Свойства популяции - ВИД И ПОПУЛЯЦИЯ - 11 класс

Цели урока:

образовательная: сформировать понятие о популяции как экологической единице и уровне организации жизни;

развивающая: совершенствовать у учащихся навыки оперирования биологическими терминами, умение оценивать биологические явления по ключевым критериям сходства и различия;

воспитательная: формировать у учащихся ценностное отношение к научному знанию.

Тип урока: урок изучения новых знаний.

Методы обучения: словесные (лекция, объяснение, беседа), устный и письменный контроль.

Формы деятельности учащихся: индивидуальная, фронтальная.

Основные термины, понятия: популяция, структура популяции.

Материалы и оборудование: проектор, фрагмент фильма Д. Эттенборо “Жизнь птиц” о миграциях птиц.

Перечень знаний, умений, навыков, которые предполагается развивать на данном уроке:

характеризовать популяцию как структурную единицу вида и эволюции;

называть признаки популяции.

1. Организационный момент

Ø Деятельность учителя

Проверяет готовность класса к уроку, знакомит с целями и темой урока.

Ø Деятельность учащихся

Записывают дату и тему урока в рабочие тетради.

1. II. Изучение и закрепление нового материала

Ø Деятельность учителя

Формирует первичное представление о популяции как единице (ступени) в иерархической системе надорганизменных уровней биологической организации.

Термин “популяция” происходит от латинского populus — на-1 род, население. В научном обиходе этот термин появился в конце XVIII в. и долгое время использовался в смысле “любая группа особей”, т. е. без придания строгих границ. Постепенно, к середине XX в., сложилось более узкое понимание этого термина, причем заметно различающееся в разных областях биологической науки. В частности, в экологии до сих пор принято понимать под термином популяция” любую группу организмов одного вида, занимающую определенное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества.

Однако в теории эволюции к середине XX в. оформился взгляд на популяцию как элементарную эволюционную единицу (Н. В. Тимофеев-Ресовский), способную реагировать на изменение среды перестройкой своего генофонда. Такой подход сделал понятие “популяция” одним из центральных в биологии, а генетический, экологический и эволюционный подходы позволил объединить is одно направление — популяционную биологию.

Объясняет место популяции в системе:

вид

↑

популяция

↑

группа особей

↑

особь (организм)

Ø Деятельность учащихся

Слушают рассказ учителя, осмысливают место популяции в иерархической системе надорганизменных уровней биологической организации.

Ø Деятельность учителя

Вводит научное определение понятия “популяция”.

Популяция — это группа особей одного вида с общим генофондом, находящихся во взаимодействии между собой и населяющих общую территорию.

Ø Деятельность учащихся

Записывают определение понятия “популяция” в рабочие тетради.

Ø Деятельность учителя

Выделяет все значимые составляющие введенного определения (рисует на доске соответствующую схему либо демонстрирует ее посредством электронных средств обучения):

1) категория объекта (“группа особей”);

2) отличительные признаки объекта по отношению к другим объектам этой категории (произвольно взятой группе особей, виду):

а) все особи популяции принадлежат к одному виду;

б) популяция сохраняется на протяжении большого (эволюционно значимого) числа поколений;

в) наличие более-менее стабильного ареала популяции; при этом популяция в определенной степени изолирована от других популяций своего вида;

г) генетическое единство популяции;

д) комплекс специфических экологических адаптаций популяции.

Предупреждение о возможных ошибках. Каждый из приведенных отличительных признаков популяции следует пояснить на примерах, указав при этом на возможные ошибки. В частности, нельзя считать самостоятельной популяцией как произвольно взятую выборку особей какого-то вида, не обладающую той или иной степенью изоляции от других особей, так и достаточно изолированную группу, например, жужелиц, населяющих газон в центре города (существование этой группировки не может считаться эволюционно длительным).

Ø Деятельность учащихся

Поэтапно усваивают определение во всех составляющих.

Крайне желательно, чтобы эта часть урока проходила в форме диалога-обсуждения; в таком случае учащиеся не будут выступать в роли пассивных слушателей и можно рассчитывать на более эффективное первичное усвоение вводимых представлений.

В ситуации, когда класс хорошо усваивает материал, ориентирован на интерес к предмету, кроме указания на важность внимательного применения выше перечисленных критериев, учащимсяможно сообщить, что в научно-популярной литературе иногда встречаются и заведомо ошибочные контексты употребления термина “популяция”. Так, в некоторых переведенных на русский язык научно-популярных изданиях переводчики ошибочно используют слово “популяция” в качестве эквивалента английского слова “population”, которое на самом деле означает “население”. По этой причине в переводной литературе встречаются такие выражения, как “популяция зоопланктона”, “популяция рыб”, что уже подразумевает сообщества из нескольких, порою многих видов.

Встречается и другой вариант ошибочного употребления слова “популяция” — подмена этим термином понятия “часть популяции” (например, размножающаяся популяция оленей” вместо “та часть популяции оленей, которая участвует в размножении”).

При акцентировании внимания на возможных ошибках в трактовке термина “популяция” желательно, чтобы учащиеся начинали учиться самостоятельно выявлять причины ошибочных употреблений термина.

Ø Деятельность учителя

Предлагает выполнить задания на закрепление материала о популяции.

1. Изучите схему и поставьте знак “+” (да) или “-” (нет) в каждой строке.
2. В пруду в какой-то момент времени обитает 25 взрослых прудовых лягушек, 180 головастиков прудовых лягушек, 30 взрослых гребенчатых тритонов и 2 болотных черепахи. Популяции скольких видов амфибий и рептилий представлены в данном пруду?

Ответ: 3.

3. Могут ли считаться популяцией:

а) все рыбы, живущие в одном озере;

б) все одуванчики, произрастающие на одном газоне;

в) все зубры, живущие в Беловежской пуще;

г) все особи исчезающего вида ожереловых попугаев, сохранившегося только на о. Маврикий?

Ответ: а — только в том случае, если все они относятся к одному миду; б — нет; в, г — да.

Обоснование ответов на задания № 2 и 3 учитель должен обсудить с учащимися.

Ø Деятельность учащихся

Выполняют задания.

Форма — индивидуальная у доски либо фронтальная, в зависимости от содержания задания и специфики класса.

Ø Деятельность учителя

Детализирует понятие “популяция”.

Ареал обитания популяций разных видов колеблется в чрезвычайно широких пределах. Так, у некоторых растений, моллюсков, насекомых он может составлять несколько десятков квадратных метров (реликтовые и вымирающие популяции), у других видов (песец, кряква) занимает целые континенты. Особенно велики ареалы популяций перелетных птиц, состоящие из трех частей - гнездовой зоны, зоны транзитной миграции и зоны зимовки. Так, полярные крачки гнездятся в Гренландии, а зимуют у берегов Австралии.

Этот пример можно проиллюстрировать демонстрацией двухминутного сюжета о миграциях полярных крачек из сериала Д. Эттенборо “Жизнь птиц”.

Особую практическую значимость исследованиям популяционной структуры у птиц придает тот факт, что некоторые птицы являются переносчиками ряда болезней животных и человека. Мигрирующие птицы могут переносить возбудителей бактериальной, грибковой или вирусной природы на расстояние до 15 тыс. км, а в некоторых случаях и больше. Эта проблема приобрела особенную остроту в последние годы в связи с быстрым распространением так называемого птичьего гриппа и других вирусных болезней и необходимостью полноценного прогнозирования путей распространения таких заболеваний.

Величина популяции может характеризоваться в двух аспектах:

1) числом особей, составляющих популяцию;

2) пространством, занимаемым популяцией (ареал популяции). Определить первую величину можно, только зная вторую. Часто в случаях, когда вид представлен множеством популяций, бывает трудно определить границы конкретной популяции.

Не менее важным параметром является плотность популяции — численность популяции, отнесенная к некоторой единице пространства; обычно выражается числом особей на единицу площади либо объема (500 деревьев/1 га и т. п.).

Ø Деятельность учащихся

Слушают объяснение учителя, записывают ключевые моменты в рабочие тетради.

Ø Деятельность учителя

Предлагает учащимся решить задачи и выполнить тестовое задание для закрепления понятия о плотности популяции.

Предложенные ниже задания не отличаются высоким уровнем сложности и в норме успешно выполняются учащимися (возможны математические ошибки в расчетах). Если же учитель видит (либо предвидит) отсутствие желаемого результата с первых этапов этой части работы, следует начать с предъявления более простых, элементарных заданий на определение плотности популяции. Например: “На участке леса площадью 2 га произрастает 400 деревьев сосны. Определите плотность популяции сосны в пересчете на 1 га” и т. п. Если же в классе имеются учащиеся, легко и быстро справляющиеся с заданиями, им можно предлагать дополнительные, усложненные варианты. Например: “На участке леса, охарактеризованном в задаче 1 (см. ниже), средняя плодовитость сосны в какой-то год составила 600 семян на 1 дерево, дуба — 450 желудей на одно дерево, а ель не плодоносила вовсе. Весной следующего года всхожесть семян сосны составила 15 %, а дуба — 5%. Определите плотность популяции каждого из видов после прорастания молодых всходов”.

На всех этапах этой части урока необходимым элементом выступает рефлексия. Простейшие формы рефлексии в данном случае — выяснение правильных ответов, разбор верных путей решения, анализ ошибок.

Задачи

1. На участке леса площадью 1,6 га произрастает 850 деревьев сосны, 105 деревьев ели и 13 деревьев дуба. Рассчитайте плотность популяции каждого из видов деревьев в пересчете на 1 кв. км.
2. В январе на территории охотхозяйства площадью 20 кв. км обитали 6 оленей и 14 кабанов. В мае за счет рождения молодняка на этой площади уже жили 10 оленей и 60 кабанов. В декабре, после проведения осенних охот на копытных, на территории охотхозяйства осталось 7 оленей и 25 кабанов. Рассчитайте плотность каждого вида в каждый из названных месяцев этого года и определите среднюю годовую плотность каждого вида животных.

Тестовое задание

1. Возможны ли следующие соотношения:

а) число особей вида меньше числа особей входящей в него популяции;

б) средняя плотность распределения вида меньше плотности одной из входящих в него популяций;

в) совокупное число особей вида растет, а плотность одной из входящих в него популяций падает?

2. Плотность популяции — это:

а) число особей, родившихся в течение определенного времени;

б) устойчивость популяции к действию неблагоприятных факторов;

в) число особей в единице площади или объема;

г) число особей, родившихся в единицу времени;

д) совокупное число особей во всей популяции.

Ø Деятельность учащихся

Решают задачи, выполняют тестовое задание.

Желательно, чтобы задачу № 1 каждый учащийся решал самостоятельно. Форма решения остальных задач — на усмотрение учителя.

III. Подведение итогов урока. Рефлексия

Ø Деятельность учителя

Задает учащимся вопросы с целью содержательной рефлексии:

— Какова тема сегодняшнего урока?

— Какова цель урока?

— Как бы вы назвали урок?

— Что было самым важным на уроке?

— Что для вас было легко (трудно)?

— Довольны ли вы своей работой на уроке?

Ø Деятельность учащихся

Отвечают на вопросы.

1. Домашнее задание

Ø Деятельность учителя

Задает домашнее задание:

— изучить § 12 учебного пособия, подготовить ответы на вопросы 1-4 на с. 52.

Ø Деятельность учащихся

Записывают в дневники домашнее задание.