Учебно-методический комплекс элективного курса «Основы экологии» для обучающихся 9-11 классов.
Всероссийский профессиональный конкурс на лучшую образовательную методическую разработку
«Учитель - профессионал»
Направление:Программы, способствующие развитию детей и молодежи во внеурочное время
Номинация: «Программы элективных курсов» (для учащихся 10-11-х классов)
Программа
элективного курса «Основы экологии»
Предмет: экология
Возрастная группа учащихся: 10 класс
Ступень: среднее (полное) общее образование.
Количество часов: 70 часов в год
Срок реализации программы: одинучебный год
Автор программы: Бессараб Татьяна Александровна, учитель биологии МБОУ «СШ № 27 имени героя Советского Союза Ц.Л. Куникова»
Город:Норильск
Год разработки программы: 2024г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
В Национальной стратегии экологического образования в Российской Федерации указано на необходимость экологизации учебных дисциплин – внесение в практику их преподавания элементов экологического подхода, ориентирующего в первую очередь на исследование и отражение методами конкретных предметов отношений и взаимодействия организмов и, в частности, человека с окружающей средой.
В школьных учебных планах нет дисциплины «Экология», основы экологии изучаются лишь обобщённо в курсе биологии. Одна биология не позволяет обеспечить всей системы экологической подготовки, значит, необходимо сформировывать систему экологизированных курсов естественнонаучного цикла. Экологизация школьного образования будет способствовать решению важной воспитательной задачи – выработке у учащихся экологического мышления.
В ходе реализации данной программы, учащиеся рассматривают сущность экологических процессов, поддерживающих биологическое разнообразие на планете и определяющих устойчивое сосуществование и развитие биосферы и человеческого общества, обеспечивающих сохранение жизни на Земле. Развивают знания экологических закономерностей, что лежит в основе рационального природопользования и охраны природы. Знание экологических законов, их соблюдение и умелое использование необходимо для формирования разносторонне развитой личности.
Курс разработан для учащихся 10 и 11 классов средних общеобразовательных школ, гимназий, лицеев. Содержание курса строится на основе возрастных особенностей школьников, спектра их познавательных интересов. Программа рассчитана на 70 часов в год (2 часа в неделю).
Важнейшая форма экологического образования учащихся – практическое участие их в той или иной экологической деятельности. Поэтому в процессе изучения курса важное место занимают лабораторные работы, экологические задачи, которые развивают экологическое мышление учащихся, умение ставить опыты и проводить наблюдения. Наряду с традиционными направлениями экологической работы в наши дни приобретают большое значение систематические наблюдения за состоянием окружающей среды. В программу также включена форма работы с учащимися как проектная деятельность, которая позволяет развивать у учащихся познавательный интерес, умение самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве.
Цель данной программы: формирование личности, обладающей экологическим сознанием, мышлением и мировоззрением.
Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
познакомить учащихся с основными экологическими понятиями;
научить наблюдать изменения, происходящие в популяциях и природных сообществах и взаимосвязь между организмами и окружающей средой;
показать актуальность экологических проблем и важность принятия своевременных решений;
научить анализировать влияние человека на окружающую среду в современных условиях и оценивать последствия подобных влияний для общества.
Основными объектами изучения в курсе являются:
живые организмы и популяции;
сообщества и экосистемы;
человек и формы его деятельности.
В результате изучения курса учащиеся должны знать:
закономерности действия экологических факторов на живые организмы;
основные адаптации организмов к средам жизни;
типы межвидовых отношений в природе и их характеристику;
экологические проблемы глобального характера и способы их решения;
понятие популяции, механизмы регуляции численности особей в популяции;
характеристики биоценоза, экосистемы, биогеоценоза, цепей питания, правил экологических пирамид, агроценозов;
закономерности экологических сукцессий;
современные концепции биосферы, ее компоненты, функции живого вещества биосферы.
уметь:
выявлять и характеризовать основные адаптации организмов к среде обитания;
определять виды растений и животных и их жизненные формы;
выявлять и описывать виды антропогенных воздействий на природу;
строить графики динамики численности популяций и возрастные пирамиды популяций;
описывать природные биоценозы;
составлять цепи питания и строить экологические пирамиды;
решать задачи экологического содержания;
характеризовать свойства, структуру природных сообществ и экосистем;
выражать и обосновывать свои мысли по вопросам, которые касаются стабильности и устойчивости живых систем при воздействии на них различных факторов;
правильно оценивать экологическую ситуацию, вырабатывать подходы к решению возникшей проблемы;
работать с учебной, методической и научно-популярной литературой, в том числе с электронными базами данных и интернет-ресурсами.
Ожидаемые результаты:
1) новые дополнительные знания по экологии (вне базового курса);
2) овладение новыми практическими навыками решения экологических задач, умение применять получение знания на практике, выбирать средства для решения поставленных задач, что воспитывает целеустремленность, собранность;
3) профессиональная ориентация;
4) умение работать в группах, парах;
5) развитие познавательной активности.
При проведении занятий предполагается демонстрация учебных видеофильмов, презентаций, что будет способствовать визуализации предоставляемой информации и успешному усвоению учебного материала.
Данная программа существенно расширяет рамки биологического образования школьников и в случае успешного выполнения могут вывести их на более высокий уровень.
Учебно-тематический план
№ | Кол-во часов | В том числе | Тема урока | Контроль | ||
Теория | Практика | |||||
Введение в общую экологию (2 часа)
1-2 | 2 | 2 | Предмет, задачи и методы общей экологии. | |||||||
Экология отдельных организмов (22 часа) | ||||||||||
3-4 | 2 | 2 | Среда жизни, среда обитания. Экологические факторы и их классификация | |||||||
5-6 | 2 | 2 | Законы и закономерности действия факторов на живые организмы. | Самостоятельная работа | ||||||
7-8 | 2 | 2 | Ритмичность в неживой и живой природе. Фотопериодизм. | |||||||
9-10 | 2 | 2 | Наземно-воздушная среда, ее экологические особенности. | Творческие задания | ||||||
11-12 | 2 | 1 | 1 | Адаптации организмов к жизни в наземно-воздушной среде. Лабораторная работа №1. «Сравнение морфологических и анатомических особенностей растений из разных мест обитания» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
13-14 | 2 | 2 | Водная среда. Адаптации гидробионтов. Почвенная среда и адаптации живых организмов к ней. | Творческие задания | ||||||
15-16 | 2 | 1 | 1 | Живые организмы как среда обитания. Жизненные формы живых организмов. Лабораторная работа №2. «Определение видов растений и составление их экологической характеристики» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
17-18 | 2 | 2 | Биотические факторы среды. | |||||||
19-20 | 2 | 1 | 1 | Внутривидовые факторы. Типы межвидовых отношений. Лабораторная работа №3. «Описание экологической ниши различных видов животных» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
21-22 | 2 | 2 | Антропогенные факторы. Экологические проблемы глобального масштаба. | Защита проектов. | ||||||
23-24 | 2 | 2 | Обобщающее повторение по теме «Экология отдельных организмов» | Зачетная работа | ||||||
3. Экология популяций и видов (12 часов) | ||||||||||
25-26 | 2 | 2 | Понятие популяции. Популяционная структура видов. | |||||||
27-28 | 2 | 2 | Характеристики популяций (половая, возрастная, пространственная структуры) | Самостоятельная работа | ||||||
29-30 | 2 | 2 | Динамика популяций: биотический потенциал и его величина у разных популяций. | |||||||
31-32 | 2 | 1 | 1 | Динамика популяций: гомеостаз популяций и пути его достижения. Лабораторная работа № 4. «Изучение морфо-экологической разнокачественности особей в ценопопуляции растений» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
33-34 | 2 | 2 | Современные представления о механизмах регуляции численности популяций. | Тестирование | ||||||
35-36 | 2 | 2 | Охрана популяций. | Творческие задания | ||||||
4. Экология сообществ и экосистем (18 часов) | ||||||||||
37-38 | 2 | 2 | Биоценоз, его границы и структура. | |||||||
39-40 | 2 | 2 | Экологическая система. Биогеоценоз. Компоненты экосистемы. | Самостоятельная работа | ||||||
41-42 | 2 | 2 | Поток энергии. Цепи питания. | |||||||
43-44 | 2 | 1 | 1 | Экологические пирамиды. Лабораторная работа № 5. «Составление цепей питания и построение экологических пирамид» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
45-46 | 2 | 2 | Свойства природных биогеоценозов. | Творческие задания | ||||||
47-48 | 2 | 1 | 1 | Экологические сукцессии и их закономерности. Лабораторная работа №6. «Изучение природной экосистемы» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
49-50 | 2 | 2 | Влияние деятельности человека на разные стадии сукцессий. | Творческие задания | ||||||
51-52 | 2 | 2 | Агроценозы как экологические системы. | |||||||
53-54 | 2 | 1 | 1 | Пути повышения продуктивности агроценозов. Лабораторная работа №7. «Составление плана работы на пришкольном участке» | Отчёт по лабораторной работе. | |||||
55-56 | 2 | 2 | Влияние человека на биогеоценозы, проблемы и перспективы | Защита проектов. | ||||||
Учение о биосфере (12 часов) | ||||||||||
57-58 | 2 | 2 | Биосфера, ее происхождение и границы. Современные концепции биосферы. | Творческие задания | ||||||
59-60 | 2 | 2 | Элементы биосферы. | |||||||
61-62 | 2 | 2 | Функции живого вещества биосферы. | Самостоятельная работа | ||||||
63-64 | 2 | 2 | Биогеохимические круговороты веществ в биосфере. | |||||||
65-66 | 2 | 2 | Значение энергии солнца и зелёных растений в круговороте веществ. | |||||||
67-68 | 2 | 2 | Человек и биосфера. | Защита проектов | ||||||
69-70 | 2 | 2 | Обобщающее повторение по теме «Учение о биосфере» | Тестирование | ||||||
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ 1. ВВЕДЕНИЕ (2 часа) 1.1 Предмет и задачи общей экологии. История экологических идей. Связь экологии с другими науками. Методы экологических исследований. Подразделения общей экологии (аутоэкология, демэкология, синэкология, глобальная экология и др.) Демонстрация. Портреты ученых, внесших большой вклад в становление экологии как науки. 2. ЭКОЛОГИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМОВ (22 часа) 2.1. Понятия «среда жизни», «среда обитания» и «местообитание». Факторы среды обитания и многообразие их классификаций (по природе, по изменчивости времени, по роли в жизни организмов и др.). Причины многообразия экологических факторов. 2.2. Законы и закономерности действия факторов на вые организмы (закон оптимума, закон лимитирую факторов, комплексное действие факторов) Экологические индикаторы. Экологическая ниша вида. Биомы и биоты. Биогеографические области. 2.3 Абиотические факторы среды. Приспособленность организмов к абиотическим факторам. Внешние и внутренние ритмы. Фотопериодизм. Типы фотопериодических реакций. Использование знаний о фотопериодизме в практических целях. 2.4 Характеристика сред жизни и основных адаптаций растений и животных к ним. Наземно-воздушная среда и ее экологические особенности (световой режим адаптации к свету, температурный режим и адаптации к температуре, правила Бергмана и Аллена, адаптации к водному режиму, воздуху, субстрату). 2.5 Водная среда и ее экологические особенности. Специфика адаптации гидробионтов. Почвенная среда адаптации живых организмов к ней. 2.6. Живые организмы как среда жизни для паразитов и симбионтов. Ее экологические преимущества и недостатки. Основные пути приспособления живых организмов к условиям среды (активный, пассивный, избегание неблагоприятных условий). Жизненные формы организмов. Классификации жизненных форм. 2.7 Биотические факторы среды. Внутривидовые факторы (сроки жизни, соотношение полов, рождаемость, смертность, численность, групповой эффект). Типы межвидовых отношений. Отношения типа «хищник - жертва» и типы охотничьего поведения. Отношения «паразит—хозяин». Экологическая роль хищничества паразитизма. Комменсализм. Мутуализм. Нейтрализм. Аменсализм. Конкуренция. Принцип конкурентного исключения И. Ф. Гаузе и его значение в регулировании видового состава природных сообществ и в сельскохозяйственной практике. 2.8 Антропогенные экологические факторы. Виды и формы воздействия человека на природу. Экологические проблемы глобального масштаба. Необходимость охраны природы. Демонстрация.Таблицы, коллекции, диафильмы иллюстрирующие многообразие приспособленностей живых организмов к среде обитания. Лабораторные работы. 1. Сравнение морфологических и анатомических особенностей растений из разных мест обитания. 2. Определение видов растений и составление их экологической характеристики. 3. Описание экологической ниши различных видов животных. 3. ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИИ И ВИДОВ (12 часов) 3.1 Понятие о популяции в экологии (элементарные, экологические и географические популяции). Популяционная структура вида. Степень обособленности популяций. 3.2 Половая и возрастная структуры популяций. Типы популяций, выделяемых по возрастному спектру (полночленная, нормальная неполночленная, инвазионная, регрессивная). Пространственная структура популяций. Типы распределения особей в пространстве. Формы территориальных отношений у разных видов. Формы групповой организации у животных (одиночный образ жизни, семейный образ жизни, колонии, стаи, стада) Эффект группы. 3.3. Динамика популяций. Биотический потенциал и его величина у разных видов. Рождаемость, смертность. Кривые выживания. Темпы роста. Типы роста популяций. Кривые роста. Колебания численности популяции в природе. Гомеостаз популяций и пути его достижения (подавление роста метаболитами, нервно-гуморальные реакции на плотность и др.) 3.4. Современные представления о механизмах регуляции численности популяций. Типы стратегии воспроизводства. Взрывы численности видов как экологические катастрофы. Причины массового размножения видов. Охрана популяций. Демонстрация. Схемы и графики динамики численности видов. Лабораторная работа № 4. Изучение морфо-экологической разнокачественности особей в ценопопуляции растений. 4. ЭКОЛОГИЯ СООБЩЕСТВ И ЭКОСИСТЕМ (18 часов) 4.1 Особенности надорганизменных систем по В. Тишлеру. Понятие о биоценозе и его границах. Разнообразие и классификация биоценозов. Видовая структура биоценоза. Количественное соотношение видов. Доминирование. Устойчивость сообщества. Роль разнообразных видов в устойчивости сообщества. Принципы создания человеком устойчивых биоценозов. Пространственная структура биоценоза (ярусное сложение, горизонтальная мозаичность). Экологическая структура сообществ и соотношение экологических групп организмов в них. Викарирующие виды. Отношения организмов в биоценозах. |
4.2 Понятие об экологических системах. Учение В. Н. Сукачева о биогеоценозах. Сравнительная характеристика понятий «экосистема» и «биогеоценоз». Компоненты экосистемы. Круговорот веществ в экосистеме. 4.3 Поток энергии в экосистемах. Цепи питания. Трофические уровни. Цепи выедания и детритные цепи разложения. Биологическая продуктивность. Первичная и вторичная продукция сообществ. Правила экологических пирамид (продукции, биомасс, чисел) и их значение. Свойства природных биогеоценозов и их характеристика. 4.5 Динамика сообществ. Циклические изменения. Многолетняя периодичность. Понятие экологической сукцессии. Типы сукцессионных смен (первичные и вторичные). Общие закономерности сукцессии. Продуктивность сообществ на разных этапах сукцессии. Влияние деятельности человека на разные стадии сукцессии. Сохранение биогеоценозов. 4.6 Агроценозы как экологические системы. Виды агроценозов. Сходства и отличия агроценозов с природными биогеоценозами. Пути повышения продуктивности агроценозов. Демонстрация. Таблицы пищевых цепей, экологических пирамид, круговорота веществ в природе. Коллекции, иллюстрирующие экологические взаимосвязи на примере леса, луга и других сообществ. Модели экосистем (аквариум, агроценоз). Модели-аппликации (типичные биогеоценозы). Лабораторные работы № 4. Составление цепей питания и построение экологических пирамид. № 6. Изучение природной экосистемы. № 7. Составление плана работы на пришкольном участке. 5. УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ (12 часов) 5.1. Биосфера как биологическая система высшего уровня. В. И. Вернадский — основоположник учения о биосфере. Происхождение и границы биосферы. Современные концепции биосферы (термодинамическая, биохимическая, биогеоценотическая, кибернетическая, социально-экономическая). Элементы биосферы по В. И. Вернадскому (живое, косное, биогенное, биокосное вещество). 5.2. Функции живого вещества биосферы. Эволюция биосферы. 5.3. Биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере (на примере азота, углерода, фора, серы). Значение энергии Солнца и зеленых растений в круговороте веществ. 5.4. Человек и биосфера. Средообразующее и ресурсное значение биосферы для человечества. Производственная, сельскохозяйственная, рекреационная деятельность человека и ее последствия. Пути оптимизации взаимодействий общества и природы. Демонстрация. Таблицы «Биосфера», «Круговорот веществ в природе». Схемы структуры биосферы и ее отдельных составных частей. Таблицы видового состава и разнообразия живых организмов биосферы. |
Методическое обеспечение
Криксунов Е. А. и др. Экология: Учебник для общеобразовательных заведений /Е. А. Криксунов, В. Пасечник. А. П. Сидорин. — М.: Дрофа, 1995.
Чернова Н. М. и др. Экология: Учебник общеобразовательных учреждений/ Н. М. Чернова, В. М, Галушин, В. М. Константинов. — М.: Просвещение, 1995.
Лабораторные работы к программе.
Практикум для учащихся.
Список литературы
1. Алексеев С. В. Экология: Учебное пособие для учащихся 9 класса. — СПб.: СМИО Пресс, 1997.
2. Вронский В. А. Экология: Словарь-справочник. Ростов-на-Дону; 1999.
3. Зверев А. Т., Зверева Е. Г. Экология: Учебник 7—9 классов. — М.: Дом педагогики, 1999.
4. Криксунов Е. А. и др. Экология: Учебник для общеобразовательных заведений /Е. А. Криксунов, В. Пасечник. А. П. Сидорин. — М.: Дрофа, 1995.
5. Мамедов И. М., Суравегина И. Т. Экология: Учебное пособие для 9—11 классов, М.: «Школа. Пресс», 1996.
6. Радкевич В. А. Экология: Учебник. — Минск: «Высшая школа», 1997.
7. Чернова Н. М. и др.Экология: Учебник общеобразовательных учреждений/ Н. М. Чернова, В. М, Галушин, В. М. Константинов. — М.: Просвещение, 1995.
8. Чернова Н. М., Вылова А. М. Экология. — М.: Просвещение. 1988.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Тема: «Сравнение морфологических и анатомических особенностей растений из разных мест обитания».
Цель: по анатомо-морфологическим особенностям растений научиться определять их принадлежность к различным экологическим группам.
Оборудование: гербарные растения и комнатные растения различных экологических групп по отношению в свету, влаге, температуре.
ХОД РАБОТЫ
1) Определите (примерно) по внешнему облику среду обитания, предложенных вам растений (в случае с комнатными растениями описывается их возможная среда обитания в дикой природе).
2) Определите принадлежность предложенных вам для работы растений к одной из экологических групп по отношению к свету. Укажите на адаптации в их строении к световому режиму.
3) Определите отношение рассматриваемых вами растений к теплу. Укажите на адаптации в их строении к температурному режиму.
4) Определите отношение описываемых растений к влаге. Назовите адаптации в строении этих растений к водному режиму.
5) Вывод:общих или отличных черт вы обнаружили в строении рассматриваемых вами растений больше и почему? Что позволяет растениям произрастать в специфических условиях своей среды обитания?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Тема:«Определение видов растений и составление их экологической характеристики».
Цель:научиться работать с определителями растений и давать экологическую характеристику растений различных видов.
Оборудование: определитель растений и гербарные растения различных видов, лупы.
ХОД РАБОТЫ
1)Рассмотрите предложенные вам гербарные материалы растений. Пользуясь определителем растений, определите семейства, к которым относятся предложенные вам для определения растения. Для этого внимательно прочитайте тезу и антитезу первой ступени и решите, подходят ли признаки определяемого растения к тем, что приведены в тезе или антитезе. В зависимости от этого перейдите к следующей ступени (ее номер указан в конце строки). Тщательно рассмотрите и установите признаки, по которым теза расходится с антитезой. Для рассмотрения деталей прибегните к помощи лупы.
2) Запишите последовательность определения семейства каждого из определяемых видов растений.
3) Руководствуясь указаниями п. 1, определите видовую принадлежность рассматриваемых вами растений.
4) Запишите последовательность определения каждого из видов растений.
5) Дайте экологическую характеристику определенным вами растениям. Сведения об экологических особенностях растений внесите в таблицу 1.
Таблица 1. Экологические особенности растений различных видов
Признаки сравнения | Растение № 1 | Растение № 2 |
1) Жизненная форма | ||
2) Отношение к свету | ||
3) Отношение к высоким температурам | ||
4) Отношение к низким температурам | ||
5) Отношение к влаге | ||
6) Отношение к почве | ||
7) Роль в природном сообществе | ||
8) Связи с другими обитателями природного сообщества |
6)Вывод:об экологических различиях, обнаруженных у рассматриваемых вами растений и о значении выявленных различий в жизни растений.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Тема:«Описание экологической ниши различных видовживотных».
Цель:научиться выявлять факторы и ресурсы среды, необходимые для характеристики экологической ниши организма.
Оборудование:рисунки и фотографии известных видов животных.
ХОД РАБОТЫ
1) Рассмотрите рисунки и фотографии 3-х видов животных, предложенных вам для работы.
2) Опишите экологическую нишу для каждого вида животных. Сведения внесите в таблицу 2.
Таблица 2. Описание экологической ниши различных видов животных
Факторы и ресурсы среды | Вид № 1 | Вид № 2 | Вид № 3 |
1) Отношение к температуре | |||
2) Отношение к освещенности | |||
3) Отношение к влажности | |||
4) Пищевые ресурсы | |||
5) Способы добывания корма и образ жизни |
3)Вывод: что отражает экологическая ниша вида? Чем это понятие отличается от понятий «среда обитания» и «местообитания» вида?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Тема:«Изучение морфо-экологической разнокачественности особей в ценопопуляции растений».
Цель:убедиться на примере конкретного фитоценоза в морфо-экологической разнокачественности популяции растений и выявить ее значение для функционирования популяции.
Оборудование:работа выполняется на местности в ближайшем лесном сообществе.
ХОД РАБОТЫ
1) Заложите в лесу 5 учетных площадок по 100 м2 каждая.
2) Рассчитайте численное обилие (плотность) господствующего в лесу вида деревьев. Для этого подсчитайте количество деревьев на каждой из заложенных площадок, а затем рассчитайте среднее число экземпляров на одной площадке.
3) Проведите морфо-экологическое описание растений в лесу (примерная высота растений, характер ветвления, количество листьев на ветках, примерный возраст растений и их возрастное состояние и др.).
4) Различаются ли описываемые вами растения по своим морфологическим и экологическим характеристикам?
5) Вывод:каково экологическое значение морфо-экологической неоднородности популяций растений?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Тема:«Составление цепей питания и построение экологических пирамид».
Цель:научиться строить трофические цепи и экологические пирамиды, отражающие закономерности энергетических отношений в экосистемах.
Оборудование:списки биологических объектов и данные о продуктивности различных видов.
ХОД РАБОТЫ
1) Определите, к каким категориям организмов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты) относятся следующие организмы: дуб, крокодил, орел, заяц, гриб-дождевик, дождевой червь, утка, лось, жираф, рак, мятлик, муравей.
2) Постройте из предложенных организмов по три пастбищных, детритных и паразитных пищевых цепи: лисица, овсяница, заяц, бактерии гниения, олень, рысь, дождевой червь, осина, лещина, совы, белки, водоросли, щука, гельминты, карп.
3) Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой, постройте пирамиду биомассы следующей пищевой цепи: растения – кузнечики - лягушка - ужи - ястреб-змееяд, предполагая, что животные каждого трофического уровня питаются только организмами предыдущего уровня. Биомасса растений на исследуемой территории составляет 40 тонн.
4) Постройте пирамиду чисел для пищевой цепи, приведенной в п. 3, зная, что биомасса 1 побега травянистого растения составляет примерно 5 г, 1 кузнечика — 1 Г,ужа — 100 г, 1 змееяда — 2 кг. Рассчитанные значения внесите в таблицу.
Данные о биомассе и численности особей представителей различных трофических уровней
Представители трофических уровней | Рассчитанная биомасса (кг) | Рассчитанная численность (особи) |
Растения | 40 000 | 8 000 000 |
Кузнечики | 4 000 | 4 000 000 |
Лягушки | 400 | 40 000 |
Ужи | 40 | 400 |
Ястребы-змееяды | 4 | 2 |
5)Вывод:какие закономерности функционирования экосистем отражают правила экологических пирамид?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
Тема: «Изучение природной экосистемы».
Цель: научиться описывать природные экосистемы (оценивать видовой состав, приводить примеры разнообразных типов связей между различными видами сообщества, объяснять механизмы, обеспечивающие целостность системы и др.).
Оборудование:таблицы, коллекции, рисунки учебника.
ХОД РАБОТЫ
Оцените видовой состав изучаемой вами экосистемы (1 вариант — дубрава; 2 вариант — водоем). Назовите виды-доминанты сообщества, виды-эдификаторы и редкие виды. Дайте характеристику экологической роли каждой из названных групп организмов сообщества.
2) Перечислите виды, относящиеся к продуцентам, консументам I и II порядка, редуцентам. Укажите на экологическую роль каждого из этих структурных компонентов экосистемы.
3) Приведите примеры 3-5 трофических цепей различного типа (пастбищных, детритных и паразитных) изучаемой вами экосистемы.
4) Проиллюстрируйте на примере изучаемой вами экосистемы одно из правил экологических пирамид (продукции, чисел или биомасс).
5) Вычертите примерную схему круговорота веществ (потока атомов) в рассматриваемой вами экосистеме.
6)Вывод:докажите, что экологическая система, изученная вами в ходе лабораторной работы, представляет собой целостную, саморегулирующуюся систему.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Тема:«Составление плана работы на пришкольном участке».
Цель:научиться размещать различные цветочно-декоративные и овощные культуры на возделываемом участке закладывать агротехнические опыты и планировать проведение на нем различных видов сельскохозяйственных работ.
Оборудование:план пришкольного участка, справочники по цветоводству и овощеводству.
ХОД РАБОТЫ
1) Начерти план пришкольного участка вашей школы.
2) Запланируйте опыты с овощными культурами (влияние внесения различных видов и объемов удобрений на урожай; влияние различных видов обработки почв на урожай; влияние предварительной обработки семян фитогормонами на их всхожесть и т. д.) и их размещение на учебно-опытном участке. Для работы используйте справочники по овощеводству.
3) Спланируйте размещение на цветниках пришкольного участка (и отразите это на плане) различных цветочно-декоративных культур с учетом их биологических и декоративных особенностей.
4) Составьте план работы на пришкольном участке с учетом повышения продуктивности растений, используя знания особенностей биологии этих культур (заготовление почвогрунта, посев рассады, уход за рассадой, обработка почвы на участке, высадка рассады, закладка опытов и т. д.).
5) Вывод:о значении осуществляемых человеком в агробиоценозах мероприятий и о важности их своевременного проведения.
ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ»
Практикум по экологии предназначен для самостоятельных работ учащихся с целью более глубокого усвоения и закрепления знаний, а также для выработки экологического мышления и навыков поведения в критических ситуациях.
Тема «ВВЕДЕНИЕ»
Задание 1
Очень часто по телевидению и радио говорят об экологии и экологических проблемах. Как вы думаете, о чем идет речь и почему у многих людей экологические проблемы вызывают такую тревогу?
Задание 2
Почему экология родилась лишь 150 лет назад? Как вы думаете, почему ученый-зоолог Эрнст Геккель задумался над созданием новой науки? Приведите основные аргументы за создание этой науки.
Задание 3
Почему новая наука получила название «экология» — наука о доме? Попытайтесь предположить, как рассуждал Эрнст Геккель, именно так называя ее? Попробуйте представить и нарисовать в тетради этот дом (экологию), показав, какое место (фундамент, крышу...) в нем занимают неживая природа, живая природа и человек.
Задание 4
Почему для человека и его будущего экологические знания жизненно необходимы?
Задание 5
Напиши эссе по теме
1. «Мир, который я хотел бы видеть».
2. «Мир, который гибнет по вине человека».
Задание 6
Попытайтесь проанализировать экологическое состояние территории, где расположена ваша школа. Предложите мероприятия по улучшению экологической обстановки. Составьте поясняющие карты-схемы.
Тема «ЭКОЛОГИЯ ОРГАНИЗМОВ»
Задание 1
Составьте перечень взаимоотношений организма с окружающей природной средой. В качестве организма может быть выбрано любое известное вам животное. Назовите связи, которые, на ваш взгляд, наиболее важны.
Задание 2
Приведите примеры животных и растений, обладающих удивительными особенностями в строении их организмов. Предположите, какие факторы окружающей среды определили такие особенности.
Задание 3
Сравните поведение кошек и собак. Как особенности строения их организма связаны с поведением?
Задание 4
Большинство самцов нередко устраивают жестокие боевые турниры за право быть главой семьи. Как вы думаете, какое значение имеет такое поведение в жизни животных?
Задание 5
Заполните таблицу «Экологические факторы», перечислив известные вам факторы, оказывающие влияние на различных животных.
Экологические факторы
Абиотические | Биотические | Антропогенные |
Подчеркните те факторы, которые являются одинаковыми для них. Сделайте выводы.
Задание 6
Используя карту «Полезные ископаемые мира», докажите, что климат на нашей планете изменялся и там, где сейчас холодные районы, раньше росли леса, а где суша — раньше были моря. Какие изменения в живой природе происходили под влиянием изменения климата?
Задание 7
Предположите и опишите, как выглядит участок суши, где действуют следующие экологические факторы:
а) большое количество тепла, высокая влажность, плодородные почвы;
б) мало тепла, избыточная влажность, неплодородные почвы;
в) много тепла, мало влаги, неплодородные почвы. Какие животные и растения могут там обитать и почему?
Тема «ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ»
Задание 1
Постройте в тетради график по следующим данным: минимальная численность популяции мыши-полевки — 8 особей, максимальная — 100, оптимальная — 30. Попробуйте предположить, какие факторы могут выступать в качестве регулирующих численность мыши-полевки. Укажите лимитирующие факторы.
Задание 2
Объясните, почему одни организмы оставляют после себя огромное количество потомков (например, рыба-луна выметывает до 300 млн. икринок), а другие имеют лишь несколько детенышей (орлы, слоны, гориллы)? Какое значение для сохранения вида имеет поведение животных?
Задание 3
Объясните, почему произошла экологическая трагедия в Австралии, куда из Европы завезли кроликов, которые хорошо акклиматизировались и стали быстро размножаться, нанося большой урон пастбищам. Не помогают никакие физические и химические способы борьбы с ними.
Задание 4
По данным московских ученых, численность крыс в городе сегодня составляет около 10 млн. особей, что представляет реальную угрозу здоровью горожан. В чем причина роста численности этого животного? Почему в сельской местности население не сталкивается с такими проблемами?
Тема «ЭКОСИСТЕМЫ»
Задание 1
Опишите биоценоз своего леса по плану (парка, сквера).
Задание 2
Опишите биоценоз своей реки (озера, пруда, водохранилища, моря, болота).
Задание 3
В каких экосистемах обитают белый медведь, бурый медведь, северный олень, лось, соболь, заяц-русак, глухарь, дрофа, страус, обезьяна, окунь, щука, акула, дельфин, осьминог? Составьте таблицу, в левой части которой укажите название экосистемы, а в правой — животных, которые в ней живут.
Задание 4
Проанализируйте приведенный ниже исторический случай. Сделайте вывод о значении экологических знаний в жизни человека. Постройте пищевую цепь, укажите, к каким экологическим категориям относятся животные. Достройте недостающие звенья цепи.
В Индонезии для борьбы с малярией против ее переносчиков-комаров был применен препарат ДДТ. Комары были уничтожены, однако ДДТ попал и в другие организмы, в частности тараканов. Тараканы не умирали, но становились менее подвижными и служили легкой добычей для ящериц. На них яд также оказывал отравляющее действие. Из-за уменьшения численности они уже не могли контролировать численность гусениц, которые начали интенсивно размножаться, выедая тростниковые крыши домов, где жили индонезийцы. Кроме того, кошкам стало легче охотиться за ящерицами. Но, наевшись их, кошки умирали от отравления. Массово расплодились крысы, которые были заражены блохами — переносчиками чумы.
Всемирная организация здравоохранения запретила применение ДДТ, а в джунгли на парашютах был сброшен «десант» здоровых кошек, которые снизили численность популяции крыс.
Задание 5
На Крайнем Севере, где в результате ядерных испытаний выпало большое количество радиоактивных осадков, лишайники поглощают почти 100 % радиоактивных частиц, попадающих на землю. Постройте пищевую цепь, приводящую радиоактивные частицы в организм человека.
Задание 6
Заполните соответствующими числами блоки пирамиды биомасс, отражающей цепь питания «трава — полевки — лиса», если известно, что для питания 1 лисы весом 8 кгв течение 1 года требуется 5475 полевок, каждая полевка съедает 23 кгтравы в год, а весит 30 г.
Задание 7
Заполните соответствующими числами блоки пирамиды биомассы для цепи питания «трава — косуля», если 1 косуля весит 25 кги съедает 500 кгтравы в год, и сопоставьте ее с пирамидой из задания 39.
Задание 8
Сопоставьте в тетради по предыдущим заданиям увеличение биомассы полевок и косули на каждые 100 кгтравы. Объясните, почему у косули образуется гораздо больше биомассы на 100 кгтравы, чем у полевок.
Задание 9
На Гавайские острова в 1979 г. было интродуцировано 22 вида млекопитающих, около 160 видов птиц, 1300 видов насекомых и свыше 2000 видов цветковых растений. Однако теперь 70% видов местной флоры островов находится на грани исчезновения, вымерло 22 вида птиц и множество видов других организмов. Подумайте, что стало причиной столь печальных событий. Основные выводы запишите в тетради.
Задание 10
Заполните таблицу сравнительной характеристики искусственной и естественной экосистем и сделайте вывод об устойчивости этих экосистем.
Экосистема | Структура (простая или сложная) | Число видов (много или мало) | Образуют ли они пищевую сеть | Требуется ли вмешательство человека |
Искусственная | ||||
Естественная |
Задание 11
Объясните, почему пищевая цепь не может состоять более чем из 3—5 звеньев. Почему питаться растительной пищей более выгодно с энергетической точки зрения?
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.
1. К поступательно изменяющимся экологическим факторам относятся:
а) направление ветров;
б) атмосферное давление;
в) температура воздуха;
г) увеличение уровня грунтовых вод и заболачивание территории.
2. Для лягушки озерной лимитирующим фактором в тундре выступает:
а) влага;
б) температура;
в) ветер;
г) хищники.
3. Закон минимума был сформулирован в 1840 г.:
а) Э. Геккелем;
б) Ю. Либихом;
в) В. Шелфордом;
г) В. В. Докучаевым.
4. Увядание растений в теплице можно приостановить, если:
а) повысить температуру;
б) понизить температуру;
в) создать температуру, наиболее благоприятную для данного вида растений;
г) не менять температуру.
5. Большего доверия, как биоиндикаторы среды, заслуживают:
а) животные;
б) растения;
в) стенобионтные виды;
г) эврибионтные виды.
6. Индикатором чистоты воздуха может выступать:
а) тополь бальзамический;
б) клен канадский;
в) пихта сибирская;
г) сосна обыкновенная.
7. Экологическая ниша вида
а) определяет распространение и роль вида в сообществах;
б) исключительно характеризует среду обитания данного вида; в) подразделяется на фундаментальную и вариативную;
г) характеризует все стороны образа жизни данного вида:
д) только указывает, как вид использует свое местообитание.
8. Проявлением суточных ритмов у человека не является:
а) изменение температуры тела;
б) изменение глубины и частоты дыхания;
в) изменение частоты сердечных сокращений;
г) выделение слюны при попадании пищи в рот.
9. Лунный месяц составляет:
а) 30 земных суток;
б) 29,5 земных суток;
в) 29 земных суток;
г) 28,5 земных суток.
10. Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны:
а) с вращением Солнечной системы вокруг центра галактики;
б) с изменением солнечной активности;
в) с вращением Земли вокруг Солнца;
г) с вращением Земли вокруг своей оси;
д) с вращением Луны вокруг Земли.
11. Продолжительность светового дня оказалась «удобным» фактором-регулятором биологических ритмов, так как она:
а) является космическим данным;
б) непостоянна из года в год;
в) служит предвестником будущих температурных изменений;
г) зависит от температуры окружающей среды;
д) определяет суточные колебания температуры окружающей среды.
12. Фопериодические реакции слабо выражены у растений
а) тропических широт;
б) умеренных широт;
в) арктических широт;
г) пустынных местностей.
13. У длиннодневных растений и животных увеличивающиеся весенний и раннелетний дни вызывают:
а) торможение роста;
б) стимулирование ростовых процессов;
в) подготовку к зиме;
г) подготовку к размножению.
14. Длиннодневные виды растений в основном произрастают:
а) в умеренных и высоких широтах;
б) в тропических широтах;
в) в экваториальных широтах;
г) повсеместно.
15. Короткодневные виды растений в основном произрастают:
а) в умеренных и высоких широтах;
б) в тропических широтах;
в) в экваториальных широтах;
г) повсеместно.
16. У растений за восприятие длины дня отвечают:
а) цветки;
б) стебли;
в) листья;
г) почки.
17. У позвоночных животных «биологические часы» расположены:
а) в спинном мозге;
б) в продолговатом мозге;
в) в гипоталамусе;
г) в эпифизе.
18. К внутривидовым биотическим факторам среды относятся:
а) продолжительность жизни;
б) взаимоотношения березы и гриба подберезовика;
в) плотность популяции;
г) отношения акул и рыб-прилипал;
д) возрастной и половой состав популяции.
19. Хищниками не являются:
а) африканский лев;
б) клест-еловик;
в) трясогузка обыкновенная;
г) иволга черноголовая;
д) рысь туркестанская.
в) олень Давида;
г) хохлатый баклан;
д) атлантический осетр.
20. Самым крупным заповедником на территории России является:
а) Астраханский;
б) Ильменский;
в) Алтайский;
г) Таймырский.
21. К биосферным заповедникам, находящимся на территории Российской Федерации относятся:
а) Кавказский;
б) Кузнецкий Алатау;
в) Таймырский;
г) Южно-Ханкайский;
д) Воронежский.
22. К национальным паркам России относятся:
а) Кроноцкий;
б) Сочинский;
в) Валдайский;
г) Лосиный остров;
д) Баргузинский.
23. Самым крупным национальным парком в России является:
а) Тургояк;
б) Русский лес;
в) Русский север;
г) Приэльбрусье.
24. В Красную книгу России внесены следующие виды растений:
а) ягодный падуб;
б) лиственница сибирская;
в) ятрышник шлемоносный;
г) сосна пицундская;
д) венерина мухоловка.
25. На территории России были реакклиматизированы:
а) ондатры;
б) нутрии;
в) овцебыки;
г) норки.
Выберите номера правильных суждений.
1. Каждый экологический фактор имеет лишь определенные пределы положительного воздействия на организм.
2. Благоприятная зона воздействия экологического фактора называется зоной доминирования.
3. Неблагоприятная зона воздействия экологического фактора на организм называется зоной рецессирования.
4. Жаворонок хохлатый является эвривидом по отношению к температуре среды.
5. Лимитирующими могут быть лишь некоторые факторы среды.
6. Закон минимума впервые был сформулирован в отношении сельскохозяйственных животных.
7. В настоящее время закон минимума практикуется шире как принцип стимулирующих факторов.
8. Экологическая валентность вида всегда уже толерантности каждой отдельной особи.
9. Жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе.
10. В биоту той или иной местности входят лишь те виды, которые имеют биологические связи друг с другом.
11. Биомы классифицируются на сухопутные, морские, пресноводные и др.
12. Большинство происходящих в природе процессов носят цикличный характер.
13. Ритмы в неживой природе называются абиотическими.
14. В ответ на геофизические циклы живые организмы выработали адаптивные биологические ритмы;
15. Биологические ритмы проявляются в чередовании в ходе жизнедеятельности организмов определенных физиологических явлений;
16. Благодаря биологическим ритмам жизненные функции организмов оказываются приуроченными к менее благоприятным для них временам суток или года;
17. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг Солнца.
18. Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.
19. Чем резче сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена годовая периодичность в жизнедеятельности организмов;
20. Годовая периодичность зависит от непосредственно действующих на организм экологических факторов (температура, влажность и др.);
21. Продолжительность светового дня служит большинству живых существ для ориентации во времени года.
Вопросы для рассуждений
1) Как выдумаете, какие организмы и как могут влиять на выветривание горных пород?
2) Каковы общие черты покоящихся стадий разных организмов, позволяющих им длительно сохранять жизнеспособность и переносить неблагоприятные условия?
3) Как вы думаете, почему у одних животных развитие прямое, а у других — с личинкой? От каких условий среды и особенностей организмов зависит наличие личинки?
4) Приведите примеры антропогенных факторов, которые по воздействию на сообщества близки к естественным абиотическим и естественным биотическим факторам.
5) Пищу считают важным экологическим фактором. К какой группе факторов следует отнести пищу растений? Животных? Человека? Почему пищу относят к экологическим факторам?
6) Существует ли для каждого вида лишь один лимитирующий фактор или их может быть несколько? Ответ обоснуйте.
7) Приведите примеры видов, которые по отношению к одному фактору ведут себя как эврибионтные, а по отношению к другому — стенобионтные.
8) В тропических районах океана, где много тепла и света, жизнь очень бедна. Эти районы называются океанической пустыней. Как выдумаете, что ограничивает здесь размножение водорослей, от которых, в свою очередь, зависят животные?
9) Приведите примеры адаптации у животных. Приспособлениями к каким факторам они являются?
10) Приведите примеры адаптации у растений. Приспособлениями к каким факторам они являются?
11) Существует русская поговорка «Кашу маслом не испортишь», которую применяют и к хозяйственным делам. Противоречит ли это закону оптимума?
12) Какую роль играет управление длиной светового дня для тепличного хозяйства? Почему на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение?
13) Как вы думаете, почему многие растения тропического пояса чувствительны даже к очень небольшим изменениям длины дня?
14) Приведите три примера адаптации у растений. Приспособлениями к каким факторам они являются?
15) Как вы думаете, с участием каких физиологических механизмов фотопериодизм может влиять на половое поведение и размножение млекопитающих?
16) Если осенью понаблюдать за листьями деревьев вокруг озер, то можно заметить, что листья деревьев возле берега изменяют цвет позднее, чем листья деревьев, удаленных от берега. Весной у деревьев вблизи озер почки также трогаются в рост позднее. Почему осень и весна у деревьев, растущих вблизи озер, начинаются позднее?
17) Некоторые сорта хризантем на широте Москвы зацветают в сентябре. Когда они будут зацветать на широте Дели — раньше или позднее? Почему?
18) В результате перенесения полярных растений в более южные ботанические сады некоторые виды там хорошо растут и развиваются, но не цветут. Как попытаться «заставить» их цвести?
19) Объясните, почему истребление волков может привести к сокращению численности кустарников и подроста деревьев?
20) Буквальное исполнение лозунга «Превратим всю землю в цветущий сад» опасно с экологической точки зрения. Почему?
Вопросы на знание терминологии.
1. Биологическая наука о взаимосвязях живых существ между собой и окружающей их неорганической природой — ...;
2. Раздел биологической экологии, изучающий индивидуальные организмы или отдельные виды, — ...;
3.Раздел биологической экологии, изучающий жизнь отдельных популяций, определяющий причины их изменений, — ...;
4. Подразделение биосферы, отличающееся спецификой условий существования организмов, — .
5. Часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует, — ...;
6. Благоприятна зона воздействия экологического фактора на организм — ...;
7. Пределы выносливости организма между критическими пороговыми точками —...;
8. Биологические виды с широкой экологической валентностью — ...;
9. Биологические виды с узкой толерантностью —...;
10. Любой фактор среды, который имеет тенденцию замедлять потенциальный рост экосистемы, — ...;
11. Организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания, — ...:
12. Комплекс факторов, которые требуются для существования вида, включая его связи с другими видами в сообществе, — ...;
13. Исторически сложившаяся совокупность живых организмов, объединенных общей областью распространения, —...;
14. Совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно-географической зоне — ....;
15. Факторы, возникающие в результате деятельности человека, — ...;
16. Система научно-обоснованных международных, государственных и общественных мер, направленных на рациональное использование, воспроизводство и охрану природных ресурсов — ...;
17. Обобщающие списки редких и находящихся под угрозой исчезновения видов растений и животных, содержащих краткие документальные данные об их биологии, — ..
18. Первичное освоение завезенными человеком видами новых для них территорий — ...;
19. Искусственное заселение завезенными видами территорий, на которых они встречались ранее, однако почему-то вымерли там, — ....
Чтобы оставлять комментарии, вам необходимо авторизоваться на сайте. Если у вас еще нет учетной записи на нашем сайте, предлагаем зарегистрироваться. Это займет не более 5 минут.