Биосфера
Предмет: География, 5 класс
Автор: Смирнова Татьяна Алексеевна

Цель: формирование представления о биосфере, как оболочке жизни на Земле

Задачи:

1. Изучить особенности развития биосферы;

2. Сформировать представления о биосфере – как среде жизни на Земле;

3. Сформировать представления о границах биосферы и особенностях ее развития;

4. Способствовать развитию представлений о взаимодействии человека и биосферы;

5.Способствовать развитию пространственно-образного мышления.

Планируемые результаты обучения:

Личностные:
- готовность обучающихся к саморазвитию и личностному самоопределению;
- формирование мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности.

Метапредметные:
- освоение обучающимися межпредметных понятий и универсальных учебных действий;
- способность их применения в учебной, познавательной и социальной практике.

Предметные:
- формирование представлений о географии, ее роли в освоении планеты человеком, о географических знаниях как компоненте научной картины мира, их необходимости для решения современных практических задач человечества.

Ход урока

Организационный момент

Деятельность учителя

Приветственное слово:
- Добрый день! Сегодня для вас проведет урок ___________________________________

В течение урока вам необходимо прослушивать информацию. В конце урока вам предстоит выполнить задания в рабочих листах по изученной теме.

Сопровождение

Видеозапись учителя. Внизу страницы подпись (ФИО, должность, ученая степень и т.д.).
Внизу страницы представлена ссылка для скачивания рабочего листа.

Мотивационный. Целеполагание

Деятельность учителя

Земля единственная планета, на которой в настоящее время доказано существование жизни. Совокупность определённых условий обеспечило возможности для развития и сохранения жизни на Земле. Но везде ли на планете есть жизнь? И как распространена жизнь в различных оболочках Земли.
Тема нашего урока: «Биосфера»

Нам сегодня предстоит:

1. Узнать условия возникновения жизни на Земле

2. Узнать о биосфере и ее границах;

3. Узнать как распространены по Земле живые организмы

4. Узнать в чем причина разнообразия жизни на Земле

Сопровождение

На экране появляются свитки бумаги.

На первом свитке представлена тема урока.

На втором свитке «Нам сегодня предстоит…», синхронно, вместе со словами учителя появляются этапы того, что будет изучено на уроке (сообщение задач).

Актуализация знаний

Деятельность учителя

Вспомните, как возникла планета Земля. Всегда ли на ней существовала жизнь? Какие условия способствовали возникновению и развитию жизни на планете?

Изучение нового материала

Деятельность учителя

Биосферой (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) называют совокупность всех живых организмов нашей планеты. По определению В.И. Вернадского, «непрерывный слой живого вещества» занимает гидросферу, литосферу и атмосферу. В области взаимодействия этих оболочек и расположена биосфера.

По Вернадскому,

биосфера (собственно термин «биосфера» был предложен австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г.) есть оболочка Земли – область существования живого вещества. Важнейшие научные положения учения В.И. Вернадского состоят в следующем:

1) живое вещество есть, прежде всего, планетарное явление и, соответственно, не может быть оторвано от биосферы, геологической функцией которого является. В пределах биосферы встречаются либо живое вещество, либо следы его биохимической деятельности. Слои земной коры, лишённые в настоящее время живого вещества, но переработанные им в геологическом прошлом, учёный относил к «былым биосферам»;

2) космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, пронизывают всю её и всё в ней, и биосфера должна рассматриваться «как область превращения космической энергии»;

3) биосфера есть планетное явление космического характера.

Вернадский выделил в биосфере ряд качественно и количественно различающихся, но генетически связанных элементов:

1) живое вещество (вся совокупность живых организмов);

2) биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов – каменный уголь, известняк, нефть и т.п.);

3) косное (неживое) вещество (горные породы неорганического происхождения – разнообразные минералы, глины и т.д.);

4) биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами – почвы, ил, природные воды);

5) радиоактивные вещества, образующиеся в результате распада радиоактивных элементов (радия, урана, тория и т.д.).

6) рассеянные атомы (химические элементы, находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии);

7) вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль и др.).

Надпись на экране. Возникновение жизни на Земле.

А всегда ли на планете существовала жизнь? Сопровождать рассказ показом информации на геохронологической шкале.

В настоящее время ученые предполагают, что самым первым этапом, который начался около 4 млрд лет назад, был длительный период, когда на Земле появились и жили древние организмы — бактерии, не способные к фотосинтезу. Они синтезировали органическое вещество за счет реакции окисления.

Предположительно около 3,8 млрд лет назад возникли организмы, способные к фотосинтезу — цианобактерии, более известные под названием сине-зеленых водорослей. Они были одноклеточными безъядерными организмами и обитали в водной среде, где верхний слой воды предохранял их от губительного воздействия жесткого космического излучения. Кислород, выделявшийся при реакции фотосинтеза, в значительной степени уходил на окисление растворенного в океане железа.

В этот период происходит увеличение содержание кислорода в атмосфере. В конце раннего протерозоя появились первые организмы с клеточным ядром. В отложениях этого времени обнаружены остатки фитопланктона.

В позднем протерозое возникли и получили развитие многоклеточные водоросли. Появился и зоопланктон. На первых порах это были одноклеточные организмы — инфузории, амебы, но в конце рифея появились многоклеточные животные.

На венд (0,65 – 0,57 млрд лет назад) приходится массовый расцвет многоклеточных мягкотелых организмов, как бентосных (черви и др.), так и планктонно-нектонных (медузы и др.). В конце венда в воде обитали многие типы беспозвоночных.

На границе венда и кембрия происходит вспышка видообразования и широкое развитие организмов с твердым скелетом.

В раннем палеозое началось освоение организмами суши. Первыми были простейшие фотосинтезирующие организмы и грибы, затем наземные бескорневые с ветвящимися стеблями, но практически безлистные растения–псилофиты и мелкие беспозвоночные животные, создававшие первичный рыхлый грунт.

За ними сушу освоили влаголюбивые растения — плауны, хвощи, папоротники, а из животных — насекомые и земноводные. У водных организмов начали формироваться наружные и внутренние скелеты. Затем у животных началось обособление головы и, соответственно, усовершенствование их центральной нервной системы. Распространилось половое размножение. Заселение суши различными организмами способствовало образованию почвы — центрального звена биосферы, соединившего живое и неживое начала.

Выход растений на сушу привел к возрастанию интенсивности фотосинтеза. Благодаря достаточному содержанию в воздухе свободного кислорода образовался озоновый экран. В результате во второй половине палеозоя сформировались почти все элементы биосферы, и появилась биоклиматическая зональность на материках. На протяжении дальнейшей геологической истории продолжалось увеличение разнообразия растений и животных.

В мезозое отмечалось господство голосеменных растений и рептилий, а в его конце (меловый период) появились покрытосеменные растения и птицы. В палеогене-неогене господствовала разнообразная растительность и млекопитающие.

Завершающий этап эволюции биосферы — появление человека, новой преобразующей силы, которая коренным образом изменила конструкцию биосферы.

Границы биосферы. Живые организмы неравномерно распространены в геологических оболочках Земли: литосфере, гидросфере и атмосфере (рис. 1). Поэтому биосфера сейчас включает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Область распространения организмов в биосфере: 1 — уровень озонового слоя, задерживающего жесткое ультрафиолетовое излучение; 2 — граница снегов; 3 — почва; 4 — животные, обитающие в пещерах; 5 — бактерии в нефтяных скважинах

Литосфера - это верхняя твердая оболочка Земли. Ее толщина колеблется в пределах 50–200 км. Распространение жизни в ней ограниченно и резко уменьшается с глубиной. Большая часть видов сосредоточено в верхнем слое, имеющем толщину в несколько десятков сантиметров. Некоторые виды проникают в глубину на несколько метров или десятков метров (роющие животные — кроты, черви; бактерии; корни растений). Наибольшая глубина, на которой были обнаружены некоторые виды бактерий, составляет 3–4 км (в подземных водах и нефтеносных горизонтах). Распространению жизни в глубь литосферы препятствуют различные факторы. Проникновение растений невозможно из-за отсутствия света. Для всех форм жизни существенными препонами служат и возрастающие с глубиной плотность среды и температура. В среднем температурный прирост составляет около 3 °С на каждые 100 м. Именно поэтому нижней границей распространения жизни в литосфере считают трехкилометровую глубину, (где температура достигает около +100 °С).

Гидросфера — водная оболочка Земли, представляет собой совокупность океанов, морей, озер и рек. В отличие от литосферы и атмосферы она полностью освоена живыми организмами. Даже на дне Мирового океана, на глубинах около 12 км, были обнаружены разнообразные виды живых существ (животные, бактерии). Однако основная масса видов обитает в гидросфере в пределах 150–200 м от поверхности. Это связано с тем, что до такой глубины проникает свет. А следовательно, в более низких горизонтах невозможно существование растений и многих видов, зависящих в питании от растений. Распространение организмов на больших глубинах обеспечивается за счет постоянного «дождя» экскрементов, остатков мертвых организмов, падающих из верхних слоев, а также хищничества. Гидробионты обитают как в пресной, так и в соленой воде и по месту обитания делятся на 3 группы:

1) планктон — организмы, живущие на поверхности водоемов и пассивно передвигающиеся за счет движения воды;

2) нектон — активно передвигающиеся в толще воды;

3) бентос — организмы, обитающие на дне водоемов или зарывающиеся в ил.

Атмосфера — газовая оболочка Земли, имеющая определенный химический состав: около 78 % азота, 21 — кислорода, 1 — аргона и 0,03 % углекислого газа. В биосферу входят лишь самые нижние слои атмосферы. Жизнь в них не может существовать без непосредственной связи с литосферой и гидросферой. Крупные древесные растения достигают нескольких десятков метров в высоту, располагая вверх свои кроны. На сотни метров поднимаются летающие животные — насекомые, птицы, летучие мыши. Некоторые виды хищных птиц поднимаются на 3–5 км над поверхностью Земли, высматривая свою добычу. Наконец, восходящими воздушными потоками пассивно заносятся на десятки километров вверх бактерии, споры растений, грибов, семена. Однако все перечисленные летающие организмы или занесенные бактерии лишь временно находятся в атмосфере. Нет организмов, постоянно живущих в воздухе.

Верхней границей биосферы принято считать озоновый слой, располагающийся на высоте от 30 до 50 км над поверхностью Земли. Он защищает все живое на нашей планете от мощного ультрафиолетового солнечного излучения, в значительной мере поглощая эти лучи. Выше озонового слоя существование жизни невозможно.

Таким образом, основная часть видов живых организмов сосредоточена на границах атмосферы и литосферы, атмосферы и гидросферы, образуя относительно «тонкую пленку жизни» на поверхности нашей планеты.

Структура биосферы:

1. Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·1018 т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты.

2. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т.д.

3. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4. Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т.д. Организмы в них играют ведущую роль.

Развитие наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется.

Надпись на экране. Распространение живых организмов на Земле.

Жизнь распределена в биосфере крайне неравномерно. Основная масса живого вещества сосредоточена на суше и в 800 раз превышает массу всего живого вещества в Мировом океане. При этом масса растений в 1000 раз превышает массу животных

Обобщение и систематизация

Деятельность учителя

Перед вами рабочий лист. Прочитайте задание в нем. Последовательно выполняйте задания.

Запишите тему нашего урока;

Какая цель была поставлена перед уроком? Сформулируйте цена на основе поставленных перед уроком задач (Сегодня мы узнаем).

Дайте определение понятию «биосфера».

Определите границы биосферы в каждой оболочке и укажите, какими условиями ограничивается распространение жизни.

На представленной ниже геохронологической шкале отметьте основные этапы в развитии биосферы, о которых вы узнали во время урока.

В конце реплика учителя. – Обратите внимание, что при возникающих сложностях с ответами на задания в рабочем листе, вы можете повторно просматривать видеозапись первой части урока.

Не забудьте отметить смайликом ваше настроение во время урока.
Веселый (показан на экране) – мне было интересно.
Грустный (показан на экране) – было не интересно.

Рефлексия

Деятельность учителя

Подведем итоги!

На экране всплывают слайды с вопросами.

Учитель отвечает на вопросы.

- Что такое биосфера?

Биосферой называют совокупность всех живых организмов нашей планеты и те области геологических оболочек Земли, которые заселены живыми существами.

Необходимо проанализировать и ответить на вопрос где наблюдается наибольшая концентрация живого вещества (верхних слоях атмосферы, в глубинах океанов, на глубине 1 км в литосфере, на стыке атмосферы, гидросферы и литосферы).

Ответ:

На стыке атмосферы, гидросферы и литосферы.

Где расположены границы биосферы?

В атмосфере границы биосферы расположены на высоте 7 км. В литосфере граница биосферы проходит на глубине до нескольких километров. В гидросфере граница биосферы проходит на глубине самой глубокой отметки Мирового океана, Марианской впадины.

Спасибо за внимание! До новых встреч!

Рабочий лист

Тема урока: ________________________________________________________________________

Цель: _____________________________________________________________________________

1. Дайте определение понятию «биосфера» ______________________________________________

_____________________________________________________________________________

2. Определите границы биосферы в каждой оболочке и укажите, какими условиями ограничивается распространение жизни.

Оболочка

Границы распространения биосферы

Условия, ограничивающие жизнь

Атмосфера

Литосфера

Гидросфера

3. На представленной ниже геохронологической шкале отметьте основные этапы в развитии биосферы, о которых вы узнали во время урока.

На уроке мне было: