Разнообразие организмов на Земле - БИОСФЕРА - СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ. ЗЕМНЫЕ ОБОЛОЧКИ

Цели: сформировать представление о факторах распространения организмов на Земле; ввести понятия «биосфера», «широтная зональность», «высотная зональность».

Оборудование: демонстрационные таблицы «Биосфера», «Высотная поясность», карта «Природные зоны мира».

Ход урока

ВАРИАНТ 1

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

Сегодня на уроке мы будем изучать четвертую оболочку Земли — биосферу (био — жизнь).

Если взвесить все живое вещество на планете, оно составит около 2 трлн. т. Это огромная величина, но она ничтожно мала в сравнении с массой земной коры — одна стотысячная доля и даже меньше. Однако если масса земной коры остается, в общем, постоянной, то живое вещество обладает уникальным, только ему присущим свойством самовоспроизведения. Живые клетки размножаются, воспроизводят сами себя. У некоторых организмов способность размножаться исключительно велика. Если бы не было никаких препятствий, крохотная водоросль диатолия за восемь дней образовала бы биомассу, равную массе Земли. Всего за восемь дней! Так велика сила жизни в ее стремлении захватить максимальное пространство.

Каждый год живое вещество биосферы воспроизводит около 250 млрд. т биологической продукции. За 3 млрд. лет своего существования общая биомасса живого вещества должна была бы в сотни раз превысить массу земной коры. Однако сила биосферы не в ее массе, а в огромном разнообразии.

— Заполните, используя материал учебника на с. 142, схему в тетради.

— Определите границы биосферы. (От озонового слоя до глубины 3 км в земной коре.)

Учение о биосфере создал русский ученый В. И. Вернадский (1863—1945), русский естествоиспытатель, минералог, основоположник современной геохимии и биогеохимии. Он был организатором многих научных учреждений.

(Заранее подготовленный учащийся делает сообщение о В. И. Вернадском.)

Владимир Иванович Вернадский

В. И. Вернадский родился в Петербурге в семье профессора экономики и истории Петербургского университета. В детстве он увлекался прежде всего историей.

В 1881 г. Владимир поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета, где слушал лекции В. М. Бехтерева, В. В. Докучаева, И.М. Сеченова.

В университете на него произвели большое впечатление лекции А. Н. Бекетова по ботанике. Но поистине ошеломляющими оказались лекции Д. И. Менделеева. Его личность и идеи оказали заметное влияние на формирование научного мировоззрения Владимира Ивановича.

Уже тогда в воображении Вернадского минералогия из традиционной описательной дисциплины переходит в динамичную форму геохимии — науку о геологической истории, круговоротах химических элементов на Земле. Основоположником этой обширной научной дисциплины и стал В. И. Вернадский.

В 1885 г. он закончил университет. Через пять лет стал заведовать кафедрой минералогии и кристаллографии в Московском университете. Здесь в 1906 г. он избран академиком. В 1911 г. его деятельность в стенах Московского университета прервалась, он переезжает в Петербург и становится директором Геологического и минералогического музея Академии наук.

Ученый стал рассматривать земной шар как замкнутую биологическую систему. Он впервые сформулировал понятие биосферы, рассматривая все обитающие на Земле живые существа как единый организм.

Он ввел в науку такие понятия, как биосфера и ноосфера. Его работы дали возможность поставить проблему взаимодействия человека и природы, следом за этим возникла наука экология.

В честь Вернадского Академия наук учредила специальную премию и золотую медаль, которые присуждаются за лучшие работы по геохимии и минералогии.

— Что необходимо для жизни животных и растений? (Свет, тепло, влага.)

— Вы назвали условия, необходимые для жизни. Везде ли на Земле эти условия одинаковые? (Нет.)

— Какие области на Земле имеют более благоприятные условия? (Ближе к экватору.)

На Земле наблюдается изменение природных условий с широтой. В направлении от полюсов к экватору последовательно располагаются разные природные зоны.

— Откройте учебники на с. 144, перечислите природные зоны по порядку от полюсов к экватору.

— Почему происходит смена природных зон, какое условие изменяется? (Тепло.)

— Где еще на Земле происходит последовательное изменение температуры? (В горах.)

— Прочтите в учебнике, как называется явление изменения природных зон в горах. (Высотная поясность.)

— Впервые о высотной поясности заговорил Александр Гумбольдт.

(Заранее подготовленный учащийся делает сообщение об А. Гумбольдте.)

Александр Гумбольдт

С детства Александр фон Гумбольдт пристрастился к изучению заморских растений, их было много в парке, окружавшем замок, где жила его семья. Еще в юности он начал путешествовать.

В 1799 г. ему удалось получить разрешение посетить испанские владения в Южной Америке. С этого путешествия начинается его деятельность как исследователя природы. Он изучал природные зоны Южной Америки, реки Ориноко, Рио-Негру, Амазонку, вулканы Мексики. Он поднимался в горы Анды, наблюдал, как с высотой меняется растительность.

Путешествие продолжалось пять лет. Обработанные записи, рисунки, описание самого путешествия заняли 300 томов, они печатались на протяжении 25 лет.

Вторым путешествием Гумбольдта была поездка в Россию. Его интересовали полезные ископаемые российских недр.

Он стал одним из основоположников современной географии. Гумбольдт разделил морской и континентальный климат; исследовал морские течения. Он считал необходимым изучать взаимосвязи природных явлений.

III. Закрепление нового материала

1. Нижняя граница биосферы располагается:

а) на дне Мирового океана;

б) на глубине 3 км в земной коре;

в) на границе мантии и земной коры.

2. Какие организмы появились раньше?

а) бактерии;

б) растения;

в) животные;

г) грибы.

3. Назовите самую обитаемую часть биосферы:

а) атмосфера;

б) гидросфера;

в) поверхность литосферы.

4. Какой фактор повлиял на уменьшение числа видов растений и животных в пустынях?

5. Дополните предложение.

Главной причиной высотной поясности является...

Домашнее задание

§ 46, задание 4 к параграфу.

ВАРИАНТ 2 (МОДУЛЬНЫЙ УРОК)

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

Сегодня на уроке мы изучим еще одну оболочку Земли — биосферу. В работе вам поможет учебник (§ 46).

Шаг 1

Узнаем, что такое биосфера.

Биосфера (сфера жизни) — своеобразная оболочка земного шара, в которой обитают живые организмы. Так, в 1875 г. австрийский геолог Э. Зюсс назвал биосферой ту часть земного пространства, в которой существует жизнь.

Шаг 2

Узнаем границы биосферы.

Учение о биосфере создал русский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863—1945). По теории академика Вернадского, верхняя граница определяется озоновым слоем, расположенным в атмосфере на высоте 20 км от поверхности Земли.

— На какой глубине проходит нижняя граница биосферы?

Шаг 3

Одновременно с человеком на Земле живет несколько миллионов видов живых организмов. Попробуйте их классифицировать. Разделите биосферу на три качественные группы.

Шаг 4

Узнаем, какие условия влияют на распространение организмов на Земле.

— Заполните таблицу.

Неравномерность распространения живых организмов на Земле

Услови. существования	Богатств. органического мира	Бедност.
		органического мира

Шаг 5

— Прочитайте текст учебника на с. 143 «Широтная зональность», сформулируйте определение этого явления, пользуясь формулой: определение = ключевое слово + существенные признаки.

Шаг 6

В горах происходит уменьшение температуры, как и при движении от экватора к полюсам. Смена растительных зон в горах называется высотной поясностью. Открыл ее и описал немецкий географ Александр Гумбольдт во время своего путешествия в Южную Америку.

— Представьте, что совершается восхождение в горы, которые находятся в тропиках. Подпишите изменение растительных зон.

Шаг 7

Проверим усвоение новой темы «Биосфера».

(См. этап III варианта 1 урока.)

Домашнее задание

§ 46, задача 4.

По желанию: подготовить рассказ об особенностях одной из природных зон (внешний облик, климатические условия, растительный и животный мир и др.).

Дополнительный материал

Тайга

«...Между стволами стоят вечные сумерки, и само солнце, просвечивающее сквозь ветки, кажется бледно-зеленым. Зелены и поросшие мхом стволы, седые лишайники покрывают толстым слоем все пни и колоды, через которые приходится перебираться чуть ли не ползком.

Лес будто трехэтажный. Вверху закрывают солнце своими ветвями ели-старики. Этажом ниже толпятся нарядные и пушистые, мягкие молоденькие елочки. Они и от солнца, и от ветра защищены ветвями старых елей. Еще ниже — кустарник.

А на самой земле растут мхи и хвощи. Между ними видны островки темно-зеленых кустарников черники. Попадается ярко-красная ягода — брусника.

Поймы рек густо заросли черной и красной смородиной. Есть и малина».

A. K. Гарф и В. В. Покшишевский. Север.

Молодая гвардия, 1948. С. 11 — 12

«Тайга и похожа и непохожа на обыкновенный лес. Когда впервые попадаешь в тайгу, то кажется, что какой-то великан собрал со всех окрестностей рощи, леса, сосновые боры, заросли кустарников и сдвинул их в одно место. Сделал он это неаккуратно, грубо, нимало не беспокоясь, что деревьям стало тесно, что некоторые из них вырваны с корнем, а другие переплелись самым причудливым образом, что земля покрылась обломанными ветками, сучками, осыпавшейся листвой и хвоей».

Г. Кублицкий. Енисей, река сибирская. Детгиз, 1949. С. 114

Степь

«Ровная, словно скатерть, расстилается необъятная равнина, и там, где на ней сохранились участки степной целины, она кажется в начале лета серебряной от цветущего ковыля и волнуется, словно море. Ковыльная степь не изобилует таким множеством красок. Лишь в более северной ее части в густой фон дерновин ковыля вплетается ярко цветущее разнотравье; к югу ковыль с перистыми и волосовидными остями окрашивает эту степь сначала в седые, а потом в золотисто-желтые тона.

Яркой и красочной становится южная степь лишь весной, которая здесь так кратковременна: какие-нибудь две-три недели отделяют снежный покров от жарких солнечных дней наступающего засушливого лета. В это время, вызванные к жизни обильной весенней влагой и теплом, появляются в степи различные красиво цветущие луковичные растения: тюльпаны, крокусы и другие, которые ярко пестреют на еще блеклом фоне отмершей прошлогодней травы, еще только начинающей кое-где зеленеть первыми, пробивающими почву ростками. Пройдет немного времени, и весенний степной ковер исчезнет с такой же быстротой, с какой он развился, и лишь подземные части весенних растений будут покоиться в земле в течение долгих месяцев, перенося летнюю засуху и зимнюю стужу».

А. В. Кожевников. По тундрам, лесам, степям и пустыням.

М.: Географгиз, 1955. С. 139

Пустыня Каракумы

«Трудно себе представить более чарующую картину, чем наша пустыня весной. Она цветет и благоухает. Темные и светлые деревья саксаула, этого замечательного богатства песков, сменяются зарослями стройной песчаной акации. Поверхность песков устлана ковром ярко-зеленого злака. На буграх зеленеет подобный ковылю селин. Сильный аромат цветущей пустыни, яркие краски зелени, бодрящий воздух ранней весны — все это лишь кратковременная сказка. Уже с конца апреля начинается умирание едва распустившейся природы. Май сжигает все окончательно. Песок накаляется до 80 °С. Температура воздуха превышает 45 °С. Ночи не дают охлаждения. Пыльные смерчи поднимают белые облака солей из шоров или красные глинистые частицы такыров. Цветущие поля превращаются в пустыню на много месяцев до новой весны».

А. Ферсман. Мои путешествия. Молодая гвардия, 1949. С. 31.

Джейран

Это быстрое и выносливое животное, приспособленное к жизни в безводных пустынях. Окраска его соответствует окружающим пескам, что помогает джейрану скрываться среди песчаных гряд и оставаться незаметным даже на близком расстоянии.

На своих тонких и сильных ногах джейран с большой скоростью проходит через бесплодные и выжженные солнцем пространства. Пробежать в день 50—70 км для него не составляет большого труда.

Ленивец

В кронах тропических деревьев обитает одно из самых интересных млекопитающих — ленивец. На первый взгляд он напоминает маленького медведя, но голова у него круглая, морда короткая, а конечности очень длинные. Туловище покрыто длинной грубой шерстью из ломких волос. Цвет шерсти у ленивца — от коричневого до беловато-серого, но иногда имеет зеленоватый оттенок из-за сине-зеленых микроскопических водорослей, поселяющихся в волосах и хорошо развивающихся в условиях влажного климата.

На земле он совсем беспомощен и редко спускается на нее. Лучше всего это животное чувствует себя в подвешенном положении спиной вниз.

Даже в те часы, когда ленивец двигается, он проделывает это так медленно, что со стороны кажется, будто смотришь кадры замедленной съемки.

В неволе ленивца держать трудно, потому что у него очень избирательный вегетарианский режим питания.

Сейба

В Африке сейба превосходит по высоте все остальные деревья. Внешнему виду этого растения меньше всего присуще единообразие. Так, некоторые экземпляры щеголяют колючими стволами, а другие — гладкими. Некоторые ветки лишены листьев, другие покрыты старыми листьями, а третьи — молодой листвой, и все это на одном дереве. Плоды разнятся формой и размером, а пух может быть белым и окрашенным. Некоторые плоды, созревая, лопаются и выбрасывают семена на землю, другие же — нет.

В высоту сейба достигает 45 м, ее ствол в обхвате может иметь 12 м и снабжен придаточными корнями.

Цветки невзрачные — маленькие, грязновато-белые. Цветет дерево через год. Плод — коробочка, наполненная шелковистой ватой, в которую вкраплены семена.

Капок используется как материал для спасательных поясов, из коробочек получают трут, используемый вместо спичек и при изготовлении фейерверков.

Баобаб

Баобаб - гигантское дерево. Ствол в диаметре может достичь 9 м. Площадь сечения такого ствола составляет более 60 кв. м. А вот высота таких деревьев невелика. Если обычно у деревьев стройный ствол венчает пышная крона, то у баобаба все наоборот: толстый бутылкообразный ствол и маленькая крона. В Африке даже бытует легенда о капризном баобабе, который был недоволен сыростью. Тогда Творец рассердился, вырвал его с корнем и посадил вверх корнями, а кроной вниз. И с тех пор растет баобаб вверх корнями в сухих местах.

В толстом стволе баобаба хранится влага. Древесина у него непрочная, губчатая, пропитана водой. Стволы — бутылки с большим запасом влаги — являются хорошим приспособлением для обитания в жарких и безводных пустынях.

Процесс отмирания ствола у баобаба отличается от аналогичного процесса у других деревьев. Ствол не гниет, а рассыпается, постепенно оседает, не остается даже пенька. Баобаб — листопадное дерево и теряет листву в сухой сезон.

Баобаб дает человеку очень многое. Из его коры выделывают грубое, но прочное волокно, листья едят. Полые стволы — это прекрасный материал для летних дач.

Жираф

Один из популярных зверей на Земле. Прежде всего удивляет длинная шея, на которой покоится относительно небольшая голова. Это самое высокое животное на Земле: высота самца (от копыт до лба) может достигать 4,8-5,8 м, а самки несколько ниже - 2,7-3,3 м. Однако длиннющая шея жирафа насчитывает всего семь позвонков (столько же, сколько у человека), только позвонки эти очень большие — 23—25 см каждый.

Удивительна окраска — от беловато-желтой до бурой или даже почти черной. На таком фоне разбросаны бледно-желтые шестиугольные пятна. Форма, размеры и соотношение этих пятен индивидуальны для каждого животного. Очень своеобразны и огромные глаза с поволокой, окаймленные густыми ресницами, и забавные рожки, покрытые шерстью. У самцов эти рожки длиннее (около 13,5 см) и толще, чем у самок. Рожек может быть как одна пара, так и две (вторая пара находится перед первой и намного меньше). Встречаются экземпляры с костным наростом на лбу (пять рогов на одной голове — это рекорд). Еще у жирафа уникален длинный язык — 45 см, им он может вылизывать себе глаза. Пьет он нечасто — один раз в два-три дня.

Жираф может бежать со скоростью 60 км/ч.

Верблюд

Верблюды — звери очень подвижные. Они постоянно перемещаются со скоростью 5 км/ч, а за сутки могут покрыть расстояние до 100 км. Движутся верблюды по пустыне чаще группами по пять-десять особей. Такой табун состоит из самок с детенышами и самца-вожака.

Верблюжата появляются слабенькими, но через три-четыре часа уже становятся на ноги.

Верблюды могут подолгу не есть и не пить. Рекорд поставили верблюды экспедиции Монода в 1954—1955 гг., когда их не поили 21 день. Исследователи проехали 944 км.

Есть несколько версий того, что помогает верблюдам выжить:

1) запасы жира в горбах;

2) наличие водных мешков в желудке;

3) отлаженная система терморегуляции;

4) мех, защищающий от солнечных лучей.

Сайгак

Сайгак — весьма своеобразное животное. Настолько, что специалисты пока не решили, относить ли сайгака в отдельное подсемейство или к антилопам, козлам или баранам.

У него крупная голова причудливой формы, украшенная то ли носом, то ли коротким хоботом, нависающим надо ртом. У самцов есть еще одно украшение — лировидные рога, а самки безрогие. Не очень привлекательный нос имеет важное значение. Дело в том, что на бегу сайгаки держат голову так низко, что летом она покрывается пылью, а зимой — снегом. Большой нос обильно снабжен кровеносными сосудами и слизистыми оболочками. Таким образом, нос сайгаков работает наподобие респираторов.

Среди копытных сайгаки — одни из самых быстрых бегунов: они развивают скорость до 75—80 км/ч.

Окраска и фактура шерсти у сайгаков зависят от сезона. Летом шерсть короткая и прямая рыжевато-песочного цвета. К зиме отрастает новая — более волнистая и длинная, светло-седой окраски, очень теплая, что немаловажно при ветреных и холодных зимах.

Питаются сайгаки степным разнотравьем, причем могут поедать ядовитые для домашнего скота растения.

Так как сайгаки кормятся на ходу и не останавливаются подолгу на одном месте, они не вытаптывают полностью травостой на своих основных пастбищах.

В начале лета огромные стада начинают движение на юг, к летним пастбищам. К зиме они откочевывают дальше на юг и проводят ее в малоснежных местах.

В конце весны рождаются детеныши. Через четыре-пять дней они становятся настоящими стадными животными.

Дуб

Дуб — могучее дерево. Высокий, кряжистый, в России он олицетворяется с богатырской силой. Толстый ствол свидетельствует о долголетии и могуществе. Считается, что старейший дуб в Европе насчитывает 1,5 тыс. лет. Окружность его ствола равна 13 м, он растет в Литве и тщательно охраняется.

Дуб черешчатый — листопадное дерево. Щедрый дуб дает своим детям — желудям — много питательных веществ: только крахмала в них содержится до 35% массы не очищенного от скорлупы желудя. Желуди являются прекрасным кормом для свиней. Раньше, когда дубовых лесов было много, дикие кабаны питались в основном желудями.

Сосна сибирская

Сосна сибирская — это не только орехи, хвоя ее обладает целебными свойствами, а прекрасная древесина ценится очень высоко.

Семена кедра — знаменитые кедровые орешки — крупные и бескрылые. В центре ядра находится зародыш, он выглядит как маленькая белая палочка. Подумать только, но именно из этой крошки вырастает величественное дерево высотой 30—40 м.

Крона у сосны сибирской пышная, большая, а кора тонкая, плохо защищает ствол от лесных пожаров.

К суровому климату сосна приспособилась хорошо. Она легко переносит сильные сибирские морозы и резкие колебания температуры.

Песец

Это единственный хищный зверь, заселивший всю тундру Северного полушария. Песцы — уникальные охотники и собиратели. Они используют любые корма: успешно охотятся на тундровых птиц, разоряют птичьи гнезда, ловят насекомых, выкапывают гнезда шмелей, едят морских беспозвоночных и рыбу, найденных на берегу. Но все же основным и наиболее предпочтительным кормом являются лемминги. Годы изобилия, когда тундра буквально звенит от голосов птиц, чередуются с годами запустения, тогда песцы откочевывают в южные районы, а некоторые следуют за белыми медведями, поедая остатки добытых ими тюленей.

Семейные пары могут сохраняться до пяти лет. Роют норы на хорошо дренированных буграх. В благоприятных местах норы могут сохраняться в течение нескольких тысячелетий (одной из древних нор 5400 лет).

В течение года песцы меняют свою окраску.