Урок экологии «Водная среда»
Методическое пособие уроков с видеоматериалами
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный.
Цель:
- осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Задачи:
Образовательные: показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.
УУД
Личностные: познавательный интерес к экологии.. Понимание необходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных сообществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников
Познавательные: умение работать с различными источниками информации, преобразовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товарищей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации
Планируемые результаты
Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.
Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Изучение нового материала
Гидросфера занимает до 71% площади земного шара. Организмы, обитающие в водной среде, называются гидробионтами. В водной среде обитает около 150 ООО видов животных (примерно 7% от общего количества их на земном шаре) и 10 ООО видов растений (8%). Подсчитано, что биологический круговорот воды морей и океанов, рек и озер происходит за 2 млн. лет, т. е. именно столько времени требуется, чтобы вся она прошла через живое вещество (совокупность всех живых организмов) планеты. Таким образом, современная гидросфера представляет собой продукт жизнедеятельности живого вещества не только современной, но и прошлых геологических эпох. Вода на Земле находится в постоянном движении. Смена воды в реках происходит в среднем 30 раз в год, т. е. каждые 12 дней. Воды проточных озер обмениваются за десятки лет, а непроточных за 200-300 лет. Воды Мирового океана обновляются в среднем за 3000 .лет.
Характерной чертой водной среды является ее подвижность. Обитатели водоемов в процессе эволюции сумели приспособиться к подвижности среды. Например, в проточных водоемах встречаются прикрепленные к находящимся под водой камням и разным другим предметам растения - зеленые и диатомовые водоросли, водяные мхи и др. Животные также адаптировались к подвижности водной среды. У рыб, обитающих в быстро текущих реках (форель, гольян), тело в поперечном разрезе почти округлое, и с точки зрения гидродинамики это наиболее выгодная форма. Беспозвоночные проточных водоемов обычно держатся на дне, тело их сплющено, многие имеют на брюшной стороне различные органы, позволяющие им прикрепляться к подводным предметам.
В жизни водных организмов умеренных широт большую роль играет вертикальное перемещение воды в стоячих водоемах. Вода в них четко делится на 3 слоя: в верхнем слое происходят резкие сезонные колебания температуры, в среднем, так называемом слое температурного скачка (термоклин) происходит резкий перепад температур, а в нижнем, придонном слое температура в течение года изменяется незначительно.
В летнее время наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные - у дна. Зимой, с понижением температуры, наблюдается обратная картина, при которой поверхностные воды, температура которых ниже +4°С, располагаются над сравнительно теплыми. В результате нарушается вертикальная циркуляция воды, и наступает период временного застоя - стагнация (от лат. хш§по - делаю неподвижным). Стагнация, как правило, возникает 2 раза в год - зимой и летом, когда вся водяная толща разделена термоклином на два слоя: верхний, с удовлетворительным газовым режимом, и придонный, с дефицитом кислорода и присутствием сероводорода, метана, углекислого газа, аммиака.
Весной поверхностная вода вследствие нагревания до +4°С становится более плотной и погружается вглубь, а на ее место с глубины поднимается более теплая вода. В результате такой вертикальной циркуляции в водоеме наступает состояние, при котором на какое-то время температура всей водной массы выравнивается.
Рассмотрим основные абиотические факторы водной среды.
Колебания воды в Мировом океане сравнительно невелики: от -2°С до +36°С. В пресных внутренних водоемах умеренных широт температура поверхностных слоев воды колеблется от -0,9°С до +25°С. Исключением являются термальные источники, теплые, горячие и кипящие, температура воды в которых может достигать +100°С.
Благоприятный температурный режим исключает как слишком высокие температуры, которые вызывают свертывание белков, так и слишком низкие, когда прекращается работа ферментов. «Чемпионами» по выживанию в отношении температуры являются прокариоты - организмы, клетки которых не имеют ограниченных мембраной ядер (бактерии, сине-зеленые водоросли).
Плотность воды превышает плотность воздуха в 800 раз, поэтому у водных растений очень слабо или вообще не развита механическая ткань, обеспечивающая растению прочность, вследствие чего их стебли эластичны и легко изгибаются. Большинству водных растений присуща плавучесть и способность находиться в толще воды во взвешенном состоянии. Они то поднимаются к поверхности, то вновь опускаются. У многих водных животных покровы обильно смазываются слизью, уменьшающей трение при передвижении, а тело имеет обтекаемую форму.
На разных глубинах животные испытывают различное давление. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм. Глубоководные приспособились к высокому давлению (до 1000 атм), обитатели же поверхностных слоев ему не подвержены.
Прозрачность и световой режим.
К данным факторам наиболее чувствительны фотосинтезирующие растения. В мутных водоемах они обитают только в поверхностном слое, а там, где прозрачность воды более высока, они проникают на значительные глубины. Мутность воды создается огромным количеством взвешенных в ней частиц минеральных веществ (глина, ил) и мелких организмов, что ограничивает проникновение солнечных лучей. Световой режим обусловлен также закономерным убыванием света с глубиной. При этом лучи солнечного света'с разной длиной волны поглощаются неодинаково: быстрее всего поглощаются красные, тогда как сине-зеленые проникают на значительные глубины. Цвет среды с глубиной меняется, постепенно переходя от зеленоватого к зеленому, затем к голубому, синему, сине-фиолетовому, сменяемому постоянным мраком. Соответственно этому с глубиной зеленые водоросли уступают место бурым и красным, пигменты которых приспособлены к улавливанию солнечных лучей с более короткими длинами волн.
В водах Мирового океана содержатся почти все встречающиеся на Земле элементы. Масса минеральных веществ (в граммах), растворенных в 1 л воды, называется соленостью. Единицей солености является промилле (%о) (от лат рготШе - за тысячу), что соответствует содержанию 1 г минеральных веществ в 1 л воды.
В морях, где испарение превышает осадки и сток пресных вод с материков, соленость повышена (до 40-45 %о), а там, где осадки и сток больше испарений, соленость понижена (3-5 %о), и вода становится пресной. В подземных водах с концентрацией солей свыше 270 %о жизнь отсутствует. Средняя соленость воды близка к 35 %о, т. е. в 1 л воды содержится около 35 г растворенных солей, главным образом, хлоридов, сульфатов и карбонатов.
С соленостью растворов связано явление осмоса. Осмос (от греч. озтох - давление) - односторонняя диффузия растворенных в воде веществ через клеточную полупроницаемую мембрану. Мембраны клеток легко проницаемы для воды и почти не проницаемы для веществ, растворенных в клеточном соке. Интересен механизм осморегуляции у пресноводных и морских рыб.
Из-за разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно проникает вода, и гидробионты пресных вод вынуждены ее интенсивно удалять. В связи с этим у них хорошо выражены процессы осморегуляции.
Концентрация солей в тканях морских организмов равна концентрации растворов солей в окружающей среде. Поэтому осморегуляторные функции у них не развиты в такой степени, как у пресноводных, и они не сумели заселить пресные водоемы
Кислород попадает в водную среду двумя путями: во-первых, поступает из атмосферы, во-вторых, образуется в результате фотосинтеза зеленых растений Разные животные проявляют неодинаковую потребность в кислороде. Например, форель и гольян очень чувствительны к его дефициту, поэтому обитают лишь в быстро текущих, холодных и хорошо перемешиваемых водах. Плотва, ерш, карась неприхотливы в этом отношении, а личинки комаров хирономид и малощетинковые черви трубочники обитают на больших глубинах, где кислород практически отсутствует.
С понижением температуры растворимость кислорода, как и других газов, увеличивается.
Углекислый газ растворяется в воде примерно в 35 раз лучше кислорода (при 0°С). В воде его почти в 700 раз больше, чем в атмосфере, откуда он поступает. Большая часть углекислоты присутствует в водной среде в виде карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез водных растений и принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных. При рН = 8 в богатых кальцием поверхностных водах существенную роль играют следующие равновесные обменные процессы:
Кислотность
Водородный показатель рН - это величина, характеризующая кислотность воды. Он определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода Сн+ в воде при 22°С, выраженный в молях на литр:
Например, при концентрации ионов водорода в воде, равной 10-5 моль/л, значение рН = - 1§ 10-5 = - (-5) = 5. Значение рН воды легко определяется с помощью универсальной индикаторной бумаги.
Вода бывает кислая (рН<7), нейтральная (рН=7) и щелочная (рН>7). С глубиной кислотность воды увеличивается (рН уменьшается). Большинство пресноводных рыб выдерживает кислотность со значением водородного показателя от 5 до 9. При рН<5 наблюдается массовая гибель рыб, а если рН выше 10, погибают все рыбы и многие животные.
Презентация водная среда
Соленая и пресная вода НЕ СМЕШИВАЮТСЯ!!!
С. В. Алексеев. Экология: Учебное пособие для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений разных видов. СМИО Пресс, 1997. - 320 с
Сайт YouTube: https://www.youtube.com /
Хостинг презентаций
