Урок біології, 11 клас  Енергетика екосистем. Правило екологічної піраміди.

 Урок біології, 11 клас

Тема:	Енергетика екосистем. Правило екологічної піраміди.
Мета:	Дати поняття про енергетику екосистем, первинну і вторинну продукцію, екологічну піраміду та її значення для рівноваги і саморегуляції в біогеоценозі.

Обладнання:

-          саморобна таблиця ²Екологічна піраміда чисел²;

-          саморобна імітаційна гра ²Острів²;

-      мультимедійна презентація;

-          опорні конспекти 5.5;

-          кубики 2х2х2: 100 зелених, 10 жовтих, 1 червоний.

Хід уроку

1.      Актуалізація опорних знань учнів.

Робота в групах. Всі групи отримують однакове завдання: Написати можливі ланцюги живлення в біогеоценозі прісної водойми, якщо відомо, що в ньому існують такі організми:

·         Продуценти – всі рослини;

·         Консументи I порядку – дафнія, циклоп, комар, котушка, ставковик, бокоплав, пуголовок, водяний ослик;

·         Консументи II порядку – мальки риб, карась, п¢явка слимакова, гідра, жаба, планарія, качка, жук-плавунець;

·         Консументи Ш  порядку – хребтоплав, тритон, п¢явки, щука, окунь, вуж, хижі птахи.

Відповіді (можливі):

1)      Водорості – дафнії – мальки риб – хребтоплав – тритон;

2)      Водорості – циклопи – карась – плавунець – жаба;

3)      Водні рослини – ставковик - п¢явка слимакова;

4)      Водорості – рачки – гідра;

5)      Водні рослини – личинка комара – жаба – вуж – хижий птах.

2.      Мотивація навчальної діяльності учнів.

Бесіда:

Питання	Відповідь
- Скільки їжі з¢їдає людина за день?	- Приблизно 1,5 – 3 кг.
- А скільки це становить на рік ?	- Біля 548 – 1000кг.
- Чому дорівнює середня маса людини?	- Приблизно 70кг.
- Виходить, що ми з¢їдаємо більше, ніж важимо. У дорослої людини маса залишається постійною протягом багатьох років. Куди дівається стільки їжі?	- ???

3.      Вивчення нового матеріалу.

а) Первинна і вторинна продуктивність. Робота учнів з підручником:

-          Прочитайте текст підручника на с. 38- 40;

-          Дайте відповідь на такі питання:

·         На що витрачаються їжа та енергія в живих організмах?

·         Що таке валова продукція?

·         Що таке первинна продуктивність?

·         Що таке вторинна продуктивність?

·         Що таке екологічна ефективність екосистем?

Висновок: Первинна валова продукція – це кількість органічної речовини, синтезованої автотрофами за одиницю часу на одиницю площі. Частина цієї продукції йде на підтримання життєдіяльності самих рослин (40%). Частина, що залишилася називається чистою первинною продукцією. Її використовують тварини, які в процесі обміну речовин утворюють вторинну продукцію. (робота за опорним конспектом)

При обміні речовин в організмі відбувається й обмін енергії, оскільки органічні речовини багаті на хімічні зв¢язки, при руйнації яких вивільнюється енергія, а при утворенні – поглинається. Ефективність процесів утворення органічних речовин в організмі залежить від ефективності асиміляції, яка змінюється залежно від складу їжі і становить від 10% до 80%. Але, більшість організмів фіксує приблизно лише 10% потенційної енергії. Цю закономірність встановив у 1942р вчений Ліндеман, і вона отримала назву Закону Ліндемана:

На кожному наступному трофічному рівні від попереднього фіксується, приблизно, 10% продукції або енергії.

б) Правило екологічної піраміди. Пояснення вчителя з елементами моделювання.

Складемо гіпотетичний ланцюг живлення і за законом Ліндемана запишемо, скільки біомаси чи енергії засвоюється організмами на кожному рівні:

Продуценти --- консументи I порядку --- консументи II порядку --- консументи   III порядку

  1000г                  100г                                10г                            1г

Спробуємо спроектувати це за допомогою кубиків: зелені кубики – це рослини, жовті – консументи першого порядку, червоний – консументи другого порядку. Виходить утворення подібне на піраміду.

Екологічна піраміда – це закономірність, що відображає співвідношення по трофічних рівнях продуцентів і консументів різного порядку.

Правило піраміди – на кожному трофічному рівні ланцюга живлення організмами засвоюється лише 10% біомаси або 10% енергії.

Розрізняють 3 види пірамід:

·         Піраміда біомас – виражається в одиницях маси: 100кг – 10кг – 1кг.

·         Піраміда енергії – виражається в одиницях енергії: 2800кДж – 280кДж – 28кДж.

·         Піраміда чисел Елтона (1972) – виражається в кількості особин: 600одиниць корму – 6 мишей – 2 лисиці – 1 орел.

4.      Закріплення знань. Екологічна гра ²Острів².

а) Пояснення гри за допомогою вірша:

		Десь далеко в океані Виник острів без життя. А що трапилось з ним далі, Розповім сьогодні я.
			Острів був голий і дуже негарний, Ніколи на ньому ніщо не росло. Аж ось, із країни далекої, раптом Насіння, з десяток, сюди занесло.
		Почало насіння те проростати: Вологи хватало, і сонця, й тепла… З¢явилась рослинність. Ніщо не мішало Рости їй, відсутня була боротьба.
			Став острів цей гарним і дуже зеленим, І стали до нього плисти кораблі. Не часто трапляється в морі соленім Такий ось, зелений, оазис землі.
		Невдовзі у морі сталось нещастя: У штормі загинув один пароплав. Три миші спаслися, на їхніє щастя, Ледве доплили до острова вплав.
			Якось до острова судно пристало, Що везло з країни в країну товар. Тихенько дві пари кролів з нього зникло. Ніхто не помітив. Відплив пароплав.
		Так екосистема склалась повільно: Живуть-поживають, травку жують… Недовго життя їх було спокійним – Хижак, де є жертва, завжди тут як тут.
			Лисиці і ласки з¢явились невдовзі (а як і коли не знає ніхто). Спробуйте самі ви здогадатись, І розібратись, хто їсть кого.
		З досвіду знаєм таку аксіому (кожний її, навіть з вас, підтвердить) Один є хижак, чи довго другому з¢явитись? І ось уже беркут летить.
			Йому все єдино: чи лиса, чи ласки, Чи миша маленька, чи кріль у траві… Яскраві з¢явились у цьому просторі Живлення складні природні зв¢язки.
		І склався порядок на довгії роки, Один їсть одного порядок навік. З¢явився, нарешті, владник природи: Великий, могутній і злий чоловік!
			І ось він наводить свої порядки – Лисичок і ласок почав він ловить, Зорювать землі під поле та грядки, І ставить капкани, і кроликів бить.
		Невже він зруйнує порядок, що склався, Порядок, що міг закріпитись навік? Тож, думайте діти, і спробуйте дати Висновки ви, що може вчинить чоловік!?

б) Гра учнів в екогру ²Острів². Кожній групі роздається пакет гри і матриця.

Правила гри:

1)      В гру грають 4 і більше учасників.

2)      Всі картки перетосовують і роздають учасникам гри порівну.

3)      За один хід учасник може викласти одну картку.

4)      Спочатку викладаються рослини, потім рослиноїдні тварини і т.д.

5)      Картки викладаються учасниками по колу. Одне коло гри відповідає одному рокові існування екосистеми.

6)      При викладанні карток треба ураховувати достатність їжі для кожної особини консументів різного порядку.

7)      Якщо в ігрока немає можливості викласти відповідну картку, то він пропускає хід.

8)      Гра закінчується в момент, коли в одного з учасників залишаться картки.

9)      В грі є картка ² ², яка позначає антропічний фактор (пожежа знищує рослини; капкани і отрутохімікати – мишей, кроликів і лисиць; полювання – ласок, лисиць, беркута). Кожний граючий може викласти картку в любий момент гри і на любому рівні. При цьому вважається, що загине половина організмів кожного виду. Цю половину повинен забрати наступний ігрок. Якщо кількість організмів з даного трофічного рівня не ділиться на ²2², то слід забрати більшу половину. По ланцюгам живлення також проводяться відповідні зміни кількості особин.

ПАМ’ЯТКА.

Ø  На кожну рослиноїдну тварину припадає 10 одиниць корму, але можливе існування і при наявності 5 одиниць.

Ø  Кожній лисиці необхідно або 3 миші, або 1 кролик.

Ø  Кожна ласка потребує 3 миші.

Ø  Беркуту потрібно або 2 лисиця, або 2 ласки, або 1 лисиця і 1 ласка, або 1 лисиця (ласка) і 2 кролики, або 1 лисиця (ласка) і 3 миші, або 5 рослиноїдних тварин.

5.      Домашнє завдання: опрацювати конспект, скласти задачу на правило екологічної піраміди.