Структура биосферы

Образовательные задачи: ознакомить
учащихся с понятием “биосфера” как гигантской
экологической системы земного шара, рассмотреть
структуру биосферы, выявить её функции, выделить
границы биосферы, роль живого вещества в
биосфере.

Развивающие задачи:

продолжить формирование
умений выявлять основные компоненты биосферы,
умение устанавливать связи между компонентами
биосферы, делать выводы.

Воспитательные задачи:

продолжить
патриотическое воспитание на примере жизни и
деятельности В.И. Вернадского, прививать
учащимся бережное отношение к природе,
раскрывать мероприятия правительства нашей
страны по защите природной среды.

Оборудование:

портрет В.И. Вернадского,
таблица “Строение биосферы”, карта “Животный
мир Земли”.

Ход урока

1. Организационный момент.

- приветствие;

- подготовка к работе;

- наличие учащихся.

2. Мотивация учебной деятельности.

- сообщение темы, цели занятия.

Взаимоотношения организма и среды всегда
представляли научный интерес, и актуальны и в
наше время.

3. Изучение нового.

Тема: Структура биосферы.

План

1. Биосфера, её состав.

2. Структура биосферы.

3. Границы биосферы.

4. Роль живого вещества.

5. Сообщение домашнего задания.

6. Подведение итогов урока.

- Оценить степень реализации поставленных
целей.

- Оценить работу учеников.

7. Закрепление изученного материала.

Тестирование.

Ход урока

1. Каждый живущий организм связан с окружающей
средой потоками вещества и энергии, проходящими
через его тело. Потребляя и выделяя вещество и
энергию, живые организмы влияют на среду своего
обитания. Результаты жизнедеятельности каждого
отдельного существа могут быть невелики и
малозаметны. Но все вместе они сливаются в мощную
силу, преобразующую земную поверхность.
Представление о том, что живые существа нашей
планеты взаимодействуют с внешней средой и
изменяют её, возникло давно на основе наблюдений
природных явлений.

Сам термин “биосфера” предложил в 1875 году
австрийский геолог Эдвард Зюсс, изучавший
геологические оболочки планеты Земля. Однако он
не развил представлений о биосфере и не дал
термину обоснование.

Создал учение о биосфере русский учёный
геохимик, философ, минералог Владимир Иванович
Вернадский (1863-1945 гг.).

- Ссообщение учащегося “Биографические
сведения о В.И. Вернадском”.

В.И.Вернадским было написано много книг. Первая
книга вышла на французском языке “Геохимия” в
1927 году. В нашей стране в 1926 году в Ленинграде
опубликована книга “Биосфера”. В 1927 году
В.И.Вернадский открывает лабораторию по изучению
биогеохимических процессов.

В 1949 году ему была присуждена Государственная
премия 1-ой степени в области изучения
биохимических процессов.

- Вспомните, когда возникла жизнь на Земле? (3 – 5
млрд. лет назад).

- Какие географические оболочки составляют
биосферу?

- Что является ограничивающим фактором для
распространения жизни?

(Работа с рисунком учебника на стр. 217).

(Ограничивающим фактором является возможность
существования условий для живых организмов).

- Дайте определение понятию “биогеоценоз”.
(Совокупность популяций разных видов, населяющих
определённую территорию и неорганических
компонентов, в которой может поддерживаться
круговорот веществ).

- Какие структурные компоненты составляют
биогеоценоз? (Продуценты, консументы, редуценты).

- Какими свойствами обладают биогеоценозы?
(Целостность, устойчивость, саморегуляция).

- Сравните два понятия “биогеоценоз” и
“биосфера”. Какой вывод можно сделать?

Вывод:

биосфера представляет собой
гигантский биогеоценоз, который существует
благодаря тесной взаимосвязи всех его
структурных компонентов, представляет собой
целостную и устойчивую систему, прошедшую
длительный путь исторического развития.

- Каковы же границы биосферы? Покажите на
таблице. Она составляет 20–40 км. Сопоставьте
толщину биосферы с диаметром Земли – 14 тысяч км,
она представляет собой тонкую плёнку.

- Определите ограничивающие факторы,
обуславливающие границы жизни в биосфере:
верхняя граница биосферы ограничена интенсивной
концентрацией ультрафиолетовых лучей; нижняя –
высокой температурой земных недр (свыше 100
градусов). На высоте 20 км можно обнаружить споры
бактерий, а на глубине 3 км в водах – анаэробные
бактерии.

- В какой части атмосферы сосредоточена жизнь? -
В тропосфере и нижних слоях стратосферы.

- В какой части гидросферы сосредоточена жизнь?
– Проникает на всю глубину Мирового океана до
глубины 10-11 км.

- В какой части литосферы сосредоточена жизнь?
– Проникает до глубин 3 – иногда 7 км.

Живые организмы, преобразуя солнечную энергию,
являются мощной силой, влияющей на геологические
процессы. Специфическая черта биосферы как
оболочки Земли – непрерывно происходящий в ней
круговорот веществ, регулируемый деятельностью
живых организмов. Так как биосфера получает
энергию извне – от Солнца, её называют открытой
системой.

Биосфера включает:

1) Живое вещество – “совокупность всех
живых организмов планеты, в данный момент
существующих, численно выраженная в
элементарном химическом составе, весе, энергии”
(по В.И.Вернадскому).

Это вещество геохимически чрезвычайно активно,
т.к. связано с окружающей средой биогенным
потоком атомов при осуществлении процессов
дыхания, питания, размножения. Благодаря этому
потоку почти все химические элементы проходят в
общей цепи превращений через биогеохимическое
звено. Таким образом, жизнедеятельность
организмов – это глубокий и мощный
геологический процесс планетарного характера.
Миграция химических элементов из организма в
среду и обратно не прекращается ни на секунду.
Эта миграция была бы невозможной, если бы
элементарный химический состав организмов не
был близок химическому составу земной коры.



В.И.Вернадский писал: “Организм имеет дело со
средой, к которой он не только приспособлен, но
которая приспособлена к нему”.

Благодаря зелёным хлорофиллоносным растениям,
осуществляется процесс фотосинтеза, в биосфере
создаются сложные по строению молекулы с
большими запасами заключённой в них энергии. Без
живого вещества работа солнечного луча
сводилась бы лишь к перемещению газообразных,
жидких и твёрдых тел по поверхности планеты и к
временному их нагреванию. Живое вещество
выступает в качестве аккумулятора и
уникального трансформатора связанной
лучистой энергии Солнца. Улавливание солнечной
энергии осуществляется преимущественно
растительным миром. Но в удержании и преобразовании
её по земной поверхности, а также перенос из
внешнего в более глубокие слои планеты принимает
участие всё живое вещество. Этот процесс
осуществляется благодаря размножению и
последующему росту организмов. Скорость
размножения
их (по В.И.Вернадскому) “это
скорость передачи в биосфере геохимической
энергии”. Элементарной и структурной единицей биосферы
является биогеоценоз. Живое вещество выполняет в
биосфере следующие биогеохимические функции:

- энергетическую;

- газовую;

- окислительно-восстановительную;

- концентрационную.

Растения концентраторы

– осока и хвощ –
накопление кремния в тканях, капуста и щавель –
источники йода и кальция.

Животные концентраторы

– в скелете и мышцах
океанических рыб – кальций и фосфор; в раковинах
моллюсков – кальций. Организмы накопители на
длительное время приостанавливают миграцию ряда
элементов, выводят их из цикла обращения,
обедняют живое вещество.

Вывод:

живые организмы, обитающие на Земле,
представляют собой сложную систему
преобразования энергии солнечных лучей в
энергию геохимических процессов.

Живые организмы, регулируя круговорот веществ,
служат мощным фактором, преобразующим
поверхность нашей планеты.

2) Биогенное вещество – оно создаётся в
процессе жизнедеятельности организмов
(природный газ, нефть, сапропель, каменный и бурый
уголь, торф, мел, известняк, горючие сланцы, руды
железа и марганца).

3) Косное вещество

– оно формируется без
участия живых организмов (результаты движения
земной коры, деятельность вулканов, метеориты).

4) Биокосное вещество

– оно представляет
собой совместный результат жизнедеятельности
организмов и небиологических процессов (почва).

Хотя границы биосферы довольно узки, живые
организмы в их пределах распределены очень
неравномерно. На большой высоте и в глубинах
гидросферы и литосферы организмы встречаются
относительно редко. Жизнь сосредоточена главным
образом на поверхности земли, в почве и в
приповерхностном слое океана.

Биомасса живых организмов суши
представлена на 99,2% — зелёными растениями, и на 0,8 %
животными и микроорганизмами. Биомасса океана
такова: на долю растений приходится 6,3 %, на долю
животных – 93,7 %. Величина биомассы для всей
планеты составляет 3 – 1012 тонн, при этом на долю
растений приходится 95 %, на долю животных — 5 %. В
целом биомасса составляет лишь 0,01% массы всей
биосферы.

По массе доля живого вещества составляет 0,01 –
0,02 % от массы косного вещества.

Работа с учебником

: прочитайте текст на стр.
219. Ответьте на вопрос: Какой вклад в биомассу
вносят растения, и какой – животные?

- Перечислите уровни организации живой материи
и дайте им краткую характеристику. Уровни
организации: молекулярный, клеточный, тканевый,
органный, организменный, популяционно-видовой,
биогеноценотический, биосферный.

4. Домашнее задание:

прочитать пар. 46, отвечать
устно на вопросы в конце параграфа. Подготовить
сообщения: о круговороте воды, круговороте
углерода, круговороте азота, круговороте серы,
круговороте фосфора.

5. Подведение итогов урока, оценивание ответов.

Учение о биосфере является важным достижением
человечества. Впервые живая природа была взята в
целом и рассмотрена со сторон суммарного
значения и эффекта, производимого ею на
окружающую среду. Биосфера – обще планетарная
оболочка, состав, структура, энергетика которой
обусловлена прошлой и современной деятельностью
живого вещества. Живое вещество биосферы,
выполняя геохимические функции (газовую,
концентрационную, энергетическую,
окислительно-восстановительную), создаёт и
поддерживает компоненты биосферы.

6. Закрепление.

Выберите из предложенных суждений те, которые
вы считаете правильными:

  1. Биосфера – это совокупность всех
    биогеоценозов.
  2. Биосфера – это открытая система.
  3. Живое вещество в биосфере выполняет
    биогеохимические и концентрационные функции.
  4. Высший уровень организации жизни на Земле –
    биогеоценотический.
  5. Нижняя граница обитания живых существ проходит
    в литосфере на глубине 2–3 км.
  6. Живые организмы, регулируя круговорот веществ,
    служат мощным геологическим фактором,
    преобразующим поверхность нашей планеты.
  7. Весь кислород атмосферы образован в результате
    жизнедеятельности автотрофных организмов.

Используемая литература

  • С.Г.Мамонтов, В.Б.Захаров. Общая биология.
    Учебное пособие для средних специальных учебных
    заведений. – М., Высшая школа, 1986 г., стр. 224-227.
  • С.Г.Мамонтов, В.Б.Захаров, Н.И.Сонин. Биология.
    Общие закономерности. 9 класс. Учеб. для общеобр.
    учреждений – М., Дрофа, 2003, стр. 216-221.
  • Найджен Грин, Уилф Стаут, Денни с Тейлор.
    Биология в трёх томах, под редакцией Р. Сопера.
    Издательство “Мир”, 1993 г., том 2, стр. 79-81.
  • В.Н.Гутина. Ещё раз об учении В.И.Вернадского.
    Биология в школе. 1997, №3, стр. 13-16.
  • В.С.Чесноков. Владимир Иванович Вернадский.
    Биология в школе. 2004, №3, стр. 19-22.



  • Следующий: