Биохимия почв

Цели: раскрыть роль периодического закона применительно к биологическим процессам, протекающим в природе; познакомить учащихся с химическим составом почв, влияние химических элементов на жизнедеятельность организмов.

- представление о биогенных элементах, их месте в периодической системе и биологической роли в организмах на основании качественных и количественных характеристик; сформировать понятие о биологической взаимозаменяемости химических элементов; научить применять теоретические знания на практике;

-развивать умение проводить элементарные лабораторные исследования, делать выводы;

- воспитывать любовь и уважение к природе, аккуратность, чувства ответственности за сохранение жизни на    Земле.

Материал: дополнительная литература, химические стаканы, пробирки, хромат калия.

Форма работы: групповая работа с последующим обсуждением.

Ход урока

Организационный момент

Новая тема

Вступительное слово учителя:

Почва – это важная составляющая часть биосферы. Она является средой обитания представителей всех царств живой природы: растений, грибов, животных. Большинство из них не могут существовать вне почвенной среды. Деятельность организмов, населяющих почву, являются частью процесса формирования почв. Она является основой для развития флоры, поскольку у растений корневая система находится в почве. Всем известно значение для растительности гумуса, также из почвы растения получают микро- и макроэлементы: азот, фосфор, калий и другие. Продуктивность культурных растений напрямую зависит  от состояния почвы. Огромную роль в формировании почвенного профиля и образования гумуса играют микроорганизмы и мезофауна.

В почвах встречается большое количество представителей различных таксономических групп царства животные. Особенно огромно видовое разнообразие беспозвоночных животных. Нужно отметить, что деятельность этих организмов незаменима при формировании почв. Беспозвоночные животные участвуют в процессах превращения биогенных элементов, их усвоении растениями. Все беспозвоночные занимают в почве определенный ярус.

Нужно отметить, что в настоящее время происходит очень сильное загрязнение почв (применение удобрений, ядохимикатов и т.д.). Такое отрицательное воздействие человека ведет к сокращению видового разнообразия и численности, населяющих почву беспозвоночных. Во многих районах России отмечено истончение и исчезновение плодородного слоя почвы. Следствием этих процессов является снижение роста и развития флоры. Продуктивность сельскохозяйственных растений резко снижается. Поэтому, в связи с возрастающим антропогенным воздействием на почвенный покров, научные разработки в области биохимии почв становятся крайне необходимыми. Важно научить учащихся простейшим методикам определения химического состава почв.

   Методика проведения:

После небольшого экскурса в суть проблемы ребятам предлагается задание. Данная работа предполагает исследовательскую деятельность с использованием дополнительной литературы и проведение практических работ по химии и биологии.

Ученики разбиваются на 5 групп. Каждой группе выдается опережающее задание (за 2 недели до урока).

1и 2 группы – работа с дополнительной литературой.

Задание для 1 группы – доклад на тему: «Почва как составная часть биосферы. Компоненты почв».

2 группа: «Основные источники загрязнения почв. Последствия для живых организмов».

3 группа: исследование на тему: «Экологическое исследование плотности заселения почв» (за 1 неделю до указанного срока).

1.Метод банок-ловушек (на дно 0,5л банки наливается вода на 3-5см от дна, затем она закапывается в почву, горлышко должно быть на уровне  почвы).

2.Ловушки поставить на сутки в двух местах:

                  -с густой растительностью (в огороде, лесу).

                  -в местах с плохо развитой флорой (вблизи дорог, на песчаных почвах).

3.Определить активность насекомых по их количеству и видовому разнообразию в банках ловушках.

4.Сделать вывод о соотношении организмов и качестве почв, количестве произрастающих там растений.

4 группа – перед учащимися ставится проблема: дать характеристику магнию как элементу в периодической  системе химических элементов Д.И. Менделеева и основе зеленого пигмента хлорофилла. Выполнить задание:

«В питательной среде, на которой выращивается зеленое растение, отсутствуют ионы магния, вместо них присутствуют ионы кальция. Вызовет ли это какие-либо последствия? Если да, то какие и почему? Какие ещё можно привести примеры биологической взаимозаменяемости химических элементов, приводящих к серьёзным нарушениям в живых организмах. Биохимические основы».

5 группа: «Исследование на токсичность». Работа проводится после уроков.

Токсичность элементов исследуется на примере действия солей свинца, накапливающихся в больших концентрациях вдоль автострад в почве. Проводится анализ образцов почв (вдоль автострады, во дворе, удаленных от автострады мест). Все образцы почв помещают в стаканы, добавляют воду (на 1 см почвы – 20-30мл воды). Почвенный раствор из образцов помещают в пробирки (около 1 мл) и добавляют раствор хромата калия – качественная реакция на ионы свинца. Работа проводится под руководством и в присутствии учителя (К₂СrО₇ – яд!).

Урок начинается с доклада 1 группы (3-4минуты). Затем учащиеся 4 группы характеризуют положение магния и кальция в периодической системе и дают ответы на поставленные вопросы (5 минут).

5 группа сообщает о результатах своей работы, делает вывод о том, какой из образцов почв и, соответственно этот участок, содержит свинец; чем это опасно (3-4 минуты).

Третья группа знакомит  с результатами своих исследований, делает вывод о том, в каком районе больше живых организмов, с чем это связано (4 минуты).

Завершает сообщения доклад второй группы (5 минут).

Подведение итога: учащиеся сами обосновывают актуальность проблемы загрязнения почв (как загрязненность почв и какими веществами влияет на жизнедеятельность почвенной флоры и фауны, как человек своей деятельностью загрязняет почв, чем опасно для природы и человека загрязнение почв, рекомендации по природоохранным мероприятиям).

Широбокова Анна Анатольевна,

учитель биологии, химии высшей квалификационной категории

Урок биологии для 9 класса

Тема урока: «Биохимия почв»

Цели: раскрыть роль периодического закона применительно к биологическим процессам, протекающим в природе; познакомить учащихся с химическим составом почв, влияние химических элементов на жизнедеятельность организмов.

- представление о биогенных элементах, их месте в периодической системе и биологической роли в организмах на основании качественных и количественных характеристик; сформировать понятие о биологической взаимозаменяемости химических элементов; научить применять теоретические знания на практике;

-развивать умение проводить элементарные лабораторные исследования, делать выводы;

- воспитывать любовь и уважение к природе, аккуратность, чувства ответственности за сохранение жизни на Земле.

Материал: дополнительная литература, химические стаканы, пробирки, хромат калия.

Форма работы: групповая работа с последующим обсуждением.

Ход урока

Организационный момент

Новая тема

Вступительное слово учителя:

Почва – это важная составляющая часть биосферы. Она является средой обитания представителей всех царств живой природы: растений, грибов, животных. Большинство из них не могут существовать вне почвенной среды. Деятельность организмов, населяющих почву, являются частью процесса формирования почв. Она является основой для развития флоры, поскольку у растений корневая система находится в почве. Всем известно значение для растительности гумуса, также из почвы растения получают микро- и макроэлементы: азот, фосфор, калий и другие. Продуктивность культурных растений напрямую зависит от состояния почвы. Огромную роль в формировании почвенного профиля и образования гумуса играют микроорганизмы и мезофауна.

В почвах встречается большое количество представителей различных таксономических групп царства животные. Особенно огромно видовое разнообразие беспозвоночных животных. Нужно отметить, что деятельность этих организмов незаменима при формировании почв. Беспозвоночные животные участвуют в процессах превращения биогенных элементов, их усвоении растениями. Все беспозвоночные занимают в почве определенный ярус.

Нужно отметить, что в настоящее время происходит очень сильное загрязнение почв (применение удобрений, ядохимикатов и т.д.). Такое отрицательное воздействие человека ведет к сокращению видового разнообразия и численности, населяющих почву беспозвоночных. Во многих районах России отмечено истончение и исчезновение плодородного слоя почвы. Следствием этих процессов является снижение роста и развития флоры. Продуктивность сельскохозяйственных растений резко снижается. Поэтому, в связи с возрастающим антропогенным воздействием на почвенный покров, научные разработки в области биохимии почв становятся крайне необходимыми. Важно научить учащихся простейшим методикам определения химического состава почв.

Методика проведения:

После небольшого экскурса в суть проблемы ребятам предлагается задание. Данная работа предполагает исследовательскую деятельность с использованием дополнительной литературы и проведение практических работ по химии и биологии.

Ученики разбиваются на 5 групп. Каждой группе выдается опережающее задание (за 2 недели до урока).

1и 2 группы – работа с дополнительной литературой.

Задание для 1 группы – доклад на тему: «Почва как составная часть биосферы. Компоненты почв».

2 группа: «Основные источники загрязнения почв. Последствия для живых организмов».

3 группа: исследование на тему: «Экологическое исследование плотности заселения почв» (за 1 неделю до указанного срока).

1.Метод банок-ловушек (на дно 0,5л банки наливается вода на 3-5см от дна, затем она закапывается в почву, горлышко должно быть на уровне почвы).

2.Ловушки поставить на сутки в двух местах:

-с густой растительностью (в огороде, лесу).

-в местах с плохо развитой флорой (вблизи дорог, на песчаных почвах).

3.Определить активность насекомых по их количеству и видовому разнообразию в банках ловушках.

4.Сделать вывод о соотношении организмов и качестве почв, количестве произрастающих там растений.

4 группа – перед учащимися ставится проблема: дать характеристику магнию как элементу в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и основе зеленого пигмента хлорофилла. Выполнить задание:

«В питательной среде, на которой выращивается зеленое растение, отсутствуют ионы магния, вместо них присутствуют ионы кальция. Вызовет ли это какие-либо последствия? Если да, то какие и почему? Какие ещё можно привести примеры биологической взаимозаменяемости химических элементов, приводящих к серьёзным нарушениям в живых организмах. Биохимические основы».

5 группа: «Исследование на токсичность». Работа проводится после уроков.

Токсичность элементов исследуется на примере действия солей свинца, накапливающихся в больших концентрациях вдоль автострад в почве. Проводится анализ образцов почв (вдоль автострады, во дворе, удаленных от автострады мест). Все образцы почв помещают в стаканы, добавляют воду (на 1 см почвы – 20-30мл воды). Почвенный раствор из образцов помещают в пробирки (около 1 мл) и добавляют раствор хромата калия – качественная реакция на ионы свинца. Работа проводится под руководством и в присутствии учителя (К₂СrО₇ – яд!).

Урок начинается с доклада 1 группы (3-4минуты). Затем учащиеся 4 группы характеризуют положение магния и кальция в периодической системе и дают ответы на поставленные вопросы (5 минут).

5 группа сообщает о результатах своей работы, делает вывод о том, какой из образцов почв и, соответственно этот участок, содержит свинец; чем это опасно (3-4 минуты).

Третья группа знакомит с результатами своих исследований, делает вывод о том, в каком районе больше живых организмов, с чем это связано (4 минуты).

Завершает сообщения доклад второй группы (5 минут).

Подведение итога: учащиеся сами обосновывают актуальность проблемы загрязнения почв (как загрязненность почв и какими веществами влияет на жизнедеятельность почвенной флоры и фауны, как человек своей деятельностью загрязняет почв, чем опасно для природы и человека загрязнение почв, рекомендации по природоохранным мероприятиям).