Взаимодействие растений с внешней средой. Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ. Влияние на человека и растительность. Реакция на внешние воздействия

Для жизни растений необходимы определенные условия. Условия жизни зависят от влияния различных факторов природы. Важнейшую роль в жизни растений играют факторы неживой природы: свет, вода, температура, минеральные соли. На растения влияют также и факторы живой природы: деятельность различных живых организмов, в том числе и человека.

Свет необходим для жизни растений. Без него не образуется хлорофилл и не идет фотосинтез . Свет нужен для нормального роста растений: у затененного растения побеги поблекнут и станут длиннее и тоньше 111.

Но не все растения требуют яркого освещения. Например, кислица, грушанка, мятлик лесной и другие растения растут в тенистых местам 112 . Листья этих растений темно-зеленые. Они содержат большое число хлоропластов, способных улавливать рассеянный свет.

Тепло также необходимое условие жизни растений. Одни из растений теплолюбивы, а другие холодостойки. Теплолюбивые растения - южане по происхождению. Из культурных растений это кукуруза, фасоль, тыква, огурцы, томаты. Большинство растений средней полосы и северных районов нашей страны холодостойки. Семена их способны прорастать при температуре 1-3 °С, а всходы их свободно переносят легкие весенние заморозки.

Вода нужна растениям. Она входит в состав цитоплазмы и клеточного сока каждой живой клетки. Без воды не могут передвигаться по растению питательные вещества, не происходит фотосинтез; благодаря испарению растения не перегреваются.

Потребность в воде у разных растений различна. Например, кувшинка живет в воде 113 . Растения, подобные капусте , растут на суше, но им необходимо много воды. Кактусы и некоторые другие растения нуждаются в небольших количествах воды 114 , 115 . Это объясняется тем, что эти растения накапливают запасы воды в различных органах: кактусы - в стебле, молодило - в сочных листьях, а хлорофитум - в особых вздутиях на корнях.

Из воздуха растения при дыхании поглощают кислород, а при фотосинтезе - углекислый газ.

Минеральные вещества поступают в растения из почвы, но из них растениям больше всего нужны те, что содержат азот, фосфор и калий. В очень небольших количествах необходимы растениям бор, марганец, железо.

Кроме того, на растения влияют окружающие их живые организмы - животные, другие растения и микроорганизмы. Животные питаются растениями, опыляют их, разносят плоды и семена. Крупные растения могут затенять молодые, мелкие. Некоторые растения используют другие в качестве опоры. Микроорганизмы, разлагающие растительные остатки, обогащают почву перегноем и минеральными веществами, которые доступны растениям.

В свою очередь растения влияют на окружающую среду. Они изменяют состав воздуха: увлажняют его, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Растения изменяют состав почвы . Они поглощают из нее одни вещества и выделяют в нее другие. Корневые системы растений закрепляют склоны оврагов, холмов, речных долин, предохраняя почвы от разрушения. Лесные посадки защищают поля от суховеев. Растения, испаряющие много влаги, например эвкалипты, могут быть использованы для осушения заболоченных территорий.

Деятельность человека оказывает многообразное влияние на природу. Человек осушает болота и орошает засушливые земли.

Создавая благоприятные условия для выращивания сльскохозяйственных культур. Он выводит новые высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям сорта растений. Человек борется с сорняками и способствует распространению ценных растений.

Но деятельность человека может оказывать и отрицательное воздействие на природу. Так, неправильное орошение может вызвать заболачивание и засоление почв и привести к гибели растений. Вырубка лесов часто приводит к разрушению плодородного слоя почвы и даже образованию пустынь. Подобных примеров можно привести много, и все они свидетельствуют о том, что человек оказывает огромное влияние на растительный мир и природу в целом.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА УРОКА ПО БИОЛОГИИ
6 КЛАСС.
ТЕМА: «Взаимосвязь растений с окружающей средой»

УМК: «Ракурс» издательства «Русское слово» к учебнику
Т.А. Исаева, Н.И. Романова «Биология» 6 класс
учитель: Пассова Р.Н.

Технологическая карта урока
Ф.И. О. учителя: Пассова Р.Н.Предмет - биологияКласс – 6классАвтор УМК – «Ракурс» издательства «Русское слово» к учебнику Т.А. Исаевой,
Н.И. Романовой «Биология. 6 класс».
Тема урока – Взаимосвязь растений с окружающей средой
Тип урока – открытие и закрепления новых знаний.
Цель: формирование представлений взаимосвязи растительного мира с окружающей средой
Словарь урока: листовая мозаика, все в природе взаимосвязано.
Ресурсы урока: учебник, живые растения, интерактивное учебное пособие, мультимедийная установка и компьютер.
Планируемые образовательные результаты
Предметные МетапредметныеЛичностные
Сформировать у учащихся представление о взаимосвязи растений с условиями окружающей среды, научить школьников определять по вне6шнему строению растений особенность среды их обитания Регулятивные УУД:
- самостоятельно определять цель учебной деятельности,
- искать пути решения проблемы и средства достижения цели;
- участвовать в коллективном обсуждении проблемы, интересоваться чужим мнением, высказывать свое;
Коммуникативные УУД:
- обсуждать в рабочей группе информацию;
- слушать товарища и обосновывать свое мнение;
- выражать свои мысли и идеи
Познавательные УУД:
умение работать с текстом, выделять в нем главное. Формирование умения анализировать, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления; выявлять причины и следствия простых явлений Научатся:
- обсуждать в рабочей группе
информацию;
- слушать товарища и обосновывать
свое мнение;
- выражать свои мысли и идеи.
- выстраивать собственное
целостное мировоззрение,
- устанавливать связь между
целью деятельности и ее результатом;
- оценивать собственный вклад в работу группы.
ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА УРОКА
Этап урока (+время) Деятельность учителя Деятельность учащихся
1 этап. Орг. Момент. 1 мин Приветствие учащихся.
Проверка организации рабочих мест
Приветствие учителя
Самоконтроль готовности учащихся к уроку
2.
Актуализация
Знаний
(3 мин.)
Я вам на урок принесла растение Что не так с ним? Как вы думаете, почему оно завяло?
Какие условия нужны для роста и развития растения?
Учащиеся называют, а учитель рисует схему1Р о почва
А С к вода
С
Р р свет
Т у температура
Е Е ж воздух
Н а кислород
И Д ю углекислый газ
Е щ
А а Я
Растение изъяли из обычной среды обитания: оставили без почвы и воды
Свет, кислород, температура, воздух
3.Мотивация
(3 мин.)
проблемный вопрос: Могут ли растения существовать обособленно, без окружающей среды?
Какая тема урока?
Анализируют информацию, высказывают свои мнения
Взаимосвязи растений с окружающей средой
4- 5
Целеполагание и планирование
(5 мин.)

Вопрос к классу:
Подумайте и скажите о чем мы будем говорить?

План урока:
1.Обсудить определение «окружающая среда»
2. Дать определение «среда жизни» Факторы среды
3. Выяснить приспособления возникают у растений на действия условий среды.
(работа по инструктивным карточкам)
4.Влияние растений на среду
В результате урока вы сможете:
- назвать приспособления для выживания в меняющихся условиях среды обитания
- изучить особенности строения растений разных экологических групп
Участвуют в планировании деятельности на уроке, в постановке целей:
Возможные ответы:
1.Одинаковы ли условия жизни в окружающей среде?
2. Что такое среда жизни? Какие среды
Существуют?
3. Чем отличаются растения разных сред обитания?
6. «Открытие
нового
знания»
(20 мин.)
1 вопрос.
2 вопрос.
Физкульминутка(1мин.)
3 вопрос.
4 вопрос Записываем тему урока.
Учитель предлагает вспомнить определение «окружающая среда»
Выслушав ответы, учитель подчеркивает, она отличается разными условиями.Та часть природы, которая окружает живые организмы и оказывает на них определенное воздействие, назыв. средой жизни
Выделяют несколько сред жизни: водную, наземно- воздушную, почвенную и организменную.
Условия этих сред различные, поэтому растения будут разные.
Демонстрация фрагмента интерактивного учебного пособия об условиях жизни растений.
Вывод: наиболее значимые условия кислород, свет, тепло, влага.

Давайте более подробно рассмотрим влияние этих факторов среды на строение растений.
Демонстрация фрагмента интерактивного учебного пособия о влиянии растений на среду жизни
Работа со схемой 1
Вывод: все в природе взаимосвязано
. Записывают определение в тетрадь.
Работают по инструктивной карте
(приложение 1)
Находят информацию.
Выбирают главное
7.Включение нового знания в систему знаний
(4 мин.)
Применение полученных знаний
Учитель предлагает выполнить тестовое задание, выбрав правильный ответ (приложение 2)
Работа с интерактивным учебным пособием. Предлагает выполнить задание Выполняют тест.
Взаимопроверка заданий в паре
учащиеся выполняют задание, предложенное в интерактивном учебном пособии.
8.Рефлексия и оценивание
(3 мин.)
1. Задаёт вопросы:
- Какую проблему мы ставили в начале урока?
- Удалось ли решить поставленную проблему? Всё ли запланированное удалось выполнить? (Если не получилось - почему?)
2. Организует рефлексию, самооценку
Предлагает назвать тему и цели урока.
Выставляет и комментирует отметки - сравнивают цели урока и достигнутые результаты;
- делают выводы
- оценивают свою работу на уроке;
- заполняют анкету(приложение 3)
9. Домашнее задание
(2 мин.)
Параграф 33. Зад. 2, 3, (обяз. для всех).
Индив. зад. стр. 127, это интересно
Повт. пар. 32. Приложение 1.
Инструктивная карточка
1. Изучите особенности строения комнатных растений(алое, бегония, кактус, монстера)
2.Отметьте размеры и окраску листьев
3.Опишите особенности кожицы листа растений(тонкая, нежная, толстая, плотная, глянцевая, покрытая восковым налетом)
4. Рассмотрите опушены ли листья, где расположены устьица.
5. Отметьте особенности других органов.
6. Определите к каким экологическим группам можно отнести ваши растения.
Укажите признаки, на основании которых вы сделали эти выводы
Приложение 2
Выберите правильный ответ:
1. Свет необходим растениям дляа) поглощения минеральных солей б) фотосинтеза
в) движения г) поглощения воды
2. Из почвы растения получают:
а) тепло б) органические вещества
в) свет г) минеральные вещества
3. Солнце – источник
а) света, тепла б) кислорода
в) углекислого газа г) воды
4, Атмосфера - источник
а) света б) органических веществ
в) кислорода г) воды
5. К экологическим факторам неживой природы относится
а) температура б) загрязнение окружающей среды
в) вырубка лесов г) влияние организмов других видов
6. К экологическим факторам живой природы относится
а) загрязнение окружающей среды б) изменение интенсивности освещения
в) изменение длины светового дня г) взаимоотношения между организмами
Приложение 3
Анкета. Фамилия, имя, класс учащегося
На уроке я работал
Активно Пассивно
Своей работай на
уроке я
Доволен Не доволен
Урок для меня показался
Коротким Длинным
За урок я
Не устал Устал
Моё настроение
Улучшилось Ухудшилось
Материал урока для меня был
Интересен Скучен
Свою работу оцениваю
На «5» На «4» На «3»

Особенности взаимоотношения растений со средой

Экологические группы растений.

Жизненные формы (биоморфы) растений.

1.Особенности взаимоотношения растений со средой.

Экология растений – наука, изучающая взаимоотношения растений с окружающей средой и друг с другом в растительных сообществах.

Растения, как и всё живое – это открытые системы, т.к. они постоянно обмениваются с окружающей средой веществами и энергией. Но так как растения автотрофы и ведут прикреплённый образ жизни, то для них характерен ряд особенностей :

огромная наружная поверхность - замечена ещё древними.

Аристотель: «Растение – это вывернутое наизнанку животное».

Огромная наружная поверхность необходима, так как растения автотрофы-фотосинтетики, все процессы фотосинтеза идут в наружных слоях растения.

Кроме того, вода и м/соли поглощаются из почвы корневыми волосками, пограничными клетками очень разветвлённой корневой системы. Такая громадная надземная и подземная наружная поверхности обеспечивает нормальную жизнедеятельность растения.

Но, чем больше площадь соприкосновения, тем сильнее влияние среды на организм.

У животных усвоение пищи идёт во внутренних полостях, поэтому растения более зависимы от среды и более к ней чувствительны, чем животные.

2) растения имеют более ограниченные возможности создавать внутреннюю среду.

Животные, особенно теплокровные, имеют в этом отношении большие преимущества. Растения могу создавать внутреннюю среду, но в более ограниченной степени: t 0 воздуха и t 0 внутри растения мало различается.

Но, например, в бутонах и цветках ряда растений тундры t 0 на 5-6 0 выше. Благодаря этому, насекомые залетают в цветки погреться и опыляют их. То же – у водных растений, например, цветки виктории-регии.

Внутри межклетников растений также поддерживается определённая оптимальная влажность, но тем не менее, при засухе растения часто гибнут.

Растения сильно зависят от окружающей среды.

3) у всех растений есть меристемы, сохраняющиеся в течение всей жизни .

Это является следствием необходимости образовывать наружную поверхность и прикреплённого образа жизни.Меристемы очень чутко реагируют на изменение условий среды (камбий весной активно делится, зимой деление нет).

4) самые важные структуры очень хорошо защищены .

Например: а) проводящие ткани в стебле находятся внутри, защищены покровными тканями, корой, а снаружи прикрыты механическими тканями;

б) мужской гаметофит находится в пыльце, пыльца в пыльнике, пыльник защищен эпидермой;

в) яйцеклетка находится в зародышевом мешке, зар. Мешок – в семяпочке, семяпочка – в завязи, завязь защищена основаниями тычинок. Лепестков, чашелистиков.

5) так как растения ведут прикреплённый образ жизни, то неблагоприятные условия они приспособились переносить в состоянии покоя. (все процессы жизнедеятельности заторможены: спящие почки, семена, клубни, корневища и т.д.)

Экологические группы растений.

Основное понятие, используемое экологией растений – этоприспособительный тип растения.

Выделяют 2 группы приспособительных типов:

1.экологические 2. жизненные формы (биоморфы)

Экологические группы – это приспособительные типы растений, выделенные

по отношению к какому-то одному фактору среды. Этот фактор обычно

ключевой, лимитирующий численность вида.

Жизненные формы выделяются по отношению ко всей совокупности факторов среды.

Экологические факторы

Абиотические Биотические Антропогенный

(неживой природы: (взаимоотношения (вызванные деятельностью

свет, t 0 , влажность, между организма- человека)

почва, рельеф и т.д.) мами: конкуренция,

Первый шаг к пониманию отдельных особей или популяций животных - изучение их взаимосвязи с окружающей средой. Среда, которая служит местом обитания различных организмов, должна включает в себя биотические (живые) и абиотические (неживые) компоненты окружающей среды для полноценной жизнедеятельности животных. Абиотические компоненты взаимосвязи окружающей среды и животных включают огромный диапазон характеристик, примером которых являются:

• температура;
• влажность;
• кислород;
• ветер;
• состав почвы;
• длина светового дня;
• высота над уровнем моря.

Биотические компоненты окружающей среды включают в себя:

Животным, как и всем живым организмам для нормальной жизнедеятельности требуется энергия, которая поддерживает следующие процессы: движение, питание, пищеварение, размножение, рост и работу. В зависимости от источников получения энергии, организмы могут быть разделены на две следующие группы:

• Автотрофные - организмы, которые получают энергию из солнечных лучей (в случае зеленых растений) или неорганических соединений.
• Гетеротрофные - организмы, который используют органические материалы, как источник энергии.

Животные гетеротрофы, получают энергию путем употребления и переработки других организмов. Когда ресурсы ограничены или условия окружающей среды ограничивают способность животных добыть себе еду для нормальной жизнедеятельности, метаболическая активность животных может снизиться, чтобы сохранить энергию до наступления лучших условий. Различные типы метаболического покоя включают в себя:

• оцепенение - время снижения метаболизма и температуры тела в ежедневных циклах активности;
• спящий режим - время снижения метаболизма и температуры тела, которое может длиться на протяжении нескольких недель или даже месяцев;
• зимний сон - периоды бездействия, в течение которого температура тела существенно не изменяется, благодаря чему животные могут быстро пробуждаться и становятся активными;
• летняя спячка - период бездействия животных, который помогает пережить длительные летние засухи.

Экологические характеристики (температура, влажность, наличие пищи, и так далее) может изменяться с течением времени и местом. Животные приспособлены к определенному диапазону значений для каждого признака. Диапазон экологической характеристики, к которому адаптировано животное - называют его диапазон допуска для этой характеристики. В пределах допуска животного является оптимальный диапазон значений, при которых оно является наиболее успешным. Иногда, в ответ на длительные изменения окружающей характеристики, физиология животных подстраивается, чтобы приспособиться к изменениям окружающей среды в этом сдвиге диапазона допуска. Опыт животных в ответ на изменившуюся окружающую среду, называется акклиматизация или адаптация к новым условиям.

По условиям образования все вещества, загрязняющие атмосферу делятся на примеси естественного и искусственного (антропогенного) происхождения.

Примеси естественного происхождения поступают в результате вулканической деятельности, выветривания почвы и горных пород, лесных пожаров, отмирания растений и т.д.

Примеси антропогенного происхождения образуются в результате деятельности человека, прежде всего в процессе сжигания ископаемого топлива (в двигателях внутреннего сгорания, на тепловых электростанциях), а также при сжигании промышленных и бытовых отходов, ядерных взрывов и т.д.

По воздействию на организм человека - загрязняющие атмосферные вещества делятся на физические и химические.

К физическим относятся - 1) радиоактивные элементы, которые являются источником концентрирующей радиации; 2) тепловые загрязнение (повышение температуры); 3) шумы и низкочастотные вибрации (инфразвук).

К химическим 1) газообразные производные углерода и жидкие углероды; 2) моющие средства; 3)пластмассы; 4) пестициды и другие синтетические вещества; 5) производные серы; 6) производные азота; 7) тяжелые металлы; 8) соединение фтора; 9) твердые примеси; 10) органические вещества.

По составу - примеси подразделяют на:

газообразные (СО, СО2,SO2, оксиды азота) - около 90 % выбросов;

твердые - (пыль, тяжелые металлы, минеральные и органические соединения, радиоактивные)- 10%;

жидкие - (серная кислота) -масса выбросов мала по сравнению с твердыми и газообразными.

Большинство загрязняющих веществ распределено по классам опасности:

I класс - чрезвычайно опасные;

II класс - опасные;

III класс - умеренно опасные;

IY класс - относительно безопасные.

При сжигании всех видов топлива образуются и поступают в атмосферу водяной пар и диоксиды углерода (СО2), которые находится в атмосфере в естественных условиях и не оказывают вредного воздействия на человека, поэтому их не относя, к загрязняющим веществам, хотя на их долю приходится большая часть всех выбросов антропогенного происхождения.

Оксид углерода - (СО) или угарный газ. Основная масса образовывается в результате сжигания ископаемого топлива ДВС (двигатели внутреннего сгорания) - главные источники СО.

Концентрация СО, превышающая ПДК, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация > 750 млн-1 - к смерти. При соединении с гемоглобином, образуется карбоксигемоглобин, повышение которого в крови сопровождается:

ухудшением остроты зрения и способности оценивать интервалы времени;

нарушаются психомоторные функции головного мозга (2-5%);

изменение деятельности работы сердца и легких (.>5%);

головные боли, сонливость, спазмы, смертность (10-8%).

Диоксид серы - (SO2) - сернистый газ. Второе (по массе) загрязняющие атмосферу вещество. Основная причина наличия в атмосфере - использование ископаемого топлива (уголь). Разрушаясь в атмосфере, образует сернистый ангидрид SO3, взаимодействующий с парами воды и образующий H2SO3 и H2SO4.

Оказывает вредное воздействие на человека. При концентрации дымов 150-200 мг/м3 приводит к увеличению симптомов, затрудняющих дыхание и болезням легких. При концентрации SO2 0,3-0,5 млн-1 (ррm) в течении нескольких дней поражаются листья растений и иголки сосны.

Кислотный дождь или кислые осадки. Норма кислотных осадков pH 5,5-5,6. Более кислая среда получается из-за избыточного количества осадков антропогенного происхождения. Большинство исследователей считают, что осадки стали более кислыми за последние 10 лет. Особенно в Северной Европе и США.

Уменьшение pH из-за кислотных дождей, вызывает поражение растений, что приводит к снижению урожайности. Наиболее чувствительны бобовые, подсолнухи, травы, виноград, картофель.

При pH=3,4 поражается 1% площади поверхности листьев тополя.

Наиболее устойчивы хвойные породы (pH=2,5).

Оксиды азота () - образуются в процессе горения при высоких температурах, в ДВС, работающих на бензине и дизельном топливе.

В присутствии ультрафиолетового солнечного излучения образуют фотохимические окислители (ПАН, ПБН), которые участвуют в образовании смога. Воздействие на человека - раздражение и воспаление глаз, что приводит к заболеваниям.

Углеводороды (СН) - образуются в процессе сжигания топлива автотранспортом (ДВС и топливные баки автомобилей, дизельные двигатели) - одно из первых мест среди источников загрязнения атмосферы канцерогенными веществами.

Твердые вещества (пыль). Пыль, способная некоторое время находится в воздухе, является аэрозолью.

Пыль опасна для дыхательных путей и всего организма.

По дисперсности (степени измельченности) различают пыль:

а) крупнодисперсная - частицы >10 мкм

б) среднедисперсная - частицы > 10 до 5 мкм

в) мелкодисперсная и дым - частицы < 5 мкм, почти не оседают и рассеиваются в окружающей среде.

В зависимости от материала, из которого пыль образована, она может быть органической и неорганической.

Органическая пыль бывает растительного происхождения (мучная, табачная, сахарная, чайная, хлопковая) и животного происхождения (костяная, шерстяная). Неорганическая подразделяется на минеральную (кварцевая, цементная и др.) и металлическую (стальная, чугунная, медная, алюминиевая и др.).

Пыли рассматривают как дисперсные системы: монодисперсные, т.е. состоящие из частиц одинаковой величины и полидисперсные т.е. такие, в состав которых входят частицы различной величины. Основные физико-химические свойства пыли: дисперсность (степень измельчения), химический и минералогический состав, строение частиц, плотность, удельная поверхность, взрывоопасность, пожароопасность, электрические свойства.

Диоксины и фураны. Принятое название полихлористых дибензопарадиоксинов (ПХДД) и полихлористых дибензофуранов (ПХДФ). Источники образования: неконтролируемое сжигание коммунальных отходов; сжигание топлива в печах устаревшей конструкции; процессы производства различных химикатов, где используются хлорсодержащие соединения; целлюлозно-бумажная промышленность; металлургия, т.е. любые термические процессы, если в зоне горения присутствуют органическая материя и хлор.

Действуют на человека как яды, т.е. накапливаются в организме, так как плохо растворимы в воде. Вызывают тяжелые воспалительные аллергические изменения кожи (т.н. хлорная проказа), нарушение образования гемоглобина, воспаление поджелудочной железы, снижение сопротивляемости инфекциям.