Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

Тема. ПРОБЛЕМА ЗМІНИ ЛАНОК КРУГООБІГУ РЕЧОВИН ТА ЕНЕРГІЇ

УРОК 28. КРУГООБІГ РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ ЯК ОСНОВНИЙ СИСТЕМОТВОРЧИЙ ФАКТОР. ПОНЯТТЯ БІОГЕОХІМІЧНОГО ЦИКЛУ

Цілі уроку: ознайомити учнів з поняттям біогеохімічного циклу, розглянути кругообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор; розвивати вміння знаходити зв’язки між інформацією з різних джерел; виховувати розуміння цілісності природи і взаємозв’язку між усіма її компонентами.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням процесів кругообігу речовин і енергії, схеми біогеохімічних циклів.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

  • 1. Що таке деградація природних компонентів?
  • 2. Що є причиною деградації?
  • 3. Які наслідки деградації природних компонентів?
  • 4. Яким чином можна зменшити наслідки деградації?

III. Вивчення нового матеріалу

Біологічний кругообіг — це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які відбуваються в біосфері. Причина кругообігу — обмеженість елементів, з яких складається тіло організмів.

У біосфері відбувається постійний кругообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами під час гниття, надходять у ґрунт і атмосферу, знову включаються в кругообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Весь цей процес і буде біогенною міграцією атомів. Для біогенної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення в результаті розкладу мертвих організмів. Біогенна міграція викликається трьома процесами:

  • обміном речовин в організмах;
  • ростом;
  • розмноженням.

Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана силами життя, дав В. І. Вернадський (Закон біогенної міграції атомів). Біогенна міграція є частиною загальної міграції хімічних елементів біосфери. Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона, пропускаючи через себе атоми хімічних елементів земної кори, гідросфери й атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл, організми повертають природі все, що взяли в неї протягом життя.

В. І. Вернадський підрахував, що за час існування на Землі біосфери було створено 3,5 • 1019 т біомаси, що майже удвічі перевищує масу всієї земної кори, яка становить 2 • 1019 т. Робота, що виконується живою речовиною, за Вернадським, може бути оцінена за формулою

E = PV2/2,

де Р — масса організмів,

V — швидкість розтікання біомаси (розмноження організмів).

Жива речовина значно прискорила й змінила кругообіги різних речовин — води, кисню, азоту, вуглекислого газу тощо. Сучасний склад атмосфери створений завдяки діяльності живої речовини. Обмін повітря між усіма широтами й півкулями Землі відбувається в середньому за два роки. Активно переміщується течіями океанічна вода. Вся прісна вода стікає в океан за 14 діб, у льодовиках вода оновлюється за 15 000 років.

Жива речовина активно регулює геохімічну міграцію атомів. Завдяки їй зберігається стабільність біосфери і здійснюється еволюція як живих організмів, так і всієї біосфери в цілому.

Біогеохімічний цикл можна визначити як циклічне, поетапне перетворення речовин і зміну потоків енергії з просторовим масоперенесенням, яке здійснюється за рахунок сумісної дії біотичної та абіотичної трансформації речовин. Біогеохімічні цикли становлять собою циклічні переміщення біогенних елементів: Карбону, Оксигену, Гідрогену, Нітрогену, Сульфуру, Фосфору, Кальцію, Калію та ін. — від одного компонента біосфери до інших. На певних етапах цього кругообігу вони входять до складу живої речовини.

Рушійною силою всіх речовин у біогеохімічних циклах є потік сонячної енергії або частково енергії геологічних процесів Землі. Витрати енергії необхідні й для переміщення речовин у біогеохімічних циклах, і для подолання біогеохімічних бар’єрів. Такими бар’єрами на різних рівнях є мембрани клітин, самі особини рослин і тварин та інші матеріальні структури. Переміщення речовин у біогеохімічних циклах одночасно забезпечує життєдіяльність живих організмів. Головними оціночними параметрами ефективності й напрямку роботи біогеохімічного циклу є кількість біомаси, її елементарний склад і активне функціонування живих організмів.

IV. Практична робота

Тема роботи. Аналіз схем кругообігу основних речовин у природі на предмет зміненості їх ланок антропогенною діяльністю

Мета роботи: провести аналіз схем кругообігу основних речовин у природі на предмет зміненості їх ланок антропогенною діяльністю.

Обладнання й матеріали: картки для практичної роботи зі схемами кругообігу елементів, робочий зошит.

Хід роботи

  • 1. Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Карбону й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність.
  • 2. Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Оксигену й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність.
  • 3. Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Нітрогену й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність.
  • 4. Використовуючи картку для практичної роботи, розглянути схему кругообігу Фосфору й визначити, на які етапи кругообігу найбільше впливає антропогенна діяльність.
  • 5. Зробіть висновки, в яких укажіть, до чого призвели зміни в кругообігу хімічних елементів, які відбулися під впливом антропогенних факторів.

V. Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал за відповідною темою.