Практическое занятие №14.

Решение практико-ориентированных расчетных заданий на составление трофических цепей, пирамид биомассы и энергии, переносу вещества и энергии в экосистемах.

Цель: сформировать знания о цепях и сетях питания, о правиле экологической пирамиды, научиться составлять схемы передачи веществ и энергии.

Оборудование:  рисунки различных биоценозов, таблицы, схемы пищевых цепей в разных экосистемах.

Рекомендуемые информационные материалы:

1. Учебник Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Кузнецова Л.Н. и др. Биология (базовый уровень). 10 класс. — М., 2024.

2. Расы земли.основные отличия и происхождение

Источник: https://ieducations.ru/humanitarian_sciences/celoveceskie-rasy-kratko-raznovidnosti-osnovnyh-perehodnyh-i-smesannyh-tipov-naselenia.html

Межпредметные связи: Основы латинского языка с медицинской терминологией, Основы патологии, Гигиена и экология человека, Физиологическое акушерство, Педиатрия, Охрана репродуктивного здоровья и планирование семьи, Патологическое акушерство.

Внутрипредметные связи: Закономерности наследования признаков, Наследственность и патология, Медико-генетическое консультирование.

Освоены следующие компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

Количество часов: 2 часа

Критерии оценки:

1. Оценка «5» (отлично) – ставится, если студент выполняет все задания без ошибок, или допускает незначительные ошибки, активно участвуя во всех видах деятельности, и творчески подходит к их выполнению.

2. Оценка «4» (хорошо) – ставится, если студент выполняет задания с 1 – 2 ошибками, которые самостоятельно устраняет, активно участвуя во всех видах деятельности, и творчески подходит к их выполнению.

3. Оценка «3» (удовлетворительно) - ставится, если студент делает большое количество ошибок при выполнении заданий или выполняет задания частично, участвуя во всех видах деятельности.

4. Оценка «2» (неудовлетворительно) - ставится, если студент большую часть заданий,  выполняет неверно, допускает грубые ошибки.

ХОД РАБОТЫ

Задание 1. Изучите краткие теоретические сведения

Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимоотношений между группами организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов) при котором происходит перенос энергии путём поедания одних особей другими.

Организмы последующего звена поедают организмы предыдущего звена, и таким образом осуществляется цепной перенос энергии и вещества, лежащий в основе круговорота веществ в природе. При каждом переносе от звена к звену теряется большая часть (до 80–90 %) потенциальной энергии, рассеивающейся в виде тепла. По этой причине число звеньев (видов) в цепи питания ограничено и не превышает обычно 4–5.

Правило 10% (закон Линдемана) - это правило экологической пирамиды.

Оно гласит: На каждое последующее звено пищевой цепи поступает только 10% энергии (массы), накопленной предыдущим звеном.

Применяется так: у нас есть какая-то пищевая цепочка: трава – кузнечики – лягушка – цапля. И вопрос " Сколько травы было съедено на лугу, если прибавка в весе цапли, которая питалась лягушками на этом лугу, составила 1 кг? "(при этом имеется в виду, что ничем другим она не питалась, а лягушки ели только кузнечиков, а кузнечики только эту травку). Получается, что этот 1 кг и есть 10% от общей массы лягушек, значит, их масса равна была 10кг, тогда масса кузнечиков-100 кг, а масса съеденной травы составила целую тонну.

Примеры решения задач

1. Определите, какую массу растений сохранит от поедания гусеницами пара синиц привыкармливании 5 птенцов. Вес одного птенца 3 грамма.

Решение: определяем вес 5 птенцов: 1 пт – 3гр; 5 птенцов – 15гр

Составим цепь питания:

растения – гусеницы – синицы

Согласно правилу экологической пирамиды – на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы и энергии, которые запасаются организмами за единицу времени, больше чем на последующем ~ в 10 раз. Отсюда:

растения – гусеницы – синицы

1500г 150г 15г

Ответ: пара синиц, выкармливая своих птенцов, сохраняет 1500 г растений.

2. Какая масса растений необходима для существования лисы, массой 8 кг, из которых 70%вода?

Решение

Определяем сухую массу лисы: 8 кг — 100%

х кг — 30% х=8*30:100=2,4 кг

х = 2,4 кг

Составим цепь питания:

растения – зайцы – лиса

Согласно правилу экологической пирамиды:

растения – зайцы – лиса

240кг 24кг 2,4кг

Ответ: масса растений, необходимая для существования лисы равна 240 кг

3. Какая площадь биоценоза может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания:

планктон – рыба – тюлень. Сухая биомасса планктона с 1 м2 составляет 600 г в год. Масса тюленя – 300 кг, из которых 60% составляет вода.

Решение

Определяем сухую массу тюленя: 300 кг — 100%

х кг — 40%

х = 120 кг

Составим цепь питания:

планктон – рыба – тюлень

Согласно правилу экологической пирамиды:

планктон – рыба – тюлень

12000кг 1200кг 120кг

Определяем площадь данного биоценоза, если известно, что сухая биомасса планктона с 1 кв.м составляет 600г = 0,6кг.

1 м2 — 0,6 кг

х м2 — 12000 кг планктона

х = 20000 м2 = 2 га

Ответ: площадь биоценоза 2 га.

4. Определите, сколько лис может прокормиться на протяжении года на площади 100000 м2производительность 1 м2 составляет 300 г), если масса 1 лисы 12 кг. Сколько зайцев при этомбудет съедено, если масса зайца 3 кг.

Решение:

1) Составим цепь питания:

растения – зайцы – лиса

Согласно правилу экологической пирамиды:

растения – зайцы – лиса

1200кг 120кг 12кг

2) Определяем площадь данного биоценоза, если известно, что производительность с 1 м2составляет 300г = 0,3кг.

1 м2 — 0,3 кг

х м2 — 1200 кг планктона х=1*1200:0,3=4000м2

х = 4000 м2

3) Определяем количество лис на площади 100000м2

1 лиса – 4000м2

Х лис - 100000м2 х= 1*10000:4000=25 лис

4) Определяем количество съеденных зайцев

На 1 лису массой 12кг приходится 120 кг массы зайцев (масса каждого 3 кг).

120:3=40 зайцев.

А на 25 лис приходится 25*40=1000 зайцев.

Ответ: На площади 100000 м2 на протяжении года может прокормиться 25 лис. При этом будет съедено 1000 зайцев.

Пользуясь примерами, решить предложенные задачи

Самостоятельное решение задач.

Задача №1. Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг (пищевая цепь: трава – заяц – орел). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.

Задача №2. За год 1 м 2 площади агроценоза дает 800г сухой биомассы. Сколько гектаров окультуренных посевов необходимо, чтобы прокормить взрослого человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода)?

Задача №3. Используя правило экологической пирамиды, определите, какая площадь (га)

Биоценоза может прокормить одну особ. Последнего звена в цепи питания:

А) планктон – синий кит (100т)

Б) планктон – рыба – тюлень (300 кг)

60% массы данных организмов составляет вода.

Биопродуктивность планктона - 600 г на м 2.

Задача №4.Определите, какую массу растений сохранит от поедания гусеницами пара синиц при

выкармливании 4 птенцов. Вес одного птенца 5 грамма.

Задача №5. Какая масса растений необходима для существования лисы массой 12кг, из которых 60% –вода?

Задача №6.Какая площадь необходима для существования дельфина массой 120кг, из которых 70% –вода, если продуктивность биоценоза 1кв.м моря 400г сухой биомассы в год?

Задача №7.Определите, сколько волков может прокормиться на протяжении года на площади 200000м2 (производительность 1 м2 составляет 300 г), если масса 1 волка 60 кг. Сколько зайцев при этом будет съедено, если масса зайца 4 кг.