Поняття про популяцію, екосистему та чинники середовища.

Урок № 63

Тема: Поняття про популяцію, екосистему та чинники середовища.

Мета: ознайомити учнів з основними характеристиками популяцій і факторами навколишнього середовища, які на них впливають, розглянути особливості статевої та вікової структури популяцій; ознайомити  із поняттями «угруповання», «екосистема», «біоценоз», «біогеоценоз», «біотоп»;  розвивати в учнів пам’ять, увагу і  мислення, вміння порівнювати й аналізувати відому інформацію; виховувати розуміння залежності існування живих організмів від діяльності людини; розширити кругозір учнів, сприяти екологічному вихованню учнів, виховувати прагнення до здобуття знань.

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів

Учень/учениця: називає:

- чинники середовища існування;

- причини зменшення чисельності популяції; 

наводить приклади:
- пристосування тварин до впливу різних чинників середовища (температури, освітленості, вологи);
Обладнання і матеріали:  таблиці або слайди презентації з гістограмами статевої та вікової структури популяцій, зображення ареалу популяцій різних видів живих організмів, схеми впливу різних факторів на популяції.

Базові поняття і терміни: екологія, популяція, статева структура популяції, вікова структура популяції, екологічні фактори, чисельність популяції, «угруповання», «екосистема», «біоценоз», «біогеоценоз», «біотоп», фотоперіодизм.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Хід уроку

І. Організаційний етап

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Актуалізація опорних знань

1. Що таке середовище мешкання?

2. Яких тварин називають холоднокровними й теплокровними?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Бесіда з учнями.

Учням пропонується пригадати, що собою являє система, пояснити, чому такі сукупності називаються системами.

— Пригадайте, що ми називаємо системою? (Система — це впорядковано взаємодіючі і взаємопов’язані компоненти, що утворюють єдине ціле).

— Чи можна сказати, що годинник, який висить на стіні,— це система?

— А акваріум, машина, людина?

 Проблемне запитання.

— Чи є сенс в існуванні, наприклад, мухи?

Необхідно підвести учнів до розуміння того, що кожна жива істота займає певну нішу в природі та виконує певні функції, підтримуючи рівновагу в екосистемі.

    Вам відомо, як пристосовані тварини до проживання у водному, наземно-повітряному середовищі й у ґрунті. Але місця проживання тварин в одному й тому ж середовищі можуть суттєво відрізнятися за зволоженістю, температурою, освітленістю, а також за тим, які організми живуть поряд. Як пристосовуються тварини до різних їх впливів?

ІV. Вивчення нового матеріалу

1. Характеристика популяцій.

Популяція — це сукупність особин одного виду, які відтворюють себе протягом великої кількості поколінь і тривалий час займають певну територію, функціонуючи й розвиваючись в одному або ряді біоценозів. Популяція — елементарна еволюційна одиниця, екологічною ознакою якої є щільність, розподіл особин за віком і статтю, характер розміщення в межах екосистеми чи угруповання, тип росту .

 Статева й вікова структура популяцій.

Співвідношення чоловічої і жіночої статей у популяції має важливе екологічне значення, оскільки воно безпосередньо пов’язане з потенціалом її розмноження, а отже, із впливом на життєдіяльність усієї екосистеми. Причому це стосується лише роздільностатевих організмів.   Одностатеві популяції складаються лише із жіночих особин і розмножуються партеногенезом (розвиток яйцеклітини відбувається без запліднення: бджоли, тлі, коловертки, багато спорових і насінних рослин). У природі більш поширені двостатеві популяції. У тваринному світі переважають роздільностатеві види. Гермафродитизм (наявність в одного організму чоловічих і жіночих органів розмноження) характерний для безхребетних тварин.

У ссавців, у яких один самець може запліднити декілька самок, для розуміння розвитку більше значення має чисельність самок, ніж сумарна кількість особин. Це пов’язане з тим, що лише поодинокі види утворюють на період розмноження окрему пару, яка може зберігатися до кінця життя одного з партнерів.   Співвідношення статей (відношення кількості самців до кількості самок) у вищих тварин має практичне значення (свійські тварини, кури, олені). В Європі популяція благородного оленя так швидко розростається, що доводиться відстрілювати не лише самців, але й самок.

Важливим аспектом структури популяції є також віковий розподіл, тобто співвідношення чисельності особин різних вікових класів і поколінь.

Вікова структура популяції характеризує її здатність до розмноження.    Облік і аналіз вікової структури має велике значення для раціонального ведення мисливського господарства і прогнозування популяційноекологічної ситуації.

Існує три основні типи популяцій:
Елементарна (локальна) популяція — це сукупність особин одного виду, що займають невелику ділянку однорідної площі (наприклад, стайка риб одного виду в озері).

Екологічна популяція — це сукупність елементарних популяцій, внутрішньовидові угруповання в конкретних біоценозах (наприклад, риби одного виду у всіх зграях в озері).
Географічна популяція — це сукупність екологічних популяцій, що заселяють географічно схожі райони (наприклад, риби одного виду в усіх водоймах певної географічної зони).

 Завдання учням:

— Знайдіть і випишіть у зошит характеристики популяцій.

Основні характеристики популяцій:

1. Чисельність — загальна кількість особин у популяції.
2. Запас біомаси популяції.
3. Густота — кількість особин на одиницю території (або об’єму простору). Динаміка чисельності і густоти (визначається народжуваністю, смертністю і міграціями).
4. Народжуваність — кількість нових особин за певний проміжок часу на одну особину (буває абсолютна і питома).
5. Смертність — кількість померлих особин за певний проміжок часу.
6. Міграції.
7. Ріст популяції — співвідношення народжуваності та смертності.
8. Вплив абіотичних чинників на тварин.

2.Екологічна система.

  Частина середовища або частина простору, у межах якої поширені особини певного виду називають ареалом. Види тварин, що займають однорідні ділянки місцевості та взаємодіють між собою утворюють угруповання. У свою чергу угруповання тварин взаємодіють з іншими організмами, що поширені на даній території. Таку сукупність організмів: рослин, грибів, тварин та мікроорганізмів, які існують на ділянці з однотипними умовами довкілля і взаємодіють між собою назвали біоценозом. Але організми взаємодіють не лише між собою, але і з умовами неживої природи, тобто з температурою, вологістю, тиском, складовими частинами атмосфери, грунтом. Сукупність живих організмів та умов середовища називають біогеоценозом. Кожен вид тварин займає у біогеоценозі свою екологічну нішу. Екологічна ніша – місце виду в біогеоценозі. 

Угруповання і неживе середовище функціонують разом як екологічна система (екосистема). Угрупованню відповідає термін «біоценоз», а екосистемі — «біогеоценоз». Отже екосистема – це сукупність взаємопов’язаних груп організмів, які взаємодіють між собою та з умовами середовища мешкання.

Словникова робота

Біогеоценоз — це сукупність на певному просторі земної поверхні однорідних природних явищ (атмосфери, ґрунту, кліматичних умов, рослинного, тваринного світу), поєднаних обміном речовин, і енергії в єдиний природний комплекс.

Біогеоценоз = біотоп + біоценоз

Біотоп — однорідний за абіотичними факторами простір середовища, зайнятий біоценозом (тобто місце існування видів, організмів).

Біоценоз — це конкретна сукупність живих організмів на певному просторі суші або акваторії, що називається біотопом.

Властивості біоценозів: цілісність, здатність до самовідтворення, стійкість, саморегуляція.

3.Чинники середовища існування.

Розповідь учителя

На сучасний розподіл видів тварин по земній кулі впливають різноманітні умови довкілля, тобто чинники середовища існування (абіотичні, біотичні, антропогенні).

Незважаючи на те, що всі абіотичні чинники навколишнього середовища впливають на живі організми комплексно, дія кожного з них нерівноцінна. Розглянемо більш детально кожний чинник окремо.

Робота в групах

Завдання для груп:

І група — пристосування тварин до впливу вологи;

ІІ група — пристосування тварин до впливу температури;

ІІІ група — пристосування тварин до впливу освітленості;

Презентація І групи

Пристосування тварин до впливу вологи

В організм тварин вода потрапляє через травний тракт у видів, що п’ють воду; завдяки використанню води, що міститься у продуктах харчування (гризуни, антилопи, американський кенгуровий пацюк); проникненню води через шкірні покриви (жаби); використанню метаболічної води, яка утворюється під час окиснення жирів (верблюди, гризуни, комахи). Втрата води відбувається з випаровуванням через шкірні покриви, з диханням, із сечею та екскрементами.

Вологість впливає на тривалість життя й швидкість розвитку багатьох тварин (у жаб тривалість життя зростає із збільшенням відносної вологості); на спарювання (у самок нічних метеликів при вологості повітря 80 % не відбувається копуляція); на поведінку (при відносній вологості повітря 40 % і менше комарі перестають нападати на теплокровних тварин).

Більшість тварин — мешканців пустель можуть жити без води, отримуючи її з їжею або на безводний період відкладаючи багато жиру, під час окиснення якого в організмі утворюються молекули води; деякі впадають у літню сплячку (гризуни, черепахи). Багато мешканців пустель рятуються від спеки і втрати вологи, ховаючись на день у норах. Великі ссавці пустель (сайгак, кулан) можуть здійснювати міграції на далекі відстані в пошуках води.

Велике значення для життя водяних організмів має солоність води. Значні коливання цього чинника для багатьох організмів є згубними. Серед тварин виділяють вологолюбні (мокриці, комарі, дощові черви,земноводні), по сухолюбні (пустельна сарана, жук скарабей), посухостійкі.

 Повідомлення учнів

Пристосування верблюдів до середовища існування

Ці ссавці добре пристосовані до життя в суворій і безводній місцевості. Густе хутро призначене для захисту від денної спеки і нічного холоду. На кожній нозі є по два пальці, широка м’яка підошва пристосована для ходіння по піску та дрібному камінню. Пальці у верблюдів озброєні грубими зроговіннями, схожими на нігті (а не копита, як у багатьох інших родів оленеподібних).

Верблюди не пітніють і втрачають малу кількість рідини з випорожненнями. Волога, яка при диханні виділяється з ніздрів, збирається в особливій складці і потрапляє в рот. Верблюд може довго обходитися без води, втрачаючи при цьому до 40 % маси тіла. Діставшись до води, тварина, щоб поповнити запас рідини, може відразу випити до ста літрів.

Одним зі специфічних пристосувань верблюда до життя в пустелі є горби, що являють собою жирові відкладення. Існує досить поширена думка, ніби верблюд може отримувати воду завдяки окисненню жиру, який міститься в горбах. Але справа в тому, що при диханні організм втрачає більше вологи, ніж утворюється при окисненні жирів. Насправді верблюди просто дуже добре переносять зневоднення. Верблюди здатні обходитися без води до двох тижнів, а без їжі — до місяця. Справжнє призначення горбів полягає в іншому: вони служать своєрідним «дахом», що захищає спину верблюда від палючого сонця. Крім того, концентрація всіх жирових запасів організму на спині сприяє кращій тепловіддачі.             Верблюди також є добрими плавцями, незважаючи на те, що більшість з них ніколи не бачили жодної водойми.

Презентація ІІ групи

Пристосування тварин до впливу температури.Для тваринних організмів температурний чинник визначає швидкість перебігу біохімічних реакцій та активність ферментів, а відповідно й активність усього організму, особливо в холоднокровних видів. Температура тіла останніх залежить від температури середовища, і чим вищою є температура середовища, тим активнішими будуть холоднокровні організми. Проте зростання температури середовища може призвести до перегрівання організму й загибелі тварини. Теплокровні тварини — ссавці і птахи — регулюють і теплопродукцію, і тепловіддачу, підтримуючи постійну температуру тіла. В Антарктиді температура повітря може опускатися до–50 °С, а температура тіла пінгвіна дорівнює 41 °С. Теплокровні тварини підсилюють тепловіддачу, випаровуючи воду з поверхні тіла або верхніх дихальних шляхів. Окрім того, температура може виступати як імпульсний або стимулюючий чинник: у розвитку багатьох видів комах помірної або полярної кліматичних зон змінна температура спричиняє прискорення розвитку ембріона, личинки або німфи, тоді як постійна спричиняє сповільнення цих процесів. Серед тварин виділяють холодолюбні (пінгвіни, білий ведмідь), теплолюбні(анелопа, бегемот), холодостійкі(білка, голуб, лисиця, вовк).

Презентація ІІІ групи

Пристосування тварин до впливу освітленості

Світло — це важливий чинник середовища, який визначає біологічні ритми (добові, місячні, річні) у житті більшості тварин та здатність їх орієнтації у просторі.

Характер освітлення має добову й сезонну періодичність. Реакція організмів на зіни тривалості світлового періоду доби ає назву фотоперіодизм.  У зв’язку із цим у різних видів тварин виникла пристосованість до активного життя в різний час доби. Майже всі фізіологічні процеси в організмі рослин і тварин мають добовий ритм. Одні види тварин активні вдень(соколоподібні, ластівки), а інші – вночі(їжак, сова). Усі знають, що більшість сов стають активними в сутінках — їх полювання триває від заходу до сходу сонця. Як пристосування до нічного способу життя вони мають великі очі, у більшості — бінокулярний зір. У них також добре розвинений слух.

Розповідь учителя

Вплив біотичних(живих) чинників на тварин – різні форми взаємодій між особинами в популяціях і між популяціяи різних видів в угрупованні(хижак та здобич).

Антропогенні  чинники –різні форми діяльності людини, що змінюють стан середовища мешкання живих істот.

 «Цікаві запитання».

— Відомо, що в багатьох ссавців, які мешкають у спекотних пустелях, великі вуха. Поясніть це явище. (Вони виконують функцію терморегуляції. Вуха мають велику кількість кровоносних судин і незначний волосяний покрив, особливо з внутрішнього боку, і через них відбувається звільнення організму від надлишків тепла.)

— У птахів немає потових залоз. Як під час спеки вони збільшують тепловіддачу? (Відкривають дзьоб, при цьому відбувається випаровування води з верхніх дихальних шляхів.)

V. Узагальнення і систематизація знань

  1. Розділити клас на три групи і кожна повинна довести всім значення для тваринного світу:
а) абіотичних факторів;
б) біотичних факторів;
в) антропогенних факторів.
2. Навести приклади прямого і непрямого впливу екологічних факторів на організм тварин.
 

VІ. Домашнє завдання.

1. Опрацювати матеріал підручника.

2. Скласти кросворд   по вивченій  темі.