241. Біогеохімічні цикли. Частина 1.
Матеріал
Урок №241. Біогеохімічні цикли. Частина 1.
Мета уроку: Сформувати в учнів розуміння біогеохімічних циклів Карбону, Нітрогену, Оксигену, Фосфору та Сульфуру як важливих природних процесів. Розвивати вміння пояснювати взаємозв’язки між живими організмами та їхнім середовищем, а також усвідомлювати роль людини у збереженні рівноваги цих циклів.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
- ЦСР 13. Боротьба зі зміною клімату;
- ЦСР 14. Збереження морських екосистем;
- ЦСР 15. Збереження екосистем суші.
Ключові слова: біогеохімічні цикли, фотосинтез, дихання, кислотні дощі, ерозія, випаровування, оксиди, викопне паливо, ґрунт, атмосфера, океан.
План уроку:
- Актуалізація опорних знань;
- Що таке “біогеохімічні цикли”?
- Створення схем біогеохімічних циклів;
- Презентація постерів;
- Рефлексія.
Очікувані результати для учнівства:
Дружня порада вчителю
Тримайтеся, це лише на 45 хвилин!
Очікувані результати для вчителя:
Такі самі, як в учнів!
Тривалість: до 2 хвилин
Дружня порада вчителю
Тривалість: до 2 хв.
Пригадайте з учнями:
- Що таке “атмосфера”, “літосфера”, “гідросфера”, “біосфера”?
- Хто ввів у науку поняття “біосфера”?
Пригадайте:
- Що таке “атмосфера”, “літосфера”, “гідросфера”, “біосфера”?
- Хто ввів у науку поняття “біосфера”?
Дружня порада вчителю
Тривалість: до 10 хв.
Продемонструйте учням презентацію, де коротко описано, що таке біогеохімічні приклади.
Як приклад можна навести колообіг Оксигену в природі.
Речовини, з яких складаються живі організми, постійно переробляються. Шість найпоширеніших елементів, пов’язаних з органічними молекулами — Карбон, Нітроген, Гідроген, Оксиген, Фосфор та Сульфур — приймають різноманітні хімічні форми та можуть існувати протягом тривалого часу в атмосфері, на суші, у воді або під поверхнею Землі. Оскільки геологія та хімія відіграють важливу роль у вивченні цього процесу, переробка речовин між живими організмами та їхнім середовищем називається біогеохімічним циклом.
Біогеохімічний цикл — це перетворення і переміщення хімічного елемента, що відбуваються за сумісної дії біотичних та абіотичних компонентів біосфери.
Поняття біогеохімічних циклів увів у науку В.І. Вернадський у 1910 р. Рушійними силами цих циклів є сонячна енергія і частково енергія геологічних процесів, що відбуваються на планеті.
Біогеохімічні цикли є взаємодіючою сукупністю багатьох біотичних і абіотичних перетворень, що відбуваються в атмосфері, гідросфері й літосфері за участі живої речовини (складність).
У біогеоциклах живі організми здійснюють газову, окисно-відновну, концентраційну та біохімічну функції.
Упродовж тривалого еволюційного розвитку в складі біосфери біогеоцикли стали збалансованими й набули замкненості перетворень у межах обмінного фонду. Проте на сьогодні спостерігаються порушення біогеохімічних циклів у біосфері через діяльність людини.
Нижче для прикладу представлено біогеохімічний цикл Оксигену:
Атмосфера, біосфера та літосфера утворюють три основні джерела кисню на Землі.
Виробництво вільного кисню відбувається через такі процеси:
Фотоліз – ультрафіолетове випромінювання сонця розщеплює молекули атмосферної води та оксидів Нітрогену.
Фотосинтез – рослини поглинають вуглекислий газ і воду, синтезують складні органічні речовини та, як побічний продукт, кисень.
Вивітрювання – оксигеновмісні мінерали в гірських породах поступово руйнуються.
Використання вільного кисню включає такі процеси:
Дихання – тварини поглинають кисень з атмосфери та використовують його для розщеплення вуглеводів;
Розкладання – безхребетні, включаючи гриби, бактерії та деяких комах, розкладають мертву органічну речовину рослин і тварин, що залишається.
Горіння – органічні матеріали, включаючи викопне паливо, пластмаси та деревину, згоряють у присутності кисню.
Корозія – метали (особливо залізо та сплави на основі заліза) іржавіють, коли вони протягом тривалого часу піддаються впливу вологи та кисню, внаслідок поєднання кисню з металом утворюються оксиди.
Дружня порада вчителю
Тривалість: до 15хв.
Допомагайте учням, консультуйте їх!
Поділіться на групи (4-5 учнів). Кожній групі надається хімічний елемент:
Карбон, Нітроген, Фосфор і Сульфур.
Задача кожної групи:
- Використовуючи різні джерела інформації, дослідіть біогеохімічний цикл вашого елемента і створіть відповідний постер-схему або плакат-схему з ключовою інформацією на цю тему.
- Після створення плакат-схеми розкажіть іншим учням про біогеохімічний цикл вашого елемента.
- Учні-слухачі роблять нотатки під час доповіді презентаторів та в кінці ставлять їм запитання.
Поради для групи № 1, “Карбон”:
- Схема колообігу Карбону має включати: сонце, фотосинтез, тварини, рослини, атмосфера, ґрунт, мертва органіка, людська діяльність, згоряння палива, океани, стрілки з напрямом обміну Карбоном;
- Зобразіть рівновагу між поглинанням і викидом CO2;
- Використовуйте зелений та червоний кольори для напрямку руху Карбону (виділення, поглинання).
- Зробіть акцент на людській діяльності: згоряння викопного палива, виготовлення, переробка та розкладання пластику;
Поради для групи № 2, “Нітроген”:
- Схема колообігу Нітрогену має включати: атмосферний азот, нітрогенфіксуючі бактерії, рослини, тварини, ґрунт, органічні рештки, людська діяльність, згоряння палива;
- Зробіть чітко кольорову диференціацію сполук та йонів Нітрогену. Наприклад: N2 — синій, NO — сірий, NO2 — бурий, NH4⁺ — зелений, NO3⁻ — жовтий;
- Зробіть акцент на використання людиною нітрогеновмісних добрив;
- У схемі обов’язково вказуйте формули речовин, щоб глядачі краще розуміли, що на що перетворюється.
Поради для групи № 3, “Фосфор”:
- Схема колообігу Фосфору має включати: фосфати в ґрунті, тварини, рослини, атмосфера, ґрунт, мертва органіка, вивітрювання гірських порід, морські осади;
- Зробіть акцент на тому, що колообіг Фосфору не містить газової фази (не циркулює через атмосферу). Також зазначте повільність такого циклу (усі процеси в такому циклі відбуваються дуже довго);
- Зробіть акцент на діяльності людини: використання мінеральних добрив, забруднення водойм фосфатами, ерозія ґрунтів;
- Використовуйте землисту гаму кольорів (зелений, синій та коричневий) для створення напрямків процесів.
Поради для групи № 1, “Карбон”:
- Схема колообігу Сульфуру має включати: атмосферний SO2 (вулканічна активність, промисловість), кислотні дощі, ґрунт, тварини, рослини, бактерії, що виробляють сірководень, процеси переходів “сульфід — сульфіт — сульфат”;
- Покажіть різні форми Сульфуру (в атмосфері, мінералах, у складі вугілля та нафти);
- Покажіть схему утворення кислотних дощів;
- Розкажіть, яку роль відіграє людина в порушенні або підтримці цього циклу;
Поради до презентації зі схемою колообігу елементу:
- Назвіть елемент, який ви досліджували;
- Коротко скажіть, чому цей елемент важливий для життя (наприклад: “Карбон — основа всього живого”, “Фосфор — ключ до енергії клітини”);
- Оберіть відправну точку (наприклад, атмосферу, ґрунт, океан). Далі послідовно показуйте, як елемент проходить різні етапи в колообігу;
- Показуйте пальцем або лінійкою, куди рухається речовина або іон;
- Називайте процеси, що відбуваються у схемі: фотосинтез, дихання, розкладання, нітрифікація;
- Уникайте прямого читання з плакату — краще коротко запам’ятати ключові етапи схеми.
Дружня порада вчителю
Тривалість: до 15 хв.
Діяльність учителя:
- Використовуйте таймер для фіксації часу (3-4 хвилини надається групі на презентацію, ще 1-2 хвилини на запитання від слухачів).
- Залучайте учнів до активного обговорення проєктів;
Оцінка робіт:
Під час презентацій проєктів робіть короткі нотатки про кожну групу, використовуйте чек-лист:
- Цікава та змістовна подача матеріалу.
- Чітка структура презентації;
- Дотримання часу;
Регламент для кожної групи: 3-4 хвилини на виступ, 1-2 хвилини на обговорення презентації.
Порядок виступів: Визначте порядок виступу груп – випадковим чином, жеребкуванням або по домовленості та готовності.
Дружня порада вчителю
Тривалість: до 3 хв.
Проведіть з учнями рефлексію типу “Світлофор”.
Запитайте:
🔴 Що залишилось для вас незрозумілим?
🟡 Що було новим, але зрозумілим?
🟢 Що ви вже вмієте робити і готові пояснювати іншим?
Дайте відповіді на запитання:
🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
🟡 Що було новим, але зрозумілим?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
🟢 Що я вже вмію і готовий/готова пояснити іншим?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Відео
Відео
Відео
Відео
Урок №241. Біогеохімічні цикли.
Мета уроку: Сформувати в учнів розуміння біогеохімічних циклів Карбону, Нітрогену, Оксигену, Фосфору та Сульфуру як важливих природних процесів. Розвивати вміння пояснювати взаємозв’язки між живими організмами та їхнім середовищем, а також усвідомлювати роль людини у збереженні рівноваги цих циклів.
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
- ЦСР 13. Боротьба зі зміною клімату;
- ЦСР 14. Збереження морських екосистем;
- ЦСР 15. Збереження екосистем суші.
Ключові слова: біогеохімічні цикли, фотосинтез, дихання, кислотні дощі, ерозія, випаровування, оксиди, викопне паливо, ґрунт, атмосфера, океан.
План уроку:
- Актуалізація опорних знань;
- Що таке “біогеохімічні цикли”?
- Створення схем біогеохімічних циклів;
- Презентація постерів;
- Рефлексія.
Очікувані результати для учнівства:
Пригадайте:
- Що таке “атмосфера”, “літосфера”, “гідросфера”, “біосфера”?
- Хто ввів у науку поняття “біосфера”?
Речовини, з яких складаються живі організми, постійно переробляються. Шість найпоширеніших елементів, пов’язаних з органічними молекулами — Карбон, Нітроген, Гідроген, Оксиген, Фосфор та Сульфур — приймають різноманітні хімічні форми та можуть існувати протягом тривалого часу в атмосфері, на суші, у воді або під поверхнею Землі. Оскільки геологія та хімія відіграють важливу роль у вивченні цього процесу, переробка речовин між живими організмами та їхнім середовищем називається біогеохімічним циклом.
Біогеохімічний цикл — це перетворення і переміщення хімічного елемента, що відбуваються за сумісної дії біотичних та абіотичних компонентів біосфери.
Поняття біогеохімічних циклів увів у науку В.І. Вернадський у 1910 р. Рушійними силами цих циклів є сонячна енергія і частково енергія геологічних процесів, що відбуваються на планеті.
Біогеохімічні цикли є взаємодіючою сукупністю багатьох біотичних і абіотичних перетворень, що відбуваються в атмосфері, гідросфері й літосфері за участі живої речовини (складність).
У біогеоциклах живі організми здійснюють газову, окисно-відновну, концентраційну та біохімічну функції.
Упродовж тривалого еволюційного розвитку в складі біосфери біогеоцикли стали збалансованими й набули замкненості перетворень у межах обмінного фонду. Проте на сьогодні спостерігаються порушення біогеохімічних циклів у біосфері через діяльність людини.
Нижче для прикладу представлено біогеохімічний цикл Оксигену:
Атмосфера, біосфера та літосфера утворюють три основні джерела кисню на Землі.
Виробництво вільного кисню відбувається через такі процеси:
Фотоліз – ультрафіолетове випромінювання сонця розщеплює молекули атмосферної води та оксидів Нітрогену.
Фотосинтез – рослини поглинають вуглекислий газ і воду, синтезують складні органічні речовини та, як побічний продукт, кисень.
Вивітрювання – оксигеновмісні мінерали в гірських породах поступово руйнуються.
Використання вільного кисню включає такі процеси:
Дихання – тварини поглинають кисень з атмосфери та використовують його для розщеплення вуглеводів;
Розкладання – безхребетні, включаючи гриби, бактерії та деяких комах, розкладають мертву органічну речовину рослин і тварин, що залишається.
Горіння – органічні матеріали, включаючи викопне паливо, пластмаси та деревину, згоряють у присутності кисню.
Корозія – метали (особливо залізо та сплави на основі заліза) іржавіють, коли вони протягом тривалого часу піддаються впливу вологи та кисню, внаслідок поєднання кисню з металом утворюються оксиди.
Поділіться на групи (4-5 учнів). Кожній групі надається хімічний елемент:
Карбон, Нітроген, Фосфор і Сульфур.
Задача кожної групи:
- Використовуючи різні джерела інформації, дослідіть біогеохімічний цикл вашого елемента і створіть відповідний постер-схему або плакат-схему з ключовою інформацією на цю тему.
- Після створення плакат-схеми розкажіть іншим учням про біогеохімічний цикл вашого елемента.
- Учні-слухачі роблять нотатки під час доповіді презентаторів та в кінці ставлять їм запитання.
Поради для групи № 1, “Карбон”:
- Схема колообігу Карбону має включати: сонце, фотосинтез, тварини, рослини, атмосфера, ґрунт, мертва органіка, людська діяльність, згоряння палива, океани, стрілки з напрямом обміну Карбоном;
- Зобразіть рівновагу між поглинанням і викидом CO2;
- Використовуйте зелений та червоний кольори для напрямку руху Карбону (виділення, поглинання).
- Зробіть акцент на людській діяльності: згоряння викопного палива, виготовлення, переробка та розкладання пластику;
Поради для групи № 2, “Нітроген”:
- Схема колообігу Нітрогену має включати: атмосферний азот, нітрогенфіксуючі бактерії, рослини, тварини, ґрунт, органічні рештки, людська діяльність, згоряння палива;
- Зробіть чітко кольорову диференціацію сполук та йонів Нітрогену. Наприклад: N2 — синій, NO — сірий, NO2 — бурий, NH4⁺ — зелений, NO3⁻ — жовтий;
- Зробіть акцент на використання людиною нітрогеновмісних добрив;
- У схемі обов’язково вказуйте формули речовин, щоб глядачі краще розуміли, що на що перетворюється.
Поради для групи № 3, “Фосфор”:
- Схема колообігу Фосфору має включати: фосфати в ґрунті, тварини, рослини, атмосфера, ґрунт, мертва органіка, вивітрювання гірських порід, морські осади;
- Зробіть акцент на тому, що колообіг Фосфору не містить газової фази (не циркулює через атмосферу). Також зазначте повільність такого циклу (усі процеси в такому циклі відбуваються дуже довго);
- Зробіть акцент на діяльності людини: використання мінеральних добрив, забруднення водойм фосфатами, ерозія ґрунтів;
- Використовуйте землисту гаму кольорів (зелений, синій та коричневий) для створення напрямків процесів.
Поради для групи № 1, “Карбон”:
- Схема колообігу Сульфуру має включати: атмосферний SO2 (вулканічна активність, промисловість), кислотні дощі, ґрунт, тварини, рослини, бактерії, що виробляють сірководень, процеси переходів “сульфід — сульфіт — сульфат”;
- Покажіть різні форми Сульфуру (в атмосфері, мінералах, у складі вугілля та нафти);
- Покажіть схему утворення кислотних дощів;
- Розкажіть, яку роль відіграє людина в порушенні або підтримці цього циклу;
Поради до презентації зі схемою колообігу елементу:
- Назвіть елемент, який ви досліджували;
- Коротко скажіть, чому цей елемент важливий для життя (наприклад: “Карбон — основа всього живого”, “Фосфор — ключ до енергії клітини”);
- Оберіть відправну точку (наприклад, атмосферу, ґрунт, океан). Далі послідовно показуйте, як елемент проходить різні етапи в колообігу;
- Показуйте пальцем або лінійкою, куди рухається речовина або іон;
- Називайте процеси, що відбуваються у схемі: фотосинтез, дихання, розкладання, нітрифікація;
- Уникайте прямого читання з плакату — краще коротко запам’ятати ключові етапи схеми.
Регламент для кожної групи: 3-4 хвилини на виступ, 1-2 хвилини на обговорення презентації.
Порядок виступів: Визначте порядок виступу груп – випадковим чином, жеребкуванням або по домовленості та готовності.
Дайте відповіді на запитання:
🔴 Що залишилось незрозумілим для мене?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
🟡 Що було новим, але зрозумілим?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
🟢 Що я вже вмію і готовий/готова пояснити іншим?
| ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ |
Відео
Відео
Відео
Відео
Ділись та обговорюй важливе