Информация для учителя

Бактерии и цианеи (синезеленые) распространены повсюду. Споры бактерий залетают на высоту 20 км, анаэробные бактерии проникают в земную кору на глубину свыше 3 км.

Споры некоторых бактерий сохраняют жизнеспособность при температуре — 253°С. В одном грамме бактерий свыше 600 млрд. особей. Количество бактерий в одном грамме почвы измеряется сотнями миллионов.

Дополнительное задание

Напишите реферат на тему: «Неделя без бактерий на Земле».

Тема: «КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В ПРИРОДЕ»

Задачи:

1. Использовать знания учащихся о химическом составе живых организмов для формирования представлений о главной функции биосферы – обеспечении круговорота химических элементов.

2. Показать необходимость знаний о биогенной миграции атомов.

Опорные точки урока

Биогенная миграция атомов

Метаболизм Рост Размножение

Автотрофы

Гетеротрофы

Хемотрофы

Роль биосферных циклов для существования биосферы

Подведите учащихся к выводам:

1. Количество вещества, вовлекаемого в биосферные процессы, остается постоянным на протяжении целых геологических периодов.

2. Совершается многократный круговорот веществ, входящих в состав живых организмов.

3. В биосферу из вне постоянно вливается поток солнечной энергии.

Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов…

Основные положения

1. Циркуляция воды между океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле.

2. Углерод входит в состав разнообразных органический веществ, из которых состоит все живое.

3. Атмосферный азот включается в круговорот благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и водорослей, синтезирующих нитраты, пригодные для использования растениями.

4. Сера входит в состав ряда аминокислот и представляет собой жизненно важный элемент.

Вопросы и задания для повторения:

1. В чем заключается главная функция биосферы?

2. Расскажите о круговороте воды в природе.

3. Какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы?

4. Каким путем связанный углерод вновь возвращается в атмосферу?

5. Опишите круговорот азота в природе.

6. Какую роль играют микроорганизмы в круговороте серы?

7. Как деятельность человека влияет на круговорот серы, фосфора?

Вопрос для обсуждения

В чем заключается влияние изменение компонентов атмосферы, литосферы и гидросферы на гомеостаз биосферы в целом?

Прикладные аспекты

1. Каким образом живые организмы влияют на круговорот воды и других веществ и элементов?

2. В чем заключается влияние человеческой деятельности на глобальные круговороты веществ в биосфере? Проиллюстрируйте ответ примерами.

Дано утверждение: «Только на основании неоднократного использования элементов и потребления чистой солнечной энергии человечество обеспечит себе устойчивое развитие».

Как вы понимаете такое утверждение? Составьте план ответа.

Информация для учителя

1. Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского утверждает биогенное происхождение всей земной поверхности, свидетельствует о том, что жизнь — созидающая сила на планете. Серьезные нарушения этой силы, в том числе уничтожение видов, могут привести к непредсказуемым последствиям.

2. Закон однонаправленности потока энергии. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам и консультантам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0,24%), говорить о «круговороте энергии» нельзя.

3. Закон физико-химического единства живого вещества В. И. Вернадского. При всей разнокачественности живых организмов они настолько физико-химически сходны, что вредное для одних из них не может быть абсолютно безразлично для других.

В классе с высоким уровнем подготовленности учащихся можно обсудить и записать в тетрадь «Принципы функционирования экосистем» (по Нобелу):

1. Использование ресурсов и избавление от отходов осуществляется в рамках круговорота всех элементов.

2. Экосистемы существуют за счет не загрязняющей среду и практически вечной солнечной энергии, количество которой относительно постоянно и избыточно.

3. На конце длинных пищевых цепей не может быть большой биомассы.

Заключение

Микроорганизмы, благодаря легкости их расселения по воздуху и воде, распространены по всей биосфере, и вследствие их чрезвычайно высокой метаболической активности они играют главную роль в химических превращениях, которые происходят на поверхности Земли. Возможность жизни на нашей планете определяется непрерывно протекающим круговоротом основных элементов (углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы и др.). Ведущая роль в процессах трансформации этих элементов принадлежит микроорганизмам.

В большинстве случаев определенное вещество субстрата перерабатывается определенной группой микроорганизмов, которая называется физиологической. Например, разрушение клетчатки ведут клетчаткоразрушающие бактерии, окисление солей аммония до нитритов и нитратов – нитрифицирующие бактерии, процессы минерализации органических азотсодержащих веществ с выделением аммиака – аммонифицирующие бактерии и т.д.

Также велика роль микроорганизмов как разрушителей горных пород и создателей горючих ископаемых — каменного угля, торфа, сапропелей, нефти. Разрушение горных пород идет постепенно и одновременно создается почвенный перегной – гумус в результате разложения органического вещества микроорганизмами.

Различные микроорганизмы участвуют и в таких геологических процессах как выветривание и почвообразование. В результате биологического выветривания происходит механическое разрушение и химическое изменение горных пород и минералов под действием растительных и животных организмов и продуктов их жизнедеятельности. В процессе выветривания горная порода превращается в рухляк, на котором поселяются микроорганизмы, растения и животные, в результате их жизнедеятельности происходит накопление органического вещества, а, следовательно, образование почвы.

Почва является средой обитания для многих микроорганизмов, которые участвуют в процессах минерализации органических веществ и определяют круговорот основных биогенных элементов в природе. В превращении органических веществ, поступающих в почву и образующихся в ней, принимают участие различные группы микробов: гнилостные, нитрифицирующие, азотфиксирующие, денитрифицирующие и другие.

Вода, как и почва, является естественной средой обитания для многих видов микроорганизмов всех царств жизни.

Таким образом, биогеохимическая деятельности микроорганизмов очень разнообразна и играет важную роль в природе и жизни человека. По-видимому, в природе нет таких органических веществ, которые не разрушались бы теми или иными микроорганизмами.

Материал о биогеохимической деятельности микроорганизмов в небольшом объеме изучается в школе в курсе общей биологии, но эта тема не рассматривается как самостоятельная, а является составной частью других тем. Например, это такие уроки как «Значение прокариот в биоценозах, их экологическая роль» или «Круговорот веществ в природе».