Разработка урока "Общая характеристика биосферы. Учение В.И. Вернадского о биосфере."
план-конспект урока по биологии (11 класс) на тему

11 класс.

Тема урока: "Общая характеристика биосферы. Учение В.И. Вернадского о биосфере."

Цели:

Образовательные: Сформировать знания об основных положениях учения о биосфере В.И.Вернадского, глобальных круговоротах в природе. Продолжить развитие умений работать с текстом и иллюстрациями учебника, с доской, таблицами и коллекциями. Продолжить развитие умений составлять схематические рисунки и объяснять их смысл.

Развивающие: Продолжить развитие мыслительных операций, таких как анализ, выделение главного, обобщение, сравнение при изучении постулатов учения о биосфере и круговоротах веществ в природе. Развитие коммуникативных умений при работе в малых группах.

Воспитательные: Продолжить развитие научно-материалистического мировоззрения при изучении основ учения о биосфере, понятия о живом веществе, его свойствах. Продолжить развитие элементов экологической культуры через понимание значения знаний о биосфере как глобальной экосистемы.

Оборудование: выставка книг, журнальных и газетных статей о биосфере и жизнедеятельности В.И.Вернадского.

Средства обучения: Таблицы “Круговорот углерода”, “Круговорот азота”, “Круговорот кислорода”. Портрет В.И.Вернадского. Коллекция “Горные породы”. Видеофильм “Биосфера”.

Тип урока: изучения нового материала.

Основные понятия темы: Биосфера. Учение о биосфере В.И.Вернадского. Живое вещество. Органогенные породы. Биокосные тела. Круговорот веществ. Круговорот углерода. Круговорот азота. Круговорот кислорода.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация опорных знаний.

Фронтальная беседа по вопросам:

• Что такое биогеоценоз? Приведите примеры биогеоценозов.
• Дайте характеристику экосистеме.
• Какие изменения могут происходить с экосистемами?
• Что понимается под “устойчивостью экосистемы”?
• Может ли быть экосистема неустойчивой?
• Как осуществляется саморегуляция в экосистеме?
• Докажите, что смешанный лес является экосистемой.
• Каковы признаки живых систем?
• Является ли экосистема живой системой?

II. Постановка познавательной задачи

Биосфера - тонкий слой нашей планеты, населенный организмами, взаимодействующими с воздухом (атмосферой), водой (гидросферой) и земной корой (литосферой). Все живые существа зависят от сохранности ее целостности и устойчивости.

Докажите, что биосфера является глобальной экосистемой.

Изучение содержания нового материала

Термин “Биосфера” был впервые введен австрийским ученым Э.Зюссом в 1875 году для различения основных оболочек Земли: литосферы, атмосферы, гидросферы. Однако автор не акцентировал внимание на ее роль и зависимость от планетарных параметров Земли. Только В.И.Вернадский заложил основы учения о биосфере, сформулировав идею экосистемной ее организации.

Сообщение ученика о научной деятельности В.И.Вернадского (сопровождается демонстрацией портрета, книг и статей о В.И.Вернадском)

Родился в Петербурге 12 марта 1863 года. Его отец – Иван Васильевич – был профессором Петербургского университета и Александровского лицея, мать – Анна Петровна – была преподавателем музыки. С третьего класса учился в Петербургской классической гимназии. Изучал несколько европейских языков. Высшее образование получил на физико-математическом факультете Петербургского университета. В 1884 году выступил с докладом “Об осадочных перепонках”. С 1885 года – хранитель Минералогического кабинета Московского университета. С 1888 по 1890 годы работал за границей. В 1897 году защитил докторскую диссертацию на тему: “Явление скольжения кристаллических веществ”. В 1906 году избран членом Государственного совета. С 1906 по 1918 годы выходит в свет “Опыт описательной минералогии”. С 1921 года основал в Москве Радиевый институт и был назначен его директором. С 1923 по 1926 годы ведет исследовательскую и преподавательскую деятельность за границей, в этот период выходят труды “Геохимия”, “Автотрофность человечества”, “Биосфера”. В 1936 году публикуется “История минералов земной коры”. В 1944 году выходит статья “Несколько слов о ноосфере”. Скончался в Москве в январе 1945 года.

Просмотр фрагмента видеофильма “Биосфера”

Задания.

1. Определите границы биосферы. Сделайте необходимые записи в тетради.

2.Выявите основные признаки и свойства биосферы.

Закрепление изученного материала

Обсуждение содержания видеофрагмента

Фронтальная беседа по вопросам:

• Какие оболочки Земли входят в состав биосферы, какие – не входят?
• Каковы верхние и нижние пределы жизни во всех оболочках Земли?
• Каково значение озонового экрана в атмосфере?
• Охарактеризуйте распределение живых организмов в наземно-воздушной, водной и почвенной среде.
• Какие горные породы называются органогенными? (используется коллекция “Горные породы”)
• Почему В.И.Вернадский отнес к особым обитателям - биокосные тела природы?
• Почему изменяется плотность жизни в различных частях биосферы?
• Что такое биомасса?
• Каковы свойства биомассы?

IV. Изучение нового материала

Постулаты учения о биосфере (В.И.Вернадский, 1926 г.)

Биосфера – устойчивая динамическая система, которая уже изначально была высокоорганизованна и целостна.

Биосфера была структурирована на совокупности организмов. Только благодаря их “массовому эффекту” осуществлялись разнообразные геохимические функции жизни, что и отражалось в окружающей среде.

Эволюционный процесс идет в определенной жизненной среде, состав и масса которой неизменны в геологическом времени… Выйти за пределы этой жизненной среды нельзя путем изучения эволюции видов.

Живые организмы своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом… а главное – длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений… порождали одно из грандиознейших планетных явлений ... Этот великий планетный процесс есть миграция химических элементов в биосфере.

Для осуществления полного кругооборота элементов в эволюции необходимо было участие “совокупностей”, состоящих из организмов разного уровня организации и различной таксономической принадлежности.

Все без исключения геохимические функции живых организмов в биосфере могут быть исполнены простейшими одноклеточными. По истечении геологического времени различные организмы замещали друг друга, однако не происходило изменений их функции.

Биологический круговорот – обмен веществ и энергии между различными компонентами биосферы, обусловленный жизнедеятельностью живых организмов и носящий циклический характер.

Из множества связанных друг с другом круговоротов отдельных биогеоценозов складывается установившийся за многие миллионы лет глобальный биогеохимический круговорот веществ биосферы, поддерживающий устойчивость жизни на планете.

Назовите известные вам химические элементы, включенные в активный круговорот живыми организмами?

Кислород, углерод, фосфор, азот, кальций сера, магний и другие.

Эти элементы называются биогенными (циклическими).

Различают два типа биогеохимических круговоротов: круговороты газов (углерод, кислород, азот и др.) и осадочные круговороты (сера, фосфор, кальций и др.).

Рассмотрим круговорот углерода (объяснение по таблице):

Зеленые растения и фотоавтотрофные бактерии в процессах фотосинтеза и хемоавтотрофные бактерии в ходе хемосинтеза превращают углекислый газ и углеводы в другие органические вещества. Зеленые растения, фотоавтотрофные и хемоавтотрофные бактерии – продуценты в биогеоценозах. Одна часть органических веществ откладывается в виде запасов нефти, каменного угля, торфа, природного газа, гумуса. Другая часть потребляется гетеротрофами – консументами (животными, бактериями и грибами), в дальнейшем – большая часть его окисляется в процессе дыхания и брожения с освобождением углекислого газа. Трупы, экскременты, остатки гетеротрофов, растительный опад используются сапрофитами – редуцентами (бактериями, грибами) и также окисляются в процессе энергетического обмена. Большую роль в минерализации органического углерода выполняет горение. Углекислый газ поглощается автотрофами, замыкая цикл. Часть углекислого газа также депонируется, превращается в нерастворимые соли (карбонаты кальция и магния). Депонированный в виде топлива и гумуса органический углерод и депонированный в виде карбонатов неорганический углерод вовлекается в бактериальное окисление нефти, глубокое разрушение гумуса, растворение карбонатов кислотами, сжигание топлива и т.д.

V. Закрепление изученного материала

Задание: Зарисуйте схему “Круговорот углерода” в рабочей тетради, используя материалы учебника на С.134-135, информацию учителя и настенной таблицы.

Для схематизации используйте несколько правил:

• Изображайте значимую информацию упрощенными формами (геометрическими фигурами, символами, цифрами и т.д.).
• Отражайте основной смысл в центре рисунка.
• Не загромождайте изображение второстепенными, сложными деталями
• Применяйте цветовую и шрифтовую символику.

Работа в статических группах: Используя составленную схему, опишите круговорот углерода в природе.

• Каким образом живые организмы влияют на глобальный круговорот углерода?
• Может ли одно и тоже вещество многократно использоваться для построения живой материи? 

Просмотр фрагмента видеофильма “Круговорот азота”.

Задание перед просмотром: Составьте схему “Круговорот азота” в рабочей тетради.

Задание: Дополните схему “Круговорот азота” используя материалы учебника на С.135-136. Задание на 3 минуты.

Вопросы для фронтальной беседы:

1. Какие этапы круговорота азота могут осуществляться без участия организмов, а какие – нет?
2. Какова роль свободноживущих и симбиотических азотфиксирующих бактерий в круговороте азота?
3. Вследствие чего возникли нитратные загрязнения окружающей среды?
4. В чем заключается процесс денитрификации?
5. Чем отличается круговорот азота от круговорота углерода?
6. Каково влияние человеческой деятельности на круговороты азота, углерода?

VI. Домашнее задание

Прочитайте §21.

Объясните утверждение Г.А.Заварзина “…Нельзя говорить о существовании отдельных видов, а можно обсуждать только целые экосистемы”.

Индивидуальные творческие задания:

• Составьте модель “Круговорот кислорода в природе”
• Составьте карту-схему “Путешествие капельки воды в биосфере”.