Экологические системы

Центральное место в теме занимают вопросы о надорганизменных системах, поэтому усвоению знаний этих систем уделяется главное внимание. В процессе изучения темы учащиеся должны хорошо знать определения биоценоза и биогеоценоза, агроценоза, популяции и вида, характеристику экосистем, круговорот веществ и поток энергии в биогеоценозе как основы его существования, пищевые связи, лежащие в основе потока вещества и энергии от одного вида к другому.

Урок целесообразно проводить методом беседы, работы с учебником. Начинается он с восстановления знаний учащимися экологических факторов, изменений абиотических факторов и связанных с ними биоритмов, биологических часов. Затем учитель просит дать характеристику биотических факторов и подводит школьников к выводу, что совместное проживание растений, грибов, животных на определенной территории немыслимо без их взаимного влияния друг на друга. Так, мощные растения затеняют слабые, создают дефицит воды, минеральных веществ. Учащимся известно, что многие животные поселяются на растениях, питаются ими. В итоге школьники констатируют, что между организмами исторически сформировались сложные взаимоотношения, одни организмы воздействуют на другие (либо угнетают, либо способствуют их процветанию) выступают в роли биотических факторов.

Учащимся известно, что на определенной территории обитает много видов, состоящих из различных популяций. Популяция представляет собой генетически и морфологически наиболее однородную группу тесно связанных между собой особей вида, относительно обособленную от другой группы особей этого же вида. Школьники должны определить связи между организмами одной популяции, т. е. установить общность происхождения особей популяции, лежащую в основе генетических связей, выявить связи по месту обитания, а также пищевые связи (у животных и информационные связи) между родителями и детьми, влияющие на поведение особей. Учитель конкретизирует: особей популяции у животных связывают совместный поиск пищи, защита от врагов, половой инстинкт, забота о потомстве. Сложный характер взаимоотношений между особями популяции учащиеся выявляют при рассмотрении иерархии в стае волков, в стаде лосей, оленей, в табуне диких лошадей и др.

Изучение связей между особями популяции позволяет сделать вывод о целостности и устойчивости этой системы. Углублению знаний способствует мобилизация сведений об изоляции обитающих в воде популяций участками суши, а обитающих на суше – водными бассейнами. Учащиеся закрепляют знания популяции как элементарной единицы эволюции, в которой благодаря мутационному процессу, изоляции, скрещиванию особей и наследованию изменений происходит накопление мутаций, комбинирование и их отбор.

Учитель просит вспомнить изменения численности популяции под влиянием различных факторов. Он подчеркивает ее относительное постоянство, колебание вокруг определенной величины. Учащимся известно, что организмы рождаются, перемещаются с одной территории на другую, погибают. Численность особей в популяции достигает некоторой величины и поддерживается на этом уровне благодаря сохранению равновесия между рождаемостью и гибелью особей, что определяется экологическими факторами количеством пищи, размером занимаемой территории, взаимоотношениями между особями и др.

Учащимся известно, что численность зависит от климатических факторов. Они могут привести примеры снижения численности птиц, белок в суровые голодные зимы, резкого возрастания численности непарного шелкопряда, саранчи, божьих коровок и т. д. С помощью учителя школьники делают вывод, что наступление неблагоприятных условий ведет к уменьшению численности популяций и даже к их вымиранию. Учитель предлагает вспомнить вымершие виды растений и животных и назвать причины их вымирания.

Затем учитель просит школьников рассмотреть противоположный случай, когда организм попадает в новые благоприятные условия, как, например, быстрое размножение кроликов, вывезенных из Англии в Австралию, или водяного гиацинта, вывезенного из Японии в США, и др. Учащиеся могут самостоятельно сделать вывод о процветании популяции в новых условиях, где у нее нет врагов, не ограничена территория, имеются пища и все условия для размножения и расселения.

Знания популяции позволяют перейти к рассмотрению взаимоотношений между особями разновидовых популяций, которые складываются на основе питания и проживания на одной территории. В связи с этим учитель вводит определение биоценоза как комплекса взаимосвязанных популяций, обитающих на определенной территории с более или менее однородными условиями существования. Знакомство с биоценозом дает возможность обратить внимание на его связи с факторами неживой природы, на образование устойчивой экосистемы с круговоротом веществ в ней, которую называют биогеоценозом. Учитель просит школьников назвать примеры биогеоценозов и определить продолжительность их существования. Учащиеся называют лес, водоем, луг, дубраву, пойму реки и другие биогеоценозы и указывают на сравнительно большую продолжительность их существования – сотни лет.


Учителю биологии на заметку:

Саморегуляция в биогеоценозе
Методика обучения общей биологии