Урок: "Основні властивості живих систем: біоценоз, біогеоценоз, вид"

УРОК на тему: Основні властивості живих систем: біоценоз, біогеоценоз, вид.

Мета: сформувати уявлення про біогеоценоз як середовище еволюції.

Обладнання та матеріали: таблиця зі схемою, що показує забезпеченими взаємозв'язків між біогеоценозами завдяки  міграціям особин певних видів.

Базові поняття й терміни: інтеграція, популяції, біоценоз, біогеоценоз, стабільні біогеоценози, міграція видів, сполучена еволюція, рівень організації живої матерії, видоутворення.

Концепція уроку: показати, як інтегрується жива матерія на різних рівнях її організації; звернути увагу на системи надорганізменого рівня, зокрема на біогеоценотичний рівень організації живої ма­терії; сформувати уявлення про біогеоценоз як середовище еволюції.

Тип уроку: комбінований.

Структура уроку

І.Організаційний етап................................2 хв.

ІІ.Актуалізація опорних знань і мотивація

навчальної діяльності.................................5 хв.

ІІІ.Вивчення нового матеріалу.................23 хв.

IV.Узагальнення, систематизація й контроль

знань та вмінь учнів...................................10 хв.

V. Домашнє завдання...................................2 хв.

VI.Підведення підсумків уроку...................3 хв.

Хід уроку

І. Організаційний етап

ІІ.Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

Запитання та завдання учням

1.Що ви пам'ятаєте про рівні організації живої матерії?

2.Які з рівнів організації живої матерії є надорганізменими?

3.Яка структура є елементарною одиницею еволюції?

4.Дайте визначення біогеоценозу.

ІІІ.Вивчення нового матеріалу

Логіка викладу матеріалу

1 )Інтеграція живої матерії на різних рівнях її організації.

Рівень  організації  живої  матерії — це  сукупність  кількісних  та  якісних  показників  певної біологічної   системи (клітина,  організм,  популяція  тощо),  що  окреслюють  умови  та  межі її існування.   

Молекулярно-генетичний  рівень  живого — це  сукупність  інформаційно-каталітичних  взаємодій  біополімерів,  які  забезпечують збереження, обробку  та  передачу  спадкової  інформації  у  часі  від  материнського  до дочірнього  носіїв.

Клітина  є  якісно  новим  рівнем  організації  живого,  який об'єднує  усі  біохімічні  та  генетичні  цикли  в  єдину  систему, розмежовану  із  довкіллям. Ця  система  є  базовою  структурно-функціональною  одиницею  живої  матерії (виняток — неклітинні  форми),  яка  здатна  самостійно відтворюватися.

Клітини  об'єднуються  у  тканини,  де  виконують спільні  призначення. Клітини  у  тканині  втрачають індивідуальні  риси,  що  відбувається  у процесі диференціації  і  призводить  до  їх  спеціалізації  на виконанні  якоїсь  однієї  або  небагатьох  суворо визначених  функцій.

Організм — це  елементарна  біологічна  система існування  індивідуальних  особин,  незалежно  від форми  їх  організації (неклітинні,  одноклітинні, багатоклітинні). Одна  із  основних  властивостей життя — розмноження, — можливе  лише  на організмовому  рівні  організації  живої  матерії. Життя  проявляється  виключно  у  реальному існуванні  окремих  організмів.

Популяційно-видовий  рівень  організації  живої  матерії відзначається  вільним  обміном  спадковою  інформацією між  подібними  індивідуальними  організмами. Це  єдиний рівень  взаємодії  між  організмами,  який  забезпечує

вертикальний  переніс  генів — від  батьків  до  дітей.

2)Біогеоценоз як середовище еволюції.

Біоцено́з (від біо- та грец. koinós — спільний) — сукупність рослин,  тварин і мікроорганізмів, що населяють окрему ділянку суші або водоймища і відзначаються певними взаємозв'язками як між собою, так і з абіотичними чинниками середовища.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/74/Tide_pools_in_santa_cruz.jpg/1280px-Tide_pools_in_santa_cruz.jpg

Біогеоценоз — це угрупування різних видів мікроорганізмів, рослин, тварин, які заселяють певні місця проживання та які стійко підтримують біогенний  кругообіг речовин. Підтримка кругообігу в конкретних географічних умовах є основною функцією біогеоценозу.

https://uk.wikipedia.org/wiki/Біогеоценоз

Структура біогеоценозу.

А. Живі компоненти біогеоценозу, що утворюють біоценоз.

І. Ценокомплекс автотрофів — з ценопопуляцій рослин та інших живих істот фото- і хемосинтетиків, утворювачів первинної біологічної продукції з елементів косного середовища:

1. фототрофів — зелені вищі і нижчі рослини і деякі види джгутикових;
2. хемотрофів — безхлорофільні хемотрофні бактерії.

II. Ценокомплекс біотрофів — з ценопопуляцій тварин і почасти рослин і мікроорганізмів — споживачів і трансформаторів живої біомаси та прижиттєвих виділень і утворювачів вторинної біологічної продукції:

1. фітофаги — травоїдні тварини, мікроорганізми і рослини-паразити та напівпаразити;
2. зоофаги — м'ясоїдні (хижі) тварини, мікроорганізми, комахоїдні рослини, тварини і мікроорганізми-паразити.

III. Ценокомплекс сапротрофів — з ценопопуляцій мікроорганізмів, а також тварин і рослин, споживачів і деструкторів відмерлих решток, покидьків і трупів рослинного і тваринного походження;

1. сапрофаги — мікроорганізми, безхребетні і деякі види хребетних тварин;
2. сапрофіти — гриби та деякі види вищих сапрофітних рослин.

Б. Косні компоненти біогеоценозу, що складають екотоп, який біоценозом перетворюється на біотоп.
IV. Аеротоп — перетворене біоценозом повітряне середовище.
V. Едафотоп — перетворене біоценозом ґрунтове середовище.

(https://uk.wikipedia.org/wiki/Біогеоценоз)

Властивості біогеоценозів. Відповідно до ієрархії угруповань, життя на Землі виявляється у ієрархічності відповідних екосистем. Екосистемна організація життя є однією з необхідних умов його існування. Запаси біогенних елементів, з яких будують тіла живі організми, на Землі загалом і на кожній конкретній ділянці на її поверхні не безмежні. Лише система кругообігів могла надати цим запасам властивості нескінченності, необхідної для продовження життя. Підтримуй вати й здійснювати кругообіг можуть тільки функціонально різні групи організмів. Таким чином, функціонально-екологічне різноманіття живих істот і організація потоку речовин, що видобуваються з навколишнього середовища, і цикли — найдавніша властивість життя.

Якщо в природні комплекси з повністю сформованою рослинністю втручається людина, то їх відновлення відбувається за законами, які визначають основними властивостями біогеоценозу.

До них відносяться:

•                   Цілісність. Полягає в забезпеченні сонячною енергією і поживними речовинами всіх живих організмів і безперервному перенесенні невикористаної їжі назад в колообіг речовин.
•                   Стійкість. Здатність сформованого БГЦ витримувати вплив з боку зовнішнього середовища.
•                   Саморегуляція. Підтримка чисельності живих істот в різних харчових ланцюжках на певному рівні.
•                   Самовідтворення. Організми, складові БГЦ повинні бути здатні до розмноження для збереження і відтворення популяцій.
•                   Зміна. Кількість організмів залежить від сезонних чергувань погодних умов.

3) Місце виду в організації живої матерії.

Вид являє собою одну з форм організації живого, він є формою адаптації живого до внутрішнього й зовнішнього середовища. По­ява нового виду являє собою кінцевий підсумок мікроеволюції, що відбувається на основі адаптивних перетворень популяцій одного виду або гібридизації різних видів під контролем природного до­бору. З цього визначення видно, що утворення видів відбувається двома принципово різними шляхами.

Залежно від того, чи виникає вид із просторово роз'єднаних внутрішньовидових одиниць (популяції, екотипу, підвиду), чи з внутрішньовидових одиниць і при гібридизації видів, місцепере­бування яких перекривають одне одного, розрізняють відповідно два способи видоутворення: алопатричний (географічний) і симпатричний (екологічний).

Мал.Схеми видоутворення: а – географічного; б – екологічного

(https://www.kursak.com/vydoutvorennia-ta-yoho-typy/)

- Алопатричне видоутворення. Алопатричним називається утворення видів із внутрішньовидових форм, територіально ізольованих одна від одної. Тому алопатричне видоутворення називають) ще географічним. Алопатричне видоутворення відбувається на осі нові повного відокремлення географічних рас через їхню ізоляцію різними природними бар'єрами (річки, гірські хребти, ліси, степи тощо). Це широко розповсюджений і краще за інші вивчений спосіб видоутворення.

Прикладом географічного утворення видів у рослин може слугувати поділ вихідного виду конвалії на п'ять територіально відо­соблених рас. Одна раса (конвалія звичайна) росте в лісовій зоні Європи, інша — на схилах Кавказу, третя — в горах Закавказзя, четверта — в Забайкаллі,  п'ята — на Далекому Сході. Закавказька раса крупніша від європейської конвалії, з віночком циліндричної форми, далекосхідна раса має більш широкий віночок, червоні черешки, значний восковий шар на листі. Описані раси конвалії настільки розійшлися, що систематики виділили їх у самостійні види.

Класичним прикладом алопатричного видоутворення у тварині є комплекс видів у великої синиці, широко розселеної територією земної кулі. Географічні раси відрізняються забарвленням спини й черевця, розмірами й товщиною дзьоба, довжиною хвоста й ін­шими ознаками.

- Симпатричне видоутворення. Симпатричне (екологічне) видоутворення пов'язане з розбіжністю за екологічними ознаками груп особин одного виду,  що мешкають на одному ареалі. При цьому особини з проміжними характеристиками виявляються менш пристосованими. Групи, що розходяться, формують нові види.

1. Симпатричне видоутворення може відбуватися декількома способами. Один з них — виникнення нових видів при швидкій зміні каріотипу шляхом поліплоїдизації. Відомі групи близьких видів, зазвичай рослин, з кратним числом хромосом.
2. Інший спосіб симпатричного видоутворення — гібридизація з подальшим подвоєнням числа хромосом. Зараз відомі чимало видів, гібридогенне походження і характер геному яких може вважатися експериментально доведеним.
3. Третій спосіб симпатричного видоутворення — виникнення репродуктивної ізоляції особин усередині спочатку єдиної популяції в результаті фрагментації або злиття хромосом і інших хромосомних перебудов. Цей спосіб поширений як у рослин, так і у тварин.

(https://www.kursak.com/vydoutvorennia-ta-yoho-typy/)

Класичним прикладом симпатричного видоутворення є цихліди озер Камеруну.

Особливістю симпатричного шляху видоутворення є те, що він приводить до виникнення нових видів, завжди морфологічно близьких до початкового виду. Лише у разі гибридогенного виникнення видів з'являється нова видова форма, відмінна від кожної з батьківських.

- Миттєве видоутворення. Особливим випадком є ​​миттєве видоутворення (див. рис.). Якщо при географічному або екологічному видоутворенні для того щоб між підвидами або екологічними формами накопичилися суттєві генетичні відмінності, необхідні десятки тисяч поколінь (а «хороші» види взагалі мають вік не менше мільйона років), то в ході миттєвого видоутворенні нова репродуктивна ізоляція досягається за два-три покоління.

Мал. Схема миттєвого видоутворення: I етап – гібридизація двох видів з утворенням гібридів, які розмножуються диплоїдними гаметами; II етап – поворотна гібридизація з одним з батьківських видів. При цьому утворюються триплоїдні гібриди, які розмножуються виключно партеногенезом (III етап). Це призводить до утворення клонів генетично однакових нащадків, репродуктивно ізольованих від батьківських видів.

(https://www.kursak.com/vydoutvorennia-ta-yoho-typy/)

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань та вмінь учнів

Бесіда

1.Які системи більшою мірою залежать від впливів навколиш­нього середовища: молекулярні чи біогеоценотичні?

2.На якому рівні організації живої матерії відбувається найви­щий ступінь інтеграції?

3.У чому виражається інтеграція на рівні біоценозу?

4.Чому в систем надорганізменого рівня нестійкий гомеостаз?

5.Які еволюційні процеси характерні для стабільних (клімаксних) біогеоценозів?

V. Домашнє завдання

1)  Вивчити матеріал § 50 підручника.

2)  Дати відповіді на запитання підручника,  с. 223,  № 1—3.

VI.  Підведення підсумків уроку

Самостійна робота учнів

1. Дати відповіді на запитання

1.     Які характеристики повинні мати види, що беруть участь  у ранніх сукцесіях?
2.     Дайте характеристику інтразональним біогеоценозам. У чому полягає їхнє біологічне значення?
3.     У яких біогеоценозах переважатимуть ценофобні види?
4.     Якою є роль видів у біосфері?                                                     
5.     Завдяки яким процесам може відбуватися зміна генофонду популяцій?

2. Знайти всі слова з теми

https://wordart.com/bcukzdbdgm65/