Программа
элективного курса
« Основы экологии»
для учащихся 10 и 11 классов
Составители:
, учитель МБОУ СОШ № 22 ст. Отрадной муниципального образования Тихорецкий район,
, учитель МБОУ СОШ № 33 ст. Архангельской
муниципального образования Тихорецкий район.
2012 г.
Программа курса « Основы экологии»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Представленная программа является дополнительной образовательной программой, рассчитанной на школьников 10и11 классов, обладающих устойчивой мотивировкой к подготовке к олимпиадам конкурсам и другим интеллектуальным соревнованиям, получению более углубленных знаний в области экологии, имеющих повышенные способности к восприятию закономерностей и свойств окружающей природной среды.
Программа рассчитана на 34 часа. Используются такие методы обучения, как лекции, беседы, практические занятия, разбор тестовых заданий, работа с литературой, в ходе которых, учащиеся, решая поставленные практические задачи, получает знания в области экологии природных систем, человека, социума.
Основная цель реализации программы:
Подготовить учащихся к олимпиадам, конкурсам и другим интеллектуальным соревнованиям, дать расширенное представление о сложных взаимоотношениях организмов с окружающей средой и между организмами.
Задачи сводятся к изучению следующих проблем:
- получение системных знаний об организации и закономерностях функционирования природных и антропогенных систем (биосферы, экосистем, популяций)
- дать представление о влиянии промышленного производства и других форм хозяйственной деятельности на живые системы с целью поиска и разработки путей и способов рационального природопользования;
- выявить особенности взаимодействия людей с живой и неживой природой;
- сформировать экологическое мировоззрение и биосферное мышление.
Общая экология содержит богатый познавательный материал и является источником формирования экологического мышления, экологической этики, опыта рационального природопользования.
Требования к уровню освоения содержания программы заключаются в строгом выполнении часовой нагрузки по темам путем выполнения лекционных и практических занятий.
Основные принципы построения программы:
-направленность на развитие творческой личности, формирования логического биосферного мышления, целостного восприятия природы и окружающего мира;
- получение системных естественнонаучных знаний;
-знакомство с современными глобальными и региональными экологическими проблемами, законами рационального природопользования.
СОДЕРЖАНИЕ ИЗУЧАЕМОГО КУРСА.
Раздел 1. Экология как наука (3 часа).
Что такое экология. Содержание, предмет, задачи и методы исследования общей экологии. Объекты изучения экологии. Структура современной экологии. Взаимосвязь экологии с другими биологическими науками. Современное состояние экологической науки и перспективы ее развития. Методы экологических исследований.
Раздел 2. Биосфера (5 часа).
Структура биосферы. Роль в формировании понятия биосферы. Биогенное, биокосное и косное вещество. Живое вещество биосферы. Неравномерность распределения жизни в биосфере. Функциональная целостность биосферы. Основные биогеохимические циклы в биосфере. Круговорот воды. Эволюция биосферы. Уровни организации живой материи и биологические системы, изучаемые экологией.
Раздел 3 Абиотические факторы (12 часов)
Среды жизни и их характеристика. Факторы среды. Определение понятия экологический фактор. Формы воздействия экологических факторов и их компенсация. Классификация экологических факторов. Изменение факторов среды во времени. Схема действия экологического фактора. Возможности адаптации организмов к изменениям условий среды. Учение об экологических оптимумах видов. Правило ограничивающих факторов. Конценция лимитирующих факторов. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда. Экологическая валентность. Неоднозначность действия фактора на разные функции. Несовпадение экологических спектров отдельных видов. Представление об экологической нише: потенциальная и реализованная ниша.
Экологическая роль климатических факторов. Биота и климат как экологический фактор. Стенотермные и эвритермные виды. Зависимость активности организмов от температуры. Тепло как ограничивающий фактор. Минимальная и максимальная температура как ограничивающий фактор. Адаптации к экстремальным высоким и низким температурам. Правило Бергманна. Правило Аллена. Пойкилотермные и гомойотермные животные. Химическая и физическая теплорегуляция. Температурный оптимум и пессимум. Зависимость активности организмов от температуры. Тепловой преферендум. Влияние температуры на географическое распределение животных.
Свет как экологический фактор. Физиологически активная радиация. Световой режим. Количественная характеристика света. Сезонная динамика. Экологические группы растений по отношению к свету. Растения короткого и длинного дня. Фотопериодизм и биологические ритмы животных. Признаки теневыносливости. Анатомическая, морфологическая и физиологическая характеристика гелиофитов и сциофитов. Ориентация животных. Фототаксисы.
Влажность как экологический фактор. Свойства воды и ее биологическая роль. Аридные и гумидные условия. Вода в почве. Классификация живых организмов по их потребности в воде. Ксерофиты, мезофиты, гидрофиты, гигрофиты и их адаптации к условиям увлажнения. Водный дефицит. Пойкилогидридные и гомеогидридные организмы. Потери воды и солевой баланс. Вода как среда обитания организмов. Абиотические факторы в водных экосистемах.
Эдафические факторы. Экологическое значение механического состава почв. Экологическое значение химических свойств почв. Экологические группы растений по отношению к реакции почвенного раствора и солевому режиму. Физическая и физиологическая сухость почвы. Экологические группы почвенных организмов. Кальцефиллы и кальциефиты. Ацидофилы и базифилы. Азот как экологический фактор. Экологические особенности песчаных субстратов. Экология растений сыпучих песков. Животные пустынь и их адаптации. Засоленные местообитания. . Экология растений засоленных почв. Классификация галофитов.
Ветер как экологический фактор. Анемофилия и анемохория. Жизненная форма перекати-поле. Бурелом, ветровал.
Рельеф как экологический фактор. Вертикальная поясность. Экология высокогорных растений. Влияние экспозиции и крутизны склонов на организмы.
Жизненные формы как результат приспособления организмов к действию комплекса экологических факторов. Классификация жизненных форм по Раункиеру. Жизненные формы по Серебрякову. Эволюция жизненных форм. Жизненные формы и экосистемы разных географических зон.
Раздел 4. Биотические факторы (6 часов).
Классификация биотических факторов. Прямое и косвенное действие биотического фактора. Фитогенные факторы: симбиоз, эндотрофная и экзотрофная микориза. Зоогенные факторы: роль животных в опылении и распространении семян, роль червей в биоценозе, значение муравьев, грызунов.
Антропогенный фактор. Прямое и косвенное действие. Антропогенное нарушение экосистем. Роль человека в расселении видов. Виды синантропы. Эволюционные реакции. Индустриальный меланизм. Нарушения среды, вызванные человеком и эволюционные изменения.
Межвидовые биотические факторы. Межвидовая конкуренция. Принцип конкурентного исключения Гаузе. Условия сосуществования конкурирующих видов. Симбиотические отношения: мутуализм, комменсализм, нейтрализм. Конкуренция и распространение видов в природе. Хищничество. Теория оптимального добывания пищи. Реакция хищника на плотность популяции жертвы. Популяционные стратегии хищника и жертвы. Факторы, обеспечивающие стабильность системы "хищник-паразит". Паразитизм, сопряженная эволюция паразита и хозяина. "Паразитарная система". Стратегия эволюции паразитических организмов. Виды зависимости хищника или паразита от жертвы или хозяина. Количественные аспекты взаимозависимости хозяина и паразита, жертвы и хищника. Способы адаптации хозяина к отрицательному воздействию паразита. Экологическое замещение видов. Экологическая роль паразитизма. Роль человека в эволюционном процессе паразитов. Полупаразитизм, сверхпаразитизм.
Пища как экологический фактор: полифагия, олигофагия, монофагия. Питание животных: стенофаги и эврифаги. Автотрофы, гетеротрофы (бактерии, грибы, животные). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях. Питание растений, бактерий. Недостаток пищи как ограничивающий фактор. Устойчивость к голоданию. Связь географического распространения организмов с пищевыми факторами. Пищевые миграции. Пищевая специализация: зоофагия (биофаги, некрофаги, копрофаги), фитофагия, детритофагия. Добывание пищи животными. Активное и пассивное питание.
Раздел 5. Экология популяций (2 часа).
Определение понятия "популяция". Свойства популяции. Популяция как элемент экосистемы. Статические характеристики популяции: плотность, численность, возрастной, половой состав. Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, выживаемость, скорость популяционного роста. Кривые выживания. Динамика численности популяций.
Раздел 6. Экология биогеоценозов ( 4 часа).
Соотношение понятий экосистема, биогеоценоз, биоценоз, фитоценоз, зооценоз. Экосистемы как хорологические единицы биосферы. Структура экосистем. Свойства экосистемы: эмерджентность, принцип разнообразия, устойчивость и способность к самосохранению, принцип неравновесности, принцип эволюции. Биогеоценоз в понимании В. Сукачева. Компоненты биогеоценоза. Биоценоз и его структурная организация. Видовая структура биоценоза. Пространственная структура: вертикальная и горизонтальная. Роль видов в фитоценозе: эдификатор, субэдификатор, ассектатор. Границы экосистем, представление об экотопе, биотопе, краевом эффекте, экотоне. Компоненты экосистем. Динамика экосистем. Циклические флуктуации. Классификация биогеоценотических сукцессий. Сингенез, филогенез, эндогенез. Концепция климакса. Отличие климаксовых и серийных экосистем. Понятие экологической ниши. Агроэкосистемы.
Функциональная структура экосистемы. Количественные особенности. Трофическая структура: автотрофы, гетеротрофы. Продуценты, консументы, редуценты. Пищевые цепи и сети. Типы пищевых цепей: "выедания" (пастбищные) и "разложения" (детритные). Трофические связи в экосистемах. Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Пищевые цепи и пищевые сети. Размеры организмов в пищевых цепях. Пищевые, экологические пирамиды. Концепция продуктивности. Биомасса. Продуктивность экосистем биосферы. Пленки и сгущения живого вещества на суше и в океане. Взаимосвязи разных компонентов наземных экосистем. Значение почвы как особого биокосного тела. Планктон, бентос, нектон.
Основные типы наземных экосистем. Тундры, болота, тайга, смешанные и широколиственные леса умеренной зоны, степи, тропические влажные леса, пустыни.
Раздел 7. Антропогенный фактор (2часа).
Экологическая ниша человека. Экология и здоровье. Проблемы демографии, техногенеза. Преднамеренное и непреднамеренное, прямое и косвенное воздействие на природу. Экологический кризис. Ограниченность ресурсов и загрязнение среды как фактор, лимитирующий развитие человечества.
Рекомендуемая литература:
1.лючи к экологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.
, , Экология. Природа – Человек – Техника. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 343 с.
2.Андерсон ДЖ. М. Э. Экология и науки об окружающей среде: биосфера, экосистема, человек. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
3. Харпер Дж., Экология : особи, популяции, сообщества. Т.1-2. М.: Мир, 1989.
4. Биосфера / Под редакцией . М.: Мир, 1972.
5.Основы экологии. Учебник для 10 (11) классов. Под ред. 6-е изд., стер. М.: Дрофа, 2002. 304 с.
6. Экология : рациональное природопользование и безопасность жизнедеятельности. М.: Высшая школа, 2005. 343 с.
7. Экология здоровье и охрана окружающей среды в России. М.: Финансы и статистика, 2001. 688 с.
ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ:
Биогеохимические процессы в биосфере. Симбиотические отношения между организмами. Экологическая роль изоляции и территориальности. Классификация сообществ: различные подходы. Популяционные характеристики человека. Живые организмы – индикаторы среды как комплекса экологических факторов. Классификация живых организмов по их потребности в воде. Абиотические факторы в водных экосистемах. Преобразующее влияние живого на среду обитания. Паразитизм как форма биотических взаимоотношений. Свет как экологический фактор. Эдафический фактор. Экологическое значение основных биотических факторов. Экологическое значение основных абиотических факторов. Фундаментальные свойства живых систем. Разнообразие организмов на земле. Трофические отношения между организмами. Антропогенное воздействие на биосферу.
Примерное календарно-тематическое планирование.
№ | Содержание разделов, блоков, тем | Всего часов | |
1 | 1 2 3 | Экология как наука. Содержание, предмет, задачи и методы исследования общей экологии. Объекты изучения экологии. Разделы экологии. Структура современной экологии. Взаимосвязь экологии с другими биологическими науками. Современное состояние экологической науки и перспективы ее развития. Методы экологических исследований. | 3 |
2 | 4 5 6 7 | Биосфера. Структура биосферы. Роль в формировании понятия биосферы. Биогенное, биокосное и косное вещество. Живое вещество биосферы. Неравномерность распределения жизни в биосфере. Функциональная целостность биосферы. Основные биогеохимические циклы в биосфере. Круговорот воды. Эволюция биосферы. Уровни организации живой материи и биологические системы, изучаемые экологией. Появление человека как экологического фактора. | 5 |
3 | 9 10 | Абиотические факторы Среды жизни и их характеристика. Факторы среды. Определение понятия экологический фактор. Формы воздействия экологических факторов и их компенсация. Классификация экологических факторов. Изменение факторов среды во времени. Схема действия экологического фактора. Возможности адаптации организмов к изменениям условий среды. Учение об экологических оптимумах видов. Правило ограничивающих факторов. Конценция лимитирующих факторов. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда. Экологическая валентность. | 12 |
11 12 | Экологическая роль климатических факторов. Биота и климат как экологический фактор. Стенотермные и эвритермные виды. Зависимость активности организмов от температуры. Тепло как ограничивающий фактор. Минимальная и максимальная температура как ограничивающий фактор. Адаптации к экстремальным высоким и низким температурам. Правило Бергманна. Правило Аллена. Пойкилотермные и гомойотермные животные. Химическая и физическая теплорегуляция. Температурный оптимум и пессимум. Влияние температуры на географическое распределение животных. | ||
13 14 | Свет как экологический фактор. Физиологически активная радиация. световой режим. Количественная характеристика света. Сезонная динамика. Экологические группы растений по отношению к свету. Признаки теневыносливости. Анатомическая, морфологическая и физиологическая характеристика гелиофитов и сциофитов. Растения короткого и длинного дня. Фотопериодизм и и биологические ритмы животных. Ориентация животных. Фототаксисы. | ||
15 16 | Влажность как экологический фактор. Свойства воды и ее биологическая роль. Аридные и гумидные условия. Вода в почве. Классификация живых организмов по их потребности в воде. Ксерофиты, мезофиты, гидрофиты, гигрофиты и их адаптации к условиям увлажнения. Водный дефицит. Пойкилогидридные и гомеогидридные организмы. Потери воды и солевой баланс. Вода как среда обитания организмов. Абиотические факторы в водных экосистемах. | ||
17 18 | Эдафические факторы. Экологическое значение механического состава почв. Экологическое значение химических свойств почв. Экологические группы растений по отношению к реакции почвенного раствора и солевому режиму. Физическая и физиологическая сухость почвы. Экологические группы почвенных организмов. Кальцефиллы и кальциефиты. Ацидофилы и базифилы. Азот как экологический фактор. Экологические особенности песчаных субстратов. Экология растений сыпучих песков. Животные пустынь и их адаптации. Засоленные местообитания. Экология растений засоленных почв. Классификация галофитов. | 2 | |
19 | Ветер как экологический фактор. Анемофилия и анемохория. Жизненная форма перекати-поле. Бурелом, ветровал. Рельеф как экологический фактор. Вертикальная поясность. Экология высокогорных растений. Влияние экспозиции и крутизны склонов на организмы. | 2 | |
20 | Жизненные формы как результат приспособления организмов к действию комплекса экологических факторов. Классификация жизненных форм по Раункиеру. Жизненные формы по Серебрякову. Эволюция жизненных форм. Жизненные формы и экосистемы разных географических зон. | 2 | |
4 | 21 | Биотические факторы. Классификация биотических факторов. Прямое и косвенное действие биотического фактора. Фитогенные факторы: симбиоз, эндотрофная и экзотрофная микориза. Зоогенные факторы: роль животных в опылении и распространении семян, роль червей в биоценозе, значение муравьев, грызунов. | 6 |
22 23 | Межвидовые биотические факторы. Межвидовая конкуренция. Принцип конкурентного исключения Гаузе. Условия сосуществования конкурирующих видов. Симбиотические отношения: мутуализм, комменсализм, нейтрализм. Конкуренция и распространение видов в природе. Хищничество. Теория оптимального добывания пищи. Реакция хищника на плотность популяции жертвы. Популяционные стратегии хищника и жертвы. Внутривидовая конкуренция. | ||
24 | Паразитизм, сопряженная эволюция паразита и хозяина. "Паразитарная система". Факторы, обеспечивающие стабильность системы "хищник-паразит".Стратегия эволюции паразитических организмов. Количественные аспекты взаимозависимости хозяина и паразита, жертвы и хищника. Способы адаптации хозяина к отрицательному воздействию паразита. Экологическое замещение видов. Экологическая роль паразитизма. Роль человека в эволюционном процессе паразитов. Полупаразитизм, сверхпаразитизм | ||
25 26 | Пища как экологический фактор: полифагия, олигофагия, монофагия. Питание животных: стенофаги и эврифаги. Автотрофы, гетеротрофы (бактерии, грибы, животные). Хемосинтез, жизнь в анаэробных условиях. Питание растений, бактерий. Недостаток пищи как ограничивающий фактор. Устойчивость к голоданию. Связь географического распространения организмов с пищевыми факторами. Пищевые миграции. Пищевая специализация: зоофагия (биофаги, некрофаги, копрофаги), фитофагия, детритофагия. Добывание пищи животными. Активное и пассивное питание. | ||
5 | 27 28 | Экология популяций Определение понятия "популяция". Свойства популяции. Популяция как элемент экосистемы. Статические характеристики популяции: плотность, численность, возрастной, половой состав. Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, выживаемость, скорость популяционного роста. Кривые выживания. Динамика численности популяций. | 2 |
6 | 29 30 | Экология биогеоценозов Концепция экосистемы. Соотношение понятий экосистема, биогеоценоз, биоценоз, фитоценоз, зооценоз. Экосистемы как хорологические единицы биосферы. Структура экосистем. Свойства экосистемы: эмерджентность, принцип разнообразия, устойчивость и способность к самосохранению, принцип неравновесности, принцип эволюции. Биогеоценоз в понимании В. Сукачева. Компоненты биогеоценоза. Биоценоз и его структурная организация. Видовая структура биоценоза. Пространственная структура: вертикальная и горизонтальная. Роль видов в фитоценозе: эдификатор, субэдификатор, ассектатор. Границы экосистем, представление об экотопе, биотопе, краевом эффекте, экотоне. Компоненты экосистем. | 5 |
31 | Динамика экосистем. Циклические флуктуации. Классификация биогеоценотических сукцессий. Сингенез, филогенез, эндогенез. Концепция климакса. Отличие климаксовых и серийных экосистем. Понятие экологической ниши. Агроэкосистемы. | ||
32 | Функциональная структура экосистемы. Количественные особенности. Трофическая структура: автотрофы, гетеротрофы. Продуценты, консументы, редуценты. Пищевые цепи и сети. Типы пищевых цепей: "выедания" (пастбищные) и "разложения" (детритные). Трофические связи в экосистемах. Потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой. Пищевые цепи и пищевые сети. Размеры организмов в пищевых цепях. Пищевые, экологические пирамиды. Концепция продуктивности. Биомасса. Продуктивность экосистем биосферы. Пленки и сгущения живого вещества на суше и в океане. Взаимосвязи разных компонентов наземных экосистем. Значение почвы как особого биокосного тела. Планктон, бентос, нектон. | ||
33 | Основные типы наземных экосистем. Тундры, болота, тайга, смешанные и широколиственные леса умеренной зоны, степи, тропические влажные леса, пустыни. | ||
7 | 34 | Антропагенный фактор Человек как экологический фактор. Экологическая ниша человека. Экология и здоровье. Закон трех покодений. Проблемы демографии, техногенеза. Преднамеренное и непреднамеренное, прямое и косвенное воздействие на природу. Экологический кризис. Ограниченность ресурсов и загрязнение среды как фактор, лимитирующий развитие человечества. | 1 |
