Биогеохимические процессы в биосфере конспект

Обновлено: 07.07.2024

Роль живых организмов в создании осадочных пород. Первым этапом образования осадочных пород является выветривание горных пород, которое всегда сопровождается процессами их растворения. Просачиваясь по трещинам скал, вода растворяет породы и уносит с собой растворенные элементы. Растворяющая способность природной воды зависит от ее газового и солевого составов. Содержание газов и солей в природных водах является результатом взаимодействия с живым веществом и почвами. Таким образом происходит растворение горных пород, которое косвенно определяется деятельностью живых организмов.

Живые организмы оказывают на породу и прямое разрушающее действие. Например, корни растений, проникая в трещины, раздвигают куски породы, что способствует проникновению воды и усилению процессов растворения горных пород. Лишайники, поселяющиеся на скалах, выделяют органические кислоты и разрушают минералы химически. Горные породы начинают крошиться и механически разрушаться. Таким образом образуется осадочная горная порода.

По своему происхождению все осадочные породы делятся на обломочные, химические и органические. Последние созданы живыми организмами. Из накоплений известковых скелетов организмов в водоемах образуются известняки. Ежегодно 10 8 т кальция отлагается в виде известняка на дне водоемов планеты. Эту громадную работу производят организмы, обитающие на всех глубинах и по всей площади морей и океанов. При жизни они накапливают кальций в скелетах, панцирях, раковинах, которые после гибели организмов опускаются на дно. Основные концентраторы (накопители) кремния — одноклеточные диатомовые водоросли и простейшие — радиолярии. Отложения панцирей этих организмов создают диатомовые и радиоляриевые илы, покрывающие сотни тысяч квадратных километров морского дна.

Таким образом, на геологические процессы формирования литосферы непосредственно влияет живое вещество биосферы.

Роль живых организмов в создании почвы. Почва — это особое природное тело, образующее верхнюю рыхлую оболочку земной коры и обладающее свойством плодородия. Почва образуется из продуктов разрушения поверхностных слоев горных пород под воздействием растений, микроорганизмов и животных. Растения, поглощая из атмосферы углекислый газ, а из почвы азот, калий и другие биологически важные элементы, строят сложные органические соединения. Растения частично поедаются животными, а в основной массе отмирают. В виде мертвых корней, надземных растительных остатков, трупов и экскрементов животных органические соединения поступают в почву. Вся масса отмерших остатков организмов, накопившаяся в результате жизнедеятельности растений и животных, служит источником существования микроорганизмов, населяющих почву.

1.2 Приветствие группы. Преподаватель здоровается с присутствующими.

1.3 Проверка присутствующих. Преподаватель проверяет наличие студентов группы, проверяет готовность студентов к занятию, обращает внимание на раздаточный материал, расположены на рабочих местах студентов.

2. Ознакомление студентов с темой и целью занятия.

Тема занятия: “Биогеохимические процессы в биосфере. Влияние деятельности человека на биосферу. Глобальные экологические проблемы”.

Цель занятия: ознакомиться с основными биогеохимическими процессами в биосфере, такими понятиями как глобальное потепление, изменение климата, причинах и последствиях глобального потепления, альтернативных путях решения проблемы.

3. Мотивация. Постановка проблемного вопроса.

4. Актуализация опорных знаний

4.1 Беседа со студентами

При ознакомлении с кейсом вы использовали теоретические базовые знания экологических терминов, которые помогли вам понять материал. Давайте повторим эти термины.

Экология-это наука.
Экологические факторы - это.
Биосфера- это.
Глобальное потепление - это.
Круговорот элементов природе - это.

Эколо'гия (от др.-греч. — обиталище, жилище, дом, имущество и — понятие, учение, наука) — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге “Общая морфология организмов” (“Generelle Morphologie der Organismen”).

Отдельные свойства и элементы среды, воздействующие на организмы, называют экологическими факторами.

Абиотическая среда (факторы среды)— это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм. (Свет, температура, ветер, воздух, давление, влажность и т. д.) Например: накопление в почве токсичных и химических элементов, пересыхание водоёмов во время засухи, увеличение продолжительности светового дня, интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Биотическая среда (факторы среды — это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. (Влияние растений и животных на других членов биогеоценоза) Например: разрушение почвы кабанами и кротами, уменьшение численности белок в неурожайные годы.

Антропогенные (антропические) факторы — это все формы деятельности человеческого общества, изменяющие природу как среду обитания живых организмов или непосредственно влияющие на их жизнь. Выделение антропогенных факторов в отдельную группу обусловлено тем, что в настоящее время судьба растительного покрова Земли и всех ныне существующих видов организмов практически находится в руках человеческого общества.

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

Глобальное потепление — повышение средней температуры климатической системы Земли. Начиная с 1970-х годов, как минимум 90 % энергии потепления аккумулируется в океане. Несмотря на доминирующую роль океана в накоплении тепла, термин глобальное потепление часто используется для обозначения роста средней температуры воздуха у поверхности суши и океана.

Между литосферой, гидросферой, атмосферой и живыми организмами Земли постоянно происходит обмен химическими элементами. Этот процесс имеет циклический характер: переместившись из одной сферы в другую, элементы вновь возвращаются в первоначальное состояние. Это называется круговоротом элементов в природе.

5. Изложение нового материала, ознакомление с планом занятия

Заранее вы получили на руки кейс с информацией и заданиями.

Работа над кейсом предусматривала:

- разбор конкретной ситуации по определенному сценарию, в который была включена самостоятельная работа;

- “мозговой штурм” в пределах малых групп, принятие решения по выбору того пути решения, который по мнению участников, является наиболее приемлемым.

Итог работы над кейсом предусматривает:

- публичное выступление с представлением и защитой предложенного решения в процессе дебатов, выявление фактических знаний, которые приобретены в процессе работы над кейсом.

5.1 Выступление рабочих групп.

5.2. Комментирование работы студентов над кейсом

6. Дебаты

На ваших столах лежат детали для солнца решений (солнечных решений). По ходу дебатов на лепестки нанесите пути решения проблемы глобального потепления, которые на ваш, практически профессиональный взгляд, являются наиболее верными.

Вопросы для дебатов.

Вопросы задают друг другу оппоненты для утверждения или опровержения правильности выбранного пути решения.

Как вы считаете - существует ли на самом деле на планете проблема глобального потепления?
Каково формирование у человека, гражданского обывателя, понятия приоритетных новостей?
Какие проблемы для вас являются главными (приоритетными) сегодня?
Как вы считаете, существует ли цикличность в климате на планете?
Как называется эра, в которой мы сегодня живем?
Какие методы применяют метеорологи для выяснения истины с климатом?
Что такое теплоизоляция?
Производит ли ROCKWOOL что-либо кроме теплоизоляции?
Из чего производится теплоизоляция ROCKWOOL?
Слышал, что при производстве теплоизоляции используется фенолформальдегид. Он ведь вреден?
Чем различаются теплоизоляционные материалы?
Чем ROCKWOOL отличается от стекловаты?
Чем ROCKWOOL отличается от пенопласта?
Важна ли плотность материала с точки зрения теплоизоляции?
Что такое гидрофобность?
Что такое паропроницаемость?
Насколько эффективна теплоизоляция ROCKWOOL?
Каков срок службы теплоизоляционных материалов ROCKWOOL?
Насколько безопасна теплоизоляция ROCKWOOL?
В каком виде выпускается продукция? Она жесткая или мягкая?
Не оседает ли материал под собственной тяжестью?
Грызут ли теплоизоляцию ROCKWOOL мыши?
Зачем утеплять дом?
Как и чем утеплить стены загородного дома?
Где должен быть размещен пароизоляционный слой?
Как подобрать толщину теплоизоляции?
Как рассчитать необходимое мне количество упаковок ROCKWOOL?
Защитит ли меня теплоизоляция от посторонних звуков, шумных соседей?
Как перевозить материал? Можно ли его при транспортировке сжимать?
Покупаю материал на рынке. Как я могу убедиться, что это действительно ROCKWOOL? Как узнать какая марка?
Какие сертификаты есть на продукцию ROCKWOOL?
Какие документы подтверждают заявленные характеристики?
Где можно купить теплоизоляцию ROCKWOOL?
Является ли ЕМЗ основным источником загрязнения атмосферы нашего региона?
Какие химико-технологические процессы осуществляются на данном предприятии?
Какие выбросы осуществляет данное предприятие?
Какое значение для населения имеет забота экологической слюжбы завода об окружающей среде?.
Какое письмо вы бы написали директору данного предприятия с учетом вклада ЕМЗ в общую проблему глобального потепления?
Какую продукцию выпускает ХТЗ?
Какие страны получают продукцию?
Какие загрязнители от трубопрокатного производства?

Преподаватель комментирует владение группами информацией по своему вопросу, а по качеству задаваемых вопросов - владением всей тематикой.

7. Подведение итогов занятия

7.1 Определение путей решения проблемы

Но для логического завершения вашей работы необходимо сложить солнце решений, на лепестках которого вы прописали основные значимые решения нашей глобальной проблемы.

7.2 Выставление оценок в соответствии с активностью работы на занятии.

Руководители группы сдают бланк оценки, в котором прописаны фамилии, виды деятельности для каждого участника поискового процесса, выставлены предварительные ним оценки.

8. Домашнее задание

Предлагаю не закрывать для себя данный вопрос. “Руководители” Енакиевского металлургического завода и Харцызского трубного завода могли бы от имени творческого коллектива написать настоящим руководителям письмо-обращение, где мог ли бы высказать свое мнение по поводу заботы экологической службы завода об окружающей среде, а так же вынести свои предложения по улучшению экологизации предприятия.

9. Рефлексия

После занятия прошу вашего мнения по вопросу: Так есть ли на планете проблема глобального потепления или нет? На импровизированном дереве мнений приклейте свой листочек с поднятым или опущенным пальцем, который и будет вашим ответом. Палец вниз - нет проблемы, палец вверх - есть проблема.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Биогеохимический круговорот веществ и энергии в биосфере

Цели : сформировать знания о круговороте веществ и превращении энергии в биосфере; конкретизировать знания о круговороте веществ на примере круговоротов углерода, фосфора и азота.

Оборудование: таблицы по общей биологии, иллюстрирующие круговороты углерода и азота; карточки-задания для самостоятельной работы в парах.

Организационный момент

II . Проверка домашнего задания пройдет в два этапа:

2. Работа с тестом (до 5 минут).

( 3. Устная проверка. Дополнительное задание.)

2. Индивидуальная работа с тестами (см. приложение).

Время на выполнение 5 минут.

Чтобы проверить, как вы выполнили тесты, обменяйтесь ими и сравните ответы работ с ответами, которые вывешены на доске.

3. работа с определениями

1. Что такое живое вещество?

Ответ: живое вещество- это все живые организмы, населяющие нашу планету.

биогенное вещество- это вещество, которое создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов;

2. Это вещество, создаваемое в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами

Ответ: биокосное вещество

Газовая, энергетическая, концентрационная, окислительно-восстановительная, биогеохимическая, средообразующая, транспортная, что это?

Ответ: (Функции)

Биосфера- это….?

III . Изучение новой темы.

1. Рассказ учителя. ( На доске висят картинки и схемы круговоротов.)3-4 минуты

А теперь попробуйте узнать тему нашего сегодняшнего урока по словам, которые я вам сейчас скажу:

Как вы думаете, о чем пойдет речь на сегодняшнем уроке?

Правильно, о круговороте веществ в природе. Да, это главное на сегодняшнем уроке.

Но тема, которую определила я, звучит немного по-другому.

Биогеохимический круговорот как основа существования биосферы.

Говорят, что для круговорота веществ, их движения требуется постоянный приток энергии. Так ли это? Это утверждение, мы либо подтвердим, либо опровергнем в конце урока.

Круговороты разнообразны по масштабам и качеству явлений, и они осуществляются с участием всех компонентов биосферы и входят в состав единого биогеохимического круговорота.

Биогеохимический круговорот – это обмен веществ и превращение энергии между различными компонентами биосферы, связанные с деятельностью ее организмов.

(запись в тетрадь)

Совершая гигантский биогеохимический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования и существования в ней человека.

Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов , которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.). Сегодня мы рассмотрим круговороты газов ( углерода и азота) главным поставщиком которых является атмосфера.

Самостоятельная работа.

Круговорот углерода и азота вы будете изучать самостоятельно, в парах.

А разделимся мы следующим образом. На столе лежат разрезанные карточки. Соответственно, соединив эти части правильно, мы и узнаем, кто с кем в паре будет работать и круговорот какого элемента будет изучать.

Круговорот углерода

Основным элементом, слагающим все живые организмы на Земле, служит углерод. Он входит в состав сложных органических соединений — белков, жиров, углеводов.

Углерод в биосфере Земли представлен наиболее подвижной формой — углекислым газом. Его источником в биосфере является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры. Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает двумя путями.

Первый путь заключается в его поглощении в процессе фотосинтеза с образованием органических веществ и последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горючих сланцев, рассеянной органики осадочных горных пород.

По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где углекислый газ переходит в угольную кислоту, в гидрокарбонат-ионы и карбонат-ионы. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов (СаСО,) биогенным и абиогенным путем, в результате чего возникают мощные толщи известняков.

Наряду с этим большим круговоротом углерода существует еще ряд малых его круговоротов на поверхности суши и в океане.

1. В пределах суши, где Имеется растительность, углекислый газ поглощается в процессе фотосинтеза в дневное время. В ночное время часть его выделяется растениями во внешнюю среду.

2. Поглощенный углекислый газ в процессе фотосинтеза с гибелью растений и животных освобождается в ходе окисления органических веществ.

3. Особое место в современном круговороте углерода занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание углекислого газа в атмосфере.

Круговорот азота

Круговорот азота в биосфере практически полностью поддерживается бактериями. Азот как химический элемент входит в важнейшие органические соединения: белки, нуклеиновые кислоты и энергоносители (АТФ, АДФ, НАДФ), т.е. необходим всем живым существам. Свободного молекулярного азота в атмосфере более чем достаточно. Однако фиксация азота в живом веществе нашей планеты осуществляется ограниченным количеством живых существ. Только некоторые микроорганизмы почв и поверхности мирового океана способны расщеплять молекулярный азот и использовать его для построения белков и других органических соединений живого вещества. Атмосферный азот поглощается при жизнедеятельности азотфиксирующими бактериями и некоторыми водорослями, которые синтезируют нитраты, доступные для использования растениями биосферы.

Растения и животные после своей гибели возвращают азот в почву, откуда он поступает в состав новых организмов. При этом определенная часть азота в виде молекул возвращается в атмосферу.

В почвах происходит процесс нитрификации, который состоит из цепи реакций, когда при участии микроорганизмов происходит окисление иона аммония ( NH „ + ) до нитрита ( N 0₂) или нитрита до нитрата ( N 0₃). Восстановление нитритов и нитратов до газообразных соединений молекулярного азота или его оксидов составляет сущность процессов денитрификации. В малых количествах атмосферный азот связывается с кислородом в процессе грозовых разрядов, а затем с дождями выпадает на поверхность почв.

Итак, подводя итог под всем сказанным вами, я хочу показать вам видеосюжет, (3-4 минуты) который позволит вам увидеть и понять, в какой последовательности совершается круговорот веществ, а именно, углерода в биосфере.

Интересно то, что продолжительность цикла углерода равно трем-четырем столетиям.

А еще важно то, что при грозовых разрядах в атмосфере также образуются нитраты, откуда с осадками они попадают в почву. Слайд с 111-120

Продолжение изучения материала .

Но для того чтобы биогеохимический круговорот являлся непрерывным, для этого необходим постоянный поток энергии, связанный с деятельностью живого вещества. Организмы нуждаются в энергии для поддержания своей жизнедеятельности. В биосфере энергия существует в нескольких формах:

Энергия может из одной формы перейти в другую, что называется преобразованием энергии, и подчиняется закону сохранения энергии, который гласит:

Энергия может превращаться из одной формы в другую, но не может быть создана или уничтожена.

Основным источником энергии в биосфере является энергия Солнца. Она нагревает атмосферу и гидросферу, вызывает передвижение воздушных масс, океанических течений, испарения воды, таяние снега.

Автотрофные организмы, главным образом зеленые растения, в результате реакций фотосинтеза преобразуют солнечную энергию в энергию химических связей созданных органических веществ

Гетеротрофы, главным образом животные, преобразуют химическую энергию в другие ее формы, например механическую, электрическую, тепловую, световую.

. Если для круговорота веществ достаточно того запаса вещества, который имеется в биосфере, то поток энергии требует непрерывного поступления энергии извне.

Поэтому я думаю, этот пример доказывают, что для круговорота веществ и их движения, требуется постоянный приток энергии.

IV . Общие выводы урока. В заключении давайте попробуем сформулировать выводы обо всем сказанном сегодня на уроке.

1. Количество вещества, вовлекаемого в биосферные процессы, остается постоянным на протяжении целых геологических периодов.

2. В биосфере совершается многократный круговорот веществ, входящих в состав живых организмов.

3. В биосферу извне постоянно вливается поток солнечной энергии.

4. Для круговорота веществ и их движения, требуется, чтобы этот поток энергии был постоянным.

(запись в тетрадь выводов по уроку)

Мы рассмотрели сегодня круговороты веществ в биосфере, какие? и энергии в биосфере.

Узнали много нового и интересного. Но это еще не все. В природе существует еще несколько биогеохимических круговоротов, а именно воды, серы, фосфора. И это мы рассмотрим на следующем уроке.

Оценки за урок. Всем спасибо.

Выполните тест (выберите один правильный ответ)

б\ Н.И. Вавилов;

г\ В.И. Вернадский.

2. Элементарной структурой биосферы следует считать:

в\ популяцию;

г\ живое вещество

3. Живое вещество — это

а\ масса особей одного вида;

б\ масса сообщества в делом, приходящаяся на единицу поверхности или объема;

в\ совокупность всех существующих организмов;

г\ масса всех растений и животных суши

4. В биосфере –

а\ биомасса растений во много раз превышает биомассу жи во тных;

б\ биомасса животных во много раз превышает биомассу растений;

в\ биомасса растений равна биомассе животных;

г\ соотношение биомассы растений и животных постоянно изменяется

5. Биомасса суши, почвы и океана –

а\ уменьшается от полюсов к экватору;

б\ увеличивается от полюсов к экватору;

в\ увеличивается от экватора к полюсам;

г\ не изменяется от полюсов к экватору

6. Способность организмов поглощать одни газы и выделять другие в ходе фотосинтеза и дыхания — это функция живого вещества –

а\ концентрационная;

в\ окислительно-восстановительная;

г\ биохимическая

7. Способность организмов поглощать и накапливать в телах химические элементы — это функция живого вещества –

а\ концентрационная;

в\ окислительно-восстановительная;

г\ биохимическая

8. Способность организмов окислять и восстанавливать различные вещества — это функция живого вещества

а\ биохимическая;

б\ окислительно-восстановительная;

в\ концентрационная;

9. Биогеохимическая функция живого вещества, связанная со сложными превращениями различных веществ в процессах питания, дыхания, размножения — это функция

а\ биохимическая;

б\ окислительно — восстановительная;

в\ концентрационная;

10.К какой функции живого вещества можно отнести процессы фотосинтеза –

б\ энергетической;

в\ концентрационной;

г\ биохимической;

д\ деструктивной

2. Проанализируйте соответствующую схему, иллюстрирующую биогеохимический цикл углерода (учебник стр. 239).

3. Ответьте на вопросы: в результате каких процессов углерод может исключаться из круговорота и вновь возвращаться в него? Каковы, на ваш взгляд, последствия накопления углекислого газа в атмосфере в результате антропогенного воздействия?

4. Составьте план пересказа текста и подготовьте краткое устное сообщение для выступления.

2. Проанализируйте соответствующую схему, иллюстрирующую биогеохимический цикл азота (учебник стр. 239)

3. Ответьте на вопросы: какова роль растений и животных в круговороте азота? В результате какого процесса происходит превращение соединений аммиака в нитриты и нитраты, которые в дальнейшем могут превращаться в атмосферный азот?

4. Составьте план пересказа текста и подготовьте краткое устное сообщение для выступления.

Бесплатное участие. Свидетельство СМИ сразу.
До 500 000 руб. ежемесячно и 10 документов.

Конспект урока по биологии " Живое вещество и биогеохимические круговороты в биосфере" для учащихся одиннадцатых классов направлен на формирование у обучающихся представления об особенностях круговорота веществ и энергии в экосистеме. Цель - сделать выводы о значении обмена веществ и энергии в природе и жизни человека.

Читайте также: