – растения сухих сосняков и  

   широколиственных лесов на крутых южных склонах. Они не выносят

   переувлажнения, но хорошо приспособились к длительным засухам. Для    

   них характерны два способа преодоления засухи: активное регулирование

   водного баланса и способность выносить сильное иссушение тканей. У

   ксерофитов очень мощные корневые системы – по массе в 9-10 раз

    превышают надземные органы.

-  К ним относятся суккуленты (от лат. «суккулентус» - сочный, жирный), растут в жарком сухом климате там, где проходят кратковременные, но сильные обильные ливни. Во время дождей накапливают в листьях (алоэ, агавы, молодило) или стеблях (молочаи, кактус опунция) большие запасы воды, а потом медленно ее расходуют. Устьиц мало, они мелкие, в углублениях, и открываются только ночью.

-Тропофиты – в жарких районах с чередованием засушливого и влажного сезонов (баобабы в Африке), растения сбрасывают листву и пребывают в состоянии глубокого покоя летом.

      -Эуксерофиты – растения степей с розеточной формой листьев (кошачья

     лапка) и сильным опушением листьев. В сухих дубняках в верхней части

     южных склонов это характерно для полыни побегоносной .                                                                                      

     -Эфемеры (весенние и осенние) – однолетние растения (незабудка

     песчаная, вероника весенняя, маки альпийские, и эфемероиды –

     многолетние растения (крокусы, тюльпаны, прострелы), тоже обитатели

     засушливых местообитаний. Они избегают летних засух в связи с

     особенностями жизненных циклов. В короткие сроки – за 15-30 дней,

     растения успевают пройти весь жизненный цикл и уйти на покой до

     следующей весны.  Эфемерами могут быть и животные – в Приморье

     бабочки-поденки, в Африке рыбы, обитающие в небольшие водоемах –

     африканские нотобранхи. Среди животных тоже можно выделить три  

     экологических группы:

     -Гигрофилы – не могут накапливать и долго удерживать в тканях запасы

     воды – многие членистоногие: мокрицы, ногохвостки, комары,

     белоножки (гнус), а также наземные моллюски и амфибии. Нуждаются в

     постоянно высокой влажности воздуха.

      -Мезофиллы – животные, обитающие в условиях умеренной влажности.

       Их большинство, как среди насекомых, так и среди млекопитающих.

      -Ксерофилы – сухолюбы и термофилы одновременно, не переносят

      высокую влажность воздуха. У них хорошо развиты механизмы

      водообмена и функции удержания воды в теле. Верблюд, тушканчики,

      курдючные овцы воду получает в результате окисления жиров, при    

      котором образуется метаболическая вода.

8.Адаптация организмов

- Объясните, что означает термин адаптация?

- Приведите примеры разнообразных приспособлений (адаптаций) живых  организмов к влиянию различных экологических факторов:

1).Смена времен года, наступление светлого и темного времени суток или прилива и отлива.

2).Диапауза (состояние физиологического покоя) у насекомых, сбрасывание листвы листопадными деревьями, приливно-отливный ритм перемещения животных, обитающих в зоне прилива (например, крабов), изменение густоты меха у млекопитающих.

3). Миграции ( у перелетных птиц, северных оленей).

4).Анабиоз – временная и обратимая остановка жизненных процессов.

- Запишите определение понятие адаптация в тетради.

IV Закрепление знаний учащихся

1. Приведите примеры негативного воздействия абиотических факторов в условиях нашей местности.

 Подведение  итога  урока, анализ  работы  учащихся.

III   Домашнее задание.

      1.параграф №17.3,17.3.2вопросы, термины.

 2.Творческое задание: Влияние биотических факторов на организмы