Презентация "Геохимические факторы. Биогеохимические провинции" 10 класс


Подписи к слайдам:
Презентация PowerPoint

Урок 15

Тема: Геохимические факторы. Биогеохимические провинции

Цель: рассмотреть вопрос о геохимических факторах и биогеохимических провинциях.

Задачи:

  • Познакомить учащихся с «металлами жизни», с заболеваниями, возникающими при недостатке металлов в организме человека
  • Научить различать типы «биогеохимических провинций»
  • Продолжить формировать умение работать с текстом.
  • Тип урока: комбинированный урок.

    Оборудование: учебная презентация, текст учебника.

    Ход урока:

    I. этап «Орг.момент»

    Проверка готовности учащихся к уроку.

    II. Этап «Проверка домашнего задания»

    III. Этап «Изучение нового материала»

    Приём "Дерево предсказаний":

    IV. Этап «Закрепление»

    Тестовые задания

    V. Этап «Рефлексия»

    VII. Этап «Домашнее задание»

Знакомство с результатами исследований среди своих родных или соседей, узнайте у них оказывают ли и как, на их здоровье метеорологические факторы?

II. Этап «Проверка домашнего задания»

III. Этап «Изучение нового материала»

Вопросы изучения:

- Формирование понятия «геохимические факторы»

- Изучение вопроса биогенной миграции атомов.

- Знакомство с биогеохимическими провинциями.

Работа в группе.

Геохимические факторы.

Геохимические факторы проявляются в закономерностях образования и миграции углеводородов. Понятие о биогеохимических пищевых цепях глубоко разрабатывалось В. В. Ковальским, основным объектом исследовательской деятельности которого была обширная сфера биогеохимии сельскохозяйственных животных. Эти теоретические положения привели В. В. Ковальского к учению о регионах биосферы, которые характеризуются биогеохимической мозаичностью и по принципу географической непрерывности разделяются на субрегионы.

Важное значение при нарушениях минерального обмена имеют специфические клинические признаки, характеризующие дефицит или избыток определенных геохимических факторов и специфические биохимические сдвиги.

В.В. Ковальский

Экскременты животных изменяют биогеоценотическую обстановку не только на скотном дворе (животноводческой ферме, комплексе), но и в других частях аграрного ландшафта как в наземных, так и в водных биогеоценозах. Навоз - геохимический фактор; его издревле используют в качестве удобрения почв на полях, в садах, огородах.

В 1927 г. В. И. Вернадский приходит к потрясающему выводу о том, что деятельность человека становится самым мощным геологическим и геохимическим фактором, более мощным, чем все природные процессы вместе взятые. 

Условия существования залежей нефти и газа на больших глубинах определяются двумя основными факторами - возможностью нахождения на этих глубинах пластов, сохранивших в необходимой степени коллекторские свойства (пористость, трещиноватость, проницаемость), и геохимическими факторами, обусловливающими сохранность нефти и газа от разложения под действием высокой температуры. 

Залежи нефти

Залежи газа

Биогенная миграция атомов

Все элементы — углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера и другие, поглощаются организмами из окружающей среды, входят в состав их тел (белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов) и в результате минерализации (разложения) погибших организмов, возвращаются в окружающую среду, чтобы использоваться повторно. Круговороты веществ способствуют саморегуляции и устойчивости экосистем и поддержанию жизни в природе. Все биологические круговороты взаимосвязаны, и их изучение необходимо для понимания функционирования и эволюции биосферы.

Закон биогенной миграции атомов В.И. Вернадского гласит - «миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО2, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории».

В наше время люди влияют на состояние биосферы, изменяя ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это послужит причиной очень отрицательных изменений, которые приобретают способность саморазвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов). С помощью этого закона можно сознательно и активно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя «мягкие» экологические методы.

Опустынивание

Деградация грунта

Вымирание тысяч видов организмов

Закон биогенной миграции атомов 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.

К каким последствиям могут привести «серьезные нарушения этой силы?»

Биогеохимические провинции

Биогеохимические провинции – это области на поверхности Земли, различающиеся по содержанию (в их почвах, водах и т.п.) химических элементов (или соединений), с которыми связаны определённые биологические реакции со стороны местной флоры и фауны.

Границы распространения определённой флоры или фауны в пределах одной почвенной зоны нередко совпадают с областью развития известных горных пород или геологических формаций. Хорошо известна специфическая растительность, распространённая на известняках, в бессточных засоленных областях, на песках и т.п.

Резкая недостаточность или избыточность содержания какого-либо химического элемента в среде вызывает в пределах данной биогеохимической провинции биогеохимические эндемии -— заболевания растений, животных и человека

Ученые выделяют 2 типа биогеохимических провинций:

Биогеохимические провинции, приуроченные к определенным почвенным зонам в виде отдельных пятен или областей и определяемые недостаточностью того или иного химического элемента в среде. Этот тип биогеохимических провинций носит негативный характер, т.к. возникает в результате недостаточности того или иного химического элемента в среде

Например, для зон подзолистых и дерново-подзолистых почв Северного полушария, простирающихся почти через всю Евразию, характерны биогеохимические провинции, связанные с недостаточностью иода, кальция, кобальта, меди и др

Биогеохимические провинции и эндемии, встречающиеся в любой зоне. Этот тип провинций и эндемий имеет преимущественно позитивный характер, поскольку связан с избыточным содержанием химических элементов в среде. Они возникают на фоне первичных или вторичных ареолов рассеяния рудного вещества месторождений, солёных отложений, и т.п.

Например, борные биогеохимические провинции и эндемии (среди флоры и фауны) обнаружены в бессточных областях; флюороз человека и животных — в области недавно действующих вулканов, месторождений флюорита и фторапатита; молибденозис животных — в пределах месторождений молибдена и т.п.

«Металлы жизни».

Сравнительно давно уже было известно: полное отсутствие металлов в рационе ведет к тяжелым и даже гибельным заболеваниям. Разнообразие веществ живой природы огромно: одни только белки исчисляются тысячами. А между тем все это богатство создано из весьма однотипного сырья. Четыре элемента — углерод, водород, кислород, азот — почти нацело представляют собою химический состав живых организмов.

Возьмем, к примеру, организм человека:

- атомы водорода составляют 63 % от общего числа входящих в него атомов,

- атомы кислорода — 25,5 %,

- атомы углерода — 9,5 %,

- атомы азота— 1,4 %.

В сумме получается 99,4 %. Из всех прочих элементов в мягких тканях человеческого организма по большей части представлены неметаллы.Эти цифры наводят на мысль, что металлы не играют существенной роли в жизненных процессах. Но это неверно. Полное отсутствие металлов в рационе приводит к тяжелым и даже гибельным заболеваниям. В жизненных процессах хорошо работают не все, а лишь строго определенные металлы.

В организме человека (как и в организмах других животных и в растениях) химического анализа можно обнаружить около 70 элементов, усваиваемых вместе с водой, пищей и воздухом. Но, главную роль в жизни человека играют всего – 15.

Калий

Натрий

«Металлы жизни»

Магний

Кальций

Железо

Цинк

Медь

Марганец

Молибден

Никель

Бор

Фосфор

Кобальт

Йод

Название металла

Значение

Калий, Натрий

Создают условия для передачи нервных импульсов, в развитии и формировании памяти: короткую и продолжительную. Благотворно влияют на нервно-мозговую деятельность, регулируют кислотно-основное состояние, удерживают жидкость и участвуют в регуляции распределения ее в организме, усиливают набухание белков и повышают гидрофильность тканей, участвуют в образовании соляной кислоты в желудке, нормализуют кислотно-щелочной баланс.

При недостатке калия в организме появляются симптомы умственного и физического утомления, ухудшается память, ослабление иммунитета, кожа подвергается медленной регенерации, характерны судороги мышц, появление болевых ощущений в суставах.

Магний

Ионы магния участвуют во всех без исключения процессах, происходящих в нашем организме.Магний входит в состав некоторых ферментов, его ионы регулируют многие процессы обмена веществ в организме животных in человека (в частности переработку углеводов). Исключительно важна его роль в мире растений— основа молекулы хлорофилла. Избыток магния играет роль депрессора нервного возбуждения, недостаток – вызывает тетамию (судороги).

Кальций

 

Его понижение влечет обморочное состояние, принимает участие в механизме сокращения и расслабления мышц. Кальций нужен для роста костей и зубов, образования молока у кормящих женщин, регулирования нормального ритма сокращений сердца, а также осуществления процесса свёртывания крови. Он принимает участие в процессе сокращения миокарда – сердечной мышцы – и таким образом влияет на сердечные показатели – пульс, давление и другие. Кроме того, кальций участвует в работе центральной нервной системы и усвоении продуктов питания.

Железо

Принимает участие в переносе и активировании молекулярного кислорода

Цинк

 

Дефицит цинка вызывает замедление роста животных, нарушение кожного и волосяного покрова. Постоянный недостаток цинка в рационе приводит к появлению низкорослых людей.

Цинк необходим для формирования костей. Он является одной из двух субстанций, недостаток которых может быть причиной возникновения эпилепсии. Вторая субстанция, как показали исследования, проведенные в Монреале, - это таурин. Витамин А, находящийся в печени, действует только в присутствии цинка. Многие врачи считают, что некоторые типы шизофрении — это результат недостатка в пище цинка, витамина В6 и марганца.

Медь

 

Принимает участие в биохимических реакциях в живом организме. Медь активирует синтез гемоглобина, участвует в процессах клеточного дыхания, в синтезе белка, образовании костной ткани и пигмента кожных покровов.

Марганец

 

Принимает участие в синтезе ДНК. Полное отсутствие марганца в рационе животных приводит к их гибели. Сказывается на росте, образовании крови и функции половых желёз. В избыточных против нормы количествах марганцовые соединения действуют как яды, вызывая хроническое отравление. Последнее может быть обусловлено вдыханием содержащей эти соединения пыли. Проявляется оно в различных расстройствах нервной системы, причём развивается болезнь очень медленно. Необходим для роста, воспроизведения, заживления ран, максимально эффективной работы мозга и правильного метаболизма сахаров, инсулина и холестерина.

Молибден

 

Незаменим при переработке спиртов на той стадии, когда образуется альдегид и его надо окислить (иначе он отравит организм). Входит в состав ряда ферментов (альдегидоксидаза, сульфитоксидаза, ксантиноксидаза и др.), выполняющих важные физиологические функции, в частности, регуляцию обмена мочевой кислоты.

Никель

Благотворно влияет на процессы кроветворения, активирует ряд ферментов, избирательно ингибирует многие РНК, участвует в построении и функционировании белка, в деятельности гормонов и активизации некоторых ферментов, связанных с метаболизмом глюкозы, активирует фермент аргиназу, карбоксилазу, трипсин и ацетил-коэнзим-А-синтетазу, влияет на окислительные процессы.

Приём "Дерево предсказаний":

Тема «Металлы жизни» - это "ствол" дерева.

Значение - это "листочки".

«Металлы жизни» - это "веточки дерева".

Работа в группах: исследование последствий недостатка «металов жизни» в организме человека.

Работа в группах

Зоб

Болезни, возникающие из - за недостатка йода

Продукты, содержащие йод

Болезни, возникающие из - за недостатка кальция

Хрупкость костей – «Хрустальная девочка»

Рахит

Продукты, содержащие кальций

Болезни, возникающие из – за

недостатка фосфора

Продукты, содержащие фосфор

Заболевания костей

Болезни, возникающие из – за

недостатка калия

Продукты, содержащие калий

Эрозии

Язвы

Болезни, возникающие из – за недостатка кобальта

Атрофия слизистых оболочек желудочно – кишечного тракта

Снижение памяти

Нарушения функций печени

Заболевания костной ткани

Анемия

Усталость

Продукты, содержащие кобальт

Болезни, возникающие из – за недостатка меди

Астма

Бронхит

Остеопороз

Псориаз

Эпилепсия

Продукты, содержащие медь

Болезни, возникающие из – за недостатка бора

(заболевания суставов)

Артрит

Флюороз

Остеопороз

Продукты, содержащие бор

Болезни, возникающие из – за недостатка цинка

Атеросклероз

Цирроз печени

Рак

Ревматоидный артрит

Язвы

Продукты, содержащие цинк

Болезни, возникающие из – за недостатка натрия

Натрий присутствует практически во всех органах, тканях и биологических жидкостях организма человека. Вместе с калием натрий участвует в возникновении нервного импульса, играет роль в механизме кратковременной памяти, влияет на состояние мышечной и сердечно-сосудистой систем.

Болезни, возникающие из – за недостатка натрия

Если человек получает с пищей и водой менее 0,5 г натрия в сутки, это приводит к появлению следующих симптомов: сохнет кожа, нарушается её тургор и снижается эластичность; появляются частые судороги в ногах; человека мучает жажда, тошнит, возникает рвота; снижается артериальное давление; может снизиться выделение мочи.

Со стороны нервной системы отмечается сонливость и апатия, спутанность сознания, нарушения равновесия при ходьбе, утомляемость, головокружение и галлюцинации. Ухудшается память, часто меняется настроение, теряется ощущение вкуса и аппетита, слабеют мышцы и снижается вес, человек часто болеет инфекционными заболеваниями.

Потеря натрия может долго компенсироваться организмом, благодаря использованию его накоплений в костной ткани. Однако, если вовремя не начать лечение, а также при быстрой и резкой потере организмом этого элемента человек может погибнуть: начнётся усиленный распад белков, снизится осмотическое давление, увеличится количество остаточного азота и разовьётся стойкая депрессия. В таком состоянии к летальному исходу может привести введение человеку гипотонического раствора или раствора глюкозы, или даже потребление им большого количества чистой воды.

Головокружение

Депрессия

Тошнота

Рвота

Продукты, содержащие натрий

Болезни, возникающие из – за недостатка магния

Артериальная гипертензия

Аритмия

Ишемическая болезнь

сердца

Эндокринной системы

(сахарный диабет);

Депрессия

Головокружение

Мигрень

Расстройства

памяти

Судорожный

синдром

Патологии беременности (спазмы маточной мускулатуры, невынашивание, поздние токсикозы и т.д.).

Болезни, возникающие из – за недостатка железа

Железодефицитная анемия

Повышенная потребность в железе возникает при целом ряде заболеваний, связанных с кровопотерей или нарушениями кроветворения. В настоящее время препараты железа применяются в комплексном лечении таких заболеваний:

Энтерит

Частичное удаление тонкого

кишечника или желудка

Варикозное расширение вен

пищевода и желудка

Неспецифический язвенный

колит

Кровоточащий

геморрой

Мочекаменная болезнь

Частые кровотечения

из носа или десен

Хронический

нефрит

Язвенная болезнь желудка и

двенадцатиперстной кишки

Дивертикулез

кишечника

Острые и хронические

эрозии желудка

Опухоли желудка или

тонкого кишечника

Продукты, содержащие железо

Болезни, возникающие из – за недостатка никеля

Единственным точно установленным у людей проявлением недостатка никеля является дерматит.

Продукты, содержащие никель

Болезни, возникающие из – за недостатка молибдена

Повышенная возбудимость

Раздражительность

«Куриная слепота»

Подагра

Продукты, содержащие молибден

Болезни, возникающие из – за недостатка марганца

При нехватке и дефиците марганца человек быстро утомляется, часто ощущает слабость и головокружение; у него понижено настроение, могут болеть мышцы, и появляется избыточный вес. У многих людей возникает аллергия, сахарный диабет, ревматизм, бронхиальная астма; из нервных заболеваний - эпилепсия, рассеянный склероз, а также витилиго – серьёзное заболевание, связанное с нарушением иммунитета и имеющее психосоматические причины. У женщин при нехватке марганца возникает бесплодие, а в пожилом возрасте – остеопороз. Дети, в питании которых мало продуктов, богатых марганцем, плохо растут, выглядят истощёнными, а развитие скелета часто задерживается.

Утомление

Слабость

Головокружение

Боли в мышцах

Избыточный вес

Аллергия

Сахарный диабет

Ревматизм

Бронхиальная астма

Витилиго

Продукты, содержащие марганец

Физминутка. «Танцующий енот»

Задание: Определите стрелкой правильный ответ.

IV. Этап «Закрепление»

Название металла

Продукт, в которых

содержится металл

1. Марганец

2. Молибден

3. Никель

4. Железо

5. Магний

Название металла

Продукт, в которых

содержится металл

6. Натрий

9. Цинк

10. Йод

7. Кобальт

8. Медь

Ключ к вопросам

Название металла

Продукт, в которых

содержится металл

1. Марганец

2. Молибден

3. Никель

4. Железо

5. Магний

Название металла

Продукт, в которых

содержится металл

6. Натрий

9. Цинк

10. Йод

7. Кобальт

8. Медь

Подведение итогов урока.

Что из того, что вы узнали на уроке, было для вас знакомо?

  • Что оказалось новым?
  • Что из того, с чем мы работали, запомнилось вам больше всего?
  • Почему? Что понравилось на уроке, что не понравилось?
  • Что бы вы хотели изменить, провести по - иному?

IV. Этап «Рефлексия»

V. Этап «Домашнее задание»

Подготовить мини-буклет о недостатках «металлов жизни» в организме человека (по выбору)