Тема. Біосфера Землі. Кругообіг вуглецю в біосфері.
Тип уроку. Комбінований урок.
Вивчити процес біогенної міграції атомів вуглецю в біосфері.
Продовжити формування природничо-наукової картини світу шляхом демонстрації єдності процесів еволюції зірок і планетарних систем і еволюції життя на Землі.
Продовжити формування навичок роботи з мультимедіа-об'єктами як джерелами інформації, перетворення знань з однієї форми в іншу.
Основні поняття. Біосфера. Біогенний цикл вуглецю. Кругообіг води, кисню, вуглецю, азоту і фосфору. Фотосинтез. Дихання.
Світоглядний і розвиває аспекти уроку. Формування наукового світогляду про біосферу. Використання інтерактивних моделей і перетворення інформації в них в традиційні схеми.
Використання нових інформаційних технологій. Мультимедійний проектор, комп'ютер, бажано - інтерактивна дошка, курс «Відкрита колекція. Біологія: теорія еволюції, основи екології, 10-11 класи »(Windows. Linux).
Всі елементи важче гелію сформувалися не в перші три хвилини існування Всесвіту, а в процесі еволюції зірок. Була незначна домішка дейтерію (ізотопу гелію) і літію, буквально частки відсотка, які встигли утворитися за перші три хвилини. Тільки через мільярд років після Великого вибуху першими зірками в космос полетіли важкі елементи, наприклад, вуглець, залізо, золото і т. Д.
Тому можна сказати, що і Сонце, і планети Сонячної системи, і будь-які живі істоти утворилися з хімічних елементів, колись викинутих вибухами наднових зірок. Більшість хімічних елементів, починаючи з вуглецю С і аж до заліза Fe (самого стійкого елемента Всесвіту, розташованого на піку графіка питомої енергії зв'язку), утворюються в масивних гарячих зірок в процесі їх еволюції. Останнім часом теоретично доведена найважливіша роль окису вуглецю СО в процесі формування протопланетних хмар, в їх охолодженні, розпаді на більш дрібні згустки. Таким чином, вуглець - це не просто елемент, з якого складаються живі організми, а й елемент, сприяючий зародженню зірок і планет.
Кругообіг газу і пилу, а отже, і вуглецю.
На Землю вуглець продовжує надходити з космосу і в даний час в вигляді космічного пилу.
Вуглець входить до складу різноманітних органічних речовин, з яких побудовано все живе на Землі. У вигляді вуглекислого газу (СО2) він поглинається з атмосфери рослинами, які, в свою чергу, поїдаються тваринами. Швидкість засвоєння вуглецю рослинами становить 1,5 · 10 11 т. На рік (для порівняння, його загальна маса в рослинах становить близько 5 · 10 11 т. В тварин - 5 · 10 9 т. А в атмосфері - 6,4 · 10 11 т.). В процесі фотосинтезу зелений рослини використовують вуглекислоту і воду для синтезу органічних сполук, виділяючи в атмосферу кисень. В результаті процесів окислення - дихання (як тварин, так і рослин) і гниття - частина вуглецю повертається назад в атмосферу у вигляді вуглекислого газу.
Біосфера не є статичною і незмінною; з плином часу вона еволюціонує. Найважливішим фактором при цьому є самі живі організми. З моменту свого виникнення вони розширювали межі біосфери, змінюючи її склад. В результаті цієї діяльності за мільярди років з'явилися гірські породи і корисні копалини органічного походження (вапняки, кам'яне і буре вугілля, нафта).
Завдяки діяльності копро-, некро- і сапрофагов, вуглець, що міститься в продуктах виділення, а також в останках мертвих організмів, потрапляє в грунт. Таким чином, здійснюється передача вуглецю по ланцюгах харчування. Накопичуючись в грунті, вуглець бере участь в утворенні гумусу.
Засвоєння рослинами вуглецю з атмосфери
(Схема етапів фотосинтезу).
Частина вуглекислого газу розчиняється в воді і бере участь у формуванні кістяків водних мешканців. З останків мертвих організмів вуглець потрапляє в грунт і накопичується там, утворюючи гумус, торф, кам'яне вугілля, нафта, природний газ. Таким чином, ця частина вуглецю виводиться з активного кругообігу. В активному круговороті бере участь лише невелика кількість вуглецю, оскільки його величезні запаси законсервовані в вапняках та інших породах.
Виняток вуглецю з активного кругообігу
(Етапи поховання скелета загиблої тварини).
III. Робота з інтерактивною моделлю «кругообращеніе речовин в природі»
Інтерактивна модель «кругообращеніе речовин в природі» демонструє круговорот у природі чотирьох найважливіших для життєдіяльності речовин: води, вуглецю, азоту і фосфору. Робота з інтерактивною моделлю «кругообращеніе речовин в природі» може бути запланована тільки в частині «Вуглець» в рамках даного уроку. Рекомендується по даній моделі організувати виступ учнів (приблизно трьох) по кожному кадру моделі, для цього її рекомендується зупиняти, користуючись кнопкою «Стоп».
IV. Закріплення матеріалу, формування умінь і навичок
Чи є вуглець найпоширенішим елементом у Всесвіті?
Ні, найпоширеніший елемент - водень.
У чому полягає найважливіша роль окису вуглецю СО в процесі формування протопланетних хмар і утворення зірок і планет?
Останнім часом теоретично доведена найважливіша роль окису вуглецю СО в процесі формування протопланетних хмар, в їх охолодженні, розпаді на більш дрібні згустки. Таким чином, вуглець - це не просто елемент, з якого складаються живі організми, а й елемент, сприяючий зародженню зірок і планет.
Чи продовжує надходити вуглець з космосу в даний час?
Вуглець продовжує надходити у вигляді космічного пилу, який осідає на грунті і надходить в океан.
Що є основою кругообігу речовин в біосфері? Які основні «приводні ремені» (джерела енергії) цього процесу?
В якому вигляді вуглець потрапляє з атмосфери в зелені рослини?
Одним з найважливіших глобальних кругообігів є біогенний цикл вуглецю. Як відомо, вуглець входить до складу різноманітних органічних речовин, з яких побудовано все живе на Землі. У вигляді вуглекислого газу (СО2) він поглинається з атмосфери рослинами, які, в свою чергу, поїдаються тваринами. В процесі фотосинтезу зелені рослини використовують вуглекислоту і воду для синтезу органічних сполук, виділяючи в атмосферу кисень. В результаті дихання (як тварин, так і рослин) частина вуглецю повертається назад в атмосферу у вигляді вуглекислого газу. З останків мертвих організмів вуглець потрапляє в грунт і накопичується там, утворюючи гумус, торф, кам'яне вугілля, нафта, природний газ. В активному круговороті бере участь лише невелика кількість вуглецю, оскільки його величезні запаси законсервовані в вапняках та інших породах.
Яким чином вуглець втягується в біогенний круговорот з атмосфери?
Вуглець входить до складу органічних молекул, будучи найважливішим елементом для життя. Продуценти в процесі фотосинтезу поглинають вуглекислий газ з атмосфери. При диханні він виділяється назад. Вуглець передається по ланцюгах харчування. Після загибелі організмів редуценти розкладають органічні речовини до вуглекислого газу і води. Природний біохімічний цикл вуглецю замикається.
Яким чином вуглець з рослин потрапляє в організм тварин?
По ланцюгах харчування.
В результаті яких процесів життєдіяльності живих організмів вуглець повертається в атмосферу?
У процесі дихання живих організмів.
Яким чином вуглець мігрує в грунт?
З останків мертвих організмів вуглець потрапляє в грунт і накопичується там, утворюючи гумус, торф, кам'яне вугілля, нафта, природний газ.
Яка роль водного середовища в біогенному кругообігу вуглецю?
У воді частина вуглекислого газу розчиняється і бере участь у формуванні кістяків водних мешканців (в тому числі і коралових рифів).
В якому вигляді вуглець виключається з активного кругообігу?
У вигляді викопних решток і гірських порід. В активному круговороті бере участь лише невелика кількість вуглецю, оскільки його величезні запаси законсервовані в вапняках та інших породах.
В освіті якої структури організму тварин вуглець бере безпосередню участь?
Яка роль людини в зміні глобального кругообігу вуглецю в біосфері?
Тестові завдання рекомендується проектувати на інтерактивну дошку, щоб завдання було видно всьому класу. Опитування проводити фронтально, пояснюючи складні питання. Звернути увагу, що питання по формі відповідають завданням груп А і В ЄДІ.
Загальний вигляд тестових завдань видно на малюнку. У деяких завданнях вірними можуть бути кілька дістракторов.
Завдання «Послідовність етапів біогенного круговороту вуглецю» (відповідає типу завдань В7-В8 формату ЄДІ)
1. В якому вигляді частина вуглецю повертається в атмосферу?
У вигляді карбонатів.
У вигляді парів вугільної кислоти.