ДМСПЭ Цепи питания

Урок по теме "Цепи питания"

Автор: Давыдова Ирина Владимировна, учитель биологии МОУ средней школы №41 г.о.Тольятти

Жизнь каждого отдельно взятого организма невозможна вне сообщества с особями, ему подобными, и другими видами живых организмов, являющимися для него пищевой базой и вступающими с ним в иные формы взаимоотношений. Этот урок объясняет особенности возникновения цепей питания и направление потока энергии в биоценозах. Кроме научных выкладок, учащиеся знакомятся с шуточной сказкой «Серенький козлик», которая позволяет им легко усвоить материал данной темы.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ:

Образовательные:

• Систематизировать и расширить знания о пищевых взаимоотношениях организмов в биоценозах;
• Познакомить с особенностями образования цепей питания, направлением потока энергии.

Развивающие:

• Развить экологическое мышление, учить сравнивать, обобщать.

Воспитательные:

• Формировать научный подход к природопользованию

Участники: 11 класс.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Методы: частично – поисковый, объяснительно- иллюстрационный.

Формы организации: индивидуальные, фронтальные, работа в парах, театрализованная постановка.

Основные понятия и термины урока: экосистема, биоценоз, продуценты, консументы первого порядка, консументы второго порядка, редуценты, цепи и сети питания, круговорот веществ и энергии, потери энергии в цепях питания, экологическая пирамида, пирамида биомассы, пирамида чисел.

Оборудование и материалы: таблицы и схемы по теме, карточки с заданиями, материал КМ-школы, театральный реквизит, учебное пособие: 1С:Школа. Экология 10-11 классы, учебное пособие на электронном носителе «Экология. Общий курс».

Продолжительность: 2 академических часа.

Ход урока

1. Организационный момент. (3 мин)
2. Проверка домашнего задания. (10 мин)
3. Сообщение темы и задач урока. (2 мин)
4. Изучение нового материала. (25 мин)
5. Сказка «Серенький козлик» (20 мин)
6. Закрепление. (10мин)
7. Рефлексия. (7 мин)
8. Домашнее задание (3 мин)

Ход урока

1. Организационный момент. Здравствуйте, ребята! На прошлом уроке мы с вами выяснили, что на организм любого биоценоза постоянно воздействует среда обитания. Среда обитания - это совокупность условий жизни, прямо или косвенно действующая на живые организмы. Каждый организм живет в окружении множества других, вступая с ними в самые разнообразные отношения, как с положительными, так и с отрицательными для себя последствиями. Связь с другими организмами обеспечивает питание и размножение, возможность защиты, смягчает неблагоприятные условия среды, в то же время факторы среды могут стать опасностью ущерба или гибели. Приступим к опросу по теме «Факторы среды обитания живых организмов»

2. Проверка домашнего задания.

Ответьте, пожалуйста, на вопросы:

1. Какие факторы среды самые древние и самые молодые?
2. Какими местными примерами вы можете подтвердить прямое или косвенное влияние биотических факторов?
3. Докажите, что кроты изменяют среду своего обитания?
4. Приведите примеры положительного и отрицательного воздействия человека на природу в результате хозяйственной деятельности?

3. Сообщение темы и задач урока.

Сегодня нам предстоит узнать, что означает понятие «цепь питания», определить звенья этой цепи, определить направление потоков энергии в ней. Мы выясним, как пирамиды биомассы и энергии позволяют оценить продуктивность биоценоза и возможность использования части биомассы для нужд человека.

4.Изучение нового материала.

Круговорот веществ и поток энергии В любом биогеоценозе происходит круговорот веществ и осуществляется однонаправленный поток энергии. Растения извлекают из атмосферы углекислый газ, из почвы - воду и минеральные соли, и, используя энергию солнечного света, образуют органическое вещество. В дубраве, например, около 1% солнечной энергии преобразуется в химические связи образованного органического вещества. Солнечная энергия переходит в энергию химических связей образованного органического вещества растений, но при дыхании растений около 50% органического вещества окисляется, остальные 50% - прирост биомассы. Например, ежегодный прирост биомассы в дубраве составляет около 10 т/га, около 6 т - прирост надземных органов, 4 т приходится на прирост подземных органов.

Затем химические элементы, входящие в состав органических молекул, передаются особям биоценоза, связанным пищевыми взаимоотношениями. И вновь от звена к следующему звену часть органического вещества используется как источник энергии, а часть - как строительный материал. В каждом звене при дыхании углекислый газ возвращается в атмосферу, непереваренные остатки пищи и погибшие организмы разлагаются с помощью микроорганизмов, которые завершают круговорот химических элементов.

Цепи питания

Перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов называют пищевой цепью. Все живые организмы связаны между собой энергетическими отношениями, поскольку являются объектами питания других организмов. Травоядные животные (консументы первого порядка) поедают растения (продуценты), первичные хищники (консументы второго порядка) поедают травоядных, вторичные хищники (консументы третьего порядка) поедают хищников помельче. Таким образом, создаются пищевые цепи из продуцентов и консументов, которые на разных этапах смыкаются с сообществом редуцентов. Кроме того, цепи питания могут перекрещиваться, образуя сети питания. Почти все виды животных, за исключением очень специализированных в пищевом отношении, используют не один какой-нибудь источник пищи, а несколько.

Передача энергии с одного трофического уровня на другой происходит с потерей большей части энергии в виде тепла, запас энергии, накопленный зелеными растениями, стремительно иссякает и вся энергия рассеивается в форме тепла. Поэтому пищевая цепь обычно включает всего 4-5 звеньев. Так осуществляется однонаправленный поток энергии. Пищевые цепи разделяются на два типа. Один тип пищевой цепи начинается с растений и идет к растительноядным животным и далее к хищникам. Это так называемая цепь выедания (пастбищная). Другой тип начинается от растительных и животных остатков, экскрементов животных и идет к мелким животным и микроорганизмам, которые ими пита-ются. Это цепь разложения (детритная). На суше пищевые цепи первого типа состоят обычно из 3-5 звеньев, например:

растения - овца - человек - трехзвенная цепь;

растения - кузнечики - ящерицы - ястреб - четырехзвенная цепь;

растения - кузнечики - лягушки - змеи - орел - пятизвенная цепь.

Через пищевые цепи биогеоценозов суши подавляющее количество прироста растительной биомассы поступает через опад в цепи разложения. В морях распространены такие типы цепей:

фитопланктон - рыбы - хищные птицы;

фитопланктон - мелкие ракообразные - рыбы, питающиеся мелкими рачками и ракообразными - хищные рыбы - хищные птицы.

В водных сообществах большая часть биомассы, накопленной одноклеточными водорослями, проходит через цепь выедания и значительно меньшая включается в цепь разложения.

Работа в парах

Вам необходимо составить пищевую цепь и определить консумента второго порядка, используя всех названных представителей: ястреб, цветки яблони, большая синица, жук яблонный цветоед

Ответ:

1) цветки яблони - жук яблонный цветоед - большая синица – ястреб

2) консумент второго порядка - синица

Экологическая пирамида биомассы

Когда растительность поедается консументами, большая часть съеденного органического вещества растений окисляется и служит источником энергии, меньшая часть является строительным материалом и идет на прирост или восстановление биомассы. От 5 до 20% съеденной биомассы запасается в образованном органическом веществе консументов 1-го порядка. На прирост биомассы консументов 2-го порядка пойдет также около 5 - 20% от съеденной пищи.

Если для простоты взять на прирост биомассы 10% от съеденной пищи, то дельфин массой 50 кг съел 500 кг рыбы, которой понадобилось 5000 кг зоопланктона, а в основании этой экологической пирамиды будут находиться съеденные зоопланктоном 50000 кг фитопланктона.

Это правило экологической пирамиды биомассы - биомасса каждого последующего уровня в пищевой цепи прогрессивно уменьшается - верно, для большинства экосистем. Но в морских экосистемах биомасса каждого последующего уровня увеличивается, наблюдается перевернутая пирамида биомассы. Это связано с тем, что основным продуцентом является фитопланктон, водоросли, преобладающие в нем живут недолго, большая часть их выедается, но они очень быстро размножаются. Организмы каждого последующего уровня живут дольше и накапливают большую биомассу.

Различают пирамиду чисел, когда сравнивается число особей на каждом пищевом уровне, пирамиду биомассы - если сравнивается биомасса каждого уровня, пирамиду энергии - при сравнении количества энергии заключенной в пище каждого уровня. Наглядно использование энергии консументами можно выразить формулой:

ПИЩА = ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН + ПРИРОСТ БИОМАССЫ+ ЭКСКРЕМЕНТЫ

Биологическая продуктивность экосистемы - производительность экосистемы, измеряемая за единицу времени на единицу площади. Самая высокая продуктивность у экосистем зарослей тростника в дельте Волги, в тропических лесах и коралловых рифах. Меньше - в дубово-липовых лесах, еще меньше в сосновых и березовых лесах, лугах и степях и самая низкая продуктивность в тундре, горных степях, большей части морских экосистем. Пирамиды биомассы, или пищевые, и энергии позволяют оценить продуктивность биоценоза и возможность использования части биомассы для нужд человека. В искусственных биоценозах такие расчеты показывают эффективность хозяйствования и необходимость применения различных агротехнических приемов. Агроценозы, как правило, не имеют животных - консументов второго порядка и выше. Их место занимает человек.

Работа в парах

Почему может резко сократиться численность промысловых растительноядных рыб при уничтожении в водоеме хищных рыб?

Ответ:

1) уничтожение хищников приводит к резкому возрастанию численности раститель-ноядных рыб и усилению конкуренции между ними;

2) большая численность растительноядных рыб способствует уменьшению кормовой базы, распространению среди них различных заболеваний, это приведет к массовой гибели рыб

5. Просмотр сказки «Серенький козлик»

Мы изучили материал нашего урока, сейчас вашему вниманию предоставляются шуточная сказка «Серенький козлик», которая расскажет вам о сложности взаимоотношений обитателей лесного биоценоза и о последствиях бездумного внедрения человека в эти отношения.

Сказочница
Милые, хорошие, внимательные зрители!
Сказочку о Козлике послушать не хотите ли?
Сказка- ложь, да в ней намек. Так всегда считается.
Завершаю монолог, сказка начинается.

Заходит в дом сказочница

В дикой стороне лесной,
Под зеленою сосной
Жил козел, щипал траву, никого не трогал,
На затылке отрастил
Два огромных рога.

Козлик поет песню на музыку «Серенький козлик»

Как мне приятно на травке резвиться,
К счастью, вокруг только добрые лица.
Вот как, вот как, добрые лица,
Вот как, вот как, добрые лица.

Сказочница
Как-то волка повстречал
На лесной дорожке,
И остались от козла 
Рожки лишь да ножки.
О кровавом поединке 
Весть сорока разнесла,
И на узкой той тропинке 
Знать лесная собралась.
Брань неслась бесперебойно, 
Лаяли, кричали (Негодяй! Убийца! Вурдалак! Кровопийца!)
Сожалея о покойном, волка обвиняли:

Обезьяна
Ах ты, злостный консумент второго порядка!
Выбрал редкостный момент и Козла за пятку!

Попугай
Как первичный консумент, ел наш Козлик продуцент,
И так нежно блеял «Ме-е-е». Волк! Сидеть тебе в тюрьме!

Сказочница
Чтобы эти кривотолки урезонить поскорей
И понять мотивы Волка, Лев вмешался-царь зверей.

Лев
Отвечай при всем народе, как нашкодить ты посмел?
Был Козел хорошим вроде. Ну зачем его ты съел?

Волк
Отвечал им Волк послушно, отведя в сторонку взгляд:
"Очень уж хотелось кушать, разве в том я виноват?
Ведь травой я не питаюсь и молоденькой листвой.
В поисках весь день скитаюсь плоти мертвой и живой.
Если б козлик быстроногим, сильным и здоровым был,
Он при встрече, сделав ноги, в пасть мою б не угодил.
Ведь я лес, друзья, стараюсь от болезней оградить,
Санитаром я являюсь. Ну, за что меня судить?"

Сказочница
Возмутилась Обезьяна

Все, что говоришь ты - вздор!
Скоро в море- Океане будут знать про  наш позор!

Волк
Ты считаешь, в Океане действует другой закон?
Что в морях, как ты бананы, все едят фитопланктон?
На обед его съедают веслоногие рачки,
Сами к сельди попадают на съедение, простачки,
А из этой самой сельди люди делают салат,
Поместя ее под шубу с удовольствием едят.

Попугай
Да-да,  я об этом по «Дискавери» смотрел!

Хоть народ и удивится, я хочу вам рассказать,
Что у нас в лесу творится. Каждый житель должен знать.
Листва, опавшая давно, имеет неприглядный вид,
И ей название дано довольно странное - детрит.
И ту увядшую листву съедает дождевой червяк,
К нему я термин применю - «животное - дитритофаг».
Довольно безобидно то, о чем сейчас я рассказал,
Но что последует потом - есть настоящий криминал!
Съест черный дрозд того червя, он любит дождевых червей,
Сам в схватке с ястребом борясь, погибнет от его когтей.

Все вместе
Какой ужас!

Песня  
У нас в лесу беззаконье царит,
Опасно жить в чаще лесной.
Был козлик бедный так зверски убит,
Когда он пошел за травой, когда он пошел за травой.
За травой, за травой, ца-ца, тра-ля-ля-ля, когда он пошел за травой.

Сказочница
И в этом нет ничьей вины, природы нам не изменить,
Ведь для того мы рождены, чтоб есть и съеденными быть.

Волк
Мой брат в Австралии живет, скрываясь от своих врагов, 
Ведь человек тех мест ведет охоту злую на врагов,
Волков истреблено немало, зато зайчишки осмелели, 
Им ничего не угрожало, чтоб размножаться без предела.
Они растительность съедали всю, что встречали на пути.
Стреляли люди и не знали, что может сдвиг произойти.

Сказочница
Во всем гармония нужна, словно невидимая нить,
Она природой создана, чтоб на земле могли мы жить.

Лев:
Довольно! Говорил ты много.

Сказочница
Величественный Лев сказал.

Лев
В тюрьму!
Одна тебе дорога, за то, что ты убил Козла.

Сказочница
Тут неожиданно вмешался болтливый, глупый Попугай:

Я все сказать вам не решался о страшной правде, что я знал.
На ветке пальмы я сидел, вдруг слышу, что крадется кто-то.
Я видел, как нещадно съел Лев молодую антилопу.

Волк
Поступок свой желал ты скрыть, что оказалось безуспешным.
Хотел в народе ты прослыть кристалльно чистым и безгрешным?

Лев
Как смеешь ты меня судить, Царя звериного народа?
Я, что хочу, могу творить и поступать, как мне угодно!

Сказочница
Какой тут поднялся галдеж: спор, шум, взаимные упреки!
Но не нашли решения все ж и разбежались в суматохе.
Не  могут звери  изменить то, что природа в них вложила,
Не в силах этого понять, рассорились и стали жить, как жили.

Заключение
Стихли звуки, сняты маски,
Вот и сказочке конец,
Но мораль у этой сказки
Понял взрослый и юнец.

Будь то звери на опушке,
Рыбы или человек,
Жить в гармонии нам нужно 
На планете каждый век.

А к тому, кто выше рангом,
Над природой суд вершит,
Возвратится бумерангом
Все, что он наворотит.

Песня на музыку «Дива»
Здравствуй, век огромных скоростей!
Здравствуй, век немыслимых идей!
Планету смогом травят заводы,
Ведь человек- хозяин природы!
Он привык судьбы вершить.

Припев
Степи и горы, лес и просторы океанов…
Как ни печально, все это скоро мертвым станет.
Время придет, и однажды поймешь, что ты сын планеты,
И за жестокость, бездумье и ложь человек в ответе.

Мир у ног, кружится голова.
Ты жесток и каешься едва.
Сквозь гул доходных фабрик, заводов
Тебе не слышно плача природы.
Ты живешь целью иной.

Обсуждение сказки

Закрепление изученного материала.

Ответьте на вопросы

О чем говорит длина цепи питания?

Почему численность (число видов) консументов в цепи питания сокращается?

Каким образом природопользователи определяют продуктивность естественного биоценоза?

Каково ваше мнение о продуктивности естественного и искусственного биоценозов на одной и той же территории? Ответ обоснуйте

Работа в парах. Чем природная экосистема отличается от агроэкосистемы?

Правильный ответ

1. Большим биоразнообразием и разнообразием пищевых связей и цепей питания;
2. Сбалансированным круговоротом веществ;
3. Участием солнечной энергии в круговороте веществ и продолжительными сроками существования

Коллективная проверка.

6. Рефлексия Учитель подводит результаты урока, анализирует работу учащихся, выставляет оценки, проводит опрос мнения учащихся об уроке

7. Домашнее задание.

1. Изучение материала стр. 535-545
2. Письменно в рабочих тетрадях ответить на вопрос: «В чем проявляется взаимосвязь продуцентов и редуцентов, входящих в состав любой экосистемы?

Ответ

1. Продуценты создают органические вещества из неорганических;
2. Редуценты используют органические остатки и минерализуют их, обеспечивая продуцентов минеральными веществами.