Методическая разработка теоретического занятия на тему «Среды жизни и адаптации к ним организмов»

Методическая разработка теоретического занятия

1. Организационная часть – 2 мин

Приветствие учащихся. Проверка готовности к уроку. Студенты располагаются в кабинете малыми группами.

2. Целевая установка занятия – 2 мин

Обзор темы и цели занятия: «Среды жизни и адаптации к ним организмов»

"Меняя каждый миг свой образ прихотливый,

                            Капризна, как дитя и призрачна как дым,

                            Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой,

                            Великое смешав с ничтожным и смешным"

На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания, сильно различающиеся по специфике условий. Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В последующем живые организмы овладели наземно-воздушной средой, создали и заселили почву. Четвертой специфической средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых представляет собой целый мир для населяющих его паразитов или симбионтов.

Среда, в которой существуют организмы, оказывает на организмы регулирующее действие. Природные условия в различных районах планеты могут существенно различаться. В то же время жизнь обладает удивительным свойством адаптироваться к изменениям окружающей среды. И эти адаптации даже в удаленных и не связанных друг с другом районах, но с аналогичными условиями среды оказываются удивительно похожими, в результате чего там развиваются похожие формы жизни. Тем самым планета, а также Солнце, Луна, другие планеты и вообще весь космос как бы направляют эволюционные процессы в биосфере. Сама структура планеты, ее ландшафты, ее место в солнечной системе и во Вселенной в целом в совокупности с пройденным историческим путем (памятью) несут в себе в “закодированном” виде информацию о возможных формах жизни в этих условиях. Именно этот код и пытается разгадать наука в поисках закономерностей глобального эволюционного процесса. Может быть, именно это является своего рода генетическая программой, определяющей эволюцию планеты в данный момент времени. Тем более, что в самих этих внешних для жизни факторах заложена определенная фрактальная повторяемость (как и в структуре ДНК), в основе которой лежат законы Вселенной.

 Адаптация — целенаправленная системная реакция организма, обеспечивающая возможность жизнедеятельности и всех видов социальной деятельности при воздействии факторов, интенсивность и экстенсивность которых вначале вызывает нарушения гомеостатического баланса. Без адаптации невозможно было бы поддержание нормальной жизнедеятельности и приспособление к различным факторам внешней среды. Адаптация имеет большое жизненное значение для организма, позволяя не только переносить значительные и резкие изменения в окружающей среде, но и активно перестраивать свои физиологические функции и поведение в соответствии с этими изменениями, иногда опережая их. Благодаря адаптации поддерживается постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). Адаптация и гомеостаз — это взаимно связанные и дополняющие друг друга процессы, определяющие в конечном итоге функциональное состояние организма. Помимо поддержания констант внутренней среды с помощью адаптации осуществляется перестройка различных функций организма, обеспечивающих его приспособление к физическим, эмоциональным и др. нагрузкам.

В природе каждое поколение любого вида подвергается отбору на выживаемость и воспроизводство. Особи, которые выживают и размножаются, передают свои гены следующему поколению, а гены тех, что погибли, не оставив потомства, отсеиваются из генофонда. Таким образом, генофонд каждого вида испытывает действие естественного отбора. Поэтому почти все признаки организма служат выживанию и воспроизводству.

Каковы свойства различных сред обитания, каким образом происходило их освоение, каковы специфические приспособления организмов к обитанию в них, как происходило их формирование в процессе эволюции? Ребята, сегодня мы должны найти ответы на перечисленные вопросы и установить механизмы адаптации организмов к средам обитания.

Сегодня на уроке вы будете добывать знания на основе наблюдений, анализа и обобщения результатов  исследовательской работы.

За то время, пока мы с вами изучаем экологию, мы узнали о том, что существуют различные уровни организации живого вещества, познакомились с универсальным свойством систем живой природы – эмержентностью, разнообразными видами экологических факторов, общими закономерностями действия факторов среды на организм. И прежде чем, перейти к теме нашего урока, мы повторим то, что прошли.

3. Актуализация опорных знаний, над которыми обучающиеся работали дома по темам: «Экология особи —   аутэкология», «Среда обитания и экологические факторы», «Общие закономерности действия факторов среды на организм»

- 25 мин проводится комбинированно:

·        Фронтальный опрос – 10 мин

·        Индивидуальный письменный опрос по карточкам (2 варианта)- 15 мин

При проведении фронтального опроса и разгадывании кроссворда для оценивания применяются жетоны разных цветов.

Фронтальный опрос по темам: «Экология особи —   аутэкология», «Среда обитания и экологические факторы», «Общие закономерности действия факторов среды на организм»

(оценка - жетоны)

1.     Что такое среда обитания?

2.     Что представляют собой экологические факторы?

3.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от природы?

4.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от происхождения?

5.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от периодичности?

6.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от времени образования и начала действия?

7.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от среды?

8.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от степени воздействия?

9.     Какова классификация экологических факторов в зависимости от спектра воздействия?

10. Какова классификация экологических факторов в зависимости от характера воздействия и состава?

11. Что представляет собой экологическая валентность?

12.  Что представляют собой стенобионтные и эврибионтные организмы?

13. Что представляют собой лимитирующие факторы? Каково их значение?

14.  В чем суть закона минимума Ю Либиха, закона толерантности В.Шелфорда?

15. Что такое адаптация?

16. Что такое «экологическая ниша»?

Вариант – 1

1.     Стратегической задачей экологии является...

2.     Перечислите уровни организации живых систем в экологии.

3.     Что такое эмержентность?

4.     Что такое абиотические факторы? На какие виды они классифицируются?

5.     Закон толерантности Шелфорда.

Вариант – 2

1.     Главнейшей целью современной экологии является...

2.     Перечислите методы исследований в экологии.

3.     Законы Коммонера.

4.     Что такое антропогенные факторы? На какие виды они классифицируются?

5.     Закон минимума Либиха.

4.Подведение итога опроса - 2 мин.

Оценивание работы студентов производится по количеству жетонов, полученных при работе во время фронтального опроса.  Оценивание  работы над карточками производится в соответствии с качеством и количеством правильных ответов.

5.Изучение нового материала– 40 мин.

Изучение темы мы сегодня будем осуществлять совместно, в ходе работы малыми группами, используя

-         презентации,

-         итоги  исследовательской работы ребят, проведенной  до занятия, представленные в виде презентации,

-         заранее подготовленные сообщения студентов о свойствах водной,  наземно-воздушной,  почвенной и организменной сред обитания, специфических приспособлениях организмов к обитанию в них.

Ребята, перед рассмотрением свойств различных сред обитания необходимо вспомнить,  что такое адаптации, какие пути приспособления организмов к условиям окружающей среды существуют, какова классификация приспособлений организмов.

Адаптации – различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации – одно из основных свойств живой материи, обеспечивающее возможность ее существования. Адаптации развиваются под действием трех основных факторов: наследственность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.

Существуют три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.

Избегание неблагоприятных воздействий – выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.

Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды Покой может быть разным по глубине и продолжительности, многие функции организма при этом ослабевают или не выполняются совсем, так как уровень обмена веществ падает под влиянием внешних и внутренних факторов. При глубоком подавлении обмена веществ организмы могут вообще не проявлять видимых признаков жизни. Полная временная остановка жизни получила название анабиоза. В состоянии анабиоза организмы становятся устойчивыми к разнообразным воздействиям. В сухом состоянии, когда в клетках оставалось не более 2% воды в химически связанном виде, такие организмы, как коловратки, тихоходки, мелкие нематоды, семена и споры растений, споры бактерий и грибов выдерживали пребывание в жидком кислороде (-218,4 °С), жидком водороде (-259,4 °С), жидком гелии (‑269,0°С). Всякий обмен веществ прекращен. Анабиоз достаточно редкое явление и является крайним состоянием покоя в живой природе, состояние анабиоза возможно лишь при почти полном обезвоживании организмов. Гораздо шире распространены в природе другие формы покоя, связанные с состоянием пониженной жизнедеятельности в результате частичного угнетения метаболизма. Формы покоя в состоянии пониженной жизнедеятельности делят на гипобиоз (покой вынужденный) и криптобиоз (покой физиологический). При гипобиозе торможение активности, или оцепенение, возникает под прямым давлением неблагоприятных условий (при недостатке тепла, воды, кислорода и т. п.) и прекращается почти сразу после того, как эти условия возвращаются к норме (некоторые морозостойкие виды членистоногих (коллемболы, ряд мух, жужелицы и др.) зимуют в состоянии оцепенения, быстро оттаивая и переходя к активности под лучами солнца, а затем вновь теряют подвижность при снижении температуры). Криптобиоз – принципиально другой тип покоя, он связан с комплексом физиологических перестроек, которые происходят заблаговременно, до наступления неблагоприятных сезонных изменений, и организмы оказываются к ним готовы. Криптобиоз широко распространен в живой природе (характерно, например, для семян растений, цист и спор различных микроорганизмов, грибов, водорослей, спячка млекопитающих, глубокий покой растений). Состояния гипобиоза, криптобиоза и анабиоза обеспечивают выживание видов в природных условиях разных широт, часто экстремальных, позволяют сохранять организмы в течение длительных неблагоприятных периодов, расселяться в пространстве и во многом раздвигают границы возможности и распространения жизни в целом.

Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.

1.Общая приспособленность организмов к условиям среды складывается из множества отдельных адаптаций самого разного масштаба.

2.Все приспособления возникают в ходе эволюции в результате естественного отбора.

3.Любое приспособление относительно.

Таким образом, приспособленность – это относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора.

Приспособления - это адаптации

1)Морфологические адаптации - окраска и форма тела

   а)Покровительственная - у организмов, которые живут на открытой местности (заяц беляк, норки, куницы).

   б)Предостерегающая - имеется у организмов с ядовитыми железами (божья коровка, лягушка древолаз)

   в)Маскировка - организмы подражают неживым объектам (богомолы, палочники)

   г)Мимикрия - подражание незащищенных организмов защищенным (бабочка стеклянница)

2)Пассивная защита - панцири, иглы и т.д.

3)Биохимические - форма и структура гемоглобина у человека построена так, что она способна захватывать кислород и при этом не окисляется сама и не вызывает окисление других структур организма.

4)Физиологические - например при понижении температуры у многих холоднокровных понижается обмен веществ и работа ферментов, а теплокровные, например, медведь впадают в спячку, у летучих мышей также замедляются обменные процессы.

5)Этологические - они есть только у высокоорганизованных организмов, например японские обезьяны при наступлении зимы, начинают спускаться с гор и по долгу греются в термальных источниках.

При изучении темы  вы должны ответить на предложенные вам вопросы. Каждой группе предложены различные вопросы, ответы на которые вы дадите после изучения темы.

1.     Разберите предложенные вопросы, проведите их анализ.

2.     Пригодятся ли знания, полученные из данного кейса, в вашей будущей профессиональной деятельности?

Кейс 1

1.     Охарактеризуйте водную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в водной среде (гидробионты)?

Кейс 2

1.     Охарактеризуйте наземно-воздушную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в наземно-воздушной среде (аэробионты)?

Кейс 3

1.     Охарактеризуйте почвенную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в почвенной среде?

Кейс 4

1.     Охарактеризуйте организменную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в организменной среде?

При изучении темы мы будем работать в соответствии с планом:

1.     Водная среда жизни и адаптация  организмов к ней.

2.     Наземно-воздушная среда жизни и адаптация  организмов к ней.

3.     Почвенная среда жизни и адаптация  организмов к ней.

4.     Организменная среда жизни и адаптация  организмов к ней.

Перед занятием ребята получили задания охарактеризовать различные среды обитания, рассмотреть свойства водной,  наземно-воздушной,  почвенной и организменной сред обитания, проанализировать специфические приспособления организмов.

В процессе урока студенты осуществляют записи в тетрадях в виде таблицы:

Среда	Характеристика	Адаптации организма к среде
Водная
Почвенная
Наземно-воздушная
Организменная

Сообщения студентов, сопровождаемые демонстрацией презентаций, обсуждение, запись в виде таблицы

1 студент: «Характеристика водной среды обитания»

Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т.д.

К абиотическим факторам водной среды относятся физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов.

Физические свойства

Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400-500 атмосфер. Температура и её изменение в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные).

Световой режим играет важную роль в распределении водных организмов.

 Подвижность – постоянное перемещение водных масс в пространстве.

Прозрачность, которая зависит от содержания взвешенных частиц. Самое чистое – море Уэддела в Антарктиде, видимость 80м (прозрачность дистиллированной воды).

 Среди химических свойств следует отметить следующие:

Соленость воды – содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов. В океане она составляет 35 г/л солей, а например, в Черном море – 19 г/л. Пресноводные виды не могут обитать в морях, а морские – в реках. Однако, такие рыбы, как лосось, сельдь всю жизнь проводят в море, а для нереста поднимаются в реки.

 Количество растворенного СО2 и О2 – очень важно для дыхания.

 рН среды (кислая, нейтральная, щелочная среда), все обитатели приспособились к определенным кислотно-щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.

Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких, как

·         большая плотность,

·         сильные перепады давления,

·        относительно малое содержание кислорода,

·        сильное поглощение солнечных лучей и др.

·         Водоемы и отдельные их участки различаются, кроме того, солевым режимом,

·        скоростью горизонтальных перемещений (течений),

·        содержанием взвешенных частиц.

·        Для жизни придонных организмов имеют значение свойства грунта,

·         режим разложения органических остатков и т. п.

Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям. Обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов. Они населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды. В любом водоеме можно выделить различные по условиям зоны.

Эта среда наиболее однородна среди других. Она мало изменяется в пространстве, здесь нет четких границ между отдельными экосистемами. Амплитуды значений факторов также невелики. Разница между максимальными и минимальными значениями температуры здесь обычно не превышает 50°С (в наземно-воздушной среде - до 100°С). Среде присуща высокая плотность. Для океанических вод она равна 1,3 г/см3, для пресных - близка к единице. Давление изменяется только в зависимости от глубины: каждый 10-метровый слой воды увеличивает давление на 1 атмосферу.

Лимитирующим фактором часто бывает кислород. Содержание его обычно не превышает 1 % от объема. При повышении температуры, обогащении органическим веществом и слабом перемешивании содержание кислорода в воде уменьшается. Малая доступность кислорода для организмов связана также с его слабой диффузией (в воде она в тысячи раз меньше, чем в воздухе). Второй лимитирующий фактор - свет. Освещенность быстро уменьшается с глубиной. В идеально чистых водах свет может проникать до глубины 50-60 м, в сильно загрязненных - только на несколько сантиметров.

2 студент: «Адаптации организмов, обитающих в водной  среде (гидробионты)»

    В воде мало теплокровных, или гомойотермных, организмов. Это результат двух причин: малое колебание температур и недостаток кислорода. Основной адаптационный механизм гомойотермии - противостояние неблагоприятным температурам. В воде такие температуры маловероятны, а в глубинных слоях температура практически постоянна (+4°С). Поддержание постоянной температуры тела обязательно связано с интенсивными процессами обмена веществ, что возможно только при хорошей обеспеченности кислородом. В воде таких условий нет. Теплокровные животные водной среды (киты, тюлени, морские котики и др.) - это бывшие обитатели суши. Их существование невозможно без периодической связи с воздушной средой.

Типичные обитатели водной среды имеют переменную температуру тела и относятся к группе пойкилотермных (греч. пойкиос - разнообразный).

    Недостаток кислорода они в какой-то мере компенсируют увеличением соприкосновения органов дыхания с водой. Многие обитатели вод (гидробионты) потребляют кислород через все покровы тела. Часто дыхание сочетается с фильтрационным типом питания, при котором через организм пропускается большое количество воды. Некоторые организмы в периоды острого недостатка кислорода способны резко замедлять жизнедеятельность, вплоть до состояния анабиоза (почти полное прекращение обмена веществ).

    К высокой плотности воды организмы адаптируются в основном двумя путями. Одни используют ее как опору и находятся в состоянии свободного парения. Плотность (удельный вес) таких организмов обычно мало отличается от плотности воды. Этому способствует полное или почти полное отсутствие скелета, наличие выростов, капелек жира в теле или воздушных полостей. Такие организмы объединяются в группу планктона (греч. планктос -блуждающий). Различают растительный (фито-) и животный (зоо-) планктон. Размеры планктонных организмов обычно невелики. Но на их долю приходится основная масса водных обитателей.

Активно передвигающиеся организмы (пловцы) адаптируются к преодолению высокой плотности воды. Для них характерна продолговатая форма тела, хорошо развитая мускулатура, наличие структур, уменьшающих трение (слизь, чешуя). В целом же высокая плотность воды имеет следствием уменьшение доли скелета в общей массе тела гидробионтов по сравнению с наземными организмами.

    В условиях недостатка света или его отсутствия организмы для ориентации используют звук. Он в воде распространяется намного быстрее, чем в воздухе. Для обнаружения различных препятствий используется отраженный звук по типу эхолокации. Для ориентации используются также запаховые явления (в воде запахи ощущаются намного лучше, чем в воздухе). В глубинах вод многие организмы обладают свойством самосвечения (биолюминесценции).

Растения, обитающие в толще воды, используют в процессе фотосинтеза наиболее глубоко проникающие в воду голубые, синие и сине-фиолетовые лучи. Соответственно и цвет растений меняется с глубиной от зеленого к бурому и красному.

Адекватно адаптационным механизмам выделяются следующие группы гидробионтов: отмеченный выше планктон - свободнопарящие, нектон (греч. нектос - плавающий) - активно передвигающиеся, бентос (греч. бентос - глубина) - обитатели дна, пелагос (греч. пелагос - открытое море) - обитатели водной толщи, нейстон - обитатели верхней пленки воды (часть тела может быть в воде, часть - в воздухе).

Воздействие человека на водную среду проявляется в уменьшении прозрачности, изменении химического состава (загрязнении) и температуры (тепловое загрязнение). Следствием этих и других воздействий является обеднение кислородом, снижение продуктивности, смены видового состава и другие отклонения от нормы.

3 студент: «Характеристика наземно-воздушной среды обитания»

Наземно-воздушная среда. Эта среда относится к наиболее сложной как по свойствам, так и по разнообразию в пространстве. Для нее характерна

·        низкая плотность воздуха,

·        большие колебания температуры (годовые амплитуды до 100°С),

·         высокая подвижность атмосферы.

Лимитирующими факторами чаще всего являются недостаток или избыток тепла и влаги. В отдельных случаях, например под пологом леса, недостаток света.

4 студент: «Адаптации организмов, обитающих в наземно-воздушной  среде (аэробионты)»

    Большие колебания температуры во времени и ее значительная изменчивость в пространстве, а также хорошая обеспеченность кислородом явились побудительными мотивами для появления организмов с постоянной температурой тела (гомойотермных). Гомойотермия позволила обитателям суши существенно расширить место обитания (ареалы видов), но это неизбежно связано с повышенными энергетическими тратами.

Для организмов наземно-воздушной среды типичны три механизма адаптации к температурному фактору: физический, химический, поведенческий.

    Физический осуществляется регулированием теплоотдачи. Факторами ее являются кожные покровы, жировые отложения, испарение воды (потовыделение у животных, транспирация у растений). Этот путь характерен для пойкилотермных и гомойотермных организмов.

     Химические адаптации базируются на поддержании определенной температуры тела. Это требует интенсивного обмена веществ. Такие адаптации свойственны гомойотермным и лишь частично пойкилотермным организмам.

    Поведенческий путь осуществляется посредством выбора организмами предпочтительных положений (открытые солнцу или затененные места, разного вида укрытия и т. п.). Он свойственен обеим группам организмов, но пойкилотермным в большей степени. Растения приспосабливаются к температурному фактору в основном через физические механизмы (покровы, испарение воды) и лишь частично - поведенчески (повороты пластинок листьев относительно солнечных лучей, использование тепла земли и утепляющей роли снежного покрова).

    Адаптации к температуре осуществляются также через размеры и форму тела организмов. Для уменьшения теплоотдачи выгоднее крупные размеры (чем крупнее тело, тем меньше его поверхность на единицу массы, а следовательно, и теплоотдача, и наоборот). По этой причине одни и те же виды, обитающие в более холодных условиях (на севере), как правило, крупнее тех, которые обитают в более теплом климате. Эта закономерность называется правилом Бергмана. Регулирование температуры осуществляется также через выступающие части тела (ушные раковины, конечности, органы обоняния). В холодных районах они, как правило, меньше по размерам, чем в более теплых (правило Аллена).

О зависимости теплоотдачи от размеров тела можно судить по количеству кислорода, расходуемого при дыхании на единицу массы различными организмами. Оно тем больше, чем меньше размеры животных. Так, на 1 кг массы потребление кислорода составило: лошадь - 220, кролик - 480, крыса -1800, мышь - 4100.

    Регулирование водного баланса организмами. У животных различают три механизма: морфологический - через форму тела, покровы;

     физиологический - посредством высвобождения воды из жиров, белков и углеводов (метаболическая вода), через испарение и органы выделения;

    поведенческий - выбор предпочтительного расположения в пространстве.

    Растения избегают обезвоживания либо посредством запасания воды в теле и защиты ее от испарения (суккуленты), либо через увеличение доли подземных органов (корневых систем) в общем объеме тела. Уменьшению испарения способствуют также различного рода покровы (волоски, плотная кутикула, восковой налет и др.). При избытке воды механизмы ее экономии слабо выражены. Наоборот, некоторые растения способны выделять избыточную воду через листья, в капельно-жидком виде («плач растений»).

Воздействия человека на наземно-воздушную среду и ее обитателей многообразны.

5 студент: «Характеристика почвенной среды обитания»

Почвенная среда.

Почва – это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов.

Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух – О, СО), растения, животные, микроорганизмы, гумус. Толщина почвы различная: 0,5м – тундра, горы; 1,5м – на равнинах; 1 см почвы образуется примерно за 100 лет.

Все почвы характеризуются рядом физических свойств:

1. Механический состав – содержание частиц различного диаметра.

2. Плотность.

3. Теплоёмкость, теплопроводность.

4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины – влагоёмкость).

5. Аэрация – способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы способствует аэрации).

 Среди химических свойств почвы можно отметить:

1. Химический состав

2. Кислотность

3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.)

Эта среда имеет свойства, сближающие ее с водной и наземно-воздушной средами.

Многие мелкие организмы живут здесь как гидробионты - в поровых скоплениях свободной воды. Как и в водной среде, в почвах

·        невелики колебания температур. Амплитуды их быстро затухают с глубиной.

·         Существенна вероятность дефицита кислорода, особенно при избытке влаги или углекислоты.

·        Сходство с наземно-воздушной средой проявляется через наличие пор, заполненных воздухом.

·        К специфическим свойствам, присущим только почве, относится плотное сложение (твердая часть или скелет). В почвах обычно выделяют три фазы (части): твердую, жидкую и газообразную. В. И. Вернадский почву отнес к биокосным телам, подчеркивая этим большую роль в ее образовании и жизни организмов и продуктов их жизнедеятельности. Почва- наиболее насыщенная живыми организмами часть биосферы (почвенная пленка жизни). Поэтому в ней иногда выделяют четвертую фазу - живую.

·        Есть основание рассматривать почву как среду, которая играла промежуточную роль при выходе организмов из воды на сушу (М. С. Гиляров). Кроме перечисленных выше свойств, сближающих эти среды, в почве организмы находили защиту от жесткого космического излучения (при отсутствии озонового экрана).

В качестве лимитирующих факторов в почве чаще всего выступает недостаток тепла (особенно при вечной мерзлоте), а также недостаток (засушливые условия) или избыток (болота) влаги. Реже лимитирующими бывают недостаток кислорода или избыток углекислоты.

6 студент: «Адаптации организмов, обитающих в почвенной среде»

Жизнь многих почвенных организмов тесно связана с порами и их размером. Одни организмы в порах свободно передвигаются. Другие (более крупные организмы) при передвижении в порах изменяют форму тела по принципу перетекания, например дождевой червь, или уплотняют стенки пор. Третьи могут передвигаться только разрыхляя почву или выбрасывая на поверхность образующий ее материал (землерои). Из-за отсутствия света многие почвенные организмы лишены органов зрения. Ориентация осуществляется с помощью обоняния или других рецепторов.

Воздействия человека проявляются в разрушении почв (эрозии), загрязнении, изменении химических и физических свойств.

7 студент: «Характеристика организменной среды обитания»

С данной средой связан паразитический и полупаразитический образ жизни. Организмы этих групп получают

·        кондиционированную среду (по температуре, влажности и другим параметрам) и

·        готовую легкоусвояемую пищу.

8 студент: «Адаптации организмов, обитающих в организменной  среде»

    Результатом этого является упрощение всех систем и органов, а также потеря некоторых из них.

    Наиболее слабое (лимитирующее) звено в жизни паразитов - возможность потери хозяина. Это неизбежно при его смерти. По этой причине паразиты, как правило, не убивают своего хозяина («разумный паразитизм») и имеют приспособления, увеличивающие вероятность выживания в случае потери хозяина. Основной путь сохранения вида (популяции) в таких условиях - большое число зачатков («закон большого числа яиц») в виде долгосохраняющихся цист, спор и т. п. Это увеличивает вероятность встречи с хозяином. Часто используются промежуточные хозяины.

Человек может как увеличивать, так и уменьшать численность паразитов, воздействуя как на среду для организмов-хозяинов, так и непосредственно на последних. Используются различные методы прямого уничтожения или ограничения численности паразитов.

6.Закрепление новой темы осуществляется в ходе заслушивания ответов на вопросы кейсов после предварительного непродолжительного  их обсуждения в малых группах – 15 мин

Среда	Характеристика	Адаптации организма к среде
Водная	Большая плотность, Сильные перепады давления, Относительно малое содержание кислорода, Сильное поглощение солнечных лучей и др. Водоемы и отдельные их участки различаются солевым режимом, Скоростью горизонтальных перемещений (течений), Содержанием взвешенных частиц. Для жизни придонных организмов имеют значение свойства грунта, режим разложения органических остатков и т. п. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени	Обтекаемая форма тела, Плавучесть, Развитие воздухоносных полостей, осморегуляции  В воде мало теплокровных, или гомойотермных, организмов. Недостаток кислорода компенсируется увеличением соприкосновения органов дыхания с водой. Многие (гидробионты) потребляют кислород через все покровы тела. Часто дыхание сочетается с фильтрационным типом питания Некоторые организмы в периоды острого недостатка кислорода способны резко замедлять жизнедеятельность, вплоть до состояния анабиоза К высокой плотности воды организмы адаптируются, используя ее как опору и находясь в состоянии свободного парения.  Полное или почти полное отсутствие скелета, Наличие выростов, капелек жира в теле или воздушных полостей. Хорошо развитая мускулатура, Наличие структур, уменьшающих трение (слизь, чешуя). В условиях недостатка света организмы для ориентации используют звук. Растения, обитающие в толще воды, используют в процессе фотосинтеза наиболее глубоко проникающие в воду голубые, синие и сине-фиолетовые лучи.
Почвенная	1.           Дефицит или полное отсутствие света. 2.           Высокая плотность. 3.            Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). 4.           Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. 5.           Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной. 6.            Самая богатая живыми организмами среда обитания 7.           Невелики колебания температур, недостаток тепла 8.           Дефицит кислорода 9.           Недостаток (засушливые условия) или избыток (болота) влаги	Форма тела вальковатая, Слизистые покровы или гладкая поверхность, У некоторых имеется копательный аппарат,  Развитая мускулатура. Для многих групп характерны микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах
Наземно-воздушная	Разреженная (низкая плотность воздуха) Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени   большие колебания температуры (годовые амплитуды до 100°С),  высокая подвижность атмосферы.	1.      Выработка опорного скелета, 2.      Адаптации к температурному фактору (физический, химический, поведенческий) Регулирование теплоотдачи через кожные покровы, жировые отложения, испарение воды (потовыделение у животных, транспирация у растений), через размеры и форму тела организмов 3.      Освобождение полового процесса от жидкой среды 4.      Гомойотермия 5.      Регулирование водного баланса организмами (у животных три механизма: морфологический - через форму тела, покровы; физиологический, поведенческий; растения избегают обезвоживания либо посредством запасания воды в теле и защиты ее от испарения (суккуленты), либо через увеличение доли подземных органов (корневых систем) в общем объеме тела). Уменьшению испарения способствуют покровы (волоски, плотная кутикула, восковой налет и др.)
Организменная	Жидкая (кровь, лимфа) или твердая (плотные ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания   Кондиционированная среда (по температуре, влажности и другим параметрам) и Готовая легкоусвояемая пища.	1.      Коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, 2.      Синхронизация биоритмов, 3.      Выработка у паразита защиты от переваривания хозяином 4.      Системы «заякоривания» в среде, 5.       Усиление полового размножения («закон большого числа яиц») в виде долгосохраняющихся цист, спор, 6.       Редукция зрения, пищеварительной системы 7.      Упрощение всех систем и органов, а также потеря некоторых из них. 8.     Использование промежуточного хозяина.

Кейс 1

1.     Охарактеризуйте водную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в водной среде (гидробионты)?

Кейс 2

1.     Охарактеризуйте наземно-воздушную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в наземно-воздушной среде (аэробионты)?

Кейс 3

1.     Охарактеризуйте почвенную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в почвенной среде?

Кейс 4

1.     Охарактеризуйте организменную среду обитания. Какова ее гетерогенность (гомогенность)?

2.     Какие адаптации имеют организмы, обитающие в организменной среде?

6. Подведение итога занятия – 2 мин

Адаптация — приспособленность, наследуемое соответствие строения, физиологии и поведения конкретным условиям жизни организма, обеспечивающее его выживание и размножение (целесообразность). Адаптация в этом смысле означает соответствие организации и функционирования организма внешней среде, гармонию организма со средой обитания. Приспособленность, как свойство целостного организма (генотипа), слагается из различных компонентов — адаптации, возникших в результате воздействия естественного отбора на генофонд популяции в течение бесчисленных поколений. Организм адаптируется не вообще, а по отношению к данному комплексу факторов экосистемы.

Оценивание работы студентов производится по итогам выступлений студентов по вопросам при работе в малых группах.

1.     Домашнее задание.  

Тема: «Среды жизни и адаптации к ним организмов»- 2 мин

«Экология»-учебное пособие, В.И.Коробкин 43-49 стр

Литература для преподавателя:

1. «Экология»-учсбпое пособие, В.И.Коробкин 43-49 стр

2. К.А.Алишева Экология Алматы, 2007

3. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский Экология Ростов-на-Дону,2007

4. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. В 2-х томах.

5. Радкевич В.А. Экология. Минск: Высшая школа, 1998. 159 с.

6. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. - М.: Дрофа,2004. 407 с.

7. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.

8. https://refdb.ru/look/1748084.html

9. http://www.studfiles.ru/preview/6312026/page:5/

10. http://ecology-education.ru

Литература для обучающихся:

1. «Экология»-учсбпое пособие, В.И.Коробкин 43-49 стр

2. К.А.Алишева Экология Алматы, 2007

3. В.И.Коробкин, Л.В.Передельский Экология Ростов-на-Дону,2007

4. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. В 2-х томах.

5. Радкевич В.А. Экология. Минск: Высшая школа, 1998. 159 с.

6. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. - М.: Дрофа,2004. 407 с.

7. Шилов И.А. Экология. М.: Высшая школа, 2003. 512 с.

8. https://refdb.ru/look/1748084.html

9. http://www.studfiles.ru/preview/6312026/page:5/

10. http://ecology-education.ru

Технологическая карта конструирования этапов теоретического занятия

1.  Организационная часть -  2 мин.

2. Целевая установка занятия - 2  мин.

3. Актуализация опорных знаний, над которыми обучающиеся 

       работали дома по теме - 25 мин.

4. Подведение итога опроса -  2   мин.

5. Изложение нового материал -   40   мин.

6. Закрепление новой темы -   15 мин.

7. Подведение итога занятия - 2  мин.

8. Домашнее задание - 2  мин.