單細胞生物的共同特點范文
時間:2023-12-20 17:56:03
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篇1
生物體由小長大,細胞的變化有:細胞的生長(體積由小長大)、分裂(一個分裂成兩個,數目增多)和分化(形態功能變化,產生了不同的細胞群)。下面是為大家整理的生物科目備考知識整理借鑒資料,提供參考歡迎你的閱讀。
生物科目備考知識整理借鑒一
一、無脊椎動物
1.腔腸動物
主要特征:身體有內胚層和外胚層構成,呈輻射對稱,體表有刺細胞,有口無;
代表動物:水母、水螅、海葵、珊瑚等;
水螅的繁殖方式:出芽生殖(無性)和有性生殖
2.扁形動物
主要特征:身體有內胚層、中胚層和外胚層構成,兩側對稱,背腹扁平,有口無;
代表動物:渦蟲、華枝睪吸蟲、血吸蟲、絳蟲;大多寄生生活;
渦蟲的消化器官由口、咽、腸組成;
血吸蟲生活史:受精卵在水中孵化,幼蟲進入釘螺體內繼續發育,最后進入人體發育為成蟲;
豬肉絳蟲生活史:受精卵在豬體內發育成幼體,感染豬肉,形成“米豬肉”,進而在人體內發育成成蟲;
3.線性動物
主要特征:身體細長,不分節,呈圓柱形,體表有角質層,有口有;
代表動物:蛔蟲、蟯蟲、鉤蟲、線蟲等;大多寄生生活,消化結構簡單,生殖能力強;
蛔蟲的雌蟲較大,雄蟲較小,尾部向腹部彎曲;
4.環節動物
主要特征:身體呈圓筒形,由許多彼此相似的體節組成;靠剛毛或疣足輔助運動;
蚯蚓(環節動物)的形態特點:
(1)體形:長圓柱形,兩端尖細,可減少土中鉆動時的阻力,適于穴居鉆行生活;
(2)身體由許多體節組成;
(3)環帶:是區別蚯蚓前后端的標志。
(4)剛毛:協助運動;
(5)濕潤的體壁:進行氣體交換,完成呼吸。
代表動物:蚯蚓、沙蠶、水蛭等;少數寄生;
作用: 蚯蚓可入藥,可以分解有機垃圾,提高土壤肥力;在生態系統中,屬于分解者;
5.軟體動物
主要特征:體表有外套膜,大多具有貝殼;水生軟體動物用鰓呼吸;運動器官是足;
代表動物:河蚌、蝸牛、烏賊等;
烏賊的殼—海螵蛸;鮑魚的殼—石決明;
6.節肢動物
主要特征:身體和附肢分解,體表有堅韌的外骨骼;
代表動物:甲殼類(蝦、蟹);多足類(蜈蚣);蛛形類(蜘蛛);昆蟲類(蝗蟲);
昆蟲的主要特征:身體分為頭、胸、腹三部分;頭部有一對觸角,一個口器;腹部有三對足,兩對翅;腹部有氣門,是呼吸器官;
二、魚
水中生活的動物、四大家魚:青、草、鰱、鳙;
1.魚的尾鰭可以控制前進方向,也可以產生前進動力;魚的側線可以感知水流,測定方向;
鯽魚適于水中生活的形態結構和生理特點:
①體色:背面深灰黑色,腹面白色,不容易被敵害發現;
②體形:梭形,游泳時減少水的阻力;
③體表:有鱗片保護身體,有黏液減少阻力,身體兩側各有一條側線,有感知水流、測定方向的作用;
④有鰭游泳:(胸鰭、腹鰭:保持魚體平衡;尾鰭:保持魚體前進的方向);
⑤用鰓呼吸;水從口近,鰓蓋的后緣出
⑥體內有鰾,能調節身體比重,在鰭協助下可以停留在不同水層;
⑦體外受精,水中發育。
2.魚類的主要特征:終生生活在水中,身體表面大多覆蓋著鱗片,用鰓呼吸,用鰭游泳,心臟一心房一心室。
3.觀察鰓
形 態:鰓絲呈細絲狀
顏 色:紅色(因為有豐富的毛細血管)
結 構:有鰓弓、鰓絲、鰓耙組成
三、哺乳動物
家兔的形態結構和生理特點:
①體表:被毛,有保溫作用,對家兔維持體溫恒定有很重要的作用;
②消化:牙齒分化為門齒(切斷食物)、臼齒(磨碎食物);消化管很長,并且有特別發達的盲腸,與植食性生活相適應。
③血液循環:心臟為完整的四個腔,兩條完整的循環路線,體溫恒定。
④神經系統:由腦、脊髓、神經組成,大腦發達
⑤生殖:胎生(有胎盤)、哺乳,大大提高了后代的成活率。
⑥哺乳動物的主要特征;體表被毛,牙齒有門齒、犬齒、臼齒的分化,體腔內有膈,用肺呼吸,心臟四腔、體溫恒定,大腦發達,胎生,哺乳。
生物科目備考知識整理借鑒二
1、生物體由小長大,細胞的變化有:細胞的生長(體積由小長大)、分裂(一個分裂成兩個,數目增多)和分化(形態功能變化,產生了不同的細胞群)。
新生命的開端---受精卵
2、細胞分裂的步驟: ①細胞核一分為二②細胞質分成兩份③形成新的細胞膜(植物細胞還形成新的細胞壁)。
染色體是由DNA和蛋白質兩種物質組成的。
DNA是遺傳物質,因此可以說染色體就是遺傳物質的載體。
植物細胞:在原細胞中間形成新的細胞膜和細胞壁。
動物細胞:細胞膜逐漸內陷,便形成兩個新細胞
3、細胞分裂過程染色體經歷:(1)復制加倍(2)平均分配。
4、細胞分裂染色體變化的意義:
①完成了遺傳物質的復制和均分
②使遺傳物質能準確無誤地從上一代細胞傳給下一代細胞。
③保證了生物物種正常、穩定地延續。
5、癌細胞最初是由正常細胞變化而來,其特點:
①分裂速度快,
②容易轉移。
②遺傳物質改變。
6、起初新產生的細胞在形態、結構方面都很相似,并且都具有分裂能力。后來在發育過程中,它們在形態、結構上逐漸發生了變化,這個過程叫細胞分化。每個細胞群都是由形態相似、結構、功能相同的細胞聯合在一起形成,這樣的`細胞群叫組織。
7、人體的基本組織及功能:上皮組織(具有保護、分泌等功能)肌肉組織(具有收縮和舒張功能)神經組織(能夠感受刺激,傳導神經沖動)結締組織(有骨、軟骨、血液、脂肪等,有支持、連接、保護、營養等功能)
8、不同的組織(上皮組織、肌肉組織、神經組織、結締組織)按一定的次序結合在一起構成器官。能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起構成系統。
9、人體內主要有運動系統、呼吸系統、消化系統、泌尿系統、神經系統、生殖系統、內分泌系統、循環系統系統
10、植物體六大器官:
(1)營養器官:根、莖、葉
(2)生殖器官:花、果實、種子
11、植物的幾種主要組織:
(1)分生組織:能夠不斷分裂產生新細胞,再分化形成其他組織。如果掐去植物一根枝條的頂端,那么這根枝條就不能繼續往上生長了,因為在枝條的頂端有分生組織。
(2)保護組織:保護內部柔嫩部分的功能
(3)輸導組織:導管(運輸水和無機鹽)、篩管(運輸有機物)
(4)機械組織 :分布在葉柄、花柄、果皮、種皮,功能是起支撐和保護作用
(5)營養組織:有貯藏營養物質的功能。
動物和人的基本結構層次(小到大):細胞→組織→器官→系統→動物體和人體
植物結構層次(小到大):細胞→組織→器官→植物體
12、單細胞生物的幾個代表:眼蟲、草履蟲、變形蟲、酵母菌、大腸桿菌、衣藻(藻類植物)
13、單細胞生物與人類的關系:
(1)對人類有益方面: A.為魚類提供天然的餌料 B. 凈化污水
(2)對人類不好方面: A.侵入人和動物體內,引起疾病。B.可造成赤潮,危害漁業 。
形成赤潮的主要原因是大量的含氮、含磷的有機物排入海水中,而導致某些單細胞生物大量繁殖。
14、草履蟲結構及作用:纖毛:運動、表膜:呼吸、口溝:攝食、食物泡:消化吸收、胞肛:排出殘渣、伸縮泡、收集管:收集排出廢物、細胞核:生殖遺傳食物進入草履蟲體內消化及排出的途徑是:口溝 食物泡 胞肛
沒有細胞結構的生物——病毒
病毒的種類以寄主不同分:動物病毒、植物病毒、細菌病毒(噬菌體)
篇2
第一單元生物和生物圈
一、生物的特征:
1、生物的生活需要營養2、生物能進行呼吸3、生物能排出體內產生的廢物4、生物能對外界刺激做出反應5、生物能生長和繁殖6、由細胞構成(病毒除外)
二、調查的一般方法
步驟:明確調查目的、確定調查對象、制定合理的調查方案、調查記錄、對調查結果進行整理、撰寫調查報告
三、生物的分類
按照形態結構分:動物、植物、其他生物
按照生活環境分:陸生生物、水生生物
按照用途分:作物、家禽、家畜、寵物
四、生物圈是所有生物的家
1、生物圈的范圍:大氣圈的底部:可飛翔的鳥類、昆蟲、細菌等
水圈的大部:距海平面150米內的水層
巖石圈的表面:是一切陸生生物的立足點
2、生物圈為生物的生存提供了基本條件:營養物質、陽光、空氣和水,適宜的溫度和一定的生存空間
3、環境對生物的影響
(1)非生物因素對生物的影響:光、水分、溫度等
【光對鼠婦生活影響的實驗】
探究的過程、對照實驗的設計
(2)生物因素對生物的影響:
最常見的是捕食關系,還有競爭關系、合作關系
4、生物對環境的適應和影響
生物對環境的適應P19的例子
生物對環境的影響:植物的蒸騰作用調節空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調節土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓松土
5、生態系統的概念:在一定地域內,生物與環境所形成的統一整體叫生態系統。一片森林,一塊農田,一片草原,一個湖泊,等都可以看作一個生態系統。
6、生態系統的組成:
生物部分:生產者、消費者、分解者
非生物部分:陽光、水、空氣、溫度
7、如果將生態系統中的每一個環節中的所有生物分別稱重,在一般情況下數量做大的應該是生產者。
8、植物是生態系統中的生產者,動物是生態系統中的消費者,細菌和真菌是生態系統中的分解者。
9、物質和能量沿著食物鏈和食物網流動的。
營養級越高,生物數量越少;營養級越高,有毒物質沿食物鏈積累(富集)。
10、生態系統具有一定的自動調節能力。在一般情況下,生態系統中生物的數量和所占比例是相對穩定的。但這種自動調節能力有一定限度,超過則會遭到破壞。
11、生物圈是的生態系統。人類活動對環境的影響有許多是全球性的。
12、生態系統的類型:森林生態系統、草原生態系統、農田生態系統、海洋生態系統、城市生態系統等
13、生物圈是一個統一的整體:注意DDT的例子(富集)課本26頁。
第二單元生物和細胞
一、顯微鏡的結構
鏡座:穩定鏡身;
鏡柱:支持鏡柱以上的部分;
鏡臂:握鏡的部位;
載物臺:放置玻片標本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個壓片夾,用于固定所觀察的物體。
遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈。每個光圈都可以對準通光孔。用來調節光線的強弱。
反光鏡:可以轉動,使光線經過通光孔反射上來。其兩面是不同的:光強時使用平面鏡,光弱時使用凹面鏡。
鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉換器,在轉換器上裝有物鏡,后方有準焦螺旋。
準焦螺旋:粗準焦螺旋:轉動時鏡筒升降的幅度大;細準焦螺旋。
轉動方向和升降方向的關系:順時針轉動準焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升
二、顯微鏡的使用
1、觀察的物像與實際圖像相反。注意玻片的移動方向和視野中物象的移動方向相反。
2、放大倍數=物鏡倍數目鏡倍數
3、放在顯微鏡下觀察的生物標本,應該薄而透明,光線能透過,才能觀察清楚。因此必須加工制成玻片標本。
三、觀察植物細胞:實驗過程
1、切片、涂片、裝片的區別P42
2、植物細胞的基本結構
細胞壁:支持、保護
細胞膜:控制物質的進出,保護
細胞質:液態的,可以流動的。細胞質里有液泡,液泡內的液泡內溶解著多種物質(如糖分)
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
葉綠體:進行光合作用的場所,
液泡:細胞液
3、觀察口腔上皮細胞實驗(即:動物細胞的結構)
細胞膜:控制物質的進出
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
細胞質:液態,可以流動
4、植物細胞與動物細胞的相同點:都有細胞膜、細胞質、細胞核
5、植物細胞與動物細胞的不同點:植物細胞有細胞壁和液泡,動物細胞沒有。
四、細胞是構成生物體的結構和功能基本單位。
五、細胞中的物質
有機物(一般含碳,可燒):糖類、脂類、蛋白質、核酸,這些都是大分子
無機物(一般不含碳):水、無機物、氧等,這些都是小分子
六、細胞膜控制物質的進出,對物質有選擇性,有用物質進入,廢物排出。
七、細胞內的能量轉換器:
葉綠體:進行光合作用,是細胞內的把二氧化碳和水合成有機物,并產生氧。
線粒體:進行呼吸作用,是細胞內的動力工廠發動機。
二者聯系:都是細胞中的能量轉換器
二者區別:葉綠體將光能轉變成化學能儲存在有機物中;線粒體分解有機物,將有機物中儲存的化學能釋放出來供細胞利用。
八、動植物細胞都有線粒體。
九、細胞核是遺傳信息庫,遺傳信息存在于細胞核中
1、多莉羊的例子p55,
2、細胞核中的遺傳信息的載體DNA
3、DNA的結構像一個螺旋形的梯子
4、基因是DNA上的一個具有特定遺傳信息的片斷
5、DNA和蛋白質組成染色體
不同的生物個體,染色體的形態、數量完全不同;
同種生物個體,染色體在形態、數量保持一定;
染色體容易被堿性染料染成深色;
染色體數量要保持恒定,否則會有嚴重的遺傳病。
6、細胞的控制中心是細胞核
十、細胞是物質、能量、和信息的統一體。
十一、細胞通過分裂產生新細胞
1、生物的由小長大是由于:細胞的分裂和細胞的生長
2、細胞的分裂
(1)染色體進行復制
(2)細胞核分成等同的兩個細胞核
(3)細胞質分成兩份
(4)植物細胞:在原細胞中間形成新的細胞膜和細胞壁
動物細胞:細胞膜逐漸內陷,便形成兩個新細胞
十二、新生命的開端---受精卵
1、經細胞分化形成的各種各樣的細胞各自聚集在一起才能行使其功能,這些形態結構相似、功能相同的細胞聚集起來所形成的細胞群叫做組織。
2、不同的組織按一定的次序結合在一起構成器官。
動物和人的基本組織可以分為四種:上皮組織、結締組織、肌肉組織、神經組織。四種組織按照一定的次序構成,并且以其中的一種組織為主,形成器官。
3、夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組成在一起構成系統。
系統:運動系統、消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統,神經系統、內分泌系統、生殖系統。
4、動物和人的基本結構層次(小到大):細胞組織器官系統動物體和人體
5、植物結構層次(小到大):細胞組織器官植物體
6、綠色開花植物的六大器官
營養器官:根、莖、葉;
生殖器官:花、果實、種子
7、植物的組織:分生組織、保護組織、營養組織、輸導組織等
十三、單細胞生物
1、單細胞生物:草履蟲、酵母菌、、衣藻、眼蟲、變形蟲
2、草履蟲的結構見課本70頁圖
3、單細胞生物與人類的關系:有利也有害
十四、沒有細胞結構的生物病毒
1、病毒的種類
以寄主不同分:動物病毒、植物病毒、細菌病毒(噬菌體)
2、病毒結構:蛋白質外殼和內部的遺傳物質
第三單元生物圈中的綠色植物
第一章生物圈中有哪些綠色植物
1、蕨類植物出現根、莖、葉等器官的分化,而且還具有輸導組織、機械組織,所以植株比較高大。
2、孢子是一種生殖細胞。
3、蕨類植物的經濟意義在于:①有些可食用;②有些可供藥;③有些可供觀賞;④有些可作為優良的綠肥和飼料;⑤古代的蕨類植物的遺體經過漫長的年代,變成了煤。
4、苔蘚植物的根是假根,不能吸收水分和無機鹽,而苔蘚植物的莖和葉中沒有輸導組織,不能運輸水分。所以苔蘚植物不能脫離開水的環境。
5、苔蘚植物密集生長,植株之間的縫隙能夠涵蓄水分,所以,成片的苔蘚植物對林地、山野的水土保持具有一定的作用。
6、苔蘚植物對二氧化硫等有毒氣體十分敏感,在污染嚴重的城市和工廠附近很難生存。人們利用這個特點,把苔蘚植物當作監測空氣污染程度的指示植物。
7、藻類植物的主要特征:結構簡單,是單細胞或多細胞個體,無根、莖、葉等器官的分化;細胞里有葉綠體,能進行光合作用;大都生活在水中。
8、藻類植物通過光合作用制造的有機物可以作為魚的餌料,放出的氧氣除供魚類呼吸外,而且是大氣中氧氣的重要來源。
9、藻類的經濟意義:①海帶、紫菜、海白菜等可食用②從藻類植物中提取的碘、褐藻膠、瓊脂等可供工業、醫藥上使用
10、種子的結構
蠶豆種子:種皮、胚(胚芽、胚軸、胚根)、子葉(2片)
玉米種子:果皮和種皮、胚、子葉(1片)、胚乳
11、種子植物比苔蘚、蕨類更適應陸地的生活,其中一個重要的原因是能產生種子。
12、記住常見的裸子植物和被子植物。
第二章被子植物的一生
1、種子的萌發環境條件:適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣
自身條件:具有完整的有生命力的胚,已度過休眠期。
2、測定種子的發芽率(會計算)和抽樣檢測
3、種子萌發的過程
吸收水分營養物質轉運胚根發育成根胚芽胚軸發育成莖、葉,首先突破種皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚軸發育來的
4、幼根的生長
生長最快的部位是:伸長區
根的生長一方面靠分生區增加細胞的數量,一方面要靠伸長區細胞體積的增大。
5、枝條是由芽發育成的
6、植株生長需要的營養物質:氮、磷、鉀
7、花由花芽發育而來
8、花的結構(課本102)
9、傳粉和受精(課本103)
10、果實和種子的形成
子房果實受精卵胚
胚珠種子子房壁----果皮(與生活中果皮區別)。
11、人工受粉
當傳粉不足的時候可以人工輔助受粉。
12、被子植物的生命周期包括種子的萌發、植株的生長發育、開花、結果、衰老和死亡。
第三章綠色植物與生物圈的水循環
1、綠色植物的生活需要水
(1)水分在植物體內的作用
水分是細胞的組成成;水分可以保持植物的固有姿態;水分是植物體內物質吸收和運輸的溶劑;水分參與植物的代謝活動
(2)水影響植物的分布
(3)植物在不同時期需水量不同
2、水分進入植物體內的途徑
根吸水的主要部位是根尖的成熟區,成熟區有大量的根毛。
3、運輸途徑
導管:向上輸送水分和無機鹽
篩管:向下輸送葉片光合作用產生的有機物
4、葉片的結構
表皮(分上下表皮)、葉肉、葉脈、
5、氣孔的結構:保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;保衛細胞失水收縮,氣孔關閉。
白天氣孔張開,晚上氣孔閉合。
6、蒸騰作用的意義:
可降低植物的溫度,使植物不至于被灼傷
是根吸收水分和促使水分在體內運輸的主要動力
可促使溶解在水中的無機鹽在體內運輸
可增加大氣濕度,降低環境溫度,提高降水量。促進生物圈水循環。
第四章綠色植物是生物圈中有機物的制造者
1、天竺葵的實驗
暗處理:把天竺葵放到黑暗處一夜,目的:讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉運和消耗。
對照實驗:將一片葉子的一半的上下面用黑紙片遮蓋,目的:做對照實驗,看看照光的部位和不照光的部位是不是都產生淀粉。
脫色:幾個小時后把葉片放進水中隔水加熱,目的:脫色,溶解葉片中葉綠素便于觀察。
染色:用碘液染色
結論:淀粉遇碘變藍,可見光部分進行光合作用,制造有機物
2、光合作用概念:綠色植物利用光提供的能量,在葉綠體中合成了淀粉等有機物,并且把光能轉變成化學能,儲存在有機物中,這個過程叫光合作用。
3、光合作用實質:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程。
4、光合作用意義:綠色植物通過光合作用制造的有機物,不僅滿足了自身生長、發育、繁殖的需要,而且為生物圈中的其他生物提供了基本的食物來源、氧氣來源、能量來源。
5、綠色植物對有機物的利用
用來構建之物體;為植物的生命活動提供能量
6、呼吸作用的概念:細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機物中的能量釋放出來,供給生命活動的需要,這個過程叫呼吸作用。
7、呼吸作用意義:呼吸作用釋放出來的能量,一部分是植物進行各項生命活動(如:細胞分裂、吸收無機鹽、運輸有機物等)不可缺少的動力,一部分轉變成熱散發出去。
第五章綠色植物是與生物圈中的碳氧平衡
1、綠色植物通過光合作用,不斷消耗大氣中的二氧化碳,產生氧氣,維持了生物圈中的碳氧平衡。
2、呼吸作用與生產生活的關系:中耕松土、及時排澇都是為了使空氣流通,以利于植物根部進行呼吸作用。植物的呼吸作用要分解有機物,因此在儲存植物的種子或其他器官時,要設法降低呼吸作用,降低溫度、減少含水量、降低氧氣濃度、增大二氧化碳濃度等都可抑制呼吸作用。
3、光合作用與生產生活關系:要保證農作物有效地進行光合作用的各種條件,尤其是光。合理密植。使作物的葉片充分地接受光照。
4、光合作用和呼吸作用的區別和聯系(見課本131)
5、光合作用(130頁)和呼吸作用(125頁)公式
第六章愛護植被,綠化祖國
1、我國主要的植被類型
草原、荒漠、熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林
2、我國植被面臨的主要問題
植被覆蓋率低,森林資源和草原資源破壞嚴重
3、我國森林覆蓋率16.55%,
4、我國每年3月12日為植樹節
篇3
活動元是指在教學中為實現某一學習目標中的一個或多個子目標而進行的相對獨立的學習活動;是根據課標要求、教材特點、教學資源情況、學生實際等因素把較為復雜的教學活動過程設計成若干個活動因子。“活動元”教學就是指活動教育思想在教學領域的具體化、實踐化和可操作化,即在課堂教學中,將一個或多個活動元按一定順序連接形成課堂活動流——課堂活動方案,在活動中充分體現教師主導與學生主體作用的有效發揮,通過活動的有序開展促使三維目標達成。
“活動元”教學以學生活動為中心,以學習任務為背景;以活動流方式進行教學設計;為學生的學習提供足夠的教學資源;有明確的且具可操作性的學習目標體系,每個活動元有明確的活動目標,各活動元目標之和便是該課程的目標體系。
一、活動元的確立
進行“活動元”教學首先需要尋找并確定“活動元”,教師在分析教材、了解學情的基礎上,根據教學目標,以任務為驅動確定不同的“活動元”,明確每個活動元的目的及意義。同時還需要根據不同“活動元”的特征、目的、意義、任務等將其分類和規劃,按照一定的邏輯順序進行設計,構成一個活動流,使這些獨立的活動元共同組成一個完整的活動。例如高中生物必修1第一章第一節“從生物圈到細胞”作為高中生物的開篇,對于激發學生整個高中生物學習的興趣意義非凡,同時也是教師引領學生走進生物世界,引發和保持學生的探索精神的關鍵。這一節包括兩部分內容:其一,生命活動離不開細胞;其二,生命系統的結構層次。該節文本包括4段文字,8幅圖片,2個問題探討、3個思考與討論。主要傳達三個核心知識點:生命活動離不開細胞;生命系統存在著不同的結構層次;細胞是基本的生命系統。建立1個觀點:“細胞是基本的生命系統”。而這三個知識點和觀點主要是隱含在圖片、資料分析和問題探討之中,因此整個教學活動應當圍繞教材的圖片、資料分析、問題探討組織學習活動元,因此,可確定如下7個活動元(見表1)。
二、活動元的組織實施
在實施活動元的過程中,要使知識目標自然達成,能力目標逐漸提升,情感態度價值觀目標逐漸形成。首先,要注意引導學生自主完成每個活動元的任務;其次,要注意每個活動元之間的邏輯聯系,過渡時引導學生體會并理解活動元與活動元之間的內在聯系;再次,要注意活動流的整體性,即這些單獨的活動元要組成一個統一的整體,達到一個共同的目的。例如,“從生物圈到細胞”的活動元一的設計從生活入手,不僅僅是引發學生的興趣,還要讓學生知道沒有細胞結構的病毒的生活離不開細胞;活動元二通過觀看單細胞生物草履蟲運動與分裂,理解細胞是生命活動的基礎;活動元三通過觀看人的生殖發育,知道細胞是連接上下代之間的橋梁;活動元四通過分析縮手反射的結構基礎,理解多細胞生物的生命活動也離不開細胞;活動元五和六是遷移運用“生命活動離不開細胞”的知識。通過以上活動元學生會逐步建立起“細胞是基本的生命系統”的觀點。
三、活動元實施效果評價
“從生物圈到細胞”活動元教學設計體現了以下特點:
(一)注重以學生為中心
整堂課的活動元是以學生活動為中心,以學生對“生命活動離不開細胞”、“細胞是最基本的生命系統”和“生命系統存在不同的結構層次”三個重要概念的理解與建構為任務驅動,以學生觀察、思考、讀書、討論、分析、交流、總結、表達等為活動形式進行設計的。通過這些活動的序列化展開,促使全班學生主動積極參與對知識的理解與建構,讓每位學生在活動中都獲得積極的情感體驗,使每個學生在活動中都得到了不同的發展。
(二)注重核心概念的生成
“生命活動離不開細胞”、“細胞是最基本的生命系統”和“生命系統存在不同的結構層次”三個核心概念不是結論性呈現,也不是靜態性的背誦和記憶,而是通過七個學習活動單元的序列化展開,由學生在觀察、思考、探究、合作、教師點撥等動態性的學習過程中逐漸建立和產生的,是一種生成性的學習方式。
(三)注重培養目標的多元化
在七個活動的開展過程中,學生學習方式呈現出多元化,如觀看圖片、觀看視頻動畫、資料分析,自學、同桌討論、小組交流、填寫表格等,通過這些活動的系列化開展,充分培養學生獲取知識、合作學習、表達、分析歸納及提取信息的能力,有利于培養學生運用生物學知識關心、關注社會生活,用全局的、系統的觀點來認識生物界的意識,建立“細胞是基本的生命系統”的觀點,促進學生多元智力的開發。
(四)充分利用教材資源,適度開發教材以外的資源
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關鍵詞:初高中生物教材 知識銜接
目前關于初高中生物學教學銜接問題研究比較多,但這些研究過于宏觀、理論性較強。本文就高中壬教版生物學教材與初中教材的知識內容進行比較研究,提出一些教學建議。
1初高中人教版生物教材知識內容比較
1.1初高中細胞學知識內容比較
圖 1初高中細胞學教學目標比較
初中人教版生物教材在細胞學部分共提到30個教學目標[1],高中提到64個教學目標[2]。從教學目標要求水平數量看(見圖1),高中了解、理解、操作水平比初中增加了很多知識內容。從知識、能力、情感價值觀三個維度數量比較,細胞學內容初高中都重視在知識維度,高中學生獨立實驗操作教學要求比初中有很大提高,并重視了學生體驗知識的活動過程。
人教版高中生物教材和初中教材相比,細胞部分增加的新知識點有:原核細胞和真核細胞、細胞學說建立的過程、生命活動的主要承擔者--蛋白質、遺傳信息的攜帶者--核酸、細胞中的糖類和脂質、細胞膜的成分、細胞器之間的協調配合、細胞的生物膜系統、細胞核的結構、物質跨膜運輸的其它實例、對生物膜結構的探索歷程、流動鑲嵌模型的基本內容、被動運輸、主動運輸、降低化學反應活化能的酶、細胞的能量“通貨”——ATP、細胞的衰老和凋亡、細胞的癌變等18個內容。
比較初高中生物教材關于細胞學知識內容,歸納得出以下銜接點:
(1)初中“單細胞生物與人類的關系”與高中“生命活動離不開細胞”。
(2)初中“細胞通過分裂產生新細胞、細胞分化形成組織、組織進一步形成器官、器官構成系統和人體”與高中生命系統的結構層次。
(3)初中“觀察植物細胞、觀察動物細胞”與高中“觀察細胞”。
(4)初中“細胞中有哪些物質”與高中生物中“組成細胞的元素、組成細胞的化合物”。
(5)初中“細胞膜控制物質的進出”與高中“細胞膜的功能”。
(6)初中“細胞質中有能量轉換器”與高中“細胞器之間的分工”。
(7)初中“遺傳信息在細胞核中、細胞核中有儲存信息的物質——DNA”與高中“細胞核的功能”
(8)初中“細胞通過分裂產生新細胞”與高中“細胞通過分裂進行增殖、有絲分裂、無絲分裂”。
(9)初中“細胞分化形成組織”與高中“細胞分化及其意義、細胞的全能性”。
1.2初高中遺傳與進化知識內容比較
初中人教版生物教材在遺傳與進化部分提到40個教學目標,高中提到58個教學目標,從數量看初高中相差不是很大(見圖2);高中教學目標在理解、操作、反應水平有很大增加,可見遺傳與進化知識內容比初中難度增加;高中更重視實驗操作技能和運用所學知識解決實際問題的能力。
圖 2初高中遺傳與進化教學目標比較
遺傳與進化部分增加的具體知識點有:對分離現象的解釋、對分離現象解釋的驗證、對自由組合現象的解釋、對自由組合現象解釋的驗證、孟德爾遺傳規律的再發現、孟德爾遺傳規律的現代解釋、對遺傳物質的早期推測、肺炎雙球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗、DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構、DNA分子復制的推測、DNA半保留復制的實驗證據、DNA分子復制的過程、遺傳信息的轉錄、遺傳信息的翻譯、中心法則的提出及其發展、遺傳密碼的閱讀方式、克里克的實驗驗證、遺傳密碼對應規則的發展、現代生物進化理論的由來、種群基因頻率的改變與生物進化、隔離與物種的形成、共同進化與生物多樣性的形成等24個內容。
比較初高中生物教材關于遺傳與進化知識內容,歸納得出以下銜接點:
(1)初中“細胞核中有儲存信息的物質——DNA”與高中“DNA是主要的遺傳物質”。
(2)初中“DNA和蛋白質組成染色體、基因和染色體”與高中“基因位于染色體上的實驗證據”。
(3)初中“生物的性狀、基因控制性狀”與高中“基因、蛋白質與性狀的關系”。
(4)初中“基因經或卵細胞的傳遞”與高中“的形成過程、卵細胞的形成過程、配子中染色體組合的多樣性、受精作用”。
(5)初中“孟德爾的豌豆雜交實驗”與高中“一對相對性狀的雜交實驗、兩對相對性狀的雜交實驗”。
(6)初中“禁止近親結婚”與高中“人類常見遺傳病的類型、遺傳病的監測和預防”。
(7)初中“男女染色體的差別、生男生女機會均等”與高中“伴性遺傳在實踐中的應用”。
(8)初中“探究一種變異現象”與高中“基因突變的實例、基因突變的原因和特點、基因重組、染色體結構的變異、染色體數目的變異”。
(9)初中“人類應用遺傳變異原理培育新品種”與高中“雜交育種、誘變育種”。
(10)初中“地球上生命的起源、生物進化的大致歷程、生物進化的原因”與高中“達爾文自然選擇學說”。
1.3初高中穩態與環境知識內容比較
初高中人教版生物教材在穩態與環境部分都提到53個教學目標,從數量看初高中沒有發生變化。但從各個教學目標水平數量看(見圖3),高中教學目標在理解、領悟水平有所增加,而在實驗技能方面,初高中差別不大,情感價值觀方面在領悟水平有所高的要求。可見穩態與環境部分知識內容與初中難度相似,但高中較重視學生情感價值觀的培養,注重學生生態學觀點和可持續發展觀念的形成。
篇5
一、做好實驗教學的準備工作
生物學與其它自然科學的實驗相比,有兩個顯著特點。一是必須有完好的實驗材料,同時這些材料的搜集和運用易受地方性和季節性的限制;二是對于某些生理性實驗,并不能立竿見影。這就需要教師認真做好以下工作。
1.事先做好生物實驗教學的計劃。在每學期初,教師應該結合當地的實際狀況,對該學期的生物教學實驗做好統籌安排,將實驗的課題和需要準備的實驗材料詳細列在本學期教學計劃表中,并及時采集、培養或浸制有關材料。同時,準備的材料盡可能與教材上的要求一致,對于學生較為熟悉和常見的材料,可以安排學生參與采集,這不僅可以調動其學生的學習積極性,還能讓學生對生物的生活環境以及生活習性獲得充分的感性認知。
2.精心設計生物實驗的程序。概括而言,需要教師認真備課,具體包括備教材、備學生、備教法等。備教材就是根據教材的要求來確定探究實驗的目的要求和方法步驟。例如,為什么要做這個探究實驗、通過實驗應該使學生獲得哪些生物知識和技能等等,以便在生物實驗教學中向學生提出具體的要求,從而提高生物實驗的效果。
教學質量一個重要途徑,在于教師必須練好基本功。具體來說,在每次實驗課前,教師都要先動手進行實驗,以便掌握生物全過程,從而使自己的操作更加規范、熟練。同時,通過實際操作,還可以預見學生在今后的實驗過程中可能遇到的問題和出現的錯誤,及時發現并糾正學生在實驗中的差錯,使學生的實驗能夠按要求順利完成,并提高自己的實驗能力。
二、了解探究實驗活動
生物新課程突出科學的探究活動,倡導探究性學習。科學探究是一種多側面的活動,學生積極主動地獲取生物知識,領悟科學的思想觀念,領會科學的研究方法,而進行的多種活動都屬于探究。進行科學探究,通常以問題為引入,然后作出假設,常通過觀察、實驗、調查等多種途徑來獲得事實和證據。探究需要推理和判斷,需要正確地表達和與人交流,所以科學探究通常包括:提出問題,作出假設,制定計劃,收集證據,得出結論,表達和交流。
實驗是常見的探究實踐活動。實驗能讓學生通過動手操作來增加感性認識,加深對所學知識的理解,培養學生動手操作能力。探究性實驗,還能提高學生的質疑、、推理、判斷、反思、交流、合作等能力、特別是創新精神和實踐能力。
三、重視科學探究的實驗技能培養
科學的探究需要一定的技能。過去的傳統教學,著重動手操作技能的培養,如顯微鏡的操作、臨時裝片的制作,學會使用解剖器具、掌握動植物解剖,學會使用量筒、燒杯、展翅板、捕蟲網等器具,學會配置不同濃度的生理鹽水、酒精等試劑。
現在的生物課改,重視科學探究方法的技能訓練。新教材設置了多個技能訓練欄目,如通過觀察找出相同點和不同點、發現問題、提出問題、作出假設、測量和計算、觀察、解讀實驗數據、推理、分析實驗結果等等。新教材的探究實驗,側重體驗和領會科學探究的過程和方法,要求學會觀察、記錄、設計、分析、推理,學會寫實驗報告和小論文等。
四、掌握各個探究實驗活動教學目標的側重點
探究實驗活動都有其共同的要求,如發現問題,作出假設,實施計劃,記錄數據,交流討論等,但每一項的探究活動目標都有其側重點。如探究光對鼠婦生活的影響,重點是控制變量和設計對照;探究植物對空氣濕度的影響,重在數據的收集、整理、解讀;探究空氣質量,重在取樣和檢測;動物的繞道取食,重在設計合理的實驗裝置等等。
五、開展形式多樣的探究實驗活動
為培養學生的獨立性,自主性,創造性,應多開展形式多樣的探究實驗,更好地培養科學的探究能力,有利于培養學生的創造思維能力和實踐能力。
1、示范驗證式傳統實驗。傳統的實驗,著重實驗技能的訓練,其優勢在于能讓學生親自操作,親自體驗。其實實驗過程具有很強的規范性,主要包括:解讀實驗目的、原理選擇實驗材料確定實驗方法步驟熟悉儀器的使用實施操作體驗科學的方法和技能。新教材也設置了多個傳統的實驗,如顯微鏡的使用、探究種子萌發的條件、植物的光合作用等。可通過加強此類傳統的生物實驗,規范學生的動手操作技能。驗證性實驗,其結果已有定論,側重體驗科學探究的過程和方法.
2、自主探究式實驗。學生平時通過觀察,會提出不少的問題,可把主動權交給學生,讓學生提出自己感興趣的問題,以自己獨特的視角去觀察,以自己獨特的思維方式去探究。盡量讓學生自己設計實驗方案,自主探究。
①材料、方法的改進實驗。如探究種子萌發時,制作種子萌發各階段的小標本;制作植物細胞模型時,用馬蹄粉代替瓊脂,保鮮膜代替塑料袋;雞的繞道取食實驗,可用家里的金魚、巴西龜、寵物狗來代替;制作洋蔥鱗片葉內表皮臨時裝片,用紫色的外表皮或紫鴨跖草代替無色透明的內表皮,省卻染色,效果也十分明顯。
篇6
1 教學過程
1.1 導入新課
教師播放幻燈片:過去的10年里發生了兩件與我們生活息息相關的大事――2003年的“非典”和2009年的“甲流”。請問,“非典”和“甲流”都是由什么引起的?由于學生曾經經歷過這兩件大事,都能回答:病毒。
教師繼續引入:我們在第一單元第一章第一節內容學習時知道“除病毒外,生物都是由細胞構成的”,在本單元前面內容的學習中知曉“細胞是構成除病毒外生物體的基本結構和功能單位”。那病毒的結構是怎樣的?病毒怎樣生活?它與我們的關系如何?
1.2 病毒知識
沒有細胞結構的微小生物――病毒。
1.2.1 知道病毒病
地球上的人類,其他動物和植物遭受病毒病的折磨已有許多世紀。教師播放多媒體課件上相關的病毒病的資料照片,并講解。
1.2.2 學習病毒發現史
這部分內容以教師講解為主。
當這些疾病出現時,人們不知道發生的原因,愚昧地認為是天譴。隨著時代的發展,科學的進步,科學家們有強烈的使命感和責任感要去解開其中的奧秘。
Adolf Mayer被煙草的一種病態吸引住了,其癥狀是感染葉子上出現深、淺相間的綠色區域,故麥爾在1886年稱為煙草花葉病。通過對葉子和土壤的分析麥爾指出不能把此病歸于無機物平衡失調。這可能是一個細菌病。
1892年從事煙草病工作的年青的俄國科學家伊萬諾夫斯基發現感受花葉病的葉汁,即使經過Chamberland氏燭形濾器的過濾也仍具有傳染的性質。這項觀察提示了存在一種比以前所知的任何一種都小的病原,他認為該病是由產生毒素的細菌引起的。
1898年,荷蘭科學家貝杰林克Beijerinck重復了伊萬諾夫的實驗,他從患花葉病的煙草葉中擠出汁液,并使之通過Chamberland氏濾器。表明濾液仍有侵染性。貝杰林克相信他的濾器阻擋住了細菌。將汁液置于瓊脂凝膠塊的表面時,發現侵染性物質在凝膠中以適當的速度擴散,而細菌仍滯留于瓊脂的表面。因此認為這種侵染性物質要比通常的細菌小。貝杰林克用“病毒(Virus)”來命名這種史無前例的小病原體。不難看出真正發現病毒存在的是貝杰林克。
伊萬諾夫斯基和貝杰林克通過他們創造性工作發現了煙草花葉病毒,從而開創了病毒學獨立發展的歷程。
自病毒發現直到上個世紀30年代初,病毒學研究主要集中在:分離和鑒定引起各種病毒性疾病的病毒;病毒對疾體所引起的特異性病理效應;病毒的傳播方式和感染宿主范圍;各種理化因子對病毒感染的影響等方面。
1935年,美國生化學家斯坦利(stanley)磨了上噸重的感染花葉病的煙葉,得到了一小匙在顯微鏡下看來是針狀結晶的東西,把結晶物放在少量水中,水就出現乳光了,用手指沾一點這溶液,在健康煙葉上磨擦幾下,一星期以后這棵煙草也得了同樣類型的花葉病。可見提純的東西的確是有侵染性的煙草花葉病毒。今天在美國加州大學的原來斯坦利實驗室里,仍然保留著一個標注著“Tob.Mos.”字樣的瓶子,其中就盛著當年第一次提純的煙草花葉病毒(簡稱TMV)。Stanley的研究論文1953年發表在Science雜志上,他在論文中寫道:“煙草花葉病毒是一種具有自我催化能力的蛋白質,它的增殖需要活體細胞的存在”。1936年Bawden和Pirie等在純化的TMV中發現了含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在。1939年,G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了TMV,指出TMV是一種直徑為1.5 nm,長為300 nm的長桿狀的顆粒。
教師引導提問:病毒的發現過程說明病毒具有什么特征?學生思考后回答:病毒很小,電子顯微鏡下才能看見。教師肯定學生的答案并補充:10億個病毒才一根頭發絲大小,病毒小用納米計量。
教師提問:回過頭來再看2003年“非典”和2009年“甲流”,從疫情暴發到疫情控制,只有短短的幾個月。你從中得到什么啟示?在老師的引導下學生思考并回答:這和科技的進步,社會的發展是分不開的。
1.2.3 病毒的形態和結構
在電子顯微鏡的幫助下,科學家解開了病毒的神秘面紗,了解了病毒的形態和結構。教師接著介紹病毒的三種基本形態以及相應的具體病毒,病毒的結構。科學家繪制的病毒的模式圖經大家觀察后發現什么共同點?學生一眼能看見外面的部分是藍色里面用的是黃色。教師肯定學生的發現,接著回顧:1953年美國生化學家斯坦利發現煙草花葉病病毒的蛋白質組分,1936年Bawden和Pirie等發現了煙草花葉病病毒含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在,也就是說科學家發現煙草花葉病病毒的組分是兩大類:蛋白質和核糖核酸,即在“細胞的生活”一章的學習知道核糖核酸是遺傳物質,請同學猜測模式圖里的藍色和黃色繪圖分別代表了什么?學生很自然的想到是蛋白質和遺傳物質,但關于具體的分別代表什么組分有爭議。教師告知:科學家通過這種方式傳達了一個病毒的信息,那就是:藍色繪制的是病毒的“蛋白質外殼”以及黃色繪制的“內部的遺傳物質”。強調病毒的遺傳物質不能說DNA,因為有的病毒的遺傳物質是DNA,有的病毒的遺傳物質是RNA。
1.2.4 病毒的生活、繁殖
教師提問:前面學習病毒的發現史時知道煙草花葉病毒是生活在煙葉里的,它為什么能讓煙葉患病呢?學生懷著好奇的心態看教師播放大腸桿菌噬菌體繁殖過程動畫,明確病毒是在細胞里繁殖。教師提問:事實上,煙草花葉病毒也是在煙葉細胞內靠自己的遺傳物質中的遺傳信息,利用煙葉細胞內的物質繁殖,釋放新個體時破壞煙葉細胞,導致煙葉患病。試想:離開活的煙葉細胞,煙草花葉病毒會怎樣?學生很多都自然而然的認為會死亡,仍然有學生會說變結晶體,理由就是講解病毒發現史時提到的“一小匙在顯微鏡下看來是針狀結晶的東西”。教師進一步引發學生好奇心:病毒離開活細胞會變成結晶體,當再有機會侵入活細胞生命活動就重新開始了。為了避免更多的生物感染疾病,我們應該怎樣處理患病毒病的生物體?學生方法很多,如拋擲荒野,深埋等,最后教師總結:深埋或者焚燒。
1.2.5 病毒的分類
教師講述:病毒生活在活細胞里,病毒的這種生活方式叫做寄生生活。根據病毒的寄主的不同,可以將病毒分為:動物病毒、植物病毒和細菌病毒,細菌病毒也叫噬菌體。注意:病毒寄生的專一性,比如動物病毒只寄生在動物體內。請同學們和我一起來判斷這些病毒分屬于哪一類病毒(在此使用病毒病里涉及的病毒:脊髓灰質炎病毒、天花病毒、家蠶核型多角體病毒、狂犬病病毒以及流感病毒屬于動物病毒;郁金香碎色病病毒屬于植物病毒,補充大腸桿菌噬菌體)。
1.2.6 病毒與人類的關系
教師:我們已經了解了病毒的大小、結構、營養方式和種類,你能根據生活經驗和剛才涉及的內容,講講病毒和我們人類的關系嗎?通過前面的學習,學生第一反應就是讓人、動物植物患病,有害的。教師說:其實,病毒對于我們來說,也有有利的方面,比如你才注射過的流感疫苗。學生一片嘩然,大多覺得不可思議、害怕。面對此種情況,讓學生知曉疫苗的工作原理和制作工藝是必須的,因此準備了兩段視頻:一感冒病毒的侵襲與機體反應,知曉身體產生抗體,這就是為什么患過病毒引發的某種疾病治愈后不再患病的原因;二疫苗的作用原理,知曉疫苗是減毒或滅活的病毒,刺激身體免疫系統產生抗體。病毒不僅僅可以制作疫苗預防病毒性疾病,還能利用病毒在活細胞中寄生繁殖的特性治療疾病以及制高效的生物農藥,請學生說說為什么。學生能聯想到:一病毒寄生的專一性;二病毒在活細胞內寄生生活,實質是在細胞內繁殖,病毒釋放時寄主細胞裂解,正是由于這兩個原因,科學家利用病毒治療疾病以及制高效的生物農藥。接著教師播放與之相關的多媒體課件圖片。
1.3 知識小結
學生自己小結,不完整的由其他學生補充。
篇7
A. 1983年我國人口的出生率是1.862%
B. 某草原每公頃有10只黃鼠
C. 鹽鉤蝦在5℃下后代雄性為雌性的5倍,而在23℃下后代雌性為雄性的13倍
D. 瓢蟲的成群分布
2.關于生態系統的敘述,正確的是( )
A.生態系統的食物鏈中營養級越高的生物,其體型必然越大
B.生態系統中的信息傳遞對所有捕食者都必然是有利的
C.生態系統中生產者得到的能量必然大于消費者得到的
D.生態系統的食物鏈中營養級越高的生物,其體型必然越小
3. 在下圖食物網中,a表示動物性食物所占比例,若要使鳥體重增加x,至少需要生產者量為y,那么x與y的關系可表示為( )
A. y=90ax+10x B. y=25ax+5x
C. y=20ax+5x D. y=100ax+10x
4. 將A、B兩種單細胞生物分別放在兩個容器中培養,得到圖a所示結果。將這兩種生物放在一個容器中混合培養,得到圖b所示結果。從實驗結果中可知,這兩種生物的種間關系是( )
A. 競爭 B. 捕食 C. 互利共生 D. 寄生
5. 下列關于生態系統的敘述中,錯誤的是( )
A. 生態系統的結構由非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者組成
B. 生態系統中的能量最終都以熱量形式散發到大氣中
C. 森林生態系統的自動調節能力大于草原生態系統
D. 生態系統的物質循環是通過食物鏈、食物網這種渠道進行的
6. 下圖為野生綿羊種群在1800年早期被引入某島嶼后種群數量變化。下列對1850年前種群數量增長方式的判斷及1850年后種群數量變化趨勢的理解與分析正確的是( )
A. S型種群將超過K值,因為在1850年以后,種群數量呈現波動狀態
B. J型1850年后趨于穩定,因為主要受密度制約因素的凋節
C. S型種群數量趨向滅絕,因為在1930年出現了種群“爆炸”
D. J型受非密度制約因素的調節,因為種群大小每10年呈現快速下降趨勢
7. 某島嶼有海底火山噴發形成,現已成為旅游勝地,島上植被茂盛,風景優美。下列敘述不正確的是( )
A. 該島嶼不同地段物種組成上的差異是群落水平結構的體現
B. 該島嶼形成后最初進行的群落演替屬于次生演替
C. 旅游可能使島上的群落演替按照不同于自然演替的速度進行
D. 該島嶼一定發生過漫長的群落演替過程
8. 下列調查活動或實驗中,實驗所得到數值與實際數值相比,可能偏大的是( )
A. 標志重捕法凋查池塘中鯉魚的種群密度時,部分鯉魚身上的標志物脫落
B. 探究培養液中酵母菌種群數量時,從試管上層吸出培養液汁數且沒有震蕩試管
C. 調查土壤小動物豐富度時,用誘蟲器采集小動物沒有打開電燈
D. 樣方法調查草地中的蒲公英時,不統計正好在樣方線上的個體
9. 下圖表示某物種遷入新環境后,種群增長速率隨時間的變化關系,在t1時經調查該種群數量為N,下列有關敘述正確的是( )
A. 在t2時種群個體的數量與在t0時種群個體的數量相等
B. 在t0~t2時間內,種群數量呈“S”型增長
C. 該種群在此環境中的環境負荷量約為N
D. 在t1~t2時,該魚的種群數量呈下降趨勢
10. 對某地區新引入的一種鳥的種群增長速率[增長速率=(出生率-死亡率)/時間]1~7年的調查研究,得到的數據。下列對該鳥種群描述正確的是( )
A. 種群的年齡結構是穩定型
B. 種群的數量呈“J”型增長
C. 種群密度是制約種群增長的因素之一
D. 第3~4年中種內斗爭最激烈
11. 群落演替的過程中,不可能的是( )
A. 群落演替主要有初生演替和次生演替兩種類型
B. 在群落演替過程中,不同時期群落中的優勢種群在發生更替
C. 發生在裸巖上的演替過程:裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本階段灌木階段森林階段
D. 人類活動對群落演替的影響與自然演替的方向、速度基本相同
A. 建立自然保護區,改善其棲息環境,可使K值提高
B. 對該種群密度的取樣調查可以采用樣方法和標志重捕法
C. bc段種群增長率逐漸下降,出生率大于死亡率
D. 比較曲線Y與曲線X表明自然狀態下種群無法超出理想狀態下的最大增長率
13. 下列有關生態系統能量流動的敘述,正確的是( )
A. 兔子吃了1公斤的草,則這1公斤草中的能量就流入到了兔子體內
B. 一只狼捕食了一只兔子,則這只兔子中約有l0%―20%的能量流入到狼的體內
C. 生產者通過光合作用合成有機物,能量就從無機環境流入到生物群落
D. 生態系統的能量是伴隨物質而循環利用的
14. 下圖表示某農田生態系統一年中CO2的釋放和消耗狀況,其中各數字序號表達的含義分別為:①生產者呼吸釋放量;②分解者呼吸釋放量;③消費者呼吸釋放量;④生產者光合作用消耗總量。有關敘述正確的是( )
A. 流經該農田生態系統的總能量可用④表示
B. ②的量越小,說明該農田生態系統施用的有機肥料越多
C. 消費者同化作用的大小可用③表示
D. 該農田生態系統一年中CO2的釋放量與消耗量相等
15. 以下關于生態系統的敘述中,正確的是( )
A. 進入第一營養級的能量一部分儲存在有機物中,一部分經過呼吸以熱能形式散失了
B. 能量流動與物質循環均可以單獨進行
C. 成分包括生產者、消費者和分解者
D. 生態系統的營養結構是食物鏈,但是不包括食物網
16. 下列關于生態學問題的敘述中不正確的是( )
A. 大力植樹造林,改善能源結構,提高能源效率,是緩解溫室效應的最佳途徑
B. 被有機物輕度污染的流動水體中,距排污口越近的水體中溶解氧越多,N、P等無機鹽也越多
C. 保護生物多樣性,是維持生態系統穩定性的措施之―,體細胞克隆等為之提供了技術支持
D. 當水和土壤被重金屬污染時,營養級越高的消費者體內的重金屬含量越高
17. 2009年哥本哈根世界氣候大會所倡導的低碳生活獲得普遍認同,大氣中CO2過多與碳循環失衡有關,根據下圖做出的判斷不正確的是( )
①增加自養生物種類和數量有利于降低大氣中的CO2含量
②大氣中CO2的增加主要與異養生物b的數量增加有關
③該生態系統中的自養生物與所有異養生物構成了生態系統
④該圖能表示物質循環過程,不能準確表示能量流動方向
⑤圖中少一個箭頭,異養生物a指向無機環境,異養生物b的代謝類型不一定相同
A. 一項 B. 兩項 C. 三項 D. 四項
18. 微山湖是山東境內的一個面積較大的湖泊,二十年前這里是碧波萬頃、魚兒滿湖、野鴨成群,還有“接天蓮葉無窮碧,映日荷花別樣紅”的美麗景象。二十年來,湖區四周縣市的工業快速發展,城市居民急增,因而大量的工業廢水、生活廢水、垃圾涌入該湖。湖水變得不僅很渾濁,而且腥臭難聞。據有關專家說,近幾年來,微山湖中已消失了一些物種,例如,四鼻孔鯉魚、野鴨、水螅等。上述的現象說明的道理主要是( )
A. 環境污染是破壞生物多樣性的重要原因
B. 掠奪式的開發是破壞生物多樣性的主要原因
C. 外來物種入侵破壞了生物多樣性
D. 環境教育缺乏是破壞生物多樣性的根本原因
19. 下圖表示A、B兩個特殊生態系統的能量金字塔。下列有關解釋正確的是( )。
①吃玉米的人所獲得的能量比吃牛肉的人獲得的能量多 ②能量沿食物鏈單向流動,傳遞效率隨營養級的升高而逐級遞減 ③若A和B中玉米的數量相同,A能養活10000人,則B最多能養活2000人 ④若土壤中含相同濃度的難降解污染物,則A中的人比B中的人體內污染物濃度低
A. ①③④ B. ①②③ C. ①②③④ D. ③④
20. 下列有關生態學原理或規律的敘述,正確的是( )
A. 蜜蜂找到蜜源后,通過跳圓圈舞向同伴傳遞信息,這屬于物理信息
B. 低碳生活方式有助于維持生物圈中碳循環的平衡
C. 生態系統中的能量流動和信息傳遞都是單向的
D. 森林生態系統具有調節氣候的能力體現了生物多樣性的直接使用價值
21. 如圖表示生態系統中各成分之間的聯系。
①圖中能構成群落的是 (填字母)。
②流入D的總能量小于F獲得的總能量,主要原因是F獲得的能量除了被自身呼吸消耗以及未被利用外,還有部分能量被 (填生物成分)所利用。
③若D還能以E為食物,則B的數量會 (填“增加”或“減少”或“不變”)。
④若圖表示冬季某溫帶森林生態系統的碳循環,進入A的二氧化碳總量為M,由A進入E的二氧化碳量為N,則M和N的數量關系為 。
(2)下表是五個種群在一個相對穩定的水域生態系統中所含有的總能量和污染物X的平均濃度。已知水中X的質量分數為0.003mg/L,請分析說明:
若每一種生物都可被相鄰的下一個營養級的所有生物捕食,請你用箭頭表示出這個生態系統的營養結構: 。
22. 薇甘菊是多年生藤本植物,能攀爬樹冠迅速生長,繁殖能力強,植株覆蓋密度大。薇甘菊入侵后,以其入侵點為圓心向外擴散,劃分出薇甘菊入侵區、群落交錯區和本土植物區三類樣區。在入侵區,薇甘菊覆蓋度大于90%,入侵年齡在5年以上;群落交錯區,薇甘菊與當地植物競爭生長,薇甘菊的覆蓋度在10%~30%,入侵年齡在3年左右;本土植物區沒有薇甘菊生長,優勢種群為本土植物類蘆,其覆蓋度大于80%。讀下表分析回答:
(1)從表中數據可知,在不同樣區捕獲到的中小型土壤動物個體數量不盡相同,動物個體數量最多的樣區是 。薇甘菊入侵后對中小型土壤動物的 變化影響不大,而對土壤中動物的 變化影響較大。
(2)在該生態系統的成分中,薇甘菊屬于 ,土壤中的小動物屬于 。
(3)薇甘菊入侵5年后,本土植物成片枯萎死亡的主要原因是 ,植物大量死亡會使該生態系統中 的數量增加。因薇甘菊入侵引起的一些物種取代另一些物種等的一系列變化稱 。
23. 下圖中甲圖表示一個海灘濕地生態系統中部分生物的食物關系。請據圖回答問題:
[沼蟹][蜘蛛][線蟲][藻類][大米草][食草蟲][ 螺 ][細菌][個體存活數][一齡幼蟲][二齡幼蟲][三齡幼蟲][四齡幼蟲][卵][蛹成蟲][甲乙][丙]
(1)在該生態系統中,既是分解者又可作為消費者食物的生物是 。
(2)請根據甲圖中的生態系統,寫出乙圖中能量金字塔各營養級的所有生物名稱
(3)有人研究該生態系統中食草蟲個體存活數與發育期的關系,結果如丙圖所示。從中可推知食草蟲死亡率最大的時期是 。
(4)沼蟹會破壞大米草根系,土壤中的磷可促進藻類生長。若在食草蟲幼蟲期噴灑只殺死該蟲的含磷殺蟲劑,則蜘蛛數量將 。一段時間后大米草數量不增反降,造成此結果的可能原因是大米草死亡導致細菌數量增加,通過甲圖的 食物關系,引起沼蟹數量增加;同時因含磷殺蟲劑的使用,導致藻類數量增加,通過食物鏈 也會引起沼蟹數量增加,從而造成大米草數量不增反降。
(5)上述事實說明,人類活動會引起生態系統中生物種類減少,從而導致生態系統的自動調節能力 , 容易受到破壞。
24. 分析下面碳循環示意圖并據圖回答問題:
[尸體][尸體][碳化][動物][綠色植物][化石燃料][水圈][大氣圈][巖石圈]
(1)從微觀上看,過程①是在細胞內 中進行的;過程③主要是在細胞內 中進行的。
(2)巖石圈中的碳以 形式儲存,故不直接參與碳循環。水圈中碳的存在形式是 。
(3)由圖中可見,碳循環帶有 性,屬于氣體型循環。
(4)碳從無機環境中進入生物群落的途徑①是 ,除此之外,某些特殊的生態系統還可通過 進入生物群落;②表示的是 關系,其②內部之間還可存在 關系;④表示 。
(5)參與過程④的生物的新陳代謝類型是 ,它們與同區域中的動植物共同構成了 。
(6)如果大氣層中的CO2增多,則產生 ,效應。
(7)從上圖可知,減緩溫室效應的關鍵措施是:
(8)碳循環的進行伴隨著 ,但由于生物體不能在代謝中利用 ,因而能量流動具有 的特點。
25. 下圖a為某地建立的人工生態系統示意圖,圖b為該生態系統中四個種群和分解者的能量相對值,圖c表示某種魚遷入此生態系統后的種群數量增長率隨時間的變化曲線。請分析回答下列問題:
(1)在一個人工生態系統中最基本的生物因素是 。要使人工生態系統長期穩定發展,除了有穩定的能量來源外,各種生物的 要保持相對穩定。
(2)蠶糞、蔗葉進入魚塘經過 的作用后可被桑基、蔗基所利用。蠶糞中的氨經過 的作用形成的 可被植物利用。
篇8
分布性均衡與資源枯竭
一般在孤立的物理系統中,自發過程直接反映了系統中物質分布的均勻化程度,同時伴隨著能量不可逆地沿著衰減這個方向轉化。物質是能量的載體,物質的運動與變化所表現的核心內容是能量的運動與轉換。自發能量轉化過程,是系統中自由隨機運動不斷擴張,去“占領”那些尚未被其“占領”的“負熵”,使之轉化為“熵”的過程。那些未被“占領”的負熵,構成系統中能量可以向之流動的自由空間,構成自發的能量轉化之條件。自由隨機運動無阻礙地迅速占領自由可能的微觀態,使系統的熵直線增加、直線式地走向熱平衡狀態,這一過程是無結構線性耗散。“熵的增加就意味著有效能量的減少,每當自然界發生了變化,就有一定的能量被轉化成了不能再做功的無益能量。”[1]這過程是由于運動而不斷地消耗系統的寶貴資源,進而使物質走向無序和混亂,最終會達到分布性均衡。也就是說,在系統宏觀不變、忽略粒子間相互作用和粒子間無差異的情況下,粒子分布微觀態是隨機的、對稱的、平權的,因而粒子間的排列組合可以出現多種。然而,系統總是自發地朝著實現幾率最大的宏觀態發展。系統的熵值越大,系統越無序。系統包含的可能微觀態總數最大的宏觀態,是系統自發地趨向的平衡態。簡單地,分布性均衡存在于物質單一、分布均勻的孤立系統。
若把分布性均衡擴展到由自然物質組成的宇宙中,那么宇宙一切自發的能量轉化過程都是集中度高的“可用能量”不斷喪失,轉化為集中度低的“無用能量”的過程。即在整個宇宙中熱量不斷地從高溫轉向低溫,直至某個時刻不再有溫差,也達到分布性均衡。這時將不再會有任何力量能夠使熱量發生轉移,此即“熱寂論”。即系統進入此狀態,由于不存在熱量轉換和能量轉移,即自然資源枯竭了,從而也就失去提供支撐有機體在無限時間序列上運動的能量源,有機體也就不能存在下去。況且由于物質不能自行消滅,因而人類面臨著環境污染和資源枯竭的雙重威脅。
繼續推廣到人類社會這樣的物質體系。在熵值趨向于最大的規律作用下,社會趨向于分布性均衡狀態,即社會的無組織和個人的完全自由狀態。即每個人的智力和體力在混亂中相互抵觸和碰撞,即使資源不枯竭,也會使這個社會系統整體陷入“沉寂”。
顯然,后兩種情況斷然不會出現。在現實世界中不存在系統宏觀不變和粒子間無差異的情況。因而用此來解釋現實世界是極其荒謬的。
“我們的經驗的東西比我們能夠分析的東西要多。因為我們經驗著宇宙,而我們在我們的意識中分析的只是從宇宙的細節中選出的一小部分。”[2]宇宙內的存在物不可能完全相同。懷特海曾指出,自然界的存在物可以分為六種——人們存在即身體和精神、各種動物(人以外的各種各樣動物)、一切植物、單細胞生物、各種大體積的無機組合和現代物理學的微觀分析所發現的體積極小的存在所組成。[3]另外,科學發展到今天也證明,最小的微粒也不盡相同。粒子間無差異這一條件根本不存在。況且從構成生命的物質成分到生命本身的過程中,分子和化學反應——生命存在所必需的全部物質方面——本身并不對生命的本質做出解釋。
“忽略粒子間相互作用”只有在極為抽象中才能存在。就人類社會而言,社會越進步,人與人之間的相互依賴就越強。在宇宙間,天體運行規律也是明證。魯品越教授在《反熱寂論與可持續發展》一文中鮮明地指出了這一點。
粒子的差異性及其相互間的作用力的存在,宏觀系統不可能不變。就宇宙演化歷程來講,變化是極其緩慢的。在自由競爭時期的市場經濟中,市場主體的自由流動一旦達到分布性均衡態,雖然顯示了它的自由的一面,但也意味著盲目性并消耗著大量的能量,最后處在無處可動的靜止狀態。因為自身既無能量,外界也無能量推動。但市場主體是人,市場經濟只是人類活動的一種方式,其實踐活動大大加快了其變化的速度。現實的發展提醒人們人類的整體利益高于局部利益和個人利益,制度結構和產業組織在影響宏觀經濟運行上起到比微觀個人的預期更重要的作用。
結構性均衡與資源危機
結構性均衡來自物理學中粒子間的相互作用力。牛頓的引力理論表明,宇宙間不僅存在熱力學第二定律所描述的自由隨機運動,而且還存在著被熱力學系統的理論模型撇開了的物質間相互作用力。它們使各結構單元相互規定,造成系統的各微觀態之間“對稱破缺”,從而制止或阻礙各結構單元的某些可能的熵的出現,促使另一些負熵狀態出現,即對各個可能狀態進行了“自然選擇”,由此而限制或反抗熱力學第二定律所描繪的熵增過程。這些相互作用力構成系統的組織因素,生成了與自由隨機運動趨勢相反的運動趨勢——“決定論趨勢”。[4]在該系統中,與外界環境只有能量交換,而沒有物質交換;使能量向著有序化的方面演化,呈現出有結構線形耗散。我們將這種平衡態稱之為結構性均衡。它們所表現出來的態勢取決于物體或元素間作用力的大小,力量大的一方吸引對方,使對方趨向于自己。如原子結構中的原子核和電子,太陽系中行星繞太陽運動,生物界的食物鏈——適者生存。
即使有某種不確定的力量在某一時刻將系統推離了均衡點,該系統仍然會自動回歸到均衡點上來。例如生物圈中互為天敵的動物此消彼長,資本主義社會中的經濟危機等。這是因為,結構性均衡是時點而非時期,是一種可逆的均衡。[5]
把經濟領域看作結構性均衡態,必然抽象地習慣地從單一的因果角度對復雜的世界做還原論和確定論的思考,認為市場是完全競爭的、無逆向選擇、沒有交易成本、沒有組織問題。進而用最優化、均衡、理性、穩定等概念來解釋、分析、預測經濟領域的各種現象。追求自身利益最大化的廠商和消費者通過價值體系的自發調節而實現市場均衡。實際上,把經濟世界看成本質上是一個以線性關系為基本特征的、滿足線性疊加的世界,那里沒有間斷、混沌,更沒有突變和分叉。古典經濟理論充分體現了這種均衡思想:各種經濟主體為實現目標函數的最大化而相互作用,最終達到供求等各方面力量平衡狀態——表明了經濟發展變化的整體趨勢。例如以斯密“看不見的手”為起點,即人們自由地追求他們的個人利益,而供求的價格機制會使人的行為朝著符合共同利益的方向發展。“帕累托最優”是檢驗這種均衡是否最佳的標準。這種最優狀態表明,個人追求自身利益的活動是怎樣最大限度地促進社會利益,從而達到個人理性與社會理性的和諧一致。
然而,現實經濟世界是極其復雜性的,經濟的真實過程和現象往往是隨機性、不確定性、非線性的。其中的要素如交易費用、文化傳統、組織形式等等相互依賴關系越強,系統的復雜性就越高,還有經濟問題處理的是人的問題,是人的集合,不是單個的人的問題。作為市場主體的人,是有血有肉的“現實人”、“社會的人”,是有思想、欲望、情感、意志等的人,他們的改變也會帶來經濟主體行為的變化。而經濟主體的行為將進一步影響系統的其他部分。這種相關性在以一個變量為目標的行動中會有副作用及其長期影響,然而由于變量很多或只看成就,很容易使人們忽視這些副作用及其長期影響。
再者,就市場本身而言,市場的空間范圍越大,經濟過程越復雜。另外,由于市場自身的特性促使經濟結構的自然演化和有限的可預測性,使其配置資源的有效性大打折扣。也就是,市場在帶來資源高效配置的同時,也帶來資源的極大浪費。因為系統本身是消耗能量的,況且資源的合理配置必然伴隨著一個尋找和等待過程,每一種資源要素不可能在每一時刻得到充分利用,若追求每一時點的瞬時最優化,耗費的代價十分昂貴。
在結構性均衡張力的作用下,資源問題以另一面貌出現。在傳統社會中,統治者依靠暴力,維持龐大統治機構,獲取絕大多數資源——所有的社會不幸——貧窮、饑餓、犯罪、社會混亂等等都是由資源短缺引起,即被統治者因無資源而無法生存,致使原有結構的崩潰和新結構的生成。當市場經濟進入壟斷階段,資本等資源都流向實力雄厚的一方,并且他們利用自身各方面的優勢,強占公共資源,或散布相互矛盾甚至錯誤的信息,獲取更多的資源和轉嫁發展的負面影響。偏弱的一方因科技與經營管理的落后使信息收集無法完全,不僅使占有的資源利用效率不高,一旦過分推廣局部經驗,程式化,還會帶來更多意想不到的問題。推而廣之,進入全球化時代,由于自然資源的分布及生產力發展不平衡,人們對各種資源占有、使用的廣度和深度方面的差異,發達國家或地區與發展中國家和地區在發展過程中所呈現出的差距更大。發達國家需要更多的資源,而對新資源的開發需要大量的成本,而發展中國家則屬于粗放型發展模式,雙方都感到資源稀缺。由于雙方都從眼前的利益考慮,對排泄物采取了錯誤的方式,必然帶來全球生態問題。還有,如果其中一種資源耗盡,系統就可能崩潰。如水資源,不加合理地濫用,會導致其嚴重污染而功能衰退,生態系統遭到破壞。
總之,在資源總量有限的情況下,資源稀缺與資源浪費并存。一旦結構單元間的差距過大,其統一體的根基則會破裂,系統也就不復存在了。因而,人類要維持生存與發展,必須認識到,不僅需要維持社會所有生理活動和工業活動所需要的物質必需品——糧食、原料、礦物、燃料和核燃料,以及地球吸收廢料、并使基本化學物質再循環的生態系統,只是必要條件而非充分條件;更取決于人類的和平和社會穩定,勞動者素質的提高——人盡其才、才盡其用,以及穩定的技術進步等因素。資源危機因人而起,當然,也只有人才能解決。而解決的辦法取決于人類自身在所處的世界中采取何種態度、使用何種方法。
流動性均衡與資源稀缺
從宇宙大爆炸中產生出來的世界萬物,絕大多數都是遠離平衡態系統:物質能量密度分布高度不均勻,溫度高度不均勻,物質大小不一如此等等。這種高度的非均衡,在形成了各物質系統的內部結構的同時,也與外界環境產生交換機制,即系統通過不斷地與外界交換物質和能量。在交換過程中,系統內部某個因素的變化達到一定的閾值時,通過漲落,系統可能發生突變即非平衡相變,由原來的結構性均衡態轉變為一種在時間上、空間上或功能上的全新有序狀態。“做功能力只能在差異中表現出來,沒有物質系統之間的差異及由此引起的變化,說能量中有多少部分可以做功完全沒有意義。做功永遠以兩個存在差異的物質系統的狀態變化為前提和標志。”[6]例如,將一個已經達到熱平衡態的系統置于與其相異的環境中,于是該系統中的能量便能夠自發地轉化出來。這種在遠離平衡的非線性區形成的新的穩定的宏觀有序結構,即流動性均衡。在此均衡下,系統與周圍環境進行著物質、能量和信息變換。也就是說,物質是流動的、變化的、可更新的和可循環利用的。
系統的流動性均衡是其元素間的無結構線性耗散與有結構線性耗散的矛盾統一體。正是無結構線性耗散與有結構線性耗散的矛盾運動,使被耗散的能量,一旦通過高度不均衡的有結構的事物,便會引起其內部的反饋式相互作用,于是進入“有結構的非線性耗散”。由于這種相互作用抗衡著自由隨機運動,于是耗散過程便不再是直線式的,而是沿著曲折迂回的道路進行,形成“有結構非線性耗散道路”[7]。在這種有結構耗散道路中,被耗散的物質能量被吸收到這有序結構中,獲得新的存在形態,生成動態的有序結構。它從自身或環境中吸取著正在按照熵定律耗散的物質能量,將它們納入循環過程。于是,原來的耗散過程被中斷,而被組織為循環過程中的物質能量,由此而被儲存起來,并組織為更高等級的物質能量。若給結構性均衡事物以一定的外力,使系統引起振蕩,或系統在時間序列上改變方向,或隨時間變化,其方向突然逆轉,向新的有序演化。例如原子核系統中的能量未被“允許”占領和實現可能的微觀態,粒子被緊緊束縛而失去了某種范圍內的自由隨機運動,就無法進行能量轉化。核能的開發就是打破這種結構而獲得能量,即利用兩種力量對立統一,用足夠的力量打擊該系統內部結構,使其中的粒子能夠在一定程度上自由隨機運動,開發物質內在能量,使被禁錮的能量釋放出來,發生能量轉化。
“在這個世界上,存在著有序和無序的成分,它們的存在意味著世間萬物在根本上都是相互聯系的,因為無序與有序都具有一個共同的特點;它們暗示許多事物都是相互聯系的。”[8]人類就是眾多聯系的一個環節。據此人們會推廣到人類社會,認為人類前途光明。
的確,社會經濟系統是整個生態—社會超循環系統的組成部分,在這個超循環系統中,由生物的食物鏈構成由低而高的營養級,基層的營養來自土壤陽光等化學物理環境,其下為自養的植物,再到食草動物,再上為第一、二、三級食肉動物,營養級越高的生物物種,需要越多的下層營養級能量來支撐,呈現出“能量金字塔”結構。[9]作為該金字塔頂尖的人類,需要龐大的基層能量來支撐。它們通過與社會系統的物質交換和信息交換能夠對有序化能量產生替代、彌補、改善和加強作用,進而滿足主體的生存與發展的需要,也會使社會系統的“能量有序”拓展為“功能有序”。該“有序”是功能上的“活”有序,而不是結構上的“死”有序。
更何況在生產社會化和經濟全球化的今天,各個民族和國家不再是一個孤立的系統或封閉的系統,而是遠離平衡的耗散結構。全球宏觀經濟的正常狀態既不是均衡態,也不是暫時的偏離均衡,而是有生命節律結構有序的有機體。勞動分工和持續經濟波動是耗散系統中非均衡有序的典型——經濟波動能刺激技術進步(過時技術的消亡和技術創新)與結構變遷,科技的發展不僅讓人們發現未知物品的用途和已知物品的新用途,而且能夠通過元素的重新組合創造出新的物質,也通過對產品生產和使用方法的革新提高資源的效率。
但人們忽略了至關重要的一點,社會是極為復雜的系統,包含著潛在巨大數目的分叉。這樣的系統對漲落高度敏感,既引出希望,也引出一種威脅。因為哪怕是小的漲落也可能增長并改變整個結構,個別活動不是注定不重要的。在主觀欲望的驅使下,實踐活動一旦超過了系統無法接受或消化的程度,將導致系統結構變化。馬爾薩斯人口論中人口增長超過資源的增長,產生生存危機。雖然其只有通過戰爭、瘟疫等方式使人口與資源相一致的方法是錯誤的,但從另一層面給人類敲響警鐘。而現在人類面臨的不僅僅是人口問題,更要緊的是環境問題。它帶來的風險更甚、影響更深遠,一旦地球不能與太陽正常地進行物質、能量和信息的交流,人類將失去了賴以生存的一切。因為人類不是生活在一個星狀的網絡里,而是一個彈簧床墊的網絡。人類的活動若過分地觸動一根彈簧,那么將牽動其他所有的彈簧,有的牽動得多一些,有的少些;若推壓另一根,會產生同樣的情況。在這里,不存在單一的中心點,但也并非每一點都是中心點。也就是初始條件的微小變化會導致后來非常大的變化,甚至出現無法預料的“偶然現象”。
均衡、人的實踐與資源生成
三種不同的均衡僅僅給我們提供了分析資源問題的視角。分布性均衡給人類活動提供了背景材料,打破了把人與自然徹底隔絕開來的認識世界的方法,但也給人類在資源配置及其自身組織方式上安裝了預警裝置。而由事物之間的相互作用力所形成的結構性均衡一方面使資源在加速集聚,使兩極分化加劇;另一方面在尋找新的資源過程中,極易超過生態的承受程度,帶來生態問題。流動性均衡給人類解決資源問題帶來曙光,一個包含許多變量,與外部環境有能量交換的系統,是一個緩沖性能良好的系統,它可以吸收大量的擾動而不會失穩。但由于人類不能完全理解整個生態—社會超循環系統的組成部分的起源、意義和相互關系,不理解一部分僅僅是整體的一個方面,也不理解一個因素會導致其他因素的變化。更無法把握在遠離平衡的狀態下,非常小的擾動或漲落,可以被放大成巨大的破壞結構的波瀾。人類關注資源,就是關注自己。
社會系統同自然環境的變換實質上是人類把“自然存在物”變為“為我存在物”的自覺過程。動物系統同自然界物質、能量和信息的變換是盲目地進行的。馬克思曾用蜘蛛與織工、蜜蜂與建筑師做對比,形象地說明了人類社會活動的自覺性特征。人類的活動發端于現實世界不能滿足人的需要,通過其實踐活動把可能存在物——符合人類需要而在現實世界中又不存在的東西變成現實存在物,使它們由自然的存在變成一種對象性的存在。隨著生產力的發展而有序化的能量形式是多種多樣的。人類最早的能量主要是植物型食物,接著由于火的應用,人類大大擴展了食物范圍。后來由于人類可以按照不同的需要建造各種各樣的物質結構,從而間接地把許多形式的無序化能量轉化為有序化能量。如通過發電設備將各種水力、煤炭、石油、核能、太陽能等無序化能量轉化為有序化的電能,并通過電爐、電機、燈管等設備將電能轉化為人們所需要的熱能、機械能、光能等。“只有人才辦得到給自然界打上自己的印跡”,“他們不僅遷移動植物”,“甚至還改變了動植物本身”[10]。
也就是說,人類雖不能直接創造能量,但創造變換、運用和聚散能量的方式——人類社會通過創造把可能的世界和現實的世界聯結起來的勞動工具,使得人類同自然界的物質、能量和信息的變換具有了動物同自然界的變換所不可比擬的廣度和深度,而且隨著勞動工具的增多,人類同自然變換的方式和領域也會愈來愈多,人類可能選擇的空間也就愈加廣闊。更為重要的是,人類需要不斷地從外界吸收物質和能量,以便對人類的自然狀態的“熵”值增大傾向的反向制約,使人類得以生存。當從自然環境中輸入的物質、能量和信息超過一定閾值,原有的社會結構就被新的結構所取代,由此構成人類社會由低級到高級的發展。
在人類與自然雙向交流的過程中,社會形成多種結構和層次:經濟結構、政治結構和文化結構。經濟系統本身又有生產、交換和消費等,生產本身又有許多層次。同自然界直接交換的是經濟系統,經濟系統決定著政治系統和文化系統,政治系統和文化系統深深影響著經濟系統。當今的資源問題不能僅僅從經濟系統找原因,也應從政治和文化背景尋求解決資源問題的路徑。
其一,樹立人類生存與發展的危機意識,進而樹立只有人類的整體利益、與自然和諧相處,人類才有出路的觀念。
其二,對資源的初始產權較為明確的界定——資源不為哪個人所有,但屬于每個人,使資源的不同屬性歸屬于最需要它的人們,最大限度地發揮其效率。
其三,采取各種措施發展循環經濟,使上一環節的產物成為下一環節的成本,或沒有進入的物質能被天然的吸收機制完全吸收,不造成生態問題。
只有做到這些,才可以說:“社會是人同自然界的完成了的、本質的統一,是自然界的真正復活,是人的實現了的自然主義和自然界的實現了的人本主義”。[11]
在我國社會主義現代化建設中,社會主義提供了建設資源節約型、環境友好型社會的制度基礎和前提,進而走循環經濟之路,資源稀缺性也會得到有效解決。
注釋:
*本文是在魯品越老師的指導下完成的。
[1][9]里夫金等:《熵:一種新世界觀》,上海譯文出版社,1987,第29~30頁;第30頁。
[2][3]懷特海:《思維方式》,劉放桐譯,商務印書館,2004,第79頁;第136頁。
[4][7]魯品越:《反熱寂論與可持續發展》,《中國社會科學》1997年第6期。
[5]張彥、林德宏:《系統自組織概論》,南京大學出版社,1990,第279頁。
[6]楊本洛:《經典熱力學中若干基本問題的探討》,科學出版社,1996,第20頁。
精品范文
10單細胞研究