Презентація "Харчові зв'язки, потоки енергії та колообіг речовин речовин"

Харчові зв’язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах

Цілі уроку: розглянути особливості кругообігу речовин і потоку енергії в екосистемах та вплив людської діяльності на ці процеси, порівняти продуктивність різних екосистем; розвивати навички аналізу й синтезу інформації; виховувати розуміння єдності всього живого на нашій планеті.

Харчовий (трофічний) ланцюг – взаємини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (зеленої рослини) через низку організмів, що відбувається шляхом поїдання одних організмів іншими з більш високих трофічних рівнів.

Ланцюги живлення виникають унаслідок харчових зв'язків між організмами різних видів. Зелені рослини – це основа кожного ланцюга живлення, автотрофні організми є виробниками органічних речовин з неорганічних, або продуцентами (від лат. продуцентіс - той, що створює). Рослиноїдні, всеїдні та хижі тварини є споживачами готових органічних речовин, або консументами (від лат. консуме - споживати). Організми, які розкладають рештки інших організмів, завершують ланцюг живлення, їх називають редуцентами (від лат. редуктіо - відновлювати)

Екологі́чна пірамі́да (або трофічна піраміда, харчова піраміда) — графічне подання зміни кількості біомаси або біопродуктивності на кожному трофічному рівні екосистеми. Піраміда біомаси показує кількість біомаси на кожному з трофічних рівнів, в той час як піраміда біопродуктивності показує кількість надлишкової біомаси, що продукується організмами на кожному з рівнів.біомаса

Задача № 1. За правилом екологічної піраміди визначте, скільки рослинної речовини необхідно для того, щоб у наведеному біоценозі могли існувати три рослиноїдні птахи масою 1 кг. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → птахи. Маса одного птаха – 1 кг, отже йому необхідно 10 кг рослин. Кількість птахів – 3, тому помножуємо кількість птахів на масу рослин і визначаємо масу рослинної речовини, яка необхідна для того, щоб у цьому біоценозі змогли існувати три рослиноїдні птахи масою 1 кг:3 ∙ 10 = 30 кг рослинної речовини. Відповідь: необхідно 30 кг рослин. Задача № 2. Трофічний ланцюг складається з трьох рівнів. Вовк набрав 1 кг маси. Скільки для цього знадобилось рослинної речовини?Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → вовк. Маса вовка збільшилась на 1 кг, отже йому необхідно було з'їсти на 10 кг більше зайців, а їм, у свою чергу, необхідно з'їсти на 100 кг рослин більше. Відповідь: знадобилось 100 кг рослинної речовини. Рішення задач

Задача № 3. За правилом екологічної піраміди, визначте, скільки рослинності необхідно, щоб прогодувати лисицю масою 32 кг. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → заєць → лисиця. Згідно з правилом екологічної піраміди на кожен трофічний рівень переходить не більше ніж 10 % енергії, отже, знаючи масу лисиці, можна обчислити потрібну масу рослинності. 3200кг - 320кг - 32кг рослини — заєць—лисиця. Відповідь: щоб прогодувати лисицю масою 32 кг, необхідно 3200 кг рослинності. Задача №4. Визначте площу (га) поля, що необхідна для прогодування яструба масою 6 кг (суха речовина становить 40 %). Суха маси трави з 1 м2становить 300 г. Розв'язання: Складаємо ланцюг живлення: рослини → гризуни → яструб. Спочатку визначаємо масу сухої речовини яструба (складаємо пропорцію):6 кг– 100 %xкг – 40 %x кг (маса сухої речовини яструба).6 кг ×40% : 100 %= 2,4 кг ( маса сухої речовини яструба)Визначаємо суху масу рослин у ланцюзі живлення за правилом екологічної піраміди: 240 кг - 24 кг - 2,4 кг рослини — гризуни — яструб. Тепер визначаємо площу поля, на якій зростає 240 кг рослин (складаємо пропорцію):1 м2– 300 г (0,3 кг)x– 240 кг1м2×240 кг : 0,3 кг = 800 м2 800 м2 = 0,08 га. Відповідь: щоб прогодувати яструба вагою 6 кг, необхідно 0,08 га поля.

Колообіг речовин у природі

Біологічний кругообіг – це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які відбуваються в біосфері. Причина кругообігу – обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів.

У біосфері відбувається постійний кругообіг елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами під час гниття, надходять у грунт і атмосферу, знову включаються в кругообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організма­ми. Весь цей процес і буде біогенною міграцією атомів. Для біо­генної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення в результаті розкла­ду мертвих організмів.фітоценоззооценоз

Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана силами життя, дав В. І. Вернадський (Закон біогенної міграції атомів). Біогенна міграція є частиною загальної міграції хімічних елементів біосфери. Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона, пропускаючи через себе атоми хімічних еле­ментів земної кори, гідросфери й атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію.

Колоообіг Оксигену

Оксиген поширений у живих організмах у складі хімічних сполук, а в атмосфері він представлений двома простими речовинами — киснем O2 і озоном O3. Кисень потрапляє в атмосферу внаслідок фотосинтезу, коли виділяється як побічний продукт фотохімічної реакції. Озон утворюється у верхніх шарах атмосфери внаслідок поглинання киснем ультрафіолетового випромінювання Сонця. Живі організми використовують кисень у процесі дихання для окиснення органічних сполук до карбон(ІУ) оксиду й води, які потім знову можуть використовуватися у процесі фотосинтезу.

Колоообі Карбону

Природні сполуки, до складу яких входить Карбон, постійно зазнають змін, унаслідок яких здійснюється кругообіг Карбону. Важлива роль у кругообігу Карбону належить карбон(IV) оксиду, який входить до складу атмосфери. Цей газ надходить в атмосферу внаслідок багатьох процесів —виверження вулканів, горіння палива, розкладання вапняку, дихання живих організмів, процесів бродіння і гниття. З повітря С O2у значних кількостях поглинається наземними рослинами та фітопланктоном Світового океану. Процес поглинання С O2відбувається тільки на світлі — фотосинтез, унаслідок якого утворюються органічні сполуки, що містять Карбон.Із рослин, які поїдаються тваринами, Карбон переходить у тваринні організми. Тварини виділяють Карбон у вигляді вуглекислого газу під час дихання. Рослини і тварини з часом відмирають, починають гнити, окислюватись і частково перетворюватися на С O2, що повертається у повітря й знову поглинається рослинами. А частково рослинні та тваринні рештки у ґрунті перетворюються на горючі копалини — кам’яне вугілля, нафту, природний газ. Горючі копалини використовують як паливо, внаслідок згоряння якого С O2знову повертається в атмосферу.

Колоообіг Нітрогену

У природі Нітроген трапляється як у вільному стані, так і у зв’язаному. У вільному стані Нітроген у вигляді азоту входить до складу повітря (об’ємна частка N2становить 78 %, масова — 75,6 %). Оскільки азоту з повітря витрачається мало, його запаси в атмосфері залишаються сталими. У складі неорганічних сполук Нітроген у невеликих кількостях є в ґрунті. Проте у складних органічних сполуках — білках — він входить до складу всіх живих організмів, беручи участь у їх життєдіяльності. Безпосередньо з повітря Нітроген у вигляді азоту засвоюють лише деякі бактерії, а всі інші організми здатні засвоювати Нітроген тільки у складі сполук. Рослини засвоюють Нітроген неорганічних сполук, як і у ґрунті, у вигляді іонів NH4i NO3. У рослинах здійснюється синтез білків. Рослини частково поїдаються травоїдними тваринами, і білкові речовини потрапляють до організму тварин. Під час гниття залишків рослин і тварин під впливом спеціальних бактерій відбуваються складні біохімічні процеси, внаслідок яких органічні сполуки, що містять Нітроген, перетворюються на неорганічні сполуки Нітрогену, які повертаються в ґрунт.

Колоообіг води

1.§ 51-52 вивчити поняття2. Задачі: Ланцюг живлення складається з наступних ланок: рослини — миша — змія — орел-змієїд. Визначте масу мишей, якщо маса орла-змієїда становить 2 кг. Користуючись правилом екологічної піраміди, визначте, яка маса водоростей і бактерій потрібна, щоб у морі виріс і міг існувати один дельфін, маса якого 400 кг (три рівні). Продуктивність 1 га біоценозу становить 2 ∙ 107 к. Дж. Визначте масу яструба в ланцюзі живлення: рослина → миша → змія → яструб, якщо 1 г сухої рослинної речовини акумулює в середньому 20 к. Дж енергії. Домашнє завдання: