A. 生物圈的具体概念
对生物圈范围的学习,教师可设置一道讨论题:地球的哪些地方有生物?然后根据学生的讨论结果进行归纳和总结。
生物圈为生物生存提供基本条件是本节的重点,这对诠释“家”的含义很重要。教科书提供了6幅图片,如有可能,教师可多展示一些图片,让学生进行对比分析,培养学生分析问题的能力。教师也可让学生根据自己的生活经验,回答生物圈为人类提供了哪些基本条件,然后进行总结,再结合教材的资料分析阐述答案。教师也可以用反面的事例来引导学生讨论,如让学生讨论为什么月球上没有生物,培养学生的逆向思维能力,同时从反面说明生物圈为生物的生存提供了基本条件,目前人类只有生物圈一个家,我们应当爱护它。
生物圈包括地表上下25~34千米内的区域,包括大气圈的下层,岩石圈的上层,整个土壤圈和水圈。但是,大部分生物都集中在地表以上100米到水下100米的大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈等圈层的交界处,这里是生物圈的核心。
生物圈里繁衍着各种各样的生命,为了获得足够的能量和营养物质以支持生命活动,在这些生物之间,存在着吃与被吃的关系。“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”,这句俗语就体现了这样一种简单的关系。但是,要维持整个庞大的生物圈的生命活动,这么简单的关系显然是不行的。生物圈自有它的解决办法。生物圈中的各种生物,按其在物质和能量流动中的作用,可分为:生产者,主要是绿色植物,它能通过光合作用将无机物合成为有机物。消费者,主要指动物(人当然也包括在内)。有的动物直接以植物为生,叫做一级消费者,比如羚羊;有的动物则以植食动物为生,叫做二级消费者;还有的捕食小型肉食动物,被称做三级消费者。至于人,则是杂食动物。分解者,主要指微生物,可将有机物分解为无机物。这三类生物与其所生活的无机环境一起,构成了一个生态系统:生产者从无机环境中摄取能量,合成有机物;生产者被一级消费者吞食以后,将自身的能量传递给一级消费者;一级消费者被捕食后,再将能量传递给二级、三级……最后,当有机生命死亡以后,分解者将它们再分解为无机物,把来源于环境的,再复归于环境。这就是一个生态系统完整的物质和能量流动。只有当生态系统内生物与环境、各种生物之间长期的相互作用下,生物的种类、数量及其生产能力都达到相对稳定的状态时,系统的能量输入与输出才能达到平衡;反过来,只有能量达到平衡,生物的生命活动也才能相对稳定。所以,生态系统中的任何一部分都不能被破坏,否则,就会打乱整个生态系统的秩序。
生物圈是最大的生态系统。我们必须明白,人也是生态系统中扮演消费者的一员,人的生存和发展离不开整个生物圈的繁荣。因此,保护生物圈就是保护我们自己。
B. 生物圈中存在哪些让人看过就忘不了的动物
大自然奇怪的生物比比皆是,人类早已经意识到了这一点。即便如此,每一次看到新鲜的物种,早就“做好心理准备”的我们还是难免被它们所震惊……
如果你看到这张照片时感到震惊,请不要觉得奇怪。因为发现它的生物学家们,也为它诡异的外形吃了一惊。
(枯叶龟的骨骼)
实际上,世界上还真有一些人在家里饲养枯叶龟作为宠物。说真的,养一种这样奇葩的动物,确实还是挺博人眼球的。不过,枯叶龟对水质的要求还是比较高的,通常26-28摄氏度比较合适,并且要酸性水质,pH值在5.5-6.5左右最好。另外,它们对食物的要求比较高,活鱼、小虾、蝌蚪或者昆虫、蚯蚓都可以,但是金鱼不太适合它。
单单是这样的饲养条件,对于大部分人来说就已经足以望而却步了。更何况,一只枯叶龟的高昂价格也不是一般人承受得起的。不管怎么说,自然界才是最适合它们的地方,而不是人类的牢笼。毕竟,我也想看看,在自然环境下,它们还能演化成什么奇葩的模样~
C. 生物圈的范围
生物圈的范围包括大气圈的底部、水圈大部、岩石圈表面。生物圈是自然灾害主要发生地,它衍生出环境生态灾害。生物圈是地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地消携区,是地表有机体包括微生物及其自下而上环境的总称,是行星地球特有的圈层。它也是人类诞生和生存的空间。
生物圈进化可以用生态系统进化来描述:
1、生命在地球上产生,单极生态系统出现。它是由原始异养生物和原生环境(原始海洋和原始大气)构成的自然生态系统。
2、单机生态系统演化为二级生态系统。20亿年前绿色藻类产生,标志自养生物的出现,单极生态系统演化为具有自养和异养两种生物的生态系统。它导致地球大气中氧的出现,氧化性大气的形成,原生生物圈发展为次生生物圈。
3、三级生态系统的出现。6亿多年前多细胞动物出现,完成了二级生态系统向三级生态系统的发展,形成生产者(植物)、消费者(动物)和转化者(微生物)的三级结构,奠定了生态系统演化的基本格局。
4、人类产生是地球生物圈演化的质变。人通过自己的活动把天然生态系统百年为人工生态系统,人类的智慧及智慧指导下的劳动,导致生物圈的根本变化,人称为生物圈演拿皮伏化的握辩重要因素。这是生物圈向智慧圈的发展。
D. “生物圈2号”对人类有什么启发
科学家们把人类休 养生 息的地球称为“生物圈1号”。为了试验人类离开地球是否能够生存,美国从1984年起在亚利桑那州的荒漠中开始建造几乎密封的“生物圈2号”实验基地。这个基地是一个大型玻璃和钢结构的温室建筑,一切仿照地球生态系统进行建造。该实验室占地1.3万方米,容积20.4万立方米,由5个部分组成:一个拥有微型山脉的热带两林;一个有珊瑚礁和100万加仑水的海洋;一个沙漠;一个大草原和一个沼泽地;另有占地半英亩的园地,供种植粮食和蔬莱。
“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,能够提供足够的食物、水、空气。
“生物圈2号”既然是人造大自然,那有没有人居住呢?答案是:“有!”但这个“生物圈2号”居住的不是一般人,而是8名科学家;
当然,科学家在“生物圈2号”做实验,但也离不了动植物的参与,在这个生物圈里有3800种植物和动物。从1991年9月26日,8名科学家正式进驻这个完全密封的“微型世界”。他们在其中生活了两年,于1993年9月走出这个“巨型玻璃实验室”。在这一期间,他们经历了空气中氧气含量降低,二氧化碳含量猛增,一氧化氮含量增高等危机,不得不进行人工干预。科学家还发现,除了藤本植物比较繁茂外,所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了,大树也摇摇欲坠。科学家们还发现,昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外,基本都死亡。人造海洋中的生物,情况略好于陆地。由于没有控制好降雨,人造沙漠变成了草地。
经修整后,1994年3月6日,又有7名科学家进入“生物圈2号”进行为期10个月的实验。1996年9月,由多名科学家、专家组成的委员会对“生物圈2号”实验进行了总结,宣布为期几年的“生物圈2号”实验完全失败。这一研究证明,在现有科学技术条件下,人类还无法用人工方法保持地球的活力,人类离开地球将无法生存。
E. 生物圈是怎样诞生的
生物圈从无到有,从简单到复杂,经过一系列演化过程,才形成今天这样的生物圈。 一、生命的起源 生命的起源是地球演化过程中的一个重要事件。生命是由地球上的非生命物质发展起来的,大体可分为以下几个主要的阶段。 (一)从无机物到简单有机物阶段 对生物有机体的分析表明,组成生命物质的元素主要是碳、氢、氧、氮、硫、磷等,特别是碳素为构成一切有机物的基本元素。碳原子在高温条件下比较活泼,具有彼此联合和与其他化学元素的原子化合的高度能力,它不但能与氢、氧化合形成甲烷、二氧化碳,而且能与多种金属和非金属元素化合,并能彼此联结成长链或环,成为有机物的基本结构骨架。氮与氢、氢与氧也都能化合,分别形成氨和水等简单的物质。 碳氢等元素不仅存在于地球上,而且广布在宇宙中。例如,在太阳外围温度高达几千 度的气圈中,碳元素不仅以原子状态存在,而且还有各种碳的化合物:碳氢化合物(如甲烷)、碳氮化合物(如氰)\分子状态的碳(双碳)等。另外,在一些没有任何生命痕迹的陨石上,也成功地分离出最简单的含氧和硫的碳氢化合物,甚至含有氨基酸。例如,1970年从月球上采回的岩屑样品,经分析其中也含有微量的氨基酸复合物。对一些陨石进行分析也发现其中有氨基酸等物质。这些有机物都是通过非生命的途径,即物理化学的途径形成的。因此,可以设想,地球早期的有机物也是通过物理化学过程形成的。 此外,根据一些科学资料推测,当地壳刚形成时,地球内部深处的碳化物(碳和金属的化合物)喷到地球表面以后,就与当时基本上由过热水汽所组成的地球大气发生相互作用,结果也形成了各种碳氢化合物。以后,地球大气圈中形成的碳氢化合物在水中和大气里进一步与水分子结合,再跟空气中的氨分子化合,就产生了一些较为复杂的物质,如乙醛等。 在地球形成的初期,这些原始物质的出现,是化学演变过程中的一次重要质变,为生命的产生做了必要的物质准备。 (二)从简单有机物到复杂有机物阶段 这一阶段发生在地球形成以后,生命出现以前的十几亿年。简单的碳氢化合物继续向前发展,借助于当时的地球上的各种能源如紫外线、闪电、宇宙射线、局部地热等,与当时的地球原始大气(水蒸气、氢、氨、二氧化碳等物质)发生作用形成复杂的有机物。 开始形成的是一些低分子的有机物如氨基酸、嘌呤、吡啶、脂肪酸、糖、卟啉、核苷酸等。化学演化过程中的这一步骤已由许多模拟实验所证实。嘌呤、吡啶、糖等低分子有机物产生后便合成了核苷酸。核苷酸是组成核酸的单位,有了核苷酸就为产生核酸提供了物质基础。 以后又经过许多万年的发展,氨基酸与核苷酸便分别形成高分子有机化合物-蛋白质和核酸。它们的出现标志着化学演化过程中又一次重大的质变。在这个转化过程中,温度、压力、光照等条件是很重要的,尤其重要的是水的出现。没有水的参与,向高分子有机物的转化就不能实现。因此,这一转化过程有人认为是发生在原始海洋里,有人主张是发生在海底或岸边的粘土粒子上。 (三)从高分子有机物到具有新陈代谢机能的蛋白体阶段 蛋白质是活质的最重要组成部分,是活质的构造和机能的基础,而核酸是主要的遗传物质,有了它们,也就具备了生命起源的基本条件。在原始的水域里,高分子有机物发生凝聚作用,形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系。这种多分子体系可能像一种胶质小球,漂浮在原始水域中,被称为团聚体或微球体。它同周围的水溶液之间,有明显的界面,形成相对独立于环境的体系。这种体系从周围环境中吸收物质作为养料,扩充并改造自己;同时也将一些废物排出体系外。最后,有一些多分子体系终于产生出生命的基本特征-新陈代谢。于是从非生命体向生命体的转化,从化学过程向生命过程的转化就在远古地质时代的地球上实现了。原始生命体就这样诞生了。 原始生命体产生之后,生命演化就由化学演化阶段进入到生物进化阶段。生物圈也就诞生了。 二、生物圈的演化 生物圈形成以后,经历了一系列演化过程,才形成了今天我们所看到的生物圈。生物圈的演化具有以下特征。 (一)生物种类由少到多与生物圈结构由简单到复杂 目前进化论认为,最初的原始生命体是没有细胞结构的,经过长期演化,在结构和功能两方面进一步复杂化、完善化,才形成了有完备生命特征的细胞。但是比较原始的细胞还没有产生出明显的细胞核,这样的生物称为原核生物,如细菌、蓝藻等,它们的后代一直生活到现代。原核生物的进一步演化产生了有细胞核的真核生物,即原生生物。现代地球上,除细菌和蓝藻外绝大部分生物都是原生生物。 随着地理环境和原始生物的不断发展变化和通过生物间的生存斗争,原始单细胞生物在细胞的形态构造上发生进一步分化,导致了在营养生活方式上的大分化,于是一部分原始单细胞生物向动物界分化,它们不能从无机物制造有机物,而以消耗现成有机物来生活;另一部分原始单细胞生物逐渐产生了自己能够制造有机养料的能力,而向植物界发展。 原生生物、后生动物、后生植物的出现,使得生物种类更加丰富多样,生物圈的结构也由简单变得复杂。最初的生物圈仅仅由原核生物组成;原生生物出现以后,生物圈由原核生物和原生生物组成;而今天的生物圈,除了原核生物和原生生物以外,还有后生动物与后生植物。 (二) 生物分布的空间范围由小到大与并由海洋向陆地扩展 生命诞生于海洋,在海洋中发展演化。太古代后期出现细菌,到了元古代后期,在海底已有大量的低等藻类的繁殖了,同时出现单细胞动物。到古生代初期〈寒武纪〉, 浅海广布,藻类繁盛,海生无脊椎动物得到了很大的发展。在太古代、元古代和古生代的早期,生物局限在海洋中,陆地上没有生物。 但到了古生代中期生物开始向陆地扩展。志留纪、泥盆纪, 鱼类出现并兴盛一时,同时植物第一次登上了陆地,从此大地开始披上了绿装。古生代后期(石炭纪、二叠纪),气候温湿,蕨类植物繁盛,裸子植物兴起,出现了大片森林;两栖类占着优势,爬行类动物兴盛。中生代气候炎热,苏铁、银杏、松柏类等裸子植物生长繁茂,形成高大的森林,后期被子植物出现,这时期爬行动物繁盛,恐龙称霸于世,原始哺乳类出现并繁盛起来。新生代距现在最近,有6500万年的历史,气候开始变冷,进化程度比较高级的哺乳类、鸟类和被子植物大发展,其后灵长类出现。在新生代晚期,即第四纪时有人类出现,开始了人类发展的时代。
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