Цель урока:
- развить у учащихся представление о биосфере не только как об оболочке планеты, заселенной живыми организмами, но и о сфере, возникшей и развивающейся в результате жизнедеятельности организмов;
- развить знания учащихся о средах обитания живых организмов;
- сформировать представления о круговороте веществ в биосфере.
Задачи урока:
- Развить знания учащихся о биосфере и средах обитания живых организмов.
- Сформировать у учащихся знания о биогеохимических циклах и роли живых организмов в поддержании круговорота биогенных элементов, научится применять их практически.
- Закрепить первоначальные знания о биосфере, средах жизни и биогеохимических циклах.
- Сформировать чувство патриотизма и уважения к русским ученым (на примере В.И. Вернадского).
- Формирование умений анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать, прививать коммуникативные навыки.
- Отработать умение учащихся работать с текстом учебника.
- Формирование у учащихся научного мировоззрения.
Методы и приемы обучения: словесные (рассказ учителя с элементами беседы), наглядные (компьютерная презентация).
Оборудование: интерактивная доска, компьютер, мультимедийный проектор.
Структура урока: занятие рассчитано на два академических часа (при модульной системе обучения).
Основные понятия: биосфера, геосфера, среды жизни, адаптация, биогенные элементы, биогеохимический цикл.
Краткий план занятия.
- Организационный момент.
- Постановка целей урока.
- Актуализация знаний и постановка проблемы.
- Изучение нового материала.
- Самостоятельная работа учащихся на уроке.
- Обобщение знаний, итоги урока, оценки.
- Закрепление знаний (выходной контроль).
- Домашнее задание.
Конспект урока.
1. Организационный момент. Постановка целей урока. Актуализация знаний и постановка проблемы.
Пояснение цели урока, его место в изучаемой теме, особенности проведения. Актуализация знаний, основных терминов и понятий, связанных с темой урока: биосфера, геосфера, среды жизни, адаптация, биогенные элементы, биогеохимический цикл.
2. Изучение нового материала.
Рассказ учителя с элементами беседы.
Понятие биосферы. Все природные экосистемы (биогеоценозы) связаны между собой и вместе образуют живую оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую экосистему. Оболочку Земли – ее сушу, воды и окружающее воздушное пространство, населенное живыми существами, называют биосферой, т. е. сферой жизни.
В эру научно-технического прогресса особое значение приобретают знания о жизненных процессах на Земле в целом. Важную роль в этих процессах играют живые организмы. За миллиарды лет, прошедшие с момента образования нашей планеты, они наполнили атмосферу кислородом и азотом, очистили ее от углекислого газа, сформировали отложения известняка, нефти, природного газа. В процессе эволюции на Земле образовалась особая оболочка – биосфера (греч. bios “жизнь”). Этот термин первым ввел в 1875 году Эдуард Зюсс, а учение о биосфере было создано в 1926 году Владимиром Вернадским. В основе учения Вернадского лежат представления о планетарной геохимической роли живого вещества и о самоорганизованности биосферы.
<Владимир Вернадский (сообщение учащегося, заранее подготовленное) – материал энциклопедии. См. Приложение1>
Итак, ребята, биосфера, по Вернадскому, – земная оболочка, область существования живого вещества. Она включает в себя не только живые организмы, но и измененную ими среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического происхождения и т.п.).
Биосфера является одной из геологических оболочек Земли или геосфер. На Земле также различают литосферу – твердую наружную оболочку Земли, состоящую из осадочных пород и расположенных под ними гранитов и базальтов, гидросферу, включающую в себя все океаны, моря, озера и реки, и атмосферу – газовую оболочку Земли. В состав биосферы входят верхние слои литосферы, нижний слой атмосферы (тропосфера) и вся гидросфера, связанные между собой сложными круговоротами веществ и энергии. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км) ограничен высокой температурой земных недр, верхний предел (20 км) – жестким излучением ультрафиолетовых лучей (все, что находится на высоте ниже 20 км, защищено от губительного излучения двадцатикилометровым озоновым слоем). Тем не менее, на границах биосферы можно найти, в основном, лишь микроорганизмы (обычно в виде спор); наибольшая же концентрация биомассы наблюдается у поверхности суши и океана, в местах соприкосновения оболочек. Организмы, составляющие биосферу, обладают поразительной способностью к размножению и распространению по планете.
Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 * 1012 т (около 0,01 % массы всей биосферы). 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные. В настоящее время на Земле известно несколько миллионов видов живых организмов.
Биосфера играет важную роль в распределении энергетических потоков на Земле. В год до Земли доходит около 1024 Дж солнечной энергии; 42 % из нее отражается обратно в космос, а остальное поглощается. Другим источником энергии является тепло земных недр. 20 % энергии переизлучается в мировое пространство в виде тепла, 10 % расходуется на испарение воды с поверхности Мирового океана. Зеленые растения преобразуют в процессе фотосинтеза около 1022 Дж в год, поглощают 1,7 * 108 т CO2, выделяют около 11,5 * 107 т кислорода и испаряют 1,6 * 1013 т воды. Исчезновение растений привело бы к катастрофическому накоплению углекислоты в атмосфере, и через сотню лет жизнь на Земле в ее нынешних проявлениях погибла бы. Наряду с фотосинтезом в биосфере происходит почти такое же по масштабам окисление органических веществ в процессах дыхания и разложения.
Биосфера – продукт эволюции Земли. Живое вещество играет огромную роль в развитии нашей планеты. К такому выводу пришел Вернадский, исследовав состав и эволюцию земной коры. Он доказал, что они не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учета роли живого вещества в геохимической миграции атомов.
Жизненные среды. В пределах биосферы можно выделить четыре основных среды обитания. Это водная среда, наземно-воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.
3. Самостоятельная работа учащихся на уроке.
Самостоятельная работа учащихся с учебником.
Заполнение таблицы: “Приспособленность организмов к различным средам жизни”
Среда | Примеры | |
Организмы | Приспособления | |
Водная | ||
Наземно-воздушная | ||
Почва | ||
Организмы как среда обитания |
4. Обобщение знаний, итоги урока, оценки.
Круговорот веществ в биосфере. Циркуляция биогенных элементов обычно сопровождается их химическими превращениями. Нитратный азот, например, может превращаться в белковый, затем переходить в мочевину, превращаться в аммиак и вновь синтезироваться в нитратную форму под влиянием микроорганизмов. В биохимическом цикле азота действуют различные механизмы, как биологические, так и химические. Рассмотрим биогеохимические циклы на примере азота и углерода.
<Изучение биогеохимических циклов с помощью динамических моделей>
5. Закрепление знаний (выходной контроль).
Тестирование по материалу урока.
1. Термин “биосфера” ввел ученый:
- В. Вернадский
- В. Докучаев
- Э. Зюсс
2. Биосфера по В.И. Вернадскому – это земная оболочка, которая включает в себя:
- живые организмы
- живые организмы и измененную ими среду обитания (кислород в атмосфере, горные породы органического происхождения и т.п.)
- атмосферу, гидросферу и литосферу
3. Нижний предел жизни на Земле (до глубины 3 км) ограничен:
- высокой температурой земных недр
- отсутствием кислорода
- плотностью среды
4. Верхний предел жизни на Земле (20 км) ограничен:
- температурными условиями
- жестким излучением ультрафиолетовых лучей
- плотностью среды
5. Совокупная биомасса Земли составляет примерно 2,4 * 1012 т (около 0,01 % массы всей биосферы):
- 97 % из этого количества занимают животные, 3 % – растения
- 97 % из этого количества занимают растения, 3 % – животные
- 97 % из этого количества занимают бактерии, 3 % – животные и растения
6. Перечислите, какие среды обитания живых организмов выделяют?
7. Высокой теплоемкостью обладает:
- вода
- почва
- воздух
8. Циркуляция химических элементов в биосфере называется:
- биохимическим циклом
- химическим круговоротом
- биогеохимическим циклом
9. В атмосфере азот содержится в виде:
- нитратов
- молекулярном и оксидов
- мочевины
10. Что является естественным источником углерода, используемого растениями для синтеза органического вещества?
- уголь
- углекислый газ в атмосфере
- углекислый газ в атмосфере и в растворенном состоянии в воде
6. Домашнее задание: составить схемы биогеохимических циклов воды и кислорода. Индивидуально: рассказать о биогеохимическом цикле фосфора.