Биосфера - биологическая оболочка Земли - ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Цели: ознакомить учащихся с учением В.И. Вернадского о биосфере как оболочке Земли, населенной живыми организмами; продолжить формирование знаний об экосистемах, в том числе о биосфере как самой большой экосистеме; познакомить учащихся с понятием “среда обитания”, основными средами жизни живых организмов: водной, наземно-воздушной, почвой, организмом, с особенностями каждой среды.

Оборудование: таблицы по общей биологии “Границы биосферы”, рисунки или картины с изображениями представителей четырех царств живой природы; карточка-таблица “Среда обитания”.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация опорных знаний

— Что такое “сообщество”, “биогеоценоз” и “экосистема”? В чем различия между этими понятиями?

— Как называется экологическая система, которая объединяет все биогеоценозы нашей планеты?

— Правильно, это биосфера.

Учитель называет тему занятия, которую учащиеся записывают в тетради.

III. Изучение новой темы

1. Рассказ учителя.

Понятие “биосфера” впервые было упомянуто в книге “Гидрология”. (1802) французским естествоиспытателем Ж.-Б. Ламарком (1744—1829). В научном обиходе слово “биосфера” появилось в 1875 г. на страницах книги “Лик Земли” австрийского геолога

Э. Зюсса (1831 — 1914), но только начиная с 1926 г., когда вышла книга В.И. Вернадского “Биосфера”, оно получило широкое распространение в науке. Учение о биосфере является одним из крупнейших и интересных из обобщений ученого в области естественных наук. Именно В.И. Вернадский впервые охарактеризовал биосферу как “область распространения жизни, включая наряду с организмами и среду их обитания”.

По современным представлениям, биосфера (от греч. “bios” — жизнь, “sphaira” — шар) — это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

По Вернадскому, самая существенная особенность биосферы — это биогенная миграция атомов химических элементов, вызываемая лучистой энергией Солнца и проявляющаяся в процессе обмена веществ, росте и размножении организмов. Эта биогенная миграция атомов подчиняется двум биогеохимическим принципам:

1) стремится к максимальному проявлению: возникает повсеместность жизни;

2) приводит к выживанию организмов, увеличивающих биогенную миграцию атомов.

Биосфера включает живое вещество, биогенное вещество, косное вещество и биокосное вещество.

Живое вещество — это вся совокупность организмов на планете.

Косное вещество — это совокупность тех веществ, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биогенное вещество — это вещество, которое создается и перерабатывается жизнью, совокупностями живых организмов; после образования биогенного вещества живые организмы в нем малодеятельны.

Биокосное вещество — вещество, создаваемое в биосфере одновременно живыми организмами и косными процессами (почвы, кора выветривания, природные воды, свойства которых зависят от деятельности живого вещества).

2. Работа в группах.

Учитель предлагает учащимся разбиться на малые группы, каждая и I которых получает задание для самостоятельной работы с текстом.

1) Прочитайте текст “Границы биосферы” (См. приложение 2).

2) Укажите границы распространения организмов в верхней час- 111 земной коры (литосфере), нижних слоях воздушной оболочки Земли (атмосферы), в водной оболочке Земли (гидросфере).

3) Укажите физико-химические условия, определяющие границы биосферы.

На выполнение задания дается 5—7 минут, после чего организуется его обсуждение.

Предполагаемый ответ: определенный уровень содержания кислорода и углекислого газа; определенный уровень содержания воды (причем в жидкой фазе); благоприятный температурный режим (высокие температуры вызывают денатурацию белка, низкие препятствуют работе ферментов); наличие элементов минерального питания.

3. Продолжение изучения материала.

Учитель демонстрирует таблицы, фотографии, картины с изображениями представителей четырех царств живой природы.

— Изучая биологию, с представителями каких царств живой природы вы познакомились? (С растениями животными, грибами и бактериями.)

— Правильно. Что окружает представителей этих царств? (Окружающая среда, внешняя среда и т.д.)

Учитель поясняет, что эти понятия — синонимы, формулирует определение, которое учащиеся записывают в тетрадь.

— Среда обитания— это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Учитель просит вспомнить все известные жизненные среды организмов. Учащиеся называют воду, почву, наземно-воздушную среду, организм.

В ходе изучения новой темы учитель предлагает заполнить таблицу “Среда обитания” (См. приложение 2).

— Какие физико-химические особенности характеризуют водную среду обитания? (Водная среда обладает высокой плотностью, большой теплоемкостью, высокой теплопроводностью, растворенными веществами и газами, сильным поглощением света.)

— Перечислите известных вам представителей органического мира, обитающих в данной жизненной среде.

Учащиеся называют известные виды всех царств живой природы и заполняют последнюю графу таблицы.

— Организмы, живущие в водной среде, называются гидробионтами. Но одинаковы ли условия жизни в водной среде? Чем характеризуется жизнь организмов у поверхности воды, в ее толще и на дне водоема?

В ходе беседы по поставленным вопросам учителем вводится понятие “местообитание” — участок, занятый частью популяции особей одного вида и обладающий всеми необходимыми для их существования условиями.

Нейстон — совокупность организмов, обитающих у поверхностной пленки воды, прикрепляющихся к ней сверху или снизу (простейшие, одноклеточные водоросли, клопы — водомерки и др.).

Плейстон — совокупность организмов, плавающих на поверхности воды (физалия, или португальский кораблик).

Гипонейстон — разнообразные сообщества, живущие непосредственно под поверхностью воды (личинки кефали, хамсы, веслоногие рачки и др.).

Планктон (от греч. “planktos” — “парящий”) — организмы, населяющие толщу воды и не способные противостоять переносу течениями (пассивно плавающие зоопланктон и фитопланктон).

Нектон (от греч. “nektos” — “плавающий”) — активно плавающие животные, способные преодолеть значительные расстояния (рыбы, черепахи, головоногие моллюски, китообразные и т.д.).

Бентос (от греч. “benthos” — “глубинный”) — совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте водоемов. Среди представителей морского бентоса различают несколько экологических групп: сидячие (прикрепленные) — кораллы, губки; роющие — плоские и кольчатые черви, моллюски; ползающие — плоские черви, ракообразные, иглокожие; свободно плавающие у самого дна — брюхоногие и головоногие моллюски, скаты, камбала. Растения обитают до глубин, допускающих возможность фотосинтеза (максимально — 100—200 м).

Учитель обращает внимание учащихся на таблицы, фотографии, рисунки с изображениями животных, обитающих в толще воды и на дне водоемов.

— Какие приспособления выработались у живых организмов, обитающих в водной среде?

В ходе беседы учащиеся отмечают черты приспособленности активно плавающих организмов к жизни в воде, наиболее общие черты строения записывают в соответствующей графе таблицы.

Затем учитель предлагает классу охарактеризовать наземновоздушную среду жизни и перечислить ее физико-химические условия. В ходе беседы учитель подводит школьников к выводу, что наземно-воздушная среда является наиболее сложной и разнообразной по условиям обитания.

— Организмы, обитающие в наземно-воздушной среде, называются аэробионтами. Каковы же их особенности строения, позволившие освоить достаточно суровую среду по отношению ко всему живому?

4. Работа в малых группах.

Учитель снова предлагает задания для работы учащихся в малых группах. Учащиеся делятся на три группы и выполняют задания в карточках (См. приложение 2).

В ходе обсуждения выполнения заданий учащиеся отмечают черты приспособленности живых организмов к наземной среде обитания и записывают их в соответствующую графу таблицы.

— Почва, являясь важнейшей частью биосферы и продуктом взаимодействия живого вещества, горных пород и климатических факторов, представляет собой область наибольшей концентрации живых организмов, продуктов их метаболизма и разложения. Что называют почвой? Какие вещества входят в состав почвы? Какие неорганические вещества содержатся в почве? Чем образованы органические вещества почвы? Что можно сказать о количестве воздуха в почве? Как попадает воздух в почву? Что происходит с колебанием температур по мере углубления в почву?

Учащиеся дают характеристику почвенной среде и рассказывают об условиях, необходимых для жизни в ней, записывают их в соответствующей графе таблицы.

— Организмы, населяющие почву, называют “эдафобионтами”. Какие приспособления в процессе эволюции появились у организмов, освоивших почвенную среду обитания?

Учитель демонстрирует рисунки, фотографии, таблицы с изображениями дождевого червя, личинок майского жука, крота и др. животных. В ходе беседы учащиеся отмечают приспособления живых организмов к почвенной среде обитания, которые записывают в соответствующую графу таблицы.

— Некоторые организмы используют тела других видов в качестве среды обитания. Такие организмы получили название “эндобионты”. Приведите примеры представителей этих организмов.

Учащиеся приводят примеры.

— В чем проявляются особенности организма как среды обитания? (Наличие неограниченного запаса легкоусвояемой пищи; защита от внешних воздействий, отсутствие резких колебаний температуры тела; постоянство солевого состава и осмотического давления; защищенность от врагов; отсутствие угрозы высыхания.)

Учитель демонстрирует таблицы, рисунки с изображениями растения повилики, печеночного сосальщика, бычьего и свиного цепня, аскариды, вшей, блох и др.

— Какие приспособления чаще всего встречаются у организмов, ведущих паразитический образ жизни?

В ходе обсуждения поставленного вопроса учащиеся приводят примеры приспособленности животных и растений к паразитизму, которые записывают в соответствующую графу таблицы.

IV. Закрепление

Решите задачи.

1. Ученые-ихтиологи сталкиваются с серьезными проблемами при сохранении для музеев глубоководных рыб. Поднятые на палубу корабля, они в буквальном смысле слова взрываются, что вызывает нарушение их наружных и внутренних органов. Объясните, почему это происходит?

2. Если смешать воду, песок, неорганические и органические удобрения, будет ли эта смесь почвой? Ответ объясните.

3. На большой глубине в океане практически нет живых растений. Однако здесь обитают различные животные, например, губки, гидроиды, роговые кораллы, брюхоногие моллюски, кольчатые черви, крабы, донные рыбы и другие. Как объяснить отсутствие растений и что служит первичным источником энергии живущим здесь животным?

V. Общие выводы урока

1. Биосфера — оболочка Земли, заселенная живыми организмами.

2. Границы биосферы пролегают непосредственно под озоновым экраном и в толще земной коры на глубине 4—5 км и определяются

факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов.

3. Биосфера включает: живое вещество, биогенное вещество, косное вещество и биокосное вещество.

4. В пределах биосферы можно выделить четыре основных среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.

5. Освоение различных сред требует разнообразных экологических приспособлений.

Домашнее задание

Учебник А.А. Каменского § 6.1, записи в тетради. Заполнить последнюю графу таблицы.

Учебник И.Н. Пономаревой § 3,с. 8 - 9, § 50, с. 185-188, записи в тетради. Заполнить последнюю графу таблицы.