Головна » Статті » Старша школа » Біологія 11 клас

Колообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор. Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем
Тема. Колообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор. Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем
Мета: ознайомити учнів із колообігом речовин і енергії як основним системотворчим фактором, сформувати поняття біогеохімічного циклу та розглянути його роль у функціонуванні та розвитку геосистеми; розвивати вміння висловлювати свою думку, розвивати екологічно грамотні погляди; виховувати почуття відповідальності, культуру спілкування.
Очікувані результати: після цього уроку учні зможуть: дати визначення поняттю «біогеохімічний цикл»; пояснювати роль біогеохімічного циклу у функціонуванні та розвитку геосистеми; назвати причини постійного колообігу речовин у біосфері; порівнювати великий та малий колообіги речовин у біосфері; характеризувати колообіг речовин і енергії як системотворчий фактор.
Епіграф уроку. Усе пов’язане з усім.
Б. Коммонер
Хід уроку
I. Організаційний етап
II. Актуалізація опорних знань
Вправа «Вірю – не вірю»
1. Деградація природи – процес порушення екологічної рівноваги, який спричиняється природними чи антропогенними факторами і призводить до руйнації навколишнього середовища +
2. Особливо численними стали застереження про деградацію природи у другій половині 20 ст +
3. Темпи зміни параметрів біосфери у тисячі разів вищі за темпи природної еволюції +
4. Аерозолі не залучаються до кругообігу –
5. Пестициди руйнуються дуже швидко і не завдають шкоди навк. Середов. –
6. Ерозія грунтів – руйнування верхніх, родючих горизонтів грунту +
Фронтальна бесіда
Пригадайте з курсу природознавства та географії: Що таке колообіг?
Які елементи беруть у ньому участь?
ІII. Мотивація навчальної діяльності
Розповідь учителя
Ты жаждой не страдал, голодным ты не был.
Ты все, чем томишься, от четырех добыл.
И каждому возвратишь ты подарок,
И снова станешь тем, чем ты вначале был.
(Омара Хайям)
Прочитавши рубаї Омара Хайяма, поета ХІ ст., бачимо зв’язок цих слів із колообігом речовин у біосфері. «От четырех добыл» — маються на увазі чотири стихії — земля, вода, повітря, вогонь, із яких, як уважали за часів Омара Хайяма, складалося все суще. Як змінилися погляди вчених на колообіг речовин сьогодні?
Яке значення цього процесу для біосфери? Спробуємо розібратися.
ІV. Вивчення нового матеріалу
Сьогодні на уроці ми пояснимо, чому Мавка, героїня драми-феєрії Лесі Українки, так промовляла до коханого:
О, не журися за тіло!...
Легкий, пухкий попілець ляже,
Вернувшися, в рідну землицю,
Вкупі з водою там зростить
Вербицю,-
Стане початком тоді мій кінець.
При вивченні кругообігу речовин необхідно чітко розрізняти малий (біологічний) та великий (геологічний) кругообіги речовин в біосфері. Перший проходить в межах певного ландшафту або декількох сусідніх ландшафтів і включає організми, атмосферу, воду та ґрунт і характеризується невеликими часовими інтервалами; інший охоплює різні ландшафти і проходить між сушею та океаном; характеризується значними часовими інтервалами.
А. Енштейн вважав, що закони природи слід записувати у вигляді красивих рівнянь. Сьогодні ми станемо творцями красивих схем.
А завдань на уроці у нас чимало, тому для плідної праці пропоную працювати у групах (наукових лабораторіях)
Інтерактивна вправа «Спільний проект»
Учні об’єднуються у чотири групи, отримують завдання, опрацьовують навчальний матеріал, створюють структуровані конспекти
Завдання групам
Група 1 – «Колообіг Карбону»;
Група 2 – «Колобіг Нітрогену»
Група 3 – «Колообіг Фосфору»
Група 4 – «Колообіг води»
Групи презентують результати своєї діяльності: демонструють схему і роблять повідомлення.
V. Узагальнення та систематизація знань
Метод «ПРЕС»
Завдання
Проаналізуйте завдання, сформульовані на етапі мотивації навчальної діяльності за алгоритмом:
- висловлювання власного погляду ( я вважаю, що);
- обґрунтування своєї думки (тому що…);
- аргументи на підтримку власної позиції (наприклад…)
Домашнє завдання: 1. Прочитати відповідний параграф підручника , конспект.
2. Завдання групам: Користуючись додатковою літературою, підготувати коротке повідомлення на тему:
1 група. Наслідки антропогенного впливу на колообіг води.
2 група. Наслідки антропогенного впливу на колообіг фосфору.
3 група. Наслідки антропогенного впливу на колообіг азоту.

Додатки
Колообіг Карбону в природі
Усі форми життя на Землі ґрунтуються на Карбоні. Кожна молекула живого організму побудована на основі карбонового «скелету». Основні запаси Карбону на Землі перебувають у складі вуглекислого газу (СО2), що міститься в атмосфері та розчинений у Світовому океані. Рослини поглинають ці молекули, у процесі фотосинтезу атоми Карбону перетворюються на різноманітні органічні сполуки
у структурі рослин. Після цього Карбон або залишається в рослинах доти, доки вони не загинуть, або переходить до тваринних організмів (у разі якщо ці рослини з’їдять тварини). В першому випадку (при загибелі рослин) молекули Карбону стануть їжею для редуцентів (бактерій, грибів, термітів) і, врешті-решт, Карбон повернеться до атмосфери у вигляді СО2, або рослини можуть опинитися під ґрунтом і перетворитися на викопне паливо (наприклад вугілля). У другому випадку (якщо рослини будуть з’їдені тваринами) Карбон або повернеться до атмосфери (у процесі дихання тварин або після їхньої смерті під час розкладання), або рослиноїдні тварини будуть з’їдені м’ясоїдними (у цьому випадку Карбон повернеться в атмосферу в такий самий спосіб).
Природні сполуки, до складу яких входить Карбон, постійно зазна­ють змін, унаслідок яких здійснюється кругообіг Карбону. Важлива роль у кругообігу Карбону належить карбон(IV) оксиду, який входить до складу атмосфери. Цей газ надходить в атмосферу внаслідок бага­тьох процесів —виверження вулканів, горіння палива, розкладан­ня вапняку, дихання живих організмів, процесів бродіння і гниття.
З повітря СO2 у значних кількостях поглинається наземними рослинами та фітопланктоном Світового океану. Процес поглинан­ня СO2 відбувається тільки на світлі — фотосинтез, унаслідок якого утворюються органічні сполуки, що містять Карбон.
Із рослин, які поїдаються тваринами, Карбон переходить у тва­ринні організми. Тварини виділяють Карбон у вигляді вуглекис­лого газу під час дихання. Рослини і тварини з часом відмирають, починають гнити, окислюватись і частково перетворюватися на СO2, що повертається у повітря й знову поглинається рослинами. А частково рослинні та тваринні рештки у ґрунті перетворюють­ся на горючі копалини — кам’яне вугілля, нафту, природний газ. Горючі копалини використовують як паливо, внаслідок згоряння якого СO2 знову повертається в атмосферу.

Колообіг Фосфору
Особливістю колообігу фосфору є те, що він має лише одну газоподібну сполуку – фосфін, який утворюється під час гниття органічних решток. Більшість фосфатів не розчинні у воді. Мінералами є апатити і фосфорити. У ґрунті фосфор входить до складу решток мертвих організмів. Поширеним фосфоровмісним добривом є гуано – послід морських птахів .Редуценти мінералізують органічні сполуки фосфору з відмерлих організмів у фосфати, які знову споживаються коренями рослин. Сполуки фосфору накопичуються на дні водойм і в прибережній зоні морів та океанів у вигляді решток живих організмів і фосфатів. На суходіл потрапляють з рибою та під час видобування корисних копалин. Кислотні дощі прискорюють міграцію фосфору завдяки розчиненню фосфатів. Для підвищення родючості ґрунтів на поля вносять добрива, зокрема, й фосфорні. Змивання їх у водойми спричинює евтрофікацію водойм (підвищення біологічної продуктивності екосистеми внаслідок нагромадження біогенних елементів, головним чином, нітрогену і фосфору).

Кругообіг Нітрогену
У природі Нітроген трапляється як у вільному стані, так і у зв’язаному. У вільному стані Нітроген у вигляді азоту входить до складу повітря (об’ємна частка N2 становить 78 %, масова — 75,6 %). Оскільки азоту з повітря витрачається мало, його запаси в атмосфері залишаються сталими. У складі неорганічних сполук Нітроген у невеликих кількостях є в ґрунті. Проте у складних ор­ганічних сполуках — білках — він входить до складу всіх живих організмів, беручи участь у їх життєдіяльності.
Безпосередньо з повітря Нітроген у вигляді азоту засвоюють лише деякі бактерії, а всі інші організми здатні засвоювати Ні­троген тільки у складі сполук. Рослини засвоюють Нітроген неор­ганічних сполук, як і у ґрунті, у вигляді іонів NH4 i NO3. У рос­линах здійснюється синтез білків. Рослини частково поїдаються травоїдними тваринами, і білкові речовини потрапляють до орга­нізму тварин. Під час гниття залишків рослин і тварин під впли­вом спеціальних бактерій відбуваються складні біохімічні проце­си, внаслідок яких органічні сполуки, що містять Нітроген, пере­творюються на неорганічні сполуки Нітрогену, які повертаються в ґрунт.
Нітроген — найпоширеніша елемент в атмосфері. Майже 78 % повітря, яким ми дихаємо, складається з Нітрогену. Більша частина атмосферного Нітрогену перебуває у вільній формі, за якої два атоми з’єднані разом, утворюючи молекулу азоту — N2. Через те що зв’язки між двома атомами Нітрогену дуже міцні, живі організми не здатні прямо використовувати цей Нітроген — спочатку його слід перевести у «зв’язаний» стан. У процесі зв’язування молекули азоту розщеплюються, даючи можливість окремим атомам Нітрогену брати участь у хімічних реакціях з іншими атомами. Зв’язок між атомами Нітрогену та іншими атомами досить слабкий, що дозволяє живим організмам засвоювати атоми Нітрогену. Тому зв’язування Нітрогену — надзвичайно важлива частина процесів на нашій планеті. Колообіг Нітрогену являє собою ряд складних замкнених взаємопов’язаних шляхів, якими Нітроген циркулює в біосфері.

Колообіг Гідрогену в природі
Гідроген у природі здебільшого присутній у складі води у водоймах, ґрунті, повітрі, живих організмах. Колообіг води на Землі, який також називають гідрологічним циклом, складається з надходження води до атмосфери при випаровуванні та повернення її внаслідок конденсації та опадів.
Гідрологічний цикл поділяють на три основні частини:
• поверхневий стік (вода стає частиною поверхневих вод);
• випари — транспірація (вода поглинається ґрунтом, утримується у вигляді капілярної води, а потім повертається до атмосфери; випаровуючись із поверхні ґрунту; або поглинається рослинами і виділяється у вигляді пари під час транспірації);
• ґрунтові води (вода потрапляє під землю і рухається крізь неї, накопичуючись
у колодязях і джерелах, таким чином вона знову потрапляє в систему поверхневих вод).
Категорія: Біологія 11 клас | Додав: serkot (28.01.2017) | Автор: Ільїна Тетяна Володимирівна E
Переглядів: 252 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: