Презентация по биологии на тему " круговорот углерда в природе" спо. Круговорот углерода в природе и последствия его нарушения Презентация по биологии углерод круговорот в природе
Самый интенсивный биогеохимический цикл - круговорот углерода Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Углерод участвует в образовании углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Углерод участвует в образовании углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки Земли, где существует жизнь) в другую. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки Земли, где существует жизнь) в другую. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.
Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в Мировом океане в Мировом океане диоксида углерода, диоксида углерода, то есть углекислого газа (CO2), углекислого газа (CO2), а также в составе а также в составе отложений карбоната -известняках -известняках Схема круговорота углерода
Круговорот молекул углекислого газа, находящихся в атмосфере. Круговорот молекул углекислого газа, находящихся в атмосфере.. Растения поглощают эти молекулы, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений. Далее возможно несколько вариантов:. Растения поглощают эти молекулы, затем в процессе фотосинтеза атом углерода превращается в разнообразные органические соединения и таким образом включается в структуру растений. Далее возможно несколько вариантов: Углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. Тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам (организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений), таким как грибы и термиты. В конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве CO2; Углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. Тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам (организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений), таким как грибы и термиты. В конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве CO2; Растения могут быть съедены травоядными животными. В этом случае углерод либо вернется в атмосферу (в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти), либо травоядные животные будут съедены плотоядными (и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями); Растения могут быть съедены травоядными животными. В этом случае углерод либо вернется в атмосферу (в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти), либо травоядные животные будут съедены плотоядными (и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями); растения могут погибнуть и оказаться под землей. Тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо – например, в уголь. растения могут погибнуть и оказаться под землей. Тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо – например, в уголь.
Круговорот углекислого газа, растворённого в Мировом океане углекислый газ может просто вернуться в атмосферу (этот вид взаимного газообмена между Мировым океаном и атмосферой происходит постоянно); углекислый газ может просто вернуться в атмосферу (этот вид взаимного газообмена между Мировым океаном и атмосферой происходит постоянно); углерод может войти в ткани морских растений или животных. Тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и в конце концов превратится в известняк или из отложений вновь перейдет в морскую воду. углерод может войти в ткани морских растений или животных. Тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и в конце концов превратится в известняк или из отложений вновь перейдет в морскую воду.
Между углекислым газом атмосферы и водой океана существует подвижное равновесие: Если углерод вошел в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из атмосферы. На протяжении существования Земли изъятый таким образом углерод замещался углекислым газом, попадавшим в атмосферу при вулканических извержениях и других геотермальных процессах. В современных условиях к этим В современных условиях к этим природным факторам добавляются природным факторам добавляются также выбросы при сжигании человеком ископаемого топлива. В связи с влиянием CO2 на парниковый эффект исследование круговорота исследование круговорота углерода стало важной задачей для ученых, занимающихся для ученых, занимающихся изучением атмосферы. изучением атмосферы.
Заключение Заключение Круговорот углерода в биосфере- Круговорот углерода в биосфере- пример чётко отлаженного в ходе эволюции механизма функционирования двух фундаментальных процессов в живых организмах- пример чётко отлаженного в ходе эволюции механизма функционирования двух фундаментальных процессов в живых организмах- фотосинтеза и клеточного дыхания
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.
В ходе химических и физических процессов в земной биосфере постоянно проходит круговорот углерода (С). Этот элемент является важнейшим компонентов всех живых организмов. Атомы углерода постоянно циркулируют в различных сферах нашей планеты. Так, цикл карбона отображает динамику жизни на Земле в целом.
Как осуществляется круговорот карбона
Большая часть углерода входит в состав атмосферы, а именно в виде углекислого газа. В водной среде также имеется диоксид углерода. Вместе с тем, как происходит и воздуха в природе, совершается оборот С в окружающей среде. Что касается углекислого газа, то из атмосферы он поглощается растениями. Далее происходит фотосинтез, после которого образуются различные вещества, в состав которых входит карбон. Общее количество углерода разделяется на части:
- некоторое количество остается в составе молекул растений, присутствуя в них до момента отмирания дерева, цветка или травы;
- вместе с флорой карбон попадает в организм животных, когда те питаются растительностью, и в процессе дыхания они выдыхают СО2;
- когда плотоядные животные съедают травоядных, то С попадает в организм хищников, выделяясь потом через органы дыхания;
- часть углерода, оставшись в растениях, попадает в грунт, когда они отмирают, и в результате карбон соединяется с атомами иных элементов, и вместе они принимают участие в образовании топливных полезных ископаемых, таких как уголь.
Схема круговорота углерода
Когда углекислый газ попадает в водную среду, испаряется и поступает в атмосферу, принимая участие в круговороте воды в природе. Часть карбона поглощается морской флорой и фауной, а когда они отмирают, то и углерод скапливается на дне акватории вместе с останками растений и животных. Значительная часть С растворяется в воде. Если карбон входит в состав пород, топливных либо осадочных, то эта часть теряется из атмосферы.
Стоит отметить, что углерод поступает в воздух благодаря извержениям вулканов, при выдыхании углекислого газа живыми существами и выбросам различных веществ при сжигании топлива. В связи с этим сейчас ученые установили, что в воздухе накапливается избыточное количество СО2, что приводит к парниковому эффекту. В данный момент, переизбыток этого соединения значительно загрязняет воздушную среду, негативно влияет на экологию всей планеты.
Познавательное видео о круговороте углерода
Таким образом, углерод – это важнейший элемент в природе, участвует во многих процессах. От его количества в той или иной оболочке Земли зависит ее состояние. Чрезмерное количеств карбона может привести к загрязнению окружающей среды.
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.
«…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
Углекислый газ
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».
