Е.Н. ПОЧЕКИНА,
учитель биологии
муниципальной гуманитарной гимназии № 12,
г. Ленинск-Кузнецкий, Кемеровская обл.

Приспособленность организмов к условиям существования

Урок–«полёт»

При проведении этого урока учитель разбивает класс на группы по 4–5 человек – «экипажи». Группы формируются так, чтобы в них входили ребята с различной успеваемостью по предмету. Учащимся предлагается самим распределить роли в группах – выбрать «командира экипажа» и «штурмана». Остальные 2–3 человека – «пилоты».

Для работы на уроке все группы обеспечиваются дополнительной литературой, содержащей необходимую информацию.

Урок рассчитан на 2 часа и проводится при изучении тем: «Общие сведения о многообразии животных» и «Развитие животного мира на Земле».

ХОД УРОКА

Вступительная беседа

– Условия, в которых обитают живые организмы, очень разнообразны. На что нам нужно обратить внимание, если мы будем описывать эти условия?

Учащиеся называют, а учитель корректирует и записывает на доске: свет, влажность, температура, количество кислорода, загрязняющие вещества, давление...

– Каким словом можно назвать все те характеристики условий жизни, которые мы вспомнили? (Факторы.)
– Факторы живой или неживой природы мы записали на доске?

Дети называют их факторами неживой природы, а учитель вводит понятие «абиотические». На доске запись:
«Свет, влажность, температура, количество кислорода – абиотические факторы (факторы неживой природы)».

– Факторы, определяющие условия жизни организмов, всегда действуют с одной и той же силой, имеют одно и то же значение или они изменяются? Приведите примеры, исходя из ваших наблюдений.
– А как ведут себя живые организмы по отношению к изменяющимся условиям? (Приспосабливаются.).

Объяснение учителя

Способность организмов выдерживать изменение условий жизни, существовать в условиях разных значений тех или иных факторов называют толерантностью, от латинского слова tolerantia – терпение.

Вывешивается плакат: «Толерантность – способность организмов выносить отклонения факторов среды от оптимальных значений».

Толерантность – очень важное свойство живого. Например, химические процессы в живых организмах протекают с различными скоростями в разных условиях. Внешние условия в значительной мере определяют скорость таких процессов, как движение или фотосинтез. Скорость роста многих растений зависит от концентрации различных веществ в окружающей среде, например углекислого газа в воздухе или ионов водорода в почве. Кривая, характеризующая скорость того или иного процесса в зависимости от значений одного из факторов внешней среды (конечно, при условии, что этот фактор оказывает на изучаемый процесс заметное влияние), называется кривой толерантности (рис. 1).

Начинается она с тех значений, которые организм может хоть как-то выдерживать, оставаясь живым. За пределами этих значений жизнь невозможна. По мере приближения значений к оптимальным, наиболее подходящим для данного организма, условия его существования становятся все лучше и лучше. Но все же до какого-то предела они остаются неблагоприятными, стрессирующими. Наконец, существует диапазон значений, в которых организм чувствует себя лучше всего. Это оптимальные условия существования.

Вывешивается плакат: «Возможность обитания вида определяется как минимальными, так и максимальными значениями любого из значимых факторов среды. (Закон толерантности В.Шелфорда, 1915 г.)»

Кривая толерантности почти всегда имеет форму колокола. Но она может быть крутой или пологой – в зависимости от того, в каком диапазоне значений фактора может существовать организм (рис. 1).

Если кривая оказывается пологой (рис. 2), это означает, что диапазон достаточно широк. Организмы, приспособившиеся существовать в широком диапазоне внешних условий, называются эврибионтными организмами, или эврибионтами.

Если же изгиб кривой крутой (рис. 3), это означает, что диапазон значений фактора, при которых может существовать организм, узкий. Организмы, обитающие в узком диапазоне фактора, называются стенобионтными организмами, или стенобионтами. Например, окунь – эврибионт, его можно встретить в самых разных водоемах: в теплых и холодных, в стоячих и текущих. А вот форель – стенобионтный организм. Она живет только в холодных ручьях и реках, вода в которых богата кислородом.

Иногда и сам диапазон значений фактора, к которому приспособлен какой-то организм, может меняться. На рис. 4 показаны кривые толерантности медуз одного вида, живущих в северных и южных морях. Медузы передвигаются за счет ритмических сокращений колокола. Оптимальная скорость пульсации – 15–20 сокращений в минуту. Особи, живущие в морях северных широт, передвигаются с такой же скоростью, как и медузы в южных морях, хотя температура воды на севере может быть на 20 °С ниже.

Часто бывает, что из многих факторов, действующих на организм, значения лишь одного оказываются стрессирующими или невыносимыми. Однако этого оказывается достаточно, чтобы ограничить возможность существования, – пусть даже значения всех остальных факторов близки к оптимальным. Такой фактор называют ограничивающим. Например, для пустынных растений ограничивающим фактором будет возможность получать влагу, а для растений тундры – температура.

Творческая деятельность учащихся

1. Работа экипажей по карточке-инструкции.

Карточка-инструкция

Используя имеющуюся у вас дополнительную литературу, приведите примеры организмов, способных существовать в широких (эврибионты) и узких (стенобионты) диапазонах значений названного фактора. Обоснуйте свой выбор, указав для каждого примера соответствующие значения.

Пояснение: общий перечень факторов (температура, влажность, освещенность и т.д.), примеры отношения организмов к которым должны найти учащиеся, определяется имеющейся дополнительной литературой. Каждая группа подбирает примеры по какому-то одному фактору из этого списка по жребию.

2. Взаимоконтроль членов экипажа.

Все члены экипажа работают под руководством командира. Командир «инструктирует» экипаж – сообщает найденную информацию остальным ученикам. Штурман «подтверждает получение инструкции», повторяя услышанное, – командир оценивает его подготовку по 5-балльной системе. Затем «получение инструкции» подтверждают пилоты: один отвечает командиру, другой – штурману. Если в экипаже есть третий пилот, его ответ принимают и оценивают одновременно командир и штурман.

Учитель выполняет роль консультанта. Все баллы заносятся в лист контроля в колонку «Оценка подготовки экипажа». Командир получает оценку после проверки подготовки экипажа учителем.

По окончании взаимоконтроля экипаж готов к проверке подготовки.

Проверка подготовки экипажей

Командиры участвуют в жеребьевке жетонов.

Жетон «Выбор» – учитель проверяет подготовку экипажа по ответу одного из учеников по своему выбору. Если оценка учителя соответствует оценке, полученной этим учеником при взаимоконтроле или выше ее, остальные члены экипажа сохраняют баллы, выставленные при взаимоконтроле. Если отвечающий получает более низкую оценку, оценки остальным снижаются на 1 балл.

ЛИСТОК КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ