Тема: Продуктивность сообщества
Цель: раскрыть понятие продуктивность сообщества, закрепить знания о потоках энергии, об экологических пирамидах.
Задачи: сформировать знания о биологической продукции и продуктивности экосистем, сформировать понятия: продуктивность, продукция, чистая, первичная, вторичная продукция; развивать умения анализировать, сравнивать; воспитание экологического сознания обучающихся.
Ход урока.
- Организационный момент
- Проверка домашнего задания.
Работа по карточкам.
| Карточка №1
1. Гетеротрофные организмы в экосистеме называют 1) хемотрофы 2) продуцентами 3) редуцентами 4) автотрофами 2. Сигналом к сезонным изменениям является 1) температура 2) длина дня 3) количество пищи 4) взаимоотношения между организмами 3. Группа популяций разных видов, населяющих определенную территорию, образуют 1) биоценоз 2) биогеоценоз 3) экосистему 4) фитоценоз |
Карточка №2
1. Продуценты в экосистеме дубравы 1) поглощают готовые органические вещества 2) образуют органические вещества 3) разлагают органические вещества 4) выполняют все перечисленные функции 2. Гетеротрофами не являются: 1) паразиты; 2) редуценты-сапротрофы и железобактерии; 3) консументы 2-го порядка; 4) продуценты. 3. Наименьшей экологической единицей из перечисленных является 1) сообщество 2) биоценоз 3) вид 4) биогеоценоз 4. Наиболее устойчивым является биоценоз, в котором представлено около: 1) 100 видов 2) 70 видов 3) 50 видов 4) 20 видов |
| Карточка №3
Распределите организмы по трофическим уровням. 1.Продуценты А. ячмень 2.Консументы 1 порядка Б. синица 3.Консументы 2 порядка В. Грибы-сапрофиты Г. Филин Д. клоп-черепашка Е. ковыль Ж. суслик З. саранча И. змея К. земляника |
Карточка №4
Определите жизненные формы растений. 1. деревья А. ландыш 2. кустарники Б. береза 3. травы В. вяз Г. Шиповник Д. малина Е. ковыль Ж. тополь З. чабрец И. мох К. папоротники |
Тест.
1-3, 2-2, 3-1, 1-2, 2-4, 3-3, 4-1.
Карточка 3:
- АЕК
- ДЖЗ
- БГИ
Карточка 4:
- БВЖ
- ГД
- АЕЗИК
Фронтальный опрос:
— Раскройте сущность понятия «видовое разнообразие». Какие факторы оказывают влияние на видовое разнообразие сообщества?
— Почему видовое разнообразие рассматривается как показатель благополучия сообщества?
— Что такое виды – средообразователи?
— Охарактеризуйте морфологическую структуру сообщества.
— Охарактеризуйте пространственную структуру сообщества.
— Что такое трофическая структура?
— Чем отличается пищевая цепь от пищевой сети?
— Какие группы организмов выделяют в природных сообществах?
— Какие трофические уровни занимают организмы в пищевой цепи?
— Рассказать о правиле 10%
— Решить задачу
Растения связывают в ходе фотосинтеза 1% энергии солнца. Подсчитано, что на каждом этапе передачи вещества и энергии по пищевой цепи теряется примерно 90%. Какое количество энергии получают организмы второго, третьего и четвертого трофического уровня.
Ответ: организмы второго трофического уровня получат 0,1% энергии Солнца, третьего – 0,01%, четвертого – 0,001%.
- Изучение нового материала.
? Могут ли в природе быть цепи питания из большого количества звеньев?
-нет
? Почему?
— при переходе на каждый трофический уровень теряется 90% энергии
«Энергия не возникает из ничего и не превращается ни во что, но из одного вида может превратиться в другое и передаваться от одного тела другому». /Закон сохранения энергии/.
—Согласно этому закону, что происходит с энергией?
? Можем ли мы сказать от чего будет зависеть количество звеньев в пищевой цепи?
— от того, какое количество биомассы употребляться на каждом уровне
Способность сообщества создавать новую биомассу называют продуктивностью
Тема нашего урока: «Продуктивность сообщества»
— какая цель нашего урока?
-рассмотреть что такое продуктивность сообщества (продукция, виды продукции)
Важным функциональным указателем сообществ является их способность к созданию (продуцированию) новой биомассы. Это свойство лежит в основе понятия продуктивность, сходного по смыслу с понятием плодородие.
- Продуктивность — способность сообщества создавать новую биомассу
- Биологическая продукция – органическое вещество, создаваемое в экосистемах в единицу времени
Общий прирост биомассы, или общая продукция, за тот или иной временной отрезок складывается из приростов массы не только выживших, но и погибших в течение этого интервала особей, ибо они тоже росли и тем самым участвовали в формировании продукции сообщества.
Фактическая скорость наращивания биомассы, или чистая продукция, всегда меньше общей энергии, полученной организмами с пищей, так как некоторая ее часть теряется при отмирании организмов или расходуется на выполняемую ими работу. В экологии эти расходы называют дыханием.
Как и энергия, продукция резко убывает при переходе от низших трофических уровней к высшим.
Различают первичную и вторичную биологическую продукции. Запишем это в виде схемы.
Биологическая продукция
первичная вторичная
(Биомасса образована автотрофами) (Биомасса образована гетеротрофами)
Первичная продукция — это скорость образования органического вещества первичными продуцентами (растениями).
Различают валовую и чистую первичную продукцию (ПП). Под валовой ПП понимается все количество образовавшегося в ходе фотосинтеза органического вещества. Именно валовая ПП применительно к фитопланктону является мерой фотосинтеза, поскольку дает представление о том количестве вещества и энергии, которые используются в дальнейших превращениях вещества и энергии в море. Под чистой ПП понимается та часть новообразованного органического вещества, которая остается после трат на обмен (в основе дыхание) и которая остается непосредственно доступной для использования другими организмами в воде в качестве пищи.
Именно первичную продукцию растений потребляют гетеротрофы — бактерии, грибы, животные.
Вторичной продукцией называют скорость продуцирования биомассы гетеротрофами.
Среднее значение первичной продукции по всему земному шару составляет около 3 т сухого вещества на 1 га в год. В большинстве типов экосистем разные ограничивающие факторы снижают возможности фотосинтеза. Наименее продуктивны экосистемы жарких и холодных пустынь и центральных частей океанов.
Среднюю продукцию дают леса умеренного климата, луга и степи. Самый высокий прирост растительной массы – в тропических лесах, в травянистых зарослях устьев рек в жарких районах, на коралловых рифах в океане.
Продуктивность сельскохозяйственных угодий обычно несколько ниже, чем природных экосистем в той же зоне. Поля часть года пустуют, и на них обычно выращивают всего один какой-либо вид, который не в состоянии полностью использовать все имеющиеся ресурсы. Однако при интенсивном земледелии продуктивность полей может приближаться к максимальной, хотя человеку приходится вкладывать в это много дополнительных средств. Знание законов биологической продуктивности и потерь энергии в цепях питания имеет большое практическое значение. На их основе можно сознательно и грамотно строить хозяйственную деятельность таким образом, чтобы не подрывать воспроизводительные способности природных и антропогенных систем и получать, возможно, большую первичную и вторичную продукцию.
Для человека энергетически выгоднее растительное питание, а наиболее дорого – использование в пищу хищных видов. Так, по энергии, затраченной на рост, 1 кг окуня или щуки обходится природе в 7 раз дороже, чем 1 кг говяжьего мяса. Поэтому плотоядные животные разводятся людьми в редких случаях, например в пушном звероводстве. Широкое одомашнивание нашими предками таких видов, как свиньи и куры, не случайно. Они характеризуются высоким коэффициентом использования энергии на рост, т. е. перевода пищи в собственную биомассу.
Одна растительная пища, как правило, для людей недостаточно полноценна, так как подавляющее большинство растений не обеспечивает людей некоторыми незаменимыми аминокислотами, входящими в состав животных белков. Производство вторичной продукции через выращивание животных, а также добыча диких видов (в основном путем рыболовства) – очень важное условие благополучия общества. Одна из самых злободневных для современного человечества проблем – это так называемое белковое голодание, недостаток животной пищи в рационах людей во многих районах мира.
- Закрепление.
Задача№1.
Какое количество растительной биомассы сохраняет одна особь гигантской вечерницы (один из видов летучих мышей, занесенных в красную книгу России), весящей около 50 грамм и питающейся крупными жуками, например жуком – носорогом и жуком – оленем (так – же занесенными в красную книгу)? Чем обусловлена особая уязвимость данной пищевой цепи?
Решение:
растения→жуки→летучая мышь
мышь – 50грамм, жуки – 500гр, растения – 5 кг.
Уязвимость обусловлена тем, что жуки, которыми питается мышь занесены в красную книгу и их количество уменьшается с каждым годом.
Задача№2.
Самка нетопыря – карлика, одного из видов летучих мышей, питающихся ночными растительноядными насекомыми и весящая всего около 5г., рождает двух детенышей массой в 1 г. каждого. За 3 или 4 недели выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г.
Определите, какую массу насекомых должна истребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющихся за счет истребления самкой растительноядных насекомых.
Решение:
1) растения→насекомые→летучая мышь
2) масса, набранная каждым детенышем:
4,5гр -1гр=3,5гр
Обоими:
3,5 гр. ×2=7 гр.
3) подставляем цифру 7 в цепь питания и получаем насекомые – 70 гр., растения – 700 гр.
Задача №3
Согласно правилу десяти процентов рассчитайте, сколько понадобиться фитопланктона, чтобы вырос один окунь массой 2 кг. Расчеты ведите для условной пищевой цепи: фитопланктон – зоопланктон – уклея – налим – окунь.
Решение.
Окунь массой 2 кг должен съесть налимов на общую массу 20 кг (так как в теле окуня усвоилось лишь 10% массы веществ предыдущего трофического уровня). В свою очередь, для того чтобы выросло 20 кг налима, это рыба должна съесть 200 кг уклей. Для образования 200 кг биомассы уклей ей необходимо съесть 2 т зоопланктона, а для формирования 2 т биомассы последнего ему необходимо съесть 20 т фитопланктона. Следовательно, для того чтобы вырос один окунь массой 2 кг, необходимо 20 т фитопланктона.
- Итог урока.
Что мы сегодня узнали нового?
Выставление отметок
- Домашнее задание
- 5.4 пересказ, составить пищевую цепочку и по ней пирамиду биомассы.
Задача№1.
Какое количество растительной биомассы сохраняет одна особь гигантской вечерницы (один из видов летучих мышей, занесенных в красную книгу России), весящей около 50 грамм и питающейся крупными жуками, например жуком – носорогом и жуком – оленем (так – же занесенными в красную книгу)? Чем обусловлена особая уязвимость данной пищевой цепи?
Задача№2.
Самка нетопыря – карлика, одного из видов летучих мышей, питающихся ночными растительноядными насекомыми и весящая всего около 5г., рождает двух детенышей массой в 1 г. каждого. За 3 или 4 недели выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г.
Определите, какую массу насекомых должна истребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющихся за счет истребления самкой растительноядных насекомых.
Задача №3
Согласно правилу десяти процентов рассчитайте, сколько понадобиться фитопланктона, чтобы вырос один окунь массой 2 кг. Расчеты ведите для условной пищевой цепи: фитопланктон – зоопланктон – уклея – налим – окунь.
Задача№1.
Какое количество растительной биомассы сохраняет одна особь гигантской вечерницы (один из видов летучих мышей, занесенных в красную книгу России), весящей около 50 грамм и питающейся крупными жуками, например жуком – носорогом и жуком – оленем (так – же занесенными в красную книгу)? Чем обусловлена особая уязвимость данной пищевой цепи?
Задача№2.
Самка нетопыря – карлика, одного из видов летучих мышей, питающихся ночными растительноядными насекомыми и весящая всего около 5г., рождает двух детенышей массой в 1 г. каждого. За 3 или 4 недели выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г.
Определите, какую массу насекомых должна истребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющихся за счет истребления самкой растительноядных насекомых.
Задача №3
Согласно правилу десяти процентов рассчитайте, сколько понадобиться фитопланктона, чтобы вырос один окунь массой 2 кг. Расчеты ведите для условной пищевой цепи: фитопланктон – зоопланктон – уклея – налим – окунь.
Задача№1.
Какое количество растительной биомассы сохраняет одна особь гигантской вечерницы (один из видов летучих мышей, занесенных в красную книгу России), весящей около 50 грамм и питающейся крупными жуками, например жуком – носорогом и жуком – оленем (так – же занесенными в красную книгу)? Чем обусловлена особая уязвимость данной пищевой цепи?
Задача№2.
Самка нетопыря – карлика, одного из видов летучих мышей, питающихся ночными растительноядными насекомыми и весящая всего около 5г., рождает двух детенышей массой в 1 г. каждого. За 3 или 4 недели выкармливания детенышей молоком вес каждого из них достигает 4,5 г.
Определите, какую массу насекомых должна истребить самка за это время, чтобы выкормить свое потомство. Чему равна масса растений, сохраняющихся за счет истребления самкой растительноядных насекомых.
Задача №3
Согласно правилу десяти процентов рассчитайте, сколько понадобиться фитопланктона, чтобы вырос один окунь массой 2 кг. Расчеты ведите для условной пищевой цепи: фитопланктон – зоопланктон – уклея – налим – окунь.
