Урок "Колообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор. Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем."

Урок 11 клас

Екологія

Тема: Колообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор. Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем.

Мета:

Освітня: ознайомити учнів із поняттям біогеохімічного циклу, розглянути кругообіг речовин і енергії як основний системотвірний фактор;

Розвиваюча: розвивати вмін­ня знаходити зв'язки між інформацією з різних джерел;

Виховна: виховувати розуміння цілісності природи та взаємозв'язку між усіма її компонентами.

Обладнання й матеріали:  підручник, робочий зошит

Тип уроку: комбінований

ХІД  УРОКУ

І. Організаційний момент

Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.

ІІ. Перевірка домашнього завдання й актуалізація опор­них знань 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?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Повідомлення теми і мети уроку

ІV. Вивчення нового матеріалу

План:

1.      Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем.
2.      Колообіг речовин і енергії як основний системотворчий фактор.

1.      Поняття біогеохімічного циклу та його роль у функціонуванні та розвитку геосистем.

Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку
життя на Землі у природі мають постійно відбуватись безперервні процеси
перетворення живої речовини.

Живі організми отримують із довкілля хімічні елементи (близько 80), які
потім використовують для побудови чи підтримання своїх тіл та на забез-
печення процесів розмноження. Із продуктами життєдіяльності або після
смерті ці елементи знову потрапляють у довкілля — атмосферу, гідросферу
чи літосферу і використовуються іншими організмами.

Біогеохімічний цикл — це колообіг хімічних речовин із неорганічного
середовища через рослинні та тваринні організми знов до неорганічного
з використанням сонячної енергії та енергії хімічних реакцій. Розрізняють
два основні колообіги: великий (геологічний) і малий (біотичний, біологічний).

Прямо чи опосередковано процес здійснюється не лише за рахунок со-
нячної енергії, а й за рахунок сил гравітації та саморегулюючих процесів,
у яких беруть участь усі складові екосистем. Ці процеси є безвідходними.
У природі немає нічого зайвого або шкідливого.

2. Колообіг речовин та енергії як основний системотворчий фактор

Для постійного існування біосфери, для запобігання загибелі життя на Землі в природі мають постійно відбуватися безперервні процеси перетворення її живої речовини.  Біологічний колобіг – це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері.

У біосфері відбувається постійний коло біг активних елементів, які  переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які  вивільняють мікроорганізмами при гнитті, находять у грунт і атмосферу, знову включаються до коло обігу речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Цей процес є біогенною міграцією атомів.  Для біогенної міграції характерно накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення в результаті розкладу мертвих організмів. Біогенна міграція спричинюється трьома процесами:

-   Обміном речовин в організмах;

-   Ростом;

-   Розмноженням.

Визначення біогенної міграції хімічних елементів, що спричинена 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 крізь себе атоми хімічних елементів  земної кори, гідросфери та атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл, організми повертають природі все, що взяли в неї упродовж життя.

Колообіг  елементів здійснюється за рахунок саморегулюючих процесів, у яких беруть участь усі складові екосистем. Ці процеси є безвідходними. У природі немає нічого зайвого або шкідливого, навіть від вулканічних вивержень є користь, бо з вулканічними газами в повітря надходять потрібні елементи, наприклад, азот.

Для геосфер, не охоплених життям, характерна стійка динамічна рівновага.  У біосфері динамічна рівновага нестійка. Це означає, що біосфера розвивається в процесі діяльності, самовдосконалюється, усе повніше, активніше і в більшому масштабі накопичує, трансформує енергію, ускладнює свою  організацію, збагачується інформацією.

Розрізняють два типи біогенної міграції, перший із них здійснюється мікроорганізмами, а другий – багатоклітинними організмами. Величина міграції першого типу переважає над другим. Людство оволоділо міграцією третього типу, яка відбувається під впливом його  діяльності.

Найважливішою умовою стійкості існування екосистем усіх рівнів є коло обіг речовини на планеті. Розрізняють два основних колообіги речовин та енергії : великий (геологічний) і малий (біотичний).

Великий колообіг триває мільйони років і полягає в тому, що гірські породи підлягають руйнуванню, а продукти вивітрювання (в тому числі розчинні у воді поживні речовини) зносяться потоками води у Світовий океан, де вони утворюють морські напластування і лише частково повертаються у сушу із опадами. Геотектонічні зміни, процеси опускання материків і підняття морського дна, переміщення морів та океанів упродовж тривалого часу призводять до того, що ці напластування повертаються на сушу, і процес починається знов.

Малий колообіг (частина великого) відбувається на рівні екосистеми і полягає в тому, що поживні речовини, вода і вуглець акумулюються в речовині рослин, витрачаються на побудову тіла і на життєві процеси як самих цих рослин, так і інших організмів (як правило тварин), що з’їдають ці рослини (консументи). Продукти розраду органічної речовини під дією деструкторів та мікроорганізмів (бактерій, грибів, червів) знов розкладаються до мінеральних компонентів, доступних рослинам, що втягуються ними в потоки речовин.

V. Узагальнення та систематизація знань

1. Що таке кругообіг речовини та енергії?
2. Які елементи беруть участь у кругообігу на нашій планеті?
3. Що таке біогеохімічний цикл?
4. Яке значення для життя на планеті мають біогеохімічні цикли?

VІ. Підведення підсумків уроку

Обговорення та виставлення оцінок

ІV. Надання та пояснення домашнього завдання.

     Опр. §12