Методическая разработка занятия по биологии "Биосфера - живая оболочка Земли"

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА

по дисциплине «БИОЛОГИЯ»

для специальностей СПО:

35.02.08. – Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

19.02.07. – Технология молока и молочных продуктов

Тема:     БИОСФЕРА – ЖИВАЯ ОБОЛОЧКА ПЛАНЕТЫ.

                         БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ

Цели:

·        Образовательная: повторить, систематизировать и проверить усвоение материала прошлых занятий; рассмотреть состав и структуру биосферы, выявить ее границы, роль живого вещества в биосфере; изучить основные биогеохимические циклы; усвоить понятия «биосфера», «косное вещество», «биокосное вещество», «биогеохимический цикл».

·        Развивающая: продолжить формирование умений сравнивать, анализировать, выделять главное, делать выводы; развивать умения и навыки устной речи; формировать умения работы с учебной книгой.

·        Воспитательная: продолжить экологическое воспитание, воспитание бережного отношения к природе; эстетическое воспитание, демонстрируя красоту и совершенство окружающего мира; экономическое воспитание на примере влияния деятельности человека на биосферу; патриотическое воспитание на примере жизни и деятельности В.И.Вернадского.

Оборудование: учебники, рисунки, ноутбук или компьютер, мультимедиапроектор.

Тип: комбинированный урок.

Методы проведения:

·        Словесные: рассказ с элементами беседы, объяснение, работа с учебной книгой.

·        Наглядные: демонстрации рисунков, презентации.

Межпредметные связи: экология, физика, география, химия.

План занятия:

Этап и его содержание	Продолжительность
I.   Организационный момент	3 – 5 минут
II.   Повторение и проверка изученного. ·        Графический диктант	7 – 10 минут
III.  Изучение нового материала. 1.     Биосфера, ее состав.    2.  Структура биосферы.         3.  Биогеохимические циклы	30 – 35 минут
IY.  Закрепление и обобщение. ·        Составление схем биогеохимических циклов	10 – 15 минут
Y.  Заключительная часть. ·        Сообщение домашнего задания. ·        Выставление оценок за урок.	2 – 3 минуты

Ход занятия:

I.                  Организационный момент

·        Приветствие.

·        Наличие учащихся.

·        Сообщение темы, целей и плана занятия.

·        Мотивация учебной деятельности.

Взаимоотношения живого организма и среды всегда представляли научный интерес, актуальны они и в наше время.

II.      Повторение и проверка изученного

Графический диктант

1.     Процесс синтеза органических веществ за счет энергии света называется фотосинтезом.

2.     Факторы среды, которые воздействуют на организм, называются экологическими факторами.

3.     Конкуренция – это тип взаимоотношений, при котором особи одного вида поедают особи другого вида.

4.     Наилучшее сочетание благоприятных условий среды называется экологическим оптимумом.

5.     Консументы – это организмы-разрушители.

6.     Синэкология изучает сообщества живых организмов.

7.     Агроценоз – это искусственный биогеоценоз, созданный в результате сельскохозяйственной деятельности человека.

8.     Абиотические факторы связаны с взаимовлиянием живых существ.

9.     Термин «экология» ввел Э.Геккель.

10.  При симбиозе один или несколько организмов получают питательные вещества от организма хозяина.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
да	да	нет	да	нет	да	да	нет	да	нет

III.    Изучение нового материала

1.     Биосфера, ее состав

Самым высшим уровнем организации живого является биосфера – совокупность всех биогеоценозов (экосистем), или живая оболочка Земли. Термин «биосфера» (от греческих слов «биос» - жизнь и «сфера» - оболочка, шар) ввел в 1875 году геолог Э.Зюсс, но распространение учения о биосфере произошло благодаря русскому ученому академику В.И.Вернадскому в 20-х годах прошлого столетия. Он показал, что биосфера отличается от других сфер Земли тем, что в ее пределах проявляется геологическая деятельность всех живых организмов. Живые организмы, преобразуя солнечную энергию, являются мощной силой, влияющей на геологические процессы. Специфическая черта биосферы как особой оболочки Земли – непрерывно происходящий в ней круговорот веществ, регулируемый деятельностью живых организмов.

	живое вещество
	косное вещество – вещество, образующееся без участия живых организмов (магматические горные породы)
	биокосное вещество – вещество, создающееся с помощью живых орг-мов (ил, почва, природные воды)
	радиоактивное вещество
	вещество космического происхождения (метеориты)
	рассеянные атомы

Функция живого вещества:

·        газовая – поглощает и выделяет газы;

·        окислительно–восстановительная – окисляет, например, углеводы до углекислого газа и восстанавливает его до углеводов;

·        концентрационная – организмы-концентраторы накапливают в своих телах и скелетах азот, фосфор, кремний, кальций, магний.

В результате выполнения этих функций живое вещество биосферы из минеральной основы создает природные воды и почвы, оно создало в прошлом и поддерживает в равновесном состоянии атмосферу. При участии живого вещества идет процесс выветривания, и горные породы включаются в геохимические процессы.  

2.     Структура биосферы

На Земле различают несколько геологических оболочек: литосферу, атмосферу и гидросферу.

БИОСФЕРА
Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из верхнего слоя осадочных пород с гранитом и нижнего базальтового	Гидросфера – водная оболочка Земли, занимающая 70,8% земной поверхности	Атмосфера – воздушная оболочка Земли, вращающаяся вместе с ней и простирающаяся до 3000км вверх

Биосфера охватывает всю поверхность Земли, верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы. Границы жизни на планете являются одновременно и границами биосферы.

Основные факторы, определяющие границы биосферы:

    действие УФ лучей – верхний предел жизни;

    температура земных недр – определяет нижний предел жизни.

Крайних границ биосферы достигают только бактерии: их споры попадают на высоту 20км, а анаэробные бактерии обнаруживаются на глубине свыше 3км в водах месторождений нефти.

3.  Биогеохимические циклы

В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов.

Биогеохимические циклы – это циркуляция химических элементов абиотического происхождения, которые попадают их окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду.

    Круговорот воды

Вода, испаряясь, переносится воздушными течениями на сотни и тысячи км. Выпадая в виде осадков, вода разрушает горные породы, делает их доступными для микроорганизмов, размывает верхний слой почвы и уходит с растворенными веществами в океаны. С поверхности океана испаряется 1 млн. тонн воды.

    Круговорот углерода

Углекислый газ поглощается растениями–продуцентами и в процессе фотосинтеза преобразуется в углеводы, белки, липиды и другие органические соединения. Эти вещества с пищей используют животные–консументы.

Одновременно с этим в природе происходит обратный процесс. Все живые организмы дышат, выделяя углекислый газ, который поступает в атмосферу. Мертвые растительные и животные остатки и экскременты животных разлагаются (минерализуются) микроорганизмами – редуцентами. Конечный продукт минерализации – углекислый газ – выделяется из почвы или водоемов в атмосферу. Часть углерода накапливается в почве в виде органических соединений.

В морской воде углерод содержится в виде угольной кислоты и ее растворимых солей, но накапливается он в форме карбоната кальция СаСО₃ (мел, известняки, кораллы). Часть углерода в виде карбонатов надолго исключается из круговорота, образуя осадки на дне водоемов. Однако с течением времени в процессах горообразования осадочные массы поднимаются на поверхность в виде горных пород. В результате химических преобразований этих пород углерод карбонатов вновь вовлекается в круговорот. Углерод поступает в атмосферу также с выхлопными газами автомашин, с дымовыми выбросами заводов и фабрик.

В процессе круговорота углерода в биосфере образуются энергетические ресурсы – нефть, каменный уголь, горючие газы, торф и древесина, которые широко используются человеком.

    Круговорот азота

Азот – незаменимый элемент. Он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Частично азот поступает из атмосферы благодаря образованию оксида азота (IY) из азота и кислорода под действием электрических разрядов во время гроз. Однако основная масса азота поступает в воду и почву благодаря фиксации азота воздуха живыми организмами.

В почве и воде живут фиксаторы азота – бактерии и цианеи. Они обогащают почву азотом, когда их отмершие клетки минерализуются. Благодаря этому ежегодно поступает около 25кг азота на гектар. Самые эффективные фиксаторы азота – клубеньковые бактерии, живущие в корнях бобовых растений. Азот из разнообразных источников поступает к корням растений, поглощается ими и транспортируется в стебли и листья, где в процессе биосинтеза строятся белки.

Белки растений служат основой азотного питания животных. После отмирания организмов белки под действием бактерий и грибов разлагаются с выделением аммиака. Аммиак частично потребляется растениями, а частично используется бактериями–редуцентами. В результате процессов жизнедеятельности некоторых бактерий аммиак превращается в нитраты. Нитраты, как и аммонийные ионы, потребляются растениями и микроорганизмами. Часть нитратов под действием особой группы бактерий восстанавливается до элементарного азота, выделяющегося в атмосферу. Так замыкается круговорот азота в природе.              

    Круговорот кислорода

В атмосфере преобладающей формой кислорода является молекула О₂, но имеется еще О₃ – озон и атомный кислород. Процесс фотосинтеза продуцирует кислород, а процессы разложения его связывают. Незначительное количество кислорода образуется в процессе диссоциации молекул воды и озона в верхних слоях атмосферы под воздействием УФ радиации. Значительная часть кислорода расходуется на окислительные процессы в земной коре, при вулканических извержениях и т.п.

    Круговорот серы

Это один из главных биогенов, который попадает в почвенные горизонты в результате естественного разложения отдельных горных пород, содержащих такие минералы, как пирит – серный колчедан, медный колчедан и при разложении органических веществ, преимущественно растительного происхождения. Из почвы по корневым системам сера поступает в растения, где синтезируются серосодержащие аминокислоты – цистин, цистеин, метионин.

Для процессов жизнедеятельности сера необходима животным в значительных количествах, попадает она к ним с пищей.

Из органических соединений сера поступает в почву при разложении преимущественно растительных остатков микроорганизмами. Сера органического происхождения восстанавливается в сероводород, минеральную серу или окисляется в сульфаты, которые вновь могут быть поглощены корнями растений, т.е. вновь поступает в биологический круговорот.                

IY.    Закрепление и обобщение

Составление схем геохимических циклов

Задание: опираясь на рассказ учителя и используя материал учебника, составить схемы основных биогеохимических циклов (индивидуально по 1 циклу)

Y.       Заключительная часть

·        Сообщение домашнего задания.

§ 75 (Состав и функции биосферы), § 76 (Круговорот химических элементов),     § 77 (Биогеохимические процессы в биосфере).

·        Выставление оценок за урок.