Студенческие натуралистические экскурсии. Экскурсия «Природные биогеоценозы»

Студенческие натуралистические экскурсии. Экскурсия "Природные биогеоценозы"

Цели экскурсии:

Обобщить знания о природных сообществах, раскрывая на примере конкретного биогеноценоза видовое многообразие (бактерии, грибы, растения, животные); среду их обитания, факторы неживой и живой природы, антропогенный фактор, сезонные изменения в жизни живых организмов; использование знаний о закономерностях эволюционного процесса в природной среде, о его критериях и факторах на конкретных примерах.

Используя знания о закономерностях природного сообщества, показать их уязвимость со стороны человека; принятие конкретных решений по рациональному природоиспользованию; воспитание чувства ответственности и сопричастности к экологически неблагополучным местам в природном сообществе; формирование экологического мышления.

Задачи

На конкретном биогеоценозе раскрыть его основные компоненты.

Рассмотреть и установить структуру биогеоценоза степного участка. Выявить характер размещения особей в популяциях, их численность, границы, жизненные формы, возрастной спектр, послойное размещение в популяции.

Установить условия жизни в сообществе, круговорот веществ и поток энергии в нем.

Выяснить основные формы взаимодействия различных компонентов биогеоценоза (живых, костных и биокостных).

Показать сезонные и временные изменения в биогеоценозе.

Добиться понимания учащимися условий, обеспечивающих устойчивость биогеоценоза.

Составить перспективу дальнейшего существования конкретного биогеоценоза.

Используя знания по теории эволюции и закономерностях развития биогеоценоза, обосновать необходимость его охраны и рационального использования.

Подготовительный этап

В феврале утвердить сроки и место проведения экскурсии.

Обсудить задания с учителями литературы и обществоведения.

За месяц до проведения экскурсии объявить учащимся тему, цель и ознакомить со списоком литературы для подготовки к заданиям и написанию отчета.

Обсудить содержание экскурсии “Приспособленность растений и животных к совместному обитанию в природном сообществе”, проведенной в восьмом классе.

Просмотр кинофильма “Растительные сообщества”.

Анализ гербарного материала по видовому разнообразию степного биогеоценоза.

Подготовить оборудование: люксметр, рулетка, линейка, термометры, компас, фотоаппарат, рамка с сеткой, папка и копалка для сбора растений, большой конверт для каждого звена с указанием даты проведения экскурсии, темы, цели, номера звена. В конверте находится схема маршрута, задания и блокнот.

Составление схемы маршрута экскурсии и плана ее проведения.

Проведение экскурсии

На первой остановке уточняется маршрут, состав звеньев, напоминаются правила поведения в природе, с помощью списка эдификаторов степных сообществ уточняются виды, которые будут встречаться по маршруту экскурсии: злаки (образующие крупнодерновинные виды – ковыль и мелкодерновинные – типчак) – пырей ползучий, тимофеевка обыкновенная и степная, костер безостый и береговой, житняк; из класса двудольных – шалфей остепненный, василек русский и сумской, люцерна серповидная, астрагал, осока низкая, льнянка дроколистная, вейник наземный, полынь обыкновенная (чернобыльник), полынь метельчатая, горькая и австрийская, тысячелистник благородный и обыкновенный, цикорий обыкновенный, горец шероховатый и вьюнковый, мордовник круглоголовый и русский, латук татарский и компасный; кустарники – ракитник русский и дрок красильный.

Из животных по маршруту могут встретиться представители отрядов типа Членистоногие: Жесткокрылые, Чешуекрылые, Прямокрылые, Двукрылые; представители классов типа Хордовые: Пресмыкающиеся, Птицы и Млекопитающие; представители почвенной микрофлоры: дрожжи из порядка первичносумчатые; бактерии: маслянокислые, окисляющие клетчатку, азотобактерии, возбудители аммонификации белковых веществ. Для изучения микробных ценозов в почве используют метод обрастания стекол по Н.Г. Холодному. Поскольку этим методом предлагалось работать учащимся седьмого класса на экскурсии “Многообразие царств живой природы”, перечисленные организмы из царств “Грибы” и “Бактерии” могут быть использованы в качестве звеньев пищевой цепи степного биогеоценоза.

Задание 1

Определить основные виды растений. Выявить их приспособленность к совместному обитанию и к абиотическим факторам. Результаты наблюдений занести в таблицу.

Результаты наблюдений за животными занести в таблицу.

Задание 2

Найти редко встречаемое растение. Определить количество особей на 1 м², выделить из них молодые и взрослые особи. Установить формы борьбы за существование (внутривидовая, межвидовая, с неблагоприятными факторами среды). Установить черты приспособленности к условиям существования (формы листьев, восковой налет, опушение, развитие корневой системы, отрастание и др.). Перспективы существования вида в природе.

Переход на участок сорной растительности, граничащей с лугом.

Во вводной беседе внимание учащихся обращается на то, что растения пустыря таят в себе много интересного для изучающих эволюционное учение. В ходе краткого знакомства с этими растениями выявляются приспособления к условиям обитания. К защите от поедания животными: бодяк полевой (имеет иголки по краям листьев); полынь обыкновенная (едкий и горький на вкус клеточный сок). К распространению плодов и семян: лопух большой (плоды с помощью зацепок крепятся к шерсти животных), череда трехраздельная (плоды – двузубцы), бодяк полевой (семянки с парашютиками, разлетающиеся от дуновения ветра). К абиотическим факторам: неприхотливость к составу, плодородию почвы, условиям увлажнения; светолюбивость.

Затем внимание учащихся обращается на типичного представителя сорной растительности – бодяк обыкновенный. Им предлагается сравнить два близкородственных вида: бодяк полевой и бодяк обыкновенный. Учащиеся отмечают отличия между ними по степени расчленения листовой пластинки, колючести, величины соцветий. Затем, в процессе беседы, выясняется, что все эти отличия относятся к морфологическому критерию вида, дается характеристика критерия как группы признаков. На этих же объектах рассматривается экологический критерий (различные места обитания растений: хотя и бодяк полевой и бодяк обыкновенный встречаются на сорных участках, но бодяк обыкновенный можно встретить и на лугах среди разнотравья, а бодяк полевой – типичное растение пустырей).

Далее экскурсия останавливается на лугу, где встречаются три близкородственных вида клевера: клевер ползучий, клевер гибридный и клевер луговой. Рассматриваются их отличия по морфологическому и экологическому критерию, обращается внимание на физиологический критерий (клевер ползучий отцветает, клевер гибридный и клевер луговой еще в полном цвету), а также биохимический (окраска соцветий различна, что говорит о наличии разных химических веществ). Под руководством учителя формулируется вывод о том, что даже близкородственные виды имеют между собой много отличий, каждое из которых является приспособлением к конкретным условиям обитания; этими приспособительными различиями обусловлено огромное многообразие растительного мира на земле.

Школьники делятся на 4 группы (группы и консультанты определены заранее), каждая группа получает свое задание.

Задание 1

Найдите на исследуемом участке популяции разных видов растений. Почему эти группы организмов мы можем назвать популяциями? Что такое популяция?

Задание 2

Выявите изменчивость на примере популяции какого-нибудь вида. К какой форме изменчивости вы можете отнести выделенные отличия? Какое значение имеет форма изменчивости для существования вида в целом?

Задание 3

Выявите приспособленность подорожника большого к условиям вытаптывания. Благодаря какому свойству эти особенности передаются из поколения в поколение? Подумайте, какое значение имеет образование на каждом растении огромного количества семян.

Задание 4

Подумайте, в чем может проявляться относительный характер приспособленности. Приведите примеры, используя растения изучаемого участка.

После работы по заданиям каждая группа выступает с кратким сообщением, а учитель задает уточняющие вопросы.

Далее заслушивается заранее подготовленное одним из учащихся сообщение на тему: интенсивность размножения различных видов сорных растений, многие из которых при благоприятных условиях обитания смогли бы заселить всю поверхность земного шара за несколько месяцев. Формулируется вывод о том, что недостаток пространства, ресурсов, условий для всех появляющихся на свет организмов приводит к борьбе за существование. Отмечается, что Дарвин употреблял это понятие для обозначения всей совокупности отношений между особями и различными факторами окружающей среды. Учащимся предлагается изучить эти отношения на примере биоценоза соснового леса.

В ходе беседы составляется характеристика биологических особенностей сосны (неприхотлива к почвам, выдерживает резкие колебания температуры, но требовательна к свету и т.д.), отмечается ее ландшафтообразующая роль в этом сообществе; дается анализ травянистого яруса (изучаемого предварительно двумя учениками на пяти пробных площадках); отмечается, что травянистый покров соснового леса не такой густой и плотный, как лиственного, а тем более лугового, который можно назвать разреженным. Причиной данного явления может быть небольшая толщина хвойного спада. В малоснежные морозные зимы опад из хвоинок не защищает большинство травянистых растений и они вымерзают. Одновременно, в результате медленного разложения хвоинок, создается кислая реакция среды в почвах соснового леса, которая также малопригодна для многих растений. Сосна выделяет в воздух особые вещества – фитонциды, обладающие свойством угнетать рост и развитие бактерий, а также и некоторых травянистых растений. Учащиеся записывают основные цепи взаимоотношений организмов, выявленные в процессе беседы.

Далее учитель отмечает, что и в таких жестких условиях существования обитают травянистые растения, имеющие для этого специальные приспособления. Один из учащихся рассказывает о живучке ползучей, которая выдерживает любые заморозки и зимние морозы, переживает этот неблагоприятный период в зеленом состоянии, обладает высокой вегетативной способностью к размножению, образует много усов; о ландыше майском, который выделяет в почву особые вещества, препятствующие распространению рядом с ним других растений.

Другой ученик рассказывает о многообразии отношений между растениями и животными соснового леса. Приводятся интересные сведения о том, что, несмотря на наличие в сосне многих терпких, горьких на вкус дезинфицирующих веществ противопаразитарного действия, у сосны есть свои вредители. Демонстрируется обратная сторона коры погибающей сосны с ходами личинок короедов соснового пильщика.

Затем учитель обращает внимание учеников на дерево, сплошь пораженное грибами-трутовиками, вспоминает отношения типа паразит–хозяин как форму межвидовой борьбы за существование и выясняет, в чем заключается взаимовыгодность сожительства микоризы гриба и корней сосны. Примером симбиоза может служить масленок с его грибницей.

На следующей остановке демонстрируются растения, которые в результате борьбы за существование получили преимущества в развитии и распространении и являют собой образец биологического прогресса вида, хотя они являются запасными и много лет назад не встречались в нашей дикой природе.

Первое из них – свидина обыкновенная. Преимущественное развитие в этом лесу растению дали следующие особенности: высокая порослевая активность, что обуславливает большое пространство, «захваченное» кустарником; неприхотливость к почвам, влаге, освещению, устойчивость к вредителям; размножение отводками (длинные, прижатые к почве ветви, в этот же год пускающие корни); распространение семенами (плоды разносят дрозды-рябинники).

Второе растение – недотрога обыкновенная. Это растение интересно тем, что его семена прорастают даже в утоптанной почве, выдерживают ее промерзание; оно неприхотливо к самым разным условиям существования, может впитывать влагу туманов всей поверхностью тела; однолеток, имеет небольшую корневую систему.

Узкая приспособленность растений к жестким условиям обитания в нижнем ярусе рассматривается на примере кислицы обыкновенной.

Перед ребятами ставится вопрос: какие организмы – узкоприспособленные к среде обитания или неприхотливые к разным условиям – будут иметь преимущества в процессе эволюции при меняющихся условиях среды и почему?

Обобщив ответы, учитель предлагает рассмотреть еще одну форму борьбы за существование – внутривидовую.

Рассматривается пробная площадка соснового леса размером 10×10 м с деревьями одного возраста. Отмечается, что при однородности основной массы деревьев встречаются и редкие сухостойные особи, и засыхающие, и высокие крепкие деревья.

В ходе беседы учащиеся подводятся к выводу, что причины такого явления – мутационная изменчивость и внутривидовая борьба за существование.

Особенности внутривидовой борьбы изучал один из учеников на 6-ти участках, три из которых отличаются разной степенью утоптанности почвы, а три – разными условиями увлажнения. После сообщения, содержащего численные показатели (количество сухостойных, засыхающих, ослабленных и здоровых деревьев), учащиеся приходят к выводу, что самая “ожесточенная” внутривидовая борьба осуществляется в нормальных условиях, т.к. действие еще одного фактора, угнетающего развитие деревьев, вызывает сокращение количества сосен на единицу площади. В данных условиях среды наиболее приспособленными являются особи с качествами интенсивного роста стебля и корневой системы. “Переживание наиболее приспособленных” форм Дарвин назвал естественным отбором.

Еще один вопрос: как должен измениться генотип сосны при длительных неизменяющихся условиях среды? В ходе беседы учащиеся подводятся к пониманию механизма возникновения приспособленности как результата длительно действующего отбора, накопления многих мелких наследственных изменений, полезных в данных условиях. Особи выживают, т.к. наследственные изменения становятся “достоянием” всей популяции и быстро распространяются в ней. Популяция, изолированная от других, может стать самостоятельным видом благодаря накоплению мутаций и усилению признака.

Заключительный этап экскурсии проводится на опушке соснового леса, вблизи заболоченного луга. Здесь учащиеся получают карточки для групповой самостоятельной работы с целью закрепления знаний, приобретенных на экскурсии.

Карточка 1

Выявите зависимость видового состава и характера растительности на данном участке от степени уплотненности (вытоптанности) почвы. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

Используя определительную карточку “Изменение в биогеоценозе соснового леса с увеличением нагрузки”, определите рекреационную нагрузку на разных участках биогеоценоза.

Карточка 2

Назовите формы борьбы за существование и раскройте их на примере биогеоценоза заболоченного луга. Выскажите ваши предположения о том, как будет развиваться растительность этого луга в течение ближайших десятилетий.

Карточка 3

На примере любого приспособления растения или животного к среде обитания покажите, как оно могло возникнуть в процессе эволюционного развития. Для этого:

представьте, что раньше у данного вида были другие особенности;

расскажите о тех условиях среды, которые способствовали образованию данного признака.

Карточка 4

Выявите приспособленность растений и животных, грибов и бактерий к совместному обитанию в сосновом лесу. Заполните таблицу “Приспособленность организмов к жизни в сообществе”.

Укажите значение ярусности в пространстве и времени.

После работы группы собираются вместе и обмениваются краткими сообщениями. Учитель задает дополнительные вопросы, уточняет ответы учеников.

По итогам экскурсии учащиеся пишут отчет по следующему плану:

Многообразие видов разных царств, увиденных на экскурсии.

Приспособленность растений различных мест обитания, различных сообществ (сорная растительность, лес, луг) и ее относительный характер.

Формы борьбы за существование и их примеры (по материалам экскурсии).

Наследственная изменчивость и естественный отбор – движущие силы эволюции.

Примеры антропогенного воздействия на биогеоценозы и их значение для эволюционных процессов.

Прогнозы дальнейшего развития сообщества (на примере одного из них).

Список литературы

1.Байер К., Шейнберг Л. Здоровый образ жизни. – М. Мир. 1997.368с.

2.Булич Э.Г., Муравов И.В. Здоровье человека. – Киев. Олимпийская литература. 2003. 422с.

Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии. – М.: Просвещение. 1976. 254 с.

Захлебный А.Н., Суравегина И.Т. Экологическое образование школьников во внеклассной работе. – М.: Просвещение. 1984. 204 с.

5.Зверев И.Д., Мягкова А.Н. Общая методика преподавания биологии. – М.: Просвещение. 1985. 191 с.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/225967-studencheskie-naturalisticheskie-jekskursii-j