Интегрированные уроки и внеурочная деятельность эколого-биологического содержания (стр. 12 )

Учитель биологии (совместно с классом определяет границы биосферы на схеме). По современным данным, примерные границы биосферы определяют следующим образом: в литосфере – до 3-5 км, в атмосфере до высоты озонового слоя (подскажите высоту) – до 20 км, в гидросфере – практически на всю её глубину.

Учитель географии. Какая самая глубокая впадина в мировом океане? Какими живыми организмами она может быть заселена?

Учащийся. Самая глубокая океаническая впадина мира – Марианский желоб, расположенный в Тихом океане. Назван он так благодаря находящимся рядом Марианским островам. Самая глубокая точка Марианской впадины — Бездна Челленджера. Может быть заселена глубоководными живыми организмами: угольная рыба, глубоководный удильщик.

Учитель биологии. Изменился ли облик Земли под воздействием живого вещества? Вспомните теорию , по его данным в первичной атмосфере не было свободного кислорода. Откуда он мог появиться?

Учащийся. Кислород это продукт фотосинтеза, он появился в результате развития растений, как побочный продукт.

Учитель географии. Как изменилась литосфера под воздействием живого вещества?

Учащийся. В составе литосферы появляются новые горные породы –метаморфические.

Учитель географии. Метаморфические горные породы - горные породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных и магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Примером одного из таких процессов является выветривание.

Процесс выветривания горных пород происходит при непосредственном участии организмов, действующих на них как механически, то есть корневой системой, так и химически – продуктами своей жизнедеятельности. Органогенными породами являются известняки, мел и большинство кремниевых пород. Органическое происхождение имеют также известняки, состоящие из остатков кораллов и моллюсков, которые строили свои организмы из карбонатов. Органогенными также являются: торф, бурый и каменный угли, горючие сланцы, нефть и газ (рассмотреть примеры горных пород из представленной коллекции). Запасы органического вещества в земной коре – огромны. Они во много раз превосходят объем живого вещества.

Учитель биологии (подводит итог совместно с учащимися). рассматривал живое вещество как часть планеты Земля, причём активную часть, существующую во взаимосвязи с неживой природой и способную изменять облик нашей планеты.

Учитель биологии. Теперь давайте немного поговорим о Человеке. Появившись на планете как часть живой природы, Человек быстро освоился, благодаря развитию науки и техники, он значительно расширил территорию своего существования. Поэтому определил сферу существования Человека как ноосферу, т. е. сферу разума (впервые термин предложил профессор математики Сорбонны Леруа).

Учитель географии. Может ли Человек «поспорить» с самыми неприхотливыми живыми организмами в освоение планеты? Несколько фактов.

Самой высокой точкой мира является гора Эверест (Джомолунгма) в Гималаях. По различным данным ее высота колеблется от 8844 до 8852 метров над уровнем моря. В переводе с тибетского – «Божественная Мать Жизни». Лишь в 1953 году Эверест был официально покорен: 29 мая 1953 года в 11 часов 30 минут новозеландец Эдмунд Хиллари и шерп Тенцинг Норгей взошли на высоту 8848 метров.

Самой глубокой впадиной мирового океана является Марианский желоб, расположенный в Тихом океане. Первые измерения (и открытие) Марианского желоба были проведены в 1875 году с британского трехмачтового корвета «Челленджер» («Бросающий вызов»). Тогда, с помощью глубоководного лота, установили глубину 8367 метров.

Учитель географии. Вспомнив сейчас о покорении самой глубокой и самой высокой точках Земли, давайте вспомним и о покорении космоса. Кто и когда впервые вышел на космическую орбиту Земли?

Учащийся. 12 апреля 1961 года советский летчик – космонавт Юрий Алексеевич Гагарин впервые совершил полет в космическое пространство. Человек вышел в космос, а спутники, запущенные им доходят до Марса и других планет.

Учитель биологии. Совершенно верно, он успел не только выйти в космос, но и оставить там свой мусор в виде неуправляемых и отслуживших свой век космических кораблей и спутников. Как изменил Человек планету, мы сегодня не будем обсуждать, а вынесем эту тему на отдельное занятие об экологических проблемах современности.

Учитель биологии. На следующем этапе нашего урока нам необходимо дать характеристику биосферы как глобальной экосистемы. Действительно, биосфера включает живые организмы, взаимосвязанные друг с другом и с окружающей средой, поэтому её можно назвать экосистемой, а масштабы размеров и многообразия позволяют определить её как глобальную экосистему, состоящую из множества разнообразных, более мелких экосистем, прежде всего, это экосистем суши и мирового океана. Мы с вами уже давали характеристику экосистемам (биогеоценозам), поэтому можем воспользоваться планом характеристики. Откройте предыдущую тему и сформулируйте план нашей работы (учащиеся вместе с учителем составляют план описания биосферы как глобальной экосистемы). Примерный план:

1.  Видовое многообразие и устойчивость экосистемы.

2.  Общая биомасса и её структура (для биосферы биомасса суши и мирового океана).

3.  Распределение живых организмов по функциям в экосистеме. Пищевые цепи и сети.

4.  Принцип саморегуляции.

5.  Энергетические закономерности. Экологическая пирамида.

6.  Круговорот веществ и энергии в биосфере.

Учитель биологии. Богатство живого мира издревле увлекало и восхищало человека. Мореплаватели и купцы, путешественники и лекари, ученые привозили домой образцы удивительных растений и животных из всех стран мира. Разнообразие видов не исчерпывается лишь биологическим разнообразием, те есть разнообразием видов и популяций. В рамках каждого вида, популяции, особи выделяются генетические различия, которые также являются основой для поддержания и увеличения многообразия организмов. Каким образом биологическое разнообразие обеспечивает устойчивость биосферы? Стабильность глобальной экосистемы обеспечивается избыточностью её функциональных компонентов. Если в экосистеме имеется несколько видов автотрофов, каждый из которых имеет свои оптимальные температурные условия фотосинтеза, то суммарная скорость фотосинтеза может остаться неизменной при колебаниях температуры, те есть внешние факторы не будут очень сильно влиять на состояние экосистемы, обеспечивая её стабильность.

Рассмотрите Примерные диаграммы структуры живых организмов в экосистемах суши и мирового океана.

Биомасса суши: 97% составляют растения, 3% приходится на долю животных и бактерий.

Биомасса океана: 5% приходится на долю растений и 95 на долю животных, основную массу которых составляет зоопланктон.

Вспомним функции живых организмов в экосистеме. Как разделяются организмы по функциям в экосистеме?

Учащийся. Продуценты (производители) — автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтез или хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).

Учащийся. Консументы (потребители) - гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов (животные, некоторые микроорганизмы, насекомоядные растения). Консументы бывают первого порядка (растительноядные животные), второго порядка (плотоядные животные) и т. д.

Учащийся. Редуценты (разрушители) — гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ (насекомые, черви, бактерии и грибы).

Учитель биологии. Приведите пример пищевой цепи, покажите на ней примеры продуцентов, консументов, редуцентов.

Учащийся. (пишет на доске, распределяя живые организмы на группы по функциям).

Трава – кузнечик – ящерица – орёл

Учитель биологии. Объясните принцип саморегуляции, покажите его на этом примере.

Учащийся. Принцип саморегуляции для этого примера можно сформулировать следующим образом: каждое последующее звено регулирует численность предыдущего. Например, численность насекомых регулируют насекомоядные животные (ящерица), а их численность регулируется хищными животными (орёл) и т. д.

Учитель биологии. Каковы энергетические закономерности в экосистеме (можно воспользоваться этим же примером)?

Учащийся. Энергия, которая поддерживает существование жизни на Земле, это энергия Солнца. Она аккумулируется растениями в процессе фотосинтеза, затем передаётся по цепи питания, при этом в каждое последующее звено попадает 10% энергии от предыдущего звена. Таким образом, поддерживается существование жизни на планете. Каждое звено, принимая 10 % энергии, большую часть её расходует на обеспечении собственной жизнедеятельности, передавая следующему звену лишь 10 % энергии от своей энергии. Поэтому цепи питания, как правило, не бывают очень длинными.

Учитель биологии. Графическое изображение этой закономерности называется экологической пирамидой. Пользуясь круговыми диаграммами биомассы экосистем суши построим примерную экологическую пирамиду биомассы в цепи питания.

Учитель биологии. Последняя характеристика, необходимая для описания биосферы – это изучение круговорота веществ. Образ круговорота вещества в биосфере похож на колесо водяной мельницы. Для того чтобы колесо вертелось, нужен постоянный приток воды. Подобно этому, поток солнечной энергии, поступающей из космоса, крутит «колесо жизни» на нашей планете. Насколько быстро вертится колесо? В ходе биогеохимических циклов атомы большинства химических элементов проходили бесчисленное количество раз через живое существо. Например, весь кислород атмосферы «оборачивается» через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ - за 200-300лет, а вся вода биосферы - за 2 млн. лет. Рассмотрим круговорот наиболее важных химических элементов. Например, углерода. Где находится углерод в природе и, в каких химических реакциях он участвует?