Уважаемые одиннадцатиклассники!
Проводим практическую работу по составлению трофических цепей и круговороте веществ и энергии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ
РАБОТА № 2
Исследование
изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум). Круговороты веществ и энергии
Цель: изучить искусственную экосистему -
аквариум, выявить взаимосвязь между всеми компонентами, проследить изменения,
происходящие под воздействием условий окружающей среды; рассмотреть круговорот веществ и перенос энергии в природе.
Оборудование и материалы: аквариум, схемы и рисунки учебника.
Теоретические сведения
Аквариум – это
маленькая экосистема, которая обладает всеми признаками экосистемы. Несмотря на
то, что она искусственная, то есть создана с помощью человека, на ее примере
легко проследить основные биологические и экологические закономерности.
В аквариуме
определенного размера (пространственное размещение) обитает живой компонент
системы (рыбы, растения, микроорганизмы). Его компонентами являются также вода,
грунт, коряги. Аквариум - замкнутая экосистема, поэтому для его обитателей
искусственно создаются условия близкие к природным.
Абиотические факторы. В домашнем водоеме они регулируются
человеком. Благоприятные условия для жизнедеятельности создают для них с учетом
абиотических факторов – соответствующей температуры, освещения и движения воды.
Температурный режим зависит от обитателей аквариума. Поскольку даже
незначительные его перепады могут привести к гибели некоторых видов рыб,
рекомендуется использовать обогреватели с встроенным терморегулятором. Режим
освещения необходим для нормального функционирования всех составляющих
аквариумной среды. Источники света обычно располагают над поверхностью воды.
Длина светового дня должна соответствовать фотопериоду обитателей в их
естественных условиях жизни. В природе стоячая вода более подвижна из-за воздействия
дождя, ветра и других волнений. В аквариуме необходима постоянная циркуляция
воды. Она достигается с помощью аэрации или прогонки воды через фильтр.
Постоянная циркуляция обеспечивает вертикальное вращение воды в аквариуме. Она
также выравнивает показатель кислотности.
Органические и неорганические соединения Вода, кислород,
углекислота, аминокислоты, азотные и фосфорные соли, гуминовые кислоты –
основные органические и неорганические соединения, которые также относятся к
абиотическим элементам. Большая их часть заключена в самих организмах аквариума
и в донных отложениях. Скорость перехода данных питательных веществ в водный
раствор обеспечивается в результате функционирования продуцентов и редуцентов
экосистемы. Органические азотсодержащие выделения утилизируют бактерии,
превращая их в более простые вещества, необходимые для усвоения растениями.
Органические соединения переходят в минеральную (неорганическую) форму также
благодаря разным видам бактерий. Данные важнейшие процессы зависят от температурного
режима воды, показателя ее кислотности, насыщенности кислородом. Они регулируют
нормальное функционирование экосистемы. При создании закрытой экосистемы
аквариума важно знать, что к приему своих обитателей он готов, но полностью не
уравновешен, поскольку многие важные типы бактерий стабилизируются в течение
двух недель.
Биотические факторы. Внутри экосистемы каждый организм выполняет свою биологическую роль,
поддерживая общее равновесие системы и участвуя в круговороте веществ.
Существует три основных группы организмов: продуценты – производители;
консументы – потребители; редуценты – разрушители. Производители – это,
преимущественно, растительные организмы. Сюда же можно отнести некоторые виды
цианобактерий. Производители создают органическое вещество с помощью
фотосинтеза. В растениях из минеральных веществ образуютсяорганические
вещества, которые растение использует для роста и развития. Поэтому экосистема
в аквариуме не остается без пищи. Можно заметить, что даже при достаточном
количестве корма, рыбы все равно объедают водоросли – потому что это их
естественное поведение. Вторая группа – это потребители. Сюда относятся
практические все животные, которые едят растения или других животных. Те, кто
поедает растительную пищу, называются консументами первого порядка. Их поедают
консументы второго порядка, и так далее. Обычно аквариумисты не держат
потребителей второго порядка вместе с растительноядными – мало кому хочется,
чтобы рыбы поедали друг друга. Разрушители – это в большинстве своем грибы и бактерии.
Кроме них, к разрушителям в аквариуме можно отнести улиток и сомов, которые
чистят стены. Разрушители необходимы для переработки отработанной и мертвой
органики. Если бы их не существовало, то вода быстро загрязнялась. Таким
образом, в рамках аквариума искусственная экосистема организовывается в
соответствии с основными экологическими правилами. Закрытая экосистема аквариум
несовершенна, поэтому требует поддержки от человека.
При создании аквариума используют
растения трех групп: плавающие на поверхности воды (водяная капуста, ряска
малая); плавающие в толще воды (элодея канадская, элодея зубчатая) и те,
которые укореняются в грунт (валиснерия спиральная, криптокорина).
Аквариум заселяют видами рыб с
разными типами питания: фитофаги (лабео, кольчужный сом);
зоофаги (неон, минор, конго); смешанного питания (барбусы, гуппии, меченосцы).
Кроме рыб, в аквариуме есть моллюски (физа пузырчатая, котушка роговая, котушка
белая), кольчатые черви (трубочник), ракообразные (дафнии, креветки
пресноводные), одноклеточные (инфузория-туфелька).
Цепи питания:
- зеленые водоросли - кольчужный сом;
- инфузория-туфелька - физа пузырчатая (моллюск);
- хламидомонада - инфузория-туфелька - дафния;
- зеленые водоросли - лабео;
- бактерии - дафния - неон и т.д.
Цепи питания в аквариумах короткие,
т.к. для функционирования аквариума необходимо постоянное внесение кормов
человеком. Известно, что с одного трофического уровня на другой передается
только 10% энергии, то количество трофических уровней, которые могут
обеспечиваться энергией, аккумулированной в кормах, ограниченное. И потому цепи
в аквариумах характеризуются наличием 2-4-х звеньев.
Ход работы
I. Выполните задания.
1. Прочитайте текст
раздела «Теоретические сведения».
2. Опишите аквариум как
экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов
экосистемы (продуценты, консументы, редуценты).
3. Составьте пищевые цепи
в аквариуме.
4. Какие изменения могут
произойти в аквариуме, если:
- падают прямые солнечные
лучи;
- в аквариуме обитает
большое количество рыб?
5. Изобразите биологический круговорот какого-либо биогенного вещества в природе и опишите процессы переноса энергии в нём.
II. Запишите общий вывод, ответив на вопрос:
Почему аквариум – это
искусственная экосистема?
Фото работы выслать 22.04.20 г. до 19.00.
Комментариев нет:
Отправить комментарий