uzluga.ru
добавить свой файл
1













В учебных планах школ большинства регионов РФ, к сожалению, "Экология" как специальный предмет не значится. Экологическое образование учащихся в этих школах осуществляется по так на­зываемому интегрированному варианту через пред­меты «Биология», «География», «Химия», «Физи­ка» и др. И если вопросы прикладной и социальной экологии рассматриваются на уроках географии, то основная нагрузка изучения «биологической эколо­гии» ложится на предметы биологического цикла. В этих предметах, разумеется, нет необходимости пол­ностью уходить от обсуждения вопросов влияния че­ловека на экосистемы, тем не менее это обсуждение должно быть достаточно кратким и обобщенным. Большая часть вопросов прикладной и социальной экологии остается за рамками общей биологии.

В трех первых частях биологии — «Растения, грибы, лишайники, бактерии», «Животные», «Чело­век» — школьники получают достаточно основатель­ную пропедевтическую экологическую подготовку. Они узнают о том, что изучает экология, о факторах неживой и живой природы, жизненных средах, при­способлениях растений и животных к различным вари­антам условий среды, о взаимоотношениях организмов (растений и животных, хищников и жертв, паразитов и хозяев), о растительных сообществах и сообществах животных, цепях питания, функциональных группах организмов (продуцентах, консументах и редуцентах). Мм предлагается материал о биологическом разнооб­разии, культурных растениях и животных, вредителях культурных растений и биометоде их контроля, о принципах рационального природопользования и ох­раны растительного и животного мира. Школьник уз­нает об оптимальной среде обитания для человека и способах повышения его устойчивости к действию не­благоприятных экологических факторов.

Все это создает хорошие предпосылки для изуче­ния более сложных вопросов экологии в предмете «Общая биология», который при интегрированном варианте экологического образования должен иг­рать основную роль в формировании системы пред­ставлений об отношениях организмов и условий сре­ды на уровне от особи и популяции до экосистемы и биосферы в целом.

Мы поставили себе цель проанализировать, на­сколько готова «Общая биология» (как школьный предмет) решить эту задачу. О содержании предмета мы судили по учебнику Б.Б. Захарова, С.Г. Мамонто­ва, В.И. Сонина «Общая биология» (для 10-11 клас­сов — М.: Дрофа, 2001), который как учебник для об­щеобразовательных учебных заведений имеет гриф Министерства образования РФ и выдержал уже че­тыре стереотипных издания.

Сложившееся и желаемое содержание экологиче­ской составляющей в «Общей биологии» показано в таблице. Из таблицы видно, что в «Общей биологии» | достаточно полно представлены разделы «Организм и среда», «Взаимоотношения организмов», «Влия­ние человека на популяции, сообщества, экосисте­мы. Рациональное природопользование», «Экология человека» и «Биосфера». Однако целый ряд важных вопросов экологии пока остался за рамками учебни­ка. Популяция рассматривается только как генети­ческая единица, хотя известно, что в экологии при­нято иное, прагматическое, локальное понимание популяции. Понятие «экосистема» вообще не задей­ствовано (!), используются термины «биогеоценоз» и I «биоценоз». Понятие «биогеоценоз» — частное,! обозначающее наземные однородные экосистемы. Таким образом, при существующем объеме раздела «Взаимоотношения организмов и среды» предмет «Общая экология» не может компенсировать отсут-i ствия в программе средней школы специального предмета «Экология».

Очевидно, что для решения этой задачи потребует­ся увеличение объема экологического материала и не­который пересмотр структуры содержания «Общей биологии». Полагаем, что без ущерба для образова­ния школьников можно сократить «историческую» часть, тем более что по мере повышения уровня науч­ного знания картина прошлого (зарождение жизни, «механизмы» эволюции) становится все менее одно­значной (Мейен СБ. Листья на камне: Размышления о палеоботанике, геологии, эволюции и путях познания живого. — М.: ГЕОС, 2001). И потому изложение это­го круга вопросов вполне можно сократить, усилим более важную для образования современного челове­ка экологическую составляющую.

Экологическая составляющая в предмете "Общая биология"



Концентр

Общая биология

Имеется в учебнике

Нужно добавить

Общая характеристика экологии как науки




Структура современной экологии. Краткий очерк истории. Ч. Дарвин, Э. Геккель, В.И. Вернадский. Уровни организации живой материи — организменныи, популяционно­видовой, экосистемный, биосферный.

Организм и среда

Абиотические факторы среды. Ионизирующее излучение. Загрязняющие вещества. Взаимодействие факторов среды. Лимитирующие факторы. Биотические факторы. Адаптации организмов к условиям среды обитания.

Экологическая ниша. Биологическая индикация.

Взаимоотношения организмов

Нейтрализм. Комменсализм. Мутуализм. Отношения «растение — фитофаг», «жертва — хищник», «хозяин —паразит».

Конкуренция. Сигнальные взаимоотношения. Экологическое равновесие при антибиозе.

Биологическое разнообразие

Основные биомы суши.

Структура биологического разнообразия (по основным систематическим единицам). Разнообразие видов и сообществ.

Популяции

Генетическое понимание популяции. Закон Вольтерра—Лотка.

Отличие понимания популяции в экологии и генетике. Локальная популяция. Регулирование плотности популяций. Кривые выживания и модели роста. Разнокачественность особей в популяции. Экотипы.

Экосистемы

Передача энергии в цепях питания. Трофические уровни. Круговорот веществ и потоки энергии в биогеоценозах. Экологические пирамиды. Смена биоценозов (сукцессии, вызываемые внутренними факторами).

Понятия «экосистема» и «биогеоценоз». Функциональные группы организмов в экосистеме (продуценты, консументы, редуценты). Биологическая продукция: первичная и вторичная. Биомасса. Аккумуляция организмами загрязняющих веществ. Разнообразие экосистем: автотрофные и гетеротрофные, естественные и антропогенные экосистемы. Обратимые изменения и основные типы сукцессий (вызываемые внутренними и внешними факторами).

Влияние человека на популяции, сообщества, экосистемы. Рациональное природопользование

История влияния человека на природу. Экологические последствия загрязнения воздуха, пресных вод, морей. Радиоактивное загрязнение. Влияние человека на растительный и животный мир. Разрушение почв. Рациональное природопользование.

Рациональное использование естественных и антропогенных экосистем. Экологические проблемы городов.

Сельскохозяйственные экосистемы

Искусственный отбор. Селекция сельскохозяйственных растений и животных для повышения их продуктивности. Перспективы биометода.

Отличие агроэкосистем от естественных экосистем. Адаптивная селекция. Последствия «зеленой революции». Понятие об экологическом императиве в сельском хозяйстве. Перспективы использования генетически модифицированных растений.

Экология человека

Современный этап эволюции человека. Неисчерпаемые и почерпаемые ресурсы. Ноосфера.




Биосфера

Структура биосферы. Косное и живое вещество. Биосферные круговороты углерода, воды, кислорода, азота, фосфора, серы и влияние на них человека.




Охрана природы

Общая характеристика роли заповедников.

Уровни охраны биологического разнообразия: популяционно-видовой и экосистемный. Виды особо охраняемых природных территорий.



^ ЦВЕТОЧНЫЕ ЧАСЫ

Когда речь заходит о растени­ях — индикаторах времени, не­пременно вспоминаются цветоч­ные часы известного шведского ботаника Карла Линнея. Именно этот ученый обратил внимание на периодичность открывания и за­крывания цветков разных расте­ний. Изучив это явление, он напи­сал труд «Somnus plantarurn» («Сон растений»), а в 20-е годы XVIII в. создал в родной Упсале цветочные часы. Каждый день с

Время пробуждения

3.00—5.00 — открываются желтые соцветия козлобородника лугового;

4.00—5.00 — просыпаются цветки мака, шиповника;

5.00 — желтым цветом вспыхивают соцветия осота огородного;

5.00—6.00 — раскрываются кор­зинки одуванчика лекарственного и скерды кровельной;

6.00 — пробуждаются цветки кар­тофеля и льна, соцветия ястребинки зонтичной;

7.00 — наш северный лотос, кув­шинка белая, открывает бутоны, одно­временно раскрываются и скромные цветки салата-латука;

9.00—10.00 — распускаются бар­хатцы, а в лугах — цветки смолки и торичника.

раскрытием соцветий козлобо­родника его цветочный хроно­метр начинал <<отсчет времени». Однако не Линнею принадлежит приоритет в этой области. Древ­ние греки и римляне за много ве­ков до того на клумбах высажива­ли растения, с помощью которых определяли время суток.

Итак, периодические измене­ния положения органов (листьев, побегов, цветков, соцветий), сов­падающие со сменой дня и но­чи, — это сон и бодрствование растений. Интересно, что эти свойства они не утрачивают даже в искусственных условиях посто­янного освещения или полной темноты.

Хороший пример растения-ин­дикатора — знакомая всем кисли­ца. С закатом солнца ее листочки опускаются, прижимаясь нижней стороной к черешку и друг к дру­гу. Пробуждение наступает около 6 часов утра — растение вновь об­ращает листья к солнцу. Так же на приближение ночи реагируют бе­лая акация и фасоль, а вот клевер вечером поднимает листики вверх. Во «сне» у моркови и незабудок молодые соцветия опущены вниз.

С чем связано такое поведение? Чаще всего со светом и его отсут­ствием. Но не только — темпера­тура воздуха тоже играет не по­следнюю роль.

Периодические движения рас­тений исследовал Ч. Дарвин и пришел к выводу, что во время «сна» листья принимают положе­ние, обеспечивающее минималь­ные потери тепла и защищающее от ночной прохлады.

То же можно сказать и о цвет­ках. Так, белая водяная лилия (сказочная одолень-трава) у нас обычно в 5 часов вечера закрывает свои цветки, чем спасает себя от излишней отдачи тепла прохлад­ной ночью. Но в иных климатичес­ких условиях она ведет себя по-другому. В Индии, где воздух и во­да теплы и после заката солнца, водяная лилия бодрствует по но­чам. А жарким днем красавица за-

крывает лепестки. Впрочем, поэти­ческое воображение индусов объ­ясняет это куда романтичней — влюбленностью роскошных белых цветков, мерцающих на поверхно­сти темной воды, в лунный свет.

Конечно, в ясный день и в нена­стную погоду почти все растения распускаются не в одно и то же время. А некоторые растения да­же в нашем климате предпочита­ют бодрствовать не днем — души­стый табак, дрема белая и др.

Чрезвычайно эффектно от­крываются в вечерних сумерках прекрасные белоснежные цветки вьющегося луноцвета. Сначала чуть заметно подрагивают буто­ны. Затем остроконечная вер­хушка их слегка раздвигается, и с боков по спирали появляются уз­кие белые просветы. Бутон рит­мично покачивается, отверстия между верхушками лепестков увеличиваются. Пестик внутри цветка плавно раскручивается. Это вращение длится 15-30 се­кунд. Затем бутоны полностью раскрываются. Огромные белые цветки наполняют сад чудесным ароматом.

Закрываются цветки и соцветия у разных видов растений также в определенное время.

В зависимости от времени су­ток у некоторых видов растений периодически меняется и интен-

Время отхода ко сну

14.00—15.00 — в сон погружаются цветки мака и торичника, соцветия цикория, одуванчика;

.15.00—16.00 — засыпают цветы но­готков и ястребинки волосистой;

16.00-17.00 — гаснут голубые звездочки льна;

17.00 — съеживаются корзинки мать-и-мачехи и ястребинки зонтич­ной;

17.00—18.00 — закрываются цвет­ки белой водяной лилии и кислицы;

18.00-20.00 — складывают лепест­ки цветки шиповника;

20.00—21.00 — меркнут розовые огоньки смолки.



сивность выделения нектара и ароматических веществ. Цветки левкоев не спят ни днем, ни но­чью, но лишь с заходом солнца можно почувствовать их нежный запах. Такое "поведение" расте­ний вполне практично — пока на­секомые-опылители неактивны, левкои не расходуют приманива­ющие их душистые вещества. Свой режим «работы» и у гречи­хи — больше всего нектара в яс­ную погоду выделяется в утрен­ние и вечерние часы (а в пасмур­ную—с 14.00 до 17.00).

РАСТЕНИЯ-СИНОПТИКИ

Более 400 удивительных расте­ний издавна служат людям баро­метрами. Наблюдая за ними, мож­но надежно предсказать наступ­ление ненастной погоды. Это — вьюнок полевой, сердечник луго­вой, чистотел, белокрыльник, кос­тянка, клевер, одуванчик, кислица и многие другие.

Указывать на ненастье могут и комнатные растения, такие как бальзамин или монстера делика­тесная, которую в народе даже на­звали "плаксой" — перед дождем на ее листьях появляются капли. Дело в том, что родина монсте­ры — тропические леса, воздух которых перенасыщен влагой. В

таких условиях растению очень трудно испарять воду. Поглощен­ная корнями, она нагнетается при помощи корневого давления в надземные органы и выделяется не традиционно (путем испаре­ния — транспирации), а благодаря истеканию капель (гуттации) че­рез особые водяные устьица (ги­датоды), расположенные у окон­чания жилок на краю листа. Эта способность сохранилась у расте­ния и в комнатных условиях — как только влажность воздуха повы­шается (перед дождем) монстера начинает «плакать».

Такой же способностью обла­дают и широко культивируемые у нас декоративные растения каллы (с белыми цветками-крыльями), относящиеся, как и монстера, к семейству аронниковых.

А канны (многолетние травяни­стые растения с крупными оваль­ными листьями, нередко окрашен­ными в красноватый или бронзо­вый цвет, и с соцветиями красных или желто-красных цветков) на­зывают «дождливым деревом». На них перед дождем тоже появ­ляются капли жидкости, как и у простенького сорняка — конско­го каштана.

1 Аналогичным образом предска­зывают ненастье растущие в воде или по берегам водоемов стрело­лист обыкновенный, ежеголовни­ки, дербенник иволистный.

Ухудшение погоды предсказы­вает и клен — за 3-4 дня до ненас­тья у основания черешков его лис­тьев появляются капли жидкости.

О будущей погоде сигнализи­руют и изменения в положении листьев некоторых растений. Пе­ред дождем листочки кислицы обыкновенной опускаются, при­жимаясь к черешку, складывает листочки и клевер луговой.

Эта биологическая особен­ность имеет приспособительное значение — не дает каплям дождя вымывать из листьев органичес­кие вещества, образуемые при

фотосинтезе, и минеральные ве­щества, поглощенные корнями.

А вот другой способ узнать, бу­дет ли в ближайшее время дождь или солнце. Если цветки мокрицы (звездчатка средняя) не раскро­ются до 9 часов утра, днем непре­менно испортится погода. Этим «барометром» можно пользо­ваться все лето — мокрица цветет с апреля до поздней осени. Ана­логично можно определить пого­ду по календуле лекарственной (ноготкам), осоту огородному.

При приближении ненастья за­крываются цветки березки вьюн­ка, лютика, соцветия одуванчика лекарственного; у чистотела, фи­алки, мальвы перед дождем цвет­ки увядают; у сердечника лугово­го поникает белое соцветие. Все это надежно защищает пыльцу от намокания.

Другой индикатор непогоды — запах. Есть растения, которые в сухую погоду почти не пахнут, но перед дождем начинают выделять много эфирных масел и нектара, как бы торопясь опылить свои цветки до наступления ненастья. Вокруг этих растений (акация, жимолость, гречиха, бурачник, горчица белая) перед дождем бы­вает особенно много пчел.