Биология
Уроки по биологии
Учебники по биологии
Все предметы
ВНО 2016
Конспекты уроков
Опорные конспекты
Учебники PDF
Учебники онлайн
Библиотека PDF
Словари
Справочник школьника
Мастер-класс для школьника

Все уроки биологии в 11 классе

Тема. ПОПУЛЯЦИЯ, ЭКОСИСТЕМА, БИОСФЕРА

УРОК 33. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ. РОЛЬ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ В БИОСФЕРЕ. БЮМАСА

 

Цели урока: дать общую характеристику биосферы, проанализировать основные положения учения В. И. Вернадского о биосфере и роли в ней живых организмов; развивать логику и экологическое мышление; воспитывать понимание собственной ответственности за существование жизни на Земле.

Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации с примерами воздействия организмов на другие оболочки нашей планеты, видеофрагменты, в которых демонстрируется роль живых организмов в биосфере (по наличии).

Базовые понятия и термины: биосфера, ноосфера, биомасса, живые организмы, производительность, геологическая роль, взаимосвязи.

 

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся

Вопросы для беседы

1. Какие особенности имеет круговорот Азота?

2. Какие особенности имеет круговорот Кислорода?

3. Какие особенности имеет круговорот Карбона?

4. Какие экосистемы и почему есть наиболее продуктивными?

III. Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

Понятие «биосфера» (от греч. биос - жизнь) предложил в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс. Учение о биосфере как особую часть Земли, населенную живыми организмами, создал украинский ученый В. И. Вернадский, хотя, по его мнению, впервые к этой идее приблизился французский биолог Ж. Б. Ламарк.

Биосфера не образует отдельной оболочки Земли, а является частью геологических оболочек земного шара, заселенных живыми организмами. Она занимает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижний слой атмосферы. Это совокупность всех биогеоценозов земли, единая глобальная экосистема высшего порядка.

В. И. Вернадский еще в первой половине XX века предсказывал, что биосфера разовьется в ноосферу (термин предложил в 1927 г. французский ученый Э. Леруа и П. Тейяр де Шарден). Сначала В. И. Вернадский рассматривал ноосферу (от греч. ноос - разум) как особую «умственную» оболочку Земли, которая развивается вне биосферой. Но впоследствии он пришел к выводу, что ноосфера - это определенное состояние биосферы, при котором умственная деятельность человека становится определяющим фактором ее развития. В частности, он отмечал, что биосфера переходит в новый этап - ноосферу - под влиянием научной мысли и человеческого труда. Человечество все больше отличается от других компонентов биосферы как новая биогенная геологическая сила. Благодаря своей научной мысли, воплощенной в технических достижениях, человек осваивает те части биосферы, куда она раньше не проникала.

Для ноосферы, как нового качественного этапа развития биосферы, характерна тесная связь законов природы и социально-экономических факторов общества, основанный на научно обоснованном рациональном использовании природных ресурсов, которое предусматривает восстанавливаемость круговорота веществ и потока энергии. Характерной чертой ноосферы является экологизация всех сфер человеческой жизни. К решению любых проблем человек должен подходить с позиции экологического мышления, то есть сохранение и улучшение состояния природной среды.

Итак, ноосфера - это качественно новая форма организации биосферы, которая формируется в результате ее взаимодействия с человеческим обществом и предполагает гармоничное сосуществование природы и человека.

В. И. Вернадский подробно анализировал роль живых организмов в преобразовании земной коры: разрушении горных пород, почвообразовании, формировании осадочных пород, круговорота, перераспределении и концентрации химических элементов в биосфере.

Всю совокупность организмов на планете Земля В. И. Вернадский называл живым веществом. Основными ее характеристиками суммарная большинство, химический состав и энергия.

Энергия живого вещества биосферы прежде всего проявляется в способности организмов к размножению и распространению. Жизнь на планете имеет значительную устойчивость к изменениям интенсивности различных экологических факторов, что определяет пределы биосферы. В состоянии анабиоза организмы могут выдерживать значительные колебания температуры и давления. Поэтому организмов нет только в толще ледников и в кратерах действующих вулканов.

Одним из свойств живого вещества есть ее постоянный обмен с окружающей средой. Вследствие этого проходит через организмы значительное количество химических элементов. Хотя в состав живых существ входят те сами химические элементы , что и в неживых объектов, однако, как известно, в живых существах и неживой природе они находятся в разных соотношениях. Если в неживых объектах на нашей планете по количеству атомов наиболее распространенными являются 0 (63 %), Si (21,2 %), Аl (6,5 %), Na (2,4 %), Fe (l,9 %) и Са (1,9 %), то в живых первые места по содержанию занимают Н (64 %), О (25,6 %), С (7,5 %), N (1,25 %), Г (0,24 %), S (0,06 %).

Это напрямую связано с их химическими и физическими свойствами. Так, Кислород и Водород образуют воду, которая является и универсальным растворителем и средой, в которой происходят биохимические реакции. Наличие Азота крайне важна для образования важнейших информационных молекул ДНК и РНК. Фосфор участвует в образовании макроэргических связей, т.е. являются важнейшим компонентом систем обеспечения клеток энергией. А Сульфур играет важную роль в формировании пространственного строения биологических молекул.

Если же взять, например, Кремний, которого очень много на нашей планете, то он, как и Карбон, способен связываться с четырьмя другими атомами, но через больший диаметр своего атома, он хуже образует макромолекулярные цепочки.

Живым организмам для осуществления биохимических процессов необходимы вещество и энергия, которые они достают из окружающей среды, при этом значительно превращая последнее. В результате постоянного и непрерывного обмена с окружающей средой разные химические элементы поступают в живые существа, могут в них накапливаться, исходя из организма только через определенное время, или хранятся в нем в течение всей жизни. Постоянный круговорот веществ и поток энергии обеспечивает функционирование биосферы как целостной системы.

В процессе деятельности биосферы живая вещество (продуценты) способна накапливать солнечную световую энергию, превращая ее в энергию химических связей. Суммарная первичная продукция автотрофных организмов определяет биомассу биосферы в целом. Ученые подсчитали, что благодаря фотосинтеза ежегодно живое вещество Земли продуцирует около 160 млрд. т сухой органического вещества, из которой примерно 1/3 синтезируется биогеоценозами Мирового океана, а 2/3 - биогеоценозами суши.

Живое вещество (продуценты) биосферы выполняет разнообразные функции: газовую, окислительно-восстановительную, концентрационную, которые связаны с процессами обмена веществ живых существ.

Газовая функция живого вещества заключается в воздействии живых организмов в процессе своей жизнедеятельности на газовый состав атмосферы, Мирового океана и почвы. Все аэробные существа во время дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ, тогда как зеленые растения и цианобактерии в процессе фотосинтеза, наоборот, поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Жизнедеятельность организмов, например бактерий, может влиять на концентрацию других газов (сероводорода, метана, азота и т.п.).

Окислительно-восстановительная функция заключается в потому, что с помощью живых организмов в почве, воде и атмосферном воздухе окисляется ряд веществ. Например, железобактерии способны окислять соединения Железа, сіркобактерії - соединения Серы и т.д. Живые организмы способны также и восстанавливать определенные соединения (например, бактерии способны денітрифікуючі восстанавливать нитраты и нитриты до молекулярного азота или его оксидов).

Концентрационная функция заключается в поглощении живыми существами определенных химических элементов из окружающей среды и накопления их в своих организмах. Так, моллюски, фораминиферы, ракообразные, позвоночные животные могут накапливать в своих организмах неорганические соединения Кальция и Фосфора, радиолярии - Стронция и Кремния, бури водоросли - iоду и т.д.

За период исторического развития Земли сформировались такие оболочки, как литосфера, гидросфера и атмосфера. Часть этих оболочек, населенная живыми организмами, называется биосферой, что представляет собой совокупность всех биогеоценозов Земли, единую экосистему высшего порядка. Биосфера занимает всю толщу гидросферы, верхние слои литосферы, нижние - атмосферы. В. И. Вернадский создал учение о ноосфере - качественно новое состояние биосферы, при котором умственная деятельность человека в значительной мере обусловливает ее развитие. Живое вещество биосферы (вся совокупность организмов нашей планеты) обеспечивает постоянный круговорот веществ и поток энергии на планете, осуществляет значительную биогенную работу с превращение оболочек Земли.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Что такое биосфера?

2. Каковы основные положения учения В. И. Вернадского о биосфере?

3. Что такое ноосфера и какое значение она имеет для нашей планеты?

4. Какую роль играют живые организмы на нашей планете?

V. Домашнее задача