УРОК №10 

Інтегрований урок з екології, біології та хімії 

Тема: Колообіг речовин та енергії як основний системо твірний фактор. Поняття біогеохімічного циклу. 

Навчальна мета: ознайомити учнів з поняттям біогеохімічного циклу, розглянути коло обіг речовин та енергії як основний системотворчий фактор, з’ясувати причини змін колообігу речовин, енергії та інформації. 

Корекційно-розвиваюча мета: розвивати пам'ять, увагу, логічне мислення, вміння аналізувати навчальний матеріал, знаходити причинно-наслідкові зв’язки; формувати і розвивати розумові операції (порівняння, узагальнення, конкретизація), форми мислення (висновок по індукції та аналогії); розвивати пізнавальну діяльність, мовний розвиток (називати приклади, пояснювати хід дій); розвивати вміння орієнтуватися в нестандартних ситуаціях, кмітливість, навички творчої роботи, вміння спостерігати та знаходити закономірності. 

Виховна мета: сприяти вихованню бережливого ставлення до природи та економного використання природних ресурсів; виховувати розуміння цілісності природи та взаємозв’язку між усіма її компонентами; виховувати екологічне мислення та культуру; виховувати взаємоповагу, працьовитість, допитливість, уважність, уміння вислухати інших, дисциплінованість. 

Тип уроку: міжпредметний інтегрований урок засвоєння нових знань 

Методи, форми та прийоми навчання: інформаційно-рецептивний: мовний (розповідь-пояснення, бесіда, фронтальне-опитування, робота з підручником, захист проектів), наочний; репродуктивний (Прийом «Мозковий штурм», «Мікрофон», «Продовж речення», гра «Кіт у мішку»,вправа «Хто більше?», ребуси, робота в групах) 

Обладнання й матеріали: картки різного кольору для поділу учнів на групи, таблиці, додатковий матеріал, слайди презентації із зображенням процесів коло обігу різних речовин, роздатковий матеріал, малюнки-смайли 

ХІД УРОКУ 

І. Організаційний момент. Психологічне налаштування учнів.
Привітання налаштування на робочий лад.
Допомагати проводити заняття нам сьогодні будуть: вчитель хімії П.І.П. та вчитель біології П.І.П.. Але для початку зверніть увагу на дошку, де зображено три малюнки настрою. Оберіть собі малюнок, що відповідає вашому настрою на початку заняття, та замалюйте в куточку зошита, а потім подивимося, чи змінився він до кінця заняття, стане гіршим, чи навпаки, покращиться.

ІІ. Актуалізація опорних знань
Усне фронтальне опитування
1. Що таке деградація природних компонентів?
2. Що є причиною деградації?
3. Чому у ґрунті підтримується постійний рівень атомів Нітрогену, а атмосфері атомів Оксигену?
4. У чому полягає роль мікроорганізмів у біосфері?
5. З якою метою вводять нормативні показники якості природного середовища?
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Учитель екології. Сьогодні в нас урок не зовсім звичайний. Ми будемо говорити про колообіг речовин та енергії, використовуючи знання з екології, хімії, біології та географії. Але перш ніж приступити до вивчення нового матеріалу давайте розгадаємо ребус.

Відповідь: Усе має кудись діватись
Діти, правда вчить нас, що у світі все закономірно й має свої причини.
Розповідь учителя екології з елементами бесіди та складанням схеми
Зелені рослини, поглинаючи світлову енергію Сонця з найпростіших неорганічних сполук (води, вуглекислого газу та мінеральних солей) синтезують органічні речовини – первинну продукцію для тварин, грибів, бактерій. Останні перетворюють первинну продукцію у вторинну. Сапрофітні бактерії і гриби руйнують первинну і вторинну продукцію, що залишилася від померлих організмів, знову до простих карбонових сполук. 

Біотичний кругообіг хімічних елементів — це постійна циркуляція речовин між ґрунтом, гідросферою, атмосферою та живими організмами. Він відбувається за участю всіх живих організмів, які населяють Землю. Завдяки кругообігу можливе існування та розвиток життя за обмеженого запасу речовин, необхідних для забезпечення життєдіяльності. 

Головним джерелом енергії, що забезпечує кругообіг, речовин на Землі, є Сонце. Близько 0,1—0,2% сонячної єн що досягла поверхні Землі, використовується рослинами в процесі фотосинтезу. Ця енергія дуже мала порівняно з тією, яка йде на випаровування води або нагрівання земної поверхні, але робота з переміщення хімічних елементів, яка здійснюється завдяки їй, величезна. За рахунок енергії Сонця рослини щорічно утворюють 1011т органічних речовин, перетворюють 18х1017 кДж енергії Сонця на енергію хімічних зв'язків, поглинають 17 х 1011 т вуглекислого газу, виділяють 11,5ж 1010 т кисню та випаровують 16 х 1012 т води. 

Складання схеми
Схема колообігу речовин у біосфері

Робота в групах
Зараз ви будете працювати в групах. Прошу обрати картку. (Поділ на групи відбувається за допомогою кольорових карток. Учні з червоними картками – перша група. З синіми – друга і.т.д.)

Кожна група має підготувати міні-проекти про колообігу речовин:
І група – «Колообіг Карбону»
ІІ група – «Колообіг Нітрогену»
ІІІ група – «Колообіг Оксигену»
ІV група – «Колообіг води»
Використовуючи при цьому допоміжний матеріал, підручники. Групи повинні:
а) Подати свою тему у вигляді схеми або малюнка
б) Представити підготовлену інформацію (захист проекту)
Учитель хімії
Прийом «Мозковий штурм»
Чому листок уважають «зеленою хімічною лабораторією»?
(відповіді учнів повинні зв’язати зовнішню і внутрішню будову листка)
Учитель хімії: У листках постійно протікають процеси утворення і розпаду поживних речовин.
Роздивіться схематичний запис процесів, що протікають у рослині. Які процеси позначені літрами А і Б, відбиває представлений нижче запис?
А. Органічна речовина + кисень + енергія окиснення вода + вуглекислий газ
Б. Вуглекислий газ + вода енергія світла вуглевод + кисень
Записати хімічні рівняння
Учитель хімії. Отже, в яких клітинах протікає процес фотосинтезу, а в яких – дихання? (Коментар відповідей учнів)
За рік рослини виділяють в атмосферу 400 млрд.т. кисню, поглинають 600 млрд.т. вуглекислого газу, утворюють у листках 450 млрд.т. органічних речовин. Куди ж ці органічні речовини надходять? (Ситоподібними трубками у стебло, корінь, кореневище)
Відомо, що всі органи рослини дихають удень і вночі. В одному районі побудували цементний завод, цементний пил осідав на листках рослин. Що сталося з рослинами за цих умов і чому?
(Відповіді учнів мають зв’язати зовнішню і внутрішню будову листка і процес фотосинтезу)
Учитель екології
Єдиним джерелом вуглецю, який використовується автотрофними організмами для синтезу органічної речовини, є вуглекислий газ, що входить до складу атмосфери або розчинений у воді. У процесі фотосинтезу СО2 засвоюється зеленими росли­нами — продуцентами, перетворюється на органічні речовини (вуглеводи, білки, ліпіди, нуклеїнові кислоти), які переходять по ланках ланцюгів живлення до консументів і редуцентів. Повернення СО2 в атмосферу відбувається внаслідок дихання, бродіння та спалювання палива.
Учитель хімії
Основними формами Нітрогену на Землі є газоподібний молекулярний азот атмосфери та зв'язаний азот літосфери. В атмосфері запаси молекулярного азоту (N2) оцінюються величн­ою 4х1015 т. Такий азот не засвоюється вищими рослинами, але може переходити в доступну для них форму завдяки діяльності азотофіксуючих бактерій (Rhizobium, Azotobacter). Ці бактерії вступають з рослинами (переважно з родини бобових) у симбіотичні зв'язки. Рослини поставляють бактеріям поживні речовини, а бактерії фіксують атмосферний азот N2, переводять його в розчинну форму, яка поглинається коренями. Дуже незначна частина газоподібного азоту може перетворюватися на катіони амонію або нітрити у результаті електричних розрядів в атмос­фері та потрапляти в ґрунт з атмосферними опадами.
Лише невелика частина літосферного нітрогену зосередже­на в ґрунті та доступна рослинам. Цей нітроген представлений йонами амонію та нітратами. Органічний нітроген рослинних і тваринних решток (основна частина ґрунтового азоту) не може поглинатися коренями рослин і повинен бути заздалегідь пе­ретворений на форму NH4+. Такі реакції здійснюються амоніфікуючими бактеріями. У цьому випадку нітроген органічних сполук спочатку перетворюється на амоніак (NH3), далі нітри­фікуючими бактеріями — на нітрити (NО2 -) та нітрати (NО3 -).
Нітроген, поглинений рослинами у складі розчинних со­лей, включається у структуру амінокислот, нуклеотидів, коферментів, хлорофілу й інших сполук. Із тканин рослин у складі, нітрогенвмісних органічних сполук азот потрапляє в організм тварин. Під час розпаду білків і амінокислот він виводиться у ви­гляді сечовини, сечової кислоти або амоніаку.
Учитель біології
Вода належить до найпоширеніших речовин у природі. Водою вкрито 4/5 поверхні Земної кулі – це океани, моря, озера, річки. Значні її кількості у вигляді льоду та снігу вкривають високі гори й величезні простори Арктики і Антарктики. Багато води в атмосфері у вигляді пари, туману,хмар. Значна кількість води міститься у земній корі у вигляді підземних вод. У природі вона перебуває не тільки у вільному, а й у хімічно зв’язаному стані. Більшість запасів води на Землі знаходиться в морях і океанах, прісна вода становить менше 1%
Вода входить до складу багатьох гірських порід та всіх рослинних і тваринних організмів. На воду припадає близько 60% маси тіла тварин і до 80% маси тіла риб. У деяких рослинах уміст води іноді перевищує 90% від їх маси.
Цікаві факти (слайди)

• У дорослої людини вода становить 2/3 маси тіла, у новонародженої – ¾ маси 
• Кров людини містить 83% води, серце і мозок – близько 80%, кістки – близько – 20% 
• У тілі медузи 99% води, в огірках – теж 99%, в картоплі 77% 

У природі найпоширенішими є водні розчини. І процеси життєдіяльності відбуваються лише у водних розчинах, і будь-яка клітина живого організму являє собою водний колоїдний розчин. Нестача води в організмі спричиняє нервове виснаження, параліч м’язів, а втрата її кількості 20% - смерть. Надмірна кількість, навпаки – призводить до набряків, посилення збудливості нервових клітин тощо.
Усі води, що містять до 0,1% розчинених солей, називають прісними. Коли розчинених солей більше 0,1% воду називають солоною. Найсолонішою є морська вода, в якій міститься до 3-4% розчинених речовин, що робить її непридатною для вживання а ні для господарсько-побутових, ані промислових потреб.
Гра «Кіт у мішку» проводить вчитель біології

Один учень з групи витягує з мішка картку із завданням, яке розв’язують цілою групою
Задача 1
Добова потреба у воді для підтримання життєдіяльності людини становить 2 літри. На господарські потреби людина витрачає в середньому 170 літрів води на добу. Визначте, скільки води споживають жителі села (4500 осіб) для підтримання життя і для ведення господарства за добу, за рік.
Задача 2
На вирощування 1 тони пшениці потрібно витратити 1500 тонн води. Яка маса води витрачається на отримання річного врожаю з полів усієї України, якщо було зібрано 10 млн. тонн пшениці? Яку масу води потрібно для вирощування врожаю пшениці 60 центнерів на 1 гектар?
Задача 3
На миття одного автомобіля витрачається 300 л.води, що перетворюються на стічні води. Очистивши їх, можна отримати 85% чистої води. Установка «Кристал», що часто встановлюється на АЗС із цією метою, за 1 год. Очищає 20м3 стічних вод. Визначте, яку частку чистої води можна одержати зі стічних вод після миття 150 автомобілів? За який час установка «Кристал» зможе очистити ці стічні води?
Задача 4
У плодах кавуна міститься 94% води. Визначте, яка маса води може міститися в кавунах, вирощених на 5 гектарах, якщо врожайність з 1 гектара 820 центнерів.
Оголошення отриманих результатів
Учитель хімії. Вправа «Хто більше?»
Дано речовини: О, N, C , Н2О . Використовуючи ці речовини та продукти їх взаємодії, напишіть якомога більше рівнянь хімічних реакцій
ІV. Заключна частина уроку.
Закріплення вивченого матеріалу
Прийом «Мікрофон» проводить вчитель екології
1. Яку функцію в геосистемі виконують колообіги речовин і потоки енергії?
2. Які елементи беруть участь у колообігу речовин на нашій планеті?
3. Що таке біогеохімічний цикл?
4. Поясніть вираз: «Колообіг води – це замкнутий цикл, який може відбуватися і за відсутності життя, але живі організми видозмінюють його»
V. Підсумок уроку. Виставлення оцінок (самооцінка)
- аналіз реалізації завдань на урок: прийом «Продовжіть речення»
«Сьогодні на уроці я дізнався….»
«Я навчився… .»
«Мені хочеться і далі вчитися, тому що …»
Кожне завдання оцінюється по 2 бали. Підрахуйте свої бали і виставте собі оцінку в щоденник.
А тепер давайте перевіримо чи змінився ваш настрій.
VІ. Домашнє завдання. 

Опрацювати § 12 с. 50 підручника