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探究活动：绘制生态系统概念图
目的：
1.通过活动，使学生学会绘制概念图。
2.通过概念图的绘制活动，使学生对“生态系统”一节中的重要的科学概念，以及彼此间的关系有较深刻的认识。
准备：
教师：（1）一个简单的概念图。（2）白纸、胶带或投影屏幕。
学生：笔、尺子
步骤：
1． 请学生将与生态系统有关的名词，列在黑板上。
2． 在教师的引导下，请学生说出：黑板上的这些名词彼此间的关系。
3． 教师给学生展示一个概念图，讲解什么是概念图，以及绘制概念图的目的和要求。
4． 组织学生将黑板上的概念，绘制出一个生态系统概念图。
5． 小组分头绘制“概念图”。
6． 在教师引导下，学生进行概念图的交流。（学生可在白纸上绘好概念图展示在黑板上，或利用投影呈现在屏幕上交流）。
7． 每个小组展示后，其他组可以对展示组品头论足。
8． 最后，对各个小组绘制的“概念图”进行评判，选出最家绘制小组。对有不足的组，提出改进的意见。
活动资料： 生态系统概念图
1. 概念图
概念图（concept maps）是组织和表征知识的工具，它包括众多的概念，以及概念之间的关系。每两个概念之间的关系通过连接线和连接线上的词表示。学生绘制概念图是教学方法的一种。
2. 注意概念图的绘制规范。这些规范包括：
①概念图中每个概念只出现一次。
②连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表述具体明确的词。
③连接概念的直线可以交错，但向上或向两侧联系时需加箭头。
④概念名词要用方框或圆圈圈起来，而联系词则不用。
3.概念图在教学中的应用
概念图在教学中有多种用途，一般来说，它可以作为三种工具：教的工具、学的工具和评价的工具。分别说明如下：
①概念图作为教的工具。如：备课过程中，教师先做一个概念图，把知识要点的关系弄清楚，再交待给学生。
②概念图作为学的工具。如：学生单元复习时的有效工具。
③概念图作为评价的工具。如：了解学生对概念及相关概念的掌握情况，学生能与以往多少概念相联系。
吃
分解
包括
生态系统
非生物部分
生物部分
包括
阳光、空气、水等
消费者
分解者
生产者
包括
包括
包括
包括
需要
需要
需要
植物
分解
食物链
动物
细菌、真菌
是
形成
是
是
有机物
食物网
制造
形成习题精选
青蒜和蒜苗都是由大蒜瓣培育成的。青蒜是露天生长的，它的叶片是绿色的；蒜苗是在遮光的条件下生长的，它的叶片是黄色的。大蒜埋在土壤里的部分是白色的，而暴露在外的部分是绿色的。
根据这段文字，你有什么问题提出吗？
针对自己的问题，你的假设是： 。
为了验证自己的假设，你可以设计一个实验：
第一步： 。
第二步： 。
第三步： 。
在这个实验中，你打算选用的实验材料是： 。探究活动
准备：学生准备各大星球的资料
形式：小品
过程：
扮演各大星球的学生：我们与地球是太阳系中的邻居，听说地球家来了一个朋友，我们去看一看，让他到我们的家中做客。
学生甲：我是地球上的生物，这么多星球邀请我，还真想去看看
学生乙：我的家在水星，表面不平，有大小不一的环形山，还有辐射纹、平原、裂谷、盆地。我们这里大气非常稀薄，昼夜温差很大，阳光直射处温度高达427℃，夜晚降低到-173℃。有微弱的磁场和辐射带。
学生甲：我不能去。
学生丙：我的家在金星，我家没有任何液态水，大气中二氧化碳的含量在97%以上，还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气及氯化氢等。强烈的“温室效应”使我家表面温度高达465-485摄氏度，温差很小，基本上没有昼夜、季节和地区的差别。
学生甲：我不敢去。
学生丁：我的家在火星，我家一天的长度几乎和地球相同，也有四季的变化。我家大气非常稀薄,主要成分是二氧化碳,约占95%。赤道附近中午温度20摄氏度左右,昼夜温差超过100摄氏度。
学生甲：我不能去。
同学们，为什么地球上的生物不能到其他星球上去呢？生物圈
生物圈的科学定义是指全球性有机体层，或有机体生活和与之相互作用的地球表面环境。也就是说，生物圈指的是地球上的全部生命和一切适合于生物栖息的场所，它包括岩石圈上层、全部水圈和大气圈下层。
岩石圈是所有陆生生物的立足点，岩石圈的土壤中还有植物的地下部分、细菌、真菌、大量无脊椎动物和掘土的脊椎动物，但它们主要分布在土壤上层几十厘米之内，而深到几十米以下，就只有少数植物的根系才能达到。在更深的地下水中（超过100米），还可发现棘鱼等动物。岩石圈中最深的生命极限可达地下2500—3000米处，在那里存有石油细菌。
在大气圈中，生命主要集中于最下层，也就是与岩石圈的交界处。有的鸟类能飞到数千米的空中，昆虫和一些小动物能被气流带到更高的地方，甚至在22000米的平流层中也曾发现细菌和真菌。不过这些地方毕竟不能为生物提供长期生活的条件，况且那里的生物又是偶然被带去的，我们把它称为副生物圈。水圈中几乎到处都有生命，但主要还是集中在表层和底层，最深的海洋可达11000米以上，就在这样的深处也有海洋生物。
总之，在这些界面上的生物有机体构成了一个具有生命的、有再生能力的生命圈层。生物圈的上限可达海平面以上12000米，下限可达海平面以下15000米，在这个广阔的范围里，最活跃的是生物。其中绿色植物能在生命活动过程中，截取太阳的辐射能量，吸收土壤中的水分和养料，吸收大气中的二氧化碳和氧气等，使地球各个圈层之间发生相互联系，各种物质循环和能量转换得以完成。人类和全部其他异养有机体的生命是完全依靠绿色植物的，人类若能实现人口稳定，生物圈的科学管理对于为人类提供食物将是必要的，因此对生物圈的认识将成为这种管理的必要基础。
目前，关于生物圈的研究已广泛开展，最著名的是人与生物圈（ MAB）计划、国际地圈生物圈（ IGBP）计划。通过对生物圈的研究，我们不仅能更详细地了解地球上生物的生命活动过程，而且能让它们生活得更好。地球，这个世界上最大的一个生态系统，也将成为我们生物大家庭的乐园。
摘自《科学知识热点》捉“鼠妇”
南京师范大学附属实验学校 曹虎
“老师，你看！”我刚放下教科书，袁韦同学就兴冲冲地捧着一只小玻璃瓶，连走带跑地进了办公室。“什么宝贝呀，看把你高兴的！”我拿起小瓶，里边有一只鼠妇，“老师不是要求每人捉5只吗？”
“老师，这只鼠妇生小宝宝了！”我仔细一瞧，啊！真是的，玻璃瓶底粘着一粒粒比五号逗点还要小的米黄色卵。我也是第一次见到鼠妇产卵，高兴得连声说：“这是重要发现，你快把经过写出来！”袁韦同学像领到了奖赏，一蹦一跳地走了。没隔两天，一篇题为《我看到了鼠妇产子》的观察报告，放到了我的办公桌上。这还是刚踏进中学大门的初中一年级孩子。
从今年秋季开始，南京市在初中试用“义务教育课程标准实验教科书”。新教材完全打破了老生物教科书的体例，在人与生物圈的大背景下，对初中生物知识删繁就简，从学生的生活经验出发，安排了系列化、多样化的科学探究活动。“光对鼠妇生活的影响”就是课本安排的第一个探究性实验。我是一位教了几十年生物课的教师，竟不知鼠妇为何物。打开《简明生物学词典》，方知这是一种与虾、蟹同类、生活在陆地上的甲壳纲小动物。
一天，我起了个大早。在环校园的路上，看到一只只带环节的小动物，跟课本上的图差不多，于是我就将它们一一收入瓶中，把它们当宝贝似地送到实验室。参加新教材培训的老师说，这好像不是鼠妇，南京土话叫“西瓜虫”。他到花盆下找来一只鼠妇一对比，果然不一样：鼠妇壳较软，触角较长，尾肢也长，反应相当灵敏，不像“西瓜虫”那样笨头笨脑。于是，我们几个生物老师同实验员一起，捉来一些鼠妇，同“西瓜虫”分装在两只小烧杯中，让同学们观察，并介绍鼠妇的生活环境，要求每一个实验小组捉10只。
同学们可积极了，大家课间捉，自由活动时间捉，周末放假回家也捉。在捉鼠妇的过程中，同学们知道了在腐朽潮湿的木板下鼠妇最多，而且它们都与“西瓜虫”生活在一起，一见光就飞快地逃走，动作慢一点就抓不到。但同学们捉到的鼠妇，大多是半死不活的，大多数小组也完不成捕捉10只的任务。我们改进了捕捉的方法，用厚纸板做成铲状，使捕到的鼠妇只只完好。又在花盆中放进湿土压实，里边洒些腐烂的谷糠之类进行暂养。几天下来，盆里的鼠妇只只活泼，说明用这种方法暂养鼠妇是成功的。真是实践出真知呀！如果不去动手实践，怎能知道准备一个实验还有这些学问呢！我们学校初一年级有8个班级，每个班如果用60只鼠妇，一个年级就得准备500只，这可不是一个小数目。一二周的准备时间肯定捉不到那么多。我们仔细观察研究，发现背阴的潮湿花坛中生存着许多鼠妇，我们设计了用水淹的办法。我叫工人师傅对花坛进行漫灌，10多分钟后，生活在腐叶和土隙中的鼠妇，因无法呼吸纷纷爬出来，排满了花坛壁，用软毛刷一扫就是一大群。用这种方法，我在30分钟内就捉了200余只，解决了实验材料的难题。由于老师亲自参与实验的全过程，指导起来得心应手，初一学生《光对鼠妇生活的影响》探索实验做得很成功。为了给以后的实验提供方便，我们准备人工饲养鼠妇，这也算是一项创新吧。
在新课程的实验中，我深深地体会到，教师的学识和职业道德固然是一种重要的素养，但科学精神和实践精神，更是一种重要的素养。
《中国教育报》2002年11月28日第3版教法建议
1.在实验中可以探究的因素有很多，考虑到初一学生的认知水平，在引导学生设计实验方案时，一般只对单一因素进行研究。
2.由于鼠妇生活环境的局限性，有些地方可能不易找到，教师可以设计其他的一些实验，说明环境因素对生物生活的影响，例如：水中的氧含量的多少对鱼生活的影响；不同温度下，小白鼠活动的情况等。游戏：食物链和食物网
教师事先准备好大纸片，用毛笔写上课本25页“观察与思考”的10种生物的名称，准备好足够胶条；足够多的绳子。
（1）选出10位同学，分别代表草（植物）、食草昆虫（蚂蚱）、野兔、食草籽的鸟、鼠、蜘蛛、青蛙、狐、蛇、猫头鹰。分发纸片，贴在前胸。
（2）投影展示10种生物的名称，让同学们先了解各种生物的食性，记住自己所代表的生物和可以被自己食用的生物名称。
（3）根据自己可以食用几种生物，就取几根细绳。按照食物链的营养级别，将绳子递给自己被吃的生物。
（4）每人捏紧绳端，队形散开，使细绳绷直，这样就拉成一个由多条食物链所组成的、错纵复杂的食物网。
思考并回答问题：可以连接出几条食物链？在教师指导下学生数出9条食物链。要求学生将知识点得到落实，学生边总结，教师边在投影片上用箭头表示出食物链。
教师可以进一步引导：如果各个食物链与草（植物）断开，这个食物网会怎样？——解体。教案示例
第四节 生态系统
教学目标
1. 结合学生的课下调查结果及教材引言部分的学习，学生能够描述什么是生态系统。
2. 通过教材P23，24多幅图片及相关内容的教学，学生能够说明生态系统的组成。
3. 讲解课本P25草原生态系统图，学生用箭头连接图中的生物并进行进一步的探究活动，最后能举例说出食物链和食物网的构成。
4. 一小段动画片的放映，学生能认同生态系统具有一定的自动调节能力。
5. 提示学生课后阅读《林业工人的新任务》，使学生明确人类的生产活动必须尊重生态系统的完整性。向马永顺爷爷学习什么。以达到教育学生爱护生态系统，养成言行一致的优良品性的目的。
教学重点难点
重点：1.生态系统的组成。
2.食物链和食物网。
难点：生态系统具有一定的自动调节能力。
课前准备：
教师：生态系统图片，生态系统录像片及放像设备。
学生：1.分小组调查校园中的生物，做好记录。
2.记录自己上个双休日在家中所吃的食品，列出目录以备上课时用。
教学设计：
学习内容 学生活动 教师活动
1.生态系统的概念 1.分小组汇报在校园调查的结果。 1.听学生的发言并做好维护课堂秩序的工作，必要的提示及最后的小结。
2.生态系统的组成 2.看书或看投影。 2.展示教材P23,24的多幅图片，有条件的学校可用倍投将书上的图片投影到幕布上。
3.食物链和食物网 3.（1）看书P25图片或看挂图。（2）做课上练习，用箭头将P25图中生物链接起来。（3）进一步的探究活动，了解自己在生物网中的位置。 3.（1）用书上或已准备好的挂图讲解。（2） 指导学生用箭头连接图中生物并提出思考题。（3）引导学生进一步探究活动。
4.生态系统具有一定的自动调节能力 4.观看一小段关于生态系统动态变化的录像内容。 4.操作放像设备，讲解并提出问题供学生进一步探究。
5.像马永顺爷爷那样，用实实在在的行动爱护生态系统 5.阅读《林业工业的新任务》这篇课后文章。 5.布置学生思考题及课后练习：马永顺爷爷的行动给你的启示。小结本节课内容。
教学过程设计：
1．生态系统的概念
生态系统的概念和下面要学习的生态系统的组成是本节课学习的重点，这对刚刚进
入中学的初一学生来说是一个比较抽象的概念，为了帮助学生理解这一概念，教师应在课前也就是上一节课结束后布置给学生调查校园环境这一任务，了解一下与自身密切相关的这个生态系统中的生物种类，这些生物之间以及生物与环境之间的相互关系，最后总结生态系统的概念。
课上伊始先由学生介绍自己的调查结果，每个小组选一个代表，也可自告奋勇到讲台前
面来讲。这时老师应提醒学生注意两点：一是倾听，二是后发言的同学不要重复已说过的内容，除非有新的认识。这样的过程是一个从感性到理性，从片面到全面地认识过程。最后小结：所谓生态系统是指在一定地域内，生物与环境形成的统一整体。
2． 生态系统的组成
教材P23的两幅很有说服力的图片向我们展示了生态系统各种生物以及它们之间的关系。结合学生们的调查结果，以这些生物的营养方式为切入点，逐一分析它们的特点。大家都知道，在自然界，植物能够通过光合作用把无机物摄取到体内转变为有机物，同时将光能转变为化学能并贮存在有机物中。（关于这个问题在第三单元第四章中讲到）植物制造的有机物不仅为自己所需，而且还为很多动物提供食物，因此植物被称之为生产者。而动物只能以现成的有机物为食物，在摄食过程中，食物中的物质和能量随之流入动物体内，因而叫消费者。在自然界中，有肉眼可见的真菌（图片中树干上），还有部分真菌和细菌必须借助于显微镜才能看见（图片中变质的苹果），它们把动植物的遗体或遗物分解成简单的无机物，分解后的物质重新回到自然界参加物质循环，它们就是分解者。教学中应着重讲解生物因素及生物之间的相互关系，但对于生态系统中所包含的非生物因素及其作用也不能忽略。
3． 食物链和食物网
建议：讲解这部分内容时可以以中国的一句成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”为开头，
这句话的本意是比喻只想算计别人，不想到另外又有人在算计他自己（原文在课后扩展资料
部分），但从另一侧面揭示了自然界中各种生物之间吃与被吃的关系。还可以以美国生态学
家林德曼（1942年首先提出食物链的理论）描述的一个场景为引言：这是一个风和日丽的春天，一只彩蝶翩翩来到鲜花上津津有味地吸吮花蜜，冷不防背面划过一道绿色刀影，转眼间蝴蝶已在螳螂的绿色大刀下奄奄一息，螳螂正要品尝美餐，一只蛤蟆出其不意地吐出长舌，一下子把它卷入口中，但还没来得及吞咽，悄悄爬到近旁的长蛇猛地一蹿，准确无误地咬住蛤蟆，正在此时，一只老鹰一个猛子扎下去用利爪紧紧攫住蛇。这在大自然里，只不过是一个很普通的场景，但通过教师绘声绘色的讲述，可以调动学生的学习兴趣，迁移到新的问题上来，为探究新的问题作铺垫，试着让学生用箭头把上面两段话中的生物连接起来，强调箭头指向取食者或捕食者。教师再利用与书上相近似的草原生态系统挂图或直接用书上P25的图进行讲解，之后指导学生用箭头将图中的生物用箭头连接起来。例：草→鼠→猫头鹰，草→兔→狐，草→食草昆虫→青蛙→蛇→猫头鹰等等。小结：生产者与消费者之间的这种关系叫食物链。在填写过程中，一边填写一边思考，在这个生态系统中共有多少条食物链？那条食物链的生物种类最多？哪种生物种类的存在对整个生态系统起到至关重要的作用？
在生态系统中，食物链之间往往相互关联形成网状联系，称之为食物网。每种生物
就是这网上的一个“网结”，这个网也可以被称之为本节内容开始时教材中提到的“生命之
网”。生态系统中的物质和能量就是沿着食物链和食物网流动的。
引导学生进一步探究，分析自己在上周的双休日家中所吃的食物种类，它们来自哪
一种动物和植物？这些又与别的生物有什么关系？用箭头连成一个食物网，最后写上自己的名字，看看自己在食物网中的位置。
由此看来，人类在生态系统中占有一定的位置，思考人类应怎样处理人与周围环境的
关系。
4． 生态系统具有一定的自动调节能力
讲解这个问题之前放一小段关于生态系统的动画内容，片中讲的是草，兔，狐几种生
物在没有外界干扰的情况下此消彼长的动态调节过程，让学生明确生产者与消费者，消费者之间它们的遗体或遗物与分解者相互依存的关系。在这里应着重指出：生态系统的调节能力是有限的，受着多种因素的制约，尤其是严重的自然灾害和人为制造的灾难。
让学生分析P26淡水生态环境的一条食物链中大鱼体内的大量有毒物质是哪来的，追根溯源是水环境中的，而很有可能是人类排放的，因此人类破坏环境之后遭到报应的是人类自身。
5． 爱护生态环境
除了完成课后练习，要求学生课后阅读P28文章《林业工人的新任务》。思考：马永顺爷爷的行动给了你什么启示？学生最终明确人类生产生活必须尊重生态系统完整性的道理。
本课小结：
（1） 在一定空间内生物与环境构成的统一整体是生态系统。
（2） 在生态系统中物质和能量沿着食物链和食物网流动，有毒物质能沿着食物链和食物网积累。
（3） 生态系统靠自身的调节能力维持相对稳定，但这种调节能力是有一定限度的，当人为的因素或自然因素的干扰超过这种限度的时候，生态系统就会遭到严重破坏。
提示：为下节课提前作准备，教材共介绍7个生态系统，下课后8个小组的负责人到前面来抽签决定各自选题，轮空的那一组选一个教材以外的生态系统向大家介绍。
展示的内容包括：
（1） 每个生态系统的特点。
（2） 自动调节能力如何。
（3） 人类的行为对该生态系统的影响。
提示：资料来源可以是书报杂志，广播电视，网上查询，形式可以是文字图片，也可以是音频视频等。教学目标
《课程标准》的第三部分明确指出：生物圈是最大的生态系统；要确立保护生物圈的意识。通过本节的教学，要使学生获得有关各种生态系统的知识，理解生物圈中生物因素和非生物因素、食物链和食物网以及能量流动、物质循环的情况；通过组织学生利用各种途径收集生物圈的相关资料，培养学生收集、整理和分析资料的能力；进一步激发学生热爱环境、保护自然和生物圈的意识。典型例题一
判断题：每一种生物都能永远适应环境（ ）
【答案】此题不对，因为每一种生物虽然都有适应环境的形态和结构特点。但是这只
是相对的。例如：许多鸟都具有保护色，可以避免肉食性鸟类的攻击，但常常被嗅觉发达的兽类所捕食；又如：鱼类是适应水中生活的典型代表，但是如果环境中没有水，生活在水中是鱼类肯定就会死去。所以说，生物适应环境只是相对的，而不是永远适应。典型例题二
生活在沙漠中的骆驼刺，地下的根比地上部分长得多、面积大，这是对 的适应。
【答案】这是对干旱、缺水环境的适应。在缺水环境中生活的植物，身体内有许多结构与雨水丰富地区生长的植物是不一样的。例如：仙人掌类的植物，它们的叶片退化成针状（保水）、茎肉质化（储水）、根发达便于从更深、更广的地方吸水。相反，如果将旱生植物放到雨水多的地方，它会很不适应，造成烂根、烂秧等。探究案例：生物体的生长需求
目的：通过探究实验，控制变量来研究生物体的生长需求。
问题：霉菌在面包上生长需要哪些条件？
同学讨论：有哪些因素影响霉菌生长？（水分、温度、光照）
选一个变量进行探究
假设：含水量影响霉菌的生长，即水多霉菌长得快，水少霉菌长得慢。
实验材料：盘子、镊子、自来水、滴管、胶条、无色透明塑料袋、食用的切片面包、笔、
记录表。
实验步骤：1、把同一品种的两片大小厚度一样的面包分别放到两个干净的盘子中
2、用滴管吸取自来水向一个盘子中的面包片上滴水，以湿润为止；另一个盘子中的面包保持干燥。
3、盘子中的面包暴露在空气中30分钟左右。
4、把两片面包分别放到两个塑料袋中，从袋子底部向外排出空气，用胶条封紧袋口，把袋子放在温度30度左右黑暗的地方。
5、画好记录表，每天观察一次，观察时从袋外向里观察，不要打开袋口。连续观察记录4天。
结果分析：
得出结论：教学目标
1.知识：生物与自然环境是相互作用的关系，首先生物只有适应环境才能生存和发展，同时生物也影响和改变着环境。人与其他生物一样是自然环境的一部分，必须顺应自然规模，人类在适应环境的同时，还负有保护自然的责任。
2.能力：初步学会运用日常积累的科学知识，利用科学方法，通过观察生物的形态特征，发现和总结生物适应环境的方式。
3.情感态度与价值观：通过观察生物标本，发现探究生命奥秘的乐趣，习惯接纳自然界的各种生物，热爱自然、珍爱生命，提高环境保护意识，改变旧有的不良习惯，确立积极、健康的生活态度。教材分析
本节教材，围绕着《课程标准》，首先明确了生态系统的概念，而后引导学生通过观察图片、分析资料和讨论，知道生态系统的组成和各成分之间的关系；明确指出生产者与消费者之间的关系就形成了食物链，很多食物链彼此交错连接就形成了食物网。本节的最后提到生态系统具有一定的自动调节能力，如果外界的干扰超过了这种能力，生态系统就会遭到破坏。依此激发学生对生态系统进行保护的热情。教材分析
本节内容安排了本书的第一个探究实验。通过探究过程，一方面使学生学会探究的一般方法和步骤，体验科学研究的过程；另一方面使学生能通过探究活动，理解非生物因素对生物的影响。由于是第一个探究实验，所以教材将探究的各个步骤都交代得比较清楚，而且对科学地统计数字、对照实验的设计、变量问题又通过响应的问题，着重进行了强调。教案示例
第五节 生物圈是最大的生态系统
教学目标：
1． 教材提供的多幅图片及自己查阅的各种资料，初步学会识别各种生态系统的类型及
特点。
2．结合教材中的资料分析及讨论，以河流生态系统为例说明生物圈是最大的生态系统。对学生进行局部与整体的辩证关系的教育。
3． “生物圈Ⅱ号”这个典型事例，使学生初步认识到地球仍是人类和其他生物的唯一
家园，增强爱护环境的意识。
教学重点和难点：
1．建立保护生物圈的意识和初步形成人与自然和谐发展的理念是本节教学的重点。
2．生物圈是一个统一的整体是本节教学的难点。
课前准备：
学生：分组准备各个生态系统的相关材料。
教师：关于生态系统的影像资料及放像设备。
教学设计：
学习内容 学生活动 教师活动
1． 复习什么是生态系统，有毒物质通过食物链和食物网富集的例子。 学生讨论 教师以日本的水俣病为例进一步说明生物与环境这个密不可分的整体。
2．多种多样的生态系统。 学生先后发言，各自介绍一个生态系统，之后补充，提问。 认真倾听并随时观察课上学生的表现，适时提出问题。
3．生物圈是一个统一的整体。 观看电视片《话说长江》片段，学习教材《DDT的事例》，思考：生物圈的整体性对人类的活动产生什么影响。 说明长江作为河流生态系统与周围生态系统的关系。 解释DDT对生物圈的影响。
4．保护生物圈。 分析不成功的《生物圈Ⅱ号》的事例。技能训练，作出假设，分小组讨论小明提出的问题。 课堂提问关于教材P32，33的内容。小结本节课内容。做P32/2练习，写一篇文章。
教学过程设计：
1、 复习上节课内容
以日本的水俣病这个典型事件为例，复习上节课学习过得的生态系统的有关知识，
同时应指出水俣病是有毒物质通过食物链富集的例子，但我认为举这个例子根本目的是要说明生物与环境之间密不可分的关系。生物与环境形成统一整体是生态系统，而生物圈是最大的生态系统，从而引入新课。
2、 种多样的生态系统
在学生讨论的基础上，请学生代表发言（介绍不同的生态系统）。在学生发言中应注意两个倾向，一是大谈环境污染的例子，二是不太注意与其他生态系统的联系。笔者认为，人类活动中的一些有影响环境的事件应当讲，但绝不是为了讲而讲，为了渲染而讲，应当吸取什么样的经验教训，使今后不再重犯同样的错误。再者，只有清楚每个生态系统和其他生态系统的异同点，才能更清楚这些生态系统不是各自独立的。这样才能更顺利的引入下面内容的学习。
三、生物圈是一个统一的整体
有了上面的学习，介绍，讨论，再加上讲这个问题之前先放一段《话说长江》的部分内
容，学生对此应是不难理解的。《话说长江》是上个世纪八十年代中央电视台拍摄的一个专
题片，片中将长江自西向东的源头，流域及入海的全流域过程展现在观众面前，长江的长度之长，流域范围之广，地形地域之复杂，生态环境之多是非常有说服力的。教材中还有一个生动的例子是关于DDT的。他本来是在欧，亚，美大陆上使用的化学药剂，但是人们不但在海洋生物体内发现其大量的存在，而且在南北极的任何动物体内也有了他的身影。这就告诉人们，整个地球上的动物，植物，陆地，海洋，大气和各种矿物资源都是生态系统的一员，人类赖以生存在其中。如果地球上这种相互依赖的关系遭到破坏，必将造成生态失衡，人类也将遭到灭顶之灾。通过学习，应当使学生建立起大环境观，通过事例对学生进行局部与整体的辩证关系的教育。
四、保护我们共同的家园
通过上面的学习可以认识到生物圈是一个统一的整体，是地球上最大的生态系统，是所有生物共同的家园。那么人类能够模拟一个与生物圈类似可供人类生存的生态环境吗？20世纪90年代不成功的“生物圈Ⅱ号”的事例用事实告诉我们迄今为止地球仍是人类和其他生物的唯一家园，所有的成员都应该珍惜它。教材P32列出了一个现象：小明同学父亲的小时候村边小河的生物种类与小明现在所看到的有很大的不同。对于长期在城市中生活的孩子来说，恐怕很少有人有这种生活体验。但是我认为学生可以根据学过的知识，展开广泛的讨论，并做出没有没有任何限制但基本符合实际的种种假设。必须指出的是村边的小河看似微不足道，但它却是整个生物圈的一个重要的组成部分。我们更有必要从身边的小事，身边的环境做起，共同关爱我们的生存环境。
本课小结：
地球上有多种多样的生态系统，生物圈是最大的生态系统，它是一个统一的整体，人类活动对环境的影响有许多是全球性的。浅谈适应
适应是生物适合环境条件而形成的一定特征和性状的现象。它包括两重意义：一是指过程，即生物不断改变自己，使其能适合于某一环境中生活的过程。例如肺鱼的鳔在缺少水的时候进行呼吸，摄取氧气以维持生命。二是指结果，即有利于生物生存和繁殖的种种特征。例如植物的叶适应于光合作用；鱼的鳃适应于水中营呼吸作用。
适应的现代观念认为：外部世界提出某些“问题”，生物就必须“去解决”，生物通过对“问题”的解决过程作出越来越好的“回答”，最后处于适应状态。爬行类演化成鸟类就是一个很好的例证。在演化的过程中，骨胳、肌肉、皮肤、翅膀、羽毛等越来越变得更适应于鸟类的生活。
生物适应于自然环境，具有普遍性。生物只有适应于其所处的环境，才能够在这个环境中很好地生存下来。各种植物花的形态、构造都有利于其后代的繁衍。虫媒花的构造、颜色、花蜜、香气等特征极易吸引昆虫为之传粉受精、风媒花花粉粒小而轻且数量大，这些特征与风的传粉相协调；蒲公英的种子上生有毛绒绒的白色纤维，适于被风吹走；苍耳和鬼针草等植物的种子依靠动物来传播，种子、果实上有刺，很容易附着在动物身上；风仙花种子成熟后，被风一吹，立即裂开，里面的种子便被弹射出来。
1844年，邦尼艾(G·Bonnier)做了一个实验，将生长在同一个地方的菊芋一部分放在平原上生长，一部分放在海拔2400米的植物园里，经过数代后，在植物园里的菊芋发生了巨大的变化，其形态、结构、生理机能变得更适应于高原生活了。
在动物方面，保护色、警戒色及拟态等现象都是动物对其周围环境的适应。枭蝴蝶身上斑点的颜色和形状与猫头鹰的眼睛十分相似，当它突然展开翅下的斑点时，可即刻恐吓并赶走捕食者；竹节虫，整天不动，犹如枯枝败叶，如震动枝条，竹节虫便跌落在地，仍然僵直不动，活象一段枯枝；蛇、鸟等动物在地震前都自行逃走；蝙蝠的翼手适于飞翔；鲸、海豹、企鹅的某些器官适于划水等等。
总之，适应是普遍存在的生命现象，各种生物，无论是形态、结构，生理机能以及行为习惯，无一例外。
适应是自然选择的结果，生物的变异有的有利于生存，有的不利于生物的生存。那些有利于生物生存的变异类型适应自然环境而留下来；那些不利于生物生存的变异类型由于不适应自然环境而遭淘汰。所以，适应是自然选择的必然产物。
适应现象尽管很巧妙，很合理，但适应是相对的，而不是绝对的、尽善尽美的。适应是针对一定的条件说的，如果条件发生了改变，那么，生物的适应就失去了作用。警戒色是相当巧妙的适应现象，大多数食虫鸟怕吃毛虫，但是一只杜鹃在一天中却可以吃掉上百条毛虫。蛾类结茧固然有利于保护自身，然而棉铃虫的悲剧又恰恰就在茧上，金小蜂正是借助于茧对棉铃虫的束缚作用，顺利地将卵产到它的体内这也可以说是“作茧自缚”了；鹰可以在很高的地方发现草丛中活动的老鼠，人的眼睛则不行。相反，人的眼睛可以辨别多种颜色，鸟类的眼睛则不行。
适应是一种暂时的现象，它不是永久性的，当某些因素变化时，有的还成为一种有害的特征，导致生物死亡。雷鸟和貂都借助于保护色而常常免遭敌害。但是一旦这些动物的颜色已经变了，而气候异常没有下雪，它们的颜色变更，不仅没有益处，反而更容易被敌害所发现。著名的尺蛾工业黑化现象也是一个很好的例子。
适应相对性究其原因是由于遗传基础例如基因等的稳定性和自然环境条件的变化相互作用的结果。环境发生了剧烈变化，适应于原来环境的生物绝大多数要被淘汰，但其中的一些生物由于遗传物质发生了变异，能够在新的环境中生活下来，适应于变化的环境。例如在一个生长着细菌的培养器中，加入青霉素，绝大多数细菌不适应而被杀死，但总有一些发生变异的个体，抗药性增强而适应于新的环境生存下来。
李锦桂，中学生物学，1991年第4期
　教法建议
指出最大的生态系统是生物圈（前后教材衔接）；生态系统的种类很多，范围有大有小，但它们都具有共同的特点。可以请学生收集相关的资料、分组讨论，明确：生态系统的组成和各个成分之间关系。教师还可以有目的地准备一些比较有特色的生态系统图片，引导学生讨论——它是否属于生态系统？在讨论和学习的过程中，加深对基础知识的理解。在教学过程中，还要引导学生明白：人类也是生态系统中的一员，保护生态系统就是保护人类自己。水圈的基本特征
一、水圈及其构成
地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于空中、地表和地下，包括大气水、海水、陆地水（河、湖、沼泽、冰雪、土壤水和地下水），以及生物体内的生物水。这些水不停地运动着和相互联系着，共同构成水圈。我们通常所说的水圈一般是指地球上被冰雪、液态水和水汽所占据而构成的壳层。水圈的上限可视为对流层顶，下限为深层地下水所及的深度。
在水圈中，水的大部分是以液态和固态的形式在地面上聚集在一起的，构成各种水体，如冰川、海洋、河流、湖泊、水库等等。通常情况下，一个水体就是一个完整的生态系统，包括其中的水、悬浮物、溶解物、底质和水生生物等。此时我们也称其为水环境。
全球水的总储藏量约为13.9亿立方千米，其中97.42%是海水，只有2.58%是淡水，而淡水中的约77%是以极地冰帽和高山积雪和冰川形式存在的。它们在各种存在形态之间和各水体之间不断地转化和循环，形成水的大循环和相对稳定的分配。
二、水循环与水量平衡
地球上的水圈是一个永不停息的动态系统。在太阳辐射和地球引力的推动下，水在水圈内各组成部分之间不停的运动着，构成全球范围的大循环，并把各种水体连接起来，使得各种水体能够长期存在。海洋和陆地之间的水交换是这个循环的主线，意义最重大。在太阳能的作用下，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环。这部分水容易被人类社会所利用，具有经济价值，正是我们所说的水资源。
降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最主要环节，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。水量平衡是说，在一个足够长的时期里，全球范围的总蒸发量等于总降水量。
径流是一个地区（流域）的降水量与蒸发量的差值。多年平均的大洋水量平衡方程为：蒸发量=降水量+径流量；多年平均的陆地水量平衡方程是：降水量=径流量+蒸发量。但是，无论是海洋还是陆地，降水量和蒸发量的地理分布都是不均匀的，这种差异最明显的就是不同纬度的差异。
据估计，全球总的循环水量约为496′1012立方米/年，不到全球总储水量的万分之四。在这些循环水中，约有22.4%成为陆地降水，这其中的约三分之二又从陆地蒸发掉了。但总算蒸发量小于降水量，这才形成了地面径流。
三、水体污染与自净
水体是指地面水（河流、湖泊、沼泽、水库）、地下水和海洋的总称。在环境科学领域，水体不仅仅就是水，它还包括水中的溶解物、悬浮物、水生生物和底泥，被当作一个完整的生态系统看待。所谓水体污染就是指进入水体的污染物造成该水体中某些物质（特别是对生物有毒性的或造成水体水质恶化的物质）超过了水体的本底值或水体的自净能力，从而使得该水体部分或全部失去它的功能或用途。在环境污染的研究中，区分"水"和"水体"两个概念十分重要。例如，重金属污染物易于从水中转移到底泥里，水中的重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎水污染并不严重，但是从整个水体看，污染就可能很严重。可见，水体污染不仅仅是水污染，还包括底泥污染和水生生物污染。
1．水质指标
从理论上讲，通过化学分析，我们可以确定进入某个水体的污染物是什么和浓度有多少，从而搞清该水体污染的原因和程度。但是，造成水体污染的物质太多了，除了重金属、一些有毒的有机化合物和其他必须单独分析出其浓度的污染物以外，一般不把水中的污染物一一分开测定。这就需要对水体污染物分类。可以有很多种分类方法，但最有用的是按污染物对水体或水体生态系统的危害特性进行的分类。水体污染物通常分为：耗氧有机物、难降解有机物、植物营养物、无机悬浮物、石油类、重金属、放射性污染物、酸碱盐类、病原体和热污染十个类别。
对应于各类污染物，有许多用来表示水质状况或水污染状况的指标，常用的有：溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、悬浮物（SS）、石油类、各种有毒物（包括重金属）、放射性、酸碱度（或pH）、细菌总数、水温等等。其中生化需氧量、化学需氧量都是用氧化水中的污染物所需要消耗的氧的量来间接反映水中有机物的量。生化需氧量（BOD）等于水中的能够被微生物分解氧化的有机物被生物氧化所需的氧的量，以每升水（所含的污染物）所消耗的氧的毫克数来表示。化学需氧量（COD）等于用化学氧化剂氧化水中的有机污染物所需要消耗的氧化剂的量（以相同当量的氧的量表示），单位同BOD。其他水质指标就不一一介绍了，需要时可参考有关水污染的书籍或标准。
2．水体自净
水体自净是发生在受到污染（特别是有机污染）的水体中的一个生态学过程，在这个过程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水或水体向净化的方向转变。造成这一转变的生物化学过程常被称作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有机化合物转化为低级有机物和简单无机物的过程。
生物降解分为好氧生物降解和厌氧生物降解。前者是指在溶解氧（氧分子）存在的条件下，由好氧微生物完成的生物化学反应；后者是指在氧气不足或无氧气的情况下，由厌氧微生物完成的生物化学反应。有的微生物既能在有氧条件下进行生物化学反应，也能在无氧或缺氧条件下进行生物化学反应，称为兼性微生物。
从反应的结果看，好氧生物降解与厌氧生物降解的区别是，前者的产物是稳定的无机物(CO2、H2O)，后者的产物不完全是上述稳定的无机物，而是还包括甲烷、乙酸等有机物和NH3等氧化不彻底的无机物。
在未受污染的水体中，水中都有一定浓度的溶解氧。但是，当水体受到有机物的污染后，水体中的微生物就会大量繁殖起来。由于好氧微生物比厌氧微生物生长快，所以好氧微生物首先发展壮大。当好氧微生物发展到一定数量，它们消耗水中溶解氧的速率有可能超过空气中的氧气向水中溶解的速率（称为复氧速率）。一旦如此，水中的溶解氧浓度就开始迅速下降，直到浓度降到接近零，使水体呈现无氧或缺氧状态。在缺氧或无氧状态下，好氧微生物的生长受到抑制，而厌氧微生物则大量繁殖起来，继承了大部分的自净工作。实际上，当一个水体受到较严重的有机污染时，水中的溶解氧是随水的深度变化的，表层水体的溶解氧较高，越往深处溶解氧越低，直至厌氧状态。因此，好氧微生物集中在水体的上部，阻止了从空气中补充进来的溶解氧向下层的传递，从而维持下层水体的厌氧状态，使得厌氧微生物集中在水体的底部。水体的水流状态和温度、气压高低对水的复氧速率有较大影响，因而在一定程度上决定了水体的溶解氧浓度。当水中的溶解氧低于2mg/l时，一般鱼类的生存就会受到影响，溶解氧再低，鱼类就会大量死亡。
3．水体富营养化
富营养化是湖泊分类和演化学的一个概念，它指的是当湖泊水中的N、P等植物营养物（如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、尿素、磷酸盐）的浓度超过一定数值时引起的湖泊生态系统的一种恶性循环。地面天然水体中的总氮和总磷含量一般都较低，因而湖泊生态系统的生产能力被限制在一个较低的水平。然而，当大量含有氮磷的污水进入一个湖泊时会大大提高湖水中氮和磷的浓度，充足的氮磷供应造成湖泊中的主要生产者藻类的快速生长，藻类的尸体则为湖泊微生物提供了充足的养料，它们也因而大量繁殖并快速消耗水中的溶解氧。由于微生物集中于底泥之中，结果造成水的底层缺氧。随着这种情况的继续，缺氧层的厚度越来越大，从而把好氧微生物的活动范围更加限制在表层，直到最后，只有水面薄薄的一层还有藻类生长，其他需氧生物统统死亡。藻类生长进一步限制了阳光的入射深度和氧气补充速度，更加剧了这一过程。最后系统终于崩溃，藻类也由于缺氧而开始大量死亡，形成"赤潮"。这样的生态循环过程是湖泊富营养化的主要标志。
造成这种情况的因素，除了植物营养物太多以外，还有湖泊的水力条件──水流缓慢，阳光照射造成水温的垂直分布阻碍水的垂直混合等等。到了富营养化阶段，湖泊就进入了老化阶段，开始走向消亡──湖底逐渐升高，以至于变成沼泽，最后变为陆地。水污染对湖泊的危害就在于使水中的植物营养物过快积累起来，使得湖泊提前进入富营养化阶段，加快它的消亡过程。
资料来源 中国经济信息网美国生物圈2号及其研究
郭双生/孙金镖
生物圈2号的外观图
表1圈内各个组成部分及结构参数一览表
区域 面积 (m2) 体积 (m3) 土壤 (m3) 水分 (m3) 大气 (m3)
集约农业区 2000 38000 2720 60 35220
居住区 1000 11000 2 1 10997
热带雨林 2000 35000 6000 100 28900
热带草原/ 海洋/沼泽 2500 49000 4000 3400 41600
沙漠 1400 22000 4000 400 17600
“西肺” 1800 15000 0 0 15000
“南肺” 1800 15750 0 750 15000
注:上述两“肺”的体积仅为其完全膨胀的50%
美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的生物圈2号是一座微型人工 生态循环系统,因把地球本身称作生物圈1号而得此名。它由美国前橄榄球运动员 约翰·艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,耗资15亿美元。
1991年9月26日4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年6月26日走出 ,停留共计21个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨 西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,于1994年3月6日二次进驻,工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。 生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研 究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是, 它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星 球定居和宇宙载人探险。
一、概况
占地1?28公顷的生物圈2号的地上部分为涂有粉剂的立体钢架构型,配有双层玻璃 窗板;地面部分为焊接不锈钢板,并用钢垫密封。总体积约为180000m?３。其内部主要由7种 生态群落区和两个大气扩张室(也称作“肺”)组成。此外,还设有能量中心和冷却塔等设施 。其外观及有关结构参数如表1和图1所示。
为了减轻立体结构的负荷,生物圈2号的内部压力略高于周围大气压。众所周知,温 度改变必然导致压力变化,而这种伸缩中的压力变化足以破坏玻璃窗板(计算值极易超过kPa ）。为了解决这一矛盾,没有像通常那样采取抵抗压力的措施,而是为该圈装配了两个称为“ 肺”的体积可变室，以使大气在恒压下胀缩。两“肺”就如同巨大活塞通过密封膜连接在气 缸上一样,上下垂直运动距离约达15m。活塞重量产生相对于周围大气压力的内部正压。正压 具有两大优点:不论什么地方有泄漏,内部大气就会向外扩散从而保证排除外界污染；活塞的 持续下滑则表明某处出现泄漏。两“肺”的体积占到该圈密闭体积的30%。
除上述设施外,其内部还包括分析、医疗、兽医、监控、维修、锻炼、影视等室,分布在不同 部位。
与地球生物圈类同,生物圈2号在物质上闭环,通过工程手段禁止它与外界大气和地 下 土壤进行物质变换。在能量上开环,允许太阳光通过玻璃结构供植物进行光合作用,同时引入 电能供技术系统操作运转。在信息上也同样开环,通过计算机系统、电话、摄像、电视与外 界进 行数据信息交换,并通过电视可以与外界工作人员及亲属进行面对面的交谈,还可放映电影和 收看商业电视节目。电能及热控能源从外界通过气密装置输送进来,当进行能量转移时,不允 许内外流体进行任何形式的交换或混合。
表2圈内大气温度、压力及重量范围
生物群落 温度(°C) 最高 最低 大气成分 压力 (kPa) 百分比 (%) 总重量 (kg)
热带雨林 35 13 O?2 18?10 20?51 31800
热带草原/ 38 13 N?２ 67?51 76?51 103775
海洋/沼泽 CO?2 0?03 0?03 67
沙漠 43 2 H?２O 1?78 2?02 1761
集约农业区 30 13 Ar 0?81 0?92 1782
居住区 35 15 总量 88?24 100?00 139185
生物圈2号的“神经系统”是一个完整的计算机数据采集和控制系统,它是从位于居住区的指挥室辐射出的微处理机网络系统。这一内部“神经系统”通过信息通路与外界附近的“飞行控制”楼内的计算中心相联通。该楼作为分析中心而成为生物圈1号 和2号间获取分析数据及通讯的主要窗口。居住区内的指挥室通过遍布圈内的5000 多个传感器(每15分钟记录一次并读入无限增长数据库)能够有效地控制所有主要的操作参数 ,如温度、湿度、光强、水流量、pH值、CO?２浓度、土壤湿度、仪器运作状态等,并能进行 数据传感器及所有报警装置的状态显示。每件装置均有手动控制开关以防“神经系统”任何部位的失灵。
尽管整个圈内为热带气候,但由于不同生物群落的冷暖要求不同,因此,各自又有相对独立的 温度。由于生物圈2号位于海拔1200m的沙漠上,其外围大气压不是标准压力1013 kPa，而仅约为882kPa,因此,其内压只能略高,即为8824kPa。详细情况见表2。利用机械系统模拟地球自然环境,例如制造海洋波浪、潮汐、溪流、瀑布以及按照季节要求控制风、雨、湿度等,并控制盐分梯度及营养循环速度和进行海水淡化。
二、生态群落
生物圈2号有5个野生生物群落(热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠)和两个人工生物群落(集约农业区和居住区)。它们以地球北回归线和南回归线间的生态系统为样板,分别由美英生物和生态学家设计而成。
圈内共有约4000个物种,其中动物(包括浮游、软体、节肢、昆虫、鱼类、两栖、爬行、鸟类 、哺乳等)、植物(包括浮游、苔藓、蕨类、裸子和被子等)约3000种,微生物(包括细菌、粘 菌、真菌、微藻等)约1000种,它们分别来自澳大利亚、非洲、南美、北美等地。
该系统既有高大的树木(如红树),也有矮小的灌木草丛植物,错落有致、憩静秀美。各个野生生物群落中的生境并不一致,它们分别有4、6、4、4、6种生境,如海洋有海滩、浅咸水湖、珊瑚礁和海水等4种类型。生物群落间均有相对独立的生态区将它们互相隔开,例如,热带草原和沙漠间有一簇灌木丛而相对隔离。为了保护各个群落不受环境胁迫,在其周围种植了耐性强的植物,例如,热带雨林的三周围是浓密的姜科植物，从而保护内部树种免遭侧面强光照射,而与海洋的界面间种有竹子来抵御盐分渗入。
为了尽量贴近自然环境,该圈中的土壤、草皮、海水、淡水均取自外界的不同地理区间,通过一定的人工处理再利用。例如,实验用的海水是将运进来的海水和淡水按照适当比例配制而成的。
生物圈2号中选择植物的标准主要考虑动物消费者的生命保障、分类多样性、物理参数、植物的可利用程度和美学价值。为了适应达尔文的自然选择过程,植物种类开始时比系统能支撑的要多一些,这样可以补偿物种的遗失或灭绝，并最终促进系统的持续稳定。
三、研究范围与主要结果
首批8名科学家在21个月的密闭人工生态环境中按照各自的研究范围进行了广泛、细致、深入的观察、记录、分析,研究项目包括生物地球化学、土壤、水、海洋、“全球”生物量、农业、遗传、生理、营养、医学、心理以及技术和工程学等内容。本文仅就几个较为重要的研究结果概括如下:
1?大气动力学与大气泄漏
在微小的闭式生态系统中生物地球化学循环速率显著加大,这是由于它缺乏地球生物圈所具有的巨大贮存作用以及有机体与无机物的比率大大增加的缘故。即使在生物圈2号这样大的装置中,大气CO２的平均滞留时间仅为1～４天,而地球生物圈中则约为3年。
生物圈2号中浓度为1500ppm的大气CO２(约为地球大气CO２浓度的4倍),约相当于100kg的碳,这一数量与圈内的生物量和土壤中的有机碳相比大大降低,分别为100∶1 和5000∶1,而地球中的相应比例分别为1∶17和2∶1。
生物圈2号中CO2的波动范围为700～800ppm/d,一般为500～600ppm/d,有时会更低,这与季节、昼夜循环和天气变化导致的光合作用和呼吸作用的动态消长有直接关系。当光强(光合成光通量,PPF)达到一年的最低值时(168mol·m－２ｄ－１）,CO２的平均浓度为2466ppm;相反,当PPF达到最高值时(537mol·m－２ｄ－１）,CO２浓度则达到一年中的最低值1060ppm。
为了缓冲这一系统在第一年冬季低光照时的高CO２浓度水平,利用一套CO２循环系统首 先将它通过化学反应形成CaCO３,如需要时把后者加热到950°C便可释放CO２进入大气 。4个月间[DK10]约有53880mol(相当于9450ppm)的CO２通过定期使用这一物化系统以CaCO３的 形式沉积下来。这一沉淀可以间接说明约1%大气O２的下降(通过有机碳氧化和随后的CaCO３分离)。相反,1991年12月用来补偿大气泄漏的10%外部大气的加入影响较小,CO２浓度暂时下降了200ppm,即为每天正常变化的1/3。
CO２的浓度升高可导致海水酸度增加。为了避免此现象发生,在海水中分期加入碳酸钠和 碳酸氢钠,这样可以保持pH值在7.7以上。
表3, 生物圈2号一年内总的农业生产量(kg)
蔬菜: 菜豆8 甜菜叶273 甜菜根308 胡椒13 胡萝卜88 辣椒63 甘蓝83 黄瓜17 茄子155 羽衣甘蓝11 生菜90 洋葱107 Bok choy12 雪豆1 南瓜籽8 西葫芦287 Swiss Chard58 甘薯叶64 番茄288 冬瓜261
粮食: 水稻196 高粱131 小麦113 淀粉类蔬菜 白薯198 甘薯1335 Malanga84 薯蓣20 高脂肪豆类 花生24 大豆14
低脂肪豆类: 蚕豆63 豌豆15
水果: 苹果1 香蕉1024 无花果39 番石榴41 金柑4 柠檬10 酸橙4 柑桔6 番木瓜639
动物产品: 山羊奶407 山羊肉8 猪肉35 鱼10 蛋6 鸡肉8
总计:6630
氧气动力学令人困惑不解。1991年9月到1992年6月间,生物圈2号中氧浓度从20.51%下降到16.95%,到1993年1月中旬时则为14.5%。基于医学忠告,1992年6月后的几个星期在圈内不断输入纯氧,使其浓度回到19%。O２浓度下降主要发生在密闭后的前4个月,此时为18%,1992年4月以后, O２浓度则以每月0.25%的线性水平下降。O２浓度下降的真正原因并不十分清楚,利用几种方法的氧气动力学研究仍在进行,包括研究圈内氧同位素的分布。
生物圈2号气密性非常高。根据泄漏率和压力间的关系推知，年泄漏率为6%,而根据标记微量气体(SF6)逐渐稀释的测量结果证明，年泄漏率不超过10%。在最初的4个月中(1991年9～12月),大气泄漏约10%,相应的外界气体于1991年末一次性注入。其它闭式人工生态系统(如肯尼迪航天中心制造的生物量生产舱)每天的泄漏率就在1%～１０％之间。
2?食物生产与废物处理
生物圈2号中的农业系统必须满足3个主要要求,即无污染、集约型和可持续性。空间生物圈风险投资公司和其农业区的主要顾问亚利桑那大学环境研究实验室,起初试验水培 和气培的种植技术，最后由于种种原因而不得不转向以土壤为基础的农艺技术。原因之一就 是水培必须依赖于化学营养液的输入,而这在空间是难以解决的。另外一个原因是如果没有能力做堆肥或利用植物/微生物系统进行废水再生,那么促使动物和人的废物及作物不可食生物量部分等循环利用的相关问题就更难以解决。此外,堆肥或沼泽废水处理系统较湿氧化或焚化等物理系统更省能。
集约农业区共有50种150个品种,每轮种植约30种,主要有粮食、蔬菜、水果,此外还有饲养动物和鱼(稻田中养殖),动物饲料包括苜蓿、象草、水风信子及各种农作物(利用其不可食生物量),见表3。
密闭后建立的农业系统平均提供8人80%的营养需要,包括谷物、豆类和蔬菜,但密闭后的前几个月需食用密闭前种植的食物(其余20%的营养需要)。由于圈内缺乏紫外线辐射,因此,必须补充维生素B12和维生素D。肉类很少,蛋每人每周平均一个。前10个月的平均食物 热量卡值限制在2000Cal/d(1Cal合4.18J),后来增加到2200Cal/d。食用前,食物均进行了称重和记录。
农业区内不使用杀虫剂,而是利用有益昆虫和喷雾器(如肥皂水和硫磺、芽孢杆菌)来控制病虫害的发生。废物循环是把动物废物和植物不可食生物量做成堆肥,并利用水生植物咸水湖系统进行“进驻人员”废水处理。利用“土壤床反应堆”降低微量气体的积累。使用大气水分冷凝系统提供饮用水。
3?物种种群的动态变化
野生区域内的植物生长旺盛,前9个月生物量就增加了60%～75％。在热带雨林,树冠庞大茂密,相连成荫,因而抑制了小型植物,尤其是肉质植物的生长。沙漠中的多年生草本植物生长迅速,这也证明干旱条件下沙土有利于多年生草本的生长。
野生种数量起初有所下降,其中植物不到10%，陆地动物和昆虫不到30%，海洋种约为10%～20％。当食物网更为一体化且株冠成熟后,物种遗失的数量则减慢，且许多动植物在此时期均有不同程度的繁殖。自从建立了生态系统后,人就作为主要捕食者来控制杂草和病虫害发生并保持生物多样性。如果没有人的直接干预,在生物圈2号的初期运转期间,生物多样性必然会下降。
4?生理、营养及医学试验
生物圈2号中生产的食物基本上能满足“每日推荐饮食配额”(RDA)的需要,但没有什么剩余。进驻人员自从密闭后体重减轻了约10%～20％,这是对新环境初时不适应的结果。1992年4月后,体重不再下降,有人甚至还胖了一些。这种低脂肪、低热量、富营养的食物可以显著降低胆固醇(从平均值约195降到125)、血压、白细胞数量和血糖含量。以前对小鼠的试验也有类似结果,并证实因此而可以延缓衰老、增加寿命。
上述下降后的氧浓度相当于海拔2900m处的O2分压,通过不断监测红细胞数量、形态及其生理生化指标和呼吸率等则可获知低O2浓度对健康产生的不良影响。一旦O2浓度继续下 降时,可望能适应相当于海拔4600m处的O2分压。此外,在圈内的人和动物间,没有发生传染性疾病。
四、结束语
大量证据表明,火星土壤和月球表土经过一定的生物和化学技术处理后可以用作潜在的植物 栽培基质,这样就使得生物再生式生命保障系统在空间居住地的应用比需要地球资源的装置要经济得多。但是到目前为止,在生物再生式生命保障系统中很少有以土壤为基础的技术实验 。生物圈2号是第一个建成并运作的以土壤为基础的生物再生式生命保障系统。 因此,有关其操作性能的数据对应用于空间的类似系统是非常有用的。
生物圈2号无论从规模、技术难度和复杂程度，以及所取得的效果来看，均堪称人类科学史上的一大杰作,受到国际上的普遍关注与赞赏。但近来也遭到某些公众的严厉批评 。
引起公众非议主要是由于主客观两方面的原因:(1)商业投资造成游人络驿不绝,给人一种缺少科学严肃性的印象;(2)遇到严重的阴雨天气和病虫害,造成欠收，开始时曾出现大气泄漏;(3)人们对他们的科学试验活动了解不多;(4)理论和实践经验不足;(5)行政管理不善,导致可以做的而没有去做。
生物圈2号与其100年的设计寿命相比,现仅处于摇篮时代,出现这样那样的问题和异议均在情理之中。只要不断总结经验、汲取教训、勤于实践、勇于探索,一定能够取得丰硕成果。向宇宙进发可以看作是人类要生存下去不可避免的问题。欲在那里建立居民区,必须开发生态生命保障系统,创造一个舒适的小地球样环境，从而为未来的太空人提供品种多样、营养丰富的食品以及氧气和水,并将CO２、废水和废物等再生为有效资源而重复利用。生物圈2号恰恰能够教给人们这一本领。此外,通过了解其中:(1)生态系统逐渐成熟的结果;(2)处于各种胁迫环境中的部件的稳定性;(3)遗传种群的连续性;(4)生物地球化学的循环作用,可望为每况愈下的地球生态系统找到出路。教法建议
建议将本节课组织成讨论课的形式。其原因有二：首先教材给师生提供了一个比较广泛的思维与讨论的空间。其次，通过师生互动，生生互动，相互启发，补充和借鉴，相得益彰。特别是这部分内容，教材共展示了7个与人类生产和生活有直接关系的生态系统（当然并不是说，其它的生态系统与人类没关系），这7个系统的学习可以最大限度的调动起学生课后查阅资料的积极性，学生可以从各方面去寻找他所关注的内容。
在这节课上，教师要做的工作有以下两个方面：首先是上节课结束后布置任务，甚至可以更早一些。其次是每个生态系统所包含的内容是相当多的，因此建议应首先了解每个生态系统与其他生态系统的不同之处，然后要知道人在这个生态系统中的位置及影响。
在学习森林生态系统的内容时还可以与上节课课后阅读《林业工人的新任务》中森林生态系统的功能重要性以及马永顺爷爷的生动事迹相联系。总之通过本节的教学，培养学生爱护上午的情感和保护生物圈的意识。
课时安排：一课时。植物的防御种种
植物在长期与自然环境的斗争中，形成了保证物种生存的各种各样的防御办法。
一、利用毒素防御
植物能产生多种有毒化合物，如生物碱、葡萄糖甙、树脂类物质和有机酸等。这些毒素是植物最有效的防御武器。当植物在被触摸或吃掉时，这些毒素便发挥有效的作用。如常春藤分泌生物碱，使人和动物起皮疹。高梁、箭草和某些野生植物分泌氢氰酸使人和动物在大量吞食后中毒。还有些植物如荞麦、金丝桃等分泌出“光敏毒素”这种有害物质，它使人和动物对光极度敏感。一旦动物误食含有这种毒素的植物后，在遮阴处没有什么反应，但在强烈的阳光下，立即发生多种症状，甚至造成死亡。有些植物如毒草、野紫菀等本身不制造毒素，而是直接从土壤中吸收硒等有毒元素，使动物引起“急性硒中毒”。有趣的是，含有毒素的植物并不是各个部分都有毒，大部分毒素集中在植物最易受袭击的部位，如叶、花、果。
二、利用分泌物防御
某些植物如报春花、虎耳草等从组织中分泌出很粘的分泌物散布在植物的表面，以捕捉那些爬上来的昆虫，这是一种十分普遍的有效防御。这种分泌物可能产生于表面成特殊的分泌腺和毛茸。这种分泌物对本身的保护不仅仅是花，而且也扩展到整个簇叶上。还有植物如凤生花属植物，从叶基部托叶上发育出的特殊分泌腺分泌出一种能吸引昆虫爬上茎的“甜流”，昆虫遇到这种甜物质就停止前进，从而使花蜜安然无恙。
三、利用难闻的气味和味道防御
某些植物如木贼的茎、杜鹃花的叶等积存了大量的二氧化硅，使动物吃后不易消化。还有些植物如胡椒、辣椒的叶子等，含有多种不可口或刺激性物质，或酸或苦，大多数动物尝过以后就不再问津了。由于多数草食动物不喜欢叶面上有水珠和露水的植物，有些植物发展了一种保持由露水形成的水珠时间比其他植物更长的能力。如川续断科和菊科植物，从而达到保护自身的目的。
四、利用针、刺和荆棘等特殊结构防御
某些植物如仙人掌、小蘖等，叶变成刺，皂类、枳等枝变成刺，一方面植物利用这些刺保护自己，另一方面可以减少水分的蒸发。
某些植物如荨麻把针和毒这两种防御武器相结合，从而产生更有效的保护作用。它的倒刺几乎起皮下注射器的作用，即能戳入侵害它们的动物的皮肤，同时毛刺从叶子上脱落下来，牢牢地扎在皮肤上，并把使人不舒服的毒素注入皮肤中，引起皮肤严重的炎症。
针、刺、荆棘像植物的毒素一样，都是策略性地分布在植物体上，以叶、花、果上最多。它们排列在动物取食时首当其冲的位置上。这些保护结构的分布与大小，取决于最可能侵害植物的动物种类及最易受害的植物部位。如浮在水面上的王莲的大叶子仅仅在下表面和边上有保护结构，因为这些部位最易受害。松树的针叶，芦荟的针状、窄长、坚硬和带尖的叶子、刺草的锯齿状叶缘，能刺伤动物的嘴和内脏器官，所以动物并不伤害它们。
五、利用巨大的数量防御
有些植物如禾本科植物完全没有防御能力，但由于它们生长快、繁殖茂盛，才很少遭受牛、羊、马等草食动物彻底毁灭性的危害。
有些植物还利用拟态、共生等方式保护自己。　
陈瑜，中学生物学，1998年第3期习题精选
1．保护池塘生态系统的最佳方案是（　）。
　　Ａ．禁止捕鱼 Ｂ．适时放养小鱼 Ｃ．适时捕捞小鱼 Ｄ．适时捕捞成鱼
2．在一个处于平衡状态的封闭生态系统内要使其中的动物能长时间存活，必须提供（　）。
A．太阳能 B．足够的有机物 C．氧气 D．水分
3．随着环境污染的不断加剧，可能引起海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应。这是因为浮游植物死亡会（ ）。
A．使海洋中表层无机盐增加 B．使大气中臭氧增加
C．使大气中二氧化碳增加 D．使海洋表层含氧量减少
4．自动调节能力最大的生态系统是（　）。
Ａ．热带雨林 Ｂ．北方针叶林 Ｃ．温带落叶林 Ｄ．热带草原
5．在下列实例中，通过食物链而引起生态危机的是（ ）。
A．酸雨 B．汞、镉等有毒物质的积累和浓缩
C．温室效应 D．臭氧减少，臭氧层出现空洞
6．在地球上，最大的生态系统是（　）。
A．森林生态系统 B．草原生态系统 C．海洋生态系统 D．生物圈
7．在一个草原生态系统中，数量最多的是（ ）。
A．羊 B．禾本科植物 C．狼 D．鼠
8．人们不恰当地干预自然生态系统，如盲目围湖造田、开垦草原和造单纯林，其共同特点是（ ）。
A．低了生态系统的自动调节能力 B．更加促进了生态系统的平衡
C．使原有的生态系统得以保持 D．丰富了生态系统的食物链
参考答案：
1.D 2.A 3.C 4.A 5.B 6.D 7.B 8.A探究活动：生物圈是我们大家共同的家
目的：
1．通过活动，使学生了解几种典型生态系统的组成特点，了解生物圈内的各生态系统是一个整体，生物圈才是最大的生态系统。
2．加深对大自然、环境的热爱之情。
准备：
老师：课前准备各种典型生态系统的图片以及各系统之间紧密联系的组图制成幻灯片；
学生：课前按小组收集的各种典型生态系统的照片。
步骤：
1． 教师用幻灯片示意几种典型的生态系统。
2． 学生思考相应的问题。
3． 小组同学之间相互转化角色，巩固对不同的生态系统的认识。
4． 教师引导学生得出：生物圈是一个统一的整体，也是地球上最大的生态系统。
活动过程：
老师：放映幻灯片，展示几种典型生态系统的图片。提出在观看的时候注意思考各种类型的生态系统的生物种类、特点和作用。
以河流生态系统为例，引导学生剖析该生态系统的组成、特点、作用和自动调节能力。
学生：按各自小组收集的生态系统的照片，小组成员转换角色，分别扮演一种生态系统的成分，交流、理解生态系统各成分之间的关系和作用。而后，完成活动报告的第一部分（见学生页）。
教师：在学生各组活动的基础上，选派一组向全班汇报（有时间2—3组也可以）。
学生：一个较优秀的小组，向全班同学汇报：对某一个生态系统特点的理解情况。
（老师及时评价）
老师：放映一组幻灯片，展示河流生态系统与其他生态系统之间的关系，启发学生理解：河流最终流向大海；水蒸发形成雨可滋润每个生态系统；陆地上的生物会到河流去喝水嬉戏；可以灌溉农田；能增加大气湿度… …，各个生态系统不是绝对孤立的，它们之间有着密切的关系。
学生：各小组用5分钟时间探究自己和其他生态系统之间的联系，并讨论、交流，完成活动报告第二部分。派另一位代表汇报发言。
教师：引导学生得出结论：生物圈是一个统一的整体，也是地球上最大的生态系统。生物圈是所有生物的共同家园。
活动报告：
我爱我家
班级： 姓名 小组成员：
活动内容：
1、向全班介绍你家这个生态系统：说说你家这个生态系统的组成成员、成员之间的关系、特点、调节能力等。
2、你家生态系统与其他生态系统之间有何关系，在周围的方框内写下来。
贴 照 片我国自然保护区的主要类型
（1）反映大陆自然地带性规律类型的自然保护区
湿润寒温带自然保护区，（如大兴安岭的呼中自然保护区）；
湿润中温带自然保护区，（如长白山自然保护区）；
湿润暖温带自然保护区，（如太白山自然保护区）；
湿润北亚热带自然保护区，（如神农架自然保护区）；
湿润中亚热带自然保护区，（如五夷山自然保护区）；
湿润南亚热带自然保护区，（如鼎湖山自然保护区）；
湿润边缘热带自然保护区，（如小勐养自然保护区）；
湿润中热带自然保护区，（如尖峰岭自然保护区）；
干旱中温带自然保护区，（如贺兰山自然保护区）；
干旱暖温带自然保护区，（如托木尔自然保护区）；
青藏高原温带自然保护区，（如波密岗乡自然保护区）。
（2）特殊水域类自然保护区
滨海特殊水域类自然保护区，（如台湾花东沿海自然保护区）；
大陆特殊水域自然保护区，（如贵州的草海自然保护区）。
（3）植物类自然保护区
珍稀濒危植物自然保护区，（如花坪银杉自然保护区）；
典型植被自然保护区，（如塔里木胡杨林自然保护区）；
重要次生植被自然保护区，（如六连岭热带次生林自然保护区）；
水源涵养林自然保护区，（如十万大山水源涵养林自然保护区）。
（4）动物类自然保护区
珍稀濒危动物自然保护区，（如卧龙大熊猫自然保护区）；
特殊动物群体自然保护区，（如老铁山蛇岛自然保护区）；
珍禽与候鸟栖息地自然保护区，（如青海鸟岛自然保护区）。
（5）古生物遗迹自然保护区
重要生物化石集中地自然保护区，（如山旺万卷生物化石集中地自然保护区）。
（6）地质作用遗迹类自然保护区
典型地区剖面自然保护区，（如蓟县中、上元古界地层剖面自然保护区）；
火山遗迹自然保护区，（如五大莲池火山遗迹自然保护区）；
特殊地貌自然保护区，（如天津贝壳堤古海岸遗迹自然保护区）。
（7）自然风景类自然保护区
自然风景自然保护区，（如九寨沟自然风景自然保护区）。
（8）植物种植类自然保护区
植物种子基地自然保护区，（如昌图县樟子松种子林自然保护区）；
草原自然保护区，（如内蒙古锡林郭勒草原自然保护区）；
治沙植被自然保护区，（如沙坡头治沙植被自然保护区）。
（9）动养殖类自然保护区
特殊昆虫自然保护区，（如伊犁黑蜂自然保护区）。教材分析
最大的生态系统是生物圈，在生物圈中由可以分成若干个生态系统。
本节教材中所列出的7个生态系统，根据起源又可划分为自然生态系统和人工生态系统。例如，森林生态系统和草原生态系统等5个系统属于自然生态系统，而农田生态系统和城市生态系统属于人工生态系统，它是根据人类生产生活的需要对自然环境进行大规模改造的结果，而自然生态系统也或多或少受到人类的活动的影响。特别是上个世纪中期，我国部分地区盲目的开垦荒山和荒地，围湖造田，围海造田等活动比比皆是，致使大片大片的自然生态系统遭受破坏甚至严重破坏。上个世纪末的退耕还林，退耕还草等举动对生态环境的恢复起到了积极的作用，也将会产生深远的和积极的影响。还应该指出的是生态系统的多样性是生物多样性的基础，没有多种多样的生态环境或生态环境受到破坏，生物多样性将不复存在。例如：我国的扎龙自然保护区就是湿地生态环境的代表，它的存在为我国国宝级动物丹顶鹤的生活提供了栖息地，丹顶鹤保护区在上个世纪中后期面积逐渐减少，在人们认识到这个问题之后，这种情况有效地得到了遏制，丹顶鹤的数量不但得到了恢复，而且有所增加。教学目标
《生物课程标准》突出了“人与生物圈”和谐发展的重点，构建了以“人与生物圈”为主线的课程体系。这是因为：构建“人与生物圈”课程体系是时代和社会发展的需要；它有助于学生明确自己在生物圈中的地位和作用；它能使初中学生明确自己的社会责任；它符合初中学生的认知水平。在以“人与生物圈”为主线的生物课程体系中，“生物与环境”主题是重要主题之一。希望学生通过本主题的学习能够理解：在生物圈中的任何生境中都有多种多样的生物。每种生物都离不开它们的生活环境，同时，又能适应、影响和改变环境。
通过本节的学习，使学生了解环境因素对生物的影响；通过探究实验使学生理解环境中非生物因素对生物的影响；通过事例或图片等手段使学生理解生物彼此之间的相互影响。教案示例
第二节 环境对生物的影响
教学目标
1．知识目标：
（1）举例说出影响生物生存的环境因素的种类；
（2）能设计“光对鼠妇生活影响”的实验，并能对实验结果进行分析得出结论。
2．能力目标：通过探究“光对鼠妇生活的影响”，初步学会探究活动的一般方法；并能学着用这一方法去试着解决一些生物学问题。
3．情感目标：形成爱护实验动物的情感，养成认真观察和记录的习惯，并学会与小组同学合作和交流。
教学重点和难点
重点：能够说出影响生物生存的环境因素；通过探究活动学习探究的一般过程。
难点：探究实验的设计，小组合作进行探究的过程。
课前准备
鼠妇、周围糊有黑纸的培养皿、纸板、镊子
教学设计：
教师提出问题，学生根据生活经验回答，教师归纳出结论。由学生课前找鼠妇引出要探究的问题，结合课本分析讨论出探究的一般过程，各组讨论并制定方案，四人为一组，以投影形式交流实验结果，从而得出结论。
教学过程设计；
教师主导活动 学生主体活动 备 注
引言：生物圈是所有生物的家，生物圈为生物的生存提供了哪些条件？条件发生变化，对生物有无影响？新课：环境对生物的影响请看：鱼缸中的鱼受到哪些因素的影响？对同学们所说的因素可分两类来研究。空间、水温、养料、阳光等是非生物因素；水草、鱼等是生物因素。一、非生物因素对生物的影响非生物因素怎样影响生物的生活呢？让我们一起通过实验来探究吧。 请同学看书Ｐ１４中“探究的一般过程”，探究的过程包括哪些步骤？课前同学们都去找鼠妇了，你发现什么问题？ 阳光、空气、水，还有适宜的温度和一定的生存空间。有。空间、水温、养料、水草、氧气、阳光。学生看书--探究的一般过程发现、提出问题；作假设；设计方案；分析结果得出结论。鼠妇生活在潮湿的地方，会装死，个体大小不等，鼠妇的体色不一样…… 学生观察实物，易激发兴趣让学生对探究过程有大致了解。在这发问有利于学生注意观察。
我们现在按照探究的一般过程来探究光对鼠妇生活的影响：提出的问题是？作出的假设是？如何制定并实施你的计划？分组讨论请小组代表讲实验计划强调：实验中变量的确定，设置对照实验的意义。实验中的注意事项。实施计划：结果统计：若某组的实验结果与假设不符，要及时让该组分析其原因。请同学得出结论：我们做完实验了，这些鼠妇怎么办？课堂小结：通过对“光对鼠妇生活影响”的探究活动，知道了探究实验是解决生物学问题的一种科学方法。尝试了探究的一般过程，并且知道了除了光之外的其它非生物因素同样对生物有影响。有兴趣的同学课下可继续探究。 光会影响鼠妇生活吗？光会影响鼠妇的生活，鼠妇不喜欢光。每四人一组开展讨论。小组讲，组与组之间相互补充（略）。做实验时边观察边记录各组汇报投影全班的结果鼠妇喜欢在光线暗的地方生活。放回到适合于鼠妇生活的自然环境中，因鼠妇也是生物圈中的一员。 教师可参与到组中去。课前把表打印好，便于统计。全球各地的“植树节”
近代最早设立植树节的是美国的内布拉斯加州，确定4月10日定为该州的植树节，并于1932年发行世界上首枚植树节邮票，画面为两个儿童在植树。
1979年2月，中国五届人大常委会第六次会议决定，将每年的3月12日定为中国的植树节。邮电部发行了两套邮票，一套4枚题为“植树造林，绿化祖国”，一套4枚题为“绿化祖国”邮票。
据统计，世界上已有50多个国家设立了植树节。植树节在各国的称呼和时间也不相同，如日本称为“树木节”和“绿化周”；以色列称“树木的新年日”；缅甸称为“植树月”；南斯拉夫称为“植树周”；冰岛称为“学生植树日”；印度称为“全国植树节”；法国称为“全国树木日”；加拿大称为“森林周”。
全年12个月，每月均有不同国家的植树节：约旦的植树节是1月15日；西班牙的植树节是2月1日；伊拉克的植树节是3月6日；朝鲜的植树节是4月6日；澳大利亚的植树节是5月的第一个星期五；芬兰的植树节是6月24日；印度的植树节是7月的第一周；巴基斯坦的植树节是8月9日；泰国的植树节是9月24日；古巴的植树节是10月10日；英国的植树节是11月6日至12日；叙利亚的植树节是12月的最后一个星期四。食物链的几种类型：
①捕食链：捕食链是生态系统中最重要的食物链形式。它是由生态系统中的生产者与消费者之间、消费者与消费者之间通过捕食与被捕食的关系形成的。如植物→昆虫→蛙→蛇。
②寄生链：寄生链是指生态系统中一些营寄生生活的生物之间存在的营养关系。哺乳动物为营寄生生活的昆虫寄主，寄生的昆虫又可能成为原生动物的寄主。如鹿→蚤→原生动物→细菌→病毒。
③腐生链：腐生链在生态系统中有着重要的作用；，它是生态系统的物质循环不可缺少的部分。腐生链指营腐生生活的生物通过分解作用在不同生物尸体的分解过程中形成的相互联系。如动植物尸体为土壤中蚯蚓分解，蚯蚓死后可被营腐生生活的真菌或细菌分解。习题精选
1．下面为一生态系统中几条食物链的关系图，请据图分析，当蚱蜢突然减少时，蚯蚓数目的变化是（　）。
　　　　　　　　兔　　　　鹰　　　　　蛇　　　　蜥蜴
　　　　　　　　　　　　相思鸟　　　　　蚯蚓　　　　　
　　　　　　　　　　　　绿色植物　　　　　　　　蚱蜢
　　Ａ．迅速上升 B．缓慢上升 C．保持相对稳定 D．先上升后下降
2．生态系统中生产者、消费者、分解者之间的关系是（ ）。
A．生产者依赖于消费者，消费者依赖于分解者
B．消费者依赖于生产者，生产者依赖于分解者
C．分解者依赖于生产者和消费者，消费者依赖于生产者
D．三者紧密联系，缺一不可
3．据报载，几乎每年都有至少一种鸟类或哺乳动物从地球上消失，造成野生动物濒危和灭绝的主要原因是（　）。
　　Ａ．自然灾害 Ｂ．天敌过多 Ｃ．动物病害 Ｄ．人类活动对生态环境的破坏
4．从“狼吃羊，羊吃草”可以看出，狼体内的有机物最终来源于（ ）。
A．狼 B．羊 C．草 D．光
5．下图是草原生态系统图，请回答下列问题：
①此图中的生产者是 ，消费者中，草食动物是 ，肉食动物是 。
②此图中含有 条食物链，它们相互连接构成了 。生产者与消费者的关系是 与 。
③此图中各种动物可统称为 。
④此图中最长的一条食物链可表示为 。
兔
鹰
草 狐
鼠 蛇
参考答案：
1．A 2．C 3．D 4． C 5．①草 兔和鼠 狐、鹰和蛇 ② 5 食物网 吃 被吃 ③种群 ④草 鼠 蛇 鹰地球的岩石圈
从18世纪开始科学考察深入地下，通过地震波记录获得的地球物理资料揭示固体地球是由不同圈层构成的。人们认识到地球不是一个均质体，地球在其曲折动荡的46亿年里形成了一套包括地核、地幔和地壳在内的复杂系统。地球圈层分为地球外圈和地球内圈两部分。地球外圈有大气圈、水圈、生物圈和岩石圈四个部分；地球内圈进一步划分为地幔圈、外核圈和内核圈三个基本圈层。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150公里处。岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了固体地球。
岩石圈是巴雷尔于1914年根据板块理论提出的地球圈层概念。岩石圈包括地壳和上地幔的上部。岩石圈厚度不均一，大洋部分在洋中脊的最新部分只有6～8千米，在最老部分则有100千米；大陆岩石圈厚一些，大都在100～400千米之间。岩石圈厚度和地球的半径比较，几乎可以忽略不计。由于地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的，所以地质学家们把它们统称为岩石圈。
地壳是地球表面的构造层，只占地球体积的0.8%。据其性质可分大陆地壳和大洋地壳。地壳和地幔之间以莫霍面分界。大陆地壳一般厚度为33-35千米。我国青藏高原是世界上地壳厚度最大的地区之一，平均厚度达70千米。大陆地壳覆盖地球表面的45％，化学组成以硅铝质为特点。大洋地壳极薄，从上到下由三部分组成：海洋沉积物层平均厚度约300米(洋中脊附近几乎为零)；镁铁质火成岩层以玄武岩和辉长岩为主，厚度为1.7±0.8千米；海洋层主要是地幔顶部水化作用形成的蛇纹岩，厚度为4.8±1.4千米。洋壳的厚度、年龄随距洋中脊的距离加大而变厚、变老。洋壳和陆壳在岩石组成上最明显的区别在于大洋地壳中至今没有发现花岗岩层，而在大陆地壳中花岗岩体却大面积分布。
地幔是位于地球金属地核之外的巨厚硅酸盐圈层，占地球体积的82%。地幔由于受到放射性同位素衰变的加热，引起地幔内部的大规模物质对流，通常认为板块运动就是由这一对流驱动的。地幔与地核的分界面为古登堡面。地幔厚约2800公里，分为上地幔和下地幔两部分。上地幔主要由橄榄岩类组成，下地幔是由密度高的铁镁氧化物组成。
软流圈是巴雷尔和岩石圈同时提出的地球圈层概念。它位于上地幔低速层之下至过渡层上部。软流层温度较高，刚性较弱，能够长期缓慢变形，相对低温的、刚性的岩石圈可作为一个整体漂流在软流圈之上。1915年，德国地球物理学家魏格纳提出了大陆漂移学说。到20世纪六十年代，板块构造学说问世。认为连续的地震活动带把岩石圈分裂分割成若干个大小不同的板块在软流圈上漂移。实际上，不仅大陆板块在漂移，大洋板块也在漂移。科学家们在古气候、古生物、古地磁和深海钻探等方面都找到了大陆飘移的证据。教法建议
本节课以学生的阅读、研究、讨论、汇报的等活动为主，教师一方面组织好小组的研究讨论，一方面组织好全班的汇报、讨论。教师作为一分子适时发表个人意见。并组织好总结归纳和本节的练习。引言要设计好：既要与上章有联系，又能导入本课内容。在学习“生物圈为生物的生存提供了基本条件”这部分内容时，最好设计一个探究活动：在活动中，学生可以通过已收集到的有关生物圈的资料，进行分类和分析，并能说明生物圈能为生物的生存提供哪些必须条件。教师在组织学生分析和讨论中，要有目的地设计一些问题，这些问题要涵盖本节的教学重点和难点。要使学生通过分析相关资料或与他人讨论，能真正认识到“生物圈确实是所有生物生活的家园。”地球的疾病
近年来，由于人类不重视保护环境，地球环境日益恶化。根据专家会诊地球已患以下多种“疾病”。
（1） 土壤沙漠化。110个国家的可耕地肥沃程度在降低。中国是世界沙漠化危害严重
的国家之一，有1/7的国土被沙漠覆盖，有1/3的国土受到风沙的危害。现在我们国家的沙漠化在以每年2000平方千米的速度扩展，也就是说平均每天有500公顷的土地被沙漠吞噬。
（2） 气候变化，温室效应在威胁着整个人类。
（3） 生物多样性在减少。预计到21世纪100万物种将消失，其中一些物种人类还未
发现或进行研究（地球上大约1000万-3000万种将消失，其中只有140万种被命名或简单地描述过）。
（4） 森林面积日益减少。全世界每年就有1200万公顷的森林消失，就是说平均每分
钟就有20公顷的森林化为乌有。
（5） 淡水资源受到威胁。发展中国家80%的疾病和1/3的死亡者其死因与水污染有关。
（6） 化学污染日益严重。数百万种化合物存在于空气、土壤、、水、植物、动物和人
体中。
（7） 混乱的城市化。
（8） 海洋污染危机加重。
（9） 空气污染严重。我国现有600多座城市，其中大气质量符合国家一级标准的不到
1%。如果长年呼吸着三级或四级的空气，即使不吸烟，也相当于每天吸一包烟。
（10）极地出现臭氧空洞。
（11）城市垃圾成灾 。美国是世界上最大的垃圾生产国，外号“扔东西的社会”。我国
1年的生活垃圾量将近2亿吨，仅首都北京就有4000多座大垃圾堆。
（12）水土流失。全世界每年流失土壤高达250亿吨。我国水土流失的面积占我国国土
面积的1/3，每年流失的土壤高达50亿吨，相当于全国的耕地每年损失1厘米厚的土壤，而自然形成1厘米厚的土壤需要400年的时间。探究活动——给生物找个家
目的：
1．通过活动，使学生体会科学探究需要通过观察、推理和判断等环节，需要正确地表达，交流和合作。
2．通过活动，使学生认同生物在形态结构、生活方式上与环境相适应的普遍性，认同生物对环境的影响也具有普遍性。
准备：
教师：１.课前制作课件
　　　　 （1）三张美丽的自然图片：西藏拉果错盐湖、草原伊犁马、沙漠中的胡杨树
　　　　 （2）八张与本课生物相关的图片及文字介绍
　　　　 （3）两张人类对环境影响的图片
　　 2.准备八种生物或生物标本：猫头鹰（标本）；花鼠；龟背竹；兔；刺猬（标本）仙人掌；鲫鱼；啄木鸟（标本）
学生：与教师一起准备上课用的生物标本或实物。
步骤：
1．教师用三幅美丽的自然风景图片，让学生感受生物与自然的和谐美景。
2．引导学生将教师在课前准备好的生物标本或实物，根据这些生物的形态和结构特点给它们“找个家”。
3．学生分组讨论各自的生物——它们的家在哪里？
4．在各组讨论的基础上，教师组织学生向全班汇报，在各组代表发言的基础上，其他小组可以置疑，最后教师做肯定的解释。
5．在教师引导下，使学生明确自然界生活的各种生物都是与环境相适应的。
6．教师通过课件展示两幅人类对环境造成影响的图片（不和谐的景象），引导学生分析人类活动及本组的生物对环境也是有影响的，从而明确生物对环境的影响也是普遍存在的。进而理解生物与环境是相互影响、相互适应的。
给生物找个家
初一（ ）班 第 组
小组成员：
结合自己已有的知识和生活经验和同伴们讨论，你们认为这种生物叫什么？ 。
观察 生物的形态特征
分析与思考
1．生物的哪些特征与生存环境有关？
2．该生物的家在哪里？
结论教材分析
生物育环境的关系是多元化的复杂关系，单一角度分析，难于理解。教材中的多个生态图片，可以诱发学生对生活观察和知识积累的联想，通过“植物对空气湿度的影响”的实验，延伸实践活动，加深对环境各因子的感受，有助于学生理解生物与环境的复杂关系。生态系统保护的主要方法
（1）生物多样性保护
①就地保护：建立专门的自然保护区。
②迁地保护：建立植物园，动物园和树木园等。
③遗传种质保存：采集各种植物的种子，加以科学的保存。
（2）环境保护
①建立各种类型的保护区。
②环境污染控制。
③采用环境保护技术减少环境污染。
④建设生态工程。
（3）景观与历史遗迹保护
①建立景观保护区，国家公园及自然博物馆等。
②联合国教科文组织将一切著名的，重要的历史遗迹列入世界文化遗产，进行挂牌重点保护。典型例题二
请你和同学讨论：人类活动的范围，以及人类对生物圈的影响。
【答案和分析】上至月球、太空，下至海底以及整个地球。对生物圈的影响有好有坏。如：破坏环境、掠夺性开发，影响生态平衡等。有益的影响如：植树造林、保护环境等。教学目标
新的课程标准的内容框架突出了人与生物圈，教材的知识体系也是按照这样的思路构建的。突出生物圈，突出生物与生物圈的关系。指出生物的生存、延续和发展都与生物圈息息相关，生物圈是人类与其他生物的共同家园。生物圈为生物的生存提供了包括：水、温度、空气、光和各种营养物质。可以说生物圈满足了一些生物生活所需要的一切基本条件。教案示例
第三节 生物对环境的适应和影响
教学目标
1．结合图片资料和标本，学习从多角度分析“生物对环境的适应和影响”。
2．了解生物的形态结构、生活方式与环境相适应。
3．通过观看图片资料、观察标本等活动，提高观察能力，培养训练分析、综合信息的能力。
4．运用小组讨论法，在合作学习的基础上，培养分析和表达问题的能力。
5．理解人群是自然界的一个组成部分，人和其他生命，与环境是一个不可分割的整体。
6．通过课后活动，学习实验测量法。
教学重点和难点
1．描述“生物对环境的适应和影响”。
2．引导学生理解生物的形态、结构、功能与环境相适应的辩证关系。
3．鼓励学生从身边环境中发现感兴趣的生物学现象，为形成科学探究意识奠定基础。
课前准备
1．教学课件：生态型环境背景，生物生态图，课堂所用标本照片，引导及总结性文字。
2．标 本：鼯鼠、苍鹰、黄鼠、白鹭、野兔、海龟、仙人掌、秋海棠。
3．标 牌：用于分组标志。
教学设计
学习内容 学生活动 教师活动
1．向学生展示三幅环境照片。2．探究活动：“给生物找个家”——观察标本，探究生物对环境的适应性特征。3．探究结果交流。班级研讨，明确生物对环境的适应。4．发现生物对环境的影响。5．生物对环境的适应和影响的辩证关系。 1．学生体会生物与环境的和谐关系。2．以小组为单位进行观察，根据记录表的要求，总结并纪录相关特征，做出相应的结论。3．各小组选派代表，在观看相关生物的生境照片的同时，表述观察结果。4．列举生活实例，分析生物对环境的影响作用。5．倾听，提问。 1．展示课件。引入课题，并引出探究活动“给生物找个家”。2．布置活动，提出观察要求，进行观察指导。3．倾听、补充、总结。4．出示教室照片，引出“生物对环境的影响”问题。5．回答提问，总结。
教学过程设计
一、导言：
同学们请看这幅图——是美丽的大草原，草原上有牛、羊。这是哪里的草原呢？（请学生代表描述）对，是蒙古草原，因为草原上有蒙古包。
再看这幅图——（请学生代表描述）郁郁葱葱的山野，林间还有火车，这是人类在自然界中留下的痕迹。
第三幅图——（请学生代表描述）辽阔的大海、翱翔的海鸥，这是海滨自然风景的典型代表。
看完三幅照片，大家有什么感觉，（请学生代表描述）——自然界的美。每当人们提到辽阔的草原，就联想到绿草和牛羊；提到山野就联想到丛林和在森林中生活的动物，提到浩瀚的海洋，经常令人想起海洋中斑斓的海底生物和海面上飞翔的海鸥。如果要形容自然界的美丽，人们经常要用“和谐”这个词来描述。
但是，如果我们看到牛羊在海里游泳、鱼类在森林中爬树，那我们就会觉得太不对劲儿了。
实际上，生活在生物圈中的各种生物都有它相对适应的环境，在不同的环境中生活的生物，具有不同的形态和结构特点，与其生活的环境相适应。就像鱼类具备鳃，可以在水中呼吸；鸟类生长有翅膀，可以在空中飞行。
今天我们一起学习“第三节 生物对环境的适应和影响”，研究生物是怎样适应和影响环境的。
各实验组都有一种生物标本或者是一种实物，我们研究它们具有什么特征，是与它们的生活环境相关的，同时猜测这种生物适于在什么样的环境中生活，我们为生物找一个家。
二、学生小组的观察活动：
几点具体要求：
1．观察：
根据每组的生物，结合同学们已有的知识，运用以前学过的观察法，认真、仔细的观察，总结该生物的形态特征，（如眼、足、叶、花等的形态）。请大家按照一定的方法进行观察，从观察整体的特征，到观察局部的特点，观察局部时可以按照从上到下，从前到后等顺序进行，同时记录观察结果。
2．讨论：
根据各组标本（或实物）的形态特点，猜想它们生活在什么样的环境中，并具有怎样的特点。
3．记录：
每组同学集体讨论，一个人执笔，将大家讨论的结果记录下来。
4．结论
最后，分析一下你们组的标本或实物，推测它的家在哪里，会是什么样的？每组选派一人作为代表发言，向全班汇报（请简洁、明了），若发言人说的不全，小组的其他人可以补充；其他组的成员可以向他们提问。
下面各组开始活动，时间是15分钟。
（教师到各个实验组指导或参与学生们的观察和讨论，纠正观察过程中学生的误解，并解答相应的问题）。
三、学生展示活动
1．教师活动
（1）操作课件，展示图片。
（2）引导学生正确地进行观察，纠正观察和理解方面的错误。
（3）帮助学生总结出生物与环境相适应的特点。
2．各组代表发言活动
（1）请各组代表到讲台上发言。
（2）各组其他同学进行补充发言。
（3）其他组成员提问，发言组可以解答。
四、关于“生物与环境相适应”的小结
1．根据各组同学的发言，结合生物的生活环境，引导学生得出的结论是：生物与环境相适应。
2．生物对环境的适应是普遍的，并存在着多种多样的形式，例如：保护色、拟态等（演示课件中的照片）。这些都是生物与环境的适应。
五、关于“生物对环境的影响”的小结
1．演示课件中“整洁的实验室”的照片，引导学生观察、对比实验室的变化，发现在人的影响下，造成的实验室的变化，从此侧面说明：生物不仅能适应环境，也能影响环境。
2．演示课件中生物影响环境的照片，师生共同列举生物对环境影响的事例，说明生物对环境的影响是普遍存在的。
六、总结
1．每一种生物都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活方式，生物的适应是普遍存在的。
2.在生物与环境相互作用的漫长过程中，环境在不断改变；生物也在不断进化，适应环境。生物与环境的相互作用造成了今天欣欣向荣的生物圈。
3．从“生物对环境的适应和影响”的角度，引导学生理解人类与自然的关系，在人类社会高度发展的今天，人类的行为对自然界产生巨大的影响，是自然界产生飞速的变化，导致环境的破坏。人类作为一种普通的生物与其它生物一样，与环境是一个不可分割的整体，人类也应当遵从自然规律。作为学生，我们应当从小学习规范自己的行为，从一点一滴做起， 爱护环境，“关爱环境是现代人的美德”。
七、作业
利用课余时间，请同学对于其它组的标本或实物进行观察。
教学反思
本教材为师生提供了一个广阔的空间，如果师生能够抱着展示各自的优势特征的积极态度，尊重学生的主体作用，通过此教材可以将师生的共性和个性特点得到充分的体现，通过长期的努力，营造宽松、活跃、愉快、平等的教学氛围，形成学生教师在精神和思想层面的沟通，使学生直接或间接体验到科学的魅力。
新教材要求教师在教学过程中进行位置转换，从过去的“权威”位置，转换成引导员，相当于旅游团中的“导游”，带领着学生们游历科学的殿堂，感受发现和创造后的愉悦。课后一些朋友说：“你这次的课和你的风格不太相符，你过去上课市侃侃而谈，但这次确是少言寡语。”这样上课，学生的空间广阔了，他们的观察机会多了，发表意见的机会多了，学生从被动的接受学科知识，变为主动的参与和展示自我的才能，积极的应对身边发生的每一件崭新的事情，不仅有利于学生会获取知识，而且使学生在情感和意志品质等多方面得到教育，拓展了教育空间的广度和深度。
现代教育学的知识观念：综合比分析更重要，宽泛比精深更重要，新异比成熟更重要。在操作新教材时，本人也感到教师在运作教育过程时，教师自身的理念转换、知识的更新和科学方法的学习尤为重要，教师的综合能力、博大的知识底蕴、创造意识等是适应教育发展的关键。教师的学习过程可以看作是一种交流过程，交流的对象包括各种环境因素，例如对自然环境的体验和理解，对新知识的了解，对学生的理解，教师间的互动和理解等。
在教育转轨的今天，教师面对的主要问题，更多可以归结为“习惯”。一方面是教师的习惯，过去教师可能习惯于在课堂上“讲授”，面对所有的问题更多使用讲授的方法去解决，不能更好的关照学生的感受，主体与客体关系就此发生扭曲。另一方面是学生的习惯，在长达数年的学校学习过程中，学生更习惯于教师的指挥，以“听”为主的课堂学习，强烈影响着学生，天真烂漫的孩童逐渐僵化了、老成，随之而来的十想象力和创造的被泯灭。习惯的形成是一个长时间的养成的过程，不论教师还是学生新习惯的形成需要较长的时间。面对教改要求，我们应该遵循教育规律，站在心理学和教育学的基石上，从生活活动开始，从点滴行为入手，利用各种教育环节所提供的机会，加强师生多元化的教学活动的开展，在动中学，在学中动。作为教师首先保持良好的态度面对新鲜事物，以积极的心态迎接各种习惯势力的挑战，塑造活跃开放的自我。生态系统的基本结构和特征
一、生态系统
生态系统(Ecosystem)这一概念是由英国生态学家A．G．坦斯利(A． G．Tansly，1935)首先提出的。他认为，生态系统的基本概念是物理学上使用的“系统”整体，这个系统不仅包括有机复合体，而且也包括形成环境的整个物理因素复合体。因此，生态系统可定义为在任何规模的时空单位内由物理—化学—生物学活动所组成的一个系统。不难看出，坦斯利定义的实质强调的是生态系统各组分之间功能上的统一性。世界著名生态学家E．P．奥德姆1971年曾指出，生态系统就是包括特定地段中的全部生物和物理环境的统一体。他认为，只要有主要成分，并能相互作用和得到某种机能上的稳定性，那怕是短暂的，这个整体就可视为生态系统，具体些说，生态系统又可定义为一定空间内生物和非生物成分通过物质的循环，能量的流动和信息的交换而相互作用，相互依存所构成的生态学功能单位。按生物学谱(Biologicol spectium)划分的组织层次，生态系统是研究生物群落与其环境间相互关系及作用规律的。所以，生态系统是个功能单位而不是生物学的分类单位。
早在五、六十年代，我国生态学界曾引用过由苏联生态学家苏卡乔夫(B．H．cykaheb，1944)提出的“生物地理群落”(Biogeocenosis)这个科学概念，它是指在一定地表范围内相似的自然现象即大气、岩石、植物、动物、微生物、土壤、水文等条件的总和。1965年在哥本哈根国际生态学会上决定，生态系统和生物地理群落是同义语。这个决定已被各国广大生态学家所接受，但目前各国使用最广泛的还是生态系统这一术语，我国的情况也是如此。
根据生态系统的定义，一个生态系统在空间边界上是模糊的。也就是说，它在大小上是不确定的，其空间范围在很大程度上往往是依据人们所研究的对象，研究内容，研究目的或地理条件等因素而确定。从结构和功能完整性角度看，它可小到含有藻类的一滴水，大到整个生物圈(Biosphere)。
生态系统可以是一个很具体的概念，一个池塘，一片森林或一块草地都是一个生态系统。
同时，它又是在空间范围上抽象的概念。生态系统和生物圈只是研究的空间范围及其复杂程度不同。小的生态系统联合成大的生态系统，简单的生态系统组合成复杂的生态系统，而最大，最复杂的生态系统就是生物圈。
二、生态系统的系统分析
(一)生态系统的组成成分
生态系统的组成成分是指系统内所包括的若干类相互联系的各种要素。从理论上讲，地球上的一切物质都可能是生态系统的组成成分。地球上生态系统的类型很多，它们各自的生物种类和环境要素也存在着许多差异。然而，各类生态系统却都是由两大部分、四个基本成分所组成。两大部分就是生物和非生物环境，或称之为生命系统和环境系统。四个基本成分是指生产者、消费者、还原者和非生物环境(图5-1)。


非生物环境或称环境系统是生态系统的物质和能量的来源，包括生物活动的空间和参与生物生理代谢的各种要素，如光、水、二氧化碳、以及各种矿质营养物质。生命系统包括植物、动物和微生物。按营养方式的不同，这些生物可分为自养生物和异养生物两大类。
生态系统的四个基本成分，除了非生物环境外，其它三者是生物成分按其功能作用的进一步划分。
1．非生物环境(abiotic environment)：包括气候因子，如光照、热量、水分、空气等；无机物质，如 C、H、O2、N2及矿质盐分等；有机物质，如碳水化合物、蛋白质、脂类及腐殖质等。
2．生产者(producers)：是生物成分中能利用太阳能等能源，将简单无机物合成为复杂有机物的自养生物，如陆生的各种植物，水生的高等植物和藻类，还包括一些光能细菌和化能细菌。生产者是生态系统的必要成分，它们将光能转化为化学能，是生态系统所需一切能量的基础。
3，消费者(consumers)：是靠自养生物或其它生物为食而获得生存能量的异养生物，主要是各类动物。消费者包括的范围很广。其中，有的直接以植物为食，如牛、马、兔、池塘中的草鱼以及许多陆生昆虫等。这些食草动物(Herbivores)称为初级消费者(primary consumer)。有的消费者以食草动物为食，如食昆虫的鸟类、青蛙、蜘蛛、蛇、狐狸等。这些食肉动物(Carnivores)可统称为次级消费者(secondary consumers)。食肉动物之间又是“弱肉强食”，由此可进一步分为三级消费者、四级消费者，这些消费者通常是生物群落中体型较大，性情凶猛的种类，如虎、狮、豹及鲨鱼等。但是，生态系统中以食肉动物为食的三级或四级消费者数量并不多。消费者中最常见的是杂食性消费者(Omnivory consumers)，如池塘中的鲤鱼，大型兽类中的熊等。它们的食性很杂，食物成分季节性变化大，在生态系统中，正是杂食消费者的这种营养特点构成了极其复杂的营养网络关系。
生态系统中还有两类特殊的消费者，一类是腐食消费者(saprophagous consumers)，它们是以动植物尸体为食，如白蚁、蚯蚓、兀鹰等；另一类是寄生生物(Parasites)，它们寄生于生活着的动植物的体表或者体内，靠吸收寄主养分为生，如虱子、蛔虫、线虫、菟丝子和菌类等。
4．还原者(Reducers)：亦称分解者(Decomposers)，这类生物也属异养生物，故又有小型消费者之称，包括细菌、真菌、放线菌和原生动物。它们在生态系统中的重要作用是把复杂的有机物分解为简单的无机物，归还到环境中供生产者重新利用。
生态系统的这四个基本成分，在能量获得和物质循环中各以其特有的作用而相互影响，互为依存，通过复杂的营养关系而紧密结合为一个统一整体，共同组成了生态系统这个功能单元。生物和非生物环境对于生态系统来说是缺一不可的。倘若没有环境，生物就没有生存的空间，也得不到赖以生存的各种物质，因而也就无法生存下去。但仅有环境而没有生物成分，也就谈不上生态系统。从这种意义上讲，生物成分是生态系统的核心，绿色植物则是核心的核心，因为绿色植物既是系统中其它生物所需能量的提供者，同时又为其它生物提供了栖息场所。而且，就生物对环境的影响而言，绿色植物的作用也是至关重要的。正因为如此，绿色植物在生态系统中的地位和作用始终是第一位的。一个生态系统的组成、结构和功能状态，除决定于环境条件外，更主要决定于绿色植物的种类构成及其生长状况。生态系统中还原者的作用也是极为重要的，尤其是各类微生物，正是它们的分解作用才使物质循环得以进行。否则，生产者将因得不到营养而难以生存和保证种族的延续，地球表面也将因没有分解过程而使动植物尸体堆积如山。整个生物圈就是依靠这些体型微小，数量惊人的分解者和转化者消除生物残体，同时为生产者源源不断地提供各种营养原料。
大部分自然生态系统都具有上述四个组成成分。一个独立发生功能的生态系统至少应包括非生物环境，生产者和还原者三个组成成分。生态系统四个基本成分间的相互关系和作用可示为图5-2。
(二)生态系统的结构
生态系统的结构包括两个方面的含义：一是组成成分及其营养关系；二是各种生物的空间配置(分布)状态。具体地说，生态系统的结构包括物种结构，营养结构和空间结构。由于生态系统是一个功能单位，强调的是系统中的物质循环和能量流动，因而在结构方面也主要是从营养功能上划分的，可以简单地说，食物网及其相互关系就是生态系统的营养结构。至于物种结构，各类生态系统的差异很大，如水域生态系统的生产者主要是须借助显微镜才能分辨的浮游藻类。而森林生态系统中的生产者却是一些高达几米，甚至几十米的乔木和各种灌木。而且，即使一个比较简单的生态系统，要全部搞清它的物种结构也是极其困难的，甚至是不可能的。在实际工作中，人们主要是以群落中的优势种类，生态功能上的主要种类或类群作为研究对象。
实际上，营养结构的研究也面临着上述同样的问题。要想按组成生态系统的每一物种来完整地描述和研究生态系统的营养结构几乎是不可能的。因此，60年代后期提出的同资源种团(Guilds)的问题引起人们的普遍关注。所谓同资源种团就是指由生态学特征很相似(以同一方式利用共同资源)的生物所构成的物种集团。例如，热带食花蜜的许多蜂鸟就可称为一个同资源种团。以此还可分为食叶，食种子，食虫等同资源种团。同资源种团的生物处于同一功能地位上，是生态功能上的等价种。如果有一个种由于某种原因从生物群落中消失，种团内的其它种可以取代其地位，执行相同的功能，从而能使群落面貌变化不大。可见，同资源种团的划分有助于研究生态系统营养结构的稳定性。
由于研究时间较短，目前有关同资源种团方面的研究资料还不多，但这个概念或思想是新颖的，它提出了一些值得探讨的理论问题。
生态系统的空间结构实际上就是生物群落的空间格局状况，包括群落的垂直结构(成层现象)和水平结构(种群的水平配置格局)，这些方面的内容在种群和群落两章已做了介绍。
三、生态系统的基本特征
任何“系统”都是具有一定结构，各组分之间发生一定联系并执行一定功能的有序整体。从这种意义上说，生态系统与物理学上的系统是相同的。但生命成分的存在决定了生态系统具有不同于机械系统的许多特征，这些特征主要表现在下列几方面：
(一)生态系统是动态功能系统
生态系统是有生命存在并与外界环境不断进行物质交换和能量传递的特定空间。所以，生态系统具有有机体的一系列生物学特性，如发育、代谢、繁殖、生长与衰老等。这就意味着生态系统具有内在的动态变化的能力。任何一个生态系统总是处于不断发展，进化和演变之中，这就是所说的系统的演替。人们可根据发育的状况将其分为幼年期、成长期、成熟期等不同发育阶段。每个发育阶段所需的进化时间在各类生态系统中是不同的。发育阶段不同的生态系统在结构和功能上都具有各自特点。
(二)生态系统具有一定的区域特征
生态系统都与特定的空间相联系，包含一定地区和范围的空间概念。这种空间都存在着不同的生态条件，栖息着与之相适应的生物类群。生命系统与环境系统的相互作用以及生物对环境的长期适应结果，使生态系统的结构和功能反映了一定的地区特性。同是森林生态系统，寒温带的长白山区的针阔混交林与海南岛的热带雨林生态系统相比，无论是物种结构、物种丰度或系统的功能等均有明显的差别。这种差异是区域自然环境不同的反映，也是生命成分在长期进化过程中对各自空间环境适应和相互作用的结果。
(三)生态系统是开放的“自持系统”
物理学上的机械系统，如一台机床或一部机器，它的作功需要电源，它的保养(如部件检修、充油等)是在人的干预下完成的，所以机械系统是在人的管理和操纵下完成其功能的。然而，自然生态系统则不同，它所需要的能源是生产者对光能的“巧妙”转化，消费者取食植物，而动、植物残体以及它们生活时的代谢排泄物通过分解者作用，使结合在复杂有机物中矿质元素又归还到环境(土壤)中，重新供植物利用，这个过程往复循环，从而不断地进行着能量和物质的交换、转移，保证生态系统发生功能并输出系统内生物过程所制造的产品或剩余的物质和能量。生态系统功能连续的自我维持基础就是它所具有的代谢机能，这种代谢机能是通过系统内的生产者，消费者，分解者三个不同营养水平的生物类群完成的，它们是生态系统“自维持”(self-maintenance)的结构基础。
(四)生态系统具有自动调节的功能
自然生态系统若未受到人类或者其它因素的严重干扰和破坏，其结构和功能是非常和谐的，这是因为生态系统具有自动调节的功能，所谓自动调节功能是指生态系统受到外来干扰而使稳定状态改变时，系统靠自身内部的机制再返回稳定、协调状态的能力。生态系统自动调节功能表现在三个方面，即同种生物种群密度调节；异种生物种群间的数量调节；生物与环境之间相互适应的调节，主要表现在两者之间发生的输入、输出的供需调节。
四、生态系统的类型划分
对于千差万别的生态系统如何划分，目前还没有统一的原则。人们可从不同角度对其进行划分，常见的是按以下两方面为依据进行类型划分；
(一)按生态系统空间环境性质把生态系统分为
1．淡水生态系统(Freshwater ecosystem)如河流，湖泊，水库等。
2．海洋生态系统(Marine ecosystem)。
3．陆地生态系统(Terrestrial ecosystem)
(二)按人类对生态系统的影响大小分为：
1．自然生态系统(Natural ecosystem)如几乎未受到人为干扰的极地生态系统，某些原始的森林生态系统等。
2．人工生态系统(Artificial ecosystem)如城市生态系统，农业生态系统等。
当然，这两类生态系统的划分是相对的，人工生态系统中有自然因素，自然生态系统目前也几乎全部受到了人类的不同程度的干扰。
最近出版的生态学教科书或专著中出现了新的划分方法，如按生态系统能量来源和水平特点对其进行划分；有的学者根据系统内含成分的复杂程度划分；还有的则按照系统的“等级性”(系统在空间上、内涵上、结构上所具有的“序列”)加以划分。总之，依据研究对象、环境性质和人为干扰程度划分生态系统的类型，这是目前人们所采用的常见的方法。
金岗，环境生态学，高等教育出版社土壤圈的基本特征
土壤圈就是岩石圈最外面一层的疏松部分，其最显著的特征，一是它能够提供植物生长所需的营养条件（水分和养分）和环境条件（温度和透气）；二是其内部有生物栖息。由于具备这些特征，土壤圈表现出其他环境系统不可替代的功能：联系有机界和无机界的中心环节（通过植物的光合作用）和同化外界输入的其他物质（有机化合物），是整个生物圈极为重要的组成部分。土壤圈是与人类关系最密切的环境要素之一，同时也是人类社会赖以生存的重要自然资源。
一、土壤的组成
土壤是矿物质、有机质和活的有机体以及水分和空气等的混合体。按重量计，矿物质占到固相部分（土壤干重）的90~95%或更多，有机质约占1~10%，可见土壤成分以矿物质为主。土壤有机质就是土壤中以各种形态存在的有机化合物。除此之外还有土壤溶液，它是土壤水分及其所含的溶解物质和悬浮物质的总称。土壤溶液是植物和微生物从土壤中吸收营养物的媒介，也是污染物在土壤中迁移的主要途径。
土壤中的固体颗粒的粒度级配或粒度组合称为土壤的机械组成，又称土壤质地。根据土壤的机械组成可对土壤进行分类。我国的土壤质地分类为砂土、壤土和粘土三个级别。土壤的质地是影响土壤肥力高低、可耕性好坏以及污染物容量大小的基本因素之一。
二、土壤污染和净化
所谓土壤污染就是人类的生产和生活活动向环境中排放的三废物质通过大气、水体和生物间接地进入土壤，当进入土壤的量超过了土壤的承受能力时，就会破坏土壤生态系统的平衡，引起土壤的成分、结构和功能的变化。值得注意的是，土壤中的污染物还可以通过生物的新陈代谢和食物链发生进一步的传播。
滥用化肥、农药和除草剂是造成土壤污染的主要原因。其次，城市垃圾、工业废渣和各种废水都会跟土壤发生接触，将污染物向土壤转移。大气中的污染物也会通过重力沉降和随降水进入土壤，酸雨就是最明显的例子。土壤发生污染的程度，可以由污染物在该土壤中的含量超过未被污染的同类土壤中该物质的含量（背景值）的程度来表示，也可以由该土壤上生长的植物中的含量间接显示，还可以通过该土壤中的生态变化（生物指标）来判断。
进入土壤的污染物，不大可能用人工的方法将其消除，从而使土壤恢复原来的性状。土壤的净化只能依靠其自身的功能。土壤中的污染物参与土壤中所进行的一系列变化，发生迁移转化，使土壤中的污染物逐渐减少，最终消失，这就是土壤的自净能力。这些变化包括：物理的（如农药的挥发扩散），化学的（如酸的中和），生物化学的（如有机物的生物降解）过程。当然，土壤对不同污染物的净化能力是有差别的，有的污染物容易转化，而有的则很难得到净化而在土壤里长期残留。
资料来源 中国经济信息网习题精选
一、单项选择题
1、下列这些相互关系中，属于寄生现象的是（ ）
A．一只鸟在树上筑巢 B．蝙蝠给仙人掌授花粉
C．跳蚤依靠猫的血生活 D．大肠杆菌在你的肠道里提供维生素K
2、哪种类型的相互作用对两个物种都有用（ ）
A．竞争 B．捕食 C．寄生 D．互利共生
3、青霉在生长期间分泌的青霉素，能够抑制周围的其它微生物的生长，青霉和其它的微生物的关系是（ ）
A．捕食 B．寄生 C．竞争 D．互利共生
4、我国从东到西，森林覆盖率逐渐减少，起主要作用的非生物因素是（ ）
A．水 B．温度 C．阳光 D．大气
5、“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”，造成这一差异的非生物因素主要是（ ）
A．光 B．水 C．温度 D．湿度
6、鱼必须生活在水里，离开水一段时间就会死亡。对此最恰当的解释是（ ）
A．生物影响环境 B．生物适应环境 C．生物改变环境 D．生物依赖环境
7、下列生物中属于竞争关系的是（ ）
A．水稻和稗草 B．猫和老鼠 C．人和猪 D．蚂蚁和蚱蜢
8、我们在养花的过程中，经常给花浇水、施肥、松土、阳光照射，天冷了还要把花搬进室内，而且一个花盆中要栽种适量的花卉，这都体现了生物生存所需的基本条件，请选出正确的对应顺序（ ）
①营养物质 ②空气 ③阳光 ④温度 ⑤生存空间 ⑥水分
A．⑥①②③④⑤ B．①②③④⑤⑥ C．②③④⑤⑥① D．⑥②③④⑤①
9、研究光对鼠妇生活的实验中，实验变量是（ ）
A．温度 B．水 C．光 D．土壤
二、非选择题：
1、珊瑚只能生活在年平均水温20℃以上、清澈透明和含盐量高的海水中；白熊绝不会出没在热带雨林中；牛羊吃草，同时又排粪尿为牧草“施肥”，牛羊数量过多草原就有可能变成荒漠。你从以上事实中得出什么结论？
2、举一个实例，说明空间对一个生物种群而言是一个限制因素？
3、每隔几年，农民就会在小麦地里种苜蓿，解释这样做的理由？
三、请同学运用各种方法收集有关“环境对生物影响”的详细资料，并和小组其他成员一起，将大家收集来的资料进行整理和分析，有条件的学校可以为此出一期专刊。
参考答案
一、1C 2D 3C 4A 5C 6D 7A 8A 9C
二、
1、生物与环境之间彼此联系，相互影响。
2、俗语：一山不容二虎或在蝌蚪密度大的池塘中，蝌蚪排出的毒素增加会使幼小蝌蚪死亡等实例。
3、小麦生长需要消耗大量的氮肥，苜蓿的根有根瘤菌与之共生，能够固氮，提高土壤的含氮量，为避免小麦减产，又减少氮肥的施入量，故采取此办法。世纪十大环境灾难
（1）1930年?比利时马斯河谷烟雾事件
12月1日到5日的几天里，比利时马斯河谷上空出现了很强的逆温层，致使炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂的13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。
（2）1943年?洛杉矶光化学烟雾事件
夏季，美国西海岸的洛杉矶市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。人们称这种污染称为光化学烟雾。1955年，洛杉矶又一次发生光化学烟雾事件，有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，1970年又一次光化学烟雾使全市四分之三的人因此患病。
（3）1948年?美国多诺拉烟雾事件
美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948年10月26日清晨，大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。
（4）1952年?伦敦烟雾事件
1952年12月，燃煤排放的粉尘和二氧化硫形成的烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。自1952年以来，伦敦发生过12次大的烟雾事件。
（5）1953～1956年?日本水俣病事件
日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放含有汞的废水，进入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，，由于人们食用了含汞污水污染的海湾中富集了汞和甲基汞的鱼虾和贝类及其他水生物，经过食物链使人中毒，造成近万人的中枢神经疾病，。
1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。
（6）1955～1972年?日本骨痛病事件
日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。镉是人体不需要的元素。人们因为饮用了含镉的河水和食用了浇灌含镉河水生产的稻谷，以及其他含镉事物引起骨痛病，病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。其中死亡者达207人。
（7）968年?日本米糠油事件
在日本的爱知县一带，由于对生产米糠油的管理不善，造成多氯联苯污染物混入米糠油，后果是酿成13000多人中毒，数十万只鸡死亡的严重污染事件。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。
（8）1984年?印度博帕尔事件
12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害20多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。
（9）1986年?乌克兰切尔诺贝利核泄漏事件
这是世界上最严重的一次核污染。4月26日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。
西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶……这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。
（10）1986年?剧毒物污染莱茵河事件
11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而“死亡”20年。生态系统的类型
根据生态系统的环境性质和形态特征来划分，把生态系统分为水生生态系统和陆地生态系统。水生生态系统又根据水体的理化性质不同分为淡水生态系统（包括：流水水生生态系统、静水水生生态系统）和海洋生态系统（包括：海岸生态系统、浅海生态系统、珊瑚礁生态系统、远洋生态系统）；陆地生态系统根据纬度地带和光照、水分、热量等环境因素，分为森林生态系统（包括：温带针叶林生态系统、温带落叶林生态系统、热带森林生态系统）、草原生态系统（包括：干草原生态系统、湿草原生态系统、稀树干草原生态系统）、荒漠生态系统、冻原生态系统（包括：极地冻原生态系统、高山冻原生态系统）、农田生态系统、城市生态系统等。教材分析
在本章的教学应站在生物圈的高度，认识生物与环境相互作用形成生态系统，生物圈是最大的生态系统。
本节教材首先提出生物圈的概念，告诉了它的范围：包括整个大气圈底部、水圈的大部和岩石圈的表面。这样一来，会很自然地引导学生从生物圈的角度去认识生活在其中的各种生物和学习有关的生物学知识。
其次，教材介绍了“收集和分析资料”的科学探究的常用方法。然后列举了一些图片和相关问题，引导学生学会收集资料、整理资料和分析资料。通过这样的活动，使学生理解：生物圈确实是所有生物的家。
最后，请学生通过本节的学习和已有的生活经验，与同学讨论“生物圈是如何满足生物生存所需要的基本条件的”。其目的是让学生进一步巩固所学的知识，并能与他人进行交流。典型例题一
请你根据本节所学的知识，分析下面这句话说名什么问题：
鸟儿能在空中自由自在地翱翔，鱼儿能在水里自由自在地生活。
【答案】生物圈为生物的生存提供了生存条件（空间、氧气、阳光、温度、水分、食物等）。
【分析】无论是空中还是水中，都为生物的生存提供了生存空间、适宜的温度、充足的营养等条件。所以生物能自由自在的生活和繁衍。教学建议
为增强学生对生命形象的直接体验，建议在观看教科书图片的基础上，增添典型生态照片为主的幻灯片演示，结合对生物标本和实体的观察，制造课堂中的趣味和知识氛围。通过小组讨论法，开展课堂探究活动，通过讨论和演讲，促使学生分析、综合多种信息，总结规律，充分调动学生的学习积极性。在课后调动学生的自主实验，延伸课堂教学效果。
课时建议：2课时连堂教学，约90分钟。环保小知识
手机充值卡也环保
以前常用的“神州行”充值卡塑料卡被装在小纸袋里的一张小“纸片”所代替。这种纸卡是采用高科技技术，通过POS终端机打印出来的。卡上除了以前塑料卡就有的序列号和充值密码外，还有终端号、防伪号以及打印的时间。
与塑料卡相比，纸卡的最大优点就是更环保。以前的塑料充值卡，废弃后不好处理，对环境会造成一定的影响，纸卡则没有污染，做到了“绿色充值”。此外，纸卡的成本也比塑料卡低，它的密码隐藏在纸袋内，比塑料硬卡使用锡封的密码保密性更强。
什么是绿色照明？
指国际上通用的对采用节约能源、保护环境照明系统的形象说法。也就是通过推广高效节能灯，替代白炽灯等低效照明光源，逐步建立起一个优质高效、经济舒适、有益环保和改善人们生活质量的照明环境。
(摘自《北京市2002年节能宣传周宣传册》)
互联网－－环境的间接杀手
德国乌帕塔尔气候研究所负责研究气候、环境和能源领域的奥特博士发现，电子信箱留下的“垃圾效应”远超出了人们的想象。
据美国的一项调查表明，在计算机上建立一个文件，并对其进行加工处理，然后用互联网发送，需要消耗相当于半公斤煤炭所转换的能量。由于煤在转换电能时会释放出产生温室效应的二氧化碳气体。这就是说，所有上网的电脑、打印机都会对气候造成不利影响。
奥特博士认为，目前，美国用于互联网的电能消耗占全美总发电量的10％。预计到2010年，互联网的电能消耗将增加到其总发电量的30％。从世界计算机发展情况看，不久的将来，互联网将成为全球最大的电老虎。
此外，由各种电器消耗的能量也是十分惊人的。如今，各网络公司纷纷为用户提供全天候服务，想方设法鼓励用户多上网。网民一旦着迷，往往不会考虑节能问题。据统计，德国家庭每年要为待机状态的各种电器多支付200马克的电费。考虑到环境问题，劝网民们网上留情。
(倪永华 《科技日报》2001年7月30日)教学目标
《课程标准》第三部分的内容标准中，围绕着生物与环境，明确提出：概述生态系统的组成；列举不同的生态系统；描述生态系统中食物链和食物网；解释某种有害物质会通过食物链不断积累；阐明生态系统的自我调节能力是有一定限度的。
1．知识技能：能识别和描述生态系统；能说出生态系统的组成、食物链和食物网；理解生态系统具有一定的自动调节能力。
2．能用所学的知识解释一些生物学现象。
3．提高热爱环境、保护环境的意识。生态系统的组成
生态系统由生产者、消费者、分解者和非生命物质（无机界）四部分组成。它们各自发挥着特定的作用并形成整体功能，使整个生态系统正常运行。
生产者是指绿色植物，也包括单细胞的藻类和能把无机物转化为有机物的一些细菌。绿色植物的叶片中含有叶绿素，能进行光合作用，把太阳能转化为化学能，把无机物转化为有机物，供给自身生长发育的需要，并且成为地球上一切生物和人类食物和能量的来源。因此，绿色植物是生态系统的生产者。
消费者主要是指动物。它们不能直接利用外界能量和无机物制造有机物，而以消耗生产者为生。草食动物以植物作为直接食物，称为一级消费者，如蝗虫、蚱蜢等；以草食动物为食物的肉食动物称为二级消费者，如青蛙、蟾蜍等；以肉食动物作为食物的动物，则称为三级消费者，如蛇、猫头鹰等。这些消费者是在生态系统中的一个极重要的环节。它对整个生态系统的自动调节能力，尤其是对生产者的过度生长、繁殖起着控制作用。
分解者是指具有分解能力的各种微生物，也包括一些低等原生动物，如土壤线虫、鞭毛虫等。分解者是生态系统的"清洁工"，它们把动植物的尸体分解成简单的无机物，归还给非生物环境。如果没有分解者，死亡的有机体就会堆积起来，使营养物质不能在生物与非生物之间循环，最终使生态系统成为无水之源。生态系统的分解者数量十分惊人。有人估计，在一万平方米的农田土壤中，细菌的重量可达8千克。
非生命物质，即无机界，是指生态系统的各种无生命的无机物和各种自然因素。
生态系统的各组成部分有分工，也有协作。生产者为消费者和分解者直接或间接地提供食物；消费者把生产者的数量控制在非生物环境所能承载的范围内；生产者和消费者的残体、排泄物最终被分解者分解成无机物，供植物重新利用。正是生产者、消费者、分解者和非生物环境之间的协调、统一，使生态系统能够不停地发挥作用。螳螂捕蝉，黄雀在后
原文：《说苑·正谏》：
「吴王欲伐荆，告其左右曰：『敢有谏者，死！』舍人有少儒子者，欲谏不敢，则怀丸操弹游于后园，露沾其衣，如是者三旦。吴王曰：『子来何苦，沾衣如此？』对曰：『园中有树，其上有蝉，蝉高居悲鸣饮露，不知螳螂在其后也；螳螂委身曲附欲取蝉，而不知黄雀在其傍也；黄雀延颈欲啄螳螂，而不知弹丸在其下也；此三者，皆欲得其利而不顾其后之有患也。』吴王曰：『善哉！』乃罢其兵。」
战国时代，吴王准备发兵去攻打楚国，可是左右的大臣都认为当前的情势，吴国不适宜于对楚国用兵，这样不但对吴国没有一点好处，并且有百害而无一利。因此，群臣们都纷纷劝谏阻止，可是吴王刚愎自用，他已经决定这样做了；而且还下了一道命令给左右的大臣们说：『有谁胆敢劝阻我对楚国出兵的，我一定将其处以死刑，毫不宽货！』
这时，他的儿子友的，也想阻止父王出兵，但又怕因此而触怒父王，真的会被推到午门外斩首。
为了这件事，友的曾计议思索了许久。最后，他终于想出了一个极妙的方法出来。于是一连三天，他一早起来，身上背着弹弓，手上拿着弹丸，在皇宫的后园里倘佯。虽然清晨的露水浸湿了他的衣服，但是他仍不肯回去，照旧在湿漉漉的树林里徘徊。而他这样做的目的，无非是想引起吴王的注意，如是三天，果然被吴王察觉，问：
「你为什么每天都跑到后园里来玩，把衣服都沾湿了，这又何苦呢？」
友的回答说：「园子里有一颗树，树上有一只蝉高踞枝头，它一面吸饮露水，一面悠闲的唱着歌，自以为很安全，却不知道后面有一只螳螂，正举起双臂预备扑过去捉它；而螳螂呢？它也只顾着捕蝉，竟不知道身后还有一只黄雀正伸长了脖子在等候着它；至于那只黄雀呢？它也一样，只一味在想象着螳螂的美味，却不知道树下有一个人拿着弹丸正瞄准着它呢！这三只动物，都只知道贪图眼前的利益而忽略了它们身后的灾祸。我实在为它们可笑，又为它们悲哀！」
吴王听了儿子的话后，登时觉悟，连声说：「对，对！」于是他便取消了伐楚的念头。
说明：比喻那些只贪图眼前之利，而不顾后患的人。典型例题一
小明为了证明光对植物生长有重要的影响，设计了一个实验：准备两盆小麦的幼苗，一盆放在阳光充足的阳台上培养，另一盆则放在冰箱里遮光培养。你认为小明的实验实际合理吗？为什么？
【答案与解析】这个实验不合理。设计对照实验时，除了对照的一种条件不同外，其他条件都应该相同（变量只能是一个）。本实验中的对照的是光照，但实际上温度也有差别，所以有两种条件不同时，不能对实验结构进行准确地分析。生物间的食性关系
一、食物链
定义：生活在同一环境中的生物，彼此间不是以其它生物为食，便是为其它生物所食，这种藉食性关系而直接串联起来的一组生物，称为食物链。
地球上的能源直接或间接依靠日光供给，绿色植物可转日光能成化学能，而植物可为动物所食用，草食性动物又被肉食性动物所食用，于是基于营养的关系而将环境中的各种生物连系起来，成为食物链。依照生物间的关系，可将食物链分成捕食性、碎食性、寄生性及腐生性四类。
1.捕食性食物链：乃以植物为基础，而后是小动物，渐至较大的动物，这种食物链又称为放牧式食物链。例如在湖水中藻类---甲壳类---小鱼---大鱼。而在草原上，则以青草---野兔---狐狸---野狼的捕食方式进行。
2.碎食性食物链：在美国佛罗里达的南方，布满了整片的红树林，其叶子的碎片由腐生菌（细菌和真菌）所作用，再加入微小的藻类，形成一种丰富的养料，可为虾、蟹、鱼等食用，完成了碎食性食物链。
3.寄生性食物链：乃由较大的动物开始而渐至较小的动物。后者乃寄生在前者的身上，于是就形成寄生性的食物链。例如哺乳类或鸟类---跳蚤---原生动物---细菌---滤过性病毒。
4.腐生性食物链：乃由腐烂的动物尸体或植物体变成碎屑，才开始被微生物所利用。在生物群聚中，大部分净生产直到死亡后，才供其它生物消耗。在森林中，90%的净生产是以食物的碎屑方式作为消耗品，如落叶和枯木等作为食物。但在水中亦有很多碎屑是在水内有机沉淀物中进行，至于在土壤中及堆肥里，亦以碎屑方式在进行。
二、食物网
1.定义：
(1）由许多条单纯的食物链相结成网，最后可把整个生物群集网罗在一起，是为食物网。
(2）在一个自然环境中，如果生物的种类稀少，则相互间的食物关系，只形成简单的食物网，例如冻原地带。如果环境中的生物种类繁多，则相互间的食性关系，就形成错综梭杂的食物网，例如非洲草原。
2..生态环境的稳定性和生物种类多少的关系：
（1）在食物网复杂（生物种类多）的环境中，若有某一种生物消失，则该种生物所行的功能，可由他种生物来替代，生态系便很容易维持其稳定性。相反的，在食物网简单的环境中，若有某一种生物突然灭绝，则该生物在环境中所扮演的角色，可能无法由别种生物所替代，生态系的稳定性就难以维持。
（2）例如：某一地区的免子由于疾病而大量减少，以兔为食的枭不因兔少而饥饿，因免少，植物大量繁生，野鼠也随着大量增加，枭的注意力便由免转到鼠。当兔被捕食的危险减少时，又可逐淅增加繁殖而恢复原有族群的数量。 　
三、能量塔和食物塔
（一）能量塔
1.定义：太阳能自太阳到生产者、消费者进而到分解者或清除者，在此种转移过程中，能量便愈来愈少。因此，能量在食物链中便呈全字塔的形式，称为能量塔（energy pyramid）。
2.生态系中能量的流转：
（1）生产者藉光合作用将太阳能转变为化学能，并储藏于所制成的葡萄糖中，生产者本身要利用这些养分以产生能量，在分解养分的过程中，其中有一部分能量会形成热能消失。
（2）当初级消费者摄食生产者，将生产者所含的养分加以消化并吸收利用，在此转变的过程中，能量用于消化、呼吸和运动等，并有一部分能量会形成热能而消失。
（3）初级消费者至次级消费者或更高级消费者以及消费者（或生产者）至分解者，亦有同样的情形。
3.能量流的特点：
（1）能量的流动系单方向进行，不能循环利用。
（2）能量在流动过程中，大部分的能量转变成热能而散失。
4.食物链的级数与能量的消耗：
在食物链中能量的传递，从生产者到消费者的每一阶段，都会发生能量耗损的现象，故食物链的级数愈少，其所消耗的能量也愈少，可兹利用的能量则愈大﹔反之，如果食物链的级数愈多，则所耗损的总能量也愈多，而可资利用的总能量反而很少。正由于这种关系，致使一个食物链的级数不可能无限制地增加，最少为两级，最多为六级。
（二）食物塔
1.定义﹕
（1）食物链中生产者的生物量或数目最多，各级消费者的生物量或数目便依次递减，其关系亦如一金字塔（food pyramid）。
（2）食物塔分别以生物数目或生物量(biomass）表示。
2.例如： 草原地带的草（主要生产者），其数目或生物量最多，以草为食的昆虫、牛羊等初级消费者，数量就较少，以昆虫为食的雀或其它次级消费者数量更少。
（三）了解能量塔和食物塔的意义
1.可助人们解决某些问题。
2.例如﹕欲在某一地区生产粮食，种植绿色植物比养育牛、羊能获得较多的食物和能量，因为愈是塔的底层，食物的数量以及食物中所含的能量愈多。教案示例
第一节 生物圈
教学目标：
1．描述生物圈的范围；能举例说出生物圈能为生物的生存提供基本条件。
2．通过本节的教学，提高学生收集和分析资料的能力。
3．通过小组讨论和研究活动，继续培养学生的协作能力。
4．通过本节的教学，使学生建立起：保护生物圈就是保护人类自己的意识。
教学重点和难点：
1．生物圈为生物的生存提供了基本条件是本节教学的重点。
2．对收集的资料进行整理和分析，是本节教学的另一个重点，也是难点。
课前准备：（1）分好小组 （2）准备好相应的阅读材料
学习内容 学生活动 教师活动
1.生物圈的范围 （1）先阅读教材P11-12 1.组织学生阅读材料
（2）研究讨论生物圈的范围并归纳出来 2.组织学生进行小组讨论
（3）根据教材提供的资料和自己已有的 3.汇报小组归纳的结构
经验谈一谈不同环境中生存的不同生物。
2.生物圈为生物 （4）转入第二个问题的学习 5.引入第二个问题
生存提供的基本 根据教材提供的资料和自己已有的经验 生物为什么能生活在生
条件 可以再补充一些资料。 物圈中？
（还可以结合第一章生物的特征。） 生物圈为生物生存提供
（5）先是小组研究讨论。 的基本条件。
（6）后向全班汇报：阳光的作用、水的 7.组织全班讨论
作用、空气的作用、适宜的温度、
生存空间的等。
教学过程设计：
1.引入本课：
（1）在什么环境中见到过什么生物，它们在做什么？
（同学的发言有起到互相启迪的作用，学生能列举出许许多多的实例，教师把握时间。）
（2）还可以先播放录像，引发学生的思考和讨论。
根据学生的讨论，引出生物圈的概念。每一种生物的生活都需要一定的生活环境。月球上据说没有生物。为什么？——没有空气、没有水、温度很低等，没有适合生物生存的条件，（其他的星球人类还没有登越）。生物是生活在地球上的。地球上并不是所有的地方都有生物生存吧！所有的生物都生存在一个小小的范围内，这个小小的范围就叫做生物圈。
2.生物圈的范围有多大呢？阅读课本11-12页上
3.小组讨论，归纳出生物圈的范围，在各个圈层中常见的生物种类。选出记录员和发言人。
教师可参与小组的讨论。
4.可以请一组或两组汇报，其他组发表不同意见和补充。最后将生物圈的范围总结出来。
以上内容可以利用课本P12页上面的内容，学生和教师可以适当补充课外内容。
5.引入第二个问题的讨论：为什么生物只能生活在生物圈内？
6.分析书上的资料，根据自己已有的知识展开小组学习和研讨。
分教师帮助学生，成几个专题，各小组自选题或抽签决定题目，研究生物圈与生物的生活有什么关系？
要求展开思路，并用充分的事实论证。
题目：
（1） 葵花朵朵向太阳；
（2） 长颈鹿在喝水；
（3） 海豚生活在海洋中；
（4） 荒漠与仙人掌；
（5） 干旱使粮食严重减产；
（6） 牛吃草；
（7） 生物的生存空间等。
7.各小组研究讨论，教师参与小组活动并适时进行引导。
8.分专题进行小组汇报，其他小组做补充。
（1）葵花朵朵向太阳：植物的生长需要阳光，光能能为植物的光合作用提供能量，绿色植物通过光合作用制造有机物不仅为自己制造了有机物还为其他生物提供了食物。阳光为生物的生存提供适宜的温度。地球上的温度适宜生物的生存。阳光还能为人类和一些动物照明等。
（2）长颈鹿在喝水：生物的生存离不开水，植物需要水，动物需要水，人类也需要水，其他生物也需要水，研究证明：人类可以一周不吃东西，但一周不喝水，人就要死去，水是组成细胞的成分。水生生物需要生活在水中，离开水就无法生存。地球提供了水源。迄今为止地球是唯一具有水源的星球。
（3）牛吃草：生物的生存需要营养物质，植物需要的营养物质是自己制造的，其他大部分生物是以现成的有机物为食。而这些营养物质都在地球上。无一跑到生物圈的外面去。
（4）生物的生存需要一定的空间，住所、洞穴、捕捉的食物等等。
用生物圈2号实验失败的原因，说明生物的生存不能离开生物圈。在教师的引导下，总结生物圈给生物提供了生存的不要条件。
二.生物圈为生物的生存提供了基本条件：
阳光、空气、水、营养物质、适宜的温度、生存空间等。
本课小结：
地球上所有的生物都生活在生物圈中，生物圈是所有生物的家。生物在生物圈中生存繁衍，生物之间发生着复杂的关系。我们人类也是生物圈的成员之一，但是人类掌握着高度的科学技术，人类的活动可以到达生物圈的各个圈层，人类凭借自己掌握的科学技术对各个圈层起到破坏作用。这已经引起了全人类的关注。生物圈是一个统一整体，是所有生物共同的家园。保护生物圈，人人有责。
板书：
第二章 生物圈是所有生物的家
第一节 生物圈
一.生物圈的范围
大气圈———— 大气圈的底部，地球以上10千米
地球表面的三个圈 岩石圈————岩石圈的表面 生物圈
水圈—————水圈的大部，水面以下10千米
这个厚度为20千米左右的圈层
二.生物圈为生物的生存提供了基本条件：
阳光、空气、水、营养物质、适宜的温度、生存空间等。
三.收集和分析资料
通过阅读图片资料和文字资料，理解资料对学习或研究的内容有着重要作用。了解收集资料的各种途径：譬如去图书馆、资料室查阅书本、报纸、杂志等，拜访有关人士，上网搜索等。了解资料的各种形式，譬如文字、图片、数据、音像资料等。了解对获得的资料要进行整理和分析，从中寻找问题的答案，或发现探究的线索。
教学点评：
本节课以阅读、研究、讨论为主。可以集思广益，教师要做好的是组织工作，并作为一成员适时发表意见。研究讨论的范围可以不受教材内容的局限，只要围绕生物圈为生物的生存提供了基本条件就可以。小组讨论、全班讨论可以使更多的同学参与进来，某个人对某方面的知识可能知之较深，但未必广泛，互相补充，可大大的丰富知识。活动案例：体会生物与空间的关系
目的：体会生物与空间的关系：
准备：6根细绳子
活动过程：在学校操场上用绳子圈起6个1平方米的区域。老师将学生分成六个组，第一、二组各2人，第三、四组各4人，第五、六组各6人。每组学生的任务是在1平方米区域互相靠在一起，每个学生的双脚必须放在1平方米的区域内。测定每个组坚持的时间，人数相同的两个组取其平均值，确定哪个组坚持的时间长。
讨论：每组完成这个游戏花了多少时间？这个活动怎样说明空间是一个限制因素？1平方米区域对游戏者的承载能力是多少？本章概述
生物圈是地球上所有生物的家，它为各种生物提供了生存的基本条件。在这个“家”中，生活有很多的成员，它们相互依存、相互影响，始终处在动态的变化之中。不同的环境生活着不同的生物类群，它们对环境有着一定的适应性。当然，它们在一定程度上，也影响着环境。特别是人类的活动，很大程度上，使生物圈面临危机。因此，生物圈更需要人类的爱护。爱护各种自然生态系统和生活在其中的各种生物，是现代公民的基本素养和行为准则。实现人于自然的和谐发展，地球上每一个人都有一份责任。生物拟态
拟态是指某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑与其它生物或非生物异常相似的现象，是生物适应环境的最为典型的例子。随着生态学研究的不断深入，人们发现动物甚至植物拟态的现象是十分普遍的，拟态在许多生态系统中起着十分重要的作用。
1 拟态的发现
一种生物能够模拟另一种生物以便欺骗敌人，逃避敌害，这种观点一个多世纪以来一直吸引着生物学家们。这种特殊的生存策略是由英国博物学家Henrry W. Bates在1862年首先描述的。他观察到南美蝴蝶中某些具鲜艳色彩的种类从外形上看几乎完全相同，但有些是有毒的，而另外一些却是完全无毒的，他由此推测这些无毒的生物伪装成有毒的，以便逃避被捕食的厄运。他称这种现象为拟态，这就是著名的贝氏拟态。动物的拟态相当普遍，人们研究得也较多；而植物拟态远不如动物拟态普遍，因此很长一段时间未被人们注意。事实上，早在1793年德国博物学家 Christian K. Sprengel就观察到植物象动物一样，可以模拟其它生物。他发现某些植物特别是兰科植物的某些种类自己不能分泌花蜜，但它们能模拟生活在同一环境中的可以产生花蜜的植物的形态。直到最近，随着植物学家对植物与其它生物间关系研究的深入，特别是对热带生态系统研究，人们才认识到植物拟态比预想的要广泛得多。
2 拟态的组成
不论是动物中的拟态还是植物中的拟态都是一个由三部分组成的系统。一是模型，是被模拟动物、植物或其它生物或非生物；二是拟态生物；三是信号接受者或被欺骗者。拟态生物模拟的内容包括形态结构、颜色花纹、行为方式或其它使拟态生物与模型相似的属性。这里模型可以是与拟态生物无任何联系的其它生物或非生物，如某生物长期生活背景的衬托物等。枯叶蝶与枯叶异常相似，在这一拟态系统中，枯叶为模型，枯叶蝶为拟态生物，某些食虫鸟则为信号接受者或被欺骗者。值得一提的是，信号接受者之所以会被欺骗，与其眼睛及接受拟态生物所反射来的光有密切关系。例如瑞典乌普沙拉系统植物学会的L. Anders Nilsson发现，两种独居蜂 Chelostoma fuliginosum 和 C. campanutarum 同时光顾多种钟形花(bellflouer，又叫风铃草，风铃草属)和兰科植物 Cephalanthera rubra(头蕊兰属)。钟形花与兰花形态和颜色(兰花是玫瑰红色，钟形花是兰紫色的)都不一样，更重要的是钟形花为来访者提供了丰富的花蜜，而兰花根本不产生花蜜。为什么看上去与钟形花不同也不分泌花蜜的兰花却能吸引独居蜂为其传粉呢？Nilsson利用光谱仪解决了这个问题，他发现虽然在人眼里兰花与钟形花颜色不同，但两种花反射的光曲线轮廊在独居蜂视觉范围内却是完全相同的，它们对紫外线末端最敏感，象许多昆虫一样，它们不能区别多种不同的红色。因此对独居蜂来说，兰花和钟形花是完全相同的，兰花在此实际上是拟态生物，钟形花充当了模型的角色，独居蜂则是被欺骗者。
3 拟态的类型
生物的拟态可以分为两种类型，一是贝氏拟态。即由模型、拟态生物和信号接受者三部分组成的系统。例如尺蠖的幼虫在树皮上斜伸不动，和小树枝一样。这种拟态的特点是一种生物由于模拟另一种生物而获得了生存优势；另外一种拟态，是著名的缪勒拟态是19世纪德国动物学家Fritz M{ller命名的，他首先描述了这种现象。在这种拟态类型中，许多没有联系的生物在形态和行为上彼此相似，形成看上去是一群的效果，从而得到好处。由于在这一拟态系统中没有欺骗，模型与拟态生物没有明显区别，无所谓谁模拟谁的问题，所有参与者贡献相同，共同获益，这些与贝氏拟态显然不同。因此许多生物学家认为这不是真正的拟态，只是生活在相同环境中的生物以相似的方式进化的结果(即趋同进化，典型的例子是沙漠中肉质植物的进化)。
朱晓林，生物学通报，1995年第1期
　典型例题
左图是一个食物网示意图，请根据图解回答：
矽藻 → 水蚤 1.此食物网中有＿＿＿条食物链。
↓ ↓ 2.其中最短的食物链有＿＿＿种生物。
蝌蚪 鱼 3.最长的食物链有＿＿＿种生物。
↓ 4.处于最高营养级的生物是＿＿＿。
水中甲虫
↓
池边食肉动物 ← 鸭
【答案】（1）8条 （2）4种 （3）7种 （4）池边食肉动物
【分析】（1）本题第1问有些难度
（2）从另一个角度让学生认识某种淡水生态系统生物种类及其相互关系。
本题选自1998年4月《北京奥林匹克生物竞赛试题》第117题，选用时略有改动。拟态种种
什么是拟态？通常指的是某些生物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑，与其他的生物或非生物异常相似的状态。拟态包括三方面：模仿者、被模仿者和受骗者。生物的拟态是一种很有趣的自然现象，被认为是生物长期适应环境的必然结果。有了它，生物可以逃避敌害、捕捉猎物、帮助传粉和繁殖后代等。更有利它们在复杂多变的自然环境中求生存。生物的拟态种类多种多样，有些生物会模仿环境中的非生物，如枯叶蝶(仿枯叶)，负泥虫幼虫(仿鸟的粪便)，南美鲈鱼(仿漂浮于水面上的败叶)，藻屑蟹(仿海底岩石)。也有一些生物模仿环境中的生物。如叶(仿叶)，竹节虫(仿竹)，雀纹天蛾幼虫(仿蛇)，举尾虫(仿蝎)等。但生物学家认为，真正意义上的拟态指的是一种生物与另一种生物的相互模仿。这方面的种类较多，现列举如下：
1 穆氏型拟态
有毒、有恶臭的动物彼此具有类似的颜色、花纹，所以能减少被捕食的危险。这种现象称为穆氏型拟态。如南美洲的毒蝶类：赤绿红纹毒蝶、金带红纹毒蝶、蓝裳毒蝶等。又加蜂类中的黑背长脚峰、黄胡峰、蜜蜂等每一种蜂都有毒针，且全都有黄白条纹。
2 贝氏型拟态
本身并没有毒，也不发出怪味的动物，模仿有毒或有怪味的动物的形状及动作，以此掩饰自己。如麝香凤蝶(被模仿者)有毒，而长尾凤蝶、长尾蛾(模仿者)尽管与麝香凤蝶相似，但无毒；无毒的赤腹透翅蛾、虎斑天牛、食蚜蝇等模仿有毒的黑背长脚蜂。有时一种动物有几种不同的贝氏型拟态对象。如无怪味的雌白凤蝶，它的形态色泽特征与白斑蝶、桦斑蛾、细纹蝶等具有怪味的动物相似。
3 梅氏型拟态
这种拟态类型较少，见于珊瑚蛇类的拟态。珊瑚蛇有3种：无毒的多带王蛇，弱毒的后毒牙假珊瑚蛇，剧毒的东方珊瑚蛇。这3种蛇具有相似的外形及红、黑、黄环状纹。剧毒的东方珊瑚蛇模仿弱毒的假珊瑚蛇。捕食者被弱毒蛇咬伤后不致于死亡，才能获得教训，从而避免接触上述三者。
4 攻击性拟态
先用伪装术瞒骗动物，而后攻击对方的拟态。这种拟态有2种情况。其一，故意将自己明显表现出来，再将对方引诱过来，乘其不备时攻击对方。如非洲花螳螂模拟花朵，深海处的鮟鱇鼻端的假饵；食虫植物如瓶儿小草、猪笼草模拟花朵诱捕采蜜昆虫。其二、刻意隐藏自己，等对方靠近时再攻击。如伪黑条鳚模仿专为大鱼作“清道夫”的蓝带隆头鱼的形状和色泽，招引一些鱼过来，然后乘其不备咬对方一口或将对方吃掉。
5 光的拟态
萤光虫发光是同种间相互响应的信号，不同种类的萤火虫，其发光的方式也不同。有一种萤火虫却能利用这一特点干“坏事”。当雌萤火虫完全交尾后，就模仿别的萤火虫的发光方式，招引别的萤火虫，等对方上当后，一举抓住对方并吃掉它。
6 气味的拟态
一些动物能模拟其他动物的性激素，招引对方，并将其捕食，此种方式称气味的拟态。如投索蜘蛛会分泌一种和雌蛾一样的性激素，以此引诱雄蛾闻“香”而来，它便可以轻松捕食。
7 宿主拟态
主要见于鸟类。托卵鸟在各种鸟类的巢里下蛋，并选择蛋的大小、颜色、形状和宿主卵相似。如杜鹃的卵与黑脸鹀、草鹀、大苇莺的蛋相似，杜鹃将卵产在这些鸟的巢中让他们帮助孵卵。维达鸟雏鸟的嘴的外形、求食鸣声、头部动作以及毛色都酷似宿主，因而得到喂养。
8 “男扮女装”式的拟态
拟大蚊在交配时，雄蚊会送“礼物”给雌蚊。于是雄蚊就扮成雌蚊的模样及动作，去骗取其他雄蚊的“礼物”，然后再回复“男儿身”，把“礼物”送给雌蚊。这种借花献佛的方法，使雄蚊有机会和雌蚊交配，以利于繁殖下一代。
9 同种拟态
同种生物间的模拟。如很多雄蜂无刺却形似有刺雌蜂而得到保护。非洲的一种雌丽鱼在产卵后未容受精即将卵吞入口中孵化。雄鱼尾鳍根处有橙黄色斑，酷似鱼卵。雄鱼排精时显示此色斑，雌鱼欲吞此假卵却将精子吸入，受精作用在雌鱼的口中进行。
10 有利于传粉及散布的拟态
有些植物模拟动物，以达到传粉的目的。如蝇兰、蜘蛛兰、蜂兰等的唇瓣形似雌蝇、蛛、蜂，诱使雄体交配，从而将花粉带走。　
邹秋林，生物学通报，1999年第9期食物链与食物网
中国有句谚语："大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥球。"生态系统中的生物通过这种吃与被吃的关系构成一条链条，叫做食物链。
按照生物之间的相互关系，食物链主要有以下三种类型：
一类是捕食性食物链，以植物为基础，由植物到小动物，再到大动物，后者可以捕食前者:青草→蝗虫→蛙→蛇→鹰，就属于这种类型。
二是寄生性食物链，以大动物为基础，由小动物寄生在大动物身上:鸟类→跳蚤→原生动物→细菌→过滤性病毒，就属于这种类型。
三是腐生性食物链，也称分解链，在死的动植物残体上，从繁殖细菌、真菌及某些土壤动物开始:植物残体→蚯蚓→线虫类→节肢动物，就属于这种类型。
食物链上的每一个环节，叫营养级。任何一种生物都属于一定的营养级。任何食物链上，后一种动物只能吃食、同化前一种动物所能提供能量的一部分，并通过新陈代谢等又消耗一部分能量。后一种生物最终只能贮藏从前一种生物中摄取能量的5-20%。这就是说，能量沿着食物链的营养级逐级流动，不断减少。一般食物链中的营养级不会多于五个。生态系统中，生物成分之间的取食关系是很复杂的。同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也不只吃一种食物。各生物成分之间在取食关系上存在着错综复杂的联系，各种食物链相互交错，相互联结，形成网状结构，称为食物网。食物网是生态系统中普遍而又复杂的现象。能量的流动，物质的迁移、转化，就是通过食物链或食物网进行的。
食物链上的各种生物相互影响，相互制约，一环扣一环。如果某一环节发生故障，链条就失去整体性，生态系统就会发生紊乱。第二次世界大战以后，南非探险队登上南极的马里思岛后，船上的几只老鼠也被带上了小岛。因为老鼠没有天敌，两年后，这个小岛成了鼠岛。为了消灭老鼠，探险队运来四只家猫，结果老鼠逐渐少了，而猫迅速繁殖，最终成了灾难，6万只猫每天要吃掉60多万只鸟。为挽救鸟类，南非当局用直升飞机向猫扫射，并派上百名士兵去捕杀猫。由此可见，食物链对环境有十分重要的影响，对维护生态平衡有着重要的作用。
人类的各种活动会把废弃物排入环境。人们也毫无觉察地通过食物链而把有害物质摄入体内，癌症就选择这条途径暗自潜伏起来。据美国癌症研究中心调查发现,美国的淡水鱼已患癌症的约有300多种，在鱼体的任何部位都能观察到癌。所以，为了子孙后代的健康，我们必须保护好环境。大气圈
大气是指在地球引力作用下聚集在地球外部的气体包层。在环境科学中大气层称为大气圈，也称大气环境。
(1) 大气的组成 大气是多种气体的混合物，另外还含有少量的悬浮固体微粒和液体微粒。大气中除去水汽、液体和固体杂质外的混合气体称为干洁空气。干洁空气的组成成分最主要的是氮、氧、氩三种气体，它们占了大气总量的99.97% （参见表2-1）。在干洁空气中，二氧化碳和臭氧的含量很不稳定，随空间和时间的变化较大。
(2) 大气圈的分层 大气总质量的90%集中在地表以上15公里以内，99.9%在50公里高度以内。在2000公里高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际空间过渡，而无明显的上界。大气的组分和物理性质（密度、温度、压力、电离度等）都随高度变化，据此可把大气分成若干层次。按大气温度垂直变化的特点可分为对流层、平流层、中间层和热层。其中对流层和我们的关系最密切。靠近地面的底层大气，其温度随高度的增加而下降，到一定高度，大气温度停止下降并略有回升，这一层大气称为对流层。其厚度在赤道地区约为16~18千米，中纬度地区约10~12千米，两极地区约7~8千米。在对流层顶，大气温度约为-50°C。在这一层内，大气受地表状况影响大，对流运动显著。大气中的水汽大部集中于此层，云和降水等天气现象就是发生在这里。通常所发生的大气污染也主要是发生在对流层内。
在离地表10~50千米范围内，由于太阳紫外辐射的光化学作用，氧气分子和氧原子在氮气等的参与下生成由三个氧原子组成的臭氧分子，形成一个臭氧层。臭氧层的高度大致与平流层相当，在离地表20~30千米处，臭氧浓度最大。臭氧层吸收了危害生命的太阳紫外辐射的大部分，使之不能到达地面。人与生物圈计划
生物圈是指地球表面的一层：底部在太平洋最深处，大约为海平面以下11千米；顶部大约在大气层距地面18千米的地方，总共不到30千米。这里有水、空气、土壤和阳光，温度比较适中，能够维持生命。生物圈是人类生存和活动的基地，它不仅构成人们生活的环境，还是资源的主要来源。人类要在地球上生存和发展，就必须保护好生物圈，珍惜现有的各种资源，充分利用生态系统的相互作用，让资源能够有效的循环使用。
自从1970 年联合国教科文组织通过了“人与生物圈计划”以来，已有100多个国家和地区参加了这项计划。20多年来，先后有10000多名科学家直接参加了研究工作，研究课题数超过1000项。世界各国建立的具有不同代表性的生物圈保护区已经有200多个，形成了一个全球性的生物圈保护网。计划的实施，将增进人类对整个生物圈的了解，加强对各种区域生态结构和功能的系统研究，帮助预测人类活动将如何影响生物圈和资源，而生物圈和资源的变化又对人类产生什么样的影响。研究成果将为合理利用和保护生物圈资源，保存遗传基因的多样化，以及改善人类与环境的关系提供科学依据。地球的面纱——大气圈
蓝蓝的天上白云飘。我们翘首望天，似乎高不可及。其实我们所看见的这个“天”，本是“地”的一部分棗地球大气圈的低层。它的高度不过十几公里，我们所看到的这个裹着地球的蓝色面纱，是由稠密的空气组成的。
就整个地球来看，愈是靠近核心，组成物质的密度就愈大。大气圈的密度要比地球的固体部分小得多，全部大气圈的质量（５６００万亿吨）还不到地球总质量的百分之一；而高层的密度比低层要小得多，而且愈高愈稀薄。如果以海面上的空气密度为１，在２４０公里高空，大气密度就只有它的一千万分之一；到１６００公里高空，更只有它的一千万亿分之一了，整个大气圈质量的９０％集中在高于海面１６公里的空间内，大体上也就是我们看到的那个蓝色的面纱的厚度。再往上去，空气就稀薄到不足以使阳光散射形成蓝色的天空了。当升到比海面高出８０公里的高度，几乎全部大气圈质量的９９．９９９％都集中在这个界限以下；而所余无几的大气占据的空间却极为广大，探测结果表明，地球大气圈没有明显的边界。
高于海平面１０～１２公里以内（在地球两极较低，约８公里，在赤道上较高，约为１６公里）的这层大气，能因冷热不同而对流，称为对流层。对流层是大气圈中最稠密的一层，大气中的水气也几乎全部集中在这里，特别是在它的下半部。因而这里是风云变幻的主要场所，我们所感受得到的各种天气现象都是在对流层里发生的。
在对流层里，距海面愈高气温愈冷，平均每升高１０００米，温度就要降低大约６．５℃。而从对流层顶上开始，温度又随着高度增加而增加。到８０公里以上，温度则又升高，在５００公里一带，可升高到１０００℃。
在对流层上面，直到高于海面５０公里的这一层，气流的特点主要表现为水平方向运动，称为平流层。
平流层以外的大气，因受太阳辐射等作用，气体分子分裂成为原子，并有发生电离成为带电粒子的，愈高这些作用愈强，于是在地球周围形成了能够导电、能够反射无线电波的电离层。它的底部边界高度约在６５公里左右，顶部边界在６５０～１０００公里的高度之间。
高层的大气表现不出绚丽多彩的天空景象，但它所表现出的电子磁等现象有力地证明着这里大气的存在，那些高空中带电粒子是受着地球磁场控制的，形成一个无形而巨大的磁层。
大气圈就是这样层层叠叠，看起来仿佛空若无物，实际上是壁垒森严，将地球重重包住。岂止是面纱，简直是屏障，是铜墙铁壁，对地球起着重要的保护作用。
１９７６年，在我国吉林省落了一场陨石雨，成为自然界罕见的珍闻。假使没有大气，这种从天而降的陨石将成为家常便饭，给地球造成极大毁坏。正是由于大气圈的保护，高速冲来的陨石因与大气剧烈磨擦，减慢了速度；并因磨擦产生的高热影响，绝大部分陨石在１００多公里的高空就化为灰尘和气体，只有极少数到达地面，而且已是强弩之末，一般不会造成什么危害了。
从天外向地球袭来的还有强烈的紫外线。假使没有大气，过多的紫外线将使地球上的生命无法生存，现在大气圈保护了我们。在大气圈中离开海面２０～３５公里这一带含臭氧较多，所谓较多，也不过占到四百万分之一左右，但这点臭氧已足以使大量紫外线被吸收，才使得地球上各种生物免受过多的紫外线伤害；剩下少量的到达地面，对我们来说有杀菌防病作用，反而变得无害而有益了。
那些极其稀薄的为地球磁场所控制的带电粒子组成的高层大气，也有保护地球的作用，它能使宇宙中那些以高速冲向地球的粒子流偏转方向。
地球大气圈的存在，不仅保护了我们，还是生命得以发生和发展的重要条件。假使没有大气，就没有灿烂的云霞，更没有生命的喧嚣了。
资料来源 大众科技报关于生物圈2号
科学家断言，在群星璀灿的茫茫宇宙中，目前唯有地球是生命的"诺亚方舟"。
然而，几千年来，人类幻想着能在耿耿星河找到自己的同类和邻居。例如说，月里有嫦娥。从唐代李商隐的"云母屏凤烛影深，长河渐落晓星沉。嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心"的诗，到今人毛泽东的"寂寞嫦娥舒广袖"之句，"月中嫦娥"的美丽神话久传不衰，给月亮蒙上一层神秘的色彩，引人遐思。
1969年7月16日，美国"阿波罗"11号阿姆斯特朗等两名字航员乘上飞船直奔月亮，5天后在月球着陆。他们在月球上呆了3小时47分。以后共有18人先后叩访月球，累计在月球上考察了600个小时。结果，完全证明了天文学家早已作出的科学论断：月亮是一个没有空气、没有水，只有一片荒沙和砾石，从来没有过生命的死寂的星球。在那里如果没有宇宙服的严密保护，任何生物立即窒息而死。
我们是地球这个岛屿上的鲁滨逊－－有发明才能，足智多谋，善于创造，然而却形单影只。天文学家已查明，离我们最近的另一个"太阳"是半人马座比邻垦。它高我们4光年（合40万亿公里），乘坐以每秒30公里的速度前进的飞船需要4万年才能到达，至于它周围有没有行垦，行星上有没有人类可以生存的条件，科学还没有作出回答。
和人类的良好愿望相反，科学已经证明，到目前为止，在人类可及的范围里，只有一个地球，我们只有依赖它才能生存，至少在几十万年内，人类不可能迁居天外。
美国生态学家史蒂文生有段话："我们都是一艘脆弱的航天飞船上的乘客，作着同一旅程，我们依赖它有限的水分及土壤生存，与它存亡与共"。如果从漆黑无垠的宇宙看地球，它不过是浩瀚空间的一叶孤舟，如同沿着固定的轨道绕太阳旋转的一艘"航天飞船"，这位生态学家的比喻贴切而富于哲理。在太阳系的周围，人类没有近邻可以互相召唤，地球这艘飞船不可能找到可以停靠的"基地"，不存在人类可以迁居的天外"绿洲"。
那么，在现有技术条件下，人类是否能模拟出一"个类似的地球，供人类繁衍生息呢？最近结束的"生物圈2号"实验给予了否定的回答，人类离开地球无法生存。
科学家们将人类休养生息的地球称为"生物圈1号"。为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州建造了几乎密封的"生物圈2号"试验基地。它占地1.3万平方米，容积20.4万立方米，设计及建设花费2亿美元，每年的维护费达数百万美元。"生物圈2号"内有土壤、水源、空气和多种多样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水a和空气，供8名进入"生物圈2号"工作的研究人员生活两年。
然而事实表明，"生物圈2号"的设想是不现实的。1993年1月，8名科学家进入"生物圈2号"一年多后，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建"生物圈2号"用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21％降到14％；二氧化碳含量猛增。另一个意外是，"生物圈2号"运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79％，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。
科学家还发现，除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；"生物圈2号"下层的温度又大大低干预计的数字。1996年5月5日，哥伦比亚大学接管了"生物圈2号"。
科学又一次证明，地球是唯一孕育生命的星球。20多亿年间，地球上生物繁衍生息，存优汰劣，留存至今的动物约有数百万种·人类从诞生起，衣、食、住、行以及经济活动，无一不依赖这个星球，地球上的森林、湖泊、草原、海岸等自然系统，是人类赖以生存的基本环境。目前，人类还无法用人工方法保持地球的活力，没有人知道怎样建造一个脱离地球自然环境，而又能让人类休养生息的生态系统。典型例题
我们都生活在城市生态系统中，那么我们的城市生态系统与其他生态系统有哪些联系？
。
【答案】城市生态系统不能维持自给自足，需要外界供给物质和能量。城市生态系统的消费者主要是人，人类为了满足居住、生活、工作、交通、娱乐等方面的需求，通过各种手段和途径把物质和能量输入城市。例如，人类砍伐森林一获得木材，人类从海洋、江河中捕捞鱼虾等食物，在农田中种植庄稼收获粮食，在草原上放牧饲养牛羊，开采矿产资源发展工业，另一方面，城市生态系统又向生物圈中排放各种垃圾、废弃物，影响着大气、水流、土壤等。因此，城市生态系统与其他生态系统共属于生物圈中，彼此联系紧密，不可分割。
【分析】本题是一道简答题，出这道题的主要目的是：让生活在城市中的学生，了解自己的生活环境——城市生态系统，以及此环境与其他生态系统的区别和联系。通过解答此题，使学生对各生态系统之间的联系和生物圈是最大的生态系统有更深的认识。什么是食物链
食物链也是生态系统的一个基本概念。在生态系统中，一种生物以另一种生物为食物来源，而另一种生物又以第三种生物为食物来源，……由此在多种生物之间形成一个以食物关系联接起来的连锁关系，就称为食物链。按照各种生物之间的相互关系，通常可把食物链分成以下四类：
(1)捕食性食物链。它是以植物为基础的食物链．其构成形式是植物一小动物一大动物。
(2)碎食性食物链。它是以碎食物为基础的食物链。碎食物是由高级植物叶子的碎片，经菌类作用，再掺入微小的藻类而成的。碎食性食物链的构成形式是碎食物一碎食物消费者一小肉食性动物一大肉食性动物。
(3)寄生性食物链。它是以大动物为基础的食物链，其构成形式是由小动物寄生到大动物身上。
(4)腐生性食物链。它是以腐烂的动植物尸体为基础的食物链。是由腐烂的动植物尸体被土壤或水中的微生物分解利用以后形成的。
各种食物链相互交错，就形成了食物网。在生态系统中，能量的流动、物质的迁移和转化，是通过食物链或食物网进行的。
食物链的诸环节叫营养级，一般有4—5个级．但不多于7个。生产者为第一营养级，一级消费者为第二营养级，低级营养级是较高营养级的营养和能量的提供者，但由于较低营养级的能量仅有10％能被上一个营养级所利用，因此，在数量上，第一营养级就得大大多于第二营养级，由低而高，逐级减少，形成生物数目、生物量以及生产率的梯度。

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