الفصل الأول
النظام البيئي
الكائنات الحية وبيئاتها :
تبقى بعض الكائنات الحية ضمن بقعة من الأرض طالما تُوفر لها بيئتها المحيطة كل احتياجاتها ، وتتكون البيئة الطبيعية من المواد والأشياء غير الحية الموجودة في منطقة ما مثل التربة والجو والتضاريس والهواء والماء .
يدعى كائن حي في بيئة ما فرداً ، فمثلاً جندب واحد في أحد الحقول هو فرد ، أما مجموعة جنادب الحقل كلها فهي مجتمع الجنادب . ويدعى كل السكان الذين يتعايشون معاً في محيط ما (بيئة ما) باسم المجتمع . يتكون المجتمع من سكان متنوعين ويتفاعل المجتمع مع بيئته حيث يؤثر فيها ويتأثر بها . يمثل المجتمع والبيئة المحيطة نظاماً بيئياً .
وفوق ذلك فالتفاعل المتبادل بين النباتات والحيوانات تساعد في بقاء نسبة الأوكسجين وثاني أوكسيد الكربون في الجو .
* الخلاصة :
مجموعة الأفراد من نوع واحد تمثل مجتمعاً صغيراً ، أما الأنواع المختلفة من الأحياء التي تعيش معاً فهي ما نسميه المجتمع ، المجتمعات والنبات المحيطة بها تسمى النظام البيئي . لكل كائن حي في النظام البيئي دوره ، وهو يتفاعل مع بقية أفراد المجتمع تفاعلاً متبادلاً . تحدد العوامل المختلفة المكونة للنظام البيئي نوعية وعدد سكان المجتمع الذي يقطنه وبالتالي تؤثر على كثافته السكانية .
* أسئلة للمراجعة :
1- مم يتكون النظام البيئي ؟
يتكون النظام البيئي من :
– مكونات حية ( العوامل الحيوية ) : تشمل جميع الكائنات الحية في النظام البيئي
– مكونات غير حية ( العوامل الطبيعية ) : مثل عوامل التربة و العوامل المائية والعوامل الجوية ( الضوء والحرارة ).
2- عرف المجتمع الحيوي ؟
مجموعة الكائنات الحية التي تعيش في نظام بيئي وترتبط فيما بينها بعلاقات متبادلة .
3- ما مصدر الطاقة الرئيسي ؟
مصدر الطاقة الرئيسي هو الشمس .
4- مم تبدأ السلسلة دائما ؟
تبدأ السلسلة دائما بالمنتجات.
5- كيف تدفق الطاقة الغذائية التي خزنتها النباتات (المنتجات) ؟
كغذاء خلال عملية البناء الضوئي للحيوانات (المستهلكات).
6- ما الخصائص المميزة لمكونات المجتمع الحيوي عن الجمادات ؟
النمو ، التكاثر ، الاستجابة ، التغذية ، الحركة، الأيض، الإخراج، الحفاظ على الاتزان الداخلي
7- هل تختلف الأنظمة البيئية في أحجامها ؟
تختلف الأنظمة البيئية في أحجامها فقد تكون صغيرة كغصن شجرة وحوض سمك أو كبيرة كمحيط وغابة وصحراء .
8- ما هي أطول السلاسل الغذائية ؟
تكون السلاسل الغذائية في البحر والأوساط المائية أطول من السلاسل الغذائية على اليابسة .
9- مم تتكون المنتجات ؟
تشمل المنتجات بالإضافة إلى النباتات الطحالب و البكتيريا الخضراء المزرقة.
: لاحظ الشكل (1-1) من الكتاب و الذي يمثل حوض أسماك كمثال على نظام بيئي، ثم أجب عن الأسئلة الآتية:
أ- مما يتكون النظام البيئي ؟ صنف مكوناته في مجموعتين الأولى تضم المكونات الحية (العوامل الحيوية ) و الثانية المكونات غير الحية ( الطبيعية).
ب- هل توجد علاقة بين العوامل الطبيعية والعوامل الحيوية ؟ اذكر أمثلة.
ج- تسمى المكونات الحية في النظام البيئي المجتمع الحيوي.صف المجتمع الحيوي في الغابة.
: ترتبط الكائنات الحية المكونة للمجتمع الحيوي في النظام البيئي علاقات متبادلة تعتمد على تبادل المواد الغذائية و الطاقة يتم داستها خلال السلاسل الغذائية. لاحظ الشكل (1-2) من الكتاب ،ثم أجب عن الأسئلة الآتية:
أ- ما مصدر الطاقة الرئيسي ؟ وما الكائنات الحية القادرة على الاستفادة منه بصورة مباشرة؟
ب- كيف تنتقل الغذاء( الطاقة) من النباتات إلى النمل ومنه إلى الطائر وصولاً إلى النمر؟
ج- إلى ماذا تشير الأسهم في الشكل؟
د- ارسم سلسلة غذائية من بيئتك المحلية موضحاً فيها اتجاه تدفق الطاقة.
– وضح المقصود بالمفاهيم والمصطلحات التالية:
السلسلة الغذائية ، الشبكات الغذائية ، القوارت ، المحللات، التحلل.
السلسلة الغذائية : انتقال الطاقة الغذائية التي خزنتها النباتات (المنتجات)
كغذاء خلال عملية البناء الضوئي للحيوانات (المستهلكات).
الشبكات الغذائية : تداخل السلاسل الغذائية مع بعضها بعضاً على شكل شبكات تسمى الشبكات الغذائية .
القوارت : الكائنات الحية التي تعتمد على غذائها على النبات والحيوان معاً مثل الإنسان .
المحللات : هي كائنات حية تقوم بالاستفادة من مخلفات الكائنات الحية مثل بقايا النباتات والحيوانات الميتة حيث تقوم بتحليلها إلى مكوناتها الأصلية ، ومن الأمثلة على المحللات البكتيريا والفطريات .
التحلل : عملية تحويل المواد العضوية في الكائنات الحية على مواد غير عضوية مثل البخار وثاني أكسيد الكربون عن طريق المحللات ، وينتج من هذه العملية بعض مركبات النتروجين مثل النشادر.
– علل : تقل الطاقة المنتقلة من مستوى لآخر تدريجياً كلما انتقلنا نحو قمة الهرم في السلسلة الغذائية .
بسبب استهلاك الكائنات الحية الجزء الأكبر من الطاقة التي تحصل عليها من غذائها في عملية التنفس الخلوي وتنتقل الطاقة الى البيئة المحيطة على شكل طاقة حرارية .
ما أهمية المحللات للبيئة؟
التخلص من الفضلات وبقايا الكائنات الحية و الحفاظ على الاتزان البيئي بإعادة العناصر المكونة للكائنات الحية للبيئة مرة أخرى
: ارسم شبكة غذائية بسيطة من بيئتك المحلية
– وضح مفهوم هرم الأعداد؟
تنظيم عددي للكائنات الحية يبدأ بالنباتات (المنتجات) تشغل المستوى الأول في الهرم ( قاعدة الهرم ) ثم الحيوانات آكلة النباتات (المستهلكات الأولى)، فالحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكات الثانية)….
– تتبع مسار انتقال الطاقة المخزونة في الكائنات الحية المكونة للهرم ؟
المنتجات (قاعدة الهرم) уالحيوانات آكلة النباتات (المستهلكات الأولى) уالحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكات الثانية) у المستهلكات الثالثة ( قمة الهرم)
– ما أهمية هرم الأعداد؟
يستخدم هرم الأعداد لبيان التغير في أعداد الكائنات عند الانتقال من المنتجات إلى المستهلكات الأولى فالثانية فالثالثة.
– لماذا تقل الطاقة المخزنة في الكائنات الحية كلما اتجهنا نحو قمة الهرم ؟
و ذلك لفقدانها على شكل حرارة خلال عملية التنفس الخلوي.
ارسم هرم أعداد توضح في العلاقة بين الكائنات الحية الآتية:
نسر ، عصفور ، جراد ، أعشاب.
– اكتب معادلة التنفس الخلوي:
حرارة O2 CO2 +H2O + + جلوكوز (الغذاء)
: تمثل السلاسل الغذائية على شكل أهرام أعداد لدراسة أعداد الكائنات الحية المكونة لها لاحظ الشكل(1-3) من الكتاب ، ثم أجب عن الأسئلة الآتية:
1- يقسم هرم الأعداد إلى مستويات اعتماداً على تغذية الكائنات الحية المكونة له. ما هي هذه المستويات؟
2- أذكر مثال على كل مستوى؟
3- صف أعداد الكائنات الحية في المستويات المختلفة من هذا الهرم؟
4- تقل الطاقة المنتقلة من مستوى إلى أخر كلما انتقلنا إلى قمة الهرم بسبب استهلاك الكائنات الحية للطاقة خلال عملية التنفس الخلوي. أي الكائن الحي يمتلك أكبر مخزون من الطاقة وأيها يمتلك اقل مخزون من الطاقة؟
5- ماذا تتوقع أن يحدث لإعداد العصافير إذا زاد عدد الصقور بصورة كبيرة؟
العلاقات بين المكونات غير الحية
دورتي الأكسجين و الكربون
1- كيف ينتج و يستهلك الأكسجين ؟
الأكسجين ينتج خلال عملية البناء الضوئي و يستهلك خلال عمليتي التنفس و الاحتراق.
ومن مصادر الأكسجين الأخرى في الجو تحلل طبقة الأوزون ( O3 ) في طبقات الجو العليا بفعل الأشعة فوق البنفسجية.
2- ما خطورة الخلل الذي يحدثه الإنسان في دورة الأكسجين؟
خطورة الخلل الذي يحدثه الإنسان في دورة الأكسجين بقطع الأشجار واستخدام الوقود الاحفوري، واقتراح طريقة تقلل من تأثير ذلك.
3- كيف ينتج و يستهلك غاز ثاني أكسيد الكربون ؟
غاز ثاني أكسيد الكربون ينتج خلال عملية التنفس و حرق الوقود الأحفوري و تحلل بقايا الكائنات الحية ،و يستهلك خلال عملية البناء الضوئي.
4- لماذا تحتاج الكائنات الحية للأكسجين ؟
لحرق الغذاء وإنتاج الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية.
5- كيف تحصل الكائنات المائية على الأكسجين ؟
تحصل الكائنات المائية على الأكسجين الذائب في الماء.
: اذكر نسب الغازات في الغلاف الجوي ؟
: صنف العمليات الآتية إلى عمليات منتجة للأكسجين وعمليات مستهلكة له:
التنفس، الاحتراق، البناء الضوئي.
: ما الأضرار الناتجة عن زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون؟
: اقترح طريقة يمكن من خلالها تقليل نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو.
: لاحظ الشكل (1- 6) من الكتاب والذي يمثل دورة الأكسجين في الطبيعة، ثم أجب عن الأسئلة الآتية:
1- ما العملية الحيوية المستهلكة للأكسجين؟………………………………….. ..
2- ما العملية الحيوية المنتجة للأكسجين ؟………………………………………..
3- كيف تساهم هاتين العمليتين في الحفاظ على نسبة الأكسجين في الجو؟
4- يظهر الشكل مثال على نشاط يقوم به الإنسان يحدث خلل في نسبة الأكسجين في الجو، ما هو؟ وكيف يؤثر؟
5- كيف يؤثر قطع الأشجار على دورة الأكسجين؟
6- قدم بعض النصائح والاقتراحات للحفاظ على ديمومة دورة الأكسجين؟
: لاحظ الشكل (1-7) من الكتاب والذي يمثل دورة الكربون في الطبيعة، ثم أجب عن الأسئلة الآتية:
1-=ما العملية الحيوية المستهلكة لثاني أكسيد الكربون؟………..
2- ما العمليات الحيوية المنتجة لثاني أكسيد الكربون؟…………..
3- كيف تساهم هذه العمليات في الحفاظ على نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو؟
4- يظهر الشكل مثال على نشاط يقوم به الإنسان يحدث خلل في نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو، ما هو؟ وكيف يؤثر في نسبته؟
5- تعاني الأرض حاليا من ارتفاع نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو مما تسبب في ارتفاع درجة حرارتها صف تأثير ذلك على الحياة على سطحها؟
6- قدم بعض النصائح والاقتراحات للحفاظ على ديمومة دورة الكربون؟
دورة النيتروجين في الطبيعة
1- بعض أنواع البكتيريا تعيش في عقد في جذور البقوليات و تقوم بتثبيت غاز النيتروجين بتحويله إلى مركبات عضوية تدخل إلى النبات بالامتصاص وتنتقل منها إلى الحيوانات التي تتغذى عليها.
2- تحلل بقايا الكائنات الحية مصدر للمركبات النيتروجينية.
3- البرق مصدر للمركبات النيتروجينية في التربة.
4- تعيش في التربة أنواع من البكتيريا تعمل على إعادة النيتروجين إلى الجو مرة أخرى.
5- عمليات تثبيت النيتروجين و إعادة النيتروجين تعملان على الحفاظ على ثبات نسبة النيتروجين في الجو
6- الكائنات الحية تحتاج النيتروجين لبناء البروتين .
7- تدخل الأملاح النيتروجينية في بناء المادة الوراثية ( الحموض النوويةDNA ,RNA ) و حاملات الطاقةATP
8- تعيش بعض النباتات في تربة فقيرة بأملاح النيتروجين فتعوض النقص
بافتراس الحشرات
9- يتدخل الإنسان في دورة النيتروجين بإضافة الأسمدة النيتروجينية إلى التربة.
– ما العمليات التي تعمل على تثبيت النيتروجين؟
1) تثبيت النيتروجين بواسطة أنواع من بكتيريا تثبيت النيتروجين في عقد البقوليات.
2) البرق.
1)ما رأيك بالعبارات الآتية :
– يفضل ترك جذور البقوليات ( الفول و الحمص و العدس …) في التربة .
لاحتوائها على بكتيريا تثبيت النيتروجين
– جميع أنواع البكتيريا ضارة.
عبارة خاطئة : بعض الأنواع تثبت النيتروجين كمركبات عضوية، و بعضها يعيده إلى الجو على شكل غاز.
– طمر قشور الخضروات والفواكه في حديقة المنزل.
تتحلل وتزيد كمية المركبات النيتروجينية في التربة
– ما الكائنات المنتجة للنيتروجين في التربة؟
اجابات أسئلة الفصل الأول ص ( 22- 24 )
السؤال الأول :
أ- الشمس .
ب- الطحالب البحرية .
ج- اسماك صغيرة .
د- الحوت القاتل .
ه- مستهلك أول .
و- تنتج غذائها بالبناء الضوئي .
ز- يزداد عدد الأسماك الصغيرة ويقل عدد الحيتان القاتلة .
السؤال الثاني :
أ- السلسلة الغذائية : رسم يمثل مسار انتقال الطاقة خلال الكائنات الحية تبدأ بالمنتجات فالحيوانات آكلة النباتات إلى الحيوانات المفترسة .
-الشبكة الغذائية: رسم يمثل العلاقة الغذائية بين الكائنات الحية المختلفة في النظام البيئي .
ب- المستهلكات الأولى حيوانات تتغذى على النباتات
المستهلكات الثانية فهي حيوانات مفترسة تتغذى على الحيوانات آكلة الأعشاب .
ج- عمليات منتجة للأكسجين هي عمليات ينتج الأكسجين خلالها
وهي عملية البناء الضوئي ، أما العمليات المستهلكة للأكسجين
فهي عمليات يستهلك الأكسجين خلالها مثل عملية التنفس.
السؤال الثالث :
عن طريق استهلاك الطاقة التي تحصل عليها من الغذاء خلال التنفس الخلوي وتنتقل الطاقة إلى البيئة الحيطة على شكل حرارة .
السؤال الرابع :
أ- شبكة غذائية .
ب- أعشاب فأر بوم
أو أعشاب أرنب ابن عرس.
أو أعشاب فأر ابن عرس
أو أعشاب فأر ثعلب
أو أعشاب أرنب بوم
أو أعشاب أرنب ثعلب
أو أعشاب خنفساء بوم
ج- نتج للغذاء .
د- اتجاه انتقال الطاقة .
ه- آكل الأعشاب : أرنب ، فأر ، خنفساء / آكل لحوم :ابن عرس، بوم ، ثعلب .
و- البوم يتغذى على الأرنب و الخنفساء و الفأر
و ابن عرس يتغذى على الأرنب و الفأر.
تفسير عدم وجود سلاسل غذائية منفردة اعتماد الكائنات الحية على مصادر غذائية متعددة.
ز- الثعالب :تقل لقلة الغذاء / الأرنب :تزداد لزيادة الأعشاب أو تقل لاعتماد الثعالب عليها كغذاء / الأعشاب : تزداد .
السؤال الخامس :
أ- البناء الضوئي ، تستهلك ثاني أكسيد الكربون.
ب- التنفس الخلوي ، تنتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
ج-تنتج غاز ثاني أكسيد الكربون ، وتزيد من نسبته عن المعدل الطبيعي.
د- يزيد من نسبة ثاني أكسيد الكربون نتيجة لفقدان الغطاء النباتي. مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض.
هـ – إجابات مختلفة.
