Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.
Цель:
Осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Задачи:
Образовательные : показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Воспитывать культуру поведения в природе, качества толерантной личности, прививать интерес и любовь к живой природе, формировать устойчивое положительное отношение к каждому живому организму на Земле, формировать умение видеть прекрасное.
Личностные : познавательный интерес к экологии.. Понимание не-обходимости получения знаний о многообразии биотических связей в природных со-обществах для сохранения естественных биоценозов. Способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе. Потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников
Познавательные : умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные : участвовать в диалоге на уроке; отвечать на вопросы учителя, товари-щей по классу, выступать перед аудиторией, используя мультимедийное оборудование или другие средства демонстрации
Планируемые результаты
Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные : связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география. Планировать действия с поставленной целью; находить необходимую информацию в учебнике и справочной литературе; осуществлять анализ объектов природы; делать выводы; сформулировать собственное мнение.
Форма организации учебной деятельности - индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Изучение нового материала
Круговорот углерода
В круговороте углерода (углекислого газа) атмосферный фонд очень невелик в сравнении с запасами углерода, входяще-го в состав многочисленных органических и неорганических соединений.
Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океанами были сба-лансированы. Последние 100 лет содержание СОг постоянно рас-тет в результате новых антропогенных наступлений. Основным источником этих поступлений считается сгорание горючих иско-паемых, однако свой вклад вносят развитие сельского хозяйства и уничтожение лесов. Леса - важные накопители углерода, так как в их биомассе содержится в 1,5 раза, а в лесном гумусе - в 4 раза больше углерода, чем в атмосфере.
Миграция углекислого газа в биосфере Земли протекает дву-мя путями .
Первый путь заключается в поглощении его в процес-се фотосинтеза с образованием органических веществ и после-дующем «захоронении» их в литосфере в виде торфа, угля, неф-ти, горючих сланцев, осадочных горных пород.
По второму пути миграция углекислого газа осуществляется при растворении его в водах Мирового океана, где СО2 переходит в Н2СО3, НСОз, СОз, а затем биогенным (зоо- или фитогенным) или химогенным путем соединяется с кальцием, образуя огромные массы СаСОз (известковые скелеты некоторых беспозвоночных, известковые водоросли и известковые илы), в результате чего возникают мощ-ные толщи карбонатных пород. Согласно расчетам ученого А. Б. Ронова, отношение захороненного углерода в продуктах фото-синтеза к углероду в карбонатных породах составляет примерно 1:4.
Кроме СО2, в атмосфере присутствуют в небольших количе-ствах еще два углеродных соединения: оксид углерода (II) - СО и метан (СН 4). Как и СО 2, эти соединения находятся в быстром круговороте.
1 слайд
Тема урока "Круговорот углерода в природе и последствия его нарушения« Учитель биологии Рабаданова Светлана Ивановна МОУ Лицей №6 г. Невинномысск. Ставропольский край. . Идентификатор- 207-551-965.
2 слайд
цели урока - Выяснить, какие организмы участвуют в круговороте углерода - Составить схему процесса круговорота углерода. - Проследить и уточнить влияние круговорота углерода на окружающую среду.
3 слайд
Задание№1. Программированное графическое. 1. Круговорот веществ- циклические процессы превращения и перемещения веществ в природе. 2. На Земле различают два типа круговорота веществ. 3. Геологический и биологический круговороты взаимосвязаны. 4.Связь между биосистемой и окружающей средой осуществляется в виде трех звеньев. 5.Продуценты- это автотрофы, обладающие уникальной способностью создавать из неорганических соединений сложные органические соединения и запасать в их химических связях энергию. 6.Сера усваивается растениями только не в окисленной форме, в виде иона SO4. 7.На Земле различают три типа круговорота веществ. 8.Продуценты- это гетеротрофы, потребляющие органические вещества. 9.Все составные компоненты биосферы – живое вещество 10.Все составные компоненты биосферы – костное вещество. Ответ: 1 2 3 5 9 4 6 7 8 10
4 слайд
Задание №2. Схема геологического круговорота углерода. Углерод. Диоксид СО2 Атмосфера Гидросфера Растения Животные Свободный углерод Графит Алмаз Земная кора Природные карбонаты Горючие ископаемые Известняк Доломиты Антрацит, бурые угли, каменные угли, горючие сланцы, нефть, природный газ, битумы и д.р.
5 слайд
Задание №3. Схема биологического круговорота углерода. Схема биологического круговорота углерода. Фотосинтез Дыхания Разложение
6 слайд
Задание №4 Задача –диллема. Проанализируйте приведенную ниже ситуацию и примите оптимальное решение по защите природы и здоровья людей проживающих в г. Невинномысске. При выборе решения прочтите пункт «1» инструктивной карточки и следующий за ним пункт, обозначенный знаком «0». Выберите утверждение, с которым вы согласны, и переходите к следующей ступени, номер которой указан после данного утверждения. Вы – владелец небольшой автозаправочной станции (АЗС, расположенной в черте г Невинномысска). Комитет по экологии доказательно известил вас о том, что работа вашего предприятия наносит ощутимый вред здоровью горожан. Как руководитель вы незамедлительно принимаете решение по преодолению ситуации:
8 слайд
Работа по КИМам. Задание на установление последовательности процессов и объектов. Укажите последовательность стадий биогенного круговорота углерода, начиная с углекислого газа атмосферы А) потребление растительной пищи консументами первого порядка. Б) выделение углекислого газа в атмосферу при дыхании консументов второго порядка В) поглощение углекислого газа при фотосинтезе. Г) углекислый газ атмосферы. Д) образование органических веществ в растениях на темновых стадиях фотосинтеза. Е) потребление животной пищи консументами второго порядка. Ответ: Г.В.Д.А.Е.Б.
«…на Земле нет силы более могущественной по своим последствиям, чем живое вещество…»
В.И.Вернадский
тема: КРУГОВОРОТ ВЕщЕСТВ В ПРИРОДЕ
Биологический круговорот как непрерывно идущая циркуляция химических элементов между живыми организмами, атмосферой, гидросферой и почвой выступает главной силой, организующей биосферу в единую самоподдерживающуюся биосистему .
ЭКОСИСТЕМА
- Любую совокупность организмов и неорганических компонентов, в которой может поддерживаться круговорот вещества, называют экологической системой , или экосистемой .
Биогеохимические циклы
Биогеохимические циклы – это циркуляция химических элементов абиотического происхождения, которые попадают из окружающей среды в организмы и из организмов в окружающую среду .
В.В. Докучаев
Живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Эти циклы делят на две основные группы: круговороты газов и осадочные круговороты. В первом случае главный поставщик элементов – атмосфера (углерод, кислород, азот), во втором – горные осадочные породы (фосфор, сера и др.).
В. В. Докучаев (1846 - 1903)
Основные группы биогеохимических циклов
Круговороты газов осадочные круговороты
главный поставщик горные осадочные
элементов – атмосфера породы (Ф, S и др.)
(С, О2, N)
Участвуют в круговороте веществ
Редуценты
Консументы
Продуценты
Неорганиче-ские вещества
Круговорот воды
Капельки воды
Водяной пар
Мировой океан,
Испарение и транспирация
Круговорот углерода
СО2 в
атмосфере,
почве, воде
Дыхание
Горение
Растения
Нефть,
торф,
уголь
Гниение
Орг. соединения
животных
Углеводы
растений
Фотосинтез
Атмосферный
азот
Круговорот азота
Электрические
Азотофик-
разряды
сирующие
бактерии и
водоросли
Гнилостные
бактерии
Живые
организмы
Почва
Растения
Хемосинте-
зирующие
бактерии
Глубоководные
отложения
Воздух
Денитрифицирующие
бактерии
Круговорот фосфора
Круговороты , происходящие в биосфере, очень сложны и тесно связаны между собой. Вливаясь в общий биологический круговорот, они составляют основу существования и развития глобальной экосистемы, обеспечивая ее динамическую устойчивость и поступательное развитие. Движущей силой биологического круговорота веществ на нашей планете является жизнедеятельность организмов.
Циркуляцию химических элементов в природе называют
Биологическим циклом
Биогеографическим циклом
Биохимическим циклом
Биогеохимическим циклом
Первичный источник энергии для круговорота веществ в большинстве биогеоценозов
Солнечный свет
Мертвые органические остатки
Растительная пища
Биологический круговорот в биосфере обеспечивается
Интенсивностью размножения продуцентов
Приспособлением организмов к условиям жизни
Перемещением веществ в трофических цепях
Борьбой за существование
Благодаря круговороту веществ в биосфере, осуществляемому организмами
Сокращается число химических элементов в биосфере
Увеличивается содержание вредных веществ в окружающей среде
Одни и те же химические элементы используются многократно
Накапливается содержание элементов в атмосфере
Клубеньковые бактерии играют большую роль в биосфере, участвуя в круговороте
Кислорода
Углерода
Азота
Залежи нефти, угля, торфа образовались в процессе круговорота
Азота
Фосфора
Углерода
В основе биогеохимических циклов элементов лежат такие процессы как…
Расселение видов
Фотосинтез и дыхание
Естественный отбор
Усилению парникового эффекта, по мнению ученых, в большой степени способствует
Озон
Оксиды азота
Процесс фиксирования азота клубеньковыми бактериями называется
Денитрификация
Транспирация
Азотфиксация
Причиной выпадения кислотных дождей является повышение концентрации в атмосфере
Оксида углерода
Водяных паров
Оксидов азота и серы
Бактерии, расщепляющие мочевину до ионов аммония и углекислого газа, принимают участие в круговороте
Углерода и азота
Азота и кислорода
Фосфора и серы
Источником углерода, включаемого в круговорот в процессе фотосинтеза является
Уголь
Углекислый газ атмосферы
Углекислый газ, растворенный в воде
Углекислый газ атмосферы и растворенный в воде
Процесс превращения атмосферного азота в нитраты под действием бактерий
Транспирация
Нитрификация
Денитрификация
Процесс превращения редуцентами органического азота в неорганический
Азотфиксация
Денитрификация
Минерализация
Сублимация
Итоги
Домашнее задание:
Параграф № 48 ,
стр. 225 – 229.
Подготовить сообщение на тему: «Геологическая история материков».
Поддержание благоприятного для жизни состава атмосферы связано
с взаимодействием круговоротов воды, углерода, азота,
фосфора и др. веществ, которые СО формируются, находящийся благодаряв
солнечной энергии и деятельности живыхатмосферерганизмовили.в растворенном состоянии в воде, служит сырьем для фотосинтеза.
При дыхании организмов СО2 возвращается в атмосферу. Определенная часть углерода не разлагается редуцентами, накапливается в виде
мертвой органики и Основная масса углерода биосферы аккумулирована в
переходит в ископаемое карбонатных отложениях дна океана (известняки и кораллы).
состояние.
Концентрация растворенного углекислого газа в глубине океана
в несколько раз выше, чем у поверхности. Поверхностная же
концентрация СО2 находится
в равновесии с атмосферой.
При прекращении жизни в океане все концентрации в глубинах и у поверхности почти сравняются.
При этом концентрация СО2 в поверхностном слое и в
атмосфере увеличится в
несколько раз! Это может
привести к катастрофическим
изменениям парникового эффекта
Принцип Ле Шателье, характеризующий устойчивость системы, выражается в том, что скорость поглощения углерода биотой (при малых относительных
возмущениях окружающей среды) пропорциональна приросту концентрации углерода в окружающей среде по отношению к невозмущенному
(доиндустриальному) состоянию.
С начала прошлого столетия биота суши перестала поглощать избыток углерода
из атмосферы. Наоборот, она начала выбрасывать углерод в атмосферу, увеличивая, а не уменьшая
Возникают два важнейших вопроса:
1. Вышла ли в настоящее время биосфера необратимо из устойчивого состояния или она может еще вернуться в прежнее устойчивое состояние после существенного сокращения антропогенного возмущения?
2. Существует ли другое устойчивое состояние биосферы, в которое она может перейти при дальнейшем росте антропогенного возмущения?
По мнению В.Г. Горшкова:
3. Современное состояние биосферы обратимо, биосфера должна вернуться в прежнее состояние при сокращении антропогенного возмущения на порядок величины .
4. Другого устойчивого состояния биосферы не существует.
ВЕНЕР А – ПАРНИКОВЫЙ Э Ф ФЕКТ В Т ЕРМИ НАЛЬНОЙ СТА Д И И
Венеру иногда называют «сестрой Земли», потому что обе планеты похожи размерами, силой тяжести и составом. Однако условия на двух планетах очень сильно разнятся. У Венеры чрезвычайно плотная атмосфера, состоящая главным образом из СО 2 . На Венере нет круговорота углерода и жизни, которая могла бы перерабатывать его в биомассу, аккумулируя углерод в осадочных отложениях.
В итоге: атмосферное давление на поверхности Венеры в 93 раза больше , чем на Земле; температура составляет около 475 °C , что превышает среднюю температуру поверхности Меркурия, находящегося вдвое ближе к Солнцу; расчёты показывают, что при отсутствии парникового эффекта максимальная температура поверхности не превышала бы 80°C ; облака на Венере, предположительно, состоят из капель концентрированной серной кислоты, соединений серы и хлора; атмосфера представляет собой гигантский ураган (до 120 м/с у верхней границы облаков).
МАРС – еще одна планета без биосферы
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗА ПОСЛЕДНИЕ 65 МЛН. ЛЕТ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.К. Бродский. Биоразнообразие: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 208 с.
2. А.К. Бродский. Общая экология: учебник для вузов по направлению «Биология» специальности «Биоэкология» направления «Экология и природопользование».
– 5-е изд., перераб. и доп. – М.: АКАДЕМИЯ, 2010. – 256 с.
3. Ю. Одум. Экология: в 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. Том 1, 329 с.
4. В.Г. Горшков. Физические и биологические основы устойчивости жизни.
Отв. редактор К. С. Лосев. – М., 1995, 470 с.
5. Zachos, James, Mark Pagani, Lisa Sloan, Ellen Thomas, and Katharina Billups (2001). "Trends, Rhythms, and Aberrations in Global Climate 65 Ma to Present". Science 292 (5517): 686–693.
6. Основы космической биологии и медицины в 3х томах. Под ред. О.Г.Газенко и М.Кальвина. – М.: Наука, 1975. Том 1, 432 с.
7. www.bio2.com – сайт проекта Биосфера 2.
8. Википедия
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Цель урока: формирование представлений о 2 формах существования углерода: атоме и простом веществе; повышение престижа знаний. Задачи: 1(обучающая). Изучение особенностей строения атома углерода, связи с химическими свойствами; особенностей строения простого в-ва, аллотропных модификаций углерода, их практического значения. Ознакомление с видами соединений, биологической ролью углерода, сущностью его природного круговорота, последствиями антропогенного воздействия. 2 (развивающая): расширение кругозора учащихся, развитие ООУН(работы с учебником, сравнения, обобщения, и др.) 3 (воспитательная): воспитание познавательного интереса, патриотизма(гордости за отечественную науку), самостоятельности, самоорганизованности.
Осуществите превращения: М gP 3 PH 3 Р Р 2 О 5 Н 3 РО 4 Са 3 (РО 4) 2 Подпишите названия соединений фосфора, укажите, какие можно использовать в качестве минеральных удобрений
Происхождение названия Нахождение в природе Биологическое значение Особенности строения атома, возможные степени окисления. Химические свойства. Строение простого вещества. Аллотропные модификации. Практическое значение Круговорот в природе. Экологические проблемы.
Работа с учебником Как появилось название данного элемента? С чем оно связано?
Углерод(рус.) – «рождающий уголь» Карбонеум(лат.)- «уголь»
Углерод- биоэлемент, один из макроэлементов. Особый химический элемент- основа многообразия органических веществ! Вспомните из курса биологии химический состав клетки и поясните эти выражения.
Задания: 1. Составьте схему строения атома углерода. 2. Запишите электронную формулу 3. Составьте схему размещения электронов по орбиталям 3. Определите возможные степени окисления в соединениях
С 6 Е С (возб. сост.) 2 4 2 2 2 2 1 3 1S 2S 2p 1S 2S 2p Е с.о. Е с.о. 2 4 4
Самостоятельная работа с учебником Задания: 1. С какими веществами углерод вступает в реакции? 2. Рассмотрите приведенные реакции с т.зр. ОВП, определите, какие свойства проявляет углерод. 3. Заполните таблицу: Восстановитель: С(о) С(2, 4) Окислитель: С(о) С(4)
Восстановитель: С(о) С(2, 4) Окислитель: С(о) С(4) С кислородом: С + О 2 =СО 2 + Q (при избытке) 2С+О 2 =2СО +Q (неполное сгорание) Какими являются реакции по тепловому эффекту? Где используются реакции? 1. С активными металлами: Ca+C=CaC 2 CaC 2 + H 2 O=Ca(OH) 2 + C 2 H 2 (ацетилен) 4Al+3C=Al 4 C 3 Al 4 C 3 +12Al(OH) 3 +3 CH 4 (метан) ! Получение органических веществ Где они применяются? 2 . С водой: С+Н 2 О= СО+Н 2 (водяной газ) t более 1200 0 C 2. С водородом: С+2Н 2 = СН 4 3. С оксидами металлов: C+2ZnO=2Zn+CO 2 C+2CuO=2Cu+CO 2 Где используется данное свойство С?(Что такое кокс?)
Заполните таблицу, используя основной текст учебника(п.29) и дополнительный материал*(с.244-245), модели кристаллических решеток Цель: установление логической связи м/д строением, свойствами и применением в-ва Какая химическая связь в простых веществах, образованных атомами С? Какой тип кристаллической решетки в этих веществах? модификация * * Форма (структура) Физические свойства Практическое значение
Модифи-кации алмаз графит карбин фуллерены Форма молекул (структура) тетраэдрическая Плоскости из шестиугольни-ков, соединенные между собой Цепи атомов углерода Макромолекулы, по форме -многогранники, сферические, содержат четное число ат. С Футболен(С 60) Физические св-ва Твердый(10б. по шкале Мооса),прозрачный, высокая светопроводящая и светопреломляющая способность Ц(Темно-серый), металлический блеск, мягкий, непрзрачный, тугоплавкий, проводит тепло и эл. ток Черный порошок, полупроводник, наиболее стабилен Сверхпроводи-мость Практичес-кое значение Ювелирное дело(бриллианты), изготовление буров, сверл, инструментов для шлифовки, резки стекла Графитовая смазка, карандаши, электроды Возможные уникальные каталитические системы, перспективные композиции для создания сверхпроводников
Работа с учебником(схема 99, с.169) Какое применение находит углерод: -в промышленности; -в быту; -в медицине? Известно ли вам применение углерода в других отраслях?
кон.18 в. Т.Е.Ловиц Н.Д.Зелинский Причина-пористость угля -нагревание Древесный уголь горячий пар активированный уголь Применение для защиты ды- Для очистки веществ в медицине хательных путей (Сахар, спирт) (акт. уголь) противогаз Н.Д.Зелинский, 1915г. А.Кумант
Новые модификации углерода- основа нанотехнологии Применение: сверхпроводники, универсальные разделительные приборы, уменьшение электронных приборов, «сита» для изотопов
Работа с учебником(схема 100 С.170) ! растения; !карбонатная система моря
Основные причины нарушения круговорота углерода: Извлечение минералов(кальцита)и горючих углеродсодержащих веществ(каменного угля, нефти, природного газа и др.) Сжигание углеродсодержащего топлива – основная причина повышения концентрации СО 2 в атмосфере Вырубка лесов- естественных регуляторов состава воздуха Экологические проблемы: «парниковый эффект», загрязнение воздуха угарным газом
Что обозначает его название? Почему углерод считают самым распространенным элементом в живой природе? В виде каких соединений углерод встречается в природе? Каким образом используются каменный и бурый уголь, торф? На каком химическом свойстве углерода основано применение? Как влияет строение атома углерода на его химические свойства? Какое применение можно найти углероду, благодаря его: а)окислительным свойствам, б)восстановительным свойствам? Какие аллотропные модификации углерода существуют? Чем объясняется разница в свойствах? * какие модификации являются очень перспективными?
Какое практическое значение имеют алмаз, графит? Какое практическое значение имеет пористый углерод? Почему он является обязательным компонентом в аптечке? На каком свойстве основано его применение в медицине? Кто изобрел противогаз, и тем самым спас жизни тысяч людей в первую мировую войну? Как происходит круговорот углерода в природе? Какие важнейшие факторы влияют на круговорот углерода в природе? * Каким образом человек нарушает естественный круговорот углерода? ! Пользуясь полученными знаниями, прокомментируйте выражение М.В.Ломоносова: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие»
П.29 Задача 1: Помогите металлургам! Сколько кокса необходимо для восстановления железа из 1 т. магнетита(уч. с. 78), содержащего 23% примесей? На каком свойстве углерода основан этот процесс? Задача 2: Помогите геологам! При сжигании образца угля массой 5,4 г. Они получили 9,576л.(н.у.) углекислого газа, определите массовую долю примесей в угле, учитывая, что практический выход углекислого газа составил 90%. Предположите, к какому виду угля относится данный образец.