Ланцюги живлення і потік енергії.

                                    Урок № 64

Тема. Ланцюги живлення і потік енергії.

 Мета: сформувати поняття про ланцюг живлення у природі; розширити знання про кругообіг речовин і передачу енергії у біосфері, роль організмів у кругообігу речовин у природі і повернення хімічних елементів у середовище;
розвивати вміння висловлювати свої думки, спостережливість та самостійність; виховувати в школярів любов до природи рідної землі, сприяти екологічному вихованню учнів.

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів

Учень/учениця: 

описує:

- передачу енергії в екосистемі;

- роль організмів у кругообігу речовин (на прикладі кисню, вуглекислого газу, води) у природі і повернення хімічних елементів у середовище;
характеризує:
- взаємодію організмів між собою і середовищем життя;

визначає:

організми як продуценти, консументи, редуценти;

Обладнання і матеріали:  малюнки,  таблиці.

Базові поняття: кругообіг  речовин, продуценти, консументи, редуценти, екологічна піраміда, ланцюг живлення, потік енергії.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1.Що таке угруповання?

2. Чим угруповання відрізняється від екосистеми?

3. Яку структуру мають угруповання живих організмів?

4. Навіщо потрібно вивчати угруповання живих організмів?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Типи ланцюгів живлення.

Ланцюг живлення, трофічний ланцюг -взаємовідносини між організмами під час переносу енергії їжі від її джерела через ряд організмів на більш високі трофічні рівні

    або:  Ланцюг живлення -   ряди взаємопов'язаних видів, в яких кожний попередній є об'єктом живлення наступного.

Розрізняють ланцюги живлення різних типів. Тип ланцюга залежить від початкової ланки. Початковою ланкою в ланцюгах живлення можуть бути рослини, мертві рослини, рештки чи послід тварин. Наприклад :                                                                                

  - рослини - попелиці – дрібні комахоїдні птахи - хижі птахи;

- рослини – зайці – лисиці – вовки;

- рослини – гризуни – хижі птахи.                                                              В цих випадках ланцюги починаються з рослин.

Перший ланцюг живлення (ланцюг виїдання або пасовищний) розпочинається з рослин. Джерело енергії, за рахунок якої існують усі організми, — Сонце. В процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється ними (перша ланка таких ланцюгів живлення) на хімічну з утворенням органічних сполук. При цьому лише близько 1 % світлової енергії, що потрапляє на рослину, переходить у потенціальну енергію органічних речовин, решта розсіюється у вигляді теплоти та відбивається.

Коли тварини поїдають рослини, то інша частина енергії, що міститься в кормах, витрачається на різні процеси життєдіяльності. У середньому в різних ланцюгах живлення лише 10 % енергії кормів переходить у новозбудовану речовину               тіла тварин. Травоїдних тварин               поїдають хижаки, на цьому і завершується ланцюг виїдання.

Другий тип ланцюгів живлення розпочинається від рослинних і тваринних решток, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними живляться.

В результаті діяльності мікроорганізмів утворюється напіврозщеплена маса — детрит. Такий ланцюг живлення називають ланцюгом розщеплення або детритним. Наприклад, ланцюг, що починається з посліду тварин з невикористаними запасами речовин:                                                                                     - коров'ячий послід - личинки мух - комахоїдні птахи - хижаки.

Приклад ланцюга живлення, що починаються з рослинних решток:

- рослинний перегній - дощові черв'яки - кроти. 

Кожний ланцюг має розгалуження й ускладнюється наявністю в природі паразитів і надпаразитів. Наприклад, ховрах живиться рослинами, на ньому паразитують блохи, в кишках яких є бактерії, в бактеріях — віруси.

В угрупованні організмів (біоценозі) зазвичай буває низка паралельних ланцюгів живлення, між якими можуть існувати зв'язки, оскільки майже завжди різні компоненти живляться різними об'єктами і самі є поживою для різних членів екосистеми. Складна структура ланцюгів живлення забезпечує цілісність і динамічність біоценозу.

Майже всі ланцюги живлення в океані починаються з фітопланктону, яким живляться тварини зоопланктону (наприклад, рачки). Рачки є їжею для багатьох видів риб і вусатих китів. Риб поїдають птахи. Великі водорості ростуть переважно в прибережній частині  океанів і морів.  Приклад такого  типу ланцюга живлення: планктонні   водорості - планктонні тварини -  риби - рибоїдні тахи  і м'ясоїдні  ссавці.

Система зв’язків у біосфері надзвичайно складна. Найголовнішою ланкою управління є енергія: енергія Сонця, енергія тепла Землі та енергія радіоактивного розпаду елементів:

• неживою частиною біосфери  керують продуценти;
• продуцентами керують консументи, але діяльність їх                                           визначається зворотними зв’язками, що йдуть від продуцентів;
• редуценти – перетворювачі органічних решток: мікроорганізми, гриби.
• Кожна з ланок ланцюга живлення може використати лише 5-15 % енергії харчів для побудови свого тіла. Внаслідок неминучої втрати енергії кількість утворюваної органічної речовини в кожній наступній ланці зменшується. Таким чином, кожен ланцюг споживання містить, як правило, не більше 4-5 ланок, тому що внаслідок втрати енергії загальна біомаса кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша за попередню. Ця закономірність називається правилом екологічної піраміди.

2. Екологічна піраміда.

Екологічна піраміда буває трьох типів:

-   піраміда чисел - показує чисельність окремих організмів на кожному рівні, причому загальне число особин, що беруть участь у ланцюгах живлення, з кожною ланкою зменшується                                  -піраміда біомаси - кількісне співвідношення органічної речовини; при цьому сумарна маса рослин виявляється більшою, ніж біомаса всіх травоїдних організмів, маса яких, у свою чергу, перевищує масу всіх хижаків;

-піраміда енергії (продукції) - кількість енергії в харчах кожного рівня, причому на кожному наступному трофічному рівні кількість біомаси, що утворюється за одиницю часу, більша, ніж на наступному.

• Основа в пірамідах чисел і біомаси  може бути менша, ніж наступні  рівні, залежно від співвідношення розмірів продуцентів і консументів.   Піраміда енергії завжди  звужується до верху.
• Усі три правила пірамід - продукції, біомаси і чисел - виражають у підсумку енергетичне відношення в екосистемах. Перші два правила виявляються в угрупованнях із певною трофічною структурою, а піраміда продукції має

універсальний характер. Знання законів продуктивності екосистем і кількісний облік потоку енергії мають велике практичне значення:

•      по-перше, первинна продукція агроценозів і природних угруповань - основне джерело харчування для людства;
•      по-друге, одержана за рахунок сільськогосподарських тварин вторинна продукція не менш важлива, тому що містить тваринні білки.

3. Кругообіг речовин та енергії.

Поїдання одних організмів іншими зазвичай не руйнує історично утворених взаємозв'язків, оскільки               загибель членів угруповання  компенсується їх розмноженням. Між хижаками та їхніми жертвами встановлюється певна рівновага. Якби було по-іншому,   то хижаки, знищивши свої жертви,                      загинули б самі від відсутності їжі.

Таким чином у біосфері здійснюється кругообіг речовин та енергії приблизно за такою схемою:

• продуценти споживають енергію, воду, СО2, мінеральні солі і виробляють органічну речовину;
• консументи 1-го порядку  живляться продуцентами;
• консументи 2-го та 3-го  порядків живляться іншими                            консументами;
• редуценти споживають частину поживних речовин, розкладають мертві тіла продуцентів і консументів до простих хімічних сполук: води, СО2, мінеральних солей, замикаючи колообіг.

Отже, Сонце – джерело енергії, необхідної для життя на Землі. Зелені рослини, що здатні поглинати сонячну енергію,- початок харчових ланцюгів. Різноманітність способів живлення тварин – це різноманітність  способів одержання ними поживи як джерела енергії. Людина повинна знати, що всі живі організми на Землі пов’язані один з одним за допомогою ланцюгів живлення. Тому, знищуючи одних, ми люди, викликаємо загибель інших і ставимо під загрозу своє життя також!

ІV. Узагальнення і систематизація знань

Рольова гра «Ланцюг живлення»

Учитель на окремих картах записує ролі: наприклад, капуста, морква, пшениця, яблуко, миша, заєць та яструб. Учні (за бажанням) витягують по одній картці.

1) Попросіть «рослини» розбитися попарно та взятися за руки, утворивши «замок». (Учні повинні пригадати, що у природі  вони виконують роль 1-ї ланки ланцюга живлення — продукують органічну речовину (продуценти).) Попросіть дві пари стати обличчям одне до одного.

2) Попросіть «мишу» і «зайця» також взятися за руки й утворити «замок». (Учні повинні пригадати, що заєць і миша формують 2-гу ланку ланцюга живлення (первинні споживачі), оскільки живляться рослинами.)

3) Попросіть «яструба» зайняти своє місце у ланцюгу живлення, сівши на «сидіння», що його утворили руками «миша» та «заєць». (Учні повинні пригадати, що яструб належить до вторинних споживачів, оскільки він живиться тваринами, яких ловить щодня.)

Запитання для обговорення:

— Що б трапилося, якби не знайшлося достатньої кількості бажаючих учнів на роль рослин? (У природних умовах це б означало, що було знищено велику частину рослин — трав, кущів, лісів.)

— Що б трапилося, якби один з учнів вийшов з гри? (У природі це б означало зникнення певного виду.)

— Чому тварини з вищих рівнів ланцюга живлення залежать від рослин і тварин з нижчих рівнів? (Будь-який вплив на найнижчий рівень передається на верхні рівні екосистеми. Якщо внаслідок катастроф або нерозумної діяльності людини руйнуються великі масиви рослин, то зменшується кількість їжі для первинних споживачів. Це призводить до аналогічних наслідків для вторинних споживачів: кількість доступної їм їжі теж зменшується.)

V. Домашнє завдання

1.Опрацювати матеріал підручника відповідно до теми уроку.

2. Скласти ланцюг живлення водойи своєї місцевості.