Комбінований урок "Колообіг речовин і потік енергії в екосистемах. Продуктивність екосистем".

Тема: Колообіг речовин і потік енергії в екосистемах. Продуктивність

          екосистем

Мета уроку: ознайомити учнів з особливостями колообігу речовин і потоку енергії в екосистемах, із продуктивністю екосистем; відпрацювати на практиці навички розв’язування екологічних задач на основі правила екологічної піраміди і схем ланцюгів живлення; формувати навички узагальнення та систематизації знань, розвивати увагу і логічне мислення, уміння висловлювати власну думку; формувати вміння та навички колективної навчальної діяльності учнів на основі демократичних норм взаємовідносин; виховувати дбайливе ставлення до живої природи.

Очікувані результати: учні мають характеризувати ланцюги живлення, правило екологічної піраміди; учні мають пояснювати зв’язки між організмами в екосистемі; роль організмів (продуцентів, консументів, редуцентів) і людини в штучних і природних екосистемах; значення колообігу речовин у збереженні екосистем.

Тип уроку: комбінований.

І. Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка готовності класного приміщення до уроку.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4. Перевірка присутності учнів: кількість за списком ____, кількість присутніх на уроці ___, відсутніх ___.

ІІ.  Повідомлення теми, мети і завдань уроку

2.1. Повідомлення теми уроку.

2.2. Формулювання мети уроку. Учні самостійно визначають завдання, які необхідно виконати для досягнення цієї мети.

Мета уроку: ознайомитися з особливостями колообігу речовин і потоку енергії в екосистемах, із продуктивністю екосистем.

Завдання уроку:

1.   Визначити, які особливості має колообіг речовин і потік енергії в екосистемах, продуктивність екосистем.

2.   Відпрацювати на практиці навички розв’язування екологічних задач за правилом екологічної піраміди і схем ланцюгів живлення.

ІІІ. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

За мінімум часу учням необхідно дати максимум інформації про терміни, які були вивчені на минулих уроках. (Терміни записані завчасно на дошці.)

ІV. Мотивація навчальної діяльності

4.1. Бесіда з учнями.

— Чим наша планета відрізняється від інших планет Сонячної системи?

— Як ви гадаєте, завдяки чому життя на нашій планеті постійно підтримується?

4.2. Обговорення проблемної ситуації.

Уявіть собі, що з нашої планети зникли всі редуценти. До чого це призведе?

Необхідно підвести учнів до розуміння того, що всі організми є невід’ємною частиною біосфери, для кожної екосистеми важливі всі її компоненти і вона зможе існувати лише за наявності усіх трьох ланок трофічних ланцюгів: продуцентів, консументів і редуцентів.

V.  Засвоєння нового матеріалу

1.   Біологічний колообіг

Розповідь учителя, словникова робота

Біологічний колообіг — це багаторазова участь хімічних елементів і речовин
у процесах, що протікають в екосистемі.

Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення життя на Землі в природі мають постійно відбуватися безперервні процеси перетворення її живої речовини. Елементи і речовини переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, що «вивільняються» мікроорганізмами при гнитті, надходять у ґрунт і атмосферу, знову включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Весь цей процес називається біогенною міграцією атомів. Визначення біогенної міграції хімічних елементів, що спричинена «силами життя», дав B. I. Вернадський (Закон біогенної міграції атомів).

Для біогенної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення у результаті розкладу мертвих організмів.

Біогенна міграція визначається трьома процесами:

•  обміном речовин в організмах;

•  ростом;

•  розмноженням.

Біологічна продуктивність — швидкість утворення біомаси за одиницю часу. Цей показник найголовніший у життєдіяльності організмів, популяцій, усієї екосистеми. Розрізняють первинну продуктивність (утворення продуцентами органічних речовин у процесі фотосинтезу) та вторинну (швидкість утворення біомаси консументами та редуцентами).

2.   Колообіг речовин

«Ажурна пилка»

1 група. Колообіг Гідрогену в природі

Гідроген у природі здебільшого присутній у складі води у водоймах, ґрунті, повітрі, живих організмах. Колообіг води на Землі, який також називають гідрологічним циклом, складається з надходження води до атмосфери при випаровуванні та повернення її внаслідок конденсації та опадів.

Гідрологічний цикл поділяють на три основні частини:

•  поверхневий стік (вода стає частиною поверхневих вод);

•  випари — транспірація (вода поглинається ґрунтом, утримується у вигляді капілярної води, а потім повертається до атмосфери; випаровуючись із поверхні ґрунту; або поглинається рослинами і виділяється у вигляді пари під час транспірації);

•  ґрунтові води (вода потрапляє під землю і рухається крізь неї, накопичуючись у колодязях і джерелах, таким чином вона знову потрапляє в систему поверхневих вод).

2 група. Колообіг Оксигену в природі

Оксиген є найбільш розповсюдженим елементом на Землі. В морській воді міститься близько 86 % Оксигену, в атмосферному повітрі — близько 21 %. Така постійна концентрація кисню в атмосфері підтримується завдяки процесу фотосинтезу. Під час фотосинтезу зелені рослини, ціанобактерії та міксотрофні тварини (наприклад евглена зелена) перетворюють вуглекислий газ і воду на вуглеводи та кисень завдяки сонячній енергії. Оксиген та його сполуки є незамінними для підтримання життя, оскільки відіграють дуже важливу роль у процесах метаболізму та дихання. Оксиген міститься у складі білків, жирів, вуглеводів, з яких, у свою чергу, складаються всі живі організми. Більшість організмів отримують енергію для життєдіяльності за рахунок окиснення тих чи інших речовин за допомогою Оксигену. Дефіцит Оксигену в атмосфері в результаті процесів дихання, гниття та горіння заміщується Оксигеном, який виділяється під час фотосинтезу.

3 група. Колообіг Карбону в природі

Усі форми життя на Землі ґрунтуються на Карбоні. Кожна молекула живого організму побудована на основі карбонового «скелету». Основні запаси Карбону на Землі перебувають у складі вуглекислого газу (СО2), що міститься в атмосфері та розчинений у Світовому океані. Рослини поглинають ці молекули, у процесі фотосинтезу атоми Карбону перетворюються на різноманітні органічні сполуки у структурі рослин. Після цього Карбон або залишається в рослинах доти, доки вони не загинуть, або переходить до тваринних організмів (у разі якщо ці рослини з’їдять тварини). В першому випадку (при загибелі рослин) молекули Карбону стануть їжею для редуцентів (бактерій, грибів, термітів) і, врешті-решт, Карбон повернеться до атмосфери у вигляді СО2, або рослини можуть опинитися під ґрунтом і перетворитися на викопне паливо (наприклад вугілля). У другому випадку (якщо рослини будуть з’їдені тваринами) Карбон або повернеться до атмосфери (у процесі дихання тварин або після їхньої смерті під час розкладання), або рослиноїдні тварини будуть з’їдені м’ясоїдними (у цьому випадку Карбон повернеться в атмосферу в такий самий спосіб).

4 група. Колообіг Нітрогену в природі

Нітроген — найпоширеніша елемент в атмосфері. Майже 78 % повітря, яким ми дихаємо, складається з Нітрогену. Більша частина атмосферного Нітрогену перебуває у вільній формі, за якої два атоми з’єднані разом, утворюючи молекулу азоту — N2. Через те що зв’язки між двома атомами Нітрогену дуже міцні, живі організми не здатні прямо використовувати цей Нітроген — спочатку його слід перевести у «зв’язаний» стан. У процесі зв’язування молекули азоту розщеплюються, даючи можливість окремим атомам Нітрогену брати участь у хімічних реакціях з іншими атомами. Зв’язок між атомами Нітрогену та іншими атомами досить слабкий, що дозволяє живим організмам засвоювати атоми Нітрогену. Тому зв’язування Нітрогену — надзвичайно важлива частина процесів на нашій планеті. Колообіг Нітрогену являє собою ряд складних замкнених взаємопов’язаних шляхів, якими Нітроген циркулює в біосфері.

VІ. Узагальнення і закріплення знань

Практична робота № 2 (рівень стандарту)

Практична робота № 3 (академічний рівень)

Тема: розв’язування задач з екології.

VІІ. Підбиття підсумків уроку, рефлексія

Учні самостійно підбивають підсумки уроку: характеризують ланцюги живлення і правило екологічної піраміди, пояснюють значення колообігу речовин у збереженні екосистем.

VІІІ. Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

8.1. Завдання для всього класу.

Підручник

Робочий зошит

8.2. Індивідуальне завдання.

1.   Підготувати повідомлення про роль В. І. Вернадського в історії розвитку вчення про біосферу.

2.   Вивчити вірш Б. Лепкого (одному учню).