Biogeochemické cykly



Podobné dokumenty
05 Biogeochemické cykly

DEKOMPOZICE, CYKLY LÁTEK, TOKY ENERGIÍ

Modul 02 Přírodovědné předměty

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Koloběh látek v přírodě - koloběh dusíku

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

Střední průmyslová škola strojnická Olomouc, tř. 17. listopadu 49

Dekompozice, cykly látek, toky energií

CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ I. (06) Biogeochemické cykly

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

2.2. Základní biogeochemické pochody. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

NEŽIVÁ PŘÍRODA. Anotace: Materiál je určen k výuce věd ve 3. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se složkami neživé přírody a jejich tříděním.

Ekosystém II. Koloběh hmoty: uhlík, dusík, fosfor. Člověk a biosféra

ČLOVĚK A PŘÍRODA, PŘÍRODNÍ PODMÍNKY

C1200 Úvod do studia biochemie 4.2 Velké cykly prvků. OpVK CZ.1.07/2.2.00/

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

Ohlašovací prahy pro úniky a přenosy pro ohlašování do IRZ/E-PRTR

Voda jako životní prostředí rozpuštěné látky : sloučeniny dusíku

Ekologie a její obory, vztahy mezi organismy a prostředím

Ekosystémy. Ekosystém je soubor organismů žijících na určitém

Inovace výuky prostřednictvím šablon pro SŠ

*Základní škola praktická Halenkov * * *VY_32_INOVACE_03_01_03 * *Voda

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

kyslík ve vodě CO 2 (vápenato-)uhličitanová rovnováha alkalita

Základy biologie a ekologie VZNIK A VÝVOJ ŽIVOTA

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

VY_32_INOVACE_ / Voda na Zemi, atmosféra Modrá planeta

Zemské systémy a cykly

CZ.1.07/1.5.00/

Voda jako životní prostředí ph a CO 2

CZ.1.07/1.5.00/

Pracovní list č. 3 téma: Povětrnostní a klimatičtí činitelé část 2

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

Biologické odstraňování nutrientů

Jednotlivé tektonické desky, které tvoří litosférický obal Země

Biologické odstraňování nutrientů

Zkoumání přírody. Myšlení a způsob života lidí vyšší nervová činnost odlišnosti člověka od ostatních organismů

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vyučovací předmět: Přírodopis Ročník: 9. Průřezová témata,

6. Tzv. holocenní klimatické optimum s maximálním rozvojem lesa bylo typické pro a) preboreál b) atlantik c) subrecent

Pedogeochemie. Zdroje prvků v půdě UHLÍK V PŮDĚ. Globální bilance C. 10. přednáška. Procesy ovlivňující obsahy prvků v půdě

Ostrov Vilm 5. KOLOBĚH HMOTY. Sedimentace. sedimentace. eroze. Půdní eroze. zaniklý záliv 5.1 ZÁKLADNÍPOJMY KOLOBĚHU HMOTY.

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

Ekosystém. tok energie toky prvků biogeochemické cykly

MIKROORGANISMY EDÍ. Ústav inženýrstv. enýrství ochrany ŽP FT UTB ve Zlíně

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

Kde se vzala v Asii ropa?

Fyziologie rostlin - maturitní otázka z biologie (3)

Otázky k předmětu Globální změna a lesní ekosystémy

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ PŮDA

Organizmy a biogeochemické cykly hlavních prvků (C,N,P) a látek (voda) v ekosystému. (Hana Šantrůčková, Katedra biologie ekosystémů, B 361)

J i h l a v a Základy ekologie

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL

VY_32_INOVACE_016. VÝUKOVÝ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu EU peníze školám

Učební osnovy vyučovacího předmětu přírodopis se doplňují: 2. stupeň Ročník: devátý. Tematické okruhy průřezového tématu

N N N* Cyklus a transformace N. Dvě formy: N 2 a N* Mikrobiální ekologie vody. Cyklus uhlíku a dusíku - rozdíly

ZEMĚ -vznik a vývoj -stavba -vnitřní uspořádání. NEROSTY A HORNINY Mineralogie-nerost -hornina -krystal

Každý ekosystém se skládá ze čtyř tzv. funkčních složek: biotopu, producentů, konzumentů a dekompozitorů:

Neživé přírodniny. Hmotné předměty. výrobky- vytvořil je člověk přírodniny- jsou součástí přírody

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

J i h l a v a Základy ekologie

Očekávané výstupy podle RVP ZV Učivo předmětu Přesahy, poznámky. Poznáváme přírodu

Prvek Značka Z - protonové číslo Elektronegativita Dusík N 7 3,0 Fosfor P 15 2,2 Arsen As 33 2,1 Antimon Sb 51 2,0 Bismut Bi 83 2,0

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

SSOS_ZE_2.10 Degradace půdy, prezentace

Kyselý déšť. Kryštof Kolár

Biogeochemické cykly biogenních prvků

1. Ekologie zabývající se studiem jednotlivých druhů se nazývá: a) synekologie b) autekologie c) demekologie

Agroekologie. Globální a lokální cykly látek. Fotosyntéza Živiny Rhizosféra Mykorhiza

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ OVZDUŠÍ

Problém č.1 Kácení tropických deštných pralesů

Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje Mgr.

NEŽIVÁ PŘÍRODA. 1. Spoj čarami NEŽIVOU přírodu a její složky: Název materiálu: Opakování- vztahy mezi organizmy Autor: Mgr.

SSOS_ZE_2.09 Pedosféra, prezentace

Agroekologie. Bilance živin. Biogeochemie

Pedogeochemie. Sorpce fosforečnanů FOSFOR V PŮDĚ. 11. přednáška. Formy P v půdě v závislosti na ph. Koloběh P v půdě Přeměny P v půdě.

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Sloučeniny dusíku. N elementární N anorganicky vázaný. N organicky vázaný. resp. N-NH 3 dusitanový dusík N-NO. amoniakální dusík N-NH 4+

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

BIOLOGIE OCEÁNŮ A MOŘÍ

Odběr rostlinami. Amonný N (NH 4 )

Fyzická geografie. Mgr. Ondřej Kinc. Podzim

Zkoumá: Obory ekologie:

Digitální učební materiál

3.1 Základní přírodní zdroje země. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

J a n L e š t i n a Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha - Ruzyně

J i h l a v a Základy ekologie

ostatní rozpuštěné látky: křemík, vápník, železo, síra

OPAKOVÁNÍ VĚDNÍ OBORY, NEŽIVÁ PŘÍRODA

Půdní úrodnost, výživa a hnojení

EKOLOGICKÉ ASPEKTY BIOCHEMIE 1 - GLOBÁLNÍ POCHODY A VZTAHY

Základní škola Karviná Nové Město tř. Družby 1383

Fotosyntéza ve dne Ch_054_Přírodní látky_fotosyntéza ve dne Autor: Ing. Mariana Mrázková

CHEMICKÉ SLOŽENÍ ATMOSFÉRY (OVZDUŠÍ):

Obchodní akademie a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Písek

FAKTORY VNITŘNÍHO PROSTŘEDÍ STAVEB

Transkript:

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Pracovní list č. 8 Biogeochemické cykly Pro potřeby projektu MAN zpracovala: Mgr. Lucie Adamusová

1. VH - Příprava výukového plakátu 1 Cílem vyučovací hodiny bude kreativním způsobem zobrazit probíranou látku. Budete pracovat v 5 skupinách po 5-6. Zástupce každé skupiny si vylosuje (nebo vybere) jedno z následujících témat týkajících se biogeochemických cyklů na Zemi. 1. Koloběh vody 2. Cyklus uhlíku 3. Cyklus dusíku 4. Cyklus fosforu 5. Cyklus síry Na zvolené téma každá skupina vytvoří výukový plakát, který bude pomůckou pro prezentaci učební látky ostatním (ve 2. VH). Pomůcky: flipový papír, texty k tématu (v PL), pastelky, fixy, lepicí pásky, nůžky atd. (+ v rámci domácí přípravy jakékoli další informační zdroje k tématu, obrázky z časopisů apod.) I. Než se pustíte do práce na plakátu, společně se dohodněte na 4 kritériích, podle kterých budete hodnotit výukový plakát a také prezentaci učební látky každou skupinou - např. výstižnost, srozumitelnost, přehlednost výukového plakátu, hlasitost, intonaci apod. ústního projevu. Kritéria hodnocení 1. 2. 3. 4. II. Každá skupina má ke zvolenému tématu dále uvedeno několik úryvků z různých zdrojů. Nejprve potřebujete různě vyjádřené informace poskládat do jednoho smysluplného celku, vybrat vše podstatné, možná přeformulovat některé části tak, aby váš plakát i prezentace látky byla pro ostatní co nejvíce srozumitelná, přehledná, výstižná apod. - dle vašich výše domluvených kritérií. Kromě krátkých textů najde každý tým ke svému tématu 1-4 otázky. Zpracované odpovědi budou součástí vaší ústní prezentace a hodnocení. Výukový plakát nemusíte dokončit dnes. Do příští hodiny máte čas na vylepšení, konzultaci dalších zdrojů (internet), zodpovězení otázek, přípravu ústního projevu. Každý člen skupiny by se měl zapojit do přípravy plakátu i vysvětlování látky v příští hodině. 1 Texty k tématům Biogeochemické cykly aneb koloběh látek v přírodě Na povrchu Země se žádná látka nevyskytuje pouze na jednom místě, v jedné podobě a bez ovlivnění dalšími látkami či organismy. Vodní proudy v mořích a řekách přenášejí každým okamžikem obrovská množství látek. Podobnou roli hraje i vítr v atmosféře. Během horninotvorných pochodů se mění povrchové vrstvy zemského pláště a pohybují se celé pevninské desky. Všechny tyto procesy způsobují pohyb nejrůznějších látek na Zemi a jejich dostupnost pro organismy ve formě živin. 2

Skupina A - Koloběh vody Zdroj 1 Hlavní zásobárnou vody jsou světová moře a oceány. V nich je obsaženo více než 97 % celkového objemu vody na zemském povrchu. Zbylá necelá 3 % vody obsahují ledovce, podzemní voda, půdní vody, řeky a jezera, atmosféra a živé organismy. Spolu s vodou cirkuluje na zemském povrchu nejen celá řada rozpustných i nerozpustných látek, vodík a kyslík, ale také teplo. Oceán je obrovským zásobníkem tepla. Rozdíly v dodávce sluneční energie mezi dnem a nocí a hlavně v jednotlivých ročních obdobích jsou hlavním hnacím motorem pozemského klimatu. Právě existence světového oceánu a koloběh vody zabezpečuje poměrnou stálost globálního klimatu, potřebnou pro udržování života na naší planetě. Na koloběh vody jsou vázány koloběhy dalších hlavních biogenních prvků: uhlíku, dusíku, síry a fosforu. 2 Zdroj 2 Oběh vody probíhá zejména mezi ovzduším a zemským povrchem. Energii pro vypařování vody z vodních ploch poskytuje sluneční záření. Dostupnost vody pro organismy na souši umožňují především deště. Mezi organismy a prostředím dochází k neustálé výměně vody. Poměr mezi příjmem a výdejem vody se nazývá vodní bilance. Malou spotřebu vody má např. pouštní hmyz, naopak některé rostliny spotřebují na vytvoření jednoho gramu sušiny až 2 litry vody. 3 Zdroj 3 Hybnou silou výměny vody mezi zemským povrchem a atmosférou je sluneční záření. Odpařováním a transpirací se vodní páry dostávají do ovzduší, kde je větry rozptylují. Po ochlazení se páry kondenzují a ve formě srážek spadnou na oceány a kontinenty. Na souši vodu zachytí vegetace nebo půda. Ta ji propustí až na nepropustné podloží, kde se mohou vytvořit zásoby podzemní vody. Část vody odtéká říčním systémem zpět do moře a oceánů. 4 Zdroj 4 Největším zdrojem vody jsou oceány. Dopadající sluneční záření způsobuje, že se voda vypařuje do atmosféry. Vypařenou vodu pak vítr rozšíří nad zemským povrchem a srážky ji snesou dolů, na zemský povrch. Tam může být dočasně uskladněna v půdě, jezerech a ledovcích. Odtud se voda ztrácí evapotranspirací, nebo koryty povrchových a podzemních vod nakonec odtéká do moře. Pohyb vody, který se uskutečňuje díky působení gravitační síly, umožňuje vzájemné propojení bilancí živin suchozemských a vodních společenstev. Suchozemské systémy živiny ztrácejí v rozpuštěné i nerozpuštěné formě do vodních toků a podzemních vod, vodní systémy naopak živiny získávají. 5 Otázka: Jaký vliv na koloběh vody a oběhy živin může mít kácení stromů, odlesnění krajiny?

Skupina B - Cyklus uhlíku Zdroj 1 Uhlík jako základní biogenní prvek je přijímán rostlinami ve formě oxidu uhličitého ze vzduchu nebo vody. Zpět do atmosféry, vody a půdy je uvolňován dýcháním organismů a spalovacími procesy (hoření fosilních paliv - uhlí, ropy a zemního plynu). Část CO 2 vzniká též rozkladem sedimentů (vápence, dolomity) a odumřelých těl a naopak do této podoby je CO 2 ukládán jako součást schránek, koster apod. 6 Zdroj 2 Důležitým zdrojem uhlíku, který tvoří asi 18 % hmotnosti živých organismů, je oxid uhličitý. Do ovzduší se oxid uhličitý uvolňuje organismy při dýchání, dále pak při hoření a vulkanické činnosti. Z tkání odumřelých organismů získávají uhlík dekompozitoři a uvolňují jej rovněž ve formě oxidu uhličitého při dýchání. 3 Zdroj 3 Uhlík je spolu s kyslíkem a vodíkem základním stavebním prvkem uhlovodíků, a tedy živých těl. Koloběh tohoto hlavního biogenního prvku je jedním z klíčových cyklů podmiňujících život na Zemi. Uhlík je vázán především jako oxid uhličitý v atmosféře, v rozpustných uhličitanech ve vodě a také ve formě uhličitanů (např. CaCO 3 ) ve vrstvách vápenců. Jeho nemalá část je obsažena v biomase i v odumřelých tělech v podobě humusu nebo ve fosilních palivech. Uhlík je také součástí dalších sloučenin, jako je metan, oxid uhelnatý apod. Z atmosféry přechází oxid uhličitý do povrchových vrstev oceánů, kde se vyskytuje buď jako rozpuštěný CO 2 nebo ve formě uhličitanů. Atmosférický CO 2 je v procesu fotosyntézy hlavním zdrojem uhlíku pro zelené rostliny. Dýcháním se dostává opět do atmosféry. Ne všechen uhlík je však organismy vydýchán. Uhlík obsažený v rostlinných tělech získávají potravou býložravci, kteří jsou pak potravou masožravců. Odumřelá těla rostlin i živočichů se dostávají do půdy, do mokřadů, do vody. V rozkladných dějích se v půdě z mrtvých těl vytváří humus, ve vodě organický sediment. Z něho činností rozkladačů vznikají jednoduché organické a anorganické látky a opět oxid uhličitý. Z půdy, z mokřadů i z vody je postupně CO 2 opět uvolňován do atmosféry. Ne vždy je však biomasa mrtvých těl rozložena a přirozeně "recyklována". V některých geologických údobích bylo v podobě biomasy mrtvých těl uloženo obrovské množství uhlíku buď v rozsáhlých mokřadech, nebo mořských lagunách, a postupně se přeměnila v uhlí a ropu, nebo ve zbytcích schránek těl v podobě vápenců. 2 Zdroj 4 Koloběh uhlíku v biosféře je velmi úzce vázán na životní procesy organismů. Z atmosféry je uhlík ve formě CO 2 pohlcován zelenými rostlinami při fotosyntéze. Organicky vázaný CO 2 je zčásti prodýchán organismy a zčásti uvolněn při rozkladu mrtvé

hmoty do ovzduší. Část organických látek obsažených v půdě i ve vodě se přemění v humus nebo byla kdysi zadržena ve formě ropy a uhlí. Do vody se CO 2 dostává srážkami. Výměna CO 2 mezi vodou a ovzduším se děje difuzí ve směru koncentračního spadu. CO 2 uniká do ovzduší také z uhličitanů, např. při zvětrávání vápenců. Do koloběhu oxidu uhličitého zasáhl člověk spalováním fosilních paliv a zvýšil koncentraci CO 2 v atmosféře již zhruba o 20 % jeho původního množství. 4 Zdroj 5 Globální koloběh uhlíku pohánějí dva protikladné procesy, fotosyntéza a dýchání. Uhlík koluje převážně v plynné formě jako CO 2, litosférická fáze koloběhu byla až donedávna málo významná. Fosilní paliva, zásobník uhlíku, ležela ladem do posledních několika století, kdy je člověk začal využívat. Suchozemské rostliny odebírají uhlík při fotosyntéze z atmosférického CO 2, zatímco vodní rostliny využívají uhličitanů rozpuštěných ve vodě. Do pevninských vod a oceánů navíc uhlík vstupuje také jako bikarbonát, který se tvoří zvětráváním hornin bohatých na vápník, jako jsou vápence a křída. Dýcháním rostlin, živočichů a mikroorganismů se uhlík z produktů fotosyntézy uvolňuje zpět do atmosféry a hydrosféry. V posledních letech zásobuje atmosféru oxidem uhličitým především spalování fosilních paliv. Velké množství uhlíku se uvolní také při mýcení tropických pralesů. Při vypalování, které většinou celou "kultivaci" zakončuje, se část vegetace přemění rychle na CO 2. Rozkladem zbývajících částí rostlin se uvolňuje CO 2 pomaleji. Při následné stálé zemědělské výrobě klesá obsah uhlíku v půdě rozkladem organické hmoty, erozí a někdy i mechanickým odstraňováním svrchního půdního horizontu. 5 Otázky: Jak člověk zasahuje do přirozeného oběhu uhlíku a jaké to má následky? Jaký je vztah mezi množstvím CO 2 ve vzduchu a intenzitou fotosyntézy? Kam se ztrácí přebytečný oxid uhličitý? Jaký důsledek má zvýšená koncentrace CO 2 v ovzduší? (Vysvětlete detailněji). Které další plyny mohou mít podobný účinek?

Skupina C - Cyklus dusíku Zdroj 1 Hlavním zdrojem dusíku je zemská atmosféra, odkud se dostává dusík také do vody i půdy. Volný vzdušný dusík mohou vázat jen některé mikroorganismy - některé skupiny půdních bakterií, sinic a aktinomycet, bakterie symbioticky žijící v hlízkách na kořenech bobovitých rostlin. Rostliny přijímají dusík převážně jako nitrátový (NO 3 - ) nebo amonný (NH 4 + ) ion a využívají jej k tvorbě proteinů. S potravou se dostává do těl živočichů, kteří jej částečně využívají při tvorbě vlastních bílkovin a částečně vylučují močí. Při rozkladu mrtvé hmoty uvolňují rozkladači anorganické formy dusíku (NO 3 - a NH 4 + ), které mohou rostliny opět přijímat. Plynný dusík se z rozkladu uvolňuje zpět do ovzduší. Část dusíku se do atmosféry dostává sopečnou činností. Zásahy člověka, např. hnojením půd i rybníků, se zvyšuje obsah dusíkatých látek nejen v půdě a v povrchové vodě, ale jsou jimi ohroženy i zásoby podzemní vody, tedy i nejvýznamnější zdroje pitné vody. 4 Zdroj 2 Rostliny přijímají dusík v podobě dusičnanů a amonných kationtů. Zpět do půdy se po rozkladu organické hmoty dostává zejména amoniak. Ten je nitrifikačními bakteriemi převeden až na dusičnany nebo uvolněn do ovzduší a vrácen do půdy rozpuštěný v dešťové vodě. Do atmosféry se část dusíku dostává působením denitrifikačních bakterií, které redukují dusičnany a dusitany v půdě. Naopak část vzdušného dusíku je bakteriemi převedena na amoniak a dále na dusičnany. Amoniak a oxidy dusíku se také dostávají do atmosféry při sopečné činnosti a stále více i lidskou činností - spalovacími procesy. Působením slunečního záření a bouřkových výbojů též vznikají v ovzduší dusičnany. 6 Zdroj 3 Dusík se vyskytuje zejména v ovzduší (78 % atmosféry) a do oběhu se dostává během bouřek a pomocí mikroorganismů. Některé bakterie (např. Clostridium, Azotobacter) a sinice (Anabaena, Nostoc) jej z molekulární formy převádějí na amoniak, ten je nitrifikačními bakteriemi převáděn na dusitany (Nitrosomonas) a potom na dusičnany (Nitrobacter). Rostliny jej přijímají především ve formě dusičnanů. Heterotrofní organismy jej přijímají zejména jako součást bílkovin (aminokyselin). Nitráty jsou naopak redukovány na dusitany některými bakteriemi (Escherichia, Shigella, Salmonella, Staphylococcus), nebo jsou do ovzduší uvolňovány po redukci na molekulární dusík (denitrifikační bakterie).

Dusík bývá součástí zemědělských hnojiv (dusičnany) a ve formě oxidů součástí kouřových plynů. 3 Zdroj 4 Dusík je nejhojnějším plynným prvkem zemské atmosféry. Jako volný dusík (N 2 ) tvoří více než 3/4 objemu všech plynů v ovzduší. Důležité jsou však i další plyny obsahující dusík, i když jejich množství je velmi malé - oxid dusný (N 2 O), oxid dusnatý (NO), oxid dusičitý (NO 2 ) a amoniak (NH 3 ). Dusík je důležitý biogenní prvek, je součástí aminokyselin, bílkovin, nukleových kyselin. Vyskytuje se i v nerostech a horninách. Vzdušný dusík jsou schopny vázat nitrifikační mikroorganismy a proměňovat ho na rozpustné dusíkaté látky (nejčastěji dusičnany), které jsou pouze v této formě přijatelné jako živiny pro autotrofní organismy. Rostliny začleňují dusík do stavebních a zásobních látek svých těl. Odtud dusík přechází buď do dalších organismů (v podobě rostlinné potravy) nebo po odumření zpět do půdy nebo do vody. Dusíkaté látky se do prostředí dostávají také jako zplodiny metabolismu živočichů (exkrementy, moč, močovina, kyselina močová). V půdě je dusík vázán na humus a může z něj být opět uvolněn do ovzduší denitrifikačními mikroorganismy. K produkci dusíkatých látek přispívá určitou měrou i vulkanická činnost. 2 Zdroj 5 V globálním měřítku je nejvýznamnější fází koloběhu dusíku fáze atmosférická. Zvlášť důležitými procesy této fáze jsou fixace dusíku a denitrifikace mikrobiálními organismy. Atmosférický dusík se váže také při bouřkách, při výbojích blesků a dostává se na povrch planety ve formě kyseliny dusičné rozpuštěné v dešťové vodě. Touto cestou však vznikají jen 3-4 % vázaného dusíku. Intenzita toku dusíku splachovaného ze suchozemských do vodních společenstev je poměrně malá, ale ne zanedbatelná. Dusík je totiž (spolu s fosforem) jedním z prvků, které často limitují růst rostlin. Malé množství dusíku se ztrácí do oceánských sedimentů. 5 Otázka: V čem spočívá negativní vliv člověka na cyklus dusíku? Co je to eutrofizace? (Zaměřte se na vliv zemědělské výroby, průmyslu, odlesňování atd.)

Skupina D - Cyklus fosforu Zdroj 1 Hlavním zdrojem fosforu jsou horní vrstvy litosféry, v nichž ložiska fosfátů vznikla již v dávných geologických dobách. Rostliny přijímají fosfor z rozpuštěných fosfátů z půdy. Potravními řetězci se fosfor dostává do živočišných těl. Po uhynutí organismů se fosfor uvolňuje rozkladem do prostředí, dostává se do půdy nebo vody, kde je zčásti využit bakteriemi a zčásti blokován v nerozpustných fosfátech, které rostliny nemohou přijímat. 4 Zdroj 2 Fosfor nalézáme uložený zejména v horninách a usazeninách. Organismy jej využívají ve formě fosforečnanů, kterou jsou součástí ATP, nukleových kyselin, fosfolipidů. Dekompoziční bakterie ho uvolňují do půdy, odkud jej získávají rostliny. Bývá součástí zemědělských hnojiv. 3 Zdroj 3 Rostliny přijímají fosfor z půdy v podobě rozpuštěných fosforečnanů. Zpět se vrací z odumřelých těl (kosti, výkaly) nebo po bakteriálním rozkladu organické hmoty. Fosforečnany se do půdy dostávají též pozvolným uvolňováním z hornin a lidskou činností (hnojiva, prací prostředky atd.) Část fosforečnanů se hromadí na dně oceánů v podobě málo přístupných sedimentů. 6 Zdroj 4 Na rozdíl od dusíku, uhlíku a síry není v cyklu fosforu žádná sloučenina, která by se ve významném množství v plynné formě vyskytovala v ovzduší. Tato skutečnost výrazně zpomaluje a omezuje jeho pohyb v koloběhu. Fosfor se na Zemi vyskytuje především v horninách a minerálech (apatit, fosforit), v podobě rozpustných solí (fosforečnanů) je obsažen ve sladké i mořské vodě a v půdě. Fosfor je důležitou součástí těl rostlin i živočichů. Kromě toho, že se vyskytuje v kostech obratlovců, hraje významnou roli v metabolismu všech živých organismů. Je významný při přenosu a uchování energie v buňkách. Na koloběhu fosforu se podílejí i mořští ptáci lovící ryby. Tkáně mořských ryb totiž obsahují značné množství fosforu. V některých oblastech Země tvoří trus mořských ptáků při pobřeží pevnin a ostrovů mocné vrstvy, které se těží jako vynikající fosforečné hnojivo, tzv. guáno. 2 Zdroj 5 Fosfor je obsažen především ve vodě půdy, řek, jezer a oceánů, v horninách a v oceánských sedimentech. Cyklus fosforu můžeme označit jako otevřený, protože minerální fosfor vždy pevninu opouští a odchází do oceánů, kde je nakonec včleněn do sedimentů. Atom fosforu uvolněný chemických zvětráváním z horniny může vstoupit do suchozemského společenstva a tam obíhat tak dlouho (léta, staletí), dokud jej podzemní voda neodplaví do vodního toku, kde se bude dále pohybovat po spirále živin. Krátce po vstupu do vodního toku (za několik týdnů až let) je přenesen do oceánů. Tam několikrát (v průměru asi stokrát projde povrchovými a hlubinnými vodami. Každá z těchto cest trvá přibližně 1 000 let a při každé z nich je fosfor dříve, než se dostane zpět do hlubinných vod, přijat organismy obývajícími povrchové vody. Průměrně při stém oběhu (po 10

milionech let strávených v oceánu) se již neuvolní ve formě rozpustného fosforu, ale v pevné formě vstoupí do sedimentů na dně oceánů. 5 Otázky: Jakým způsobem člověk negativně ovlivňuje cyklus fosforu? (Zamyslete se nad vlivem zemědělství, rybolovu, odlesňování, změnou biodiverzity vodních společenstev apod.) Jak by se dalo napravit zvýšené množství fosforu v oběhu? Skupina E - Cyklus síry Zdroj 1 Síra se uvolňuje do atmosféry v rámci tří přirozených biogeochemických procesů: 1. při vytváření mořských aerosolů 2. při vulkanické činnosti (relativně málo) 3. při anaerobní respiraci bakterií redukujících sírany Sirné bakterie uvolňují ze společenstev slatin, močálů a mořských slapových mělčin redukované sloučeniny síry, zejména H 2 S. Zpětný tok z atmosféry zahrnuje oxidaci sloučenin síry na síranové ionty, které se na pevninu vracejí ve vlhkých srážkách i suchém spadu. Polovina síry odplavované z pevniny do řek a jezer pochází ze zvětrávajících hornin, zbytek přichází do vody z atmosféry. Cestou do oceánu je část síry přijata rostlinami a vstoupí do potravních řetězců. Po nějaké době přejde do rozkladného cyklu a je opět k dispozici rostlinám. Ve srovnání s dusíkem či fosforem vstupuje však do vnitřních koloběhů suchozemských a vodních společenstev mnohem menší část celkového toku síry. A konečně síra se neustále ztrácí do oceánských sedimentů, např. při přeměně H 2 S reakcí se železem na sulfid železnatý, který zbarvuje černě mořské sedimenty. 5

Zdroj 2 Do rostlin vstupuje síra v podobě síranů. Ty se do půdy dostávají jednak z odumřelých organismů působením bakterií (přes H 2 S) a jednak oxidací SO 2 z imisí (průmysl, spalovací procesy, sopky atd.). Do ovzduší se dostává i H 2 S, který je oxidován na SO 2 a dále na síranové ionty. 6 Zdroj 3 Síra je ve formě sloučenin obsažena především v sedimentech. Rostliny ji využívají ve formě siřičitanů. Bývá součástí bílkovin, z nichž je při rozkladných procesech působením bakterií uvolňována v podobě sirovodíku. Ten je na vzduchu oxidován bakteriemi na oxidy a později ve formě síranů se dostává deštěm do půdy a odtud opět do těl organismů. Specializované fotosyntetické sirné bakterie mohou využívat sirovodík jako zdroj elektronů a iontů vodíku místo vody; vázán je oxid uhličitý za vzniku sacharidů, vody a síry. Síra se ukládá do sedimentů. Do ovzduší se dostává nadměrné množství oxidů síry při spalování fosilních paliv (uhlí, ropy, zemního plynu). 3 Zdroj 4 Podobně jako u dusíku hrají v koloběhu síry významnou roli mikroorganismy. Sirovodík (H 2 S) bývá konečným produktem mikrobiální činnosti, která probíhá zpravidla ve vodním prostředí nebo v mokřadech a bažinách a v omezené míře i v půdě. Mikroorganismy v oceánu vytvářejí složitější sloučeninu - dimetylsulfid (CH 3 SCH 3 ). Obě látky jsou nakonec v atmosféře převážně oxidovány až na oxid siřičitý (SO 2 ). Po další oxidaci a reakcích v atmosféře se jako součást srážek síra dostává zpět do půdy, kde je spolu s ostatními rozpustnými sírany vtažena do koloběhu a stává se součástí minerální výživy rostlin. V horninách a minerálech se síra vyskytuje i v podobě sirníků. 2 Otázka: Co narušuje oběh síry a jaké to má důsledky? Co se děje s oxidy síry v atmosféře? Jaký je vliv kyselých dešťů na rostliny?

2. VH - Prezentace učiva s pomocí výukového plakátu Pomůcky: zpracované plakáty, popř. další poznámky a pomůcky pro ústní prezentaci Postup: 1. S využitím plakátů v určeném čase (5-8 min.) jednotlivé skupiny vysvětlují svou část učební látky. 2. Žáci, kteří zrovna neprezentují, si dělají poznámky k probírané látce, vypracovávají odpovědi na otázky a současně hodnotí práci ostatních skupin do následujících formulářů. 3. U každého kritéria ohodnotí daný výkon body od 1 do 5, přičemž 5 bodů znamená "nejlépe splněno". Práci vlastní skupiny nehodnotí. Hodnotící formulář Skupina: Jména členů: Skupina: Jména členů: Kritéria Hodnocení Kritéria Hodnocení I. 1 2 3 4 5 I. 1 2 3 4 5 II. 1 2 3 4 5 II. 1 2 3 4 5 III. 1 2 3 4 5 III. 1 2 3 4 5 IV. 1 2 3 4 5 IV. 1 2 3 4 5 Skupina: Jména členů: Celkem bodů: Skupina: Jména členů: Celkem bodů: Kritéria Hodnocení Kritéria Hodnocení I. 1 2 3 4 5 I. 1 2 3 4 5 II. 1 2 3 4 5 II. 1 2 3 4 5 III. 1 2 3 4 5 III. 1 2 3 4 5 IV. 1 2 3 4 5 IV. 1 2 3 4 5 Celkem bodů: Celkem bodů:

Reflexe Jak se vám spolupracovalo s ostatními členy vašeho týmu? Rozdělili jste si práci rovnoměrně, nebo se někteří podíleli na výsledku větší měrou? Co nového jste si při práci uvědomili?