НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ СТАТЬЯ Электронное средство обучения (ЭСО) для проведения урока по биологии на тему: «Формы взаимодействия между организмами»

Министерство образования Московской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Московской области «Подмосковный колледж «Энергия»

(ГАПОУ МО «ПК «Энергия»)

Тема урока: «Формы взаимодействия между организмами»

Преподаватель биологии:

Денисов Растям Мухарамович

Проблемный вопрос?

«Почему, с точки зрения эволюционной биологии и экологии, абсолютное уничтожение всех патогенных микроорганизмов в организме человека (стерильность) является не только недостижимой, но и потенциально опасной целью, и как это связано с основными типами биотических взаимоотношений?»

ОТВЕТ

С эволюционной точки зрения, человек и его микробиом являются результатом коэволюции, где постоянное взаимодействие с бактериями тренирует иммунную систему, поэтому достижение полной стерильности невозможно без разрушения этих защитных механизмов. С экологической позиции, в организме человека сосуществуют все основные типы биотических отношений: от мутуализма (полезные бактерии кишечника) и комментуализма (бактерии кожи) до паразитизма (патогены), и уничтожение всех микроорганизмов ликвидирует полезные и нейтральные связи, нарушая устойчивость этой внутренней экосистемы.

Таким образом, тема нашего урока — «Формы взаимодействия между организмами» — раскрывается через понимание того, что здоровье человека обеспечивается не тотальным уничтожением, а сложным балансом различных типов экологических связей в его микробиоме.

Актуальность проблемы

Структура паразитарных заболеваний в 2024 г. представлена следующим образом:

Энтеробиоз – 82,74%;

Протозойные болезни – 5,38%,

Лямблиоз – 4,62%;

Аскаридоз – 2,86%;

Токсокароз – 0,79%;

Описторхоз – 0,67%;

Дифиллоботриоз – 0,39%;

Эхинококкоз – 0,29%;

Бластоцистоз – 0,19%;

Токсоплазмоз –0,13%;

Гименолепидоз – 0,11%;

Дирофиляриоз – 0,08%;

Трихоцефалез – 0,06%;

Другие гельминтозы – 0,03%.

Цели и задачи урока

• Образовательная:  Сформировать у студентов целостное представление о многообразии биотических связей в природе, классифицировать типы взаимодействий (нейтрализм, аменсализм, конкуренция, хищничество, комменсализм, мутуализм, паразитизм). Подчеркнуть особое место паразитизма как основы инфекционной патологии человека.
• Развивающая:  Развивать клиническое мышление, умение анализировать биологическую информацию, устанавливать причинно-следственные связи («паразит — хозяин — болезнь»), работать с таблицами и текстом.
• Воспитательная:  Формировать понимание социальной значимости профилактики паразитарных заболеваний, воспитывать ответственное отношение к будущей профессиональной деятельности.

Историческая справка

Год

Ученый

1874

Илья Ильич Мечников

1879

Открытие

Антон де Бари

1879

Первая характеристика паразитизма

Классическое определение симбиоза

Рудольф Лейкарт 

с 1942

Подтверждение идей И.И. Мечникова

по 1962

Евгений Николаевич Павловский

В начале

2017

Морфология и систематика паразитов: Павловский детально изучил строение многих видов паразитических червей, клещей и насекомых.

XX в.

Константин Сергеевич Мережковский и Андрей Сергеевич Фамицин

Русские учёные выдвинули гипотезу о ведущей роли симбиоза в прогрессивной эволюции органического мира

Джон Ф. Крайан

Тед Динаном

Вводится понятие «психобиотики» (psychobiotics), о влиянии микрофлоры на деятельность мозга.

Значение взаимоотношений для биоценоза

Ни один вид, ни один организм не существует в природе изолированно. Все живые существа в природных сообществах находятся в сложной системе взаимоотношений. Именно от форм взаимоотношений между живыми организмами зависят возможности питания, размножения и распространения видов. Такие связи называют биотическими (от др.-греч.  biotikos  [био́тикос] — «жизненный»). 

Межвидовые связи, формирующие биоценоз, обусловливают закономерные соотношения в нем видов, их экологических особенностей, численности, распределения в пространстве, т.е. создают определенную структуру биоценоза.

ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩИХСЯ

Цель:  Научиться определять тип взаимодействия и прогнозировать его последствия для здоровья человека (как для хозяина).

Форма работы:  Работа в малых группах (по 3-4 человека).

Задание:  Каждая группа получает карточку с описанием ситуации. Необходимо:

• Определить тип биотических отношений.
• Аргументировать ответ (почему вы так решили, какие критерии использовали: вред/польза, обязательность связи).
• Если это паразитизм — предположить, какой орган или система организма человека будет страдать в первую очередь, и предложить меры неспецифической профилактики.

Ситуация №1:  

В кишечнике человека обнаружена дизентерийная амеба (лат. Entamoeba histolytica) . Она питается эритроцитами, выделяет токсины, вызывая изъязвление стенки кишки и тяжелый колит.

Ситуация №1  

В кишечнике человека обнаружена дизентерийная амеба (лат. Entamoeba histolytica) . Она питается эритроцитами, выделяет токсины, вызывая изъязвление стенки кишки и тяжелый колит.

ОТВЕТ: Это паразитизм , так как амеба получает пользу (питание и среда обитания), а человеку наносит вред (разрушение тканей и интоксикация). В первую очередь страдает толстый кишечник, где возникают язвы. Главная мера профилактики — соблюдение гигиены (мытье рук, кипячение воды и тщательная обработка пищи).

Ситуация №2

В микрофлоре толстого кишечника здорового человека обитают кишечная палочка и бифидобактерии. Они получают от нас питательную среду, а мы — синтез витаминов К и группы В и защиту от патогенных микробов.

Ситуация №2:  

В микрофлоре толстого кишечника здорового человека обитают кишечная палочка и бифидобактерии. Они получают от нас питательную среду, а мы — синтез витаминов К и группы В и защиту от патогенных микробов.

ОТВЕТ: Это мутуализм (разновидность симбиоза), так как оба организма получают пользу: бактерии — питательную среду, а человек — витамины и защиту от патогенов. Основная система взаимодействия — толстый кишечник и иммунная система человека. Для поддержания баланса микрофлоры важны правильное питание и отказ от бесконтрольного приема антибиотиков.

Ситуация №3

На коже человека (в ушной раковине, в волосяных фолликулах) в норме обитают клещи Demodex. В малых количествах они питаются отмершими клетками и кожным салом, не вызывая симптомов.

Ситуация №3

На коже человека (в ушной раковине, в волосяных фолликулах) в норме обитают клещи Demodex. В малых количествах они питаются отмершими клетками и кожным салом, не вызывая симптомов.

ОТВЕТ: Это  комменсализм  (синойкия, квартиранство или факультативный паразитизм), так как клещ получает пользу (питание и среду обитания), а человек в норме не страдает, но при ослаблении иммунитета отношения могут перейти в паразитизм. Основная система — кожа (сальные железы и волосяные фолликулы). Для профилактики демодекоза важно поддерживать гигиену кожи, укреплять иммунитет и не пользоваться чужими косметическими средствами.

Ситуация №4

В микрофлоре влагалища здоровой женщины доминируют лактобактерии (палочки Додерлейна). Они расщепляют гликоген, выделяемый клетками эпителия, до молочной кислоты, создавая кислую среду (pH 3,8–4,5). Это подавляет размножение патогенных бактерий и грибков, защищая от инфекций. Женщина не испытывает никаких симптомов.

Ситуация №4

В микрофлоре влагалища здоровой женщины доминируют лактобактерии (палочки Додерлейна). Они расщепляют гликоген, выделяемый клетками эпителия, до молочной кислоты, создавая кислую среду (pH 3,8–4,5). Это подавляет размножение патогенных бактерий и грибков, защищая от инфекций. Женщина не испытывает никаких симптомов.

Ответ: Это  мутуализм , так как оба организма получают пользу: лактобактерии — питательную среду (гликоген), а женщина — защиту от инфекций за счет кислой среды. Основная система — репродуктивный тракт (влагалище). Для профилактики дисбиоза важно избегать частых спринцеваний, бесконтрольного приема антибиотиков и носить дышащее белье.

Ситуация №5

Человек съел плохо прожаренную рыбу карповых пород. В его организме начал развиваться лентец широкий, достигающий 10 метров в длину, поглощающий витамин В12 и вызывающий анемию.

Ситуация №5

Человек съел плохо прожаренную рыбу карповых пород. В его организме начал развиваться лентец широкий, достигающий 10 метров в длину, поглощающий витамин В12 и вызывающий анемию.

Ответ: Это  паразитизм , так как лентец получает пользу (питание и среда обитания), а человеку наносит вред (анемия из-за дефицита витамина В12). В первую очередь страдает желудочно-кишечный тракт и кроветворная система. Для профилактики необходимо употреблять в пищу только хорошо проваренную или прожаренную рыбу, соблюдать правила ее разделки и избегать сырой рыбы от сомнительных поставщиков.

Ситуация №6

В стоматологическом кабинете работает врач и медицинская сестра. Врач проводит сложное лечение зуба (пломбировка каналов). Сестра подает инструменты, готовит материалы, включает слюноотсос, следит за стерильностью. Работа врача без сестры была бы крайне затруднена и неэффективна, сестра без врача не может лечить. Вместе они обеспечивают качественный результат. Но в принципе, врач мог бы работать один (очень медленно), а сестра могла бы выполнять другие функции (например, мыть инструменты в одиночестве). Их сотрудничество выгодно обоим, но не является абсолютно жестким и единственно возможным.

Ситуация №6

В стоматологическом кабинете работает врач и медицинская сестра. Врач проводит сложное лечение зуба (пломбировка каналов). Сестра подает инструменты, готовит материалы, включает слюноотсос, следит за стерильностью. Работа врача без сестры была бы крайне затруднена и неэффективна, сестра без врача не может лечить. Вместе они обеспечивают качественный результат. Но в принципе, врач мог бы работать один (очень медленно), а сестра могла бы выполнять другие функции (например, мыть инструменты в одиночестве). Их сотрудничество выгодно обоим, но не является абсолютно жестким и единственно возможным.

Ответ. Это  протокооперация  (или факультативный мутуализм), так как оба участника получают пользу (врач — эффективность и скорость, сестра — реализацию профессиональных навыков и зарплату), но связь не является строго обязательной для выживания каждого из них. Основная «система» здесь — производственный процесс стоматологического лечения. Для успешного сотрудничества важны четкое распределение обязанностей, взаимопонимание и соблюдение стандартов работы.

ВЫВОДЫ УРОКА

Мы убедились, что весь спектр взаимоотношений между животными (и человеком в том числе) укладывается в стройную систему из 9 типов. Каждый тип имеет свои биологические и экологические законы.

Нейтрализм  (0 0) — организмы не влияют друг на друга.

Конкуренция (непосредственная)  (– –) — прямое взаимное подавление.

Конкуренция (из-за ресурсов)  (– –) — непрямое подавление при дефиците ресурса.

Аменсализм  (– 0) — один вид подавляет другой, но сам не испытывает отрицательного воздействия.

Паразитизм  (+ –) — паразит (меньше хозяина) живёт за счёт хозяина, причиняя вред.

Хищничество  (+ –) — хищник (обычно крупнее жертвы) поедает жертву.

Комменсализм  (+ 0) — один вид получает пользу, другому безразлично.

Протокооперация  (+ +) — взаимовыгодное, но необязательное сожительство.

Мутуализм  (+ +) — взаимовыгодное и обязательное сожительство.

ВЫВОДЫ УРОКА

Паразитизм — это особая форма В отличие от хищничества, где жертва погибает быстро, паразитизм — это длительный процесс. Паразит не заинтересован в скорой гибели хозяина, но его жизнедеятельность неизбежно приводит к патологическим изменениям в организме.

Медицинский аспект Для будущего врача это означает:

Любой паразит — потенциальный возбудитель заболевания.

Лечить нужно не только следствие, но и разрывать связь «паразит-хозяин».

Профилактика (гигиена, вакцинация, санитарный контроль) — главный инструмент управления этими отношениями.

Домашние задание

• Обязательное:  Выучить классификацию типов взаимоотношений, используя заполненную на уроке таблицу. Уметь приводить собственные примеры. Читать главу 23, стр. 305 - 308

• Творческое задание (по желанию):  

Подготовить мини-сообщение об истории развития  Института медицинской паразитологии им. Е.И. Марциновского  

Подготовить доклад на тему: «Вклад академика Е.Н. Павловского в развитии медицинской паразитологии»

Рефлексия

• Вариант А (Устно):  Студентам предлагается закончить фразу:

• "Сегодня на уроке я понял(а), что паразитизм от хищничества отличается тем, что..." "Самым сложным для меня было определить..." "Для своей будущей профессии я обязательно запомню, что..."
• "Сегодня на уроке я понял(а), что паразитизм от хищничества отличается тем, что..."
• "Самым сложным для меня было определить..."
• "Для своей будущей профессии я обязательно запомню, что..."
• Вариант Б (Письменно, творческое задание - по желанию):  

Составить  синквейн  к одному из понятий: "Симбиоз", "Паразит", "Хозяин", "Комменсализм"

Министерство образования Московской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Московской области «Подмосковный колледж «Энергия»

(ГАПОУ МО «ПК «Энергия»)

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!