Разработка урока по теме: «Экологические факторы среды обитания живых организмов»

Тема: Абиотические факторы среды

Тип урока: изучение нового материала

познакомить учащихся с экологическими факторами среды; раскрыть особенности абиотических факторов,   рассмотреть  влияние температуры, света и увлажнения на живые организмы; выделить различные группы живых организмов в зависимости от влияния на них разных абиотического фактора; выполнить практическое задание по определению групп организмов, в зависимости от абиотического фактора.

Цель урока: раскрыть особенности  абиотических факторов среды и рассмотреть их влияние на живые   организмы.

Цели занятия:

Образовательная: Сформировать понятие об экологических факторах,

подразделении их на группы, подробно изучить абиотические факторы и их влияние на организм, изучить законы зависимости организмов от факторов среды.

Развивающая: развивать у учащихся системное мышление, умения синтезировать и анализировать полученные знания, развивать речь и память.

Воспитывающая: воспитывать у учащихся экологическую культуру, выяснить

практическое использование полученных знаний в жизни.

Задачи занятия:

рассмотреть классификацию факторов среды;

расширить знания учащихся о влиянии абиотического факторах на живые организмы;

углубить и расширить знания об экологических группах организмов по отношениям к абиотическим факторам;

продолжить формирование умений и навыков работы в группе.

Задачи урока:

Оборудование к уроку:

ПЛАН УРОКА

Каменский А.А. Криксунов Е.А. Пасечник В.В. Биология. Введение в общую биологию и экологию. – М., Дрофа, 2005.

Федорос Е.И. Нечаева Г.А. Экология в экспериментах: учебное пособие для учащихся 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений, - М., Вентана-Граф, 2007.

Федорос Е.И. Нечаева Г.А. Экология в экспериментах: практикум для учащихся 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений, - М., Вентана-Граф, 2007.

Приложение 1

Закон лимитирующих факторов Шелфорда.

Фактор среды ощущается организмом не только при его недостатке. Проблемы возникают также и при избытке любого из экологических факторов.

Фактор среды наиболее эффективно действует на организм только при некотором среднем его значении, оптимальном для данного организма. Чем шире пределы колебаний какого-либо фактора, при котором организм может сохранять жизнеспособность, тем выше устойчивость, т. е. толерантность данного организма к соответствующему фактору (от лат. tolerantia – терпение). Таким образом, толерантность – это способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.

Впервые предположение о лимитирующем (ограничивающем) влиянии максимального значения фактора наравне с минимальным значением было высказано в 1913 г. американским зоологом В. Шелфордом, установившим фундаментальный биологический закон толерантности:

Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.

Другая формулировка закона В. Шелфорда поясняет, почему закон толерантности одновременно называют законом лимитирующих факторов:

Даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе – к его гибели.

Поэтому экологический фактор, уровень которого приближается к любой границе диапазона выносливости организма или заходит за эту границу, называют лимитирующим фактором.

Закон ограничивающего фактора (закон минимума Ю. Либиха):

Наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений; от него зависит в данный момент выживание особей; веществом, присутствующим в минимуме управляется рост.

Приложение 2

Карточка по оценке домашнего задания

Приложение 3.

Основное предметное содержание учебного занятия

Абиотические факторы включают компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Этих факторов достаточно много и их классифицируют по-разному. Среди множества абиотических факторов главную роль играют:

климатические или физические (солнечная радиация, световой режим, температура, влажность, осадки, ветер, давление и др.);

орографические(рельеф, экспозиция, крутизна склона, перепад высот, высота над уровнем моря);

гидрографические (прозрачность воды, текучесть, проточность);

химические (газовый состав, солевой состав);

эдафические  (структура и состав почвы, водный, воздушный и тепловой режим почвы, уровень грунтовых вод и др.);

пирогенные (воздействие огня);

движение среды (течения, прибой, штормы, оползни, изменения рельефа);

стрессоры(при катастрофах)

ТЕРМИНОЛОГИЯ(корни слов греческого происхождения)

-фиты (от «фитон» - растение), употребляется по отношению к растениям и бактериям.

-филы (от «филио» - люблю), употребляется по отношению к животным (редко к растениям, бактериям и грибам).

-трофы (от «трофе» - пища), употребляется по отношению ко всем живым организмам.

-фаги (от «фагос» - пожиратель), употребляется по отношению к животным и вирусам.

Климатические (физические) факторы.

СВЕТ

Свет — это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле.

В спектре солнечного излучения выделяют три области, различные по биологическому действию: ультрафиолетовая, видимая и инфракрасная.

1.Ультрафиолетовые лучи - длина волн 150-400нм, они губительны для всего живого. До поверхности Земли доходит лишь незначительная часть УФ лучей, большая их часть задерживается озоновым экраном. Они обладают высокой химической активностью, оказывают мощное бактерицидное действие, способствуют синтезу витамина Д, образованию пигментов, но в больших дозах вызывают повреждение живых клеток, т.к. УФ лучи – мощный мутагенный фактор.

2.Видимые лучи - длина волны 400-800нм. Основной источник света на Земле. Они несут основной запас энергии и необходимы для жизни организмов. Например, эти лучи используются зелеными растениями для синтеза органических веществ.

3.Инфракрасные лучи - длина волны 800-1000нм, не воспринимаются глазом человека, являются источником тепла, тепловой энергии. Они повышают температуру природной среды и самих организмов.

Влияние света на живые организмы

Процесс фотосинтеза и синтез хлорофилла

Интенсивность испарения (потоотделения)

Развитие растений и их внешний вид

Жизнь животных

С участием света в организмах протекают важнейшие процессы: у растений - фотосинтез, транспирация, у животных с помощью зрения обеспечивается ориентация в пространстве, перемещение в поисках пищи, регулируются многие физиологические процессы и т.д. Холоднокровные животные используют свет для нагрева своего тела. Для некоторых животных и безхлорофильных растений свет не является обязательным условием существования, и многие почвенные, пещерные и глубоководные виды животных приспособлены к жизни в абсолютной темноте. Большинство же животных хорошо различают спектральный состав света и обладают цветным зрением.

Следовательно, для растений свет является прямым и необходимым фактором жизни, для животных свет является косвенным фактором, т.к. от света зависит жизнь и фотосинтез зеленых растений, которые поедаются животными.

Важное значение для растенийимеет интенсивность освещения. По отношению к освёщенности они подразделяются на:

Гелиофиты – светолюбивые имеют сильное ветвление, мелкие или рассечённые листья, часто опушение или восковой налёт.

Сциофиты - тенелюбивые (не выносят яркого солнечного света) имеют крупные листья.

Факультативные гелиофиты - теневыносливые (имеют широкий диапазон толерантности к свету). Любят свет, но могут расти и в тени.

Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов. Самый надежный сигнал — длина дня, т. е. фотопериод. Фотопериодизм — это реакции организма на сезонные изменения длины дня, всегда одинаковой в данном месте, в данное время, что позволяет, например, растениям определиться со временем цветения, созревания на данной широте.

Развитие природы благодаря фотопериодизму происходит в соответствии с биоклиматическим законом Хопкинса: сроки наступления различных природных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря.

Установлено, что организмы реагируют не на количество света, которое они получают, а на чередование в течение суток периодов света и темноты.

Световая реакция в природе имеет суточную и сезонную периодичность, которая обусловлена вращением Земли. Поэтому в ответ на изменение освещенности в течение дня или года у животных появились различные приспособления. У разных видов животных - активность только в определенные часы суток. Для многих организмов изменение длины дня служит сигналом смены сезонов. Реагируя на изменение длины дня, организмы подготавливаются к условиям наступающего сезона. У каждого вида растений выработался годичный цикл роста, размножения, подготовки к зимовке. У многих пресноводных животных укорочение дней осенью вызывает образование покоящихся яиц, переживающих зиму. Для перелетных птиц сокращение светлого времени суток служит сигналом к началу миграции. У многих млекопитающих и птиц от длины дня зависит созревание половых желез и сезонность размножения. Как показали недавние исследования, у многих людей, живущих в умеренном поясе, короткий фотопериод в зимнее время вызывает нервное расстройство - депрессию.

Таким образом, живые организмы способны измерять время, вести его учет, т.е. организмы обладают биологическими часами. Каждый живой организм имеет чувство времени. Животные питаются, охотятся, выводят потомство в строго определенное время. У растений на ночь закрываются лепестки, опускаются листья и др. Фотопериодизм является важным приспособлением, регулирующим сезонные явления у самых различных организмов.

ТЕМПЕРАТУРА

Температура - один из важнейших абиотических факторов. Во-первых, она действует везде и постоянно. Во-вторых, температура влияет на скорость многих физических процессов и химических реакций, в том числе и на процессы, идущие в живых организмах и их клетках. Температура - важнейший из ограничивающих экологических факторов. Пределами толерантности для любого вида являются максимальная и минимальная температуры, за пределами которых вид смертельно поражают жара или холод. Все живые существа способны жить при температуре между 0 и 50°С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток, но различные приспособительные механизмы, выработанные эволюцией, значительно расширяют эти возможности в сторону как высоких, так и низких температур. Поэтому интервал выживания, особенно популяции в целом, может быть и значительнo шире указанного, между так называемыми нижней и верхней «границами стойкости». В этом интервале можно выделить «оптимальный интервал», в котором организмы чувствуют себя комфортно, и численность популяций растет, а за его пределами они оказываются сначала в условиях «пониженной жизнедеятельности», где организм чувствуют ceбя угнетенно, а затем погибают либо от холода (за нижней границей стойкости), либо от жары (за верхней границей стойкости).

Этот пример влияния температуры на организмы иллюстрирует общий закон биологической стойкости (по М. Ламотту), применимый к любому из важнейших лимитирующих факторов: величина «оптимального интервала» характеризует величину «стойкости» организма, т. е. величину его толерантности к этому фактору, или «экологическую валентность».

Температура является важнейшим условием существования живых организмов, так как все физиологические процессы - обмен веществ, рост, развитие - возможны только при наличии определенных температурных условий. Температура изменяет скорость протекания физико-химических процессов в клетках, влияет на морфологические особенности организмов, на ход физиологических процессов, их рост, развитие, размножение, поведение и др. Верхний температурный предел жизни неодинаков для разных видов, но редко бывает выше 40-45°С. Только немногие виды приспособлены к жизни при более высокой температуре.

По отношению к температуре все организмы подразделяются на две группы: холодолюбивые или криофилы (способные жить при низких температурах) и теплолюбивые или термофилы (живут при довольно высоких температурах).

Организмы с широким диапозоном толерантности к температурному фактору называются – эвритермными, с узким диапазоном –стенотермными.

Беспозвоночные животные, рыбы, амфибии и рептилии лишены способности поддерживать температуру тела, такие организмы называютсяпойкилотермными или эктотермными. Птицы, млекопитающие, в том числе и человек, способны поддерживать постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды, их называют гомойотермными или эндотермными.

В животном мире резко преобладают пойкилотермные, значительно меньше гомойотермных животных. Что касается наземных растений, то температура в их жизни имеет не меньшее значение: они погибают уже при температуре, близкой к 50°С, а при температурах ниже 0°С часть растений выживает только благодаря специальным приспособлениям. Растения приспосабливаются таким образом, чтобы уберечь свои почки от мороза под снегом, в почве и т. п., а животные увеличивают маcсy тела, запасая на зиму питательные вещества, поэтому даже животные одного вида на севере крупнее, чем на юге.

Задание №1

Выберите из предложенных растений те, которые являются гелиофитами и сциофитами

Задание №2

Выберите животных, ведущих дневной и ночной образ жизни.

Приложение 5

Задание №3

Из перечисленных животных выписать пойкилотермных.

Задание №4

Из перечисленных животных выписать гомойтермных.

Итоговый балл:

Проверил:

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/65864-razrabotka-uroka-po-teme-jekologicheskie-fakt