师:同学们好,欢迎和我一起开启生物的探究之旅。上节课我们通过调查知道,生物都生活在一定环境中,地球上所有生物与其环境的总和叫做生物圈,它是包括我们人类在内所有生物的共同家园。第二章我们要了解生物圈,而了解生物圈首先得了解生物与环境的关系。今天我们就来学习第一节——生物与环境的关系。
同学们都知道大熊猫是我国珍稀动物,深受世界人民喜爱。大家想一想,野外生活的大熊猫主要分布在哪些地区?这些地区有哪些适于大熊猫生活的特点呢?
生:野外生活的大熊猫主要分布在我国四川西部和北部、甘肃南部、西藏东部及陕西西南部。
师:非常好。大熊猫以箭竹等为食,食性单一。这些地区适于大熊猫生活的特点主要是有竹类植物和水源。由此可见,影响生物生活的环境,不仅指生物的生存空间,还包括存在于它周围的各种影响因素,比如大熊猫所需的竹类植物和水源。我们把环境中影响生物生活和分布的因素称为生态因素。请大家观察课本13页小麦田示意图,想一想影响小麦生活的因素有哪些呢?
生:有阳光、温度、水、土壤、老鼠、蚯蚓、七星瓢虫、麦芽、杂草等。
师:没错。根据分类依据,我们可以将这些因素分为两类,即非生物因素和生物因素。其中非生物因素包括光、温度、水、氧气等,生物因素指的是影响某种生物生活的其他生物。我们先来看看影响生物生活的非生物因素。同学们,你们知道有哪些非生物因素会对哪些生物的生活产生影响呢?我们来看这三张图片:沙漠绿洲、旱季草原、雨季草原。从图中我们看到,在沙漠靠近水源的地方出现绿洲,这说明了水对植物的分布有影响。旱季、雨季草原上植物生长状态不同,也说明水对植物的生长有影响。这是我国长白山国家自然保护区,我们发现植物垂直分布,高山上海拔越高,温度越低,阔叶林往往分布在海拔较低的地方,针叶林往往分布在海拔较高的地方,这说明温度对植物的分布有影响。通过比较向着太阳生长的向日葵和生长在背阴处的苔藓,我们发现阳光对生物的生长及分布有影响。没有阳光,绿色植物就不能进行光合作用,也就无法生存。在陆生植物中,有些只有在强光下才能生长得好,如松山柳、槐、玉米等;有些只有在密林下的弱光下才能生长得好,如药用植物人参、三七等。我们知道植物生长需要从土壤中吸收大量营养物质,如氮、磷、钾等。肥沃的土壤上有成片花海,而贫瘠的土壤寸草不生,这都说明了土壤对生物的影响。那非生物因素是不是也影响动物的生活呢?下面我们通过一个实验视频来看看。
(播放多宝鱼实验视频)
师:视频里,两条健康的多宝鱼,分别放在两个一模一样的鱼缸里。刚开始两个缸里的鱼都很活泼,可是渐渐地就发生了变化,1号鱼缸中的多宝鱼依然活跃,但是2号鱼缸中的多宝鱼表现痛苦。为什么会有这样的变化呢?先捞出来看看鱼到底怎么了。1号鱼缸的鱼极力反抗,难抓,精力充沛,很快就能翻过身来,说明它活得很好,这也是测试多宝鱼是否新鲜的重要标准。那2号多宝鱼现在怎么样了?跳一下,它几乎都不动了,而且鱼鳍边缘有点发红,这也是评判标准之一。短短两分钟,外表看不出任何区别的鱼缸中,两条鱼却有着截然不同的反应,2号鱼缸中到底是什么将鱼推向了死亡?
生:是温度。
师:非常正确。一样的水,一样的缸,唯一的差别在于温度。温度计显示,1号鱼缸水温是17.3摄氏度,2号鱼缸水温是24.5摄氏度。不到10摄氏度的温差为什么会有致命的危险呢?通过视频我们发现非生物因素对动物的生活也有影响。下面我们自己通过实验来探究一下,我们选择的实验对象是鼠妇,又称潮虫,身体略扁,分节,灰褐色或黑色。同学们,你们是否发现,如果翻动花盆、石块底下等阴暗处,常常能看见鼠妇,而在明亮的地方看不到?当翻开花园、庭院中花盆或石块,它很快就爬走了。对此,你们能提出什么问题呢?
生:光会对鼠妇的分布产生影响吗?
师:很好。那我们根据生活中发现的现象做出假设,鼠妇适于生活在阴暗的环境中,光会影响鼠妇的分布。假设可以是正确的,也可以是错误的,但做出假设时应依据一定的生活经验和理论基础。比如我们在比较阴暗的地方看到了鼠妇,而在明亮的地方没有看到,所以做出鼠妇适于生活在阴暗环境中的假设。那如何制定我们的实验计划呢?大家想想,要设计什么样的环境?设计几组?放置几只鼠妇?需要哪些实验材料呢?
生:可以设计明暗不同但相通的两种环境,各放入等量的鼠妇,过一段时间后看哪边的鼠妇比较多。
师:很棒。实验用具为每小组10只鼠妇、湿土、铁盘、纸板、玻璃板。实验装置这样设置:在铁盘内放上一层湿土,以横轴中线为界,一侧盖上纸板,另一侧盖上玻璃板,这样在盘内就形成了阴暗和明亮两种环境。制定计划:在纸盒中放入湿土,一侧盖上不透光的纸板,一侧盖上玻璃板,形成阴暗和明亮两种环境,在两侧中央各放入5只鼠妇,过2分钟、3分钟、10分钟、11分钟,分10次统计明亮处和阴暗处的鼠妇数目。下面我们通过视频来看看实验是如何完成的,实验结果又是怎样的呢?
(播放探究光对鼠妇分布影响的实验视频)
师:通过视频我们看到,随着时间的推移,明亮处的鼠妇减少,阴暗处的鼠妇增多,最后明亮处的鼠妇几乎都聚集到了阴暗处。于是我们得出结论,光会影响鼠妇的分布,鼠妇适于生活在阴暗的环境中。做完实验后,我们应该把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中。通过本次探究实验,我们发现光会影响鼠妇的分布,其实温度、水等非生物因素同样会影响鼠妇等动物的生活和分布。同学们可以以本实验为基础,进一步开展探究实验。通过实验我们得出了结论,鼠妇适于生活在阴暗的环境中,光会影响鼠妇的分布。但得出结论后,实验并没有完成,还需进一步思考并表达交流。大家想一想,这个实验所探究的非生物因素是什么?还有哪些因素对该动物有影响?如何保证实验结果的不同只是由我们确定的变量所引起的?为什么要用10只鼠妇做实验?用一只不行吗?为什么要计算全班各组的平均值呢?我们一起来看看。问题一,这个实验所探究的非生物因素是什么?
生:是光。
师:对,除了光以外,还有温度、水、空气等因素对鼠妇有影响。那如何保证实验动物出现的变化只是由于实验要探究的因素而引起的呢?
