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1.1 地球的宇宙环境
一、学习目标
1. 结合相关资料，识别主要天体类型，描述其特征，培育学生的综合思维与区域认知素养。
2. 通过示意图，阐释天体系统的层次结构，精准定位地球在宇宙中的位置，提升区域认知能力。
3. 对比太阳系八大行星的特征，剖析地球的普通性与特殊性，理解地球上存在生命的内外部条件，强化综合思维。
4. 运用图表和案例分析，解决与地球宇宙环境相关问题，激发对宇宙探索的兴趣，培养地理实践力。
二、学习重难点
（一）重点
1. 天体系统的层次划分及地球在其中的位置。
2. 太阳系八大行星的结构特征、运动特征。
3. 地球上存在生命的条件。
（二）难点
1. 理解地球与其他天体的相互关系及其在宇宙中的位置。
2. 深入分析地球上存在生命的内外部条件及其相互作用机制。
三、知识点梳理
（一）宇宙的物质组成
1. 天体是宇宙中物质的存在形式。常见天体有：
（1）恒星：由炽热气体组成，能自身发光的球状或类球状天体，如太阳。
（2）星云：由气体和尘埃组成，呈云雾状外表，主要成分是氢。
（3）行星：在椭圆轨道上环绕恒星运行，近似球状，质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光发亮。
（4）卫星：环绕行星运行，如月球是地球的卫星。
（5）彗星：在扁长轨道上绕太阳运行，质量较小，呈云雾状外貌，彗尾背向太阳。
（6）流星体：运行于行星际空间的尘粒和固体小块，进入地球大气层与大气摩擦燃烧形成流星现象，未燃烧尽降落到地面的叫陨星，石质叫陨石，铁质叫陨铁。
（二）天体系统
1. 天体之间相互吸引、相互绕转形成天体系统。
2. 层次结构：
（1）地月系：由地球和月球组成，月球绕地球运动，地球是中心天体。
（2）太阳系：由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等构成，太阳是中心天体，占太阳系总质量的99.86%。八大行星距太阳由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
（3）银河系：由众多恒星和星际物质组成的庞大天体系统，太阳系是其中普通恒星系统。银河系直径约10万光年，太阳系距银心约2.6万光年。
（4）总星系：目前所能观测到的宇宙范围，由银河系和现阶段能观测到的河外星系组成。
（三）太阳系中的八大行星
1. 分类：
（1）类地行星：包括水星、金星、地球、火星，体积和质量较小，平均密度较大，表面温度较高，中心有铁核，金属元素含量高。
（2）巨行星：包括木星和土星，体积和质量大，平均密度小，主要由氢、氦、氖等轻元素组成。
（3）远日行星：包括天王星和海王星，距离太阳远，表面温度低，大气主要成分是氢、氦、甲烷等。
2. 运动特征：
（1）同向性：绕日公转方向都是自西向东。
（2）共面性：公转轨道面几乎在同一平面。
（3）近圆性：公转轨道近似圆形。
（四）地球的特殊性——存在生命
1. 普通性：运动特征和结构特征与其他行星相似。
2. 特殊性：太阳系中唯一存在生命的行星。
3. 存在生命的条件：
（1）外部条件：
①稳定的太阳光照：太阳处于壮年期，状态稳定，提供稳定光照。
②安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰。
（2）自身条件：
①适宜的温度：日地距离适中，地球表面平均气温约15℃。
②适合生物呼吸的大气：体积和质量适中，引力使大量气体聚集，演化形成以氮和氧为主的大气。
③液态水的存在：地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，内部温度升高，结晶水汽化，水汽逸出冷却凝结形成降水，汇聚形成原始海洋。
四、探究活动
（一）探究天体和天体系统的判断
1. 小组讨论：如何准确判断一个物体是否为天体？如何判断天体之间是否构成天体系统？
2. 代表发言：
（1）判断物体是否为天体，关键看是否独立存在于宇宙空间。例如，在太空中运行的人造卫星是天体，待发射的卫星在地球上不是天体。
（2）判断天体之间是否构成天体系统，依据相互吸引且相互绕转两个条件。如月球绕地球运动，构成地月系；北斗七星中各恒星虽相互吸引，但无相互绕转关系，不构成天体系统。
（二）分析八大行星特征对地球生命存在的影响
1. 小组讨论：八大行星的结构特征和运动特征与地球存在生命有怎样的联系？
2. 代表发言：
（1）结构特征：类地行星物质组成和结构与地球相似，为地球积累了生命存在的物质基础。巨行星和远日行星引力可捕获小天体，减少对地球的撞击频率，提供相对安全环境。
（2）运动特征：同向性、共面性和近圆性使太阳系内行星运动有序，减少碰撞和干扰，为地球生命演化提供稳定外部环境。
（三）探讨地球位置改变对生命的影响
1. 小组讨论：假设地球离太阳更近或更远，或者不在太阳系中，地球上生命会出现什么情况？
2. 代表发言：
（1）离太阳更近，表面温度过高，水呈气态，难以形成液态水，大气成分可能变化，不利于生命诞生和发展。
（2）离太阳更远，表面温度过低，水全部冻结成冰，大气可能凝结，不利于生命存在。
（3）不在太阳系中，无法获得稳定光照和适宜温度，面临更复杂恶劣宇宙环境，生命存在可能性极小。
五、史料分析
（一）古代对宇宙的认知
古代中国有“盖天说”“浑天说”等，如《周髀算经》记载“天象盖笠，地法覆盘”，反映当时人们对天地形状的朴素认知。西方古代也有类似观点，如托勒密的“地心说”认为地球是宇宙中心。通过这些史料，了解古代人类对宇宙的初步探索，对比现代宇宙观，体会人类对宇宙认知的发展历程。
（二）现代宇宙探索成果
以哈勃太空望远镜的观测成果为例，它拍摄到众多遥远星系的图像，使人类对宇宙的范围和结构有了更深入认识。分析这些成果，思考其对人类认知宇宙的意义，以及对未来宇宙探索的启示。
六、课堂练习
（一）单项选择题
1. 下列属于天体的是（ ）
A. 天空中的大型客机
B. 陨星
C. 山顶坠落的巨大石块
D. 宇宙中的气体和尘埃
2. 下列天体系统中，不包含地球的是（ ）
A. 地月系
B. 太阳系
C. 银河系
D. 河外星系
3. 太阳系中，距离太阳最近的行星是（ ）
A. 水星
B. 金星
C. 地球
D. 火星
（二）填空题
1. 常见的天体有______、______、______、______、______、______等。
2. 天体系统按从低到高的级别，依次为______、______、______和______。
3. 太阳系中的八大行星按照距太阳由近及远的顺序依次是______、______、______、______、______、______、______、______。
4. 地球上存在生命的外部条件是______和______；自身条件是______、______和______。
（三）简答题
1. 简述天体系统的层次结构。
2. 分析地球上存在生命的条件及其对生命诞生和发展的意义。
自身条件：
（1）适宜的温度，日地距离适中，使地球表面平均气温约15℃，有利于生命过程发生和发展，水能够以液态形式存在，为生命活动提供必要介质。
（2）适合生物呼吸的大气，地球的体积和质量适中，形成以氮和氧为主的适合生物呼吸的大气，为生物生存提供氧气。
（3）液态水的存在，原始的海洋为生命诞生提供摇篮，是生命起源和发展的重要场所。
七、总结归纳
（一）学生总结
回顾本节课所学，梳理宇宙的物质组成，明确天体系统层次结构，掌握太阳系八大行星特征，理解地球存在生命的条件。
（二）教师补充完善
强调重点知识如天体和天体系统判断标准、地球上存在生命条件的具体内容及相互关系等；指出易错点，帮助学生加深理解，构建完整知识体系。
八、拓展延伸
（一）案例分析：以火星探测为例，分析探索地外生命的意义和挑战
1. 发展现状：近年来，多个国家开展火星探测任务，发射系列探测器，对火星地形、气候、地质等有更深入了解，发现火星曾存在大量液态水痕迹，增加火星存在生命可能性。
2. 存在问题：技术方面，远距离星际航行、探测器精确着陆和长期稳定运行困难；科学研究方面，对火星生命探索处于初步阶段，很多问题未解答；成本方面，火星探测成本高昂，需大量资金和技术支持。
3. 对策建议：加强国际合作，整合资源和技术优势；加大技术研发投入，提高探测器性能和可靠性；加强跨学科研究，综合多学科知识深入研究火星环境和生命迹象。
（二）小组讨论：如何在未来更好地探索宇宙，寻找地外生命
1. 发展更先进航天技术，提高航天器速度和航程，到达更遥远星系探测。
2. 加强天文观测设备建设，如射电望远镜、空间望远镜等，提高观测能力，获取更多宇宙信息。
3. 培养更多专业航天人才和科研人员，提供人才支持。
4. 推动公众对宇宙探索的关注和参与，提高全民科学素养，营造良好社会氛围。1.1 地球的宇宙环境
一、学习目标
1. 结合相关资料，识别主要天体类型，描述其特征，培育学生的综合思维与区域认知素养。
2. 通过示意图，阐释天体系统的层次结构，精准定位地球在宇宙中的位置，提升区域认知能力。
3. 对比太阳系八大行星的特征，剖析地球的普通性与特殊性，理解地球上存在生命的内外部条件，强化综合思维。
4. 运用图表和案例分析，解决与地球宇宙环境相关问题，激发对宇宙探索的兴趣，培养地理实践力。
二、学习重难点
（一）重点
1. 天体系统的层次划分及地球在其中的位置。
2. 太阳系八大行星的结构特征、运动特征。
3. 地球上存在生命的条件。
（二）难点
1. 理解地球与其他天体的相互关系及其在宇宙中的位置。
2. 深入分析地球上存在生命的内外部条件及其相互作用机制。
三、知识点梳理
（一）宇宙的物质组成
1. 天体是宇宙中物质的存在形式。常见天体有：
（1）恒星：由炽热气体组成，能自身发光的球状或类球状天体，如太阳。
（2）星云：由气体和尘埃组成，呈云雾状外表，主要成分是氢。
（3）行星：在椭圆轨道上环绕恒星运行，近似球状，质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光发亮。
（4）卫星：环绕行星运行，如月球是地球的卫星。
（5）彗星：在扁长轨道上绕太阳运行，质量较小，呈云雾状外貌，彗尾背向太阳。
（6）流星体：运行于行星际空间的尘粒和固体小块，进入地球大气层与大气摩擦燃烧形成流星现象，未燃烧尽降落到地面的叫陨星，石质叫陨石，铁质叫陨铁。
（二）天体系统
1. 天体之间相互吸引、相互绕转形成天体系统。
2. 层次结构：
（1）地月系：由地球和月球组成，月球绕地球运动，地球是中心天体。
（2）太阳系：由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等构成，太阳是中心天体，占太阳系总质量的99.86%。八大行星距太阳由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
（3）银河系：由众多恒星和星际物质组成的庞大天体系统，太阳系是其中普通恒星系统。银河系直径约10万光年，太阳系距银心约2.6万光年。
（4）总星系：目前所能观测到的宇宙范围，由银河系和现阶段能观测到的河外星系组成。
（三）太阳系中的八大行星
1. 分类：
（1）类地行星：包括水星、金星、地球、火星，体积和质量较小，平均密度较大，表面温度较高，中心有铁核，金属元素含量高。
（2）巨行星：包括木星和土星，体积和质量大，平均密度小，主要由氢、氦、氖等轻元素组成。
（3）远日行星：包括天王星和海王星，距离太阳远，表面温度低，大气主要成分是氢、氦、甲烷等。
2. 运动特征：
（1）同向性：绕日公转方向都是自西向东。
（2）共面性：公转轨道面几乎在同一平面。
（3）近圆性：公转轨道近似圆形。
（四）地球的特殊性——存在生命
1. 普通性：运动特征和结构特征与其他行星相似。
2. 特殊性：太阳系中唯一存在生命的行星。
3. 存在生命的条件：
（1）外部条件：
①稳定的太阳光照：太阳处于壮年期，状态稳定，提供稳定光照。
②安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰。
（2）自身条件：
①适宜的温度：日地距离适中，地球表面平均气温约15℃。
②适合生物呼吸的大气：体积和质量适中，引力使大量气体聚集，演化形成以氮和氧为主的大气。
③液态水的存在：地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，内部温度升高，结晶水汽化，水汽逸出冷却凝结形成降水，汇聚形成原始海洋。
四、探究活动
（一）探究天体和天体系统的判断
1. 小组讨论：如何准确判断一个物体是否为天体？如何判断天体之间是否构成天体系统？
2. 代表发言：
（1）判断物体是否为天体，关键看是否独立存在于宇宙空间。例如，在太空中运行的人造卫星是天体，待发射的卫星在地球上不是天体。
（2）判断天体之间是否构成天体系统，依据相互吸引且相互绕转两个条件。如月球绕地球运动，构成地月系；北斗七星中各恒星虽相互吸引，但无相互绕转关系，不构成天体系统。
（二）分析八大行星特征对地球生命存在的影响
1. 小组讨论：八大行星的结构特征和运动特征与地球存在生命有怎样的联系？
2. 代表发言：
（1）结构特征：类地行星物质组成和结构与地球相似，为地球积累了生命存在的物质基础。巨行星和远日行星引力可捕获小天体，减少对地球的撞击频率，提供相对安全环境。
（2）运动特征：同向性、共面性和近圆性使太阳系内行星运动有序，减少碰撞和干扰，为地球生命演化提供稳定外部环境。
（三）探讨地球位置改变对生命的影响
1. 小组讨论：假设地球离太阳更近或更远，或者不在太阳系中，地球上生命会出现什么情况？
2. 代表发言：
（1）离太阳更近，表面温度过高，水呈气态，难以形成液态水，大气成分可能变化，不利于生命诞生和发展。
（2）离太阳更远，表面温度过低，水全部冻结成冰，大气可能凝结，不利于生命存在。
（3）不在太阳系中，无法获得稳定光照和适宜温度，面临更复杂恶劣宇宙环境，生命存在可能性极小。
五、史料分析
（一）古代对宇宙的认知
古代中国有“盖天说”“浑天说”等，如《周髀算经》记载“天象盖笠，地法覆盘”，反映当时人们对天地形状的朴素认知。西方古代也有类似观点，如托勒密的“地心说”认为地球是宇宙中心。通过这些史料，了解古代人类对宇宙的初步探索，对比现代宇宙观，体会人类对宇宙认知的发展历程。
（二）现代宇宙探索成果
以哈勃太空望远镜的观测成果为例，它拍摄到众多遥远星系的图像，使人类对宇宙的范围和结构有了更深入认识。分析这些成果，思考其对人类认知宇宙的意义，以及对未来宇宙探索的启示。
六、课堂练习
（一）单项选择题
1. 下列属于天体的是（ ）
A. 天空中的大型客机
B. 陨星
C. 山顶坠落的巨大石块
D. 宇宙中的气体和尘埃
2. 下列天体系统中，不包含地球的是（ ）
A. 地月系
B. 太阳系
C. 银河系
D. 河外星系
答案：D
解析：地月系由地球和月球组成，太阳系包含地球等行星，银河系包含太阳系，而河外星系是指银河系以外的星系，不包含地球，所以选D。
3. 太阳系中，距离太阳最近的行星是（ ）
A. 水星
B. 金星
C. 地球
D. 火星
答案：A
解析：太阳系八大行星距太阳由近及远依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，所以距离太阳最近的是水星，A正确。
（二）填空题
1. 常见的天体有______、______、______、______、______、______等。
答案：恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星体
2. 天体系统按从低到高的级别，依次为______、______、______和______。
答案：地月系、太阳系、银河系、总星系
3. 太阳系中的八大行星按照距太阳由近及远的顺序依次是______、______、______、______、______、______、______、______。
答案：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星
4. 地球上存在生命的外部条件是______和______；自身条件是______、______和______。
答案：稳定的太阳光照、安全的宇宙环境；适宜的温度、适合生物呼吸的大气、液态水的存在
（三）简答题
1. 简述天体系统的层次结构。
答案：天体系统按从低到高的级别依次为地月系，由地球和月球组成；太阳系，由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质等构成；银河系，由众多恒星和星际物质组成；总星系，由银河系和现阶段所能观测到的河外星系共同组成。
2. 分析地球上存在生命的条件及其对生命诞生和发展的意义。
答案：
外部条件：
（1）稳定的太阳光照，为地球提供稳定能量来源，使地球上生物能在相对稳定环境中演化。
（2）安全的宇宙环境，大小行星各行其道，互不干扰，减少地球遭受重大撞击风险，为生命诞生和发展提供安全外部空间。
自身条件：
（1）适宜的温度，日地距离适中，使地球表面平均气温约15℃，有利于生命过程发生和发展，水能够以液态形式存在，为生命活动提供必要介质。
（2）适合生物呼吸的大气，地球的体积和质量适中，形成以氮和氧为主的适合生物呼吸的大气，为生物生存提供氧气。
（3）液态水的存在，原始的海洋为生命诞生提供摇篮，是生命起源和发展的重要场所。
七、总结归纳
（一）学生总结
回顾本节课所学，梳理宇宙的物质组成，明确天体系统层次结构，掌握太阳系八大行星特征，理解地球存在生命的条件。
（二）教师补充完善
强调重点知识如天体和天体系统判断标准、地球上存在生命条件的具体内容及相互关系等；指出易错点，帮助学生加深理解，构建完整知识体系。
八、拓展延伸
（一）案例分析：以火星探测为例，分析探索地外生命的意义和挑战
1. 发展现状：近年来，多个国家开展火星探测任务，发射系列探测器，对火星地形、气候、地质等有更深入了解，发现火星曾存在大量液态水痕迹，增加火星存在生命可能性。
2. 存在问题：技术方面，远距离星际航行、探测器精确着陆和长期稳定运行困难；科学研究方面，对火星生命探索处于初步阶段，很多问题未解答；成本方面，火星探测成本高昂，需大量资金和技术支持。
3. 对策建议：加强国际合作，整合资源和技术优势；加大技术研发投入，提高探测器性能和可靠性；加强跨学科研究，综合多学科知识深入研究火星环境和生命迹象。
（二）小组讨论：如何在未来更好地探索宇宙，寻找地外生命
1. 发展更先进航天技术，提高航天器速度和航程，到达更遥远星系探测。
2. 加强天文观测设备建设，如射电望远镜、空间望远镜等，提高观测能力，获取更多宇宙信息。
3. 培养更多专业航天人才和科研人员，提供人才支持。
4. 推动公众对宇宙探索的关注和参与，提高全民科学素养，营造良好社会氛围。

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