วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ม.3 เล่ม1 หน่วย1_ระบบนิเวศ

วิทยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี เลม 1 ชั้นมัธยมศึกษาปท่ี 3 กลุมสาระการเรยี นรวู ทิ ยาศาสตรแ ละเทคโนโลยี หนว ยการเรยี นรูท่ี 1 หนว ยการเรียนรูที่ 2 หนวยการเรยี นรูที่ 3 หนว ยการเรียนรทู ่ี 4 Slide PowerPoint_ส่อื ประกอบการสอน บรษิ ัท อกั ษรเจรญิ ทศั น อจท. จาํ กัด : 142 ถนนตะนาว เขตพระนคร กรุงเทพฯ 10200 Aksorn CharoenTat ACT.Co.,Ltd : 142 Tanao Rd. Pranakorn Bangkok 10200 Thailand โทร./แฟกซ : 0 2622 2999 (อตั โนมัติ 20 คูสาย) [email protected] / www.aksorn.com

1หนวยการเรยี นรทู ี่ ระบบนิเวศ ตวั ช้ีวัด • อธิบายปฏสิ มั พันธขององคป ระกอบของระบบนเิ วศท่ีไดจากการสํารวจ • อธิบายรูปแบบความสมั พันธร ะหวางสงิ่ มีชีวติ กับส่ิงมีชีวิตรปู แบบตา ง ๆ ในแหลงท่ีอยูเ ดียวกนั ที่ไดจ ากการสาํ รวจ • สรางแบบจําลองในการอธบิ ายการถา ยทอดพลังงานในสายใยอาหาร • อธิบายความสมั พนั ธข องผผู ลิต ผูบริโภค และผูยอยสลายสารอินทรยี ในระบบนิเวศ • อธบิ ายการสะสมสารพษิ ในสง่ิ มีชีวติ ในโซอาหาร • ตระหนักถงึ ความสัมพันธของสงิ่ มีชวี ิต และสง่ิ แวดลอมในระบบนิเวศ โดยไมท าํ ลายสมดุลของระบบนเิ วศ

เรอื ขนนํา้ มนั ลมกลางทะเล มผี ลตอระบบนเิ วศทางทะเลอยา งไร

ระบบนิเวศ หนวยของความสมั พันธระหวา งส่งิ มีชวี ติ กับสงิ่ แวดลอมทั้งทีเ่ ปน ส่งิ มชี ีวิตและสิ่งไมม ชี ีวติ ในแหลงท่ีอยอู าศยั แหลง ใดแหลง หนง่ึ สิง่ ไมม ชี ีวติ สงิ่ มีชวี ิต • แสง สิง่ มชี วี ิตชนดิ ตางๆ ท่ีมาอาศัย • ดิน อยรู วมกนั เรียกวา • หนิ กลมุ สิง่ มชี ีวิต (community) • นา้ํ • อากาศ องคประกอบของระบบนเิ วศ • อณุ หภมู ิ ประกอบดวยอะไรบาง

องคป ระกอบของระบบนิเวศ แบงออกเปน 2 ประเภท ดงั น้ี องคป ระกอบทไี่ มมชี ีวติ องคป ระกอบทม่ี ชี วี ติ สวนท่ที ําใหระบบนเิ วศ ส่ิงมชี ีวิตทกุ ชนดิ ทีอ่ าศยั เกดิ ความสมดลุ ซึ่งมีอิทธพิ ลตอ อยใู นระบบนเิ วศ การดาํ รงชวี ติ และการกระจาย เชน พชื จุลนิ ทรีย สตั ว ของสิ่งมชี วี ิต ในระบบนิเวศ โดยส่ิงมีชีวติ แตล ะชนดิ มีความสัมพนั ธ หากขาดองคป ระกอบที่ไมม ชี วี ิตเหลานี้ กับส่ิงมีชวี ติ ชนดิ อืน่ สง่ิ มชี วี ิตจะไมสามารถ และมคี วามสมั พันธ ดํารงชวี ิตอยไู ด กับส่ิงแวดลอม

องคป ระกอบทไี่ มม ีชวี ติ อนนิ ทรยี สาร (inorganic substance) แสง แกสออกซิเจน แกส ตา งๆ นา้ํ ตาล น้าํ เชน แกส ออกซิเจน แกส คารบอนไดออกไซด เปนแกส ทเี่ กีย่ วขอ งกับกระบวนหายใจของ เปนปจ จยั กําหนดสภาพแวดลอม สิง่ มีชวี ิต ตวั อยางเชน พชื ใชแกส คารบ อนได- ความอุดมสมบรู ณ ลกั ษณะ และชนดิ ออกไซดในการสังเคราะหดวยแสง และได ของระบบนิเวศ สิง่ มชี ีวิตทุกชนิดลว น แกสออกซิเจนเปนผลผลิต ซึ่งสิ่งมีชีวิตอื่นจะ จาํ เปนตองอาศยั นา้ํ ในการดาํ รงชวี ิต หายใจเอาแกสออกซิเจนเขาสูรางกาย นาํ้ แรธ าตุ แรธาตุ พืชและสัตวแ ตล ะชนิดมีความตองการ แรธาตุตางๆ ในปริมาณทแ่ี ตกตา งกัน เชน ถาพชื ขาดธาตแุ มกนเี ซียมจะเกดิ โรคคลอโรซิส

องคป ระกอบทไี่ มม ีชีวติ อนิ ทรยี สาร (organic substance) เปนสารทไ่ี ดจ ากสง่ิ มชี ีวิต เชน คารโบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน ซ่ึงไดจากการเนาเปอ ยและผุพงั ของซากพชื ซากสัตว ซากพืชซากสัตวทีท่ บั ถมในดนิ อินทรียสารแตกตางจาก เปน เวลานาน จะกลายเปนฮวิ มสั อนนิ ทรียสารอยา งไร ซ่ึงดนิ ท่มี ฮี วิ มสั มกั มีสีดาํ คลํ้า

องคประกอบทไ่ี มม ชี ีวติ สภาพแวดลอ มทางกายภาพ (physical environment) แสงสวาง ความเปน กรด-เบสของดนิ และนํ้า แสงจากดวงอาทติ ยเปน แหลง พลงั งานท่ีสําคญั ของโลก แสงเปน ตวั กําหนดพฤตกิ รรมของ สิ่งมีชีวติ แตละชนิดตองอาศัยอยใู นสภาพแวดลอมท่มี ี สงิ่ มีชีวติ เชน การออกหากินของ ความเปนกรด-เบส ทเ่ี หมาะสมจงึ จะดํารงชวี ติ อยไู ด สัตวบ างชนิด เชน พชื สว นใหญเ จริญไดดีในดนิ ที่มีสภาพเปนกลาง

องคประกอบทไ่ี มม ีชีวิต สภาพแวดลอ มทางกายภาพ (physical environment) ความเค็ม อุณหภูมิ ความเค็มมอี ิทธิพลอยา งมากกับสง่ิ มีชีวติ ทอ่ี าศัยอยูบริเวณ เปนปจจัยท่ีควบคุมการเจริญเติบโต การสืบพันธุ ผิวนาํ้ ตวั อยางเชน ปา ชายเลนเปน บริเวณชายฝง ทะเลทมี่ ี และการแพรกระจายของส่ิงมีชีวิต นอกจากน้ีอุณหภูมิ การเปล่ียนแปลงความเค็มตลอดเวลา เน่ืองจากอิทธิพล ยงั มผี ลตอการปรับตัวท้งั ดา นโครงสรางและพฤตกิ รรม ของนาํ้ ข้นึ น้ําลง ของสิ่งมีชวี ติ

องคประกอบทไ่ี มมีชีวิต องคประกอบทีไ่ มมชี ีวติ มีความสําคญั กับสง่ิ มีชีวิต สภาพแวดลอ มทางกายภาพ (physical environment) ในระบบนิเวศอยา งไร ความชนื้ ความชน้ื มผี ลตอ การระเหยของนํ้าในรางกายของสิง่ มีชีวติ ทาํ ใหส ิ่งมชี วี ติ มีการปรับตวั เพอื่ รักษาสมดลุ ของนาํ้ ภายใน รางกาย เชน กระบองเพชรในทะเลทรายลดรูปจากใบ กลายเปน หนาม กระแสลม มีอทิ ธิพลตอการผสมพันธขุ องพืช การแพรกระจายพันธุพชื และการคายน้ําของพชื เชน ลมชว ยพดั พาเกสรของดอกหญา ไปยังพน้ื ท่ตี า งๆ

องคประกอบทม่ี ชี วี ิต ไดแ ก พชื จลุ นิ ทรยี  สตั ว ซ่งึ มีบทบาทและหนา ที่ท่แี ตกตา งกนั

ความสัมพนั ธร ะหวา งสิ่งมชี วี ติ ในระบบนเิ วศ ทาํ ไมตน ไม 2 ตน จงึ เจริญเติบโตแตกตา งกนั

สง่ิ มีชวี ิตชนดิ ตา งกนั ทมี่ าอยูร วมกัน จะมคี วามสัมพนั ธ ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง โลก ระบบนเิ วศ กลมุ สงิ่ มีชีวิต ประชากร ส่งิ มชี วี ิต (Biosphere) (Ecosystem) (Community) (Population) (Organism) โลกเปนระบบนิเวศท่ีมีขนาด หนวยความสัมพันธระหวาง สิ่งมชี ีวติ หลายชนิดมาอาศัย สิ่งมชี ีวติ ชนดิ เดียวกันมาอาศัย สง่ิ มีชีวิตตอ งการอาหาร ใหญท่ีสุด ปร ะกอบ ดว ย ส่ิงมีชีวิตกับส่ิงแวดลอม ท้ังที่ อ ยู ใ น แ ห ล ง ท่ี อ ยู เ ดี ย ว กั น อยูรวมกนั ในบริเวณเดยี วกนั นํ้า และปจ จัยทางกายภาพ ส่ิงมชี วี ิตและส่ิงไมมชี วี ติ เปน ส่งิ มีชีวิตและสงิ่ ไมมีชวี ิต และมีความสัมพันธกนั และชว งเวลาเดียวกัน ในการดาํ รงชีวิต

รูปแบบความสมั พนั ธระหวางส่ิงมีชีวิตในระบบนิเวศ ฝา ยหนง่ึ ไดร บั ประโยชน อีกฝา ยหนึ่งไมไดร ับ ตางฝายตางไดร บั ประโยชน ฝายหนึ่งไดรบั ประโยชน อีกฝา ยหนงึ่ ตา งฝายตา งเสยี ประโยชน และไมเสยี ประโยชน เสียประโยชน (+,+) (-,-) (+,0) (+,-) • ภาวะอิงอาศัย • ภาวะการไดรับประโยชน • ภาวะประสิต • ภาวะการแกงแยงแขง ขนั รว มกนั • ภาวะการลาเหย่อื • ภาวะพ่งึ พากนั

ภาวะอิงอาศัย (commensalism) เปนความสัมพนั ธของส่งิ มชี ีวิต 2 ชนิด ทม่ี าอยูร วมกัน โดยฝายท่ขี อองิ อาศัยจะไดร ับประโยชน (+) สวนอีกฝา ยที่เปน ผใู หอาศัยจะไมไดรับและไมเสียประโยชน (0) ตัวอยา งเชน ปลาฉลาม (0) นก (+) เหาฉลาม (+) ตน ไม (0) เหาฉลามกบั ปลาฉลาม นกทํารงั บนตน ไม เหาฉลามกินเศษอาหารที่เหลอื จากปลาฉลาม และไมไดสราง นกทํารังบนที่สูงโดยอาศัยความสูงของตนไม เพื่อปองกัน ความเดอื ดรอ นใหกับปลาฉลาม จึงอาศัยอยูร วมกันได อันตรายจากสัตวใ หญ โดยนกไมไดสรางความเสียหายใหกับ ตนไม จงึ อาศยั อยูร ว มกันได

ภาวะพึง่ พากัน (mutualism) เปน ความสัมพนั ธของส่ิงมชี ีวิต 2 ชนิด ทม่ี าอยรู วมกนั แลวพึ่งพาซึง่ กนั และกัน ไมสามารถแยกจากกนั ได ตองอยูรว มกนั ไปตลอดชีวติ ตวั อยางเชน โพรโทซัวในลาํ ไสปลวก (+) (Trichonympha sp.) รา (+) กบั สาหราย (+) ปลวก (+) โพรโทซัวในลาํ ไสป ลวก ไลเคนหรอื รากับสาหราย ปลวกกนิ ไมเปนอาหารได เนื่องจากในลําไสปลวกมีโพรโทซัวชนิด สาหรายสามารถสรางอาหารเองไดดวยการสงั เคราะหด ว ยแสง ไทรโคนิมฟา ทีส่ รา งเอนไซมเ ซลลเู ลสมาชวยยอ ยไม และโพรโทซัว สว นราใหค วามชื้นแกส าหราย และดูดซึมอาหารจากสาหราย จะไดรบั สารอาหารจากการยอยไมเ ปน อาหาร

ภาวะการไดร ับประโยชนรวมกนั (cooperation) เปน ความสัมพนั ธของสิง่ มชี วี ิต 2 ชนิด ทมี่ าอยรู วมกนั แลว ตา งฝายตางไดร บั ประโยชนร วมกนั สามารถแยกจากกันได โดยไมส ง ผล กระทบกบั การดาํ รงชวี ิต ตวั อยางเชน นกเอี้ยง (+) ดอกไม (+) ผเี สื้อ(+) ควาย (+) ดอกไมกับผีเสือ้ ควายกบั นกเอ้ียง ผีเสื้อดูดนํ้าหวานจากดอกไมเปนอาหาร และดอกไมไดรับ นกเอ้ียงชวยกินเห็บ หมัด บนผิวหนังควายเปนอาหาร ประโยชนจากผเี ส้อื ในการชวยผสมเกสร สว นควายไดน กเอย้ี งชวยกาํ จัดปรสติ บนผวิ หนัง

ภาวะปรสติ (Parasitism) เปน ความสมั พันธของส่งิ มีชวี ติ ท่มี าอยูรวมกนั แลว ฝา ยหน่งึ ไดรับประโยชน เรียกวา ปรสติ (parasite) สวนฝา ยเสยี ประโยชน เรียกวา ผูถ ูกอาศยั (host) ตวั อยา งเชน พยาธิใบไมตับ (+) กาฝาก (+) กบั ตนไม (-) ในทอ น้ําดีของคน (-) พยาธิตัวตดื (+) เพล้ีย (+) กับตน ไม (-) ในลําไสใหญข องคน (-) ปรสิตภายใน ปรสิตภายนอก

ภาวะการลาเหยอ่ื (predation) เปน ความสมั พนั ธข องสิง่ มีชวี ติ ท่ีมาอยรู วมกัน แลว ฝายหน่ึงไดรับประโยชน เรียกวา ผูลา (predator) สว นฝายเสยี ประโยชน เรยี กวา เหย่ือ (prey) ตัวอยางเชน หมีสนี าํ้ ตาล (+) สงิ โต (+) ปลา (-) มา ลาย (-) หมสี ีนํา้ ตาลลา ปลาเปน อาหาร สงิ โตลามา ลายเปนอาหาร

ภาวะการแกง แยงแขงขัน (Competition) เปน ความสมั พนั ธข องสงิ่ มีชีวิต 2 ฝา ย ท่ตี อ งการทรัพยากรเดยี วกัน ทาํ ใหเกิดการแกงแยง กนั แบงออกเปน 2 แบบ ดังนี้ การแกงแยงแขง ขนั ระหวางสง่ิ มชี ีวิตชนดิ เดยี วกัน การแกง แยง แขงขันระหวางสงิ่ มีชีวิตตางชนดิ กนั (intraspecific competition) (interspecific competition) หมตี อ สูกนั เพ่อื แยงอาหาร หมตี อ สูกบั หมาปาเพอ่ื แยงอาณาเขต กวางตอสกู นั เพื่อแยง อาณาเขต หมาในและแรง แยงกนั กนิ ซากสิ่งมีชีวิต

การถายทอดพลงั งานในระบบนิเวศ เมอ่ื สัตวก นิ พชื และสัตวกินสตั วตอไป อีกทอดหนึง่ พลังงานจากผูผลิตจะถายทอดไป พชื เปนผูผลิตท่ีสามารถสรางอาหารเองได ยั ง ผู บ ริ โ ภ ค ผ า น ก า ร กิ น ข อ ง ส่ิ ง มี ชี วิ ต ดว ยการสังเคราะหดว ยแสง โดยเปล่ยี น เ รี ย ก ค ว า ม สั ม พั น ธ น้ี ว า โ ซ อ า ห า ร พลังงานแสงใหเปนพลงั งานเคมี (food chain) ธรรมชาติส่ิงมีชีวิตไมไดกินสัตว เพียงชนิดเดียว แตอาจกินมากกวา 1 ชนิด จงึ ทําใหเกิดโซอ าหารหลายโซท่ีมคี วามซบั ซอน มากขึน้ เรียกความสัมพนั ธนีว้ า สายใยอาหาร (food web) ความสัมพันธของสิ่งมีชีวติ รปู แบบใด ทาํ ใหเ กิดการถา ยทอดพลังงาน ในระบบนเิ วศ

การเขียนแผนภาพโซอาหาร สามารถเขยี นเปน แผนภาพโดยเร่ิมจากผผู ลิตอยทู างดา นซา ย และตามดว ยผูบ ริโภคลาํ ดับท่ี 1 ผบู ริโภคลาํ ดับท่ี 2 ตอไปเรือ่ ยๆ จนถึงผูบรโิ ภคลําดบั สุดทาย และเขียนลกู ศรแทนการถา ยทอดพลงั งาน โดยใหหัวลกู ศรชไ้ี ปทางผูบ ริโภค ปรมิ าณพลงั งานในส่ิงมีชวี ติ ในโซอาหารเปนอยางไร ปริมาณ พลงั งาน ผผู ลิต ผบู รโิ ภคลําดบั ท่ี 1 ผบู ริโภคลาํ ดบั ที่ 2 ผูบรโิ ภคลาํ ดับที่ 3 ผูบริโภคพชื ผบู ริโภคสัตว ผบู ริโภคซากสัตว

การสะสมสารพิษในโซอาหาร มาก นอ ย ผบู ริโภคลาํ ดบั ท่ี 4 นอ ย มาก ผบู ริโภคลาํ ดบั ที่ 3 ปริมาณสารพิษ ปรมิ าณพลังงาน ผบู รโิ ภคลาํ ดบั ท่ี 2 ผบู รโิ ภคลําดบั ที่ 1 ผูผลติ



Summary หนว ยการเรียนรทู ี่ 1 ระบบนิเวศ ระบบนเิ วศ คือ กลมุ สิ่งมีชวี ิตทอ่ี าศัยอยูใ นบริเวณ ของระบบนิเวศ เดียวกันและมีความสัมพันธกันและ สมั พนั ธกับสง่ิ ไมมีชวี ติ ในส่งิ แวดลอม องคป ระกอบทมี่ ีชีวิต นั้นๆ อยา งเปนระบบ “ผผู ลติ ”พชื องคประกอบทไี่ มมชี ีวติ “ผบู รโิ ภค” อนินทรียสาร ผบู ริโภคพืช เชน กระตาย ผบู รโิ ภคสัตว เชน เสือ - แรธ าตุ เชน N, P, K ผบู ริโภคท้งั พืชและสตั ว เชน มนุษย - แกสตางๆ เชน CO2, O2, N2 ผูบริโภคซากสตั ว เชน แรง - นํ้า “ผูยอ ยสลายสารอินทรยี ” อนิ ทรยี สาร รา แบคทีเรยี - ซากพืชซากสตั ว สภาพแวดลอมทางกายภาพ - แสงสวา ง - อุณหภูมิ - ความเปนกรด-เบส - ความชืน้ - ความเค็ม - กระแสลม

ความสัมพันธ ในระบบนเิ วศ ลกั ษณะ รปู แบบ ตวั อยา ง ความสมั พนั ธ ,ความสัมพันธ ความสมั พนั ธ ความสัมพนั ธของสง่ิ มีชวี ติ 2 ชนิด ที่ไดรับประโยชน • ไลเคน (รากับสาหราย) ภาวะพึ่งพากนั รว มกนั ขาดจากกนั ไมไ ด • โพรโทซวั ในลําไสปลวก (mutualism) • แบคทีเรียในปมรากถว่ั ความสมั พนั ธข องสิ่งมีชีวิต 2 ชนดิ ฝา ยหนึ่งไดร ับประโยชน • เหาฉลามกับปลาฉลาม , (ผอู าศัย) อกี ฝายหนึ่งไมไดรับและไมเสียประโยชน • นกทํารังบนตนไมใ หญ (ผูใหอาศยั ) • กลวยไมก ับตน ไมใ หญ ภาวะองิ อาศัย (commensalism) ความสัมพันธข องสงิ่ มีชวี ติ 2 ชนดิ ฝา ยปรสติ (parasite) • พยาธิในลาํ ไสใหญมนษุ ย ไดรับประโยชนอาจอยภู ายนอกหรืออยภู ายในอีกฝาย • กาฝากกบั ตนไมใหญ , หน่งึ ซง่ึ เปน ผูถกู อาศยั (host) จะเสยี ประโยชน • เหบ็ และหมัดบนตัวสนุ ขั ภาวะปรสติ ความสัมพันธของสง่ิ มชี ีวติ 2 ชนิด ฝา ยทเ่ี ปน ผลู า • เสอื ลากวาง (parasitism) (predator) ไดร บั ประโยชน สวนอกี ฝา ยทีเ่ ปนเหย่ือ • นกกินหนอน (prey) จะเสียประโยชน เพราะเปน อาหารของผูล า • ตนกาบหอยแครงกับแมลง , ภาวะการลาเหยื่อ (predation)

โซอาหารที่มีความซับซอ นมากขนึ้ ความสัมพันธข องสิง่ มชี ีวิตในบริเวณเดียวกัน ทม่ี ีการถายทอดพลังงานผานการกินตอ กัน เปน ทอด ๆ เชน หญา = ผูผ ลติ ตก๊ั แตน = ผบู ริโภคลาํ ดับที่ 1 กบ = ผบู รโิ ภคลาํ ดับท่ี 2 งู = ผบู ริโภคลําดบั ที่ 3 เหยยี่ ว = ผูบรโิ ภคลําดับท่ี 4 โดยปริมาณพลงั งานทีถ่ กู ถา ยทอดจะลดลง ไปทีละขน้ั ตามลาํ ดบั ของผูบรโิ ภคทส่ี งู ขน้ึ