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2023年人教版《初中生物 八年級上冊》教師用書 (90頁)

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  1. 二一教育資源

2023年人教版《初中生物 八年級上冊》教師用書 (90頁)

資源簡介

2023年人教版《初中生物 八年級上冊》教師用書 (90頁)
TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \l "_Toc322353219" 《義務教育課程標準實驗教科書 生物學 八年級 上冊》簡介 3
HYPERLINK \l "_Toc322353220" 第五單元 生物圈中的其他生物 9
HYPERLINK \l "_Toc322353221" 第一章 各種環境中的動物 10
HYPERLINK \l "_Toc322353222" 第一節 水中生活的動物 10
HYPERLINK \l "_Toc322353223" 第二節 陸地生活的動物 19
HYPERLINK \l "_Toc322353224" 第三節 空中飛行的動物 25
HYPERLINK \l "_Toc322353225" 第二章 動物的運動和行為 32
HYPERLINK \l "_Toc322353226" 第一節 動物的運動 33
HYPERLINK \l "_Toc322353227" 第二節 先天性行為和學習行為 36
HYPERLINK \l "_Toc322353228" 第三節 社會行為 42
HYPERLINK \l "_Toc322353229" 第三章 動物在生物圈中的作用 45
HYPERLINK \l "_Toc322353230" 第一節 動物在自然界中的作用 46
HYPERLINK \l "_Toc322353231" 第二節 動物與人類生活的關系 49
HYPERLINK \l "_Toc322353232" 第四章 分布廣泛的細菌和真菌 53
HYPERLINK \l "_Toc322353233" 第一節 細菌和真菌的分布 54
HYPERLINK \l "_Toc322353234" 第二節 細菌 56
HYPERLINK \l "_Toc322353235" 第三節 真菌 59
HYPERLINK \l "_Toc322353236" 第五章 細菌和真菌在生物圈中的作用 67
HYPERLINK \l "_Toc322353237" 第一節 細菌和真菌在自然界中的作用 68
HYPERLINK \l "_Toc322353238" 第二節 人類對細菌和真菌的利用 72
HYPERLINK \l "_Toc322353239" 第六單元 生物的多樣性及其保護 75
HYPERLINK \l "_Toc322353240" 第一章 根據生物的特征進行分類 76
HYPERLINK \l "_Toc322353241" 第一節 嘗試對生物進行分類 77
HYPERLINK \l "_Toc322353242" 第二節 從種到界 81
HYPERLINK \l "_Toc322353243" 第二章 認識生物的多樣性 83
HYPERLINK \l "_Toc322353244" 第三章 保護生物的多樣性 87
《義務教育課程標準實驗教科書 生物學 八年級 上冊》簡介
根據教育部制訂的《基礎教育課程改革綱要》和《義務教育生物課程標準(實驗稿)》,我們編寫了《義務教育課程標準實驗教科書生物學八年級上冊》,供義務教育階段八年級第一學期使用。為了使大家更好地了解和使用本冊教材,現將本冊教材的編寫情況作以下說明。
編寫指導思想和原則
同七年級上、下冊一樣,本冊教材的編寫遵循了這套書共同的編寫指導思想和原則。
1.編寫指導思想
以全面提高學生的科學素養為宗旨,以培養學生的創新精神和實踐能力為重點,以促進學生轉變學習方式──變被動接受式學習為主動探究式學習為突破口,使教材符合學生發展的需要和社會需求,反映生物科學的新進展及其在社會中的廣泛應用。
2.編寫原則
(1)把握基礎性,體現先進性。(2)有利于學生主動學習、自主探究。(3)突出科學探究能力的培養。(4)重視科學態度、科學方法和科學價值觀的教育。(5)滲透STS教育思想。(6)廣泛聯系學生的生活經驗和知識基礎。(7)加強啟發性和可讀性。(8)具有彈性。
知識體系的構建
本冊包括兩個單元:第五單元“生物圈中的其他生物”,第六單元“生物的多樣性及其保護”。
1.總體框架
教材編寫的直接依據是課程標準。課程標準中與本冊相對應的內容涉及三個一級主題:
“六、動物的運動和行為”在教材中列為第五單元第一章和第二章。“八、生物的多樣性”中,動物的類群、細菌、真菌及其與人類的關系,安排在第五單元;生物的分類和保護生物多樣性的重要意義等,安排在第六單元。“九、生物技術”中,“舉例說出發酵技術在食品制作中的作用”、“說明食品的腐敗原因”和“運用食品保鮮的一般方法”安排在第五單元第五章。
在“生物的多樣性”這個一級主題中,病毒的主要特征以及與人類的關系、“概述植物(如藻類植物、蕨類植物、種子植物等)的主要特征以及與人類生活的關系”,已經安排在七年級上冊;“生命的起源和生物進化”的內容將安排在八年級下冊。“九、生物技術”中“現代生物技術”的內容,在七年級上冊和本冊有多處提及,在八年級下冊還將有更為詳細的介紹。
由此可見,教材內容的選擇是以課程標準為依據的,但是,這些內容在本冊書中呈現出的體系,則與課程標準中具體內容標準的排列順序有明顯差別。之所以這樣處理,主要是考慮到學生的認識規律,即力求“實現學科內在邏輯與學生認識邏輯的統一”(見課程標準的“教材編寫建議”)。比如,課程標準中關于生物多樣性的內容較多,包括生物的各大類群及其與人類的關系、生物的分類方法和生物多樣性的保護等。這些內容如果集中在教材的某一個單元,勢必十分龐雜。將各大類群的內容羅列鋪陳,就又回到傳統教材的老路上,學生很可能不厭其煩,這是其一;將各類群內容集中介紹,只能概述它們的主要特征及其與人類的關系,關于它們在生物圈中的作用以及與環境的相互關系,則難以展開,因而不能充分體現課程標準突出人與生物圈的思路,這是其二;如果這樣做的話,“生物圈中的綠色植物”等單元則只能講各類群的共性,如光合作用、呼吸作用、蒸騰作用以及綠色植物在生物圈中的作用等,而對生物圈中有哪些綠色植物不做介紹,這不符合從具體到抽象、從特殊到一般的認識規律,這是其三。考慮到以上原因,教材在第三單元“生物圈中的綠色植物”和第五單元“生物圈中的其他生物”中,分別安排了綠色植物的類群、動物的類群和細菌、真菌等內容。在這些內容中,主要介紹了類群的主要特征、與人類的關系和在自然界中的作用。
通過前五個單元的學習,學生對生物界的概貌有了較全面的了解,對生物的各個類群也有了許多感性認識,在此基礎上安排第六單元《生物多樣性及其保護》,具有承上啟下的作用:學生已經了解了植物、動物以及細菌和真菌等主要類群的特征,這就為學習生物的分類打下了一定的基礎;學生對生物種類及生境的多樣性已經有不少感性認識,但對于生物多樣性的內涵、重要意義及人類應當采取的對策,尚需進一步抽象、概括和深入探討,因此,教材在第六單元的后兩章安排了認識生物的多樣性和保護生物的多樣性等內容。生物多樣性是如何形成的呢 是長期進化的結果,而生物進化的過程實質上是生物的遺傳、變異特性與環境的選擇相互作用的過程,這些內容將安排在八年級下冊第七單元《生命在生物圈中的延續和發展》中。
2.具體內容的處理
第五單元包括動物和細菌、真菌兩大部分內容。關于動物部分,教材改變了長期以來按進化順序逐門逐綱講述各類群形態結構和生理功能的做法,而是與第三單元“生物圈中的綠色植物”的處理思路一脈相承,先探討生物圈中有哪些動物,它們分別有哪些與各自環境相適應的特征,再探討它們在自然界中的作用以及與人類的關系(圖1)。為了便于學生探究動物的主要類群對環境的適應性特征,強化動物與環境緊密聯系的認識,同時避免按門綱羅列介紹的做法,教材安排了“水中生活的動物”、“陸上生活的動物”和“空中飛行的動物”三節。“水中生活的動物”重點探究魚適應水中生活的特點;“陸上生活的動物”重點探究蚯蚓和家兔適應陸上生活的特點;“空中飛行的動物”重點探究鳥和昆蟲適應空中飛行的特點,這樣似能較好地體現課程標準關于動物的類群重點闡述環節動物、節肢動物、魚類、鳥類和哺乳類的要求。關于其他動物的類群,教材則在相應的節中簡單介紹。考慮到人體結構和生理的內容已在第四單元講述,本單元關于動物的結構和生理的內容做了較大幅度的簡化,以避免重復。
將動物的運動和行為一并安排在第五單元第二章,主要是出于三點考慮:一是在第一章已經介紹了動物的各種運動方式及其適應意義,這為介紹運動的結構基礎和行為都奠定了基礎;二是動物的行為大多是通過運動來完成的;三是動物在自然界中的作用及其與人類的關系,都與它們的行為有密切的聯系,這一章可以為第三章“動物在生物圈中的作用”打基礎。
關于細菌和真菌,教材內容既包括課程標準中規定的“細菌和真菌的主要特征以及與人類的關系”,又包括課程標準中“日常生活中的生物技術”的內容。說到細菌和真菌與人類的關系,必然要說到發酵食品的制作等日常生活中常用的生物技術,因此,將課程標準中這兩項內容合在一起,應當說是順理成章的。此外,本單元第四章標題定為“分布廣泛的細菌和真菌”,將“細菌和真菌的分布”作為第一節,還安排了第五章“細菌和真菌在生物圈中的作用”的內容,這些內容盡管與具體內容標準并非一一對應,卻都是為了更好地體現課程標準突出人與生物圈的思路。
第六單元是《生物的多樣性及其保護》,包括生物的分類、生物多樣性的概念、現狀及保護對策等。
關于生物的分類,課程標準中具體內容標準的表述是:“嘗試根據一定的特征對生物進行分類”。既是嘗試,就意味著不需要完全掌握。因此,教材中并未全面而系統地介紹生物分類的方法,而是通過活動讓學生體驗生物的分類是根據不同生物的特征上的相似程度來進行的,并以馬為例介紹了從種到界的分類等級和分類的基本單位。從義務教育的培養目標來看,這樣處理也較為適切。因為絕大多數學生將來并不從事生物學專業工作,對他們來說,重要的不是掌握生物分類的具體知識和技能,而是分類的思想方法。
關于生物多樣性及其保護,課程標準中具體內容標準的表述是:“說明保護生物多樣性的重要意義”。考慮到生物多樣性已經成為全社會關注的熱點問題,具有保護生物多樣性意識,應當成為現代社會公民素養的重要組成部分,以及中國是《生物多樣性公約》的締約國等原因,教材從生物種類的多樣性、基因的多樣性、生態系統的多樣性三個方面來闡述生物多樣性的內涵,以期使學生對保護生物多樣性的意義和對策有更深入的認識。
科學探究活動的安排
倡導探究性學習是生物課程標準的重要理念之一。設計并安排好科學探究活動,是教材貫徹落實這一課程理念的關鍵所在。在總結前兩冊經驗的基礎上,本冊教材繼續加大科學探究的力度,并注意安排合理的梯度。
從數量和類型上看,八年級上冊共有探究活動41個;有關探究活動的欄目類型包括“觀察與思考”、“資料分析”、“探究”、“實驗”、“演示實驗”、“調查”、“模擬制作”、“制作”、“技能訓練”、“角色扮演”、“課外實踐”等(詳見附表一)。
本冊有“探究”6個。鑒于在前兩冊書已學習過探究的基本方法,本冊的探究活動的設計給予了學生更大的自主性,不少探究活動都是引導學生自己提出問題、作出假設,并自主制定探究計劃。例如,關于魚鰭的作用的探究、不同環境中的細菌和真菌的探究、動物的學習行為和通訊的探究等。考慮到七年級下冊在幫助學生自主提出問題、作出假設等方面,已經通過模擬討論情景等方式給予不少提示和引導,本冊對提出問題、作出假設這兩個環節不再以模擬討論情景的方式作為重點,而是僅提供背景材料。在對探究活動的引導上,本冊重在探究方案的設計。對于難度較大的探究活動,給出了較詳細的提示,或者通過模擬討論情景等方式進行引導。如關于魚鰭的作用的探究、不同環境中的細菌和真菌的探究等。
探究活動的設計有一定的梯度。七年級下冊的探究活動在動手能力和實驗設計能力上要求相對較低,探究需要持續的時間較短;在科學探究技能上,除了訓練學生提出問題、作出假設等一般過程技能外,尤為側重通過測量獲取數據、設計表格記錄和整理數據的技能。八年級上冊在動手能力和實驗設計能力上要求較高,如探究魚鰭的作用、檢測不同環境中的細菌和真菌等,有些探究需要持續較長時間,如探究動物的學習行為;在技能訓練方面,也有意安排了設計實驗、評價實驗方案的訓練項目,而設計和評價的要求都是屬于較高層次的。
在重視培養學生的科學探究能力的同時,本冊教材還特別重視培養學生的實踐能力。正文中安排了“飼養和觀察蚯蚓”、“調查動物在人們生活中的作用”、“檢測不同環境中的細菌和真菌”、“制作甜酒”等實踐性較強的活動,在“課外實踐”欄目中安排了“飼養金魚”、“飼養家兔”、“參觀食用菌養殖場或自己動手養殖食用菌”、“制作發酵食品”、“設計并安放人工鳥巢或飼養臺”等活動。
在科學方法方面,本冊教材在七年級下冊基礎上進一步擴展。七年級下冊重在結合具體探究內容,引導學生領悟科學探究的一般方法,如是否需要作出假設、如何作假設、設置重復組以消除誤差、用工具測量的必要性、五點取樣法等。八年級上冊除介紹科學探究的一般方法如模擬實驗法以外,還介紹了學科內的特殊方法,如生物分類的方法、微生物培養的方法等。
為了培養學生收集和處理信息的能力,教材在正文或練習中,還安排了不少與此有關的活動,鼓勵學生通過各種途徑收集信息,包括通過網絡媒體收集信息。比如,在“動物在生物圈中的作用”一章的引言中將《寂靜的春天》一書的封面作插圖;資料分析中將有關剪報作插圖;在關于保護中華鱘的練習題中,提出上網查尋有關信息的建議,并配以有關網頁的頁面等。
情感、態度和價值觀的滲透
提高生物科學素養是課程標準的重要理念之一,而理解科學、技術與社會的相互關系正是科學素養的重要組成部分。同七年級上冊和下冊一樣,這兩冊教材重視反映科學、技術和社會的相互關系,滲透人文精神。八年級上冊設有“科學·技術·社會”4篇,“科學家的故事”2篇,“與生物學有關的職業”1篇,“生物學與藝術”1篇,“生物學與文學”1篇(詳見附表二)。
本冊教材對情感、態度和價值觀的滲透主要側重在以下幾個方面:
1.生物多樣性的價值
只有深入認識生物多樣性的價值,才能更好地樹立人與自然和諧發展的觀點。如何看待生物的價值,人們往往從人類中心主義的價值觀出發,將生物分成有益的和有害的,肯定有益生物的價值,否定有害生物的價值。其實從生態學觀點來看,即使地球上沒有人類(生物圈中沒有人類的時間遠比有人類的時間長),每種生物對生物圈的存在和發展也都有著獨特的貢獻,具有獨立的價值。在生物多樣性銳減、生態環境問題日益突出的今天,人類中心主義的價值觀越來越暴露出其過于功利、短視和偏狹的局限性,不利于人類社會的可持續發展。
本冊在前兩冊教材的基礎上,注意引導學生深入思考生物多樣性的價值。在第五單元的引言中(也是本冊開篇第一段文字),就從七年級上冊已經介紹過的“生物圈Ⅱ號”實驗說起,引導學生分析生物圈中物種多樣性的價值。第五單元中“動物在自然界中的作用”、“細菌和真菌在自然界中的作用”等節,引導學生從種間關系和生態系統的層次認識動物、細菌和真菌在生物圈中的價值;在“人類對細菌和真菌的利用”一節,則引導辯證地認識細菌和真菌對人類的價值,避免非益即害、非害即益的片面性。第六單元“生物多樣性及其保護”則在前面認識物種多樣性價值的基礎上,側重引導學生認識基因多樣性和生態系統多樣性的價值。
2.科學技術的價值
科學本身是探求自然界的奧秘,它在一定程度上滿足人們對自然界的好奇心,豐富人們的精神世界,具有認識論價值。科學通過技術轉化為人們改進生產和生活方式的手段,發展生產力,促進社會物質文明的進步,又具有實踐價值。科學技術在促進人類進步的同時,往往帶來人們預想不到的負面影響,因此,其實踐價值就相當于一枚硬幣的正反兩面,具有兩面性。此外,盡管社會在走向科技化,科技也在社會化,但是,科學始終不是萬能的,人類社會面臨的所有問題,并非都能依靠科學來解決。本冊教材通過具體教學內容,試圖使學生對科學的價值形成以上認識。比如,在“細菌”一節,首先介紹了細菌的發現,從科學家觀察到細菌的存在,到發現細菌的發生,再到巴氏消毒法及防止術后感染方法的發明,說明細菌的發現在認識和實踐上的價值。生物技術與“藍色革命”、動物與生物反應器、動物與仿生、以菌治蟲等內容,充分體現了科學技術在實踐上的正面價值。“抗生素今昔”這篇閱讀材料,既介紹了抗生素的發現及其在醫療上的巨大價值,也指出濫用抗生素帶來的后果,并讓學生思考:“讀了這篇短文,你對科學、技術和社會的關系有什么新的認識 ”“保護生物的多樣性”一章的角色扮演活動“辯論和協商怎樣保護白頭葉猴”,讓學生代表不同利益或立場的社會角色,討論野生動物保護問題,使學生有機會認識到解決這類問題僅靠科學技術是不夠的。
3.其他方面
本冊對情感、態度和價值觀的滲透還包括其他許多方面。比如《動物的學習行為》一節的練習題聯系學生的學習態度;兩篇“科學家的故事”都介紹科學家熱愛科學、獻身科學的精神;通過介紹我國生物種類的豐富多樣,激發學生的民族自豪感;通過“生物學與文學”和“生物學與藝術”欄目,培養學生的審美情趣,等等。
本書在內容的呈現方式上與前兩冊基本相同,主旨是有利于學生進行探究性學習,具有較大的開放性和可塑性,同時也考慮到便利教學。
附表:
附表一 科學探究活動分類表
活動類別 活動內容 在教科書中的位置
觀察與思考 觀察魚的外形與游泳
觀察魚的呼吸與鰓的外形
觀察兔的外形、運動和牙齒
觀察各種昆蟲的翅
觀察哺乳動物的骨骼和肌肉
觀察細菌的結構
觀察青霉和曲霉的形態
觀察分解者在物質循環中作用的圖示
觀察食物保存的圖片
觀察植物分類的圖表
觀察動物分類的圖片 第五單元第一章第一節第3頁
第五單元第一章第一節第7頁
第五單元第一章第二節第16頁
第五單元第一章第三節第24頁
第五單元第二章第一節第28頁
第五單元第四章第二節第60頁
第五單元第四章第三節第62頁
第五單元第五章第一節第66頁
第五單元第五章第二節第73頁
第六單元第一章第一節第81頁
第六單元第一章第一節第82頁
資料分析 分析動物行為的資料
分析動物與生態平衡的關系
分析動物與生物反應器的資料
分析動物和植物多樣性的資料
分析生物多樣性銳減的資料 第五單元第二章第二節第32頁
第五單元第三章第一節第44頁
第五單元第三章第二節第50頁
第六單元第二章第90頁
第六單元第三章第95頁
探究 探究鰭在游泳中的作用
探究鳥適于飛行的特點
探究菜青蟲的取食行為
探究動物的繞道取食行為
探究螞蟻的通訊
檢測不同環境中的細菌和真菌 第五單元第一章第一節第4頁
第五單元第一章第三節第21頁
第五單元第二章第二節第34頁
第五單元第二章第二節第35頁
第五單元第二章第三節第39頁
第五單元第四章第一節第56頁
實驗 飼養和觀察蚯蚓 第五單元第一章第二節第14頁
演示實驗 發酵現象 第五單元第二章第二節第71頁
調查 調查動物在人們生活中的作用 第五單元第三章第二節第48頁
模擬制作 制作肌肉牽動骨運動的模型 第五單元第二章第一節第31頁
制作 制作孢子印
制作甜酒 第五單元第四章第三節第64頁
第五單元第五章第二節第72頁
角色扮演 辯論和協商怎樣保護白頭葉猴 第六單元第三章第97頁
課外實踐 飼養小魚
飼養家兔
參觀食用菌養殖場或自己動手養殖食用菌
制作發酵食品
設計并安放人工鳥巢或飼養臺 第五單元第一章第一節第11頁
第五單元第一章第二節第19頁
第五單元第四章第三節第65頁
第五單元第五章第二節第76頁
第六單元第三章第99頁
技能訓練 綜合和概括
作出假設,設計實驗
收集資料
計算(細菌數目)
評價實驗方案
分類
推測 第五單元第一章第三節第26頁
第五單元第二章第三節第41頁
第五單元第三章第二節第52頁
第五單元第四章第二節第61頁
第五單元第五章第一節第69頁
第六單元第一章第一節第83頁
第五單元第三章第98頁
附表二 課外閱讀資料分類表
資料類別 資料名稱 在教科書中的位置
科學技術社會 生物技術與“藍色革命”
生物防治
以菌治蟲
抗生素今昔 第五單元第一章第一節第11頁
第五單元第三章第一節第47頁
第五單元第五章第一節第70頁
第五單元第五章第二節第76頁
與生物學有關的職業 養殖專業戶 第五單元第三章第二節第53頁
科學家的故事 珍妮·古多爾和黑猩猩交朋友
林奈和雙名法 第五單元第二章第三節第42頁
第六單元第一章第二節第89頁
生物學與藝術 動物與造型藝術 第五單元第一章第三節第27頁
生物學與文學 借動物以言志 第五單元第三章第二節第54頁
附表三 本冊教科書教學參考課時數(27課時)

教學內容 參考課時數
第五單 元生物圈中的其他生物 21
第一章 各種環境中的動物 7
第一節水中生活的動物 2
第二節 陸地生活的動物 3
第三節 空中飛行的動物 2
第二章 動物的運動和行為 5
第一節 動物的運動 1
第二節 先天性行為和學習行為 2
第三節 社會行為 2
第三章 動物在生物圈中的作用 2
第一節 動物在自然界中的作用 1
第二節 動物與人類生活的關系 1
第四章 分布廣泛的細菌和真菌 4
第一節 細菌和真菌的分布 2
第二節 細菌 1
第三節 真菌 1
第五章 細菌和真菌在生物圈中的作用 3
第一節 細菌和真菌在自然界中的作用 1
第二節 人類對細菌和真菌的利用 2
第六單元 生物的多樣性及其保護 6
第一章 根據生物的特征進行分類 3
第一節 嘗試對生物進行分類 2
第二節 從種到界 1
第二章 認識生物的多樣性 1
第三章 保護生物的多樣性 2
第五單元 生物圈中的其他生物
單 元 說 明
本單元知識內容共分五章。第一章“各種環境中的動物”主要是通過學生的活動,來探討水中、陸地和空中動物的主要類群,它們與各自環境相適應的特征,以及保護動物棲息環境的重要性。第二章“動物的運動和行為”是在學生認識了動物的各種運動方式的基礎上,通過探究活動來認識運動的機理,認識動物行為產生的原因,動物行為對生物個體和群體生存的意義以及對生存環境的影響,為探討第三章“動物在生物圈中的作用”打下基礎。第四章和第五章的知識內容,主要介紹了細菌和真菌的主要特征、與人類的關系,以及細菌和真菌在生物圈中的作用。
本單元從生物圈的角度簡要介紹了動物的類群。在教材的編排方式上改變了以往教材過分強調學科體系完整性的傾向,沒有像原教材那樣從進化的角度依次列舉各門類的動物,而是以重點動物為例(如魚、蚯蚓、家兔、昆蟲和鳥等)來探究動物在形態、結構與生理功能上與其環境相適應的特點。
本單元的另一特點是探究活動的內容和方式豐富多彩,共設計34項探究活動。其突出的特點是:(1)加強了學生探究活動的自主性和選擇性,如“鰭在游泳中的作用”、“菜青蟲的取食行為”、“檢測不同環境中的細菌和真菌”等探究活動均需要學生自主提出問題、作出假設、設計實驗方案等,教材只是作了重點提示,旨在給學生留有充分的思維空間。(2)探究活動的內容與生活實踐緊密相聯系,以利于對學生實踐能力的培養,如“飼養家兔”、“制作甜酒”、“探究螞蟻的通訊”等活動的內容不僅使學生感興趣,而且對學生動手操作的能力要求也較高。(3)加大了技能訓練的難度。本單元的“技能訓練”內容增加了“綜合和概括”、“設計和評價實驗方案”等訓練項目,利于培養學生的多種能力。(4)注重科學方法的教育,在內容上不僅包含科學探究的一般方法,還增設了微生物培養的方法、模擬實驗的方法等。
通過本單元的教學活動,應使學生主要在以下幾方面得到發展:
認識動物都有與各自環境和生活習性相適應的形態結構特點。根據這些形態結構特點,可以將動物分為不同的類群;理解動物的運動依賴于一定的結構基礎;通過分析動物的行為,區別動物的先天性行為和學習行為,并且理解動物的先天性行為是由遺傳基礎決定的,而動物的學習行為是在生活過程中習得的。
通過了解細菌和真菌相似的營養方式,不同的結構和繁殖方式,從而認識細菌和真菌的特征。
通過觀察、調查、收集、實驗、模擬等方法,體驗科學探究活動,在活動中提高動手操作能力,發展創新能力和實踐能力;通過討論和開放性練習題培養發散思維的能力;形成愛護動物的情感,提高保護動物棲息環境的意識,學會用辯證的觀點看待動物、細菌和真菌在自然界的作用以及與人類的關系,建立生物與環境和諧統一的觀點;認識生物科學與技術對人類生活和社會發展的作用。
第一章 各種環境中的動物
本 章 提 示
在生物圈中,動物是最活躍、活動范圍最廣的一類生物。本章內容的處理思路是突出動物與環境的關系。因此,內容安排改變了以往的按進化順序逐門逐綱地講述各類群動物的形態結構和生理的做法,而是按照生物圈的環境特點,從“水中生活的動物”、“陸地生活的動物”和“空中飛行的動物”來探究各類動物與各自環境相適應的特點。這樣做的另一個意圖是,減少知識的分量,為學生主動探究提供時間和空間。
教材在本章具體內容的處理上,有以下幾點需要說明:(1)由于學生在第四單元中已學習了人體結構和生理的內容,所以本章對動物的結構和生理的內容做了較大的簡化。(2)側重從生物與環境的關系出發探究各類群動物的主要特征,探討它們在生物圈中的作用及與人類的關系。(3)教材雖然從水中、陸地和空中三大環境來探究動物的主要類群,如魚類、環節動物和哺乳類、節肢動物和鳥類等。但對其他門類的動物,如腔腸動物、軟體動物、甲殼動物、兩棲動物等也相應的在各節中做了簡單的介紹。教材之所以這樣介紹,既是讓學生對這些類群有大致了解,也是為學生學習有關進化的內容奠定一些必要的基礎。
此外,應該注意的是生物圈中的許多動物的活動范圍往往并不局限于特定的環境中,而是跨越多種環境,教材對此做了說明,以防止學生對知識的理解絕對化。
本章探究活動的內容多,形式多樣化,包括有4個“觀察與思考”、2個探究、1個實驗、2個課外實踐、1個技能訓練,安排這些活動的目的是通過學生的活動來獲取知識,學會科學研究的方法,發展創新意識,提高實踐能力。同時使學生在活動中,建立生物與環境相統一的觀點。
  第一節 水中生活的動物
一、教學目標
1.了解水生無脊椎動物的常見類型。
2.探究魚類的運動和呼吸的方式,并概述魚類的主要特征。
3.說明水生動物適于水中生活的特點。
4.關注水生動物的生存環境。
二、教學策略
本節的教學重點是探究魚類適應水中生活的特點。在教學活動中,教師應引導學生通過兩個“觀察與思考”、一個“探究”實驗、一個課外實踐等活動,來認識魚類在水中是如何運動、呼吸的,從而總結出魚類適于水中生活的主要特征。
在教學中,教師可以從創設問題情境入手,使學生通過觀看各種水生動物的圖片或錄像片,對眾多的水生動物有一個直觀感性認識,在此基礎上,引導學生思考:“如果陸生動物(包括人類)到水中生活會遇到哪些問題 ”“魚類等水生動物是如何解決這些問題的 ”這樣不僅可以提高學生的興趣,還可以引導學生進行有目的探究活動,同時培養學生發現問題、提出問題的意識。
在組織第一個“觀察與思考”的活動中,教師應注意以兩點。(1)使學生明確活動的目的要求,學會由整體到局部,由單一變量到若干個變量的有序的觀察方法,以及作觀察記錄的方法。首先讓學生觀察和描述魚體的外形特征,分析這些特征對魚類適應水中生活的意義,然后引導學生觀察魚在游泳時每一種鰭是如何運動的,思考它們對魚的運動分別起什么作用,并觀察魚在完成某一種運動時各種鰭是如何相互配合的。(2)引導學生正確地判斷觀察的結果與得出的結論之間是否具有邏輯性;認清通過觀察活動解決了哪些問題,哪些結論只是推論,還有待于實驗驗證,從中培養學生實事求是的科學態度,為“探究”打下基礎。
有關“探究”實驗,首先是引導學生制定可行的探究活動方案。在制定并實施探究方案時,教師應提供多種可供選擇的材料和用具。在引導和參與學生的探究活動時應注意以下幾點。(1)在有條件的地方,鼓勵學生設計多種方案。在沒有條件的地方,應根據當地的實際情況進行選擇,如在很難找到活魚的地區,可以用模擬探究的方法。(2)在學生實驗前應做好充分準備。對實驗材料用具的選擇是實驗成敗的關鍵,如對魚體大小的選擇,捆綁魚體的夾板和線繩的選擇等。經實踐證明魚體大小以6~10 cm長為宜,捆綁魚鰭用紗布較佳,捆綁尾鰭用輕且不易滑脫的材質為宜,如用輕的木片、塑料片等。要鼓勵學生自行完成探究實驗,培養學生動手能力。(3)在實驗探究鰭對魚運動的作用時,應引導學生想辦法只對單一因素進行觀察,而限制其他因素的干擾,即分別探討某一種鰭對魚的作用,并作好實驗記錄。
關于第二個“觀察與思考”──魚的呼吸,首先讓學生觀察魚的口和鰓蓋后緣的開閉有何規律,想一想為什么它們不同時開(或閉)。然后讓學生通過實驗觀察墨汁(或墨水)是如何從魚的口流入鰓,再由鰓蓋后緣流出的。在做此實驗時,玻璃缸中水的深度以剛沒及魚體為宜,這樣利于將吸管放置在魚口的前方。為使學生更好地理解鰓是水生生物的呼吸器官,在學生觀察魚鰓的顏色和鰓絲的形狀后,最好讓學生觀察鰓絲在水中的舒展狀況和離開水后鰓絲粘貼在一起的現象,以充分理解鰓的結構特點有利于擴大鰓與水的接觸面積。有條件的話,可以做演示實驗,觀察流經魚鰓后的水能使BTB液的顏色發生變化的現象(詳見背景資料)。
有關其他水生動物的教學可采用兩種方法。(1)在本節教學的開始,讓學生通過觀看錄像片來認識水生動物的主要類群,概述它們最基本的特征。(2)在學習完魚類后,讓學生描述他們熟知的其他水生動物,最好讓學生能說出各種水生動物適于水中生活的特點。以此調動學生學習的積極性,幫助學生了解動物適應環境的多樣性。
關于水域環境保護的內容,教師除用錄像帶、光盤等媒體展示人類活動使水域環境遭受破壞的情況外,有條件的地區還可以組織學生觀察當地水生動物生活的環境和狀況,培養學生關愛動物的情感。
三、參考答案
觀察與思考
1.魚游泳時,主要靠身體軀干部和尾鰭的左右擺動擊動水流產生前進的動力,其他魚鰭起輔助作用。魚在運動時,胸鰭、腹鰭和背鰭都有維持魚體的平衡的作用,尾鰭有決定魚運動方向的作用。
2.不能。因為各種鰭往往同時運動,僅靠自然狀態下直接觀察很難分辨出各種鰭分別起什么作用。
探究
1.通過實驗可以得出以下結論:(1)將魚的胸鰭或腹鰭捆綁固定后,魚體左右搖擺不定,不能掌握平衡,可見胸鰭或腹鰭起平衡的作用;胸鰭還有轉換方向的作用。(2)當魚的背鰭被捆綁后,魚體會因失去平衡而側翻,不能維持魚體的直立狀態,可見背鰭對魚體的平衡起著關鍵的作用。(3)通過捆綁魚的尾鰭或模擬實驗,證明魚的尾鰭可以產生前進的動力,同時還可以決定運動的方向。
2.不完全。自然界中大多數魚類的運動主要靠軀體的左右擺動,擊動水流,產生運動的動力,各種鰭在魚的運動中起輔助作用。只有極少數的魚,如海馬只靠背鰭的擺動而向前運動。
3.當不能用直接實驗法做實驗時,可以用模擬實驗代替實驗法,即用模型代替實驗對象進行實驗,如科學家用模擬大氣產生的條件做生命起源的實驗;我國“神州三號”飛船用模擬宇航員做擬人試驗等。與直接實驗法相比,模擬實驗的優點是:(1)可以解決不能或不便用直接實驗方法解決的難題;(2)模擬實驗是將模型的實驗結果類推到實驗對象,以揭示有關的事實或規律,這樣可以提高效率,大大節約資源、資金和時間。模擬實驗的缺點是:其研究結果易受模型的局限,得出的結論不一定完全可靠。一般來說模型與實驗對象的相似程度越高,實驗的效果越好。
觀察與思考
1.水由魚的口流入鰓,然后由鰓蓋的后緣流出。在水流經鰓絲時,水中溶解的氧氣進入鰓絲的血管中,而二氧化碳由鰓絲排放到水中,所以經鰓流出的水流與由口流入的水流相比,氧氣的含量減少,二氧化碳的含量增高。
2.魚的鰓是鮮紅的,內含有豐富的血管,并且每一片鰓由既多又細的鰓絲構成。當鰓在水中時,鰓絲展開,擴大了與水的接觸面積,利于魚在水中呼吸。當魚離開水時,鰓絲則相互黏結在一起,幾片鰓相互覆蓋,減少了與空氣接觸的表面積,并且容易干燥,這樣魚不能從空氣中得到足夠的氧氣,就會窒息而死亡。
練習
1.是。海馬雖然是身體外形奇特,但是海馬有鰭、用鰓呼吸,有由脊椎骨構成的脊柱,而且是終生生活在水中,由此可以判斷海馬屬于魚類。
2.在夜晚時,由于缺少陽光的照射,池塘中的藻類不能進行光合作用產生氧氣,而且還要進行呼吸作用消耗大量的氧氣。因此,在黎明時池塘水中含氧量最小。這時,魚為了呼吸,便出現浮頭,甚至跳出水面的現象,以便從空氣中吸取氧氣。天亮以后,由于池塘中的藻類可以進行光合作用,產生氧氣,使池塘水中氧含量大大增加,這時,魚可以從水中獲得足夠的氧,便停止了浮頭現象。
3.不對。因為海洋的空間有限,資源有限,而且事實也證明,人類大量的開采海洋資源,已經造成部分海洋資源的枯竭和海洋生態環境的破壞。
4.因為鯨、海豚、海豹的體表沒有鱗片、都不用鰓呼吸,而是用肺進行呼吸,而且具有體溫恒定、胎生、哺乳等特點,因此屬于哺乳動物。海龜也是用肺呼吸,而且不是終生生活在水中,屬于爬行動物。海龜、鯨、海豚和海豹與魚類一樣,體內都有由脊椎骨構成的脊柱,屬于脊椎動物,它們的四肢的外形呈鰭狀,適于游泳。
5.提示:可以上網查詢以下幾方面有關中華鱘的信息。
(1)中華鱘的主要分布和生活習性。
(2)為什么說中華鱘是活化石
(3)為什么中華鱘被列為國家一級保護動物
(4)造成中華鱘數量減少的主要原因是什么
(5)為挽救中華鱘我國做了哪些工作,取得哪些成果
(6)為解決中華鱘目前所面臨的危機,還需要做哪些工作
有關中華鱘的具體內容見“背景資料”。
四、背景資料
帶魚
帶魚屬于鱸形目,帶魚科。身體側扁,呈帶狀,尾細長如鞭。口大,下頜長于上頜,牙齒發達而銳利。背鰭長,幾乎和背長相等,無腹鰭,鱗退化。全身呈銀白色,體長可達1 m以上。帶魚為海洋中上層結群性的洄游魚類,有明顯的晝夜垂直移動現象,即白天下降到深層,夜間上升到表層。產卵期在5~6月。屬兇猛性魚類,主要吃魚,有時還吃自己同類。分布于西北太平洋和印度洋。我國南北沿海均產,為重要經濟魚類之一。
最大的魚──鯨鯊
鯊有許多種,其中個體最大的是鯨鯊。鯨鯊體長可達20 m,體重可達20 t,是世界上現存的最大的魚類。它的身體灰褐色或青褐色,具有許多黃色斑點或橫紋。它的口很寬大,幾乎與頭等寬,牙齒卻很細小,上下頜各長有數百顆牙。它的鰓弓具有角質鰓耙,鰓耙分成許多小枝,交叉結成海綿狀的“過濾器”。它一張開大口,海水與小生物便一起涌進口中,然后它閉上口,水就從鰓耙的縫隙中排出,而小生物就留在口中成了它的食物。它的食物有浮游生物和小魚等。
鯨鯊分布于熱帶和溫帶海洋中,也洄游到我國近海。它的肝油可作機器油或制肥皂,皮可制革,肉、骨和內臟可制魚粉。
鯧魚
鯧魚屬于鱸形目,鯧科。體短而高,極側扁,略呈菱形。頭較小,吻圓,口小,牙細。成魚腹鰭消失。尾鰭分叉頗深,下葉較長。體銀白色,上部微呈青灰色。以甲殼類等為食。初夏游向內海產卵,為食用經濟魚類。我國沿海都產。
鳙魚
鳙魚又叫花鰱,屬于鯉形目,鯉科,是著名的四大家魚之一。身體側扁較高,背面暗黑色,有不規則的小黑斑。頭大,口中等大,眼在頭的下半部。棲息在水的中上層,以細密的鰓耙濾食浮游生物。習性較和緩。四齡以上成熟,可人工繁殖。生長快,食餌易得,是我國主要淡水養殖魚類之一。分布在全國各大水系。
鰱魚
鰱魚又叫白鰱,屬于鯉形目,鯉科,是著名的四大家魚之一。形態和鳙魚相似,但體色較淡,銀灰色,無斑紋。棲息在水的上層,以海綿狀的鰓耙濾食浮游植物。習性活潑,善跳躍。三齡成熟,可人工繁殖。食餌易得,生長快,個體大,為我國主要的淡水養殖魚類之一。分布在全國各大水系。
草魚
草魚又叫鯇,屬于鯉形目,鯉科,是著名的四大家魚之一。體長,青黃色,鰭灰色,鱗片邊緣黑色。頭寬平,無須。棲息在水的中下層和水草多的岸邊。主食水草、蘆葦等。三至四齡成熟,可人工繁殖。魚苗易得,生長迅速,為我國主要淡水養殖魚類之一。分布在我國各大水系。
青魚
青魚又叫黑鯇,屬于鯉形目,鯉科,是著名的四大家魚之一。身體上被有較大的圓鱗,體青黑色,鰭灰黑色。常棲息在水的底層,習性不活潑,主要吃螺螄、蜆和小河蚌等底棲動物。生長迅速,個體大,是我國主要淡水養殖魚類之一。分布在我國各大水系。
鯉魚
鯉魚屬于鯉形目,鯉科。身體呈紡錘形,口位于頭部前端,口角附近有小須兩對。背部暗黑色,體側暗黃,腹部灰白。生活在水域底層,平時游動緩慢。食性較雜。我國除西部高原外,各地淡水中都產。生長迅速,生活力強,在淡水漁業中占極重要的地位。
中華鱘
中華鱘是國家一級保護動物,為江海洄游性魚類,最大個體可達500 kg以上,是長江中最大的魚,故有“長江魚王”之稱。一般壽命可達30余年。
中華鱘主要生活于我國近海大陸架水域,繁殖時洄游于長江。我國珠江及閩江也有分布記錄。被世界自然保護聯盟(IUCN)列為瀕危種。
中華鱘非常珍貴。它是一種稀有的“活化石”,最早出現在1.5億年前的中生代。在分類地位上,中華鱘介于軟骨魚和硬骨魚之間。它的骨骼為軟骨,全身有堅硬的骨質鱗,屬于軟骨硬鱗魚類。中華鱘在分類上占有極其重要的地位,是研究魚類演化的重要參照物。
在長江葛洲壩水利樞紐修建前,中華鱘的產卵場位于長江上游干流和金沙江的下段。由于葛洲壩樞紐的阻隔,不能溯游到上游產卵場的中華鱘,在緊接葛洲壩下的宜昌長航船廠至萬壽橋附近約7 km的江段上,形成了新的產卵場,面積大約330 km2。為了補償葛洲壩工程對中華鱘的不利影響,我國在宜昌成立了中華鱘研究所,從1983年起每年向長江放流人工繁殖的幼鱘。但由于培育技術和養殖規模的限制,每年只能培育出長度為8~10 cm、重5 g的幼鱘萬尾左右。
中華鱘的產卵期在10月中旬至11月上旬。當長江三峽工程完成后,10月份水庫大量蓄水,這時,水庫水位從145 m提高到175 m,使下泄流量顯著減少,10月平均流量從建壩前的18 980 m3/s減少到11 090 m3/s,減少41%,這將使本來就不大的中華鱘宜昌產卵場的面積進一步縮小,使中華鱘的自然繁殖受到更為不利的影響。今后應加強對中華鱘的保護工作,對用于人工繁殖和科學試驗的捕撈地點、時間和捕撈數量應嚴格限制,切實保護沿江和河口區的幼鱘生長,擴大中華鱘人工繁殖放流的規模。
鯽魚的生活習性
鯽魚分布的地區非常廣泛,自亞寒帶直到亞熱帶。我國除西部高原地區外,各地江、河、湖泊、池塘、水庫、稻田和水渠中都有鯽魚分布。就水域來講,深水或淺水、流水或靜水等不同水生環境中都有鯽魚的蹤跡,其中水草叢生的淺水湖汊和池塘中較多。鯽魚的適應性很強,一般其他養殖魚類不適宜的生活環境,它都能生長繁殖。
鯽魚是雜食性魚類,在我國南方的氣候條件下,差不多全年都能攝食,但以三月份攝食的量最大。食物的主要成分,在動物方面有枝角類、苔蘚蟲、淡水殼菜、蜆、搖蚊幼蟲和蝦等;在水生植物方面有硅藻類、絲狀藻類、水草的嫩葉、湖底腐敗植物等,其中以植物的碎屑為主。
魚眼
魚眼通常位于頭的兩側,大多沒有眼瞼,不能閉合。眼睛的水晶體呈圓球形,視覺調節靠晶狀體位置的前后移動,而不是改變晶狀體的凸度,因此,魚眼是極端近視的。
魚耳
魚耳藏在頭部兩側的骨頭里,稱為內耳。鯽魚的內耳和高等脊椎動物的一樣,也有收聽聲音和平衡身體這兩種功能。但是,它的聽覺范圍很小,一般只能感受每秒340~690次振動的音波。鯽魚的鰾和內耳之間有四塊小骨,叫鰾骨,鰾骨能感覺到高頻率的音波。所以,鯽魚在水域中比較機警。
魚鰓
魚的呼吸系統是鰓。在頭部兩側,分別有兩塊很大的鰓蓋,鰓蓋里面的空腔叫鰓腔。掀起鰓蓋,可以看見在咽喉兩側各有四個鰓,每個鰓又分成兩排鰓片,每排鰓片由許多鰓絲排列組成,每根鰓絲的兩側又生出許多細小的鰓小片。魚在水中時,每個鰓片、鰓絲、鰓小片都完全張開,使鰓和水的接觸面積擴大,增加攝取水中所溶解的氧的機會。在鰓小片中有微血管,這里的表皮很薄,當血液流過這里時就完成了氣體交換:將帶來的二氧化碳透過鰓小片的薄壁,送到水中;同時,吸取水中的氧,氧隨血液循環輸送到身體各部分去。由于口部和鰓蓋的交替開閉,可以使水不斷地由口進入口腔,經咽到達鰓腔,與鰓絲接觸,然后由鰓孔排到外面,魚類的呼吸作用就是在這個過程中完成的。
魚的鱗片
鯽魚除頭部外,全身都覆有鱗片,而且排列得很規則,呈屋瓦狀。一般在軀干部兩側的鱗片最大,腹面的較小。鯽魚的鱗片屬于圓鱗,由骨質構成,是真皮的衍生物。鱗片終生不再更替,上面有生長環,這是由于季節和營養條件不同而形成的。春夏兩季,食物豐富,鱗片生長快,這個時期生成的生長環寬而厚;晚秋和冬季,食物稀少,生長慢,這個時期生成的生長環狹而薄。因此,每年都有環紋較寬和較狹的兩部分,呈現出鱗片上的生長環。生長環的數目是每年增加的,根據生長環的數目,可以推斷魚的年齡,而且根據夏環的相對寬度,還可以推斷魚每年的營養狀況。鑒別魚齡,在魚的合理捕撈上有一定的實踐意義。
側線
圖2 側線結構模式圖
側線是魚類的一種特殊的感覺器官,從魚體的外面可以看到。這就是在魚體兩側的由許多小孔排列而成的線條(圖2)。這些小孔稱側線管孔,小孔分布在一些鱗片上,小孔下面互相連通,形成長管,叫做側線管。管中充滿黏液,外界水流的刺激經過鱗片上的側線管孔,傳達到側線管中的感覺細胞,可以產生興奮,興奮經神經傳遞給腦,就能產生水流感覺。魚類通過側線可以感知水壓大小、水流方向、水流速度、水中物體的位置和其他各種變化。
魚的運動方式
魚在水中游泳時,主要是通過哪些部位的作用產生動力的
1.全身肌肉運動 這是魚類運動的最普遍最重要的運動方式,即魚類利用軀干和尾部肌肉的交替收縮,使身體左右扭動擊動水流,魚借助擊水所產生的反作用力,將身體推向前進。例如,鰻鱺、帶魚的游泳就是典型的這種運動方式。
2.鰭的運動 鰭是魚類特有的運動器官,在胸鰭、腹鰭、背鰭、臀鰭和尾鰭中,尾鰭對魚運動的作用較大。它不僅可結合肌肉的活動使身體保持平衡,而且還能像舵一樣控制著魚的游泳方向。同時,魚尾鰭的運動,也是配合全身肌肉運動,推進魚體前進的動力之一。在自然界中,有極少數魚完全依靠鰭進行運動,如海馬的向前移動就完全是依靠背鰭的擺動來完成的。
3.鰓孔排水 即利用呼吸時由鰓孔噴出來的水流來運動。例如,仔細觀察魚在靜止時,胸鰭不停的運動,其原因之一是用來抵消由鰓孔排水所引起的推進作用,以保證魚能停留在某一個位置上。利用鰓孔排水的作用力輔助魚運動的現象,一般在魚體快速前進時,或魚由靜止狀態轉為運動狀態時比較明顯。
用BTB液驗證流經魚鰓后的水的成分變化
BTB液是溴麝香草酚藍指示劑,短時間使用此指示劑對魚無毒害作用。BTB遇CO2(實際上是BTB與H2CO3中的H+反應)后由藍色變成黃色。
驗證實驗的具體操作步驟是:取甲、乙兩只大燒杯,分別注入等量的清水,在兩只燒杯中各滴入數滴0.1%的BTB液,使溶液呈藍色。再取一條小魚放入甲燒杯中。20~30 min后觀察甲、乙兩燒杯中水色的變化。在甲燒杯中由于小魚呼吸作用釋放出的CO2,使水中的BTB液由藍色變為黃色,而乙燒杯中無顏色變化。
海蜇
海蜇屬于腔腸動物門,缽水母綱。它是一種大型食用水母,早在一千六百多年前的晉代就已經開始食用。我國從遼東半島直至廣東沿海均有分布,海蜇是我國沿海漁業的重要捕撈對象。
圖 3 海蜇
海蜇的身體可分為傘部和腕部。傘體隆起呈半球形,直徑一般為300~500 mm,最大的可達1 m。傘體表面光滑,中膠層發達,厚且硬。生活狀態時向上的一面稱外傘面(反口面),朝下的一面為內傘面(口面)。體色變化較大,一般是青藍色,有的是暗紅色或黃褐色。傘的下面是根狀的口腕,口腕愈合,把原有的口封閉,口腕的下部形成很多小孔,稱為吸口(圖3),海蜇靠吸口吸食海水中的藻類、原生動物、小型甲殼類等微小生物。海蜇觸手上的刺細胞能放射毒液,可御敵捕食,人觸之有疼的感覺。
珊瑚骨骼的形成
珊瑚蟲綱的大多數種類具有骨骼。骨骼由外胚層細胞分泌形成。骨骼的成分為石灰質或角質。有的種類由外胚層的細胞移入中膠層中分泌骨針或骨片,由骨針或骨片愈合成中軸骨,如紅珊瑚。有的種類的群體上的每一個個體的基盤與體壁外胚層都能分泌一個杯狀的骨骼,杯的中央腔部為蟲體的住所,如石珊瑚。石珊瑚骨骼不斷地堆積,可以形成巨大的珊瑚礁、珊瑚島。例如,太平洋的馬紹爾群島,我國南海的西沙群島、南沙群島,都是由造礁珊瑚的骨骼堆積形成的。
海葵
海葵屬于腔腸動物門,珊瑚蟲綱。海葵是我國各地海濱最常見的無脊椎動物,有綠海葵、黃海葵等。它的身體圓柱形,體表堅韌。海葵身體的上端有一個平的口盤,周圍有許多中空的觸手。身體下端是一個基盤,能夠緊緊地固著在海中的物體上。海葵在水中不受驚擾時,觸手伸張得像葵花,所以叫做海葵。若受驚擾時,整個口盤可以全部縮入消化腔中。海葵的基盤在物體上附著得很緊,用力把它從附著物上取下來時,它身體基部的一部分仍會碎留在附著物上。
海葵的食性很雜,食物包括軟體動物、甲殼類和其他無脊椎動物甚至魚類等。這些動物被海葵的刺絲麻痹之后,由觸手捕捉后送入口中。在消化腔中由分泌的消化酶進行消化,養料由消化腔中的內胚層細胞吸收,不能消化的食物殘渣由口排出。
軟體動物門的分類
根據軟體動物形態結構的不同,主要可以分成以下五個綱。
1.雙神經綱 左右對稱。頭部不明顯。常有貝殼八片,呈覆瓦狀排列于背面。足塊狀。如石鱉等。
2.腹足綱 左右不對稱。頭部明顯。螺殼是螺旋形的。足常位于腹側。如田螺、蝸牛等。
3.掘足綱 左右對稱。頭部不明顯。足圓柱形。貝殼為牛角形的兩端開口的管。如角貝等。
4.瓣鰓綱 左右對稱。無頭部。足斧狀。有左右兩片貝殼。如河蚌、牡蠣等。
5.頭足綱 左右對稱。身體分頭和胴(內臟)兩部分。足的一部分成為條狀的腕,一部分成為漏斗狀體。貝殼為外殼,或內殼,或無。如烏賊、魷魚等。
人類活動與漁業資源
早在遠古時代,人類就以漁為手段獲取生活資料,將漁作為與獵同等重要的生存手段,因而在歷史上并稱為漁獵時期。早期的捕魚工具簡陋,對資源的影響不大。但隨著經濟的發展,管理不善,出現了對漁業資源以及其他生物資源和生物環境利用不當,甚至破壞的現象。
漁業資源不同于陸地生物資源,一般具有很大的流動性和集群性,在不同生活階段密集于不同的空間位置,集群時容易遭到集群捕撈的破壞。隨著漁船漁具漁法等的進步,捕撈效率大大提高,但是由于捕撈工具的發展失控,人們對資源合理利用的意識不強,致使漁業資源受破壞嚴重。首先破壞的是沿岸及近海資源,然后由近及遠,深海、遠洋和大洋性魚類及其他水生生物資源也遭到不同程度的破壞。以我國的東海區為例,由于對資源利用的不合理,整個東海沿岸和近海海域的資源結構發生了重大變化,漁獲物中的小型魚以及傳統捕撈對象中的低齡魚占極大比重,經濟價值較高的大黃魚、小黃魚等資源已趨于枯竭。
內陸水域受人類活動的影響更為直接。砍伐森林,開墾荒地,建閘、筑壩、興修水利,農田灌溉施肥、噴灑農藥,工農業排放廢水,等等,造成水域環境的破壞,如河水渾濁,泥沙量增加,透明度降低,江湖水量減少,湖面縮小,水庫淤積,降河與溯河性魚類洄游受阻,影響繁衍后代;內陸湖面減少,水質鹽堿化,導致漁業資源結構改變,質量下降。對河湖天然魚類資源的過度捕撈,也導致了魚類資源的單一化、小型化、低齡化等現象。
加強漁業環境的保護
漁業水域環境是水產資源賴以生存和發展的基礎,搞好漁業水域生態環境的保護,是發展漁業不可缺少的條件。目前,中國漁業水域生態環境面臨的形式十分嚴峻,據20世紀90年代對15個省(市、自治區)29條江河的不完全統計,有2.5×104 km河段的水質達不到漁業水質標準,2 800 km長的河段魚類基本絕跡。全國有82%的江河、湖泊受到不同程度的污染,死魚現象嚴重,死魚最多的年份甚至達到5×107 kg。
為了保護漁業生態環境,防止或控制污染和破壞,漁業行政主管部門主要采取以下對策。(1)加強漁業環境管理。一方面要控制捕撈強度,另一方面要加強漁業生態環境管理,以管促治來保護漁業資源。對因污染而遭到破壞的漁業水域,說明其排污量已超過了環境容量。從保護漁業資源出發,經過調查和科學論證,找出對漁業資源危害的主要污染物,報當地政府或環境主管部門,要求采取行政措施,對那些危害漁業資源的主要污染物強制削減排污量,限期達到削減目標。(2)加強漁業環境監測。在一些重要漁業水域建立監測站,發現問題及時報告,以便采取措施,減少污染。(3)加強漁業環境科學研究。不僅研究漁業環境方法學和污染物對魚類危害的機理,還要重點研究解決當前危害漁業資源的一些重大環境問題。
加強漁業資源的保護
從20世紀70年代中期開始,在中國沿岸及近海水域出現了捕撈力量增長與漁獲量增長之間的矛盾。到80年代,這一矛盾加劇了,致使漁獲物中主要經濟魚類年齡組成及個體趨于小型化、早熟化,魚群密度降低,漁獲物質量下降。因此,加強漁業資源的保護已迫在眉睫。一般可從兩方面著手:(1)保護魚類的幼體,讓它們有生長繁殖的機會,只要措施得當,資源很快就會富足起來;(2)保護好水域的自然生態環境,水域是魚類棲息、活動的場所,自然環境好了,魚類資源必然興旺。
人工漁礁
人們有計劃地將石塊、水泥塊、木箱、廢棄的輪胎、舊塑料、廢發動機等沉降到海里,以吸引魚群,改善魚的生存環境,結果取得了異乎尋常的效果。人們把這些東西構建成的適合魚類棲息的設施,稱為人工漁礁。20世紀60年代以來,人工漁礁在世界各地發展很快。不少國家已經把人工漁礁的建設列為增殖近海漁業資源的重要措施。
人工漁礁之所以能夠提高漁產量,是因為這些漁礁作為海底的突出物,不僅使海水在這里產生渦流,還能因阻流作用而形成上升流,把底層的營養物帶到中上層,為浮游生物的生長創造良好的條件。在人工漁礁的表面及孔隙間,生長著大量的藻類,還有貝類、甲殼類等小動物,這些都為魚類提供了豐富的餌料。漁礁還是多種魚類的產卵繁殖場所,同時也為幼魚的生長提供了良好的棲息隱蔽所。
海洋牧場
海洋牧場不是普通的養魚池,它是在一個特定的海域,應用海洋生物技術和現代化管理手段,建立的開發生產海洋生物資源的場所。在這里海產品的養殖猶如草原牧場放牧一樣,故此得名。世界上第一個海洋牧場是日本黑潮牧場,牧場由水面漁礁、給餌浮標和水下暗礁三部分組成。水面漁礁吸引魚群聞聲而至,給餌浮標為魚提供魚餌,水下暗礁為魚群提供棲息生養之處。
飼養金魚的管理要點
1.保持適當的放養密度金魚的放養密度要根據季節、容器和魚的大小而定。一般水深為20~30 cm時,每平方米水面可放養5 cm長的金魚40~50條,或8 cm長的金魚10~20條。如果放養的魚過多,會導致水中氧氣消耗快,積聚的排泄物和CO2等物質過多,不利于魚的生存。
2.適當投放餌料喂魚的最好餌料是水蚤(或魚蟲),也可以用飯粒、面包屑、饅頭屑代替。投餌量宜少不宜多,每天投放餌量為:當年魚約投喂一團相當于其頭部大小的活魚蟲;二齡魚投喂一團相當于其頭部大小1/2的活魚蟲。
3.保持水質清新一般3~5 d更換一次水,換水時最好用湖水或河水,如用自來水,應將水在陽光下晾曬1~2 d,使水中的氯氣逸散。換水時還要把養魚的容器刷洗干凈,以免內存引發魚患病的細菌等。
我國一級保護水生無脊椎動物
紅珊瑚、庫氏硨磲、鸚鵡螺(1988年公布)。
我國一級保護魚類
新疆大頭魚、中華鱘、達氏鱘、白鱘(1988年公布)。
  第二節 陸地生活的動物
一、教學目標
1.運用比較分析的方法,說明陸地生活的動物與陸地環境相適應的主要形態、結構和生理功能特點。
2.通過實驗和觀察等活動,闡明蚯蚓和兔在運動、呼吸等方面與其陸地生活環境相適應的特點。概述環節動物、哺乳動物的主要特征。
3.強化“生物與其生活環境相適應”的觀點,關注動物棲息地的保護。
二、教學策略
教師進行教學設計時應充分注意到教材的編寫特點,要從陸地生活的動物與陸地環境相適應的角度入手,通過對典型動物的介紹,得出動物適應陸地環境的主要形態、結構及生理功能特點,重點關注運動、呼吸等方面。本節強調通過比較、實驗、觀察與思考等學習活動來獲取知識,培養總結和概括的能力,并進行情感價值觀的教育。
教師應深刻認識到引導學生進行比較、實驗、觀察與思考等教學活動的重要性,并讓學生也知道這是獲取知識、培養能力的有效途徑。建議教師課前要親自對“飼養和觀察蚯蚓”的實驗,對兔的“觀察與思考”等欄目進行充分的研究和實踐并結合當地的實際作出相應的處理,以便更好地引導學生開展活動。同時明確要求學生一定要動手參與實踐活動,如制作觀蟲器、飼養蚯蚓等。
教師應充分注意“陸地生活的動物”既包括在地表生活的動物、在地下穴居的動物,水陸兩棲的動物,也包括能在空中飛行但需要在陸地上棲息活動的動物。因此教學中要引導學生關注并概括出它們適于在陸地環境中生活的形態結構、生理功能等方面的共性;同時完成新課程標準所要求的對環節動物和哺乳動物特征的概括。
由于本節教學內容豐富,建議用3課時完成。要注意引導學生廣泛參與教學活動并注重實效。建議每節課前都布置學生課下進行觀察、調查和搜集材料;課上再進一步認真觀察、對比、實驗探究、討論交流等學習活動,然后進行總結概括。
第1課時,建議教師先引導學生通過對比,總結出陸地環境與水生環境的顯著不同。如濕度(干燥)、溫度(晝夜溫差大)、缺少水中的浮力、氣態氧的環境等;然后讓學生通過觀察、分析教科書提供的圖片資料或當地常見陸地生活動物的情況(注意包括能在空中飛行的動物),通過討論、交流、填寫記錄表等教學活動,總結概括出陸地生活的動物在運動、呼吸和對刺激的反應等方面適應陸地環境的特點。
第2課時,完成對陸地生活動物中的地下穴居類群的觀察和概括。建議課前布置學生制作觀蟲器,并飼養和觀察蚯蚓;課上引導學生實驗、觀察、討論、交流。教師應引導并鼓勵學生設計有創意的實驗。在總結概括出蚯蚓形態結構和生理功能特點的基礎上,通過簡介水蛭和沙蠶,完成有關環節動物主要特征的總結。
第3課時,完成對陸地生活動物類群的觀察和概括。鑒于兔與人同屬哺乳動物,而有關人的知識已在七年級下冊詳細介紹過,因此本課時教學的側重點是通過對兔的“觀察與思考”,總結出陸地生活的動物類群適應陸地環境的主要特點,并完成新課標中要求的關于哺乳動物主要特征的概括。此外,關于陸地生活動物棲息地保護的教學要引起教師的特別重視。因為這對培養學生的關愛生命、保護環境等情感態度有重要作用。建議課前師生共同調查、搜集當地動物棲息地保護的歷史、現狀、前景、措施等資料,課上由教師或學生進行介紹,師生共同交流,以期在學生思想中產生“一定要保護好動物棲息地”的共鳴。
三、參考答案
實驗
1.蚯蚓適于在具有一定溫度和濕度、溫差變化不大、富含腐殖質的土壤中穴居生活。一般晝伏夜出。蚯蚓是雌雄同體的動物,異體受精。靠體壁中的環肌、縱肌和剛毛之間的配合運動,以土壤中的枯枝殘葉等有機物為食。
2.蚯蚓沒有呼吸系統,要靠能分泌黏液而濕潤的體壁進行呼吸。蚯蚓體壁分布有毛細血管,血中含血紅蛋白,可攜帶氧氣。大氣中的氧可溶于體壁的黏液中,再進入蚯蚓體壁的毛細血管中進行氣體交換。如果蚯蚓的體表干燥則無法完成上述功能。大雨過后,過多的雨水會將土壤中的空氣排擠出去,于是穴居在土壤中的蚯蚓被迫爬到地表上來呼吸。
3.動物身體分節,可使身體運動靈活、自如、轉向方便。蚯蚓的體節就有上述功能。蚯蚓剛毛的末端,可與周圍環境粗糙的表面相接觸,以有所支撐,與環肌、縱肌協調作用完成運動。
4.深層潮濕的土壤能為蚯蚓提供適宜的生存、生活的環境及繁衍的條件,一般包括適宜的溫度、濕度、氣態氧、食物和便于避敵的棲息場所等。
觀察與思考
1.兔(包括哺乳動物)的體溫恒定,除了靠體表的皮毛保溫外,還要靠發達的神經系統、循環系統、呼吸系統等協調作用共同完成。呼吸系統使氣體交換能力加強;發達的循環系統可以使血液攜帶氧的能力提高;神經和體液的調節則可使兔(哺乳動物)的代謝加強或減弱,并調控散熱過程。
2.兔前肢短,后肢長,且肌肉發達。由于兔的前后肢長短不一,雖然前后肢可交替行動,但更適于跳躍,跳躍是兔的主要運動方式。
3.兔的牙齒分為門齒、臼齒;狼的牙齒分為門齒、犬齒、臼齒。牙齒的不同表明兩種動物食性的不同。犬齒尖銳鋒利,可用于攻擊、捕食、撕裂食物,適于捕食動物。沒有犬齒的兔屬植食性。門齒形狀似鑿,適于切斷食物;臼齒咀嚼面寬闊,適于磨碎食物。
4.兔與人的心臟和肺的結構及部位是相似的。這一現象說明:人與兔的分類地位很接近,即同屬哺乳動物。兔消化道有發達的盲腸,這與兔以植物為食有關;而人是雜食性的,所以人的盲腸大大退化。
體溫恒定對于動物適應多變環境的意義(課文中的問題)
體溫恒定是恒溫動物通過自身的相應結構和生理調節實現的。陸地環境多變,溫差變化大,溫度影響動物的分布、生理和繁殖。催化動物體內多種化學反應的酶,也受溫度變化的影響。體溫恒定則有利于代謝的正常進行,有利于動物的區域分布、生存和繁衍。
練習
1.圖V-7中動物的運動方式
金絲猴──攀援,袋鼠──跳躍,蚯蚓──蠕動(爬行),獵豹──行走和奔跑,白熊──行走和奔跑,丹頂鶴──行走和飛翔,虎──行走和奔跑,蝴蝶──飛行(幼蟲──爬行)
2.蚯蚓在自然界中的作用:參見背景資料
3.中國瀕危陸地生活動物名稱──參見背景資料(對其瀕危原因的分析應該是開放的)。
四、背景資料
蚯蚓
無脊椎動物,環節動物門,寡毛綱。種類約有1 800多種。我國已有記錄的有229種。各地常見的為巨蚯蚓、穴居生活的環毛蚓。蚯蚓體呈長圓柱形,長約30 cm左右,由70~100個以上體節構成,除第1節和最后1~2節及生殖帶外,每個體節上都有環生剛毛數十至百余條。生殖帶環狀,由14~16節三節合并而成,無剛毛,僅有雌性生殖孔1個(在第14節腹面正中央)。在18節腹側有雄性生殖孔1對。體前端的第6~7、7~8、8~9的節間溝兩側有受精囊孔3對、環狀心臟位于第7、9、12、13節內。無大腎管,有多數小腎管。雌雄同體,異體受精。產卵1~3個,放在蚓繭(卵袋)中,在蚓繭內受精,經1月左右孵出(圖4)。
圖4 環毛蚓的外部形態蚯蚓的經濟意義
蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有機質并改善結構,還能促進酸性或堿性土壤變為中性土壤,增加磷等速效成分,使土壤適于農作物的生長。
由于蚯蚓含有豐富的蛋白質,因此,用作畜、禽和水產養殖業的飼料,都能取得增產的效果。
蚯蚓在藥物學上也占有一定的地位,是常見的中藥材,有解熱、鎮痙、活絡、平喘、降壓和利尿等作用。
蚯蚓體內可分泌出一種能分解蛋白質、脂肪和木質纖維的特殊酶,因此,樹葉、稻草、畜禽糞便、生活垃圾、活性污泥和造紙、食品工業的下腳料等,都可以是它的食料。蚯蚓能夠在一定程度內消除環境污染。因此,近年來,許多國家都成立了蚯蚓養殖工廠,并把蚯蚓養殖工廠稱為“環境凈化裝置”。
由于蚯蚓能夠吸收土壤中的汞、鉛和鎘等微量金屬,這類金屬元素在蚯蚓體內的聚集量為外界含量的10倍。因此,有些科學家認為蚯蚓可作為土壤中重金屬污染的監測動物。
人工飼養蚯蚓是一項很有發展前途的產業。目前我國也在積極開發中。
沙蠶
沙蠶屬于多毛綱、沙蠶科。生活在海邊的泥沙中,平時穴居,夜間在海底爬行,也經常在海水中游泳。在生殖季節,沙蠶也常到淡水河口處產卵。沙蠶身體扁長,長約50~250 mm,寬約4~5 mm。體節一般有60~100個,也有多至240個以上的。體色明顯,色彩不一,有的種類雌雄體色有差異。身體前端稍狹,頭部明顯,分口前葉和圍口節兩部分。頭后為軀干,每個體節的兩側有疣足一對,有爬行和游泳的作用。
水蛭
水蛭屬于蛭綱、水蛭科。身體呈扁筒狀,體節數目一定(成體有27節),一節之中有若干環紋,叫體環。水蛭的前后吸盤,用來吸附在臨時寄主身上,或用來固著在物體上運動。在口吸盤的后面,常有若干小眼點。水蛭的口內有三片顎片,顎片上有密齒,可以咬破寄主的組織。咽部有發達的肌肉,有強大的吸吮能力,其周圍有一種唾液腺,能分泌防止血液凝固的蛭素。此外,水蛭的嗉囊非常發達,兩側還生出多對盲囊,使它們在寄主身上一次就能吸食大量血液,暫存于嗉囊中,供胃和腸不斷地消化和吸收。
環節動物門的分類
環節動物門主要有多毛綱、寡毛綱和蛭綱,大約共有17 000種,海水、淡水及陸地均有分布。
1.多毛綱 主要為海產種類。頭部明顯,身體兩側有疣足,多數是雌雄異體。如沙蠶等。
2.寡毛綱 主要生活在淡水或陸地。沒有明顯的頭部,體節兩側沒有疣足,雌雄同體。如蚯蚓等。
3.蛭綱 營體外半寄生生活方式。有固定數目的體節,每節還分若干體環。身體扁平,沒有疣足。多數生活在淡水里,如水蛭;少數陸生,如山蛭等。
家兔的飼養和管理
家兔的飼養要注意以下幾點:(1)要以青飼料為主,精飼料為輔。家兔對植物中粗纖維的消化能力很強(其消化率為65%~78%),青草、樹葉、塊根、塊莖、嫩枝、果菜等飼料,它都能吃。(2)合理搭配,飼料多樣化。這樣能使飼料之間的必需氨基酸互相補充,例如,禾本科子實類飼料一般含賴氨酸和色氨酸較少,而豆料子實含這兩種氨基酸較多,但含蛋氨酸不足,所以在喂家兔時,兩者適量搭配,才能使家兔獲得較全面的營養。(3)要定時定量。(4)不同季節調換飼料時,新換的飼料量要逐漸增加,使兔的消化功能與新的飼料逐漸相適應。(5)要注意飼料的品質,不要喂腐爛、霉臭、有毒的飼料。(6)不讓兔飲用污水。(7)晚上應注意多喂飼料,這是因為家兔在夜間活動量大,采食量也大。
家兔的管理應注意以下幾點:(1)注意衛生、保持干燥。(2)保持安靜,防止騷擾。(3)要提供一定場地,供其自由運動。(4)要注意夏季防暑、冬季防寒、雨季防潮。(5)群養時應注意分群,即把公兔群、母兔群、青年兔群等分開管理。
兔的盲腸
兔的盲腸連同蚓突,與體長相近,里面生活著大量的細菌和纖毛蟲。草料中的纖維素就是依靠這些微生物分泌的纖維素酶進行發酵分解的,分解成的簡單物質,可被大腸壁吸收入體內,不能消化的殘渣,經肛門排出體外。
我國一級保護動物中的哺乳動物
蜂猴(所有種)、熊猴、臺灣猴、豚尾猴、葉猴(所有種)、金絲猴(所有種)、長臂猿(所有種)、馬來熊、大熊貓、紫貂、貂熊、熊貍、云豹、豹、虎、雪豹、儒、白鰭豚、中華白海豚、亞洲象、蒙古野驢、西藏野驢、野馬、野駱駝、鼷鹿、黑鹿、白唇鹿、坡鹿、梅花鹿、豚鹿、麋鹿、野牛、野牦牛、普氏原羚、藏羚、高鼻羚羊、扭角羚、臺灣鬣羚、赤斑羚、塔爾羊、北山羊、河貍(1988年公布)。
我國一級保護動物中的爬行類
四爪陸龜、黿、鱷蜥、巨蜥、蟒、揚子鱷(1988年公布)。
我國一級保護動物中的陸生無脊椎動物
中華蛩蠊、金斑喙鳳蝶(1988年公布)。
現存爬行綱分類
現存的爬行動物,全世界有6 500余種,分屬于五個目:喙頭蜥目、龜鱉目、鱷目、蜥蜴目、蛇目。主要分布于熱帶和亞熱帶,溫帶較少,寒帶更少。
喙頭蜥目 喙頭蜥目是爬行綱中最古老的類群之一,大多生存在中生代,現今僅殘留一種喙頭蜥(楔齒蜥)(圖5)。它的外形和大蜥蜴相似,長可達75 cm,頭部和軀干的表面被覆著顆粒狀細小的角質鱗片,背中線生有一條由棘狀鱗片組成的脊棱。它棲居于洞穴中,性活潑,動作敏捷。卵生,每年產卵一次,可產卵10~15枚,卵具堅硬的卵殼。壽命可長達百年。以昆蟲和蠕蟲等為食。喙頭蜥還保留著古代爬行類的特點,如頂眼發達,無鼓膜和鼓室,雄性無交配器等。其分布只限于新西蘭東北部一些小島上,被喻為“活化石”。
圖 5 喙頭蜥
龜鱉目 龜鱉目是爬行綱中最為特化的一類,它的身體寬短,以硬殼保護身體。殼的內層為骨質板,外層或為角質甲(如龜)或為軟的表皮(如鱉)。一般營水棲生活(淡水或海水),少數營陸地生活,但產卵都在陸上。常見的種類如龜、鱉(圖6)、海龜(圖7)。海龜生活于海中,但在每年的產卵季節,它們便成群結隊地回去到海邊沙灘上產卵,受精卵掩埋在沙土中,靠日光照射的熱量孵化,幼體又回到海中。
圖6 鱉
圖7 海龜
鱷目 鱷目在爬行綱中結構最為高等。我國特產的揚子鱷,是鱷類中較小型者,體長約2 m,吻短而鈍,屬于鈍吻鱷。揚子鱷是世界公認的瀕危種和禁運種,為我國的珍貴動物。分布于我國長江中、下游地區,但主要產于安徽、江蘇和浙江三省毗連的局部低山丘陵水中。據調查,江蘇已絕跡,浙江近于絕跡。在安徽省的分布也僅局限于皖南山系以北,主要棲息在丘陵地帶的山塘里。
鱷類和恐龍有共同的祖先,是恐龍的近親。但恐龍早在7 000多萬年之前已經絕滅,而鱷類卻經歷了大陸的變遷和冰川時期的嚴峻考驗,生存了下來。因此,在科學研究上有較高的價值。鱷類的形態、生理和生態特點,在動物進化上有著重要意義。揚子鱷和美國的密西西比河鱷同歸一屬,是世界上僅有的在溫帶生活的兩種淡水鱷,這種情況對動物地理學的研究有著重要意義。
蜥蜴目 蜥蜴目是現代爬行動物中種類最多的一個目。大多數種類的前后肢都發達。例如石龍子、壁虎、麻蜥、草蜥等。還有非洲和馬達加斯加島產的避役,它的皮膚能隨環境的變化而變色,俗稱變色龍。
蛇目 是較為特化的一支,適于以腹部擦地爬行,體呈圓筒形,無四肢和胸骨(僅蟒蛇有后肢的殘余),腰帶可能存留,但肩帶不一定存在。蛇能吞食比它自己身體還要粗的大型食物,其原因是構成上下頜的骨塊間,都是能動的關節,這是蛇類具有的結構特點。肋骨的腹端支持腹鱗,當靠脊柱的左右彎曲和皮下肌的作用而使肋骨移動時,腹鱗也隨之運動,蛇體就能以腹部貼地面而爬行了。
  第三節 空中飛行的動物
一、教學目標
1.闡明鳥、昆蟲等適于空中飛行的形態結構特點;概述鳥類、節肢動物和兩棲動物的主要特征。
2.嘗試獨立完成“鳥適于飛行特點”的探究活動和對昆蟲翅的“觀察與思考”。
3.舉例說出動物的生活可能跨越多種環境。
二、教學策略
能在空中飛行的動物較生活在水圈、巖石圈中的動物,可跨越更大的空間,擴大生存環境的范圍。建議教師站在生物圈的高度,從動物對環境的適應出發切入教學。
本節教學特別要注意引導學生能獨立完成“鳥適于飛行的特點”的探究活動。除了布置學生課前觀察當地常見鳥類并作記錄外,還應在課上引導學生針對教材給出的問題,作出假設(教師應鼓勵有創意的設想),并讓學生注意實驗設計應具有可操作性。對于探究過程中的實驗方法的介紹是必不可少的。要讓學生了解:除了調查、觀察、動手實驗外,閱讀分析已有的資料也是獲取知識的重要的手段。通過探究應使學生明確,動物對環境的適應,除了有外部形態、內部結構的適應外,還有生理方面和行為方面的適應。同時概括鳥類的主要特征。
關于昆蟲和節肢動物的教學,應有分明的層次,可先對比鳥的翼和昆蟲翅的異同,找出昆蟲適于空中飛行和分布廣泛的特點,然后觀察昆蟲,總結歸納出昆蟲的主要特征,再進一步概括出節肢動物的主要特征。
應重視全章的總結,教師可通過舉例,引導學生用辯證的觀點來看待動物與環境的關系,通過舉例說明許多動物的活動可以跨越多種環境,強調這也是適應的表現。進而完成有關兩棲動物主要特征的介紹。最后可以引導學生關注教材“動物與造型藝術”等欄目,進行情感態度價值觀的教育。
建議本節教學用2課時完成:第1課時,通過完成“鳥適于飛行的特點”的探究活動,概括出鳥類特征。第2課時,通過完成對昆蟲翅的“觀察與思考”找出昆蟲適于飛行的原因,進而總結出節肢動物特征。借對全章的總結完成對兩棲動物的概括。
三、參考答案
觀察與思考
填空:
左上:蝗蟲,蟋蟀、螽斯;左中:蜻蜓,豆娘;左下:金龜子,天牛、瓢蟲;右上:蝴蝶,家蠶、蛾;蠅,蚊、牛虻。
討論:
1.昆蟲的翅與鳥的翼在適于飛行方面的主要共同點是:都有用于飛行的扇面形結構,這些結構的運動都是由肌肉的收縮和舒張引起的,在空氣中都可以產生向上的升力和前進的動力;相對于自身身體的大小來說,都具有輕、薄、表面積大的特點,有利于通過扇動空氣產生飛行的動力。
2.蜜蜂通過翅的運動可尋到蜜源(食物)并運回蜂巢;蝗蟲可通過翅的運動尋找食物,躲避敵害,尋偶交尾,并到適宜的場所產卵。可見翅對昆蟲的覓食、避敵、尋偶繁殖、尋找棲息地等有重要作用。通過翅的運動可以擴大昆蟲生活和分布的空間,對其生存和繁衍有重要意義。
練習
1.不會。鳥類(如麻雀和家鴿)似乎總是在不停地找食吃,是因為鳥類飛行時需要消耗大量的能量,所以它們的食量都很大。但是由于鳥類的消化系統結構完善,消化功能強,食物可在較短時間內形成殘渣,并且很短的直腸可使糞便隨時迅速排出。因此,不會因取食增加重量而影響飛行。
2.是昆蟲的特征。因為節肢動物中的蜘蛛無觸角,無翅,有4對足;節肢動物中的蝦有觸角2對,無翅,有步行足和游泳足多對;節肢動物中的蜈蚣有觸角1對,無翅,足多對(每體節一對)。
3.鳥類的身體呈梭形(流線型),可減少飛行時的阻力;身體被覆羽毛;具有可用于飛翔的翼;胸肌發達;胸骨有龍骨突,長骨中空;消化系統發達,消化、吸收、排出糞便都很迅速;循環系統結構完善,運輸營養物質和氧的功能強;有獨特的氣囊,可以幫助呼吸。
4.水中生活的動物是以游泳為主要運動方式的。游泳有多種方式,靠軀體和鰭的擺動游泳的最常見的動物是魚類。鰭是魚的運動器官。鰭與魚體內的肌肉通過一定的結構相連,肌肉的協調舒縮可引起鰭的擺動。多數魚類有較大的尾鰭,尾鰭擺動可產生向前的推力。背鰭、胸鰭和腹鰭有保持魚體在水中平衡和輔助游泳的作用。此外,節肢動物的蝦,是靠5對片狀游泳足的劃動來游泳的;成體的蛙,鳥類中的游禽,是分別靠趾間有蹼的后肢和足在水中的劃動來游泳的;龍虱、劃蝽等昆蟲則是靠扇形足的滑動來游泳的。企鵝、海豚、鯨等體形較大的水生哺乳動物,主要靠流線型的身體和鰭狀肢等運動器官來游泳的。有些無脊椎動物如烏賊、章魚、扇貝、水母等,可借助從身體固定方向的開口處定向噴射的水流,獲得前進的推力。
在陸地環境生活的動物運動方式包括奔跑、行走、跳躍、爬行、蠕動等。能奔跑的陸地生活的動物,如哺乳動物中的虎、豹、鹿等都具有分節的四肢,四肢內有由關節相連的多塊骨,骨上附有發達的肌肉。通過神經的調控,肌肉能夠協調地收縮和舒張,從而使軀體移動。當有較長時間的騰空和快速移動時,就形成了跳躍或奔跑。
能在空中飛行的動物主要是鳥類和昆蟲。鳥類的飛行器官是翅膀(又叫做翼)。由多塊骨構成。翼的外表被覆羽毛。與飛行有關的羽毛為正羽,呈槳形。鳥的振翅飛行是靠與翼相連的肌肉的協調收縮和舒張來實現的。昆蟲的飛行器官是翅。昆蟲的胸部生有兩對翅,它們是由體節的背板向兩側突起、擴展演變而成的,所以不具骨骼。昆蟲的胸部與鳥類一樣,也有較發達的肌肉與翅的基部相連。哺乳類蝙蝠的飛行器官是由皮膜將四肢(包括指間)和尾連接起來構成的翼。蝙蝠是通過翼的扇動產生升力和推力來實現飛行的。
可見,動物運動方式的多樣性是對不同生活環境的適應。雖然它們的運動器官多樣,但它們的共同特點是:具有適應不同環境的特化的運動器官;而這些器官的運動要靠肌肉的協調收縮和舒張來完成。
5.
身體 呼吸 運動 體溫 其他
環節動物 由彼此相似的環狀體節構成 靠濕潤的體壁與外界進行氣體交換 靠肌肉的交替舒張和收縮使身體蠕動 變溫 卵生
節肢動物 身體分部
體表有外骨骼 呼吸器官為鰓或氣管(蜘蛛類為肺書) 靠翅或分節的足運動 變溫 卵生
魚類 體表被有鱗片 用鰓呼吸 靠軀體和鰭擺動游泳 變溫 卵生
鳥類 體表被覆羽毛
前肢變成翼 用肺呼吸,體內有氣囊幫助呼吸 靠翼和足運動 體溫高,且恒定 卵生
哺乳動物 體表被毛 用肺呼吸 靠四肢運動 體溫高,且恒定 胎生、哺乳
6.提示:在水中生活、在陸地產卵的典型動物是龜、鱉等爬行動物,一些水禽如野鴨、天鵝、白鷺等通常在水中取食,在陸地產卵。蚊、蜻蜓、豆娘等昆蟲的幼體生活在水中,成體生活在陸地上。
四、背景資料
我國是世界上鳥類種類最多的國家之一
全世界現存鳥類約有156個科9 000余種。我國有81個科(占51.9%),1 186種,占世界鳥類總數的13%,比多鳥的國家──印度還要多,超過整個歐洲、整個北美洲,是世界上鳥類種類最多的國家之一。我國雉科的野生種(各種野雞)有56種,約占世界雉科的1/5;全世界共有鶴15種,我國就有8種,約占世界總數的53%;全世界畫眉科共有46種,我國有34種,約占世界總數的74%。
我國不僅鳥的種類多,而且有許多珍貴的特產種類。例如,羽毛絢麗的鴛鴦、相思鳥,產于山西、河北的褐馬雞,甘肅、四川的藍馬雞,西南的錦雞,臺灣省的黑長尾雉和藍腹鷴,產于我國中部的長尾雉,東南部的白頸長尾雉,還有黃腹角雉和綠尾虹雉,等等。有不少鳥類,雖不是我國特產,但主要產于我國境內,如丹頂鶴和黑頸鶴等。
我國一級保護動物中的鳥類
短尾信天翁、白腹軍艦鳥、白鸛、黑鸛、朱、中華秋沙鴨、金雕、白肩雕、玉帶海雕、白尾海雕、虎頭海雕、擬兀鷲、胡兀鷲、細嘴松雞、斑尾榛雞、雉鶉、四川山鷓鴣、海南山鷓鴣、黑頭角雉、紅胸角雉、灰腹角雉、黃腹角雉、虹雉(所有種)、褐馬雞、藍鷴、黑頸長尾雉、白頸長尾雉、黑長尾雉、孔雀雉、綠孔雀、黑頸鶴、白頭鶴、丹頂鶴、白鶴、赤頸鶴、鴇(所有種)、遺鷗(1988年公布)。
鳥的皮膚和羽毛
家鴿的皮膚薄而軟,便于肌肉的劇烈運動。皮膚分為表皮和真皮兩層。表皮角質層較薄,這是由于有鳥羽的覆蓋,皮膚不與干燥空氣直接接觸的緣故。皮膚上沒有羽毛的地方,則有厚的角質鱗覆蓋。真皮也很薄,真皮下有皮下層與肌肉相連。
皮膚的衍生物包括羽毛、角質喙、角質鱗、爪、距以及尾脂腺等,這些結構都是由表皮演變而來的。
羽毛分為正羽、絨羽和毛羽三種類型。正羽的羽枝兩側密生羽小枝(圖8),羽小枝上生有鉤或槽,前后相鄰的羽小枝相互鉤連,組成扁平而有彈性的羽片。體表的正羽,形成一層防風外殼,并使鳥體呈流線型輪廓。翼及尾上的正羽,對飛翔及平衡起決定作用。絨羽的結構特點是羽軸纖弱,羽小枝的鉤狀突起不發達,因而不能構成堅實的羽片。鴨絨就是鴨的絨羽。毛羽很細,呈毛發狀,雜生在正羽與絨羽之中,在拔去正羽和絨羽之后才能見到。
圖 8 羽片的結構模式圖
鳥類的皮膚無汗腺,唯一的皮脂腺是尾部的尾脂腺,其分泌的油質,經過喙的涂抹,擦在羽上,使羽片潤澤不為水濕。尾指腺的分泌物,還含有麥角固醇,這種物質在紫外線照射下,能轉變為維生素D。當鳥用喙涂擦羽毛時,維生素D可被皮膚吸收,有利于骨的生長。
鳥的骨骼
鳥類適應于飛翔生活,其骨骼輕而堅固,骨片薄,長骨內中空,有氣囊穿入。許多骨片合在一起,以增加堅固性。脊柱可分為頸椎、胸椎、腰椎、薦椎和尾椎五部分。頸椎數目較多,椎體呈馬鞍形,使頸部極為靈活(鳥頭轉動范圍可達180°)。最后幾個胸椎、全部腰椎、薦椎和部分尾椎完全愈合在一起,稱綜薦骨,為腰部的堅強支柱。肋骨上有鉤狀突,互相鉤接,使胸廓更為堅固。
前肢變為翼,各骨排成一直線,骨間有能動的關節,末端的腕骨、掌骨、指骨愈合變形,使翼扇動時成為一個整體。肩帶由肩胛骨、烏喙骨和鎖骨組成。細而有彈性的鎖骨呈“V”字形,它能在鼓翼時阻礙左右烏喙骨的靠攏,也能增強肩帶的彈性。
鳥類的整個體重落在后肢,后肢骨骼強大,和其他陸棲脊椎動物的后肢骨相比,鳥類跗骨延伸,起到增加彈性的作用。鳥類通常具四趾。在成鳥,腰帶的髂骨、坐骨、恥骨三骨片以及綜薦骨愈合成一個整體,增加了腰帶的堅固性。
鳥的肌肉
鳥類與飛翔有關的胸肌特別發達,約占體重的1/5,它能發出強大的動力,牽引翼的扇動。而背部肌肉退化,這一點和魚類正相反。
鳥的胸肌可分為大胸肌和小胸肌兩種。前者起于龍骨突,止于肱骨的腹面,收縮時,使翼下降;后者起于龍骨突,而以長的肌腱穿過由鎖骨、烏喙骨和肩胛骨所構成的三骨孔,止于肱骨近端的背面,收縮時使翼上舉。
后肢的肌肉,集中在大腿的上部,而各以長的肌腱連到趾上。這樣,支配前肢和后肢運動的肌肉都集中于身體的中心部分,這對于飛翔時保持身體重心的穩定性有重要意義。
鳥的消化系統
現代鳥類缺齒,咀嚼功能由砂囊代替。雌鴿在生殖時期,嗉囊壁能分泌“鴿乳”用來喂養雛鴿。鳥類的消化腺(肝、胰)很發達,它們分別分泌膽汁和胰液并注入十二指腸,參與小腸內的消化作用。家鴿無膽囊,而雞、鴨等大多數鳥類都有膽囊。鳥類的消化能力強,食量大而不經餓,這是與鳥類飛翔時能量消耗大有關的。
鳥的神經系統和感覺器官
鳥類的大腦、小腦、中腦都很發達。大腦半球較大,這主要是由于大腦底部紋狀體的增大。在鳥類,紋狀體是管理運動的高級部位,也和一些復雜的生活習性相關。實驗證明:切除家鴿的一部分紋狀體后,家鴿正常的興奮和抑制就被破壞,視覺受影響,求偶、營巢等習性喪失。鳥類的大腦皮層并不發達,小腦很發達,這與鳥類飛翔運動的協調和平衡相關。中腦在背部構成一對發達的視葉。
在鳥類的感覺器官中,最發達的是空中飛翔時起重要作用的視覺器官,而嗅覺器官不發達。鳥眼依靠發達的睫狀肌可以迅速地調節視力,由遠視改變為近視。因此,當鳥在樹木中疾飛時,從未和樹枝相碰;或由高空俯沖到地面覓食時,也能在一瞬間由“遠視眼”調整為“近視眼”。鳥眼的瞬膜發達,飛行時遮蓋眼球,起保護作用。
鳥的排泄系統和生殖系統
鳥類的腎臟特別大,可占體重的2%以上,在比例上甚至超過哺乳類的腎臟。腎臟之所以發達,是與鳥類的新陳代謝相關的。鳥類無膀胱,尿中水分較少,呈白色濃糊狀,隨糞排出而不單獨排尿。
鴿與大多數鳥類一樣,無外交接器(鴕鳥、鴨、鵝等有交接器)。它們在交配時,雌雄鴿的泄殖腔孔相互接觸,精液進入雌體而行體內受精。卵成熟后,破卵巢壁而出,被吸入輸卵管的喇叭口內,如遇有精子,則在此處受精。卵無論受精與否,沿輸卵管下行時,都被裹上蛋白,然后又加上卵殼膜,最后在子宮處加上石灰質的蛋殼。鴿的受精卵,孵化期約16 d,雞約21 d,鴨約28 d。
家鴿的飛行速度和距離
家鴿的飛行速度很快,順風時每小時可達120 km,逆風時每小時20~30 km,無風時每小時60~70 km。1965年5月8日,在英國東阿格利亞舉行的一次鴿子飛行比賽中,飛得最快的家鴿每分飛行2 952.59 m,等于每小時飛行177 km。
據記載,世界上鴿飛行最遠的紀錄是英國威靈頓公爵(1769—1852)的一只信鴿創造的。這只信鴿從非洲西部海上起飛,經過55 d的飛行,當它飛到倫敦離巢只有1.6 km的地方時,突然死去。它飛行的路程估計有10 000 km。
昆蟲與人類的關系
昆蟲的種類和數量極多,分布很廣,其中很多種類與人類有密切關系。
1.昆蟲的數量對世界昆蟲的種類說法不一,據1983年的研究推測,全世界可能有昆蟲3 000萬種,據初步統計,世界上已記載的昆蟲種類約有92 萬余種,占已知動物種數的4/5。我國已記載的有5.1萬余種,占世界已知種數的5.5%。昆蟲不斷有新種發現,估計全世界每年新記載的昆蟲種類大約在1萬種以上。昆蟲綱是動物界中最大的綱。
每種昆蟲的個體數也很大。如一個蜂群,個體總數可多達5萬余個。小麥吸漿蟲大發生之年,每666.7 m2(一畝)可有蟲2 000多萬個。昆蟲個體數所以如此之多,主要是由于繁殖能力很強。一個雌蟲產100個卵并不罕見,有的可多達1 000個。
2.昆蟲的分布昆蟲由于適應能力強,分布范圍很廣。除海洋以外,從熱帶到兩極,從平原到高山,地球上任何角落,幾乎都有昆蟲棲息。昆蟲生活在地面上和土壤中,植物體表面和體內,還可以生活在水中、冰雪上、洞穴、房屋和礦山及倉庫中,甚至動植物尸體和排出物上,而且還能寄生在人體和動物體上。
3.昆蟲與人類昆蟲與人類生活有極密切的關系,對人類健康和國民經濟有直接影響的重要害蟲約有1萬種。盡管人們大力進行防治,但全世界每年仍有20%的農產品被害蟲所毀掉。在熱帶,每年仍有成千上萬的人死于由昆蟲傳播的瘧疾、睡眠病及其他疾病。
有許多昆蟲是有益的,如有的昆蟲可以對害蟲進行生物防治,水棲昆蟲可作淡水魚類的食物。昆蟲本身的產物,如蜂蜜、蠟和絲等,有較高的經濟意義,早已為人類所利用。
昆蟲的足
成蟲的胸足,一般分為六節。由基部向末端依次為基節、轉節、腿節、脛節、跗節和前跗節(圖9)。由于適應不同的生活環境和生活方式,昆蟲的足有以下幾種類型:蜚蠊的足細長,適于疾走,叫步行足;蝗蟲的后足腿節膨大,脛節多刺,能作有力的跳躍,叫跳躍足;龍虱的足扁平如槳,后緣有長毛,適于游泳,叫游泳足;螳螂的前足腿節與脛節能合抱,適于捕捉,叫捕捉足;螻蛄的前足粗短,末端如鏟,用作開掘,叫開掘足;蜜蜂的后足多毛,具有復雜結構,便于采集花粉,叫采粉足(圖10)。
圖 9 昆蟲足的基本結構
圖10 昆蟲的各種足
昆蟲的翅
昆蟲是無脊椎動物中唯一能飛翔的動物。昆蟲的翅不僅擴大了它們的活動和分布的范圍,也加快了昆蟲活動的速度,便于它們覓食、求偶、尋找產卵和越冬、越夏的場所,以及逃避敵害,對其生活十分有利。昆蟲翅的形態結構變化很大(圖11)。蝗類的前翅革質、半透明,翅脈非常明顯,叫復翅;蝽類成蟲的前翅近基部的一半堅硬骨圖11昆蟲的各種翅化成革質或角質,端部的一半為膜質,叫半鞘翅;蜂、蟬類等許多昆蟲的翅薄膜狀,叫膜翅;步行蟲等甲蟲的前翅全部骨質化,翅脈不明顯或無脈紋,用來保護膜質的后翅,叫鞘翅;蝶、蛾類昆蟲在膜質的翅面上覆生著鱗片,叫鱗翅;蚊、蠅等雙翅目昆蟲有正常的膜質前翅,但是后翅卻退化成專起平衡作用的小型棒狀結構,叫平衡棒。
節肢動物的體節
節肢動物和環節動物一樣,都具有體節。但是環節動物一般是同律分節,而節肢動物是異律分節,即身體后端的體節和前端的體節,在形狀和功能上均有不同。節肢動物身體的分部非常顯著,一般可分為頭、胸和腹三部分(如昆蟲);少數分為頭和軀干兩部分(如蜈蚣);或分為頭胸和腹兩部分(如蝦)。同一部分的體節常愈合。因此,在高度異律分節的情況下,必須根據它們的附肢甚至胚胎發育的情況才能分析出身體各部分原有的節數。節肢動物身體明顯地分成若干部分,這樣可以使身體各部分有進一步的分工。如昆蟲的頭部是感覺、攝食的中心,胸部是運動的中心。這樣,節肢動物就大大加強了對環境的適應能力。
節肢動物的外骨骼
節肢動物的外骨骼,最外一層是很薄的蠟質層,可以防止外面的水分滲入或內部的水分蒸發。蠟質層下是幾丁質層,幾丁質是復雜的含氮多糖類,分子式為(C32H54N4O21)n,它是外骨骼的主要構成成分。幾丁質層又可分為外層和內層,外層較致密,常為蛋白質或鈣質所沉積,形成了堅厚的骨片;內層富有彈性。幾丁質層的下面是分泌外骨骼的表皮細胞。表皮細胞分泌的外骨骼一經硬化后,便不能繼續擴大,而使節肢動物體內組織器官的生長受到了限制。因此,節肢動物在生長發育過程中有蛻皮現象。蛻皮時表皮細胞分泌一種酶,將幾丁質溶解,同時使蠟質層破裂,節肢動物幼體就可以從外骨骼中鉆出來,并且由表皮細胞重新分泌新的外骨骼。在新的外骨骼未完全硬化之前,身體可以增大體積。所以,正在發育而迅速長大的節肢動物幼體,蛻皮次數比較多。發育到不再繼續長大時,蛻皮也就停止了。
兩棲綱的分類
兩棲綱包括無足目、有尾目和無尾目三個目。全世界有兩棲動物約4 200種,我國有將近280種。
1.無足目 這是原始的一類,又是營鉆穴生活的特化類型。體呈蠕蟲狀,無四肢。魚螈為本目代表,主要產于亞洲熱帶地區,近

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