第2章 第2节 生物生存的家园——生物圈 （教案+课件+同步练习）

第2节 生物生存的家园 -----生物圈 月 球 无水，基本无大气，太阳连续爆晒约两个星期，最高气温达127度，接着两个星期长夜，最低气温下降到零下183度。 水 星 一滴水都没有，朝太阳一面温度400度，背太阳一面则达零下173度。表面大气非常稀薄，只有地球的五千亿分之一。 火 星 发出火红颜色，大气稀薄主要为二氧化碳气体，表面干燥，荒凉，寂寞。 金 星 表面温度高达480度，是太阳系中最热的行星，大气中以二氧化碳为主。整个金星表面都处于高温，闷热，干燥的状态。 地 球 只 有 一 个 一、生物圈的概念：是指地球上生物及其能够生存的环境的总称。 二、关于生物圈的说明： 1、地球上凡是有生物分布的区域都属于生物圈范围，主要包括：以海平面为准，向上可达23km的高度，向下可深入11km的深处，厚度约34km的圈层。 2、生物圈是地球上最大的多层次生态系统。 趋于相对稳定状态。 20世纪80年代，美国亚利桑那的沙漠上建造了一个实验基地——生物圈2号，占地12000平方米，容积达141600立方米，由80000根白漆钢梁和6000块玻璃组成。里面有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流，还有猪、牛、羊、鸡、鸭等家禽，以及人居住的房子，1993年1月，8名科学家进入，计划在里面呆上两年，一边从事科研，一边劳动，自给自足。然而一年多以后，由于里面的氧气含量大幅减少，科学家不得不提前撤离，结束探索。 阅读资料 生物圈2号鸟瞰 【课件说明】 生物圈2号 美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的生物圈2号是一座微型人工生态循环系统,因把地球本身称作生物圈1号而得此名。它由美国前橄榄球运动员约翰·艾伦发起,并与几家财团联手出资,委托空间生物圈风险投资公司承建,历时8年,耗资1.5亿美元。 1991年9月26日4男4女共8名科研人员首次进驻生物圈2号,1993年6月26日走出 ,停留共计21个月,在各自的研究领域内均积累了丰富的科学数据和实践经验。来自英国、墨 西哥、尼泊尔、南斯拉夫和美国等5国的4男3女共7位实验人员在对首批结果进行评估并改进技术后,于1994年3月6日二次进驻,工作10个月后于1995年1月走出。他们在这期间对大气、水和废物循环利用及食物生产进行了广泛而系统的科学研究。生物圈2号是世界上最大的闭式人工生态系统。它使人类首次能够在整体水平上研究生态学,从而开辟了了解目前地球生物圈全球范围生态变化过程的新途径。更为重要的是,它将作为首例永久性生物再生式生保系统的地面模拟装置而有可能应用于人类未来的地外星球定居和宇宙载人探险。 生物圈2号全景 【课件说明】 生物圈2号概况 占地1.28公顷的生物圈2号的地上部分为涂有粉剂的立体钢架构型,配有双层玻璃窗板;地面部分为焊接不锈钢板,并用钢垫密封。总体积约为180000m3。其内部主要由7种生态群落区和两个大气扩张室(也称作“肺”)组成。此外,还设有能量中心和冷却塔等设施 。 为了减轻立体结构的负荷,生物圈2号的内部压力略高于周围大气压。众所周知,温度改变必然导致压力变化,而这种伸缩中的压力变化足以破坏玻璃窗板(计算值极易超过kPa）。为了解决这一矛盾,没有像通常那样采取抵抗压力的措施,而是为该圈装配了两个称为“肺”的体积可变室，以使大气在恒压下胀缩。两“肺”就如同巨大活塞通过密封膜连接在气缸上一样,上下垂直运动距离约达15m。活塞重量产生相对于周围大气压力的内部正压。正压具有两大优点:不论什么地方有泄漏,内部大气就会向外扩散从而保证排除外界污染；活塞的持续下滑则表明某处出现泄漏。两“肺”的体积占到该圈密闭体积的30%。 除上述设施外,其内部还包括分析、医疗、兽医、监控、维修、锻炼、影视等室,分布在不同部位。 与地球生物圈类同,生物圈2号在物质上闭环,通过工程手段禁止它与外界大气和地下土壤进行物质变换。在能量上开环,允许太阳光通过玻璃结构供植物进行光合作用,同时引入 电能供技术系统操作运转。在信息上也同样开环,通过计算机系统、电话、摄像、电视与外界进行数据信息交换,并通过电视可以与外界工作人员及亲属进行面对面的交谈,还可放映电影和收看商业电视节目。电能及热控能源从外界通过气密装置输送进来,当进行能量转移时,不允许内外流体进行任何形式的交换或混合。 生物圈2号的“神经系统”是一个完整的计算机数据采集和控制系统,它是从位于居住区的指挥室辐射出的微处理机网络系统。这一内部“神经系统”通过信息通路与外界附近的“飞行控制”楼内的计算中心相联通。该楼作为分析中心而成为生物圈1号和2号间获取分析数据及通讯的主要窗口。居住区内的指