Урок по биологии на тему: «Экологические факторы. Закон оптимума, закон Шелфорда»

Урок по биологии на тему: «Экологические факторы. Закон оптимума, закон Шелфорда»

Цель урока: расширить представление об экологии и экологических факторах, показать основные закономерности действия экологических факторов на живые организмы.

План урока

1.Актуализация опорных знаний. Решение биологических (экологических) задач с опорой на имеющиеся ранее знания.

1. Вспомните и объясните, как кактусы приспосабливаются к перенесению засухи?

2. После вырубки леса исчезли произрастающие мхи и папоротники, хотя их никто не трогал. Объясните, почему?

Все решённые нами задачи являются экологическими.

2.Изучение нового материала

Эти и многие другие задачи решает наука экология.

Экология – наука о взаимоотношениях организмов с окружающей средой (Слайд 1). (Записывание определения обучающимися в тетрадях, выделение ключевого слова – «взаимоотношения»). А ещё экологию называют «наукой о доме» (греч. «ойкос» – дом, жилище, «логос» – наука).

Немецкого учёного Эрнста Геккеля ввёл термин «экология» в 1866 году

Задачи экологии:

изучение взаимоотношений организмов, популяций, видов между собой;
изучение закономерностей действия факторов неживой природы на организмы;
искусственная регуляция численности видов – вредителей сельского хозяйства;
создание эффективной агротехники выращивания сельскохозяйственных культур;
решение проблем охраны природы.

В природе существуют разнообразные формы взаимодействий живых организмов и их влияния на другие живые организмы.

1. Одни живые организмы служат пищей для других. Например, растения служат пищей для травоядных животных, травоядные животные - для хищников. Пищевые взаимодействия составляют цепи в сети питания.

2. живые организмы могут влиять на среду обитания.

3. живые организмы оказывают влияние друг на друга, выделяя химические вещества, оказывая механические и другие воздействия. Занимая территорию, животные используют разнообразные сигналы для других организмов. Это могут быть химические, звуковые или другие сигналы.

4. Насекомые, птицы способствуют опылению растений.

5. Некоторые живые организмы создают для других необходимый микроклимат, возможно «квартиранство».

6. Распространение семян животными.

Экологические факторы – компоненты внешней среды, воздействующие на организмы.

Запишите в тетрадях представленную классификацию экологических факторов в удобной для вас форме (схема, текст).

Элементы среды, необходимые организму или отрицательно на него воздействующие – это экологический фактор.

Экологические факторы делятся на: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы делятся на:

- химические

- физические

Влага. В зависимости от места обитания и влажности растения бывают:

Гидрофиты – растения, обитающие в сильно влажной почве.
Мезофиты – средняя влажность почвы.
Ксерофиты – в сухих почвах.

В зависимости от места обитания и влажности животные бывают:

Гидрофилы – влаголюбивые животные.
Мезофиллы – животные умеренного климата.
Ксерофилы – сухолюбивые животные.

Тепло:

Креофилы – все виды, обитающие в условиях низкой температуры (бактерии, членистоногие).
Термофилы – организмы, активность которых происходит при высокой температуре.

По адаптации к низким температурам различают следующие растения:

Нехолодостойкие – гибнут при температуре выше температуры замерзания воды.
Льдоустойчивые – выдерживают температуру с промерзанием почвы в 1 метр.
Неморозостойкие – переносят низкие температуры, но гибнут, когда в почве образуется лед.

Воздух: Растения делятся на:

газоустойчивые (тополь, липа, акация).
не газоустойчивые (клен, ольха, осина, береза, все хвойные).

Свет – все живые организмы. Делятся на:

Светолюбивые – это обитатели открытых мест (лиственница, сосна, пшеница).
Тенелюбивые – это растения нижних ярусов (папоротник, мох, лишайник).
Теневыносливые – эти растения могут расти и в тени и на свету (липа, клен, подорожник).

Биотические факторы. Делятся на:

Фитогенные – влияние растений на другие растения, животных и человека.
Зоогенные – влияние животных на других животных и растений.

Антропогенные факторы. Совокупность воздействия деятельности человека на органический мир.

Закон оптимума

выражается в том, что любой экологический фактор имеет пределы положительного влияния на живые организмы.

Сила воздействия экологических факторов постоянно меняется. Лишь в определенных местах планеты значения некоторых из них более или менее постоянны . Например: на дне океанов, в глубинах пещер сравнительно постоянны температурный и водный режимы, режим освещения.

Рассмотрим действие закона оптимума на конкретном примере: животные и растения плохо переносят и сильную жару, и сильные морозы, оптимальными для них являются средние температуры - так называемая зона оптимума. Чем сильнее отклонения от оптимума, тем в большей степени данный экологический фактор угнетает жизнедеятельность организма. Эта зона носит название зоны пессимума. В ней имеются критические точки - "максимальное значение фактора" и "минимальное значение фактора"; за их пределами наступает гибель организмов. Расстояние между минимальным и максимальным значениями фактора называют экологической валентностью или толерантностью организма.

По характеру толерантности выделяют следующие виды:

эврибионтные - имеющие широкую экологическую валентность по отношению к абиотическим факторам среды; делятся на эвритермные (выносящие значительные колебания температур), эврибатные (выносящие широкий диапазон показателей давления),эвригалинные (выносящие разную степень засоленности среды).

стенобионтные - неспособные переносить значительные колебания фактора (например, стенотермными являются белые медведи, ластоногие млекопитающие, обитающие при низком температурном режиме).

Закон Шелфорда:

Любой живой организм имеет определенно эволюционно унаследованные верхние и нижние «пределы» толерантности к любому экологическому фактору. Для организма имеет значение не только собственная амплитуда, но и скорость, с которой этот фактор изменяется.Лимитирующее значение означает, что в этом случае организм может выжить, но в нем произойдут необратимые изменения. Потому закон Шелфорда также называют законом лимитирующего фактора. Закон Шелфорда можно применить к нормированию содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах. Вывод закона шелфорда: охранять окружающую среду - значит обеспечивать состав и режим экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого, в первую очередь, человеческого организма, т.е. управлять им так, чтобы ни один фактор не оказался лимитирующим по отношению к организмам.

закон толерантности шелфорда - существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Т.е., избыток какого-либо вещества, может быть так же вреден, как и недостаток. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

3. Физкультурная минутка

4. Обобщение, систематизация знаний

Используя дополнительный материал составьте таблицу: РОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОГАНИЗМОВ

Фактор среды- вода, свет, температура, воздух, минеральные соли, влияние других организмов

Роль факторов в жизни- животных, высших растений, бактерий

5.Итог урока. Рефлексия

- Как бы вы оценили свою работу?

7. Домашнее задание

Подготовить доклад (на выбор) 1. «Влияние абиотических факторов на живые организмы». 2. «Влияние биотических факторов на живые организмы». 3. «Влияние антропогенных факторов на живые организмы».