人教版七年级下册第七章《人类活动对生物圈的影响》教材导教.doc

人教版七年级下册第七章人类活动对生物圈的影响教材导教人类在地球上出现以后，其生存和发展一直与自然环境和自然资源紧紧相依。人类对环境的影响，不仅仅局限于自身的生命活动，还包括生产活动和社会生活，并以后二者的影响更大，据调查，有些影响已经涉及到整个生物圈了。人类对生物圈的影响有正面的，也有负面的，其中许多负面影响已经对人类自身的生存和发展构成了严重威胁，迫使人们不得不高度重视人与自然的和谐发展问题。本章作为第四单元“生物圈中的人”的最后一章，就是要明确地向学生传递这些信息。本章在编写上并不是向学生介绍多少环境保护知识，而是特别注重体现技能方面的目标，以及体现情感态度和价值观方面的目标。全章以三个明确的、系统的学生活动为主线贯穿：首先，让学生通过观察图片，分析相关的事例，来了解人类活动对生物圈正、反两个方面的影响；通过阅读“生物入侵及其危害”的材料，引发深层次的思考。然后，请学生亲自动手去探究并确认人类活动造成的污染对生物真的有影响。这既培养了学生探究和解决问题的能力，又增强了学生保护生态环境的意识。再次，安排学生拟定保护当地生态环境的计划，使学生在认识得到提高的基础上，积极行动起来，发挥自己的聪明才智，亲身参加到保护生态环境的行列中去。教师应注意引导学生达成上述教学目标。本章在探究活动的要求上较前面六章有了提高：一方面是因为有关酸雨、废电池对生物产生影响的实验本身有一定的难度；另一方面是要求学生自己设计一个完整的探究实验并实施。这就需要教师在教学中做好引导工作，并给学生以必要的指导和帮助。当然，这也是教师对学生做出评价的好机会。此外，本章还介绍了一些当前生态环境中的热点和焦点问题以及有关科学研究的新进展，教师站在培养学生情感态度和价值观的高度，也要积极引导，给予关注。第一节 分析人类活动破坏生态环境的实例一、教学目标1.利用报刊、书籍、互联网等媒体提供的信息进行分析，举例说明人对生物圈多方面的影响。2.认同人类活动对生物圈的影响，形成环境保护意识。二、教学策略本节教学可以利用教科书有关保护环境和破坏环境的5幅图片引入课题，最好在课前让学生收集一些这方面的资料，课上分析这些资料，引起学生的震撼和共鸣。在引导学生分析资料时，应结合教科书中提出的问题进行深入的思考和讨论。也可以根据当地学生的具体情况，将学生分组，每组重点讨论1幅图片。然后，组织学生充分交流，以达成如下共识：人类活动对生态环境有正、反两方面的影响，其中的负面影响必须引起人们高度的重视；必须要下大力气保护环境；必须采取措施，停止破坏环境，并加大保护和治理的力度；人类在环境保护方面不是无能为力的，等等。教师还可以以小组为单位让学生列举自己周围的破坏生态环境的实例，分析原因和危害。教师在组织学生课下阅读“生物入侵及其危害”时，对生物入侵及其危害可以组织讨论，以期形成下列共识：保护野生生物是保护生态环境的一个重要环节。但是，一些野生生物对生态环境以及对人类也具有多方面的影响，因此，应当注意辩证地、全面地看问题。三、背景资料森林在环境保护中的作用森林在自然界中的作用，日益为人们所注目。森林中有高大的乔木，众多的灌木和草本植物，还栖息着各种各样的动物。对于森林资源的利用，人们往往只注意到提供木材的一面，其实它在改善环境方面的巨大效益，要比提供木材的价值大得多。森林在环境保护中的作用可以归纳为下列十一点：吸收二氧化碳并放出氧气的作用森林与一切绿色植物一样，在其生命活动的过程中，通过光合作用吸收二氧化碳，同时放出氧气。10 000 m2阔叶林每天就能吸收二氧化碳1 000 kg，放出氧气730 kg。这对于保护空气的清新，有着十分重要的意义。人类和一切动物以及好氧性的微生物，都要靠氧气生活，排出的二氧化碳又需要经过绿色植物转化，才能够维持地球上的生物与环境之间气体的交换和循环。有关资料表明，城市居民每人至少需要10 m2的林木草地，才能够呼吸到新鲜的空气。吸收有毒气体和监测大气污染物的作用现代工业的发展，愈来愈多的燃烧过程也在不断地放出二氧化碳，消耗大量的氧气，同时还要排出二氧化硫、氟化氢、氯气、氮氧化物等有毒气体来污染环境。试验证明，林木能够在低浓度范围内，吸收各种有毒气体，使被污染了的空气得到净化。选育抵抗有毒气体能力强、净化效能高的植物，通过造林绿化，净化大气，是环境保护措施中的一种行之有效的方法。而利用敏感植物，并测定其伤害阈值来监测、指示大气污染情况，是环境保护工作中生物监测的重要内容。有些植物对某种有毒气体特别敏感，往往在人们还没有感觉到的浓度下，便出现了伤害症状，从而起了“报警”作用。驱菌和杀菌的作用据调查，绿化区与无绿化区比较，绿化区空气的单位体积内含菌量较少。据调查，林区空气中的含菌量约为城区百货商店的十万分之一。许多林木能够分泌有强大杀菌力的挥发性物质，称为杀菌素。如橙、柠檬、桧、黑核桃、法国梧桐等都能够分泌这种杀菌素。因此，林区空气中的含菌量大大减少。阻滞粉尘的作用空气中的粉尘是引起呼吸道疾病的重要原因。林木对于大气中的粉尘污染能起到阻滞过滤的作用。林木枝叶茂盛，能够降低风速，从而使大粒灰尘沉降地面。同时，植物叶子表面粗糙不平，多茸毛，有些植物还能分泌油脂和黏性物质，因而又能吸附滞留在空气中的一部分粉尘。据统计，10 000 m2高大的森林，其叶面积的总和可比其占地面积大75倍。因此，森林具有强大的吸尘能力。每10 000 m2松树林一年滞尘总量为34 t。针叶树的吸附粉尘能力比白杨树大30倍。蒙尘的树木经雨水淋洗后，又能恢复吸尘能力。消减噪声的作用城市的强烈噪声是危害人们健康的一个因素，森林通过其枝叶的微振作用，能够减弱这种有害的噪声。吸收放射性物质的作用在当代，放射性物质已经成为一种重要的污染源。利用某些抗放射性树种造林，在一定程度上可以抗御放射性的污染。产生微风驱散大气污染物的作用一般的有毒气体大都比空气重，下沉于地面，产生危害。森林可以在无风的情况下产生微风，驱散有害气体，促进空气的流通。据资料分析，夏季晴天时城市道路和建筑物的温度比林阴下面高16 ，裸露地面的气温比草地高3 。由于冷空气密度大，因而产生了水平压力向热空气区流动。城市中心的热空气，因为密度小，而向天空上升。在大气平静无风时，大片林地内的冷空气向无林区流动的速度，可达每秒1 m，因而可以把污染空气向天空驱散，减轻地面的污染。美化环境和保护野生动物的作用林木是美化环境的重要因素，因此它是风景区、旅游区和疗养地必不可少的内容。林木也是任何城市和整个大自然的美化所必需的。森林又是许许多多野生动物的栖息地。这些宝贵的动物资源是离不开森林的保护的。没有森林，它们就无法生存。涵养水源和保持水土的作用森林能够阻挡雨水直接冲刷土地，减低地表径流的速度，使其获得缓慢下渗的机会。林地土壤疏松，林内枯枝落叶又能保水，因此林地能将全部或大部分降落在地面的水分贮存起来，而不使其流失。据试验，无林坡地的土壤只能吸收56%的水分。但是，如果有10 m宽的林带，就能吸收84%的水分。随着林带的加宽，这种吸水能力还可加强。当林带达80 m宽时，地表径流则可以完全被转变为地下径流而贮蓄起来，就像水库一样。防风固沙的作用森林能够通过林冠的摆动和树身的阻挡而降低风速。据测定，在风害区营造防护林带，在防护范围内，风速可以降低30%，田间水分蒸发量减少10%20%，相对湿度提高10%左右，农作物的蒸腾量减少20%，无霜期延长。因此，有防护林比没有防护林的农田，一般可增产20%左右。发达的树根密布于土壤中，交错在一起，具有保水固沙的作用。同时根系还能分泌多种有机酸，促进根际微生物的活动，因而可以改善土壤条件。林木很深，能从深层土壤中吸收氮、磷、钾等养分，然后以枯枝落叶的形式，归还给表层土壤。这些枯枝落叶的腐烂，便能增加土壤的有机质，使土壤不断地得到改良。调节气候的作用森林通过蒸腾作用，不断向空中散发水分。据研究，平均一棵树在一个夏天要蒸腾掉2 000 L的水。因此，林地的空气湿度比无林地高15%25%，降水量也有所增加。同时，林冠还能截留15%40%的降水，这些水分又随着森林的蒸腾而回到空中，为再次降水创造了条件。这种空中蓄水的方式，既能涵养水源，又能调节气候。森林的蒸腾作用还需要吸热。每公顷生长旺盛的森林，每年要向空中蒸腾8 000 t水，蒸腾这么多水分要消耗热1.68×1010 kJ。因此，在森林及其附近空气中湿度增加的同时，温度下降，气候就变得比较凉爽和湿润。在生长季节内，天气愈燥热，这种作用也愈大。加上林冠挡光的作用，因此人们在树阴下感到凉快。成片的森林，密集的林冠，也是人们避暑乘凉的好地方。由此可见，森林在环境保护中占着很重要的地位。这种重要性愈来愈被人们所认识。目前我国和国外有些国家，在制定城市的长远规划时，已经考虑到森林绿地的面积。根据工业水平和人口数量，提出相应的绿地面积，以便保证城市空气的新鲜和居民的健康。沙(尘)暴沙暴又叫沙尘暴、尘暴，通称风沙，是大风挟带大量尘沙和干土而使空气浑浊、天色昏黄的现象。沙暴可以分成若干级，严重时水平能见度小于几十米。沙暴在我国主要由冷空气南下、大风卷起尘沙所致。森林植被等的大量砍伐和草原的过度放牧，促进了我国沙暴的频繁发生。沙暴的频繁发生，严重地影响了我国人们的工作和生活。水华和赤潮水华也叫水花、藻花，是湖泊、池塘等淡水水体中某些蓝藻过度生长的水污染现象。水华的发生，主要由于氮、磷等植物营养元素过多所致。蓝藻大量发生时，水面形成一层厚厚的绿色藻层，并释放出毒素湖靛，湖靛能杀死鱼虾等水生动物。蓝藻和水生动物死亡、腐败和分解后，消耗大量的水中溶解氧，会使水体产生恶臭。某些工业有机废水、生活污水和农田含化肥的废水流入河流、湖泊等，都可以引起水华的形成。赤潮也叫红潮，是因海水的富营养化，致使某些微小的浮游生物突然大量繁殖和高度密集而使海水变色的现象。赤潮多发生在河口湾和近岸水域，有时也发生在海洋中。一般认为，大量含氮、含磷的有机营养物的浓集是产生赤潮的条件，城市污水和工业有机废水的大量排放有助于赤潮的出现。海水颜色随形成赤潮的浮游生物的种类不同而异，如夜光虫类产生的赤潮呈桃红色，腰鞭毛虫类产生的赤潮呈褐色，束丝藻类产生的赤潮呈红色。发生赤潮时，海水腥臭并带有黏性，能杀死贝类和鱼虾，对渔业危害甚大。我国的渤海、黄海口和浙江定海和南海沿海等处都出现过赤潮。美国加利福尼亚州沿岸，每隔两三年就发生一次赤潮。生物入侵生物入侵在自然界中是普遍存在的，它是指一种生物进入到以往未曾分布过的地域并且能够繁衍后代的现象。从生物演化和发展的角度看，生物入侵对地球上生物的分布和进化产生过深刻的影响。但是，近些年来由于科学技术和交通运输的高速发展，生物入侵在数量和规模上得到了空前的发展。大多数入侵的生物对于入侵的生态环境没有明显的影响，然而，有些入侵的物种则会对入侵的生态环境产生明显的影响。其中，有些影响是正面的，如当年欧洲移民将一些农作物和家畜引入北美；有些影响则是负面的，如来自欧洲的野兔和美洲的仙人掌，正在毁灭澳大利亚的灌木丛。自20世纪80年代以来，生物入侵的负面影响开始受到科学家的重视，入侵生物学因此应运而生。以我国为例，微甘菊似乎要吞掉广东省的伶仃岛，水葫芦似乎要困死云南滇池，飞机草似乎要霸占西双版纳，大米草则正在毁掉我国东南沿海的一些滩涂据统计，我国因外来物种而造成的经济损失相当惊人，每年仅几种主要外来物种所造成的经济损失，就达574亿元人民币。科学研究表明，生物入侵具有两个全球效应：一是降低了地域性动植物区系的独立性；二是打破了维持全球生物多样性的地理隔离。事实上，生物入侵不仅是全球生物物种分布变化的一个重要原因，而且对全球生物多样性构成了威胁。生物入侵的模式大致有六种：一是自然入侵，指某些物种在完全没有人为因素影响下自然分布区域的扩展，这在现代史上是非常罕见的；二是在人类辅助下的入侵，指某些物种在人类改变了的环境中自然传播并扩展其分布区域，有关的报道也不多见；三是指人类去除天然屏障后一些物种因能够自由穿越空间而引起的分布扩散；四是指物种因人类运输货物而引起的意外入侵，如某些植物的种子、某些昆虫的卵以及某些病原菌因货物运输而引起的扩散；五是指某些物种从动植物园或养殖场逃逸而引起的扩散；六是指人为的引入，如澳大利亚为消除牛粪而从中国引入蜣螂。可见，绝大部分的生物入侵是由直接或间接的人类活动造成的。在人类引种驯化的长期历史中，有利于人类生存和生态环境的引种驯化实例是不胜枚举的。但是，有些外来物种会危害人类的健康和经济活动，甚至影响当地生态系统的结构、功能以及当地生物多样性的维持和恢复。需要指出的是，生物入侵的危害往往需要经过几十年甚至更长的时间才能表现出来，这是我们需要认真研究和对待的。对于生物入侵，我国科学家指出，第一要谨慎引种，必须加强对引进外来物种工作的管理，这是因为引种是一把双刃剑，不能“拣了芝麻，丢了西瓜”；第二是查清我国现有外来物种的种类和危害情况；第三是要加强对已知主要外来有害物种的防治和综合治理；第四是加强教育，提高我国公民对于生物入侵的认识和加强生态安全的意识。 第二节 探究环境污染对生物的影响一、教学目标1.以酸雨或废电池的危害为例，说明环境污染对生物的不良影响。2.设计并完成酸雨或废电池对生物影响的探究实验。3.认同环境污染对生物的影响，提高环保意识。二、教学策略本节教学要围绕学生的探究活动及引导学生深入认识环境污染所造成的危害来进行。课前教师应做充分的准备。例如，1.收集人类活动造成的环境污染及其危害的资料；2.准备学生探究活动所需的用具(如培养皿等)和材料(如植物种子等)；3.布置学生以小组为单位做探究活动的准备(如确定探究计划、制备废电池浸出液等)。一上课，教师马上便可根据学生的准备，组织开展探究活动。现在，以全班同学分组同时完成模拟探究和探究活动为例，做简要说明：1.可以将学生分成若干小组，分组完成有关酸雨对生物影响的模拟探究或废电池对生物影响的探究。2.各小组要分别完成各自探究实验(用模拟酸雨或废电池浸出液做培养液)以及相关对照组的实验(均用正常的含营养液的清水做培养液)并做好标记。要强调设置对照组的重要性。要将实验组和对照组的种子放在完全相同的环境中培养；实验组和对照组中的种子数量要一样多等。3.各实验组和对照组都要设置重复实验。要强调设置重复组的重要性。各组的数据可以全班共享。4.要求按规定的时间观察并认真记录数据。5.根据数据，进行科学分析并得出适当的结论。6.如果组织课外兴趣小组，测试不同植物种子在酸雨或废电池液下的发芽率，其结果会更具说服力。学生在课上做实验的时间不宜过长。当探究活动告一段落后，可以请学生代表汇报各自的探究结果，然后，教师可以结合收集到的材料做进一步的介绍。关于“温室效应和臭氧层破坏”的课外阅读材料，应布置学生课下阅读，然后作为环境污染造成恶果的典型事例进行介绍。三、背景资料酸雨的成因与危害酸雨是指燃烧煤、石油和天然气时产生的二氧化硫和氮氧化物，在大气中与水分结合而形成的雨。酸雨中所含的酸性物质主要是硫酸和硝酸。酸雨最初发现在欧洲的斯堪的纳维亚。正常雨水的pH一般在5.6左右，但酸雨的pH可以下降至35，甚至低到2.1。酸雨会增加池塘湖泊等水域的酸度，影响水域中各种生物的生存。目前，我国许多湖泊、池塘的pH已下降到5以下，致使鱼虾等的种类和数量明显减少。酸雨也会影响土壤，延缓土壤中有机物的分解，破坏土壤肥力，使农田、森林和草地的生产能力下降。此外，酸雨还能腐蚀金属桥梁和建筑物。现在，酸雨已经成为当今全世界最严重的环境问题之一。美国和加拿大东部以及北欧等地是酸雨较多的地区。我国长江流域以南地区的酸雨较多，而且有酸雨区连成片的趋势。燃烧含硫量低的煤和石油，限制二氧化硫和氮氧化物的排放量，是消除酸雨危害的有效方法。汞和镉的危害汞的无机化合物(如HgCl2、HgO等)的毒性很强，汞的有机化合物(烷基汞等)有很强的脂溶性，容易进入生物组织，因此毒性更强，并有很高的蓄积作用。汞的无机化合物容易存在于水底沉积物中，并在微生物的作用下，转化成汞的有机化合物。通过食物链的逐级浓缩作用，汞进入人体后的浓度可以富集10万倍以上。镉的化合物的毒性很大，通过土壤污染和水污染，最终进入农作物。镉的蓄积性也很强，动物和人体内的镉很少能排出体外。日本的骨痛病就是当地人们吃了含镉的大米造成的。水俣病和骨痛病水俣病于1956年发生在日本熊本县的水俣镇。水俣病是该市含汞的工业废水污染了当地的河流，致使水俣湾的鱼类中毒，人吃了这种鱼后也中毒发病。1956年，水俣镇开始出现一些手脚麻木、听觉失灵、运动失调严重时呈疯癫状态的患者。骨痛病于19551972年发生在日本富山县神通川流域。由于当地冶炼厂排放了含镉的废水，废水污染了当地的河水，两岸居民用河水灌溉稻田，致使土壤含镉量明显增高。居民食用含镉量高的大米和饮用含镉量高的河水而中毒，导致肾和胃受损。由于患者经常“哎吆哎吆”地呼痛，日本人便把这种病称做“哎吆哎吆”病，也就是骨痛病。臭氧层耗损和臭氧层空洞地球大气圈的平流层中，有一个臭氧浓度为1.0×10-6的小圈层，叫做臭氧层。臭氧层距离地面大约2025 km。臭氧层极易被消融和破坏掉。但是，臭氧层与地球上各种生物的生存具有十分密切的关系，这是因为臭氧层对于阳光中的紫外线具有极强的吸收作用(对高强度紫外线的吸收率高达99%)，从而能阻挡阳光中紫外线对地球上人类和其他生物的伤害。因此，科学家把臭氧层比喻成一个巨大的“过滤网”，这个“网”为地球上的生命提供了天然的保护屏障。臭氧层耗损是指臭氧层变薄、臭氧层中臭氧的含量变稀。科学监测表明，自1969年以来，北半球(北纬30°至64°)冬季臭氧层中的臭氧含量平均减少3%5%。英国科学家在1985年发现，南极上空每年在9至10月臭氧层中的臭氧含量平均减少50%，并周期性出现臭氧层空洞。1989年，多国科学家的联合考察证实，北极上空臭氧层的耗损也很明显，但尚未发现臭氧层空洞。我国科学家19801987年的监测表明，昆明上空臭氧的平均含量减少了1.5%，北京上空臭氧的平均含量减少了5%。总之，自1969年以来，全球性臭氧层耗损甚至出现臭氧层空洞是客观存在的事实。导致大气圈中臭氧减少和耗竭的物质，主要是平流层内超音速飞机排放的大量的氮氧化物，以及人类大量生产和使用的氟利昂等氯氟烃化合物等。臭氧层耗损和臭氧层空洞对人类与其他生物的主要危害是：人类皮肤癌和白内障的发病率提高；人体免疫系统受到抑制；因使全球气候变暖的过程加速了，从而导致农作物减产和海洋生态系统的食物链遭到破坏等。为了保护臭氧层，必须控制消耗臭氧层的化学物质，例如，在规定的时间内，停止生产和使用国际协议规定的氯氟烃等物质。 第三节 拟定保护生态环境的计划一、教学目标1.尝试完成对当地生态环境现状的调查和有关的分析讨论。2.拟定保护当地生态环境的行动计划。3.认同作为地球的公民，在保护生态环境方面应尽的责任。二、教学策略教师在本节课要带领学生外出调查并完成调查报告、拟定计划和组织学生交流，所以安排2课时，教师要认真做好各项准备(外出调查需另安排课余时间)。教师在课前应亲自对当地生态环境状况做一番调查，还可以到当地环境保护部门进行咨询，并通过多种媒体收集一些资料，做到心中有数。第1课时，教师可以先引导学生学习“拟定计划”栏目的内容及退耕还林还草的阅读材料，安排各小组进行讨论，并制定各自的调查计划(教师应强调调查计划的可行性)。然后，作简要的交流。最后，教师要讲一下外出调查的时间、注意事项以及如何拟定保护当地生态环境计划等事宜。第2课时，教师可以安排各小组的代表进行汇报、交流。教师要特别强调拟定的计划一定要切实可行。全班同学对各计划进行讨论和评价，决定是否将全班汇总后的报告和计划汇报给当地有关部门。至于用废旧报纸制作再生纸的课外实践活动，可以安排在课后进行，课上进行展示和评比。