Презентация круговорот веществ и поток энергии в экосистеме (9 класс)

Тема: круговорот веществ и поток энергии в экосистеме Цель: Познакомить учащихся с ведущими экологическими закономерностями, и конкретизировать эти закономерности. Задачи: Образовательные – дать представление о круговороте веществ , расширить объем представлений об экосистеме, цепях и сетях питания.Воспитательные – формировать научное мировоззрение учащихся, развить умения работать в группе, формировать культуру труда, экологические и природоохранное воспитание учащихся.Развивающие - побуждать учащихся к установлению логических связей, воображение учащихся. Передача энергии через пищевые связи Вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений. Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т. е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах – это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. Цепи питания (трофические цепи) Путь каждой конкретной порции энергии, накопленной зелеными растениями, короток. Она может передаваться не более чем через 4–6 звеньев ряда, состоящего из последовательно питающихся друг другом организмов. Такие ряды последовательно питающихся друг другом организмов , в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии, называют цепями питания. растение → заяц → волк; растение → полевка → лисица → орел; растение → гусеница → синица → ястреб; растение → суслик → гадюка → орел. Пример цепей питания Детритная трофическая цепь Цепи, которые начинаются с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных, – детритными цепями разложения. Детритные цепи наиболее распространены в лесах, где большая часть ежегодного прироста биомассы растений не потребляется непосредственно травоядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению и минерализации. Типичный пример детритной пищевой цепи наших лесов: листовая подстилка – дождевой червь – черный дрозд – ястреб-перепелятник. Цепи питания (трофические цепи) Трофические цепи, которые начинаются с фотосинтезирующих организмов, называют цепями выедания (или пастбищными, или цепями потребления ) напримерПастбищные цепи начинаются с продуцентов: клевер – кролик – волк. Другой пример пастбищной цепи пресноводного водоема: фитопланктон (автотрофные протисты) – зоопланктон (мелкие беспозвоночные) – плотва – щука – скопа. Трофические уровни Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Первый трофический уровень – это всегда продуценты, создатели органической массы; растительноядные консументы относятся ко второму трофическому уровню; плотоядные, живущие за счет растительноядных форм, – к третьему; потребляющие других плотоядных – соответственно к четвертому и т. д. Таким образом, различают консументов первого, второго и третьего порядков, занимающих разные уровни в цепях питания. Трофические уровни 1 трофический уровень 2 трофический уровень 3 трофический уровень 4 трофический уровень Однако в реальных условиях в экосистемах различные цепи питания перекрещиваются между собой, образуя разветвленные сети. При выпадении одного звена в цепи не происходит нарушения в системе. Чем больше видовое разнообразие и богаче пищевые сети, тем устойчивее биоценоз. Пищевые сети Экологические пирамиды Пирамиды биомассы В большинстве наземных экосистем действует правило пирамиды биомасс, т. е. суммарная масса продуцентов больше , чем консументов. В свою очередь, общий вес консументов первого порядка больше, нежели консументов второго порядка. Таким образом, пирамида будет выглядеть ступенчато. Пирамида биомасс – соотношение между продуцентами и консументами, выраженное в их массе. Пирамида биомасс океана. Для океана правило пирамиды биомасс недействительно (пирамида имеет перевернутый вид). Когда биомасса продуцентов оказывается меньше, чем консументов, и На высших трофических уровнях преобладает не растения, а животные. Например, в океане общая масса фитопланктона может быть меньше, чем у зоопланктона и конечно потребителя-консумента (киты, крупные рыбы, моллюски) Пирамида чисел Пирамида чисел В тех трофических цепях, где передача энергии происходит в основном через связи хищник – жертва, часто выдерживается правило пирамиды чисел: общее число особей, участвующих в цепях питания, с каждым звеном уменьшается. Это связано с тем, что хищники, как правило, крупнее объектов своего питания и для поддержания биомассы одного хищника нужно несколько или много жертв. Пирамида чисел Из этого правила могут быть и исключения – это можно наблюдать в лесу, где на одном дереве живут насекомые, которыми питаются насекомоядные птицы. Таким образом, численность продуцентов меньше, нежели консументов. Пирамида энергии или Правило 10 % основная часть потребляемой с пищей энергии идет у животных на поддержание их жизнедеятельности и лишь сравнительно небольшая – на построение тела, рост и размножение. Иными словами, большая часть энергии при переходе из одного звена пищевой цепи в другое теряется, так как к следующему потребителю может поступить лишь та энергия, которая заключается в массе поедаемого организма. По грубым подсчетам, эти потери составляют около 90 % при каждом акте передачи энергии через трофическую цепь. Например, для получения 1 кг окуней должно быть израсходовано приблизительно 10 кг рыбьей молоди, 100 кг зоопланктона и 1000 кг фитопланктона Закрепление материала Экологическая задача 3 Если предположить, что волчонок с месячного возраста, имея массу 1 кг, питался исключительно зайцами (средняя масса 2 кг), то подсчитайте, какое количество зайцев съел волк для достижения им массы в 40 кг и какое количество растений (в кг) съели эти зайцы. Решение: I. Запись схемы трофической цепи: Продуцент (…………….)  Консумент-1 (…………..)  Консумент-2 (………….) волк растения заяц II. Вычисление массы, набранной волком: Масса, набранная волком = 40 кг – 1 кг = 39 кг II. Подпись вычисленных и известных по условию задачи данных в схему: 39 кг 39 кг х 10 (39 кг х 10) х 10 III. Подсчёт: Масса зайцев = 39 кг х 10 = 390 кг; масса растений = (39 кг х 10) х 10 = 3900 кг кол-во зайцев = 390 кг : 2 кг = 195 шт; Ответ: волк съел 195 зайцев, которые съели 3900 кг растений.  Какое количество фитопланктона (в кг) необходимо, чтобы в водоёме выросла щука массой 8 кг? Экологическая задача 1 Решение: I. Запись схемы трофической цепи: Продуцент (…………….)  Консумент-1 (…………..)  Консумент-2 (………….) щука планктон плотва 8 кг Укажите, какие цепи относятся к пастбищным, а какие к детритным. Обоснуйте свой ответ.Сосна → тля → божья коровка → паук-крестовик → кукушка → ястребЛистовая подстилка → Дождевой червь → Черный дрозд → Ястреб-перепелятникФитопланктон → зоопланктон → планктоядные рыбы → хищные рыбы → морские птицы, ластоногие, китообразныеГумус и детрит → Личинки ручейников → Хищные водные жуки → Рыбы Одноклеточные водоросли → Ресничные инфузории → Коловратки → Хищные водные жуки → Рыбы.Почему растения (продуценты) считаются начальным звеном круговорота веществ и превращения энергии в экосистеме? Составьте 2 цепи питания. Что в экологической пирамиде обозначено цифрами? Назовите, кто в этой пирамиде является консументом 1 порядка, а кто - второго? Задача 1.В лесном сообществе обитают: гусеницы, синицы, сосны, коршуны. Составьте пищевую цепь и назовите консумента второго порядка. Задача 2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин. 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка -> хорек -> филин. 2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел. 3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> насекомоядные птицы-> орел. 4. Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев. Задание №1. Составление цепей питания с указанием компонентов экосистемы, трофических уровней1). Составьте пищевую цепь из предложенных организмов и укажите консумент второго порядка: гусеницы, синицы, сосны, коршуны 2). Составьте схему цепи питания, характерной для болот, зная, что ее компонентами могут являться какие-либо их предложенных организмов: ястреб, бабочка, лягушка, стрекоза, уж, растение, муха. Укажите, какой компонент данной цепи может наиболее часто включаться в другие цепи питания.3). Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев. 4). Составьте цепь питания в водоеме (на примере озера, пруда, моря).5). Приведите пример пищевой цепи детритного типа (не менее 3-х звеньев)6) К каким трофическим уровням относятся следующие организмы: заяц-беляк, лисица обыкновенная, лось, лесные травы? Тема «Пищевые цепи»При составлении пищевой цепи необходимо правильно расположить все звенья и показать стрелками, с какого уровня была получена энергия.Например: В лесном сообществе обитают: гусеницы, синицы, сосны, коршуны. Составьте пищевую цепь и назовите консумента второго порядка. Ответ: сосна -> гусеница -> синица -> коршун. Консумент второго порядка синицаЖивые организмы, поедая представителей предыдущего уровня, получают запасенную в его клетках и тканях энергию. Значительную часть этой энергии (до 90 % ) он расходует на движение, дыхание, нагревание тела и т.д. и только 10 % накапливает в своем теле виде белков (мышцы), жиров (жировая ткань). Таким образом, на следующий уровень передается только 10% энергии, накопленной предыдущим уровнем. Именно поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными.Пример: На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.Экологические пирамиды, это один из способов изображения пищевых цепей. Так как продуцентов всегда больше, следовательно, первый уровень представляет более широкое основание, на последующих уровнях будет находиться все меньше и меньше организмов и поэтому изображение приобретает вид пирамиды. Зная это, можно легко решить задачу. Решение: Дельфин, питаясь хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что он весит 300 кг, составим пропорцию. 300кг – 10%,Х – 100%.Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова составим пропорцию3000кг– 10%Х – 100%Х=30 000 кг(масса нехищных рыб)Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы иметь такой вес? Составим пропорцию30 000кг.- 10%Х =100%Х = 300 000кгОтвет: Для того что бы вырос дельфин массой 300 кг. необходимо 300 000кг планктонаЕсть одна маленькая хитрость, которая может помочь упростить весь процесс, особенно тем кто не очень дружен с математикой. Если внимательно присмотреться к решению, то можно заметить, что в числе, обозначающем каждый новый результат, добавляется один нуль. То есть оно умножается на 10. Если вам будет необходимо выполнить обратное действие (высчитать какую массу будет иметь дельфин, если в море обитает 300 000кг планктона), то необходимо каждый раз при переходе на следующий уровень убирать нуль.Задача 1. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5 кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь полевка -> хорек -> филин.Задача 2.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи-> орел.Задача 3.На основании правила экологической пирамиды определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений, если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> насекомоядные птицы-> орел.Задача 4. Какие из перечисленных организмов экосистемы тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам: бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь питания из 4 или 5 звеньев.