Какие полезные ископаемые являются продуктами жизнедеятельности организмов в прошлом
ИСКОПА́ЕМЫЕ ОСТА́ТКИ ОРГАНИ́ЗМОВ (окаменелости, фоссилии), остатки и следы жизнедеятельности организмов геологического прошлого. По форме сохранности различают эуфоссилии (тела организмов, их части, фрагменты, отпечатки и слепки), ихнофоссилии (следы и продукты жизнедеятельности организмов) и хемофоссилии (фрагменты органич. молекул, входивших в состав организмов), исходя из размеров – макрофоссилии и микрофоссилии. К последним относят как целые микроорганизмы (фораминиферы, радиолярии, диатомовые водоросли и др.), так и части более крупных организмов (элементы скелета или покровов животных, споры и пыльца растений и т. д.), плохо различимые или не различимые невооружённым глазом (условно размером ок. 1 мм и менее).
Фото П. Ю. Порхаева
Ископаемые остатки организмов (масштабы не соблюдены): 1 – панцирь трилобита Asaphus kowalevskii (ордовик, Ленинградская область); 2 – отпечаток таракана Aktassoblatta fusca (юра, Казахстан); 3 – рако…
Форма и степень сохранности эуфоссилий зависят от строения организма (прежде всего наличия скелета), места его обитания, условий и скорости захоронения; лучше всего И. о. о. сохраняются в донных осадках водных бассейнов. Тела подавляющего большинства организмов после их смерти подвергаются разложению и разрушению. При определённых условиях захороненные в осадках скелетные образования под влиянием разл. факторов подвергаются фоссилизации (окаменению); их анатомич. строение сохраняется вследствие заполнения полостей и пор осадком, а иногда происходит полное замещение скелетного вещества минер. соединениями. В условиях ограниченного доступа кислорода и благоприятного режима осадконакопления формируются скопления эуфоссилий исключительной сохранности (в т. ч. с отпечатками или слепками мягких тканей) и разнообразия – лагерштетты. Отпечатки образуются в осадочных породах в виде оттисков со скелетов, покровов или мягких тел организмов, уничтоженных в процессе преобразования осадка. Слепки формируются в результате заполнения осадком полостей тела или полостей, возникших на месте разрушенных организмов (их называют соответственно внутренними и внешними ядрами). Мелкие животные, фрагменты растений и др. остатки (иногда со следами органич. вещества) сохраняются в виде пустотелых включений в янтаре. Полная сохранность организмов встречается крайне редко, преим. у организмов четвертичного периода (млекопитающие в многолетней мерзлоте, позвоночные и насекомые – в озокерите, семена, орехи, шишки и древесина растений в торфяниках и др.). Такие И. о. о. называют субфоссилиями (т. е. почти ископаемыми).
К ихнофоссилиям относят сохранившиеся в осадочных породах норы, ходы и их слепки, следы передвижения по поверхности грунта, питания, сверления и др., содержимое желудка (гастролиты), разл. постройки, кладки и литологические текстуры микробного происхождения (в частности, сформировавшиеся в результате жизнедеятельности цианобактерий), а также продукты жизнедеятельности организмов (в т. ч. копролиты, смолы) и образованные при участии бактерий осадочные горные породы, железные и марганцевые руды, фосфориты, серосодержащие породы, угли, горючие сланцы, графит, нефть и газ.
Хемофоссилии (биомаркеры, биохимич. ископаемые) – сохранившиеся в осадочных породах и горючих полезных ископаемых остатки первичных или преобразованных молекул органич. соединений. Эти реликтовые соединения сохраняют осн. черты строения, свойственные исходным молекулам, что позволяет выяснять характер эволюции отд. групп организмов и биосферы в целом.
И. о. о. используются для определения относительного возраста геологич. слоёв, в которых они обнаруживаются (см. Палеонтологический метод, Руководящие ископаемые). Их изучение позволило выяснить историю развития и закономерности эволюции мн. групп вымерших и ныне живущих организмов, установить последовательность изменения животного и растит. мира во времени и разделить историю Земли на эры, периоды, эпохи и др. подразделения (см. Геохронологическая шкала, Стратиграфия). О вымерших организмах и путях их эволюции можно судить и по т. н. живым ископаемым – совр. видам, сохранившимся от групп животных или растений, характерных для прошлых геологических эпох (напр., среди животных – наутилусы, латимерия, гаттерия, среди растений – гингко).
Минер. и литологич. образования небиологич. природы, по форме напоминающие И. о. о. (дендриты, кристаллы, конкреции, трещины усыхания и т. п.), называются псевдофоссилиями. И. о. о. – предмет изучения палеонтологии, закономерности процессов образования захоронений И. о. о. исследует тафономия.
Урок экологии в 10 классе «Биологический круговорот элементов в природе» (2 часа).
Опора на учебник Н.М.Черновой «Экология». Дрофа, 2007.
«Всякий организм… постоянно, неудержимо захватывает прямо или косвенно лучистую энергию Солнца и превращает её в свободную, т.е. способную производить работу, химическую энергию…Особенно геохимически важен такой захват зелеными растениями». В.И.Вернадский
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Оргмомент
Приветствует учащихся, создает доброжелательную рабочую атмосферу
Приветствуют учителя, настраиваются на работу
Мотивация
Задать проблемный вопрос (1-2), ответ на который можно будет получить в ходе урока:
—Ученые полагают, что жизнь существует и на других планетах Вселенной? Почему?
— В будущем в окрестностях нашего села будут расти не только грибы и ягоды, но и всевозможные фрукты. Возможно ли это?
Актуализация
(Что знаем?)
Предлагает 1 ученику изобразить на доске схему экосистемы
С остальными – блиц-опрос («горячий стул»)
Возможные вопросы:
Что такое биосфера?
Компоненты биосферы?
Границы биосферы и ограничивающие факторы?
Возраст биосферы?
Роль живого вещества?
Проверяет схему экосистемы, вопрос:
— Без чего невозможно существование экосистемы, в т.ч. биосферы?
1 ученик – рисует на доске схему экосистемы.
2 ученик – отвечает устно на вопросы остальных
Должен выделить главные условия существования экосистемы: приток энергии и наличие круговорота вещества (выход на тему урока).
Целеполагание
(Что хотим и можем узнать?)
Обозначает тему урока, основную цель (на доске)
Предлагает поставить задачи на урок.
Помогает выйти на предполагаемые задачи.
Вариант задач на обороте доски (стандарт):
Знать сущность круговорота веществ.
Уметь анализировать глобальные антропогенные изменения в биосфере.
Использовать полученные знания в жизни, (в т.ч. для определения собственной позиции по отношению к экологическим проблемам)
Пытаются поставить задачи.
Первичное усвоение материала, осознание, осмысление
Предлагает изобразить на выданных схемах (Приложение 1) круговорот биогенного элемента, записывая попутно в тетрадь встречающиеся проблемы. Я предлагаю для этой цели С и N.
Как вы думаете, почему именно C и N?
Какие геологические оболочки (сферы) должен затронуть круговорот?
С чего стоит начать круговорот? Почему?
Кто использует энергию Солнца? Процесс? Исходное вещество для фотосинтеза? Процент СО2 в атмосфере? Дальнейший путь органики?
И т.д. На схеме появляются растения, животные, почва. На почве остановимся подробнее.
От чего зависит цвет почвы?
Чем отличатся чернозем от наших Д-П почв? Как улучшить их плодородие?
Останавливается подробнее на процессе эрозии.
Выход на проблемы: низкого плодородия наших почв, эрозии почв, рационального их использования.
Круговорот С является лежит в основе образования многих полезных ископаемых. Каких? Как они образовались? Как изменилась концентрация кислорода в атмосфере во время образования горючих полезных ископаемых? Могут ли они образоваться вновь? Что делает человек с этими полезными ископаемыми?
Заканчивает схему.
Что в итоге происходит с концентрацией углерода в атмосфере? К чему это может привести?
Выход на проблемы: сжигание горючих полезных ископаемых, вырубка леса, парниковый эффект
Подводит к выводу о роли живых организмов в круговороте, о роли круговорота веществ и о последствиях его нарушения. Выход на глобальное здоровье. Читает отрывок стиха (эмоц. разрядка).
Отмечает, что более полное изучение проблемы парникового эффекта будет изучено в 11 классе в курсе «Глоб. экология»
Работают совместно с учителем, отвечая на вопросы, заполняя схему.
В тетради – записывают проблемы, связанные с круговоротами.
Совместное обсуждение последствий парникового эффекта.
Вывод определения круговорота.
Делают выводы о роли живых организмов в круговороте, о роли круговорота веществ в биосфере.
Закрепление
Прочитайте в учебнике п. Круговорот углерода, азота (стр. 151-153). Одновременно предлагает 2 ученикам смоделировать круговорот азота, используя магнитную доску и карточки.
Какие проблемы в нашей жизни связаны с круговоротом азота?
Выход на проблемы (с помощью учителя): низкое плодородие Д-П почв вследствие вымывания азота (промывной водный режим), внесение удобрений, избыток нитратов, кислотные дожди
Вопрос: для чего знать проблемы?
А кто их должен решать? Выход на профессию.
Сравнение проблем, выделенных учителем (на обороте доски) и учениками (в тетради).
Читают учебник
2 учащихся собирают схему круговорота азота на магнитной доске, отчитываются перед классом
Контроль
Решение тестовых заданий – по карточкам. (Приложение 2)
Решают тесты.
Разбор заданий (повторение всей темы)
(если позволяет время)
Читают вопрос, отвечают на него, разбирают ошибки
Предлагает проанализировать данные таблицы «Характеристика условий на планетах Солнечной системы»
Анализируют данные таблицы, делают вывод.
Подведение итогов
Рефлексия
Возвращает к задачам на урок.
Проговаривание основных идей, выводов.
Опрос поименно – кто что узнал нового?
Д/з: на обороте доски.
Прочитать параграф 21.
Знать основные процессы круговорота С
Уметь анализировать проблемы, связанные с элементами C и N
Выявить проблемы в круговоротах S и P
Выбор д/з в зависимости от своих возможностей.
Приложение 1.
Приложение 2.
Тест по теме «Биосфера» Фамилия И._________________
1. Кто из перечисленных ученых создал учение о биосфере? Выберите правильный ответ:
а) Жан Батист Ламарк;
б) Луи Пастер;
в) Василий Васильевич Докучаев;
г) Алексей Николаевич Северцов;
д) Владимир Николаевич Сукачев;
е) Владимир Иванович Вернадский;
ж) Николай Иванович Вавилов.
2. Закончите определение. Биосфера — это:
а) оболочка Земли, в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой (или когда-либо существовали и взаимодействовали живые существа;
б) оболочка Земли, включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в) оболочка Земли, в которой существует человечество.
3. Выберите правильные ответы. Слоями атмосферы являются:
а) стратосфера
б) тропосфера
в) гидросфера
г) ионосфера
д) литосфера.
4.Выберите правильный ответ. Верхняя граница биосферы находится на высоте:
а) 100— 120 м; г) 16—20 км;
6)1—2 км; д) 100—120 км;
в) 10—12 км; е) 160—200 км.
5.Выберите правильный ответ. Граница биосферы в океане находится на глубине:
а) 100—120 м; г) 10—11 км;
6)1—2 км; д)20км;
в) 5—6 км; е) 100 км.
6.Выберите правильный ответ. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:
а) 1—2 м; г) 1 км;
6)10—12 м; д)3км.
в) 100—120 м;
7.Укажите, какой фактор определяет верхнюю границу распространения жизни в атмосфере. Выберите правильный ответ:
а) отсутствие кислорода;
б) интенсивный поток ультрафиолетовых лучей;
в) высокая температура;
г) отсутствие воды.
Какие полезные ископаемые являются продуктами жизнедеятельности организмов в прошлом? Приведите не менее 5 примеров.
Выберите правильное утверждение. Озоновый экран в атмосфере Земли возник в результате:
а) химических процессов, происходящих в литосфере;
б) химических процессов, происходящих в гидросфере;
в) жизнедеятельности организмов.
10.Какие газы современной атмосферы имеют преимущественно биогенное происхождение? Выберите правильные ответы:
а) кислород; г) азот; ж) углекислый газ;
б) водород; д) гелий; з) оксиды серы;
в) озон; е) аргон; и) оксиды азота.
11.Выберите правильные утверждения.
1. Четыре миллиарда лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовала атмосфера, гидросфера и почва.
Атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности.
Энергия, заключенная в нефти, угле, торфе, — это связанная растениями энергия солнца.
Ядерная энергия — это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами.
Почва представляет собой биокосное вещество, потому что состоит из минеральных компонентов, органических соединений и организмов.
Биологический круговорот веществ в биосфере — основа для поддержания стабильных условий существования жизни и человечества.
Роль живых существ в разрушении и выветривании горных пород незначительна.
Живые существа не способны менять климат планеты.
Озоновый экран возник на Земле благодаря жизнедеятельности растений.
10. Почва появилась при выходе организмов на сушу.
12.Выберите правильное утверждение. В состав биосферы входят:
а) организмы и абиотическая среда;
б) только организмы.
13. Выберите правильное утверждение. Энергия солнца на Земле не расходуется на:
а) аккумуляцию в виде энергии химических связей в органических веществах;
б) нагревание и испарение водных масс;
в) движение камней с гор вниз;
г) перемещение воздушных масс;
д) передвижение автомобилей;
е) преодоление силы тяжести при взлете современного космического корабля.
В биосфере происходит два взаимообратных процесса: связывание и освобождение углекислого газа. В каком природном процессе при участии организмов происходит связывание углекислоты _____________________, а в каких — освобождение______________________________________________________________?
Назовите процессы, в ходе которых углерод в виде углекислого газа (СО2) поступает в атмосферу.______________________________________________________________
Зная законы миграции элементов в биосфере, расположите места сбора лекарственных трав по возрастанию опасности для здоровья, которая возникнет при употреблении
этих растений: а) в городе, б) рядом с автомобильными дорогами, в) рядом с железнодорожным полотном, г) в лесу далеко от населенного пункта, д) рядом с деревней.
____________________________________
17. Проанализируйте таблицу:
Характеристика условий на планетах Солнечной системы
(по Д. Лавлоку, 1979г.)
Марс
Венера
Земля без жизни
современная Земля
Содержание СО2 в атмосфере (%)
95,00
98,00
98,00
0,03
Содержание N2 в атмосфере (%)
2,70
1,90
1,90
79,00
Содержание О2 в атмосфере (%)
0,13
следы
следы
21,00
Средняя t оС поверхности
-53 оС
+477оС
+290оС
+13оС
Сделайте вывод о роли живого вещества в биосфере. К чему может привести нарушение круговорота вещества в биосфере?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________