Урок № 30. Що таке біосфера і як вона влаштована. Роль біосфери в природі
учні повинні знати: поняття біосфера, роль біосфери, межі біосфери і взаємодія компонентів природи, біологічний круговорот
Учні повинні вміти: наводити приклади ролі окремих груп організмів в біологічному кругообігу: описувати розширення меж біосфери; пояснювати перетворення земних оболонок під впливом живих організмів.
I. Оргмомент. Добрий день, хлопці! Наш корабель під назвою «Географія» повільно пливе по великому океани природи. Ми вже побували в гаванях - сферах Землі. І ось сьогодні через моря і протоки ми з вами підійшли до наступного порту, назва якому - біосфера.
II. Вивчення нового матеріалу
- Що ми знаємо про біосферу?
Біосфера виникла набагато пізніше, ніж інші земні оболонки. Спробуйте уявити собі, як би виглядала Земля без рослин і тварин. Замість трави, лісів, чагарників - голі скелі, коричневі або жовті. Замість шуму листя, шелестіння трави, співу птахів - повна тиша. На щастя, близько 3 млрд. Років тому (можливо і раніше) на нашій Землі в стародавньому Океані зародилися найпростіші мікроорганізми і одноклітинні водорості, потім з'явилися більш складні організми. Поступово рослини і тварини вийшли на сушу. Близько 40 тис. Років тому з'явився Людина розумна.
Нинішній склад атмосфери - результат багатовікової роботи рослин. Поглинаючи сонячне світло і вуглекислий газ, рослини виробляють органічні речовини і виділяє в атмосферу кисень.
І зараз людина може існувати тільки тому, що земна рослинність, особливо лісу, виділяє кисень в атмосферу. Недарма городяни влітку так прагнуть з міста в ліс або на берег моря, де повітря містить набагато більше кисню і наповнене ароматами квітів, трав, морської води.
Живі організми поширені дуже широко - від верхніх шарів тропосфери (птиці, що переносяться вітром мікроорганізми) до глибин Океану (глибоководні риби) і земних глибин в кілька кілометрів (мікроорганізми, здатні існувати без повітря).
Отже, біосфера - це земна оболонка, в якій існують живі організми (жива речовина) і продукти їх життєдіяльності. Вперше цей термін був застосований в 1883 р австрійським геологом, президентом Віденської академії наук, професором Едуардом Зюссом. Виділив цю земну оболонку як самостійну один з найбільших вітчизняних дослідників, академік В. І. Вернадський.
Форми життя відрізняються великою різноманітністю. І якщо, наприклад, різних мінералів на Землі налічується трохи більше 4000, то число видів рослин не менше 500 000, а число видів тварин - 1,5 млн.
Область існування живих організмів на нашій планеті охоплює верхні шари літосфери, гідросферу і нижні шари атмосфери.
- Які живі організми мешкають в біосфері?
Живі організми на Землі винятково різноманітні. Вчені можуть лише приблизно підрахувати, що їх більше 2,5 млн. Видів, які поділяються на чотири основних царства: бактерії, гриби, рослини і тварини.
Всі разом вони утворюють органічний світ нашої планети. Людина теж частина цього світу. Живі організми не залишалися незмінними з моменту свого виникнення. Перші живі істоти були дуже примітивні. Пройшли сотні мільйонів років, перш ніж в процесі ЕВОЛЮЦІЇ сформувався той різноманітний органічний світ, який сьогодні існує в біосфері Землі і який ви вивчаєте на уроках біології.
Із загальної кількості видів організмів 21% припадає на рослини, але по своїй масі вони майже в 100 разів перевершують масу тварин. Більшість рослин малорухливі, надовго прикріплені до одного місця. Тварини ж, навпаки, рухливі - більшість активно пересуваються по суші, волі і в повітрі. Рослинам для зростання і розвитку необхідні сонячне світло, вода і поживні речовини, які вони отримують з грунту або води. Травоїдні тварини споживають органічні речовини, вироблені рослинами, а хижаки поїдають інших тварин. Чим простіше влаштований організм, тим тире він поширений на нашій планеті. Наприклад, серед усіх живих істот (крім бактерій) переважають комахи. Серед тварин всього 4% хребетних, з яких лише десята частина - ссавці, в тому числі і людина.
В Океані існують вільно плаваючі в товщі води організми - риби, кити, морські черепахи (нектон). Деякі організми мешкають на дні, як, наприклад, водорості, молюски, краби (бентос). Нарешті, є величезна група дрібних океанських мешканців - планктон, який переноситься течіями. Планктон складається з безлічі мікроскопічних водоростей, рачків, медуз, мальків і служить їжею більшості риб. Основна маса організмів Океану живе на малих глибинах - до 200 м, де більше світла, необхідного водоростям для фотосинтезу.
Жива речовина розподіляється нерівномірно не тільки по вертикалі, але і по площі. Більшість організмів зосереджена на суші. Їх маса в 750 разів більша за масу мешканців гідросфери (зверніть увагу на рис. 159 на стор. 179 підручника). За кількістю живої речовини на одиницю площі океан близький до континентальних пустелях.
- Хлопці, згадайте, за рахунок яких джерел енергії існують живі організми?
- Що таке фотосинтез?
Ми з вами говорили про кругообіг води в природі, але існує і біологічний круговорот. Кожна група організмів грає в біосфері певну роль. Рослини - посередники між Сонцем і Землею. За допомогою фотосинтезу під дією сонячного світла вони створюють первинні органічні речовини. Отже, рослини - це організми-виробники. Тварини харчуються рослинами або іншими тваринами, т. Е. Готовими органічними речовинами; це організми-споживачі. Поїдаючи органічні речовини, тварини переміщують їх по земній поверхні. Попутно вони розносять спори, насіння і тим самим сприяють розселенню рослин і грибів.
Гриби і бактерії розкладають залишки відмерлих організмів. Вони перетворюють органічні речовини в неорганічні, які знову споживаються рослинами. Таким чином, бактерії і гриби - це організми-руйнівники. При розкладанні органічних речовин виділяється тепло, т. Е. Енергія, яка була колись поглинена від Сонця рослинами. Якби зникли організми-руйнівники, була б отруєна біосфера, так як багато продуктів розпаду органічних речовин отруйні.
Таким чином, живі організми переносять речовину і енергію з одних частин біосфери в інші. Таке перенесення речовин і енергії утворює біологічний круговорот.
- Розгляньте і проаналізуйте рис. 157 на стор. 177 підручника.
Як і круговорот води, він пов'язує в єдине ціле всі частини природи. Порушення біологічного кругообігу людиною загрожує катастрофічними наслідками.
Роль живих організмів як могутньої природної сили довго недооцінювалася. Це пояснюється тим, що в порівнянні з іншими оболонками маса живої речовини здається незначною. Якщо земну кору представити у вигляді кам'яної чаші вагою 13 кг, то вся гідросфера, вміщена в цю чашу, важила б 1 кг, атмосфера відповідала б вазі мідної монети »а жива речовина - вазі поштової марки.
Однак мільярди років з покоління в покоління живі організми переробляли речовина земних оболонок. Загальна кількість перетвореного ними речовини у багато разів перевищила масу самих організмів.
- Як пов'язані всі живі організми?
Для існування живих організмів необхідні світло, тепло, волога і поживні речовини. Світло і тепло вони отримують від Сонця - головного джерела енергії для нашої планети.
Зелені рослини і деякі види бактерій можуть використовувати сонячну енергію для створення поживних речовин. Рослини служать їжею для травоїдних тварин. Хижаки поїдають травоїдних. Після смерті рослин і тварин їх останки розкладаються мікроорганізмами і грибами.
Відносини між усіма групами живих організмів утворюють харчовий ланцюг. Всі живі організми беруть участь у біологічному кругообігу, т. Е. Взаємопов'язані між собою. Вони або створюють поживні речовини, або поїдають когось, або самі виявляються з'їденими. Поки круговорот не переривається, всім живим істотам вистачає їжі і місця для житла. Порушення одного з ланок біологічного кругообігу надасть сильний вплив на всі інші ланки.
- Як живі організми змінюють нашу планету?
Зелені рослини дуже впливають на склад повітря: вони виділяють кисень. Деякі рослини виділяють не тільки кисень, але й особливі речовини, присутність яких можна відчути, вдихнувши аромат соснового бору, квітучого лугу, полинового степу.
З накопичених за багато мільйонів років останків живих організмів утворилися гірські породи, наприклад вапняк і кам'яне вугілля. Коралові острова - атоли - цілком утворені останками живих організмів - коралових поліпів.
Рослинний покрив захищає схили від розмивання. В горах ліси і чагарники затримують сіли і снігові лавини.
Зараз важко знайти на нашій планеті місце, де не відчувалося б впливу живих організмів. За мільйони років свого існування вони створили нову земну оболонку - біосферу. У межах біосфери живі організми активно взаємодіють з неживою природою, перетворюючи її.
Всі живі організми на нашій планеті взаємопов'язані. Вони абсолютно змінили обличчя нашої планети і створили біосферу - живу оболонку Землі.
Розгляньте рис. 158 на стор. 178. Чому художник зобразив термін «біосфера» у вигляді спрута?
Взаємодія живих істот один з одним і з неживими тілами формує єдиний «організм» природи.
Вчення про біосферу як особливої оболонці, населеної живими організмами і мінливих під їх впливом, розроблено геніальним російським вченим В. І. Вернадським. Саме він показав, що біосфера дуже активна оболонка. Сукупна діяльність живих організмів, в тому числі людини, формує і перетворює географічне середовище.
Життя розміщується в біосфері дуже нерівномірно. Основна частина живих організмів зосереджена на кордонах дотику повітря, води і гірських порід. Тому більш густо заселена поверхню суші і верхні шари вод морів і океанів. Це пов'язано з тим, що тут найбільш сприятливі умови: багато кисню, вологи, світла, поживних речовин. Товщина найбільш насиченого організмами шару всього кілька десятків метрів. Чим далі вгору і вниз від нього, тим розрідження і одноманітно життя. Найбільше згущення життя відзначається в грунті - особливому природному тілі біосфери.
Живі організми в різноманітних формах і проявах населяють географічну оболонку Землі до висоти 10 км в атмосфері, так як струми повітря заносять мікроорганізми високо в тропосферу. У земній корі бактерії, здатні жити без доступу кисню, виявлені до глибини 2600 м і навіть 3000 м. В океанах живі організми існують на найбільших глибинах.
Загальна маса живих організмів біосфери Землі становить не більше 0,1% маси земної кори. Але їх діяльність і роль внаслідок широкого поширення в географічній оболонці Землі виключно велика, оскільки вони виробляють в ній не менші зміни, ніж діяльність річок, вітру, льодовиків та інших екзогенних факторів. Широке ж поширення організмів обумовлено високою рухливістю багатьох з них, а головне - процесами їх розмноження, потенційні можливості яких здаються необмеженими. Матка звичайної бджоли відкладає за сезон 150 000-200 000 яєчок. Все потомство однієї рослини кульбаби через 10-12 років, якщо б могло зберегтися повністю, покрило б всю сушу. Одна рослина маку дає щорічно 30 000 насіння, тріска - кілька мільйонів ікринок. Діатомея, ділячись на частини, за 8 днів змогла б створити масу матерії, що дорівнює обсягу нашої планети, а через годину після цього могла б подвоїти цю масу. Інфузорія-туфелька могла б за 5 років створити масу протоплазми, яка була б в 104 рази більша за масу Землі. А одна бактерія за 4,5 доби в змозі дати потомство в 1036 особин, якого вистачило б для заповнення всіх океанів Землі.
Але ці потенційні можливості ніколи не здійснюються, тому що розмноження живих організмів завжди обмежена цілою низкою несприятливих умов, які властиві місці їх існування. Десятки і сотні тисяч насіння, вироблених щорічно рослиною, приречені на загибель в силу різних обставин: потрапили на кам'янисту, сильно засолену або позбавлену вологи грунт, були з'їдені птахами або іншими мешканцями луки, ліси і т. П. Тільки що вилупилися черепашки не встигли навіть дістатися до рятівної води, а майже всі ікринки жаби виявилися з'їдені. Проте, вцілілі екземпляри тварин виростають, рослини проростають і, досягнувши зрілості, дають нове потомство.
2. Яку роль в природі відіграє біологічний круговорот?
3. Рівномірно розподілені організми в біосфері?
4. Які ділянки біосфери заселені живими організмами найбільш густо?
5. Розгадати Кросворд
1. Частина географічної оболонки Землі в межах існування живих організмів і місцезнаходження слідів діяльності відмерлих.
2. Процес створення зеленими рослинами органічних речовин з неорганічних з допомогою сонячної енергії.
3. Рослинні і тваринні організми, які беруть участь в вивітрюванні гірських порід і руйнуванні органічних залишків, синтезуючи нові форми органічної речовини, в тому числі гумус, необхідний для дихання рослинам і тваринам.
4. Газ, що забезпечує процес окислення органічних залишків, горіння.
5. Зелений пігмент, що обумовлює забарвлення рослин в зелений колір.
6. Газ, який є основним матеріалом для побудови органічної речовини рослинами, що мають хлорофіл.
7. Здатність грунту забезпечувати харчування рослин.
8. Сонячне світло в широкому сенсі слова, т. Е. Випромінювання Сонця.