. Средняя общеобразовательная школа № 2им. Ж.Молдагалиева

Разработка урока по биологии
11 класс

Учитель первой категории
СОШ № 2 Ж.Молдагалиева
Егорова Елена Юрьевна


Уральск 2012 год

Тема: Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов.
Цель: закрепить знания учащихся, полученные в 9 классе о автотрофах и гетеротрофах, продуцентах, консументах, редуцентах. Изучить и закрепить знания о цепях питания, трофических звеньях цепей питания. Разобраться, почему круговорот веществ и энергии в пищевых цепях необходим для поддержания жизни. Показать разницу между цепями питания и сетями питания, объяснить причины быстрой потери энергии в цепях.
Задачи:
Образовательные. Продолжить формирование общебиологических терминов, понятий, законов и правил. Формировать умение логически мыслить и размышлять, делать выводы и открытия.
Развивающие. Применяя, активные методы и формы в обучении развивать познавательный интерес к предмету, повышать экологическую грамотность учащихся, готовящихся к поступлению в ВУЗы и к выбору профессии.
Воспитательные. Продолжить прививать любовь к природе и растительному, животному миру, показать, что все компоненты природы взаимосвязаны и являются одним неделимым целым организмом.
Тип урока: урок объяснение нового материла, построенный на взаимосвязанной работе учителя и учащихся.
Методы: рассказ, беседа, применение видео и аудиоматериала, слайды, магнитные иллюстрации (раздаточный материал)
Оборудование: ИКТ, раздаточный материал, электронное пособие.
Ход урока:
1. Организационный момент (1-2 минуты)
2. Объяснение нового материала (38 минут)
3. Закрепление (4 минуты)
4. Домашнее задание (1 минута)
Вводное слово учителя:
Наука экология показывает нам,
Что в мире всё завязано по четырём углам.
Растения, животные, трава и человек
Не могут друг без друга существовать вовек
Изучая, биотические факторы среды мы с вами выяснили, что все организмы теснейшим образом связаны друг с другом, вступая в различные взаимовыгодные, нейтральные и паразитические отношения. Животные, растения, микроорганизмы связаны не только между собой, но и со своей средой обитания и факторами неживой среды или абиотическими факторами. Об этом мы говорили на прошлом уроке.
Сегодня на уроке нам предстоит выяснить, что связывает и объёдиняет все живые организмы в экосистемах, сообществах, биогеоценозах и почему этот фактор, что их объединяет и является одним из важнейших факторов естественного отбора!
Сегодня, ребята, я предполагаю совместную работу с вами. Я буду задавать вопросы, объясняя тему урока, ответы на которые вы должны найти в параграфе 42 и на слайдах, которые будут демонстрироваться в течение всего урока. Прошу вас быть внимательными, потому что в конце урока мы должны подвести итог и ответить на вопрос, поставленный в начале урока и подвести итог.
Итак, начнем.
Все живые организмы в экосистемах и биоценозах объединяют в первую очередь пищевые отношения. А что такое пищевые отношения нам и поможет разобраться тема урока:
Цепи питания, обмен веществ и энергии организмов
(записать в тетрадь) – на слайде появляется изображение.
По способу питания все живые организмы делятся на две группы. Какие?
Ответ: автотрофы и гетеротрофы.
- Какие живые организмы относятся к автотрофам? Дайте определение и приведите примеры.
- Какие живые организмы относятся к гетеротрофам? Дайте определение и приведите примеры.
(на слайде появляется изображение)
- А какая связь между автотрофами и гетеротрофами?
(просмотр сюжета из электронного учебника о связи автотрофов и гетеротрофов)
Выводы:
• Связь между автотрофами, гетеротрофами и неживой природой выражается через потоки вещества и энергии от одного организма другому через пищевые цепи или цепи питания.
• Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название «цепи питания»
Цепи питания – это трофические связи между видами в природе (от греч. трофе - питание).
Трофический уровень – это отдельное звено в цепи питания. (просмотр сюжета из электронного учебника о трофических уровнях)
Цепи могут перекрещиваться между собой, образуя сети питания.
Сети питания – это перекрещивающиеся цепи питания, в которых растения могут быть использованы не одним, а несколькими животными, которые могут быть съедены различными хищниками. При исчезновении одного звена в сети питания не происходит нарушения всей системы биоценоза, так как используются другие альтернативные источники питания.

Цепи питания всегда начинаются с живых или мёртвых растений и их остатков, прошедших через кишечник травоядного животного. Цепи могут состоять из нескольких трофических уровней.
Ι трофический уровень – растения (производители органического вещества)
ΙΙ трофический уровень – растительноядные животные
ΙΙΙ трофический уровень – плотоядные животные
ΙV трофический уровень – хищники
Цепи питания могут быть короткие и длинные.
• Короткая цепь питания:
Трава – кролик – лиса
(3 трофических уровня)
• Длинная цепь питания:
Сосна – тля – божья коровка – паук – птица (насекомоядная) – хищная птица
(6 трофических уровней)
- У вас на партах лежат магнитные картинки с изображением живых организмов, составьте из них какие - нибудь цепи питания и прикрепите на доске. (2-3 минуты на подготовку)
Любая экологическая система может обеспечить круговорот вещества и энергии только в том случае, если включает необходимые 4 составные части: биогенные вещества (все необходимые для жизни молекулы простых и сложных веществ), продуценты, консументы, редуценты. (демонстрация слайда)
На данном примере биоценоза дубравы и водоёма или в построенных на доске цепях назовите продуценты, консументы, редуценты?
Жизнь на земле продолжается уже около четырёх миллиардов лет, не прерываясь именно потому, что происходит биологический круговорот веществ. Основу этого круговорота составляет фотосинтез растений и пищевые цепи между растениями и животными. Однако биологический круговорот вещества осуществляется не только за счёт неорганических и органических соединений, поступающих по цепочке от одного организма к другому, но требует постоянных затрат энергии. В отличии от химических элементов, которые могут многократно вовлекаться в живые тела, энергия солнечных лучей не может использоваться бесконечно.
По второму закону термодинамики, энергия при превращениях из одного состояния в другое, то есть при совершении работы, частично переходит в тепловую и рассеивается в окружающей среде.
Постоянная сложная работа клеток тканей и органов всего организма любого живого существа требует больших затрат энергии и при этом большое количество энергии теряется и рассеивается в организме в виде тепла.
(демонстрация слайда поток энергии)
Зная взаимоотношения организмов, цепи питания и расположение каждого на разном трофическом уровне для наглядности все связи между живыми существами можно представить в виде 3-х экологических пирамид: пирамиды чисел, пирамиды биомассы и пирамиды энергии.
Пирамида чисел отражает соотношение общей численности в биоценозе организмов, образующих трофические уровни. Количество организмов на каждом трофическом уровне обозначают прямоугольником, длина которого пропорциональна их численности.
Пирамида биомассы отражает количество органического вещества синтезируемого на каждом уровне. В случае цепи питания хищников имеет форму треугольника с вершиной, обращенной вверх.
В отличие от наземных экосистем пирамиды в океане имеют перевёрнутый вид, так как на высших уровнях происходит накопление биомассы. Это объясняется тем, что организмы долго живут и для них характерна низкая скорость размножения. В водных экосистемах биомасса фитопланктона меньше, чем биомасса зоопланктона, хотя первая быстрее обновляется.
Одним из особых свойств биомассы является её продуктивность, вычислить которую можно по формуле Р= (В2 - В1 ) + Е, на стр. 156. этот показатель называется чистой продукцией.
Пирамида энергии (или биопродукции)
Отражает законы передачи энергии в цепях питания (по ΙΙ закону термодинамики) и всегда имеет вид треугольника с вершиной, обращенной вверх.
Растения (в основании пирамиды) связывают в ходе фотосинтеза в среднем лишь 1% энергии света (солнца)
Животное, съевшее растение, получает запасённую растением энергию не полностью. Почему?
Животное – любое плотоядное или хищник получает ещё меньше энергии от растительноядного животного.
При этом у любого организма часть пищи не переваривается вообще, часть её переваривается с выделением энергии, которая рассеивается в виде тепла, так как работа клеток предполагает затрат энергии. И только небольшая часть усвоенной энергии тратится на рост клеток, и работу организма.
Таким образом, уже на первом этапе цепи питания или трофическом уровне происходит значительная потеря энергии из пищевой цепи.

Подсчитали, что на каждом этапе передачи вещества по пищевой цепи теряется около 90% энергии, и только 10% её переходит к потребителю – это правило передачи энергии в пищевых связях организмов называют «Правило десяти процентов».
Таким образом, хищнику на 4 трофическом уровне достаётся только 0,001 (одна тысячная доля) той энергии, которая усвоена растением в процессе фотосинтеза.
- поэтому, могут ли цепи питания иметь включать звеньев? Нет, так как энергия в них быстро иссякает.

В конкретных цепях питания можно проследить и рассчитать передачу той энергии и вещества, которая заключается в растительной пище, к организму высшего звена или трофического уровня.
• Зная правило 10% можно рассчитать, сколько нужно травы, для того чтобы выросло животное определённого веса и размера:
Например: рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орёл весом 5кг. (пищевая цепь: трава – заяц - орёл), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:
? ? 5кг.
Трава заяц орёл
• Зная правило 10% рассчитайте, сколько нужно фитопланктона, чтобы вырос синий кит весом 150000 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – синий кит), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:
? ? 150 000 кг.
фитопланктон – зоопланктон – синий кит
15 000 000кг.= 15 000т.
• Зная правило 10% рассчитайте, сколько нужно фитопланктона, чтобы вырос один медведь весом 300 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – лосось - медведь), условно принимаем, что на каждом трофическом уровне поедаются только представители предыдущего уровня:
? 300кг.
фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – лосось - медведь
3 000 000кг = 3 000т
А теперь подведём итог урока (в прозрачном журнале, на доске, подсчитывается количество палочек за правильные ответы и ставится оценка за работу на уроке), учащиеся выполняют задание на листочках как закрепление нового материала:
Закрепление
соотнесите понятия и краткие к ним определения, соедините соответствующие стрелками между собой:
Понятия
1. Автотрофы
2. Гетеротрофы
3. Продуценты
4. Консументы Ι порядка
5. Консументы ΙΙ порядка
6. Редуценты
7. Цепи питания
8. Тофический уровень
9. Правило 10%
10. Пирамида биопродукции отражает …
Определения
1. Законы передачи энергии
2. Все животные
3. Растительноядные
4. Грибы, почвенные бактерии
5. Звено пищевой цепи
6. Правило передачи энергии
7. Трава, деревья, кустарники
8. Хищники
9. Трофические связи между видами

Домашнее задание

§ 42, задание под восклицательным знаком письменно

Задача:
• Зная правило 10% можно рассчитайте, какое количество фитопланктона понадобиться для того, чтобы выросла щука весом в 10 кг. (пищевая цепь: фитопланктон – зоопланктон – мелкие рыбы – окунь - щука) .