Урок биологии в старшей школе — Лабораторная работа «Механизм защиты листвы березы от повреждения»
Полная версия 46 (час) лабораторных работ с видеоматериалами
Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся
Метод обучения - основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.
организации деятельности учащихся|
Форма организации работы |
Особенности, признаки |
В каком случае выбираем ту или иную форму на теоретическом обучении |
В каком случае выбираем ту или иную форму на практическому обучении |
|
Парная |
Когда преподаватель организует выполнение работы парами: сильный учащийся – слабый учащийся. Или два равных по успеваемости. |
1.В ходе актуализации опорных знаний, когда предстоящая работа требует серьезного предварительного осмысления. Пары учащихся обсуждают предстоящее задание. 2.В ходе лабораторно-практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи. Во время проведения итогов возможна организация взаимной оценки работ. |
1.В ходе вводного инструктажа, когда предстоящая практическая работа требует серьезного осмысления, пары учащихся обсуждают предстоящее задание. 2.В ходе практической работы возможна организация взаимоконтроля и взаимопомощи. 3.В ходе заключительного инструктажа возможна организация оценки работы |
ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ В БИОЦЕНОЗАХ
Основу возникновения и существования любого биоценоза составляют отношения организмов, их связи, в которые они вступают друг с другом, населяя один и тот же биотоп.
Можно выделить следующие взаимоотношения
Конкуренция — взаимоотношения между организмами одного и того же вида (внутривидовая конкуренция) или разных видов (межвидовая конкуренция), соревнующимися за одни и те же ресурсы внешней среды, при недостатке последних.
Хищничество — способ добывания пищи и питания животных (редко растений), при котором они ловят, умертвляют и поедают других животных.
Паразитизм — форма взаимоотношений двух различных организмов, принадлежащих к разным видам, носящая антагонистический характер, когда один организм использует другой в качестве среды обитания или источника пищи.
Комменсализм — форма взаимосуществования, при которой один из партнеров системы питается остатками или продуктами выделения другого (хозяина), не причиняя последнему вреда.
Синойкия — форма симбиоза, разновидность комменсализма; совместное проживание двух организмов разных видов, полезное для одного и безразличное для другого
Мутуализм — форма симбиоза, взаимовыгодное сожительство разных видов.
Зоохория— форма межвидовых взаимоотношений, при которых животные содействуют растениям в распространении семян и плодов.
В.Н. Беклемишев классифицирует все межвидовые отношения живых организмов на следующие типы:
1.Трофические связи, которые возникают при питании одного вида другим (либо живыми организмами, либо мертвыми остатками).
2.Топические связи. Тип связи, при котором вид изменяет условия жизни другого.
3.Форические связи. Это участие одного вида в распространении другого. Перенос семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией.
4.Фабрические связи. Это тип взаимоотношений, при котором вид использует для постройки своих сооружений другой вид, продукты его жизнедеятельности или мертвые остатки.
Растения используют различные стратегии для химической защиты листьев от фитофагов. Первая из них состоит в синтезе малых количеств токсичных соединений, таких, как алкалоиды и сердечные глюкозиды. Это довольно дешевый способ отпугнуть большинство видов животных. Его недостаток состоит в том, что тот или иной вид может приобрести способность к дезоксидации этих соединений, а это лишит растение какой-либо защиты. Другая стратегия состоит в синтезе в больших количествах соединений, таких, как танины или фенолы, затрудняющих переваривание и усвоение листьев. Такая стратегия защиты эффективна против всех растительноядных, однако она более дорогостояща. В связи с этим можно ожидать, что растения способны реагировать на локальные повреждения, повышая уровень определенных соединений, служащих в качестве защиты.
Относительное содержание ряда соединений в листьях березы (Бе1и1а зрр.) изменяется при их повреждении, например, гусеницами. Такие изменения отсутствуют в неповрежденных листьях, срезанных вместе с черешком. Была проведена серия исследований с целью проверки предположения о том, что указанные изменения в химическом составе листьев березы представляют собой одну из форм защиты растения при поражении гусеницами (гипотеза защиты).
Повреждения, вызываемые гусеницами, можно имитировать, прокалывая листья с помощью дырокола. В таблице приведены данные, характеризующие изменения химического состава листьев березы, вызванные нанесением искусственных повреждений. Прокалывали половину исследуемых листьев, отобранных случайным образом с деревьев, у которых не было других повреждений.
В таблице приведены данные, характеризующие размеры куколок, обитающих на листьях березы. Гусениц содержали в лаборатории, скармливая им листья, сорванные в тот же день с деревьев, листья которых не были повреждены (контроль), и с деревьев, часть листьев которых за 4—7 дней до этого были повреждены дыроколом.
Размножение происходит один раз в год в строго заданном ритме. Весной гусеницы выходят из яиц, отложенных на веточках березы предыдущей осенью. После вылета из куколок зрелые особи распространяются по обширной территории. Как видно из данных таблицы 30, плодовитость самок существенно зависит от их массы.
Общее содержание фенолов в листьях пяти берез до и после повреждения (произведенного 1 июня), имитирующего поражение листьев насекомыми
Таблица28
|
Номер дерева |
Содержание фенолов, % сухой массы |
|||
|
31 мая | 2 июня | 4 июня |
||||
|
Экспериментальные деревья |
||||
|
Поврежденные листья |
1 |
5,5 |
6,2 |
6,4 |
|
Интактные листья |
1 |
5,6 |
5,5 |
5,7 |
|
Поврежденные листья |
2 |
6,1 |
6,4 |
6,6 |
|
Интактные листья |
2 |
6,0 |
6,1 |
6,6 |
|
Поврежденные листья |
3 |
6,8 |
7,2 |
7,5 |
|
Интактные листья |
3 |
7,0 |
7,3 |
7,3 |
|
Поврежденные листья |
4 |
7,1 |
7,5 |
7,6 |
|
Интактные листья |
4 |
7,1 |
7,1 |
7,5 |
|
Поврежденные листья |
5 |
7,4 |
7,9 |
8,0 |
|
Интактные листья |
5 |
7,2 |
7,5 |
7,7 |
|
Контрольные деревья |
||||
|
6 |
6,8 |
6,8 |
6,8 |
|
|
7 |
5,4 |
5,3 |
5,4 |
|
|
8 |
7,3 |
7,2 |
7,1 |
|
|
В качестве контроля служили три дерева, листва которых не подвергалась повреждению. Каждая из представленных в таблице величин — средняя, полученная при измерении содержания фенолов в десяти листьях каждого дерева |
||||
Процесс окукливания гусениц при их содержании в лабораторных условиях и питании неповрежденными и поврежденными листьями березы
Таблица29
|
Воздействие |
Продолжительность развития (от яйца до куколки), дни |
Сырая масса куколки, мг |
|
|
Самцы |
Самки |
||
|
Питание поврежденными листьями |
35 ± 1,5 |
61±2,5 |
68±0,7 |
|
Питание интактными листьями |
30±0,99 |
65±1,4 |
84±1,1 |
|
Каждая из представленных в таблице величин получена при наблюдении за 30 гусеницами и соответствует средней ± 95%-ный доверительный интервал |
|||
Число яиц, отложенных самкой, в зависимости от массы куколки, из которой она появилась
Таблица30
|
Масса куколки-самки, мг |
Число яиц, отложенных одной самкой |
|
70 |
3 |
|
72 |
5 |
|
74 |
9 |
|
78 |
24 |
|
80 |
39 |
|
82 |
64 |
Таблица31
Общее число гусениц на березах, растущих в поле
|
Дерево |
Высота, м |
Содержание фенолов, % сухой массы |
Число гусениц |
|
А |
0,80 |
5,1 |
15 |
|
Б |
1,10 |
6,1 |
51 |
|
В |
0,50 |
5,8 |
6 |
|
Г |
0,90 |
7,4 |
39 |
|
Д |
0,95 |
6,0 |
26 |
|
Е |
1,20 |
7,1 |
31 |
|
Ж |
1,03 |
5,6 |
30 |
|
З |
0,60 |
6,4 |
19 |
|
И |
1,24 |
5,3 |
62 |
|
К |
0,72 |
6,7 |
22 |
|
Подсчет гусениц производили, используя соответствующие методики, в тот момент времени, когда % из них завершали свое развитие. Среднее содержание фенолов определяли на основании анализа десяти листьев, взятых с каждого дерева |
|||
В таблицах представлены результаты подсчета числа гусениц в полевых условиях на нескольких березах, а также сведения о высоте деревьев и химическом составе их листьев.
1.Используя данные, приведенные в таблице 28, определите, влияет ли повреждение листьев на содержание в них фенольных соединений. Постройте соответствующий график и прокомментируйте полученные результаты.
2.Определите (путем проведения соответствующих расчетов), как сказывается питание гусениц поврежденными листьями на плодовитости зрелых бабочек-самок. Поясните, каким образом вы пришли к сделанному заключению.
3.Существует ли какая-либо взаимосвязь между численностью гусениц и содержанием фенолов в листьях березы?
4.Каков наиболее существенный фактор, определяющий численность гусениц в пересчете на одно дерево?
5.Позволяет ли проведенный вами анализ обосновать вывод о том, что фенолы служат средством защиты от гусениц в листьях березы?
6.Обсудите схему рассмотренных выше экспериментов. Особое внимание обратите при этом на наличие каких-либо методологических несоответствий. Могут ли такого рода эксперименты быть использованы для того, чтобы подтвердить или опровергнуть справедливость гипотезы защиты?
1.Какие типы взаимоотношений организмов в биоценозе вы знаете?
2.Что такое паразитизм?
3.Какие стратегии используют растения для химической защиты листьев от фитофагов?
Типы взаимоотношений организмов в биоценозе
Паразитизм
Удивительные растения-паразиты
Грибы паразиты
ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ Н.А. Иванова, Т. В. Сторчак, Э.Р. Юмагулова
(Учебно-методическое пособие)
Сайт YouTube: https://www.youtube.com/
Хостинг презентаций
-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html
