Биосфера и ее границы

Учащиеся должны знать определение биосферы, границы и факторы, ее определяющие, усвоить понятие живого вещества и его основных свойств. Изучение проблемы строится с опорой на знания учащимися из курса географии биосферы, свойств организмов из предшествующих биологических дисциплин.

На уроке целесообразно использовать методы беседы, рассказ, работы с таблицей, диаграммой. Учитель просит учащихся вспомнить о времени возникновения жизни на Земле, о заселении живыми организмами водных бассейнов, почвы, суши, воздушной среды. На этой основе он вводит определение биосферы как образовавшейся в процессе длительной эволюции особой оболочки Земли, населенной живыми организмами. По заданию учителя школьники воспроизводят определение биогеоценоза, называют его структурные компоненты, пищевые связи, круговорот веществ и делают вывод о целостности и устойчивости данной экосистемы. Учитель предлагает сравнить биогеоценоз с биосферой. Школьники находят те же самые структурные компоненты: продуценты – растительный мир, консументы – животный мир и разнообразная группа организмов разрушителей. Они делают вывод, что биосфера представляет собой гигантский биогеоценоз, который существует благодаря тесной взаимосвязи всех его структурных компонентов, представляет собой целостную и устойчивую систему, прошедшую длительный путь исторического развития.

В процессе беседы учащиеся определяют границы биосферы, показывают их на таблице, обнаруживают, что биосфера представляет собой тонкую пленку, всего 20–40 км (учитель предлагает сопоставить ее с диаметром Земли – 14 тыс. км). Возникает необходимость выяснить, почему пленка жизни столь тонка, почему организмы не проникли более высоко в атмосферу, более глубоко в литосферу, а основная масса их сосредоточена у поверхности Земли. Знание школьниками значения экологических факторов я жизни организмов, ограничивающего фактора позволяет дать правильный ответ, что жизнь существует там, где есть благоприятное сочетание разных экологических факторов: света, тепла, влаги, химического состава воздуха и др. Ограничивающий фактор: минимум света, тепла, влаги, кислорода, пищи, а также чрезмерно высокая температура, большая радиация, высокая доза ультрафиолетового облучения, т. е. максимальное выражение экологического фактора, – препятствует распространению жизни и ограничивает ее пределы.

Учитель просит школьников определить ограничивающие факторы, обусловливающие пределы жизни на разных участках суши (пустыня, Арктика, Антарктида). Учащиеся называют недостаток влаги в пустыне, низкие температуры в Арктике и Антарктиде. Затем учитель предлагает определить факторы, ограничивающие пределы жизни в атмосфере. Школьники называют недостаток влаги, низкие температуры, ультрафиолетовое излучение Солнца, высокую интенсивность космической радиации. Они делают вывод о значении абиотических факторов в определении границ биосферы.

Для закрепления знаний биосферы и ее границ учащиеся выполняют задание: определить факторы, ограничивающие проникновение жизни в глубь литосферы, ее бедность на больших глубинах в океане. Желательно, чтобы учащиеся выполнили задание самостоятельно, без обращения к учебнику. Итоги работы школьники записывают в тетрадь, при этом используют знания химической организации клетки для объяснения пределов жизни. В итоге обсуждения работы учащихся следует добиться, чтобы они указали на высокое давление и температуру в недрах Земли, при которых белки свертываются, перестают функционировать, т. е. жизнь прекращается. Кроме того, отсутствие света в глубинах Земли исключает возможность жизни там растений, важнейшего структурного компонента экосистемы, а следовательно, и других компонентов.

После выяснения границ биосферы учитель вводит определение живого вещества по В. И. Вернадскому как совокупность всех живых организмов на Земле, которую также называют биомассой. Учащиеся в процессе беседы убеждаются в том, что живое вещество распределено на Земле неравномерно, что важную роль в этом процессе играет важнейшее свойство организмов – размножение. Восстановление знаний учащимися скорости размножения различных организмов позволяет им сделать вывод, что особенно большую роль в биомассе играют микроорганизмы, которые составляют половину ее благодаря огромной скорости размножения этих существ.

Завершается урок выяснением небольших величин биомассы планеты, составляющей всего 0,001% от массы земного шара. В то же время учитель сообщает, что за всю историю жизни (3– 5 млрд. лет) общая масса всех существовавших живых организмов превышает массу земного шара. Эти сведения подготавливают учащихся к восприятию материала о роли живого вещества в биосфере на последующих уроках.


Учителю биологии на заметку:

Биомасса планеты и воздействие на нее человека
Функции живого вещества
Микроорганизмы почвы и антропогенный фактор
Влияние деятельности человека на природу
Круговорот веществ и его значение для биосферы
Цепи питания в круговороте веществ
Эволюция биосферы. Ноосфера
Негативная деятельность человека в биосфере
Вымирание растительности по вине человека
Вопрос о повышении плодородия почвы
Цели, содержание и структура курса
Методика обучения общей биологии