2023年人教版《初中生物 八年级上册》教师用书 (90页)

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2023年人教版《初中生物 八年级上册》教师用书 (90页)
TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc322353219" 《义务教育课程标准实验教科书 生物学 八年级 上册》简介 3
HYPERLINK \l "_Toc322353220" 第五单元 生物圈中的其他生物 9
HYPERLINK \l "_Toc322353221" 第一章 各种环境中的动物 10
HYPERLINK \l "_Toc322353222" 第一节 水中生活的动物 10
HYPERLINK \l "_Toc322353223" 第二节 陆地生活的动物 19
HYPERLINK \l "_Toc322353224" 第三节 空中飞行的动物 25
HYPERLINK \l "_Toc322353225" 第二章 动物的运动和行为 32
HYPERLINK \l "_Toc322353226" 第一节 动物的运动 33
HYPERLINK \l "_Toc322353227" 第二节 先天性行为和学习行为 36
HYPERLINK \l "_Toc322353228" 第三节 社会行为 42
HYPERLINK \l "_Toc322353229" 第三章 动物在生物圈中的作用 45
HYPERLINK \l "_Toc322353230" 第一节 动物在自然界中的作用 46
HYPERLINK \l "_Toc322353231" 第二节 动物与人类生活的关系 49
HYPERLINK \l "_Toc322353232" 第四章 分布广泛的细菌和真菌 53
HYPERLINK \l "_Toc322353233" 第一节 细菌和真菌的分布 54
HYPERLINK \l "_Toc322353234" 第二节 细菌 56
HYPERLINK \l "_Toc322353235" 第三节 真菌 59
HYPERLINK \l "_Toc322353236" 第五章 细菌和真菌在生物圈中的作用 67
HYPERLINK \l "_Toc322353237" 第一节 细菌和真菌在自然界中的作用 68
HYPERLINK \l "_Toc322353238" 第二节 人类对细菌和真菌的利用 72
HYPERLINK \l "_Toc322353239" 第六单元 生物的多样性及其保护 75
HYPERLINK \l "_Toc322353240" 第一章 根据生物的特征进行分类 76
HYPERLINK \l "_Toc322353241" 第一节 尝试对生物进行分类 77
HYPERLINK \l "_Toc322353242" 第二节 从种到界 81
HYPERLINK \l "_Toc322353243" 第二章 认识生物的多样性 83
HYPERLINK \l "_Toc322353244" 第三章 保护生物的多样性 87
《义务教育课程标准实验教科书 生物学 八年级 上册》简介
根据教育部制订的《基础教育课程改革纲要》和《义务教育生物课程标准(实验稿)》,我们编写了《义务教育课程标准实验教科书生物学八年级上册》,供义务教育阶段八年级第一学期使用。为了使大家更好地了解和使用本册教材,现将本册教材的编写情况作以下说明。
编写指导思想和原则
同七年级上、下册一样,本册教材的编写遵循了这套书共同的编写指导思想和原则。
1.编写指导思想
以全面提高学生的科学素养为宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,以促进学生转变学习方式──变被动接受式学习为主动探究式学习为突破口,使教材符合学生发展的需要和社会需求,反映生物科学的新进展及其在社会中的广泛应用。
2.编写原则
(1)把握基础性,体现先进性。(2)有利于学生主动学习、自主探究。(3)突出科学探究能力的培养。(4)重视科学态度、科学方法和科学价值观的教育。(5)渗透STS教育思想。(6)广泛联系学生的生活经验和知识基础。(7)加强启发性和可读性。(8)具有弹性。
知识体系的构建
本册包括两个单元:第五单元“生物圈中的其他生物”,第六单元“生物的多样性及其保护”。
1.总体框架
教材编写的直接依据是课程标准。课程标准中与本册相对应的内容涉及三个一级主题:
“六、动物的运动和行为”在教材中列为第五单元第一章和第二章。“八、生物的多样性”中,动物的类群、细菌、真菌及其与人类的关系,安排在第五单元;生物的分类和保护生物多样性的重要意义等,安排在第六单元。“九、生物技术”中,“举例说出发酵技术在食品制作中的作用”、“说明食品的腐败原因”和“运用食品保鲜的一般方法”安排在第五单元第五章。
在“生物的多样性”这个一级主题中,病毒的主要特征以及与人类的关系、“概述植物(如藻类植物、蕨类植物、种子植物等)的主要特征以及与人类生活的关系”,已经安排在七年级上册;“生命的起源和生物进化”的内容将安排在八年级下册。“九、生物技术”中“现代生物技术”的内容,在七年级上册和本册有多处提及,在八年级下册还将有更为详细的介绍。
由此可见,教材内容的选择是以课程标准为依据的,但是,这些内容在本册书中呈现出的体系,则与课程标准中具体内容标准的排列顺序有明显差别。之所以这样处理,主要是考虑到学生的认识规律,即力求“实现学科内在逻辑与学生认识逻辑的统一”(见课程标准的“教材编写建议”)。比如,课程标准中关于生物多样性的内容较多,包括生物的各大类群及其与人类的关系、生物的分类方法和生物多样性的保护等。这些内容如果集中在教材的某一个单元,势必十分庞杂。将各大类群的内容罗列铺陈,就又回到传统教材的老路上,学生很可能不厌其烦,这是其一;将各类群内容集中介绍,只能概述它们的主要特征及其与人类的关系,关于它们在生物圈中的作用以及与环境的相互关系,则难以展开,因而不能充分体现课程标准突出人与生物圈的思路,这是其二;如果这样做的话,“生物圈中的绿色植物”等单元则只能讲各类群的共性,如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用以及绿色植物在生物圈中的作用等,而对生物圈中有哪些绿色植物不做介绍,这不符合从具体到抽象、从特殊到一般的认识规律,这是其三。考虑到以上原因,教材在第三单元“生物圈中的绿色植物”和第五单元“生物圈中的其他生物”中,分别安排了绿色植物的类群、动物的类群和细菌、真菌等内容。在这些内容中,主要介绍了类群的主要特征、与人类的关系和在自然界中的作用。
通过前五个单元的学习,学生对生物界的概貌有了较全面的了解,对生物的各个类群也有了许多感性认识,在此基础上安排第六单元《生物多样性及其保护》,具有承上启下的作用:学生已经了解了植物、动物以及细菌和真菌等主要类群的特征,这就为学习生物的分类打下了一定的基础;学生对生物种类及生境的多样性已经有不少感性认识,但对于生物多样性的内涵、重要意义及人类应当采取的对策,尚需进一步抽象、概括和深入探讨,因此,教材在第六单元的后两章安排了认识生物的多样性和保护生物的多样性等内容。生物多样性是如何形成的呢 是长期进化的结果,而生物进化的过程实质上是生物的遗传、变异特性与环境的选择相互作用的过程,这些内容将安排在八年级下册第七单元《生命在生物圈中的延续和发展》中。
2.具体内容的处理
第五单元包括动物和细菌、真菌两大部分内容。关于动物部分,教材改变了长期以来按进化顺序逐门逐纲讲述各类群形态结构和生理功能的做法,而是与第三单元“生物圈中的绿色植物”的处理思路一脉相承,先探讨生物圈中有哪些动物,它们分别有哪些与各自环境相适应的特征,再探讨它们在自然界中的作用以及与人类的关系(图1)。为了便于学生探究动物的主要类群对环境的适应性特征,强化动物与环境紧密联系的认识,同时避免按门纲罗列介绍的做法,教材安排了“水中生活的动物”、“陆上生活的动物”和“空中飞行的动物”三节。“水中生活的动物”重点探究鱼适应水中生活的特点;“陆上生活的动物”重点探究蚯蚓和家兔适应陆上生活的特点;“空中飞行的动物”重点探究鸟和昆虫适应空中飞行的特点,这样似能较好地体现课程标准关于动物的类群重点阐述环节动物、节肢动物、鱼类、鸟类和哺乳类的要求。关于其他动物的类群,教材则在相应的节中简单介绍。考虑到人体结构和生理的内容已在第四单元讲述,本单元关于动物的结构和生理的内容做了较大幅度的简化,以避免重复。
将动物的运动和行为一并安排在第五单元第二章,主要是出于三点考虑:一是在第一章已经介绍了动物的各种运动方式及其适应意义,这为介绍运动的结构基础和行为都奠定了基础;二是动物的行为大多是通过运动来完成的;三是动物在自然界中的作用及其与人类的关系,都与它们的行为有密切的联系,这一章可以为第三章“动物在生物圈中的作用”打基础。
关于细菌和真菌,教材内容既包括课程标准中规定的“细菌和真菌的主要特征以及与人类的关系”,又包括课程标准中“日常生活中的生物技术”的内容。说到细菌和真菌与人类的关系,必然要说到发酵食品的制作等日常生活中常用的生物技术,因此,将课程标准中这两项内容合在一起,应当说是顺理成章的。此外,本单元第四章标题定为“分布广泛的细菌和真菌”,将“细菌和真菌的分布”作为第一节,还安排了第五章“细菌和真菌在生物圈中的作用”的内容,这些内容尽管与具体内容标准并非一一对应,却都是为了更好地体现课程标准突出人与生物圈的思路。
第六单元是《生物的多样性及其保护》,包括生物的分类、生物多样性的概念、现状及保护对策等。
关于生物的分类,课程标准中具体内容标准的表述是:“尝试根据一定的特征对生物进行分类”。既是尝试,就意味着不需要完全掌握。因此,教材中并未全面而系统地介绍生物分类的方法,而是通过活动让学生体验生物的分类是根据不同生物的特征上的相似程度来进行的,并以马为例介绍了从种到界的分类等级和分类的基本单位。从义务教育的培养目标来看,这样处理也较为适切。因为绝大多数学生将来并不从事生物学专业工作,对他们来说,重要的不是掌握生物分类的具体知识和技能,而是分类的思想方法。
关于生物多样性及其保护,课程标准中具体内容标准的表述是:“说明保护生物多样性的重要意义”。考虑到生物多样性已经成为全社会关注的热点问题,具有保护生物多样性意识,应当成为现代社会公民素养的重要组成部分,以及中国是《生物多样性公约》的缔约国等原因,教材从生物种类的多样性、基因的多样性、生态系统的多样性三个方面来阐述生物多样性的内涵,以期使学生对保护生物多样性的意义和对策有更深入的认识。
科学探究活动的安排
倡导探究性学习是生物课程标准的重要理念之一。设计并安排好科学探究活动,是教材贯彻落实这一课程理念的关键所在。在总结前两册经验的基础上,本册教材继续加大科学探究的力度,并注意安排合理的梯度。
从数量和类型上看,八年级上册共有探究活动41个;有关探究活动的栏目类型包括“观察与思考”、“资料分析”、“探究”、“实验”、“演示实验”、“调查”、“模拟制作”、“制作”、“技能训练”、“角色扮演”、“课外实践”等(详见附表一)。
本册有“探究”6个。鉴于在前两册书已学习过探究的基本方法,本册的探究活动的设计给予了学生更大的自主性,不少探究活动都是引导学生自己提出问题、作出假设,并自主制定探究计划。例如,关于鱼鳍的作用的探究、不同环境中的细菌和真菌的探究、动物的学习行为和通讯的探究等。考虑到七年级下册在帮助学生自主提出问题、作出假设等方面,已经通过模拟讨论情景等方式给予不少提示和引导,本册对提出问题、作出假设这两个环节不再以模拟讨论情景的方式作为重点,而是仅提供背景材料。在对探究活动的引导上,本册重在探究方案的设计。对于难度较大的探究活动,给出了较详细的提示,或者通过模拟讨论情景等方式进行引导。如关于鱼鳍的作用的探究、不同环境中的细菌和真菌的探究等。
探究活动的设计有一定的梯度。七年级下册的探究活动在动手能力和实验设计能力上要求相对较低,探究需要持续的时间较短;在科学探究技能上,除了训练学生提出问题、作出假设等一般过程技能外,尤为侧重通过测量获取数据、设计表格记录和整理数据的技能。八年级上册在动手能力和实验设计能力上要求较高,如探究鱼鳍的作用、检测不同环境中的细菌和真菌等,有些探究需要持续较长时间,如探究动物的学习行为;在技能训练方面,也有意安排了设计实验、评价实验方案的训练项目,而设计和评价的要求都是属于较高层次的。
在重视培养学生的科学探究能力的同时,本册教材还特别重视培养学生的实践能力。正文中安排了“饲养和观察蚯蚓”、“调查动物在人们生活中的作用”、“检测不同环境中的细菌和真菌”、“制作甜酒”等实践性较强的活动,在“课外实践”栏目中安排了“饲养金鱼”、“饲养家兔”、“参观食用菌养殖场或自己动手养殖食用菌”、“制作发酵食品”、“设计并安放人工鸟巢或饲养台”等活动。
在科学方法方面,本册教材在七年级下册基础上进一步扩展。七年级下册重在结合具体探究内容,引导学生领悟科学探究的一般方法,如是否需要作出假设、如何作假设、设置重复组以消除误差、用工具测量的必要性、五点取样法等。八年级上册除介绍科学探究的一般方法如模拟实验法以外,还介绍了学科内的特殊方法,如生物分类的方法、微生物培养的方法等。
为了培养学生收集和处理信息的能力,教材在正文或练习中,还安排了不少与此有关的活动,鼓励学生通过各种途径收集信息,包括通过网络媒体收集信息。比如,在“动物在生物圈中的作用”一章的引言中将《寂静的春天》一书的封面作插图;资料分析中将有关剪报作插图;在关于保护中华鲟的练习题中,提出上网查寻有关信息的建议,并配以有关网页的页面等。
情感、态度和价值观的渗透
提高生物科学素养是课程标准的重要理念之一,而理解科学、技术与社会的相互关系正是科学素养的重要组成部分。同七年级上册和下册一样,这两册教材重视反映科学、技术和社会的相互关系,渗透人文精神。八年级上册设有“科学·技术·社会”4篇,“科学家的故事”2篇,“与生物学有关的职业”1篇,“生物学与艺术”1篇,“生物学与文学”1篇(详见附表二)。
本册教材对情感、态度和价值观的渗透主要侧重在以下几个方面:
1.生物多样性的价值
只有深入认识生物多样性的价值,才能更好地树立人与自然和谐发展的观点。如何看待生物的价值,人们往往从人类中心主义的价值观出发,将生物分成有益的和有害的,肯定有益生物的价值,否定有害生物的价值。其实从生态学观点来看,即使地球上没有人类(生物圈中没有人类的时间远比有人类的时间长),每种生物对生物圈的存在和发展也都有着独特的贡献,具有独立的价值。在生物多样性锐减、生态环境问题日益突出的今天,人类中心主义的价值观越来越暴露出其过于功利、短视和偏狭的局限性,不利于人类社会的可持续发展。
本册在前两册教材的基础上,注意引导学生深入思考生物多样性的价值。在第五单元的引言中(也是本册开篇第一段文字),就从七年级上册已经介绍过的“生物圈Ⅱ号”实验说起,引导学生分析生物圈中物种多样性的价值。第五单元中“动物在自然界中的作用”、“细菌和真菌在自然界中的作用”等节,引导学生从种间关系和生态系统的层次认识动物、细菌和真菌在生物圈中的价值;在“人类对细菌和真菌的利用”一节,则引导辩证地认识细菌和真菌对人类的价值,避免非益即害、非害即益的片面性。第六单元“生物多样性及其保护”则在前面认识物种多样性价值的基础上,侧重引导学生认识基因多样性和生态系统多样性的价值。
2.科学技术的价值
科学本身是探求自然界的奥秘,它在一定程度上满足人们对自然界的好奇心,丰富人们的精神世界,具有认识论价值。科学通过技术转化为人们改进生产和生活方式的手段,发展生产力,促进社会物质文明的进步,又具有实践价值。科学技术在促进人类进步的同时,往往带来人们预想不到的负面影响,因此,其实践价值就相当于一枚硬币的正反两面,具有两面性。此外,尽管社会在走向科技化,科技也在社会化,但是,科学始终不是万能的,人类社会面临的所有问题,并非都能依靠科学来解决。本册教材通过具体教学内容,试图使学生对科学的价值形成以上认识。比如,在“细菌”一节,首先介绍了细菌的发现,从科学家观察到细菌的存在,到发现细菌的发生,再到巴氏消毒法及防止术后感染方法的发明,说明细菌的发现在认识和实践上的价值。生物技术与“蓝色革命”、动物与生物反应器、动物与仿生、以菌治虫等内容,充分体现了科学技术在实践上的正面价值。“抗生素今昔”这篇阅读材料,既介绍了抗生素的发现及其在医疗上的巨大价值,也指出滥用抗生素带来的后果,并让学生思考:“读了这篇短文,你对科学、技术和社会的关系有什么新的认识 ”“保护生物的多样性”一章的角色扮演活动“辩论和协商怎样保护白头叶猴”,让学生代表不同利益或立场的社会角色,讨论野生动物保护问题,使学生有机会认识到解决这类问题仅靠科学技术是不够的。
3.其他方面
本册对情感、态度和价值观的渗透还包括其他许多方面。比如《动物的学习行为》一节的练习题联系学生的学习态度;两篇“科学家的故事”都介绍科学家热爱科学、献身科学的精神;通过介绍我国生物种类的丰富多样,激发学生的民族自豪感;通过“生物学与文学”和“生物学与艺术”栏目,培养学生的审美情趣,等等。
本书在内容的呈现方式上与前两册基本相同,主旨是有利于学生进行探究性学习,具有较大的开放性和可塑性,同时也考虑到便利教学。
附表:
附表一 科学探究活动分类表
活动类别 活动内容 在教科书中的位置
观察与思考 观察鱼的外形与游泳
观察鱼的呼吸与鳃的外形
观察兔的外形、运动和牙齿
观察各种昆虫的翅
观察哺乳动物的骨骼和肌肉
观察细菌的结构
观察青霉和曲霉的形态
观察分解者在物质循环中作用的图示
观察食物保存的图片
观察植物分类的图表
观察动物分类的图片 第五单元第一章第一节第3页
第五单元第一章第一节第7页
第五单元第一章第二节第16页
第五单元第一章第三节第24页
第五单元第二章第一节第28页
第五单元第四章第二节第60页
第五单元第四章第三节第62页
第五单元第五章第一节第66页
第五单元第五章第二节第73页
第六单元第一章第一节第81页
第六单元第一章第一节第82页
资料分析 分析动物行为的资料
分析动物与生态平衡的关系
分析动物与生物反应器的资料
分析动物和植物多样性的资料
分析生物多样性锐减的资料 第五单元第二章第二节第32页
第五单元第三章第一节第44页
第五单元第三章第二节第50页
第六单元第二章第90页
第六单元第三章第95页
探究 探究鳍在游泳中的作用
探究鸟适于飞行的特点
探究菜青虫的取食行为
探究动物的绕道取食行为
探究蚂蚁的通讯
检测不同环境中的细菌和真菌 第五单元第一章第一节第4页
第五单元第一章第三节第21页
第五单元第二章第二节第34页
第五单元第二章第二节第35页
第五单元第二章第三节第39页
第五单元第四章第一节第56页
实验 饲养和观察蚯蚓 第五单元第一章第二节第14页
演示实验 发酵现象 第五单元第二章第二节第71页
调查 调查动物在人们生活中的作用 第五单元第三章第二节第48页
模拟制作 制作肌肉牵动骨运动的模型 第五单元第二章第一节第31页
制作 制作孢子印
制作甜酒 第五单元第四章第三节第64页
第五单元第五章第二节第72页
角色扮演 辩论和协商怎样保护白头叶猴 第六单元第三章第97页
课外实践 饲养小鱼
饲养家兔
参观食用菌养殖场或自己动手养殖食用菌
制作发酵食品
设计并安放人工鸟巢或饲养台 第五单元第一章第一节第11页
第五单元第一章第二节第19页
第五单元第四章第三节第65页
第五单元第五章第二节第76页
第六单元第三章第99页
技能训练 综合和概括
作出假设,设计实验
收集资料
计算(细菌数目)
评价实验方案
分类
推测 第五单元第一章第三节第26页
第五单元第二章第三节第41页
第五单元第三章第二节第52页
第五单元第四章第二节第61页
第五单元第五章第一节第69页
第六单元第一章第一节第83页
第五单元第三章第98页
附表二 课外阅读资料分类表
资料类别 资料名称 在教科书中的位置
科学技术社会 生物技术与“蓝色革命”
生物防治
以菌治虫
抗生素今昔 第五单元第一章第一节第11页
第五单元第三章第一节第47页
第五单元第五章第一节第70页
第五单元第五章第二节第76页
与生物学有关的职业 养殖专业户 第五单元第三章第二节第53页
科学家的故事 珍妮·古多尔和黑猩猩交朋友
林奈和双名法 第五单元第二章第三节第42页
第六单元第一章第二节第89页
生物学与艺术 动物与造型艺术 第五单元第一章第三节第27页
生物学与文学 借动物以言志 第五单元第三章第二节第54页
附表三 本册教科书教学参考课时数(27课时)

教学内容 参考课时数
第五单 元生物圈中的其他生物 21
第一章 各种环境中的动物 7
第一节水中生活的动物 2
第二节 陆地生活的动物 3
第三节 空中飞行的动物 2
第二章 动物的运动和行为 5
第一节 动物的运动 1
第二节 先天性行为和学习行为 2
第三节 社会行为 2
第三章 动物在生物圈中的作用 2
第一节 动物在自然界中的作用 1
第二节 动物与人类生活的关系 1
第四章 分布广泛的细菌和真菌 4
第一节 细菌和真菌的分布 2
第二节 细菌 1
第三节 真菌 1
第五章 细菌和真菌在生物圈中的作用 3
第一节 细菌和真菌在自然界中的作用 1
第二节 人类对细菌和真菌的利用 2
第六单元 生物的多样性及其保护 6
第一章 根据生物的特征进行分类 3
第一节 尝试对生物进行分类 2
第二节 从种到界 1
第二章 认识生物的多样性 1
第三章 保护生物的多样性 2
第五单元 生物圈中的其他生物
单 元 说 明
本单元知识内容共分五章。第一章“各种环境中的动物”主要是通过学生的活动,来探讨水中、陆地和空中动物的主要类群,它们与各自环境相适应的特征,以及保护动物栖息环境的重要性。第二章“动物的运动和行为”是在学生认识了动物的各种运动方式的基础上,通过探究活动来认识运动的机理,认识动物行为产生的原因,动物行为对生物个体和群体生存的意义以及对生存环境的影响,为探讨第三章“动物在生物圈中的作用”打下基础。第四章和第五章的知识内容,主要介绍了细菌和真菌的主要特征、与人类的关系,以及细菌和真菌在生物圈中的作用。
本单元从生物圈的角度简要介绍了动物的类群。在教材的编排方式上改变了以往教材过分强调学科体系完整性的倾向,没有像原教材那样从进化的角度依次列举各门类的动物,而是以重点动物为例(如鱼、蚯蚓、家兔、昆虫和鸟等)来探究动物在形态、结构与生理功能上与其环境相适应的特点。
本单元的另一特点是探究活动的内容和方式丰富多彩,共设计34项探究活动。其突出的特点是:(1)加强了学生探究活动的自主性和选择性,如“鳍在游泳中的作用”、“菜青虫的取食行为”、“检测不同环境中的细菌和真菌”等探究活动均需要学生自主提出问题、作出假设、设计实验方案等,教材只是作了重点提示,旨在给学生留有充分的思维空间。(2)探究活动的内容与生活实践紧密相联系,以利于对学生实践能力的培养,如“饲养家兔”、“制作甜酒”、“探究蚂蚁的通讯”等活动的内容不仅使学生感兴趣,而且对学生动手操作的能力要求也较高。(3)加大了技能训练的难度。本单元的“技能训练”内容增加了“综合和概括”、“设计和评价实验方案”等训练项目,利于培养学生的多种能力。(4)注重科学方法的教育,在内容上不仅包含科学探究的一般方法,还增设了微生物培养的方法、模拟实验的方法等。
通过本单元的教学活动,应使学生主要在以下几方面得到发展:
认识动物都有与各自环境和生活习性相适应的形态结构特点。根据这些形态结构特点,可以将动物分为不同的类群;理解动物的运动依赖于一定的结构基础;通过分析动物的行为,区别动物的先天性行为和学习行为,并且理解动物的先天性行为是由遗传基础决定的,而动物的学习行为是在生活过程中习得的。
通过了解细菌和真菌相似的营养方式,不同的结构和繁殖方式,从而认识细菌和真菌的特征。
通过观察、调查、收集、实验、模拟等方法,体验科学探究活动,在活动中提高动手操作能力,发展创新能力和实践能力;通过讨论和开放性练习题培养发散思维的能力;形成爱护动物的情感,提高保护动物栖息环境的意识,学会用辩证的观点看待动物、细菌和真菌在自然界的作用以及与人类的关系,建立生物与环境和谐统一的观点;认识生物科学与技术对人类生活和社会发展的作用。
第一章 各种环境中的动物
本 章 提 示
在生物圈中,动物是最活跃、活动范围最广的一类生物。本章内容的处理思路是突出动物与环境的关系。因此,内容安排改变了以往的按进化顺序逐门逐纲地讲述各类群动物的形态结构和生理的做法,而是按照生物圈的环境特点,从“水中生活的动物”、“陆地生活的动物”和“空中飞行的动物”来探究各类动物与各自环境相适应的特点。这样做的另一个意图是,减少知识的分量,为学生主动探究提供时间和空间。
教材在本章具体内容的处理上,有以下几点需要说明:(1)由于学生在第四单元中已学习了人体结构和生理的内容,所以本章对动物的结构和生理的内容做了较大的简化。(2)侧重从生物与环境的关系出发探究各类群动物的主要特征,探讨它们在生物圈中的作用及与人类的关系。(3)教材虽然从水中、陆地和空中三大环境来探究动物的主要类群,如鱼类、环节动物和哺乳类、节肢动物和鸟类等。但对其他门类的动物,如腔肠动物、软体动物、甲壳动物、两栖动物等也相应的在各节中做了简单的介绍。教材之所以这样介绍,既是让学生对这些类群有大致了解,也是为学生学习有关进化的内容奠定一些必要的基础。
此外,应该注意的是生物圈中的许多动物的活动范围往往并不局限于特定的环境中,而是跨越多种环境,教材对此做了说明,以防止学生对知识的理解绝对化。
本章探究活动的内容多,形式多样化,包括有4个“观察与思考”、2个探究、1个实验、2个课外实践、1个技能训练,安排这些活动的目的是通过学生的活动来获取知识,学会科学研究的方法,发展创新意识,提高实践能力。同时使学生在活动中,建立生物与环境相统一的观点。
  第一节 水中生活的动物
一、教学目标
1.了解水生无脊椎动物的常见类型。
2.探究鱼类的运动和呼吸的方式,并概述鱼类的主要特征。
3.说明水生动物适于水中生活的特点。
4.关注水生动物的生存环境。
二、教学策略
本节的教学重点是探究鱼类适应水中生活的特点。在教学活动中,教师应引导学生通过两个“观察与思考”、一个“探究”实验、一个课外实践等活动,来认识鱼类在水中是如何运动、呼吸的,从而总结出鱼类适于水中生活的主要特征。
在教学中,教师可以从创设问题情境入手,使学生通过观看各种水生动物的图片或录像片,对众多的水生动物有一个直观感性认识,在此基础上,引导学生思考:“如果陆生动物(包括人类)到水中生活会遇到哪些问题 ”“鱼类等水生动物是如何解决这些问题的 ”这样不仅可以提高学生的兴趣,还可以引导学生进行有目的探究活动,同时培养学生发现问题、提出问题的意识。
在组织第一个“观察与思考”的活动中,教师应注意以两点。(1)使学生明确活动的目的要求,学会由整体到局部,由单一变量到若干个变量的有序的观察方法,以及作观察记录的方法。首先让学生观察和描述鱼体的外形特征,分析这些特征对鱼类适应水中生活的意义,然后引导学生观察鱼在游泳时每一种鳍是如何运动的,思考它们对鱼的运动分别起什么作用,并观察鱼在完成某一种运动时各种鳍是如何相互配合的。(2)引导学生正确地判断观察的结果与得出的结论之间是否具有逻辑性;认清通过观察活动解决了哪些问题,哪些结论只是推论,还有待于实验验证,从中培养学生实事求是的科学态度,为“探究”打下基础。
有关“探究”实验,首先是引导学生制定可行的探究活动方案。在制定并实施探究方案时,教师应提供多种可供选择的材料和用具。在引导和参与学生的探究活动时应注意以下几点。(1)在有条件的地方,鼓励学生设计多种方案。在没有条件的地方,应根据当地的实际情况进行选择,如在很难找到活鱼的地区,可以用模拟探究的方法。(2)在学生实验前应做好充分准备。对实验材料用具的选择是实验成败的关键,如对鱼体大小的选择,捆绑鱼体的夹板和线绳的选择等。经实践证明鱼体大小以6~10 cm长为宜,捆绑鱼鳍用纱布较佳,捆绑尾鳍用轻且不易滑脱的材质为宜,如用轻的木片、塑料片等。要鼓励学生自行完成探究实验,培养学生动手能力。(3)在实验探究鳍对鱼运动的作用时,应引导学生想办法只对单一因素进行观察,而限制其他因素的干扰,即分别探讨某一种鳍对鱼的作用,并作好实验记录。
关于第二个“观察与思考”──鱼的呼吸,首先让学生观察鱼的口和鳃盖后缘的开闭有何规律,想一想为什么它们不同时开(或闭)。然后让学生通过实验观察墨汁(或墨水)是如何从鱼的口流入鳃,再由鳃盖后缘流出的。在做此实验时,玻璃缸中水的深度以刚没及鱼体为宜,这样利于将吸管放置在鱼口的前方。为使学生更好地理解鳃是水生生物的呼吸器官,在学生观察鱼鳃的颜色和鳃丝的形状后,最好让学生观察鳃丝在水中的舒展状况和离开水后鳃丝粘贴在一起的现象,以充分理解鳃的结构特点有利于扩大鳃与水的接触面积。有条件的话,可以做演示实验,观察流经鱼鳃后的水能使BTB液的颜色发生变化的现象(详见背景资料)。
有关其他水生动物的教学可采用两种方法。(1)在本节教学的开始,让学生通过观看录像片来认识水生动物的主要类群,概述它们最基本的特征。(2)在学习完鱼类后,让学生描述他们熟知的其他水生动物,最好让学生能说出各种水生动物适于水中生活的特点。以此调动学生学习的积极性,帮助学生了解动物适应环境的多样性。
关于水域环境保护的内容,教师除用录像带、光盘等媒体展示人类活动使水域环境遭受破坏的情况外,有条件的地区还可以组织学生观察当地水生动物生活的环境和状况,培养学生关爱动物的情感。
三、参考答案
观察与思考
1.鱼游泳时,主要靠身体躯干部和尾鳍的左右摆动击动水流产生前进的动力,其他鱼鳍起辅助作用。鱼在运动时,胸鳍、腹鳍和背鳍都有维持鱼体的平衡的作用,尾鳍有决定鱼运动方向的作用。
2.不能。因为各种鳍往往同时运动,仅靠自然状态下直接观察很难分辨出各种鳍分别起什么作用。
探究
1.通过实验可以得出以下结论:(1)将鱼的胸鳍或腹鳍捆绑固定后,鱼体左右摇摆不定,不能掌握平衡,可见胸鳍或腹鳍起平衡的作用;胸鳍还有转换方向的作用。(2)当鱼的背鳍被捆绑后,鱼体会因失去平衡而侧翻,不能维持鱼体的直立状态,可见背鳍对鱼体的平衡起着关键的作用。(3)通过捆绑鱼的尾鳍或模拟实验,证明鱼的尾鳍可以产生前进的动力,同时还可以决定运动的方向。
2.不完全。自然界中大多数鱼类的运动主要靠躯体的左右摆动,击动水流,产生运动的动力,各种鳍在鱼的运动中起辅助作用。只有极少数的鱼,如海马只靠背鳍的摆动而向前运动。
3.当不能用直接实验法做实验时,可以用模拟实验代替实验法,即用模型代替实验对象进行实验,如科学家用模拟大气产生的条件做生命起源的实验;我国“神州三号”飞船用模拟宇航员做拟人试验等。与直接实验法相比,模拟实验的优点是:(1)可以解决不能或不便用直接实验方法解决的难题;(2)模拟实验是将模型的实验结果类推到实验对象,以揭示有关的事实或规律,这样可以提高效率,大大节约资源、资金和时间。模拟实验的缺点是:其研究结果易受模型的局限,得出的结论不一定完全可靠。一般来说模型与实验对象的相似程度越高,实验的效果越好。
观察与思考
1.水由鱼的口流入鳃,然后由鳃盖的后缘流出。在水流经鳃丝时,水中溶解的氧气进入鳃丝的血管中,而二氧化碳由鳃丝排放到水中,所以经鳃流出的水流与由口流入的水流相比,氧气的含量减少,二氧化碳的含量增高。
2.鱼的鳃是鲜红的,内含有丰富的血管,并且每一片鳃由既多又细的鳃丝构成。当鳃在水中时,鳃丝展开,扩大了与水的接触面积,利于鱼在水中呼吸。当鱼离开水时,鳃丝则相互黏结在一起,几片鳃相互覆盖,减少了与空气接触的表面积,并且容易干燥,这样鱼不能从空气中得到足够的氧气,就会窒息而死亡。
练习
1.是。海马虽然是身体外形奇特,但是海马有鳍、用鳃呼吸,有由脊椎骨构成的脊柱,而且是终生生活在水中,由此可以判断海马属于鱼类。
2.在夜晚时,由于缺少阳光的照射,池塘中的藻类不能进行光合作用产生氧气,而且还要进行呼吸作用消耗大量的氧气。因此,在黎明时池塘水中含氧量最小。这时,鱼为了呼吸,便出现浮头,甚至跳出水面的现象,以便从空气中吸取氧气。天亮以后,由于池塘中的藻类可以进行光合作用,产生氧气,使池塘水中氧含量大大增加,这时,鱼可以从水中获得足够的氧,便停止了浮头现象。
3.不对。因为海洋的空间有限,资源有限,而且事实也证明,人类大量的开采海洋资源,已经造成部分海洋资源的枯竭和海洋生态环境的破坏。
4.因为鲸、海豚、海豹的体表没有鳞片、都不用鳃呼吸,而是用肺进行呼吸,而且具有体温恒定、胎生、哺乳等特点,因此属于哺乳动物。海龟也是用肺呼吸,而且不是终生生活在水中,属于爬行动物。海龟、鲸、海豚和海豹与鱼类一样,体内都有由脊椎骨构成的脊柱,属于脊椎动物,它们的四肢的外形呈鳍状,适于游泳。
5.提示:可以上网查询以下几方面有关中华鲟的信息。
(1)中华鲟的主要分布和生活习性。
(2)为什么说中华鲟是活化石
(3)为什么中华鲟被列为国家一级保护动物
(4)造成中华鲟数量减少的主要原因是什么
(5)为挽救中华鲟我国做了哪些工作,取得哪些成果
(6)为解决中华鲟目前所面临的危机,还需要做哪些工作
有关中华鲟的具体内容见“背景资料”。
四、背景资料
带鱼
带鱼属于鲈形目,带鱼科。身体侧扁,呈带状,尾细长如鞭。口大,下颌长于上颌,牙齿发达而锐利。背鳍长,几乎和背长相等,无腹鳍,鳞退化。全身呈银白色,体长可达1 m以上。带鱼为海洋中上层结群性的洄游鱼类,有明显的昼夜垂直移动现象,即白天下降到深层,夜间上升到表层。产卵期在5~6月。属凶猛性鱼类,主要吃鱼,有时还吃自己同类。分布于西北太平洋和印度洋。我国南北沿海均产,为重要经济鱼类之一。
最大的鱼──鲸鲨
鲨有许多种,其中个体最大的是鲸鲨。鲸鲨体长可达20 m,体重可达20 t,是世界上现存的最大的鱼类。它的身体灰褐色或青褐色,具有许多黄色斑点或横纹。它的口很宽大,几乎与头等宽,牙齿却很细小,上下颌各长有数百颗牙。它的鳃弓具有角质鳃耙,鳃耙分成许多小枝,交叉结成海绵状的“过滤器”。它一张开大口,海水与小生物便一起涌进口中,然后它闭上口,水就从鳃耙的缝隙中排出,而小生物就留在口中成了它的食物。它的食物有浮游生物和小鱼等。
鲸鲨分布于热带和温带海洋中,也洄游到我国近海。它的肝油可作机器油或制肥皂,皮可制革,肉、骨和内脏可制鱼粉。
鲳鱼
鲳鱼属于鲈形目,鲳科。体短而高,极侧扁,略呈菱形。头较小,吻圆,口小,牙细。成鱼腹鳍消失。尾鳍分叉颇深,下叶较长。体银白色,上部微呈青灰色。以甲壳类等为食。初夏游向内海产卵,为食用经济鱼类。我国沿海都产。
鳙鱼
鳙鱼又叫花鲢,属于鲤形目,鲤科,是著名的四大家鱼之一。身体侧扁较高,背面暗黑色,有不规则的小黑斑。头大,口中等大,眼在头的下半部。栖息在水的中上层,以细密的鳃耙滤食浮游生物。习性较和缓。四龄以上成熟,可人工繁殖。生长快,食饵易得,是我国主要淡水养殖鱼类之一。分布在全国各大水系。
鲢鱼
鲢鱼又叫白鲢,属于鲤形目,鲤科,是著名的四大家鱼之一。形态和鳙鱼相似,但体色较淡,银灰色,无斑纹。栖息在水的上层,以海绵状的鳃耙滤食浮游植物。习性活泼,善跳跃。三龄成熟,可人工繁殖。食饵易得,生长快,个体大,为我国主要的淡水养殖鱼类之一。分布在全国各大水系。
草鱼
草鱼又叫鲩,属于鲤形目,鲤科,是著名的四大家鱼之一。体长,青黄色,鳍灰色,鳞片边缘黑色。头宽平,无须。栖息在水的中下层和水草多的岸边。主食水草、芦苇等。三至四龄成熟,可人工繁殖。鱼苗易得,生长迅速,为我国主要淡水养殖鱼类之一。分布在我国各大水系。
青鱼
青鱼又叫黑鲩,属于鲤形目,鲤科,是著名的四大家鱼之一。身体上被有较大的圆鳞,体青黑色,鳍灰黑色。常栖息在水的底层,习性不活泼,主要吃螺蛳、蚬和小河蚌等底栖动物。生长迅速,个体大,是我国主要淡水养殖鱼类之一。分布在我国各大水系。
鲤鱼
鲤鱼属于鲤形目,鲤科。身体呈纺锤形,口位于头部前端,口角附近有小须两对。背部暗黑色,体侧暗黄,腹部灰白。生活在水域底层,平时游动缓慢。食性较杂。我国除西部高原外,各地淡水中都产。生长迅速,生活力强,在淡水渔业中占极重要的地位。
中华鲟
中华鲟是国家一级保护动物,为江海洄游性鱼类,最大个体可达500 kg以上,是长江中最大的鱼,故有“长江鱼王”之称。一般寿命可达30余年。
中华鲟主要生活于我国近海大陆架水域,繁殖时洄游于长江。我国珠江及闽江也有分布记录。被世界自然保护联盟(IUCN)列为濒危种。
中华鲟非常珍贵。它是一种稀有的“活化石”,最早出现在1.5亿年前的中生代。在分类地位上,中华鲟介于软骨鱼和硬骨鱼之间。它的骨骼为软骨,全身有坚硬的骨质鳞,属于软骨硬鳞鱼类。中华鲟在分类上占有极其重要的地位,是研究鱼类演化的重要参照物。
在长江葛洲坝水利枢纽修建前,中华鲟的产卵场位于长江上游干流和金沙江的下段。由于葛洲坝枢纽的阻隔,不能溯游到上游产卵场的中华鲟,在紧接葛洲坝下的宜昌长航船厂至万寿桥附近约7 km的江段上,形成了新的产卵场,面积大约330 km2。为了补偿葛洲坝工程对中华鲟的不利影响,我国在宜昌成立了中华鲟研究所,从1983年起每年向长江放流人工繁殖的幼鲟。但由于培育技术和养殖规模的限制,每年只能培育出长度为8~10 cm、重5 g的幼鲟万尾左右。
中华鲟的产卵期在10月中旬至11月上旬。当长江三峡工程完成后,10月份水库大量蓄水,这时,水库水位从145 m提高到175 m,使下泄流量显著减少,10月平均流量从建坝前的18 980 m3/s减少到11 090 m3/s,减少41%,这将使本来就不大的中华鲟宜昌产卵场的面积进一步缩小,使中华鲟的自然繁殖受到更为不利的影响。今后应加强对中华鲟的保护工作,对用于人工繁殖和科学试验的捕捞地点、时间和捕捞数量应严格限制,切实保护沿江和河口区的幼鲟生长,扩大中华鲟人工繁殖放流的规模。
鲫鱼的生活习性
鲫鱼分布的地区非常广泛,自亚寒带直到亚热带。我国除西部高原地区外,各地江、河、湖泊、池塘、水库、稻田和水渠中都有鲫鱼分布。就水域来讲,深水或浅水、流水或静水等不同水生环境中都有鲫鱼的踪迹,其中水草丛生的浅水湖汊和池塘中较多。鲫鱼的适应性很强,一般其他养殖鱼类不适宜的生活环境,它都能生长繁殖。
鲫鱼是杂食性鱼类,在我国南方的气候条件下,差不多全年都能摄食,但以三月份摄食的量最大。食物的主要成分,在动物方面有枝角类、苔藓虫、淡水壳菜、蚬、摇蚊幼虫和虾等;在水生植物方面有硅藻类、丝状藻类、水草的嫩叶、湖底腐败植物等,其中以植物的碎屑为主。
鱼眼
鱼眼通常位于头的两侧,大多没有眼睑,不能闭合。眼睛的水晶体呈圆球形,视觉调节靠晶状体位置的前后移动,而不是改变晶状体的凸度,因此,鱼眼是极端近视的。
鱼耳
鱼耳藏在头部两侧的骨头里,称为内耳。鲫鱼的内耳和高等脊椎动物的一样,也有收听声音和平衡身体这两种功能。但是,它的听觉范围很小,一般只能感受每秒340~690次振动的音波。鲫鱼的鳔和内耳之间有四块小骨,叫鳔骨,鳔骨能感觉到高频率的音波。所以,鲫鱼在水域中比较机警。
鱼鳃
鱼的呼吸系统是鳃。在头部两侧,分别有两块很大的鳃盖,鳃盖里面的空腔叫鳃腔。掀起鳃盖,可以看见在咽喉两侧各有四个鳃,每个鳃又分成两排鳃片,每排鳃片由许多鳃丝排列组成,每根鳃丝的两侧又生出许多细小的鳃小片。鱼在水中时,每个鳃片、鳃丝、鳃小片都完全张开,使鳃和水的接触面积扩大,增加摄取水中所溶解的氧的机会。在鳃小片中有微血管,这里的表皮很薄,当血液流过这里时就完成了气体交换:将带来的二氧化碳透过鳃小片的薄壁,送到水中;同时,吸取水中的氧,氧随血液循环输送到身体各部分去。由于口部和鳃盖的交替开闭,可以使水不断地由口进入口腔,经咽到达鳃腔,与鳃丝接触,然后由鳃孔排到外面,鱼类的呼吸作用就是在这个过程中完成的。
鱼的鳞片
鲫鱼除头部外,全身都覆有鳞片,而且排列得很规则,呈屋瓦状。一般在躯干部两侧的鳞片最大,腹面的较小。鲫鱼的鳞片属于圆鳞,由骨质构成,是真皮的衍生物。鳞片终生不再更替,上面有生长环,这是由于季节和营养条件不同而形成的。春夏两季,食物丰富,鳞片生长快,这个时期生成的生长环宽而厚;晚秋和冬季,食物稀少,生长慢,这个时期生成的生长环狭而薄。因此,每年都有环纹较宽和较狭的两部分,呈现出鳞片上的生长环。生长环的数目是每年增加的,根据生长环的数目,可以推断鱼的年龄,而且根据夏环的相对宽度,还可以推断鱼每年的营养状况。鉴别鱼龄,在鱼的合理捕捞上有一定的实践意义。
侧线
图2 侧线结构模式图
侧线是鱼类的一种特殊的感觉器官,从鱼体的外面可以看到。这就是在鱼体两侧的由许多小孔排列而成的线条(图2)。这些小孔称侧线管孔,小孔分布在一些鳞片上,小孔下面互相连通,形成长管,叫做侧线管。管中充满黏液,外界水流的刺激经过鳞片上的侧线管孔,传达到侧线管中的感觉细胞,可以产生兴奋,兴奋经神经传递给脑,就能产生水流感觉。鱼类通过侧线可以感知水压大小、水流方向、水流速度、水中物体的位置和其他各种变化。
鱼的运动方式
鱼在水中游泳时,主要是通过哪些部位的作用产生动力的
1.全身肌肉运动 这是鱼类运动的最普遍最重要的运动方式,即鱼类利用躯干和尾部肌肉的交替收缩,使身体左右扭动击动水流,鱼借助击水所产生的反作用力,将身体推向前进。例如,鳗鲡、带鱼的游泳就是典型的这种运动方式。
2.鳍的运动 鳍是鱼类特有的运动器官,在胸鳍、腹鳍、背鳍、臀鳍和尾鳍中,尾鳍对鱼运动的作用较大。它不仅可结合肌肉的活动使身体保持平衡,而且还能像舵一样控制着鱼的游泳方向。同时,鱼尾鳍的运动,也是配合全身肌肉运动,推进鱼体前进的动力之一。在自然界中,有极少数鱼完全依靠鳍进行运动,如海马的向前移动就完全是依靠背鳍的摆动来完成的。
3.鳃孔排水 即利用呼吸时由鳃孔喷出来的水流来运动。例如,仔细观察鱼在静止时,胸鳍不停的运动,其原因之一是用来抵消由鳃孔排水所引起的推进作用,以保证鱼能停留在某一个位置上。利用鳃孔排水的作用力辅助鱼运动的现象,一般在鱼体快速前进时,或鱼由静止状态转为运动状态时比较明显。
用BTB液验证流经鱼鳃后的水的成分变化
BTB液是溴麝香草酚蓝指示剂,短时间使用此指示剂对鱼无毒害作用。BTB遇CO2(实际上是BTB与H2CO3中的H+反应)后由蓝色变成黄色。
验证实验的具体操作步骤是:取甲、乙两只大烧杯,分别注入等量的清水,在两只烧杯中各滴入数滴0.1%的BTB液,使溶液呈蓝色。再取一条小鱼放入甲烧杯中。20~30 min后观察甲、乙两烧杯中水色的变化。在甲烧杯中由于小鱼呼吸作用释放出的CO2,使水中的BTB液由蓝色变为黄色,而乙烧杯中无颜色变化。
海蜇
海蜇属于腔肠动物门,钵水母纲。它是一种大型食用水母,早在一千六百多年前的晋代就已经开始食用。我国从辽东半岛直至广东沿海均有分布,海蜇是我国沿海渔业的重要捕捞对象。
图 3 海蜇
海蜇的身体可分为伞部和腕部。伞体隆起呈半球形,直径一般为300~500 mm,最大的可达1 m。伞体表面光滑,中胶层发达,厚且硬。生活状态时向上的一面称外伞面(反口面),朝下的一面为内伞面(口面)。体色变化较大,一般是青蓝色,有的是暗红色或黄褐色。伞的下面是根状的口腕,口腕愈合,把原有的口封闭,口腕的下部形成很多小孔,称为吸口(图3),海蜇靠吸口吸食海水中的藻类、原生动物、小型甲壳类等微小生物。海蜇触手上的刺细胞能放射毒液,可御敌捕食,人触之有疼的感觉。
珊瑚骨骼的形成
珊瑚虫纲的大多数种类具有骨骼。骨骼由外胚层细胞分泌形成。骨骼的成分为石灰质或角质。有的种类由外胚层的细胞移入中胶层中分泌骨针或骨片,由骨针或骨片愈合成中轴骨,如红珊瑚。有的种类的群体上的每一个个体的基盘与体壁外胚层都能分泌一个杯状的骨骼,杯的中央腔部为虫体的住所,如石珊瑚。石珊瑚骨骼不断地堆积,可以形成巨大的珊瑚礁、珊瑚岛。例如,太平洋的马绍尔群岛,我国南海的西沙群岛、南沙群岛,都是由造礁珊瑚的骨骼堆积形成的。
海葵
海葵属于腔肠动物门,珊瑚虫纲。海葵是我国各地海滨最常见的无脊椎动物,有绿海葵、黄海葵等。它的身体圆柱形,体表坚韧。海葵身体的上端有一个平的口盘,周围有许多中空的触手。身体下端是一个基盘,能够紧紧地固着在海中的物体上。海葵在水中不受惊扰时,触手伸张得像葵花,所以叫做海葵。若受惊扰时,整个口盘可以全部缩入消化腔中。海葵的基盘在物体上附着得很紧,用力把它从附着物上取下来时,它身体基部的一部分仍会碎留在附着物上。
海葵的食性很杂,食物包括软体动物、甲壳类和其他无脊椎动物甚至鱼类等。这些动物被海葵的刺丝麻痹之后,由触手捕捉后送入口中。在消化腔中由分泌的消化酶进行消化,养料由消化腔中的内胚层细胞吸收,不能消化的食物残渣由口排出。
软体动物门的分类
根据软体动物形态结构的不同,主要可以分成以下五个纲。
1.双神经纲 左右对称。头部不明显。常有贝壳八片,呈覆瓦状排列于背面。足块状。如石鳖等。
2.腹足纲 左右不对称。头部明显。螺壳是螺旋形的。足常位于腹侧。如田螺、蜗牛等。
3.掘足纲 左右对称。头部不明显。足圆柱形。贝壳为牛角形的两端开口的管。如角贝等。
4.瓣鳃纲 左右对称。无头部。足斧状。有左右两片贝壳。如河蚌、牡蛎等。
5.头足纲 左右对称。身体分头和胴(内脏)两部分。足的一部分成为条状的腕,一部分成为漏斗状体。贝壳为外壳,或内壳,或无。如乌贼、鱿鱼等。
人类活动与渔业资源
早在远古时代,人类就以渔为手段获取生活资料,将渔作为与猎同等重要的生存手段,因而在历史上并称为渔猎时期。早期的捕鱼工具简陋,对资源的影响不大。但随着经济的发展,管理不善,出现了对渔业资源以及其他生物资源和生物环境利用不当,甚至破坏的现象。
渔业资源不同于陆地生物资源,一般具有很大的流动性和集群性,在不同生活阶段密集于不同的空间位置,集群时容易遭到集群捕捞的破坏。随着渔船渔具渔法等的进步,捕捞效率大大提高,但是由于捕捞工具的发展失控,人们对资源合理利用的意识不强,致使渔业资源受破坏严重。首先破坏的是沿岸及近海资源,然后由近及远,深海、远洋和大洋性鱼类及其他水生生物资源也遭到不同程度的破坏。以我国的东海区为例,由于对资源利用的不合理,整个东海沿岸和近海海域的资源结构发生了重大变化,渔获物中的小型鱼以及传统捕捞对象中的低龄鱼占极大比重,经济价值较高的大黄鱼、小黄鱼等资源已趋于枯竭。
内陆水域受人类活动的影响更为直接。砍伐森林,开垦荒地,建闸、筑坝、兴修水利,农田灌溉施肥、喷洒农药,工农业排放废水,等等,造成水域环境的破坏,如河水浑浊,泥沙量增加,透明度降低,江湖水量减少,湖面缩小,水库淤积,降河与溯河性鱼类洄游受阻,影响繁衍后代;内陆湖面减少,水质盐碱化,导致渔业资源结构改变,质量下降。对河湖天然鱼类资源的过度捕捞,也导致了鱼类资源的单一化、小型化、低龄化等现象。
加强渔业环境的保护
渔业水域环境是水产资源赖以生存和发展的基础,搞好渔业水域生态环境的保护,是发展渔业不可缺少的条件。目前,中国渔业水域生态环境面临的形式十分严峻,据20世纪90年代对15个省(市、自治区)29条江河的不完全统计,有2.5×104 km河段的水质达不到渔业水质标准,2 800 km长的河段鱼类基本绝迹。全国有82%的江河、湖泊受到不同程度的污染,死鱼现象严重,死鱼最多的年份甚至达到5×107 kg。
为了保护渔业生态环境,防止或控制污染和破坏,渔业行政主管部门主要采取以下对策。(1)加强渔业环境管理。一方面要控制捕捞强度,另一方面要加强渔业生态环境管理,以管促治来保护渔业资源。对因污染而遭到破坏的渔业水域,说明其排污量已超过了环境容量。从保护渔业资源出发,经过调查和科学论证,找出对渔业资源危害的主要污染物,报当地政府或环境主管部门,要求采取行政措施,对那些危害渔业资源的主要污染物强制削减排污量,限期达到削减目标。(2)加强渔业环境监测。在一些重要渔业水域建立监测站,发现问题及时报告,以便采取措施,减少污染。(3)加强渔业环境科学研究。不仅研究渔业环境方法学和污染物对鱼类危害的机理,还要重点研究解决当前危害渔业资源的一些重大环境问题。
加强渔业资源的保护
从20世纪70年代中期开始,在中国沿岸及近海水域出现了捕捞力量增长与渔获量增长之间的矛盾。到80年代,这一矛盾加剧了,致使渔获物中主要经济鱼类年龄组成及个体趋于小型化、早熟化,鱼群密度降低,渔获物质量下降。因此,加强渔业资源的保护已迫在眉睫。一般可从两方面着手:(1)保护鱼类的幼体,让它们有生长繁殖的机会,只要措施得当,资源很快就会富足起来;(2)保护好水域的自然生态环境,水域是鱼类栖息、活动的场所,自然环境好了,鱼类资源必然兴旺。
人工渔礁
人们有计划地将石块、水泥块、木箱、废弃的轮胎、旧塑料、废发动机等沉降到海里,以吸引鱼群,改善鱼的生存环境,结果取得了异乎寻常的效果。人们把这些东西构建成的适合鱼类栖息的设施,称为人工渔礁。20世纪60年代以来,人工渔礁在世界各地发展很快。不少国家已经把人工渔礁的建设列为增殖近海渔业资源的重要措施。
人工渔礁之所以能够提高渔产量,是因为这些渔礁作为海底的突出物,不仅使海水在这里产生涡流,还能因阻流作用而形成上升流,把底层的营养物带到中上层,为浮游生物的生长创造良好的条件。在人工渔礁的表面及孔隙间,生长着大量的藻类,还有贝类、甲壳类等小动物,这些都为鱼类提供了丰富的饵料。渔礁还是多种鱼类的产卵繁殖场所,同时也为幼鱼的生长提供了良好的栖息隐蔽所。
海洋牧场
海洋牧场不是普通的养鱼池,它是在一个特定的海域,应用海洋生物技术和现代化管理手段,建立的开发生产海洋生物资源的场所。在这里海产品的养殖犹如草原牧场放牧一样,故此得名。世界上第一个海洋牧场是日本黑潮牧场,牧场由水面渔礁、给饵浮标和水下暗礁三部分组成。水面渔礁吸引鱼群闻声而至,给饵浮标为鱼提供鱼饵,水下暗礁为鱼群提供栖息生养之处。
饲养金鱼的管理要点
1.保持适当的放养密度金鱼的放养密度要根据季节、容器和鱼的大小而定。一般水深为20~30 cm时,每平方米水面可放养5 cm长的金鱼40~50条,或8 cm长的金鱼10~20条。如果放养的鱼过多,会导致水中氧气消耗快,积聚的排泄物和CO2等物质过多,不利于鱼的生存。
2.适当投放饵料喂鱼的最好饵料是水蚤(或鱼虫),也可以用饭粒、面包屑、馒头屑代替。投饵量宜少不宜多,每天投放饵量为:当年鱼约投喂一团相当于其头部大小的活鱼虫;二龄鱼投喂一团相当于其头部大小1/2的活鱼虫。
3.保持水质清新一般3~5 d更换一次水,换水时最好用湖水或河水,如用自来水,应将水在阳光下晾晒1~2 d,使水中的氯气逸散。换水时还要把养鱼的容器刷洗干净,以免内存引发鱼患病的细菌等。
我国一级保护水生无脊椎动物
红珊瑚、库氏砗磲、鹦鹉螺(1988年公布)。
我国一级保护鱼类
新疆大头鱼、中华鲟、达氏鲟、白鲟(1988年公布)。
  第二节 陆地生活的动物
一、教学目标
1.运用比较分析的方法,说明陆地生活的动物与陆地环境相适应的主要形态、结构和生理功能特点。
2.通过实验和观察等活动,阐明蚯蚓和兔在运动、呼吸等方面与其陆地生活环境相适应的特点。概述环节动物、哺乳动物的主要特征。
3.强化“生物与其生活环境相适应”的观点,关注动物栖息地的保护。
二、教学策略
教师进行教学设计时应充分注意到教材的编写特点,要从陆地生活的动物与陆地环境相适应的角度入手,通过对典型动物的介绍,得出动物适应陆地环境的主要形态、结构及生理功能特点,重点关注运动、呼吸等方面。本节强调通过比较、实验、观察与思考等学习活动来获取知识,培养总结和概括的能力,并进行情感价值观的教育。
教师应深刻认识到引导学生进行比较、实验、观察与思考等教学活动的重要性,并让学生也知道这是获取知识、培养能力的有效途径。建议教师课前要亲自对“饲养和观察蚯蚓”的实验,对兔的“观察与思考”等栏目进行充分的研究和实践并结合当地的实际作出相应的处理,以便更好地引导学生开展活动。同时明确要求学生一定要动手参与实践活动,如制作观虫器、饲养蚯蚓等。
教师应充分注意“陆地生活的动物”既包括在地表生活的动物、在地下穴居的动物,水陆两栖的动物,也包括能在空中飞行但需要在陆地上栖息活动的动物。因此教学中要引导学生关注并概括出它们适于在陆地环境中生活的形态结构、生理功能等方面的共性;同时完成新课程标准所要求的对环节动物和哺乳动物特征的概括。
由于本节教学内容丰富,建议用3课时完成。要注意引导学生广泛参与教学活动并注重实效。建议每节课前都布置学生课下进行观察、调查和搜集材料;课上再进一步认真观察、对比、实验探究、讨论交流等学习活动,然后进行总结概括。
第1课时,建议教师先引导学生通过对比,总结出陆地环境与水生环境的显著不同。如湿度(干燥)、温度(昼夜温差大)、缺少水中的浮力、气态氧的环境等;然后让学生通过观察、分析教科书提供的图片资料或当地常见陆地生活动物的情况(注意包括能在空中飞行的动物),通过讨论、交流、填写记录表等教学活动,总结概括出陆地生活的动物在运动、呼吸和对刺激的反应等方面适应陆地环境的特点。
第2课时,完成对陆地生活动物中的地下穴居类群的观察和概括。建议课前布置学生制作观虫器,并饲养和观察蚯蚓;课上引导学生实验、观察、讨论、交流。教师应引导并鼓励学生设计有创意的实验。在总结概括出蚯蚓形态结构和生理功能特点的基础上,通过简介水蛭和沙蚕,完成有关环节动物主要特征的总结。
第3课时,完成对陆地生活动物类群的观察和概括。鉴于兔与人同属哺乳动物,而有关人的知识已在七年级下册详细介绍过,因此本课时教学的侧重点是通过对兔的“观察与思考”,总结出陆地生活的动物类群适应陆地环境的主要特点,并完成新课标中要求的关于哺乳动物主要特征的概括。此外,关于陆地生活动物栖息地保护的教学要引起教师的特别重视。因为这对培养学生的关爱生命、保护环境等情感态度有重要作用。建议课前师生共同调查、搜集当地动物栖息地保护的历史、现状、前景、措施等资料,课上由教师或学生进行介绍,师生共同交流,以期在学生思想中产生“一定要保护好动物栖息地”的共鸣。
三、参考答案
实验
1.蚯蚓适于在具有一定温度和湿度、温差变化不大、富含腐殖质的土壤中穴居生活。一般昼伏夜出。蚯蚓是雌雄同体的动物,异体受精。靠体壁中的环肌、纵肌和刚毛之间的配合运动,以土壤中的枯枝残叶等有机物为食。
2.蚯蚓没有呼吸系统,要靠能分泌黏液而湿润的体壁进行呼吸。蚯蚓体壁分布有毛细血管,血中含血红蛋白,可携带氧气。大气中的氧可溶于体壁的黏液中,再进入蚯蚓体壁的毛细血管中进行气体交换。如果蚯蚓的体表干燥则无法完成上述功能。大雨过后,过多的雨水会将土壤中的空气排挤出去,于是穴居在土壤中的蚯蚓被迫爬到地表上来呼吸。
3.动物身体分节,可使身体运动灵活、自如、转向方便。蚯蚓的体节就有上述功能。蚯蚓刚毛的末端,可与周围环境粗糙的表面相接触,以有所支撑,与环肌、纵肌协调作用完成运动。
4.深层潮湿的土壤能为蚯蚓提供适宜的生存、生活的环境及繁衍的条件,一般包括适宜的温度、湿度、气态氧、食物和便于避敌的栖息场所等。
观察与思考
1.兔(包括哺乳动物)的体温恒定,除了靠体表的皮毛保温外,还要靠发达的神经系统、循环系统、呼吸系统等协调作用共同完成。呼吸系统使气体交换能力加强;发达的循环系统可以使血液携带氧的能力提高;神经和体液的调节则可使兔(哺乳动物)的代谢加强或减弱,并调控散热过程。
2.兔前肢短,后肢长,且肌肉发达。由于兔的前后肢长短不一,虽然前后肢可交替行动,但更适于跳跃,跳跃是兔的主要运动方式。
3.兔的牙齿分为门齿、臼齿;狼的牙齿分为门齿、犬齿、臼齿。牙齿的不同表明两种动物食性的不同。犬齿尖锐锋利,可用于攻击、捕食、撕裂食物,适于捕食动物。没有犬齿的兔属植食性。门齿形状似凿,适于切断食物;臼齿咀嚼面宽阔,适于磨碎食物。
4.兔与人的心脏和肺的结构及部位是相似的。这一现象说明:人与兔的分类地位很接近,即同属哺乳动物。兔消化道有发达的盲肠,这与兔以植物为食有关;而人是杂食性的,所以人的盲肠大大退化。
体温恒定对于动物适应多变环境的意义(课文中的问题)
体温恒定是恒温动物通过自身的相应结构和生理调节实现的。陆地环境多变,温差变化大,温度影响动物的分布、生理和繁殖。催化动物体内多种化学反应的酶,也受温度变化的影响。体温恒定则有利于代谢的正常进行,有利于动物的区域分布、生存和繁衍。
练习
1.图V-7中动物的运动方式
金丝猴──攀援,袋鼠──跳跃,蚯蚓──蠕动(爬行),猎豹──行走和奔跑,白熊──行走和奔跑,丹顶鹤──行走和飞翔,虎──行走和奔跑,蝴蝶──飞行(幼虫──爬行)
2.蚯蚓在自然界中的作用:参见背景资料
3.中国濒危陆地生活动物名称──参见背景资料(对其濒危原因的分析应该是开放的)。
四、背景资料
蚯蚓
无脊椎动物,环节动物门,寡毛纲。种类约有1 800多种。我国已有记录的有229种。各地常见的为巨蚯蚓、穴居生活的环毛蚓。蚯蚓体呈长圆柱形,长约30 cm左右,由70~100个以上体节构成,除第1节和最后1~2节及生殖带外,每个体节上都有环生刚毛数十至百余条。生殖带环状,由14~16节三节合并而成,无刚毛,仅有雌性生殖孔1个(在第14节腹面正中央)。在18节腹侧有雄性生殖孔1对。体前端的第6~7、7~8、8~9的节间沟两侧有受精囊孔3对、环状心脏位于第7、9、12、13节内。无大肾管,有多数小肾管。雌雄同体,异体受精。产卵1~3个,放在蚓茧(卵袋)中,在蚓茧内受精,经1月左右孵出(图4)。
图4 环毛蚓的外部形态蚯蚓的经济意义
蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有机质并改善结构,还能促进酸性或碱性土壤变为中性土壤,增加磷等速效成分,使土壤适于农作物的生长。
由于蚯蚓含有丰富的蛋白质,因此,用作畜、禽和水产养殖业的饲料,都能取得增产的效果。
蚯蚓在药物学上也占有一定的地位,是常见的中药材,有解热、镇痉、活络、平喘、降压和利尿等作用。
蚯蚓体内可分泌出一种能分解蛋白质、脂肪和木质纤维的特殊酶,因此,树叶、稻草、畜禽粪便、生活垃圾、活性污泥和造纸、食品工业的下脚料等,都可以是它的食料。蚯蚓能够在一定程度内消除环境污染。因此,近年来,许多国家都成立了蚯蚓养殖工厂,并把蚯蚓养殖工厂称为“环境净化装置”。
由于蚯蚓能够吸收土壤中的汞、铅和镉等微量金属,这类金属元素在蚯蚓体内的聚集量为外界含量的10倍。因此,有些科学家认为蚯蚓可作为土壤中重金属污染的监测动物。
人工饲养蚯蚓是一项很有发展前途的产业。目前我国也在积极开发中。
沙蚕
沙蚕属于多毛纲、沙蚕科。生活在海边的泥沙中,平时穴居,夜间在海底爬行,也经常在海水中游泳。在生殖季节,沙蚕也常到淡水河口处产卵。沙蚕身体扁长,长约50~250 mm,宽约4~5 mm。体节一般有60~100个,也有多至240个以上的。体色明显,色彩不一,有的种类雌雄体色有差异。身体前端稍狭,头部明显,分口前叶和围口节两部分。头后为躯干,每个体节的两侧有疣足一对,有爬行和游泳的作用。
水蛭
水蛭属于蛭纲、水蛭科。身体呈扁筒状,体节数目一定(成体有27节),一节之中有若干环纹,叫体环。水蛭的前后吸盘,用来吸附在临时寄主身上,或用来固着在物体上运动。在口吸盘的后面,常有若干小眼点。水蛭的口内有三片颚片,颚片上有密齿,可以咬破寄主的组织。咽部有发达的肌肉,有强大的吸吮能力,其周围有一种唾液腺,能分泌防止血液凝固的蛭素。此外,水蛭的嗉囊非常发达,两侧还生出多对盲囊,使它们在寄主身上一次就能吸食大量血液,暂存于嗉囊中,供胃和肠不断地消化和吸收。
环节动物门的分类
环节动物门主要有多毛纲、寡毛纲和蛭纲,大约共有17 000种,海水、淡水及陆地均有分布。
1.多毛纲 主要为海产种类。头部明显,身体两侧有疣足,多数是雌雄异体。如沙蚕等。
2.寡毛纲 主要生活在淡水或陆地。没有明显的头部,体节两侧没有疣足,雌雄同体。如蚯蚓等。
3.蛭纲 营体外半寄生生活方式。有固定数目的体节,每节还分若干体环。身体扁平,没有疣足。多数生活在淡水里,如水蛭;少数陆生,如山蛭等。
家兔的饲养和管理
家兔的饲养要注意以下几点:(1)要以青饲料为主,精饲料为辅。家兔对植物中粗纤维的消化能力很强(其消化率为65%~78%),青草、树叶、块根、块茎、嫩枝、果菜等饲料,它都能吃。(2)合理搭配,饲料多样化。这样能使饲料之间的必需氨基酸互相补充,例如,禾本科子实类饲料一般含赖氨酸和色氨酸较少,而豆料子实含这两种氨基酸较多,但含蛋氨酸不足,所以在喂家兔时,两者适量搭配,才能使家兔获得较全面的营养。(3)要定时定量。(4)不同季节调换饲料时,新换的饲料量要逐渐增加,使兔的消化功能与新的饲料逐渐相适应。(5)要注意饲料的品质,不要喂腐烂、霉臭、有毒的饲料。(6)不让兔饮用污水。(7)晚上应注意多喂饲料,这是因为家兔在夜间活动量大,采食量也大。
家兔的管理应注意以下几点:(1)注意卫生、保持干燥。(2)保持安静,防止骚扰。(3)要提供一定场地,供其自由运动。(4)要注意夏季防暑、冬季防寒、雨季防潮。(5)群养时应注意分群,即把公兔群、母兔群、青年兔群等分开管理。
兔的盲肠
兔的盲肠连同蚓突,与体长相近,里面生活着大量的细菌和纤毛虫。草料中的纤维素就是依靠这些微生物分泌的纤维素酶进行发酵分解的,分解成的简单物质,可被大肠壁吸收入体内,不能消化的残渣,经肛门排出体外。
我国一级保护动物中的哺乳动物
蜂猴(所有种)、熊猴、台湾猴、豚尾猴、叶猴(所有种)、金丝猴(所有种)、长臂猿(所有种)、马来熊、大熊猫、紫貂、貂熊、熊狸、云豹、豹、虎、雪豹、儒、白鳍豚、中华白海豚、亚洲象、蒙古野驴、西藏野驴、野马、野骆驼、鼷鹿、黑鹿、白唇鹿、坡鹿、梅花鹿、豚鹿、麋鹿、野牛、野牦牛、普氏原羚、藏羚、高鼻羚羊、扭角羚、台湾鬣羚、赤斑羚、塔尔羊、北山羊、河狸(1988年公布)。
我国一级保护动物中的爬行类
四爪陆龟、鼋、鳄蜥、巨蜥、蟒、扬子鳄(1988年公布)。
我国一级保护动物中的陆生无脊椎动物
中华蛩蠊、金斑喙凤蝶(1988年公布)。
现存爬行纲分类
现存的爬行动物,全世界有6 500余种,分属于五个目:喙头蜥目、龟鳖目、鳄目、蜥蜴目、蛇目。主要分布于热带和亚热带,温带较少,寒带更少。
喙头蜥目 喙头蜥目是爬行纲中最古老的类群之一,大多生存在中生代,现今仅残留一种喙头蜥(楔齿蜥)(图5)。它的外形和大蜥蜴相似,长可达75 cm,头部和躯干的表面被覆着颗粒状细小的角质鳞片,背中线生有一条由棘状鳞片组成的脊棱。它栖居于洞穴中,性活泼,动作敏捷。卵生,每年产卵一次,可产卵10~15枚,卵具坚硬的卵壳。寿命可长达百年。以昆虫和蠕虫等为食。喙头蜥还保留着古代爬行类的特点,如顶眼发达,无鼓膜和鼓室,雄性无交配器等。其分布只限于新西兰东北部一些小岛上,被喻为“活化石”。
图 5 喙头蜥
龟鳖目 龟鳖目是爬行纲中最为特化的一类,它的身体宽短,以硬壳保护身体。壳的内层为骨质板,外层或为角质甲(如龟)或为软的表皮(如鳖)。一般营水栖生活(淡水或海水),少数营陆地生活,但产卵都在陆上。常见的种类如龟、鳖(图6)、海龟(图7)。海龟生活于海中,但在每年的产卵季节,它们便成群结队地回去到海边沙滩上产卵,受精卵掩埋在沙土中,靠日光照射的热量孵化,幼体又回到海中。
图6 鳖
图7 海龟
鳄目 鳄目在爬行纲中结构最为高等。我国特产的扬子鳄,是鳄类中较小型者,体长约2 m,吻短而钝,属于钝吻鳄。扬子鳄是世界公认的濒危种和禁运种,为我国的珍贵动物。分布于我国长江中、下游地区,但主要产于安徽、江苏和浙江三省毗连的局部低山丘陵水中。据调查,江苏已绝迹,浙江近于绝迹。在安徽省的分布也仅局限于皖南山系以北,主要栖息在丘陵地带的山塘里。
鳄类和恐龙有共同的祖先,是恐龙的近亲。但恐龙早在7 000多万年之前已经绝灭,而鳄类却经历了大陆的变迁和冰川时期的严峻考验,生存了下来。因此,在科学研究上有较高的价值。鳄类的形态、生理和生态特点,在动物进化上有着重要意义。扬子鳄和美国的密西西比河鳄同归一属,是世界上仅有的在温带生活的两种淡水鳄,这种情况对动物地理学的研究有着重要意义。
蜥蜴目 蜥蜴目是现代爬行动物中种类最多的一个目。大多数种类的前后肢都发达。例如石龙子、壁虎、麻蜥、草蜥等。还有非洲和马达加斯加岛产的避役,它的皮肤能随环境的变化而变色,俗称变色龙。
蛇目 是较为特化的一支,适于以腹部擦地爬行,体呈圆筒形,无四肢和胸骨(仅蟒蛇有后肢的残余),腰带可能存留,但肩带不一定存在。蛇能吞食比它自己身体还要粗的大型食物,其原因是构成上下颌的骨块间,都是能动的关节,这是蛇类具有的结构特点。肋骨的腹端支持腹鳞,当靠脊柱的左右弯曲和皮下肌的作用而使肋骨移动时,腹鳞也随之运动,蛇体就能以腹部贴地面而爬行了。
  第三节 空中飞行的动物
一、教学目标
1.阐明鸟、昆虫等适于空中飞行的形态结构特点;概述鸟类、节肢动物和两栖动物的主要特征。
2.尝试独立完成“鸟适于飞行特点”的探究活动和对昆虫翅的“观察与思考”。
3.举例说出动物的生活可能跨越多种环境。
二、教学策略
能在空中飞行的动物较生活在水圈、岩石圈中的动物,可跨越更大的空间,扩大生存环境的范围。建议教师站在生物圈的高度,从动物对环境的适应出发切入教学。
本节教学特别要注意引导学生能独立完成“鸟适于飞行的特点”的探究活动。除了布置学生课前观察当地常见鸟类并作记录外,还应在课上引导学生针对教材给出的问题,作出假设(教师应鼓励有创意的设想),并让学生注意实验设计应具有可操作性。对于探究过程中的实验方法的介绍是必不可少的。要让学生了解:除了调查、观察、动手实验外,阅读分析已有的资料也是获取知识的重要的手段。通过探究应使学生明确,动物对环境的适应,除了有外部形态、内部结构的适应外,还有生理方面和行为方面的适应。同时概括鸟类的主要特征。
关于昆虫和节肢动物的教学,应有分明的层次,可先对比鸟的翼和昆虫翅的异同,找出昆虫适于空中飞行和分布广泛的特点,然后观察昆虫,总结归纳出昆虫的主要特征,再进一步概括出节肢动物的主要特征。
应重视全章的总结,教师可通过举例,引导学生用辩证的观点来看待动物与环境的关系,通过举例说明许多动物的活动可以跨越多种环境,强调这也是适应的表现。进而完成有关两栖动物主要特征的介绍。最后可以引导学生关注教材“动物与造型艺术”等栏目,进行情感态度价值观的教育。
建议本节教学用2课时完成:第1课时,通过完成“鸟适于飞行的特点”的探究活动,概括出鸟类特征。第2课时,通过完成对昆虫翅的“观察与思考”找出昆虫适于飞行的原因,进而总结出节肢动物特征。借对全章的总结完成对两栖动物的概括。
三、参考答案
观察与思考
填空:
左上:蝗虫,蟋蟀、螽斯;左中:蜻蜓,豆娘;左下:金龟子,天牛、瓢虫;右上:蝴蝶,家蚕、蛾;蝇,蚊、牛虻。
讨论:
1.昆虫的翅与鸟的翼在适于飞行方面的主要共同点是:都有用于飞行的扇面形结构,这些结构的运动都是由肌肉的收缩和舒张引起的,在空气中都可以产生向上的升力和前进的动力;相对于自身身体的大小来说,都具有轻、薄、表面积大的特点,有利于通过扇动空气产生飞行的动力。
2.蜜蜂通过翅的运动可寻到蜜源(食物)并运回蜂巢;蝗虫可通过翅的运动寻找食物,躲避敌害,寻偶交尾,并到适宜的场所产卵。可见翅对昆虫的觅食、避敌、寻偶繁殖、寻找栖息地等有重要作用。通过翅的运动可以扩大昆虫生活和分布的空间,对其生存和繁衍有重要意义。
练习
1.不会。鸟类(如麻雀和家鸽)似乎总是在不停地找食吃,是因为鸟类飞行时需要消耗大量的能量,所以它们的食量都很大。但是由于鸟类的消化系统结构完善,消化功能强,食物可在较短时间内形成残渣,并且很短的直肠可使粪便随时迅速排出。因此,不会因取食增加重量而影响飞行。
2.是昆虫的特征。因为节肢动物中的蜘蛛无触角,无翅,有4对足;节肢动物中的虾有触角2对,无翅,有步行足和游泳足多对;节肢动物中的蜈蚣有触角1对,无翅,足多对(每体节一对)。
3.鸟类的身体呈梭形(流线型),可减少飞行时的阻力;身体被覆羽毛;具有可用于飞翔的翼;胸肌发达;胸骨有龙骨突,长骨中空;消化系统发达,消化、吸收、排出粪便都很迅速;循环系统结构完善,运输营养物质和氧的功能强;有独特的气囊,可以帮助呼吸。
4.水中生活的动物是以游泳为主要运动方式的。游泳有多种方式,靠躯体和鳍的摆动游泳的最常见的动物是鱼类。鳍是鱼的运动器官。鳍与鱼体内的肌肉通过一定的结构相连,肌肉的协调舒缩可引起鳍的摆动。多数鱼类有较大的尾鳍,尾鳍摆动可产生向前的推力。背鳍、胸鳍和腹鳍有保持鱼体在水中平衡和辅助游泳的作用。此外,节肢动物的虾,是靠5对片状游泳足的划动来游泳的;成体的蛙,鸟类中的游禽,是分别靠趾间有蹼的后肢和足在水中的划动来游泳的;龙虱、划蝽等昆虫则是靠扇形足的滑动来游泳的。企鹅、海豚、鲸等体形较大的水生哺乳动物,主要靠流线型的身体和鳍状肢等运动器官来游泳的。有些无脊椎动物如乌贼、章鱼、扇贝、水母等,可借助从身体固定方向的开口处定向喷射的水流,获得前进的推力。
在陆地环境生活的动物运动方式包括奔跑、行走、跳跃、爬行、蠕动等。能奔跑的陆地生活的动物,如哺乳动物中的虎、豹、鹿等都具有分节的四肢,四肢内有由关节相连的多块骨,骨上附有发达的肌肉。通过神经的调控,肌肉能够协调地收缩和舒张,从而使躯体移动。当有较长时间的腾空和快速移动时,就形成了跳跃或奔跑。
能在空中飞行的动物主要是鸟类和昆虫。鸟类的飞行器官是翅膀(又叫做翼)。由多块骨构成。翼的外表被覆羽毛。与飞行有关的羽毛为正羽,呈桨形。鸟的振翅飞行是靠与翼相连的肌肉的协调收缩和舒张来实现的。昆虫的飞行器官是翅。昆虫的胸部生有两对翅,它们是由体节的背板向两侧突起、扩展演变而成的,所以不具骨骼。昆虫的胸部与鸟类一样,也有较发达的肌肉与翅的基部相连。哺乳类蝙蝠的飞行器官是由皮膜将四肢(包括指间)和尾连接起来构成的翼。蝙蝠是通过翼的扇动产生升力和推力来实现飞行的。
可见,动物运动方式的多样性是对不同生活环境的适应。虽然它们的运动器官多样,但它们的共同特点是:具有适应不同环境的特化的运动器官;而这些器官的运动要靠肌肉的协调收缩和舒张来完成。
5.
身体 呼吸 运动 体温 其他
环节动物 由彼此相似的环状体节构成 靠湿润的体壁与外界进行气体交换 靠肌肉的交替舒张和收缩使身体蠕动 变温 卵生
节肢动物 身体分部
体表有外骨骼 呼吸器官为鳃或气管(蜘蛛类为肺书) 靠翅或分节的足运动 变温 卵生
鱼类 体表被有鳞片 用鳃呼吸 靠躯体和鳍摆动游泳 变温 卵生
鸟类 体表被覆羽毛
前肢变成翼 用肺呼吸,体内有气囊帮助呼吸 靠翼和足运动 体温高,且恒定 卵生
哺乳动物 体表被毛 用肺呼吸 靠四肢运动 体温高,且恒定 胎生、哺乳
6.提示:在水中生活、在陆地产卵的典型动物是龟、鳖等爬行动物,一些水禽如野鸭、天鹅、白鹭等通常在水中取食,在陆地产卵。蚊、蜻蜓、豆娘等昆虫的幼体生活在水中,成体生活在陆地上。
四、背景资料
我国是世界上鸟类种类最多的国家之一
全世界现存鸟类约有156个科9 000余种。我国有81个科(占51.9%),1 186种,占世界鸟类总数的13%,比多鸟的国家──印度还要多,超过整个欧洲、整个北美洲,是世界上鸟类种类最多的国家之一。我国雉科的野生种(各种野鸡)有56种,约占世界雉科的1/5;全世界共有鹤15种,我国就有8种,约占世界总数的53%;全世界画眉科共有46种,我国有34种,约占世界总数的74%。
我国不仅鸟的种类多,而且有许多珍贵的特产种类。例如,羽毛绚丽的鸳鸯、相思鸟,产于山西、河北的褐马鸡,甘肃、四川的蓝马鸡,西南的锦鸡,台湾省的黑长尾雉和蓝腹鹇,产于我国中部的长尾雉,东南部的白颈长尾雉,还有黄腹角雉和绿尾虹雉,等等。有不少鸟类,虽不是我国特产,但主要产于我国境内,如丹顶鹤和黑颈鹤等。
我国一级保护动物中的鸟类
短尾信天翁、白腹军舰鸟、白鹳、黑鹳、朱、中华秋沙鸭、金雕、白肩雕、玉带海雕、白尾海雕、虎头海雕、拟兀鹫、胡兀鹫、细嘴松鸡、斑尾榛鸡、雉鹑、四川山鹧鸪、海南山鹧鸪、黑头角雉、红胸角雉、灰腹角雉、黄腹角雉、虹雉(所有种)、褐马鸡、蓝鹇、黑颈长尾雉、白颈长尾雉、黑长尾雉、孔雀雉、绿孔雀、黑颈鹤、白头鹤、丹顶鹤、白鹤、赤颈鹤、鸨(所有种)、遗鸥(1988年公布)。
鸟的皮肤和羽毛
家鸽的皮肤薄而软,便于肌肉的剧烈运动。皮肤分为表皮和真皮两层。表皮角质层较薄,这是由于有鸟羽的覆盖,皮肤不与干燥空气直接接触的缘故。皮肤上没有羽毛的地方,则有厚的角质鳞覆盖。真皮也很薄,真皮下有皮下层与肌肉相连。
皮肤的衍生物包括羽毛、角质喙、角质鳞、爪、距以及尾脂腺等,这些结构都是由表皮演变而来的。
羽毛分为正羽、绒羽和毛羽三种类型。正羽的羽枝两侧密生羽小枝(图8),羽小枝上生有钩或槽,前后相邻的羽小枝相互钩连,组成扁平而有弹性的羽片。体表的正羽,形成一层防风外壳,并使鸟体呈流线型轮廓。翼及尾上的正羽,对飞翔及平衡起决定作用。绒羽的结构特点是羽轴纤弱,羽小枝的钩状突起不发达,因而不能构成坚实的羽片。鸭绒就是鸭的绒羽。毛羽很细,呈毛发状,杂生在正羽与绒羽之中,在拔去正羽和绒羽之后才能见到。
图 8 羽片的结构模式图
鸟类的皮肤无汗腺,唯一的皮脂腺是尾部的尾脂腺,其分泌的油质,经过喙的涂抹,擦在羽上,使羽片润泽不为水湿。尾指腺的分泌物,还含有麦角固醇,这种物质在紫外线照射下,能转变为维生素D。当鸟用喙涂擦羽毛时,维生素D可被皮肤吸收,有利于骨的生长。
鸟的骨骼
鸟类适应于飞翔生活,其骨骼轻而坚固,骨片薄,长骨内中空,有气囊穿入。许多骨片合在一起,以增加坚固性。脊柱可分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎五部分。颈椎数目较多,椎体呈马鞍形,使颈部极为灵活(鸟头转动范围可达180°)。最后几个胸椎、全部腰椎、荐椎和部分尾椎完全愈合在一起,称综荐骨,为腰部的坚强支柱。肋骨上有钩状突,互相钩接,使胸廓更为坚固。
前肢变为翼,各骨排成一直线,骨间有能动的关节,末端的腕骨、掌骨、指骨愈合变形,使翼扇动时成为一个整体。肩带由肩胛骨、乌喙骨和锁骨组成。细而有弹性的锁骨呈“V”字形,它能在鼓翼时阻碍左右乌喙骨的靠拢,也能增强肩带的弹性。
鸟类的整个体重落在后肢,后肢骨骼强大,和其他陆栖脊椎动物的后肢骨相比,鸟类跗骨延伸,起到增加弹性的作用。鸟类通常具四趾。在成鸟,腰带的髂骨、坐骨、耻骨三骨片以及综荐骨愈合成一个整体,增加了腰带的坚固性。
鸟的肌肉
鸟类与飞翔有关的胸肌特别发达,约占体重的1/5,它能发出强大的动力,牵引翼的扇动。而背部肌肉退化,这一点和鱼类正相反。
鸟的胸肌可分为大胸肌和小胸肌两种。前者起于龙骨突,止于肱骨的腹面,收缩时,使翼下降;后者起于龙骨突,而以长的肌腱穿过由锁骨、乌喙骨和肩胛骨所构成的三骨孔,止于肱骨近端的背面,收缩时使翼上举。
后肢的肌肉,集中在大腿的上部,而各以长的肌腱连到趾上。这样,支配前肢和后肢运动的肌肉都集中于身体的中心部分,这对于飞翔时保持身体重心的稳定性有重要意义。
鸟的消化系统
现代鸟类缺齿,咀嚼功能由砂囊代替。雌鸽在生殖时期,嗉囊壁能分泌“鸽乳”用来喂养雏鸽。鸟类的消化腺(肝、胰)很发达,它们分别分泌胆汁和胰液并注入十二指肠,参与小肠内的消化作用。家鸽无胆囊,而鸡、鸭等大多数鸟类都有胆囊。鸟类的消化能力强,食量大而不经饿,这是与鸟类飞翔时能量消耗大有关的。
鸟的神经系统和感觉器官
鸟类的大脑、小脑、中脑都很发达。大脑半球较大,这主要是由于大脑底部纹状体的增大。在鸟类,纹状体是管理运动的高级部位,也和一些复杂的生活习性相关。实验证明:切除家鸽的一部分纹状体后,家鸽正常的兴奋和抑制就被破坏,视觉受影响,求偶、营巢等习性丧失。鸟类的大脑皮层并不发达,小脑很发达,这与鸟类飞翔运动的协调和平衡相关。中脑在背部构成一对发达的视叶。
在鸟类的感觉器官中,最发达的是空中飞翔时起重要作用的视觉器官,而嗅觉器官不发达。鸟眼依靠发达的睫状肌可以迅速地调节视力,由远视改变为近视。因此,当鸟在树木中疾飞时,从未和树枝相碰;或由高空俯冲到地面觅食时,也能在一瞬间由“远视眼”调整为“近视眼”。鸟眼的瞬膜发达,飞行时遮盖眼球,起保护作用。
鸟的排泄系统和生殖系统
鸟类的肾脏特别大,可占体重的2%以上,在比例上甚至超过哺乳类的肾脏。肾脏之所以发达,是与鸟类的新陈代谢相关的。鸟类无膀胱,尿中水分较少,呈白色浓糊状,随粪排出而不单独排尿。
鸽与大多数鸟类一样,无外交接器(鸵鸟、鸭、鹅等有交接器)。它们在交配时,雌雄鸽的泄殖腔孔相互接触,精液进入雌体而行体内受精。卵成熟后,破卵巢壁而出,被吸入输卵管的喇叭口内,如遇有精子,则在此处受精。卵无论受精与否,沿输卵管下行时,都被裹上蛋白,然后又加上卵壳膜,最后在子宫处加上石灰质的蛋壳。鸽的受精卵,孵化期约16 d,鸡约21 d,鸭约28 d。
家鸽的飞行速度和距离
家鸽的飞行速度很快,顺风时每小时可达120 km,逆风时每小时20~30 km,无风时每小时60~70 km。1965年5月8日,在英国东阿格利亚举行的一次鸽子飞行比赛中,飞得最快的家鸽每分飞行2 952.59 m,等于每小时飞行177 km。
据记载,世界上鸽飞行最远的纪录是英国威灵顿公爵(1769—1852)的一只信鸽创造的。这只信鸽从非洲西部海上起飞,经过55 d的飞行,当它飞到伦敦离巢只有1.6 km的地方时,突然死去。它飞行的路程估计有10 000 km。
昆虫与人类的关系
昆虫的种类和数量极多,分布很广,其中很多种类与人类有密切关系。
1.昆虫的数量对世界昆虫的种类说法不一,据1983年的研究推测,全世界可能有昆虫3 000万种,据初步统计,世界上已记载的昆虫种类约有92 万余种,占已知动物种数的4/5。我国已记载的有5.1万余种,占世界已知种数的5.5%。昆虫不断有新种发现,估计全世界每年新记载的昆虫种类大约在1万种以上。昆虫纲是动物界中最大的纲。
每种昆虫的个体数也很大。如一个蜂群,个体总数可多达5万余个。小麦吸浆虫大发生之年,每666.7 m2(一亩)可有虫2 000多万个。昆虫个体数所以如此之多,主要是由于繁殖能力很强。一个雌虫产100个卵并不罕见,有的可多达1 000个。
2.昆虫的分布昆虫由于适应能力强,分布范围很广。除海洋以外,从热带到两极,从平原到高山,地球上任何角落,几乎都有昆虫栖息。昆虫生活在地面上和土壤中,植物体表面和体内,还可以生活在水中、冰雪上、洞穴、房屋和矿山及仓库中,甚至动植物尸体和排出物上,而且还能寄生在人体和动物体上。
3.昆虫与人类昆虫与人类生活有极密切的关系,对人类健康和国民经济有直接影响的重要害虫约有1万种。尽管人们大力进行防治,但全世界每年仍有20%的农产品被害虫所毁掉。在热带,每年仍有成千上万的人死于由昆虫传播的疟疾、睡眠病及其他疾病。
有许多昆虫是有益的,如有的昆虫可以对害虫进行生物防治,水栖昆虫可作淡水鱼类的食物。昆虫本身的产物,如蜂蜜、蜡和丝等,有较高的经济意义,早已为人类所利用。
昆虫的足
成虫的胸足,一般分为六节。由基部向末端依次为基节、转节、腿节、胫节、跗节和前跗节(图9)。由于适应不同的生活环境和生活方式,昆虫的足有以下几种类型:蜚蠊的足细长,适于疾走,叫步行足;蝗虫的后足腿节膨大,胫节多刺,能作有力的跳跃,叫跳跃足;龙虱的足扁平如桨,后缘有长毛,适于游泳,叫游泳足;螳螂的前足腿节与胫节能合抱,适于捕捉,叫捕捉足;蝼蛄的前足粗短,末端如铲,用作开掘,叫开掘足;蜜蜂的后足多毛,具有复杂结构,便于采集花粉,叫采粉足(图10)。
图 9 昆虫足的基本结构
图10 昆虫的各种足
昆虫的翅
昆虫是无脊椎动物中唯一能飞翔的动物。昆虫的翅不仅扩大了它们的活动和分布的范围,也加快了昆虫活动的速度,便于它们觅食、求偶、寻找产卵和越冬、越夏的场所,以及逃避敌害,对其生活十分有利。昆虫翅的形态结构变化很大(图11)。蝗类的前翅革质、半透明,翅脉非常明显,叫复翅;蝽类成虫的前翅近基部的一半坚硬骨图11昆虫的各种翅化成革质或角质,端部的一半为膜质,叫半鞘翅;蜂、蝉类等许多昆虫的翅薄膜状,叫膜翅;步行虫等甲虫的前翅全部骨质化,翅脉不明显或无脉纹,用来保护膜质的后翅,叫鞘翅;蝶、蛾类昆虫在膜质的翅面上覆生着鳞片,叫鳞翅;蚊、蝇等双翅目昆虫有正常的膜质前翅,但是后翅却退化成专起平衡作用的小型棒状结构,叫平衡棒。
节肢动物的体节
节肢动物和环节动物一样,都具有体节。但是环节动物一般是同律分节,而节肢动物是异律分节,即身体后端的体节和前端的体节,在形状和功能上均有不同。节肢动物身体的分部非常显著,一般可分为头、胸和腹三部分(如昆虫);少数分为头和躯干两部分(如蜈蚣);或分为头胸和腹两部分(如虾)。同一部分的体节常愈合。因此,在高度异律分节的情况下,必须根据它们的附肢甚至胚胎发育的情况才能分析出身体各部分原有的节数。节肢动物身体明显地分成若干部分,这样可以使身体各部分有进一步的分工。如昆虫的头部是感觉、摄食的中心,胸部是运动的中心。这样,节肢动物就大大加强了对环境的适应能力。
节肢动物的外骨骼
节肢动物的外骨骼,最外一层是很薄的蜡质层,可以防止外面的水分渗入或内部的水分蒸发。蜡质层下是几丁质层,几丁质是复杂的含氮多糖类,分子式为(C32H54N4O21)n,它是外骨骼的主要构成成分。几丁质层又可分为外层和内层,外层较致密,常为蛋白质或钙质所沉积,形成了坚厚的骨片;内层富有弹性。几丁质层的下面是分泌外骨骼的表皮细胞。表皮细胞分泌的外骨骼一经硬化后,便不能继续扩大,而使节肢动物体内组织器官的生长受到了限制。因此,节肢动物在生长发育过程中有蜕皮现象。蜕皮时表皮细胞分泌一种酶,将几丁质溶解,同时使蜡质层破裂,节肢动物幼体就可以从外骨骼中钻出来,并且由表皮细胞重新分泌新的外骨骼。在新的外骨骼未完全硬化之前,身体可以增大体积。所以,正在发育而迅速长大的节肢动物幼体,蜕皮次数比较多。发育到不再继续长大时,蜕皮也就停止了。
两栖纲的分类
两栖纲包括无足目、有尾目和无尾目三个目。全世界有两栖动物约4 200种,我国有将近280种。
1.无足目 这是原始的一类,又是营钻穴生活的特化类型。体呈蠕虫状,无四肢。鱼螈为本目代表,主要产于亚洲热带地区,近

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