Средообразующая деятельность живых организмов

Дидактические цели:

• Способствовать осознанию учащимися блока новой информации по теме “Средообразующая деятельность живых организмов”
• Создать условия для развития исследовательских умений, используя систему заданий творческого характера и проведение экспериментов

Метод: исследовательский, частично-поисковый

Технология: проблемного обучения

Подготовка класса перед уроком: на доске написан эпиграф, слова В.И. Вернадского: “Жизнь является великим, постоянным непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты”; новые слова - самоочищение водоемов, транспирация, фильтраторы, геобионты; написаны или прикреплено магнитами исходные слова для построения логической схемы - средообразующая деятельность живых организмов, водная среда, почва, наземно-воздушная среда (три основные среды обитания); на столе учителя в хаотичном порядке разложены напечатанные на бумаге фразы - вырабатывают О₂; транспирируют Н₂О; поглощают пыль, создают микроклимат; предотвращают эрозию почвы; снижают уровень грунтовых вод, задерживают осадки, создают световой и тепловой режим; образуют опад; ослабляют радиацию; используют СО_2; выделяют СО_2; накапливают С, N_2; влияют на ветровой режим; вырабатывают гумус; минерализуют листовой опад; улучшают структуру почвы; улучшают влаго- и воздухопроницаемость почвы; создают условия для развития корней; определяют особенности ландшафта; формируют микрорельеф; приводят к биологическому самоочищению водоемов; образуют геологические отложения: известняки, доломиты, кремнеземы; концентрируют в себе Ca, Si, J₂, V; образуют ил; выводят продукты метаболизма (ионы солей, органические кислоты, азотистые вещества, Н₂S); формируют рельеф морского дна; Водная среда; Растения; Геобионты; Фильтраторы; парты в классе расставлены для работы трех групп; на столах справочники по экологии, все необходимое для завершения экспериментов (эксперименты описаны в приложении №1 и закладываются на предыдущем уроке); дерево без листьев (для рефлексии).

Организационный момент

Учащиеся трех групп рассаживаются за рабочие столы, проверяют наличие необходимой химической посуды и реактивов для завершения эксперимента, открывают тетради.

Цель урока (триединая цель):

• образовательная - изучить средообразующую деятельность живых организмов, научиться обрабатывать результаты исследований, строить логическую схему, выделять в каждой среде ключевые организмы;
• воспитательная - познание природных объектов через ощущения и сопереживание;
• развивающая - научиться анализировать результаты исследовательской деятельности групп.

Ход урока

Мотивация

Полученные ЗУН помогут оценить найти практическое применение средообразующей деятельности живых организмов.

Проблема

Почему при развитии научно - технического прогресса снижается средообразующая деятельность живых организмов, тогда как  необходимо ее увеличение для решения экологических проблем?

Для выяснения причин изучим материал, построим логическую схему и определим результаты экспериментов.

Актуализация знаний

Тема, которую мы изучаем, называется “Средообразующая деятельность живых организмов”. На доске написан эпиграф (учитель зачитывает его) . Покажите, как он связан с темой урока?

Какие среды жизни вы знаете?

Как окружающая среда влияет на живые организмы?

Могут ли живые организмы оказывать влияние на окружающую среду?

/По итогам обсуждения учащиеся должны сделать следующий вывод: живые организмы оказывают влияние на окружающую среду/.

Усвоение новых знаний

Для построения логической схемы на доске каждой из трех групп учитель раздает материалы из различных учебников и литературных источников с информацией: в какой среде и как живые организмы образуют среду.

/Класс разделен на 3 группы, каждая группа работает с определенной литературой по определенному вопросу./

Задание 1 группе: изучить средообразующую деятельность живых организмов в водной среде, ключевые организмы в водной среде и достроить логическую схему на доске.

Задание 2 группе: изучить средообразующую деятельность живых организмов в почве, ключевые организмы в почве и достроить логическую схему на доске.

Задание 3 группе: изучить средообразующую деятельность живых организмов в наземно-воздушной среде и достроить логическую схему на доске.

Каждая группа работает с материалом, достраивает схему, выбирая нужные фразы со стола учителя, делает сообщение, а весь класс записывает схему. Учитель корректирует сообщения, объясняет новые слова.

Закрепление новых знаний

Каждая из трех исследовательских групп завершает поставленный эксперимент и задает вопросы другим группам.

Вопросы групп:

(Группа, изучающая средообразующую деятельность организмов в водной среде).

1. По окончании эксперимента с дафниями, мы определили значение окисляемости (содержание органических загрязнений) в двух стаканчиках. Почему выбран анализ “определение окисляемости” и какой результат мы получили?
2. Объясните, почему дафнии выбраны тест-объектом для определения токсичности воды.

(Группа, изучающая средообразующую деятельность организмов в наземно-воздушной среде).

1. Проводя в процессе эксперимента анализ на содержание СО₂, мы заметили следующую закономерность: содержание СО₂ под банкой с растением меньше, чем в помещении. Как вы можете объяснить эти результаты?
2. В 1771 г. (234 года назад) Пристли ставил опыт: под стеклянную банку помещал свечу, затем горшок с цветком и мышь… И записал вывод: “…. В растениях присутствует что-то, способное исправлять воздух,… испорченный горением свечи”. Скажите, что получил Пристли в результате опыта и как вы объясните этот опыт?

(Группа, изучающая средообразующую деятельность организмов в почве).

1. Замеряя СО₂ в помещении и под банкой, накрывавшей почву, какой результат мы получили? Это явление называется “дыханием” почвы. Объясните это явление.
2. Положив кусочки бумаги в почву с красным калифорнийским червем и проверив через 10 дней, мы кусочки бумаги не нашли. Предложите пути практического использования этого процесса.

Далее проводится самостоятельная работа. Задания (тест и задача) приведены в Приложении №2.

Подведение итогов занятия

Учитель просит ответить на проблемный вопрос:“ Почему при развитии научно-технического прогресса снижается средообразующая деятельность живых организмов, в то время как необходимо ее увеличение для решения экологических проблем?” и подводит итоги урока.

8. Домашнее задание

Базовый уровень: Учебник, § 4.2. Оформить результаты практических работ.

Повышенный уровень: Учебник, § 4.2. Составить два проблемных вопроса к классу.

Углубленный уровень: Учебник, § 4.2. Доказать,что средообразующая деятельность организмов имеет большое практическое значение, привести примеры.

9. Рефлексия

Учащимся предлагаются вопросы:

• Какое значение для Вас имеют знания, полученные на сегодняшнем уроке?
• Как вы можете оценить свою работу на уроке? (Прикрепите на дерево листочек (зеленый - активно, желтый - хорошо, красный - плохо)).

Приложение №1

Эксперимент по средообразующей деятельности геобионтов

Оборудование: аптечные весы, плодородная почва (“живая”), кусочки льняной ткани или бумаги, красные калифорнийские червячки (ККЧ), пустой цветочный горшок.

Порядок проведения: в пустой цветочный горшок емкостью два литра помещают плодородную почву (влажность почвы не менее 80%, т.е. если зажать в кулак, то отжимается 2-3 капли воды). В почву помещают 50 штук ККЧ. Вырезают 2 квадрата из ткани или бумаги размером 5х5 см, взвешивают на аптечных весах и определяют вес 1 см² ткани (бумаги). Один кусочек ткани (бумаги) после измельчения помещают в центр почвы и прикрывают слоем почвы.

Через 10 дней достают остатки ткани, высушивают, взвешивают (либо замеряют площадь) и рассчитывают в граммах переработанную геобионтами (микроорганизмами и ККЧ) ткань.

Делают вывод о средообразующей деятельности геобионтов.

Эксперимент по средообразующей деятельности растений

Оборудование: цветочный горшок с растущим невысоким растением и с одной плодородной землей, две емкости на 0,5 литра, лучина, спички, пипетка, конические колбы, груша, шприц на 150 см³.

Реактивы: 10% раствор Na₂CO₃, раствор HCl (1:5), индикатор - фенолфталеин.

Порядок проведения: растения в одном цветочном горшке и почву в другом накрывают стеклянными банками на 1 сутки. Через сутки тлеющую лучину помещают под банку, накрывавшую растения, и под банку, накрывающую поверхность почвы. Наблюдают, что произойдет с тлеющей лучиной и делают вывод о средообразующей деятельности растений.

Одновременно определяют содержание СО₂ в помещении и под банками.

В шприц набирают 10 мл10% раствора Na₂CO₃ с 4-мя каплями фенолфталеина и 140 см³ воздуха (из помещения, 1-й банки, либо из второй банки).

Встряхивают в течение 5 минут и выливают раствор в коническую колбу. Набирают в пипетку раствор НСl (1:5) и по каплям доливают в коническую колбу, перемешивая до полного обесцвечивания раствора, т.е. раствор Na₂CO₃ титруют раствором HCl. Записывают объем HCl, пошедший на титрование (V₁). Затем в коническую колбу наливают 10 мл 10% Na₂CO₃, добавляют 4 капли фенолфталеина и титруют раствором HCl (1:5) до обесцвечивания раствора. Замеряют объем раствора HCl, пошедшего на титрование (V₂).

Далее производят расчет.

а) Определяет объем HCl (V₃), пошедший на титрование СО₂, находящегося в 140 см³ воздуха:

V₃ = (V₁ - V₂)

б) вычисляют массу (m) СО₂ в мг в 140 см³ воздуха:

m = V_3*0,44 (мг)

в) вычисляют концентрацию (с₁) СО₂ в воздухе:

с₁ = 1000_*m/140 (мг/м³)

(Примечание: 140 см³ - объем пробы воздуха, зависит от емкости шприца).

г) вычисляют процентное содержание СО₂ (с₂):

с₂ = 0,508_*с₁ (%)

(Для сведения: допустимая концентрация СО₂ в жилых помещениях 0,05%).

Получив процентное содержание СО₂ в жилом помещении, в банках, накрывших растение и слой почвы, делают вывод о средообразующей деятельности растений.

Эксперимент по средообразующей деятельности фильтраторов

Оборудование: аквариум с дафниями и моллюсками, трубочка с грушей для посадки дафний, два стаканчика, пипетки, пробирки.

Реактивы: 30% раствор H₂SO₄, 0,01 Н раствор KMnO₄

Порядок проведения: в два стаканчика наливают одинаковый объем отстоянной не хлорированной воды (артезианской, колодезной, родниковой). Пипеткой в оба стакана добавляют по 3-4 капли свекольного сока (имитатор органического загрязнения воды). Трубочкой с грушей делают посадку дафний в один из стаканчиков (примерно 10 штук). Если есть моллюски, можно их тоже посадить в стаканчик. В течение недели наблюдают изменение окраски воды в стаканчике.

Через неделю определяют значение окисляемости (содержание органических загрязнений) для воды в обоих стаканчиках следующим образом: к 10 мл отфильтрованной исследуемой воды добавляют 0,5 мл 30% серной кислоты и 1 мл 0,01 Н раствора перманганата калия; через 20 минут по окраске раствора определяют окисляемость.

Окраска раствора	Окисляемость, мл кислорода/л
Ярко-розовая Лилово-розовая Слабо-лилово-розовая Бледно-лилово-розовая Бледно- розовая Розово-желтая Желтая	1 2 4 6 8 12 16 и выше

Делают вывод о степени биологического очищения воды.

Приложение №2 (Самостоятельная работа)

I вариант

Наземно-воздушная среда

1. Растения и животные, грибы и микроорганизмы в своей жизнедеятельности используют такие газы, как:

   А. О₂, СО₂

   Б. О₂, N₂

   В. N₂, СО₂

2. Каждый квадратный дециметр освещенной листвы березы за 1 час выделяет 2,5 г воды. Сколько литров воды испаряется с листьев березы в 1 час, если общая площадь листьев составляет примерно 1600 дм²? Плотность воды считать равной 1.

II вариант

Почва

1. Если листья с загрязненных магистралей не вывозить, то год от года поступление свинца в почву будет возрастать, если же листовой опад вывозить за город, там могут возникнуть зоны вторичной концентрации свинца, который может попасть в продукты питания.

Предложите свой вариант решения проблемы листового опада, собираемого с загрязненных магистралей.

2. Один красный калифорнийский червь (ККЧ) весом 0,2 г за сутки перерабатывает органические отходы в количестве, равном его весу. За сколько суток 50 штук ККЧ переработают 1 кг органических отходов?

Ш вариант

Водная среда

1. Жабры многих двустворчатых моллюсков, ножки усоногих и листоногих раков, ротовые придатки веслоногих раков, жаберные тычинки некоторых рыб, пластины китового уса усатых китов являются приспособлениями для:

а. регулирования пищеварения
б. размножения организмов
в. фильтрации воды

2. Одна перловица длиной 5 - 6 см при температуре 20^oС очищает примерно 16 литров воды в сутки. За сколько суток проведут очищение водоема 100 перловиц, если объем воды в нем 48 м³?