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.
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.
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
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
