Загальна характеристика біосфери. Роль живих організмів у біосфері

Загальна  характеристика біосфери.

       Роль живих організмів  у біосфері.

Мета:

Навчальна: дати уявлення про оболонки Землі, сформувати поняття про біосферу, показати роль живих організмів у біосфері.

Розвиваюча: розвивати логічне і аналітичне мислення учнів, вміння аналізувати і узагальнювати вивчений матеріал.

Виховна: виховувати екологічне мислення і бережливе ставлення до природи.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Методи  навчання: словесні (бесіда, розповідь), наочні (демонстрація таблиць).

Навчально-наочні посібники: таблиця “Межі біосфери”, схема “Оболонки планети Земля”, портрет В. І. Вернадського.

Використана література:

1. Балан П. Г. Біологія : підруч. для 11 кл. Загально освіт. навч. закл. : рівень стандарту, академ. рівень / П. Г. Балан, Ю. Г. Вервес. – Київ : Генеза, 2011. – 304 с.

2. Тагліна  О. В. Біологія. 11 клас : розробки  уроків / О. В. Талліна. – Харків :  Веста : Видавництво “Ранок”, 2007. – 288 с.  

     Хід уроку 

І. Організаційний момент.

     Добрий  день, учні! Будь ласка, сідайте. Давайте  перевіримо вашу присутність на уроці. 

ІІ. Актуалізація опорних  знань і мотивація  навчальної діяльності учнів.  Сьогодні ми познайомимось із живою оболонкою нашої планети – біосферою. Але перш ніж приступити до вивчення цієї теми, давайте попробуємо дати відповіді на такі питання.

1.Чи  завжди на планеті Земля були  живі організми?

2. Як  впливають на планету в цілому  живі організми?

3. Чи  можуть бути живі організми  геологічною силою?

4. Яким  чином живі організми впливають  на неживу природу довкола  себе?

      В. І. Вернадський говорив: “На земній поверхні не існує хімічної сили, яка б діяла більш постійно і була б більш могутньою за своїми комплексними наслідками, ніж живі організми, взяті в цілому”. В цьому ми переконаємось на сьогоднішньому уроці. 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

      1.Геологічні  оболонки планети  земля. Планета земля оточена геологічними оболонками. Давайте пригадаємо якими ( літосфера, гідросфера, атмосфера).

      Літосфера – зовнішня тверда оболонка завтовшки 50-200 км. Вона складається з поверхневого шару переважно осадових порід, сформованого з участю живих істот (вапняк, крейда, кремнезем тощо), граніту (середній шар) та базальту ( нижній шар).

      Сукупність  всіх водойм (океанів, морів, річок, озер тощо) утворює водну оболонку –  гідросферу, яка охоплює майже 71% поверхні планети та в деяких місцях сягає понад 11 км завтовшки.

      Атмосфера – це газова оболонка, розташована  над поверхнею літосфери та гідросфери. Вона межу з космічним простором. Основні хімічні елементи, що входять  до складу атмосфери це азот, кисень, вуглекислий газ та аргон.

      2. Біосфера та її  межі. Поняття біосфера вперше запропонував Е. Зюсс 1875 р., а вчення про неї як частину геологічних оболонок землі, населену живими організмами. Створив український учений В. І. Вернадський. Біосфера не утворює окремої оболонки Землі, а охоплює верхню частину літосфери, всю гідросферу та нижній шар атмосфери. Вона є сукупністю всіх біогеоценозів Землі, єдиною глобальною екосистемою. У глиб землі живі організми проникають на невеликі відстані. У літосфері життя обмежує насамперед температура гірських порід та підземних вод, яка поступово зростає з глибиною і на рівні 1,5-15 км уже перевищує 100°С. Найбільша глибина, на якій у породах земної кори були виявлені бактерії, складає 4 км, у нафтових родовищах на глибині 2-2,5 км бактерії реєструються у значних кількостях. У гідросфері життя існує на будь-яких глибинах, навіть на дні океанічних западин за 10-11 км від поверхні. Поширення організмів у атмосфері обмежується положенням озонового екрану. Який розташований на висоті приблизно 25-27 км. Усе живе. Що піднімається вище озонового екрану, гине під дією космічного випромінювання. Атмосфера над поверхнею Землі насичена різними живими організмами, які пересуваються в повітрі активним або пасивним способом. Максимальна висота, на якій було виявлено спори бактерій і грибів, - близько 22 км, але основна частина аеропланктону зосереджена в шарі до 1-1,5 км. Найбільша концентрація біомаси спостерігається у місцях з найбільш різноманітними умовами на межах літосфери та атмосфери, атмосфери та гідросфери, гідросфери та літосфери. Зараз на поверхні Землі цілком позбавлені живих істот лише ділянки великих зледенінь і кратери діючих вулканів.

      Крайні  межі температур, які витримують деякі  форми життя (у латентному стані) – від практично абсолютного нуля до 180°С. Насіння і спори рослин, дрібні тварини в анабіозі зберігають життєдіяльність у повному вакуумі. Живі організми можуть існувати в широкому діапазоні хімічних умов середовища. Перші живі істоти жили в без кисневій атмосфері. Анаеробний обмін властивий і багатьом сучасним організмам, зокрема багатоклітинним. Деякі особливо стійкі організми можуть існувати навіть при дії іонізуючої радіації. Наприклад, ряд інфузорій витримує випромінювання, яке за дозою у 3 млн. раз перевищує природний радіоактивний фон на поверхні Землі, а деякі бактерії виявляють навіть у казанах ядерних реакторів.

      3. Жива речовина  біосфери та її  властивості.  Всю сукупність живих організмів планети В. І. Вернадський назвав живою речовиною. Основними її характеристиками є загальна біомаса, хімічний склад та енергія. Енергія живої речовини біосфери насамперед проявляється у здатності організмів до розмноження і поширення. Життя на нашій планеті має значну стійкість до зміни інтенсивності різних екологічних чинників. Тому живих організмів у межах біосфери немає лише у товщі льодовиків і кратерах діючих вулканів.

      Однією  з властивостей живої речовини є  її постійний обмін із довкіллям. Організмам необхідні певні речовини і енергія, які вони утримують  із навколишнього середовища, значно змінюючи його. В результаті цього різні хімічні елементи надходять в організми живих істот, можуть у них накопичуватися і виходити в довкілля лише через певний час або лише після загибелі.

      Жива  речовина (продуценти) здатна вловлювати сонячну світлову енергію, перетворюючи її на енергію хімічних зв’язків синтезованих сполук. Сумарна продукція автотрофних організмів визначає біомасу біосфери в цілому. Завдяки фотосинтезу щорічно жива речовина Землі продукує близько 160 млрд. Тонн сухої органічної речовини, з якої приблизно ¹/₃ припадає на екосистеми біогеоценозу Світового океану, а ²/₃ – суходолу.

      Жива  речовина виконує різноманітні функції, які забезпечують існування біосфери як цілісної системи.

      Газова  функція. Організми в процесі своєї життєдіяльності впливають на газовий склад атмосфери, Світового океану та ґрунту. Аеробні істоти під час дихання поглинають кисень і виділяють вуглекислий газ. Зелені рослини, деякі найпростіші та ціанобактерії у процесі фотосинтезу поглинають вуглекислий газ та виділяють кисень. Життєдіяльність організмів, наприклад певних груп прокаріотів, може впливати на концентрацію інших газів (сірководню, метану, азоту тощо).

      Окисно-відновна функція. За допомогою живих організмів у ґрунті, воді та атмосферному повітрі окиснюються та відновлюються певні сполуки. Так, залізобактерії здатні окислювати сполуки феруму, сіркобактерії – сульфуру, денітрифікуючі – відновлювати нітрати та нітрити до молекулярного азоту або оксидів нітрогену.

      Концентраційна  функція. Живі істоти можуть вбирати певні хімічні елементи з навколишнього середовища і накопичувати їх у своїх організмах. Так. Молюски, форамініфери, десятиногі раки, хребетні тварини можуть накопичувати у своїх організмах, насамперед у скелетах, панцирах, черепашках, неорганічні сполуки кальцію та фосфору, радіолярії – стронцію та силіцію, бурі водорості йоду тощо.

      4. Роль живих організмів  у біосфері. Живі організми беруть участь в утворенні осадових порід, ґрунту, формуванні атмосфери, змінюючи оболонки Землі.

      Осадові породи виникають на дні водойм внаслідок  нашарування різних неорганічних речовин, значна частина яких має біогенне походження. З решток істот. Які накопичують  у своїх скелетах, панцирах, черепашках карбонати, фосфати, силіцій (ІІ) оксид, утворюються різноманітні осадові породи (вапняк, крейда, кремнезем, радіолярити, діатоміти), які часто сягають значної товщини. У накопиченні кремнеземних осадових порід беруть участь одноклітинні еукаріоти – радіолярії та діатомові водорості. Поклади фосфоритів та апатитів (солі фосфатних кислот, які застосовують як мінеральні добрива та сировину для промисловості)утворені залишками особливих вимерлих груп морських тварин, які мали черепашки з фосфату кальцію.

      Кам’яне (викопні вищі спорові) та буре (викопні  голонасінні) вугілля і торф (мохи) утворились за особливих умов перетворень відмерлих решток рослин. Поклади залізної руди – це здебільшого наслідки діяльності хемотрофних залізобактерій. Є гіпотези біогенного походження нафти природного газу, горючих сланців тощо.

      Крім  цього організми беруть участь у  вивітрюванні гірських порід. Таке вивітрювання називається органічним. Наприклад, лишайники оселяючись на скелях, виділяють  органічні кислоти, які руйнують гірські породи.

      Організми забезпечують основні ґрунтові процеси: розпад органічних речовин до мінеральних сполук, утворення гумусу та його розпад, руйнування та новоутворення мінеральних сполук.. Унаслідок цього мінеральні елементи літосфери включаються у мінеральну частину кругообігу речовин.

      Завдяки життєдіяльності організмів підтримується газовий склад атмосфери. Так, атмосферний кисень має фотосинтетичне походження. Рослинність Землі поглинає щорічно близько1,7·10⁸ тонн вуглекислого газу і виділяє близько 1,2·10⁸ тонн кисню, який використовують у процесі дихання всі аеробні організми. Тваринні організми, в свою чергу, можуть тільки насичувати атмосферу вуглекислим газом, поглинаючи кисень для потреб метаболізму. Таким чином живі організми регулюють вміст цих газів у атмосфері. Живі організми впливають і на концентрацію азоту в атмосфері внаслідок процесів фіксації, нітрифікації та денітрифікації. 

IV. Закріплення засвоєних знань.

   Давайте перевіримо, як ви зрозуміли і запам’ятали  сьогоднішній матеріал. Дайте відповіді  на такі запитання:

1. З чого складається літосфера Землі?
2. Хто створив вчення про біосферу?
3. Чи утворює біосфера єдину оболонку Землі?
4. Де проходять межі біосфери?
5. Що В. І. Вернадський назвав живою речовиною?
6. У чому виявляється енергія живої речовини?

Заповніть таблицю  “Функції живої речовини в біосфері”. 

Функція	Характеристика
1. Енергетична 2. Газова 3. Окисно-відновна 4. Концентраційна

 

V. Узагальнення засвоєних знань. і підбиття підсумків уроку.

      Отже, на сьогоднішньому уроці ми познайомилися  із живою оболонкою нашої планети – біосферою. Біосфера не утворює окремої оболонки Землі. Вона охоплює нижні шари атмосфери до озонового екрану, усю гідросферу, і верхній шар літосфери до глибини 3-11 км на суші і 1 км під дном океану. Поняття біосфера вперше запропонував Е. Зюсс 1875 р., а вчення про неї як частину геологічних оболонок землі, населену живими організмами, створив В. І. Вернадський. Основним компонентом біосфери є жива речовина – сукупність всіх живих організмів планети. Вона виконує у біосфері енергетичну, газову, окисно-відновну та концентраційну функції. Живі організми беруть участь у формуванні різноманітних гірських порід та їх вивітрюванні, в утворенні ґрунту, регулюють газовий склад атмосфери. 

VI. Підбиття підсумків уроку.

   Чи  є у когось із присутніх до мене запитання по викладеному матеріалу? Якщо немає, то ми перейдемо до виставлення оцінок учням, які активно працювали на уроці. 

VII. Домашнє завдання.

1. Опрацювати матеріал § 31 з підручника.
2. Дати відповіді на запитання після параграфу.