Какие свойства животных связаны с их ролью в экосистеме

Биология, 11 класс

Урок 14. «Сообщества и экосистемы»

1. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;

Урок теме «Сообщества и экосистемы» позволит обучающимся расширить и углубить знания об экологическом сообществе, сформировать понятия «биогеоценоз», «экосистема», «пищевая цепь», «экологическая пирамида»; закрепить знания о взаимоотношениях живых организмов и круговороте веществ; вывести правило экологической пирамиды.

2.  Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Приспособленность организмов к действию экологических факторов, ограничивающий фактор, пищевые связи в экосистеме, пищевая цепь, пищевая сеть, круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме.

Агроценоз – сообщество живых организмов, созданное для получения сельскохозяйственнойпродукции и регулярно поддерживаемое человеком.

Биоценоз – исторически сложившаяся, устойчивая система, состоящая из биологических компонентов, занимающая участок среды обитания.

Биогеоценоз – устойчивая система, состоящая из биоценоза и неорганических компонентов. (В.Н. Сукачев.)

Биотоп – это участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом.

Зооценоз — совокупность животных, обитающих на определенной однородной территории.

Консументы — потребители готового органического вещества

Микробиоценоз -совокупность м/о, обитающих на определенной территории.

Пищевая цепь— перенос энергии от ее источника (растений) через ряд организмов.

Продуценты — производители органического вещества.

Редуценты — разрушители органического вещества.

Фитоценоз — совокупность растений, обитающих на определенной однородной территории.

Экосистема— это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы.

Экосистема – функциональная система, включающая сообщества живых организмов и их среду обитания. (А. Тенсли.)

3.   Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

1. Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина.- М.: Просвещение, 2018г., с 247-256

Дополнительные источники:

1. А.Ю. Ионцева. «Весь школьный курс в схемах и таблицах» – М.: Эксмо, 2014.: С. 304- 309

2. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11» — М.: ВАКО. С 140-151 учебное пособие для общеобразовательных организации

3. А.А. Кириленко, С.И. Колесников., «Биология тематические тесты. (подготовка к ЕГЭ)» Учебно- методическое пособие.- Ростов н/Д: Легион, 2009г. С 103-107.

5. Г.И. Лернер «БИОЛОГИЯ : Полный справочник для подготовки к ЕГЭ »: АСТ, Астрель; Москва; 2010г (раздел VII)

4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Интернет-ресурсы:

1. Образовательный портал для подготовки к экзаменам Гущин Д. Д. https://bio-ege.sdamgia.ru/?redir=1тема 1, 2
2. Российский общеобразовательный Портал https://www.school.edu.ru
3. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов https://school-collection.edu.ru/
4. Открытый колледж Биология https://college.ru/biologiya/index.html

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Все многообразие организмов на нашей планете неразрывно связано между собой. Нет такого существа, которые сумело бы существовать изолированно от всех, строго индивидуально. Однако не только организмы находятся в тесной взаимосвязи, но и факторы внешней и внутренней среды влияют на весь биом. Вместе весь комплекс живой и неживой природы представляют структура экосистем и их свойства.

Что такое экосистема? С точки зрения экологии, это совокупная совместная жизнедеятельность всех видов организмов, независимо от классовой принадлежности и факторов окружающей среды как биотических, так и абиотических. Свойства экосистем объясняются их характеристикой. Первые упоминания данного термина появились в 1935 году. А. Тенсли предложил использовать его для обозначения «комплекса, состоящего не только из организмов, но и окружающей их среды». Само по себе понятие достаточно обширное, это самая крупная единица экологии, а также важное. Другое название — биогеоценоз, хотя различия между этими понятиями все же небольшое есть. Основное свойство экосистем заключается в непрерывном взаимодействии внутри них органического и неорганического вещества, энергии, перераспределении тепла, миграции элементов, комплексном воздействии живых существ друг на друга. Всего можно выделить несколько основных характеристических черт, которые называют свойствами.

Самых главных из них можно выделить три: саморегуляция; устойчивость; самовоспроизведение; смена одной на другую; целостность; эмерджентные свойства. На вопрос о том, каково основное свойство экосистем, можно ответить по-разному. Важны все из них, ведь только их совокупное наличие позволяет существовать данному понятию. Рассмотрим подробно каждую характеристическую черту, чтобы усвоить ее важное значение и разобраться в сути.

Саморегуляция экосистем это главное свойство экосистемы, которое подразумевает самостоятельное управление жизнью внутри каждого биогеоценоза. То есть группа организмов, которая находится в тесной взаимосвязи с другими живыми существами, а также факторами внешней среды, оказывает непосредственное влияние на всю структуру в целом. Именно их жизнедеятельность может повлиять на устойчивость и саморегуляцию экосистемы. Например, если говорить о хищниках, то они поедают травоядных животных одного вида ровно до тех пор, пока численность их не сократится. Дальше поедание прекращается, и хищник переключается на другой источник питания (то есть иной вид травоядного существа). Таким образом, выходит, что полностью вид не уничтожается, он сохраняется в покое до восстановления необходимого показателя численности. В пределах экосистемы не может произойти естественного исчезновения вида в результате поедания другими особями. В этом и заключается саморегуляция. То есть животные, растения, грибы, микроорганизмы взаимно контролируют друг друга, несмотря на то, что являются пищей. каково основное свойство экосистем Также саморегуляция — это основное свойство экосистем еще и потому, что благодаря ей происходит контролируемый процесс преобразования разных видов энергии. Неорганические вещества, органические соединения, элементы — все находятся в тесной взаимосвязи и общем круговороте. Растения непосредственно используют солнечную энергию, животные поедают растения, переводя эту энергию в химические связи, после их отмирания микроорганизмы снова разлагают их до неорганики. Процесс непрерывен и цикличен без вмешательства извне, что и называется саморегуляцией.

Устойчивость Есть и другие свойства экосистем. Саморегуляция тесно связана с устойчивостью. То, сколько просуществует та или иная экосистема, как она сохранится, и будут ли происходить смены на другие, зависит от ряда причин. Истинно устойчивой считается та, внутри которой нет места вмешательству со стороны человека. В ней постоянно стабильно высокая численность всех видов организмов, не происходят изменения под влиянием окружающих условий либо они незначительны. В принципе, любая экосистема может быть устойчива. Нарушить это состояние может человек своим вмешательством и сбоем установленного порядка (вырубка леса, отстрел животных, уничтожение насекомых и прочее). Также на устойчивость может повлиять сама природа, если климатические условия резко изменятся, не дав организмам времени приспособиться. Например, стихийные бедствия, смена климата, сокращение количества воды и прочее.

Чем больше разнообразие видов организмов, тем дольше существуют экосистемы. Свойства экосистемы — устойчивость и саморегуляция — это основа, на которой вообще держится это понятие. Существует термин, которым обобщают эти характеристики, — гомеостаз. То есть поддержание постоянства во всем — разнообразии видов, их численности, внешних и внутренних факторах. Например, экосистемы тундры чаще подвергаются сменам, нежели тропические леса. Ведь в них генетическое разнообразие живого не столь велико, а значит. и выживаемость резко снижается.

Самовоспроизводимость

Если хорошо подумать над вопросом о том, каково основное свойство экосистем, то можно прийти к выводу, что и самовоспроизводимость не менее важное условие их существования. Ведь без постоянного воспроизведения таких компонентов, как: организмы; почвенный состав; прозрачность воды; кислородный компонент воздуха и прочее. Сложно говорить об устойчивости и саморегуляции. Для того же, чтобы биомасса постоянно возрождалась и численность поддерживалась, важно наличие достаточного количества еды, воды, а также благоприятные условия жизни. Внутри любой экосистемы происходит постоянная замена старых особей на молодых, больных на здоровых, сильных и выносливых. Это нормальное условие существования любой из них. Это возможно только при условии своевременной самовоспроизводимости. Проявление свойств экосистемы подобного рода — это залог генетического сохранения аллелей каждого вида.

Иначе целые роды и типы, классы и семейства живых существ подвергались бы исчезновению без последующего восстановления. свойства и функции экосистем Сукцессия Также важные свойства экосистем — смена экосистем. Данный процесс получил название сукцессии. Происходит он под влиянием смены внешних абиотических факторов и занимает от нескольких десятков лет до миллионов. Суть этого явления — последовательная замена одной экосистемы на другую под влиянием как внутренних факторов, возникающих между живыми организмами, так и внешних условий неживой природы в течение продолжительного времени. Также весомой причиной сукцессий является хозяйственная деятельность человека. Так, леса сменяются лугами и болотами, озера превращаются в пустыни или пойменные луга, поля зарастают деревьями и формируется лесной массив. Естественно, что при этом фауна также претерпевает существенные изменения. До каких пор будет происходить сукцессия? Ровно до той стадии, когда сформируется максимально удобный и приспособленный к конкретным условиям биогеоценоз.

Функции экосистем.

Свойства и функции экосистем находятся в тесной взаимосвязи между собой. Так, например, такое свойство, как целостность, подразумевает поддержание постоянного взаимодействия между всеми участниками. В том числе и с факторами неживой природы. А одной из функций является как раз слаженный переход различных видов энергии друг в друга, который возможен при условии внутренней циркуляции элементов между всеми звеньями популяции и самими биоценозами между собой. проявление свойств экосистемы В целом же роль экосистем определяется теми типами взаимодействий, которые существуют внутри них. Любой биогеоценоз должен давать определенный биологический прирост биомассы в результате своего существования. Это и будет одной из функций. Прирост зависит от совокупности факторов живой и неживой природы и может колебаться в широких пределах. Так, биомасса гораздо больше в зонах с повышенной влажностью и хорошей освещенностью. Значит, и прирост ее будет значительно больше, по сравнению с таковым, например, в пустыне. Еще одна функция экосистемы — трансформационная. Она подразумевает направленное изменение энергии, преобразование ее в различные формы при действии живых существ. Структура Состав и свойства экосистем определяют и их структуру. Какое строение имеет биогеоценоз? Очевидно, что оно включает в себя все основные звенья (как живые, так и абиотические). Также важно, что в целом вся структура представляет собой замкнутый цикл, что еще раз подтверждает основные свойства экосистем.

Существует два основных крупных звена любого биогеоценоза.

1. Экотоп — совокупность факторов абиотической природы. Он, в свою очередь, представлен: климатопом (атмосфера, влажность, освещенность); эдафотопом (почвенный грунтовый компонент).

2. Биоценоз — совокупность всех типов живых существ в данной экосистеме.

Включает в себя три основных звена: зооценоз — все животные существа; фитоценоз — все растительные организмы; микробоценоз — все бактериальные представители. По приведенной структуре очевидно, что все звенья тесно взаимосвязаны между собой и образуют единую сеть. Эта связь проявляется, в первую очередь, в поглощении и преобразовании энергии. Иными словами, в пищевых цепях и сетях внутри популяции и между ними. Подобное строение биогеоценоза было предложено В. Н. Сукачевым в 1940 году и остается актуальным на сегодняшний день. Зрелая экосистема Возраст разных биогеоценозов может варьироваться в широких пределах. Естественно, что характеристические черты молодой и зрелой экосистемы должны различаться. Так и происходит. Какое свойство зрелой экосистемы отличает ее от сравнительно недавно сформировавшейся? Таких несколько, рассмотрим все: Виды каждой популяции сформированы, устойчивы и не замещаются (вытесняются) другими. Разнообразие особей постоянно и больше не изменяется. Все сообщество свободно саморегулируется, наблюдается высокая степень гомеостаза. Каждый организм полностью приспособлен к условиям окружающей среды, сосуществование биоценоза и экотопа максимально комфортное. Каждая экосистема будет претерпевать сукцессии до тех пор, пока не установится ее климакс — постоянное наиболее продуктивное и приемлемое видовое разнообразие. Именно тогда биогеоценоз начинает постепенно преобразовываться в зрелое сообщество. Группы организмов внутри биогеоценоза Естественно, что все живые существа внутри одной экосистемы связаны между собой в единое целое. При этом они же оказывают и огромное влияние на почвенный состав, воздух, воду — на все абиотические составляющие.

Принято выделять несколько групп организмов по их способности поглощать и преобразовывать энергию внутри каждого биогеоценоза.

Продуценты — те, кто производит органическое вещество из неорганических компонентов. Это зеленые растения и некоторые виды бактерий. Их способ поглощения энергии — автотрофный, они непосредственно усваивают солнечное излучение.

Консументы или биофаги — те, кто потребляет готовое органическое вещество путем поедания живых существ. Это плотоядные животные, насекомые, некоторые растения. Сюда же относятся и травоядные представители.

Сапротрофы — организмы, способные разлагать органику, таким способом потребляя питательные вещества. То есть питаются мертвыми останками растений и животных. Очевидно, что все участники системы находятся во взаимозависимом положении. Без растений не смогут получать пищу травоядные, а без них погибнут хищники. Сапрофаги не переработают соединения, не восстановится количество нужных неорганических соединений. Все эти взаимоотношения получили название пищевых цепей. В больших сообществах цепи переходят в сети, образуются пирамиды. Изучением вопросов, связанных с трофическими взаимодействиями, занимается наука экология. Роль человека в воздействии на экосистемы Об этом очень много говорится сегодня. Наконец-то человек осознал весь масштаб урона, который за последние 200 лет был нанесен им экосистеме. Стали очевидными последствия такого поведения: кислотные дожди, парниковый эффект, глобальное потепление, сокращение запасов пресной воды, оскуднение почвы, сокращение лесных массивов и прочее. Можно бесконечно долго обозначать проблемы, ведь их накопилось огромное множество. состав и свойства экосистем. Все это и является той самой ролью, которую сыграл и играет до сих пор человек в экосистеме. Массовая урбанизация, индустриализация, развитие техники, освоение космического пространства и прочие людские действия приводят не только к усложнению состояния неживой природы, но и к вымиранию и сокращению численности биомассы планеты. Любая экосистема нуждается в защите со стороны человека, особенно сегодня. Поэтому задача каждого из нас — обеспечить ей поддержку. Для этого не нужно много — на правительственном уровне разрабатываются методы защиты природы, простым людям следует лишь придерживаться установленных правил и стараться сохранять экосистемы в неизменном виде, не вводя в их состав избыточного количества разных веществ и элементов

6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Задание 1.

Задание 2.