Біогеохімічні цикли як необхідна умова існування біосфери.

 Біологія і екологія 

60 група

Урок 12

Тема: Біогеохімічні цикли як необхідна умова існування біосфери.

 

Завдання на урок:

1.      Ознайомитися з матеріалом уроку

:

1.        Переглянути відео

https://www.youtube.com/watch?v=xqodf1eZ8Ls

2.      презентацію

https://vseosvita.ua/library/biogeohimicni-cikli-ak-neobhidna-umova-isnuvanna-biosferi-prezentacia-dla-11-klasu-208579.html  

3. Створити опорний конспект теми

 

Для постійного існування біосфери, для запобігання припинення розвитку життя на Землі у природі повинні постійно відбуватись безперервні процеси перетворення її живої речовини.Біологічний колообіг -це багаторазова участь хімічних елементів у процесах, які протікають у біосфері.Причина колообігу-обмеженість елементів, з яких будується тіло організмів.У біосфері відбувається постійний колообіг активних елементів, які переходять від організму до організму, у неживу природу і знову до організму. Елементи, які вивільняються мікроорганізмами при гнитті, надходять у грунт і атмосферу, знову включаються в колообіг речовин біосфери, поглинаючись живими організмами. Весь цей процес і буде біогенною міграцією атомів. Для біогенної міграції характерним є накопичення хімічних елементів у живих організмах, а також їх вивільнення у результаті розкладу мертвих організмів. Біогенна міграція викликається трьома процесами:· обміном речовин в організмах;· ростом;· розмноженням.Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана силами життя, дав B.I. Вернадський. Біогенна міграція є частиною загальної міграції хімічних елементів біосфери. Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона пропускаючи через себе атоми хімічних елементів земної кори, гідросфери та атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл, організми повертають природі все, що взяли у неї протягом життя.Жива речовина значно прискорила й змінила колообіги різних речовин -води, кисню, азоту, вуглекислого газу. Сучасний склад атмосфери створений завдяки діяльності живої речовини. Жива речовина активно регулює геохімічну міграцію атомів. Завдяки йому зберігається стабільність біосфери і здійснюється еволюція як живих організмів, так і всієї біосфери в цілому. Цей особливий вид стану рівноваги, що постійно змінюється, В.І Вернадський називав динамічною рівновагою. Для геосферхарактерна стійка динамічна рівновага. В біосфері динамічна рівновага не стійка. Це означає, що біосфера розвивається в процесі діяльності, самовдосконалюється, все більш повно, активно і в більшому масштабі накопичує, трансформує енергію, ускладнює свою організацію, збагачується інформацією.Розрізняють два типи біогенної міграції, перший з них здійснюється мікроорганізмами, а другий -багатоклітинними організмами. Крім того, розрізняють великий (геологічний) та малий (біологічний) колообіги і колообіги різних природних ресурсів (ресурсні цикли).

Великий (геологічний) колообіг.Вивержені глибинні породи мантійного походження (базальти) тектонічними процесами виводяться з надр Землі в біосферу. Під впливом сонячної енергії й живої речовини вони вивітрюються, переносяться, відкладаються, перетворюючись різноманітні осадові породи, де запасається сонячна енергія (з вивержених мінералів утворюються глини, а вулканічні гази -СО, NH3 -переходять у вугілля та нафту).Потім за рахунок тектонічних рухів осадові породи потрапляють у зони високих тисків та температур і перетворюються в гранітні породи з більш високим рівнем енергії, ніж у осадових порід. Кристалізовані вивержені породи знову за рахунок висхідних тектонічних рухів потрапляють у біосферу. Таким чином цикл завершується, але вже на новому рівні, бо з вихідних базальтів утворилися вивержені породи гранітного складу.Малий біологічний колообіг (трансформація) речовин в біосфері.В кожній екосистемі колообіг речовин відбувається в результаті взаємодії автотрофів та гетеротрофів.Вуглець, водень, кисень, азот, сірка і фосфор та біля 30 простих речовин, що необхідні для утворення живої речовини, безперервно перетворюються в органічні речовини або поглинаються в вигляді неорганічних компонентів автотрофами, а автотрофи використовуються гетеротрофами. Таким чином, біогенні елементи безперервно циркулюють: розчиняються в континентальних водах, виносяться в моря або потрапляють в атмосферу, а між цими середовищами відбувається постійний газообмін, тобто відбувається біологічний колообіг атомів. Суть колообігу в тому, що утворення живої речовини і розклад органічної речовини -два боки єдиного процесу. В процесі біологічного колообігу атоми поглинаються живою речовиною і заряджаються енергією, а потім залишають живу речовину, віддаючи енергію в оточуюче середовище. За рахунок біогенної енергії відбувається більшість хімічних реакцій. Біологічні колообіги можуть бути різних масштабів і різної тривалості -від швидкого колообігу в ґрунті, річці, озері до тривалого, який обіймає всю біосферу.Біологічний колообіг зворотний не повністю, частина речовин постійно виходить з колообігу і осідає в товщині осадових порід у вигляді органогенних вапняків, гумусу, торфу і т.п. В результаті колообігу біосфера не повертається в початковий стан: для біосфери характерний поступальний рух, тому символом біологічного циклу є не коло, а циклоїд (спіраль) .З екологічної точки зору найважливішими є колообіги речовин, які є основними компонентами живої речовини:· колообіг кисню;· колообіг вуглецю;· колообіг води;· колообіг азоту;· колообіг сірки;· колообіг фосфору.Жива речовина виконує хімічні функції: газову, концентраційну, окисновідновну і біохімічну.Газову функцію здійснюють зелені рослини, які в процесі фотосинтезу виділяють в атмосферу кисень, рослини і тварини, які під час дихання виділяють вуглекислий газ, а також багато видів бактерій, які відновлюють азот ізсполук, сірководень та ін.Концентраційна функція пов'язана з нагромадженням у живій речовині хімічних елементів (вуглецю, водню, азоту, кисню, кальцію, калію, силіцію, фосфору, магнію, сірки, хлору, натрію, алюмінію, заліза). Окремі види є специфічними концентраторами деяких елементів: багато морських водоростей —йоду, жовтці —літію, ряска —радію, діатомові водорості і злаки —силіцію, молюски і ракоподібні —міді, хребетні —заліза, бактерії —мангану.Окисновідновна функція виявляється в окисненні речовин за участю організмів у грунтах і гідросфері, що супроводжується утворенням солей, оксидів тощо, та відновленні деяких речовин (сірководень, сульфат заліза та ін.). З діяльністю бактерій пов'язане формування вапняків, бокситів, залізних, манганових імідних руд.

Біохімічна функція реалізується в процесі обміну речовин у живих організмах (живлення, дихання, виділення) і руйнування, деструкції відмерлих організмів та продуктів їхньої життєдіяльності. Ці процеси зумовлюють колообіг речовин у природі, біогенну міграцію атомів.У процесі фотосинтезу рослини засвоюють вуглець, який надходить до листків із повітря у вигляді вуглекислого газу, й утворюють вуглеводи. При цьому відбувається перетворення сонячної енергії на хімічну. У процесі дихання рослин частина вуглеводів окиснюється і вуглекислий газ виділяється у повітря. Більша частина вуглеводів нагромаджується у рослинах, де утворюються також білки і жири.Рослини поїдаються гетеротрофними організмами, таким чином сполуки, синтезовані рослинами, проходятьчерез низку ланок у ланцюгах живлення. Під час дихання рослин вуглеводи окиснюються. За рахунок вивільнення енергії відбуваються всі життєві процеси, а вуглекислий газ виділяється в повітря.Відмерлі рослини і тварини розкладаються за участю гнильних бактерій: при цьому також окиснюється вуглець органічних речовин з утворенням CО2, що надходить у навколишнє середовище. Внаслідок розкладання решток організмів за відсутності кисню, тобто без окиснення, утворюються торф, кам'яне вугілля, нафта, сланці. Так, водних випадках довге, а в інших —коротке коло замикається і розпочинається новий цикл включення вуглецю в органічні сполуки, що синтезуються рослинами.Кисень атмосфери має біогенне походження. Він постійно надходить в атмосферу внаслідок перебігу процесів фотосинтезу. Вільний кисень в процесі дихання використовується аеробними організмами. Одним із кінцевих продуктів окиснення вуглецю є СО2. В сполуці з вуглецем кисень повертається у зовнішнє середовище, щоб знову надійти у фотосинтезуючі організми. Оскільки вивільнення енергії з органічних і неорганічних сполук супроводжується розщепленням їх у процесі окиснення, то колообіг кисню забезпечує колообіг усіх біогенних елементів.Так створюються колообіг біогенних елементів і потік енергії в межах сукупностіорганізмів. Постійне надходження енергії живить цей циклічний процес і компенсує неминучу втрату енергії із системи у вигляді теплового випромінювання. Внаслідок колообігу речовин у біосфері відбувається безперервна біогенна міграція елементів. Необхідні для життя рослин і тварин хімічні елементи переходять із середовища в організм. Під час руйнування організмів ці елементи знову повертаються в середовище, звідки надходять в організм або відкладаються у вигляді біогенних геологічних порід (тобто колообіг речовин у природі замкнений не повністю).У біогенній міграції елементів беруть участь різні організми, в тому числі й людина. В зв'язку з цим міграцію біогенних елементів поділяють на три типи: перший (найпотужніший) здійснюють мікроорганізми, другий —багатоклітинні організми, третій —людина, що оволоділа різними формами енергії (механічною, електричною, атомною) і тим самим сприяла значній зміні біогенної міграції елементів.

 

 

2.Дати усну відповідь на питання уроку (стор.166)

 

1. Що таке біогеохімічні цикли?

2. Назвіть два типи біогеохімічних циклів.

3. Наведіть приклади ключових біогеоциклів?

 

3.         Ознайомитися з матеріалом § 43 підручника (стор.167-170)  https://uahistory.co/pidruchniki/sobol-biology-and-ecology-11-class-2019-standard-level/3.php

4.Виконати самостійну роботу (стор.170)

Завдання на застосування знань

За допомогою таблиці схарактеризуйте ключові біогеохімічні цикли біосфери. Визначте подібність й відмінності між ними.

Назва	Цикл Карбону	Цикл Нітрогену	Цикл Фосфору	Цикл Сульфуру
Основне депо
Основна доступна форма
Резервний фонд
Процеси біотичного перетворення
Процеси абіотичного перетворення
Ступінь саморегуляції

5.Виконати тест за посиланням   https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=7973272

або відкривши посилання   join.naurok.ua код доступу 7973272

6.Фотозвіт чекаю за посиланням nataalex088@gmail.com