第10週 3-6 心得

3-6 物質在生態系中是怎麼發生?
何去做一個研究生態系的科學研究?
單字:
biogeochemical cycles 生物地理化學週期
purifies 淨化
evaporation 蒸發
transpiration 沸騰
precipitation 降雨雪
glaciers 冰川
permeable 有滲透性
gravel 石渣
aquifers 蓄水層
surface runoff 地面徑流過程線
replenishes 重新補充
erosion 侵蝕
sculptor 雕刻家
distillation 蒸餾
impurities 雜質
partially 部分地
overload 超載
vast 浩大
terrestrial 地球
aerobic respiration 有氧呼吸作用
sediment 沉積
fossil fuel 礦物燃料
emission 放射
nitrogen fixation 固氮作用
amino 胺基
protein 蛋白質
denitrification 反硝化作用
intervene 干預
ozone 臭氧
stratosphere 統溫層
reservoir 水庫
inorganic 無機
uplift 進步
phosphate 磷酸鹽
eroded 腐蝕
algae 海藻

文章大綱:
(問題解答)
1)物質詢還存在於生態系包括大氣層,可分為碳氫氧氮硫磷循環,水循環.......
2) 可以用模型去模擬一個生態系統,來做實驗

第11週 3-7(補充資料)~4-1(翻譯)

3-7科學家如何研究生態系統?
單字:
trek 艱苦跋涉
wade 涉過
stream 小河
aircraft 航空器
satellite 衛星
sophisticated 老練的
remote-sensing 搖感
spatially 空間地
electronically 電子上
database 數據庫
generated 引起
regional 地方
vegetation 植被
emission 放射
launched 發射
gauges 測量儀
buoys 浮體
supplemented 補充
aquaria tank 水族館槽

資料補充:
GIS(geographic information system)地理信息系統:

地理信息系統是一種融合電腦硬體，軟體和地理資訊的數據管理系統。可用於管理，集中，存 儲，操作，和顯 示地理資訊的電腦系統。有關空間、位置、距離遠近等概念的資訊，以及地圖上的點、線、面以及文字與數字所表示成的資訊就是地理資訊。GIS大多是大規模電腦作業系統，主要的目的是有效的管理自然及人文資源。因GIS是一門綜合性學科，因此廣泛的應用在不同的領域。

用途:

1環境管理:對於土地利用,環境模擬,或是緊急危難發生時用於了解地形之用.
2空間管理:城市規劃,網路分析,遠距分析,設施管理.
3資源管理與分配:可有效了解各地區資源的使用情形,並進行調配資源的動作.

相關影片:http://tw.youtube.com/watch?v=IL1SKqtWB9Q

影片解說:
此篇影片是利用地理信息系統的功用來了解地球上的構造跟相關訊息,從地球剛形成,一直到後來整個生物出現,人類出現,其間的變化,皆可透過GIS完整的觀察分析出來.

文章大綱:
一.科學家常常利用田野調查,實驗研究,以及數學或是其他模擬器去了解生態系.田野調查牽涉於融入自然中,去觀察和測量生態系的構造,以及生態系發生了啥事.有很多我們所知道的一些生態系的構造及運作,就是靠如此系列的研究.生態學家艱苦跋涉穿過森林,沙漠,和綠地,也涉過濕地,湖泊,小河,和海洋,去收集和觀察物種.有時他們實施控制實驗藉由獨立去改變某一地區一系列的部分,以便於和鄰近地區比較結果.另外,熱帶地區的生態學家,利用起重機去觀察熱,帶雨林樹頂的物種以及其習性.近年來有更多的儀器被生態學家用來收集數據.其中最重要的就是GIS(地理信息系統),其能夠捕捉,儲存,分析,展現地理上或是空間上的基底資料,並能夠將資料數據化,影像化.科學家也將GIS結合航空衛星來製造三維的數據資料,以便於觀察.及處理環境中產生的問題.

二.在過去50年,有多科學家則是在實驗室裡做實驗研究,創造實驗,並去觀察統計數據,例如設置一個溫室來研究溫室效應,用水族館來研究中生物.........等等.不過由於這些研究室中所獲得的資料,並不一定和大自然吻合,所以還是需要靠田野調查去比對更正,才能獲得最完整的資訊.

三.在此則很多科學家研發和許多模擬環境,去模擬生態系,電腦模擬可以幫助科學家了解非常複雜的生態系,科學家也可以藉由數入數據到模擬器中,以便透過電腦了解,生態系中的發展跟情形.模擬器也可以更改許多想要知道的變因,也可分析統計索取得數據的意義.

心得:我們必須要更了解我們的生態系,需要更多的數據資料,環境評估,以及一些更深一層的研究,如此我們才能知道生態系中的運行方式.以便於更有效地維護我們的生態環境.

3-7 標題解答

題目:

3-7科學家如何研究生態系統?

答案:
利用:
1田野調查
2實驗研究
3 利用儀器模擬生態系
並已取得的數據來觀察,研究來了解生態系的運行模式.

4-1 什麼是生物演變 ,它又是如何發生的? 第一組(負責範圍:前兩小節)

單字:
array 陣列
ancestral 祖先
compress 壓縮
fossil 化石
petrified replicas 石化複製品
skeleton 骨骼
variability 可變性
mutation 變化
radom 隨機
supplement 補充
inherited 繼承
offspring 子孫
exposure 曝光
external 外部的
agent 代理
radioactivity 放射線
trait特徵

關鍵字(文章中的粗體字):

biological evolution 生物演變
theory of evolution 演變理論
fossil 化石
mutation 變化

重點整理:
一. 生物演化以及演化理論
1) 生物演化:是一個關於地球生物如何透過時間改變的科學解釋
2) 演化理論:所有的物種皆為更早祖先的後代
二. 族群的基因組成可以被改變
１）如此可以增加一族群在自然界中的生存力
２）符合適者生存的理論

文章翻譯:
一. 生物演化是一個關於地球生物如何透過時間改變的科學解釋　　　　

根據演化理論,所有的物種皆為最早祖先的後代,換句話說,生命是由 生命而來 . 這個科學理論解釋了生命如何在３７億年間改變，以及為何 現今的生命如此多樣性？ 如果我們把地球之地質根生物的４７億年壓縮 成一天２４小時，則人類物種只僅僅只是 在午夜以前的０。１秒。在地 球歷史上這一眨眼的時間，我們支配了很多行星而我們的生態足跡已經成長。大部分來自於化石的證據支持著科學的演化理論：骨骼，牙齒，貝殼 ，葉子，種子， 以及所有在岩石中可找到的物質等等的礦物質以及石化複製品。化石提供物質上的證據 關於古老生物以及顯露他們內部結構的樣子。地球早期歷史的證據也可從化學分析和在古 老岩層和化石中的元素。物質在 核心解離出被埋沒的冰以及比較ＤＮＡ過去及現在的分析提供更多的資訊。　　

二族群的組基因組成可以被改變生物演化的過程藉由自然蒐集牽涉於改變族群基因的組成透過成　　功的連 續的世代， 在這過程中的第一階段是在族群中基因可變性的發展。這個基因 多樣性透過變異而發生， 其細胞在結構以及ＤＮＡ分子的數目上隨機改變，如此可以藉由後代子孫傳承。每當生物 繁殖時，大部分的變異是由於當ＤＮＡ分子 每一次再複製，分割細胞時，有時發生在結構 中基因密碼隨機的錯誤。有一些變 異也是因為暴露於外在的因素例如放射線Ｘ和自然界中 ，人為的化學製品。變異能夠發生在任何細胞，但只有當其在生殖細胞中會傳給下一代。有時突 變可以導 致一個新基因特徵，給予一個個體及其子孫更好的生存機會和在現有的 環境狀況或當環境 改變時繁殖延續下去。

心得：了解生物界由遺傳變異來使其物種延續下去，而個物種間的歧異度，也是為了要使該物種在自然界中生存下去而演變出各自是應於環境的特徵。這也使我們能夠以改變基因來使人類所需之物種得以生存或廣大生產，常用於蔬菜或是藥材方面。

標題解答：生物演化就是一個關於地球生物如何透過時間改變的科學解釋，而他是靠各生物在繁衍下一代時或是接受到外界因素等放射線所產生的隨機基因變異所造成的。

5-2 怎麼要量氣候影響生物群系的本質和地點？

心得:

氣候變遷對陸域生態系可能的影響，分為生理運作及生態系結構」。

（一）、氣候戀遷對生態系生運作的影響

1.包括大氣中CO2濃度的增加，氣溫升高，降雨模式的改變

2.氣候季節變化的改變等，均可能影響生態系的〝代謝〞活動，包括光合作用，呼吸作用，蒸散作用，分解作用，因氮作用等

3.溫度的升高也會直接影響動物，尤其是外溫型動物，即一般所謂冷血動物，的生理適應，包括體溫調節、代謝、成長、發育、成熟、生殖等，以及外出活動覓食等行為模式

4.降雨的改變對依賴水域生活的水生生物，魚類，兩棲類影響最大，雨量減少與溫度升高的加成效應，可能使動物原本利用水分與蒸散作用冷卻降溫的調適方式難以進行，其影響會比兩項因素個別的效應更大。

(二)、氣候變遷對生態系結構的影響

1.不同物種對環境因子的適應容忍範圍不同，當環境因子發生改變時，有些物種可能因為更適合新的環境狀況而得以取得生存優勢，甚至擴張分佈範圍

2.有些物種則會逐漸調適演化適應新的環境因子而留在當地，或藉由播遷分佈到環境較適合的地區繼續活存

3.因此氣候變遷可能導致一地區物種組成、數量、分佈的變化。

(三)、氣候變遷下生態系分佈的變化 氣候變遷除可能影響生態系組成與結構的改變外，溫濕度及其他環境因子梯度的變化，更可能造成生態系分佈區域的改變，甚至消失。(1).海岸及內陸濕地與河川，因為這些地區最易受海平面上升。(2).高山生態，位於山區中海拔的植物帶可能因向上升而縮小面積，進而消失。(3).苔原及寒原生態系，亦是因為氣溫升高而使此種環境減少甚至消失。(4).沙漠化擴大的問題。

(四)、氣候變遷對保護區的影響

1.保護區與國家公園的成立，使區內物種間的組成與分佈發生變化

2.天氣異常頻度增加

3.外來種入侵擴大範圍

(五)、人類活動可能加速加重氣候變遷的影響

1.人口持續增加，過度開發

2.改變自然環境（如熱帶雨林、濕地），使水土與營養鹽流失的情形惡化

3.使生物多樣性零碎化

4.都會使氣候變遷的影響更為嚴重

三、氣球變遷對海洋生態系可能的影響

1.氣球變遷對海洋生態系也會產生生理運作與組成功能方面的影響，如聖嬰與南方振盪事件(ENSO)

2.水溫上升改變了海水的物理化學特性，

3.使冷水域的海水分層更明顯

4.浮游生物量減少

5.影響取食海洋生物的其他動物以及漁業

6.水溫增加，導致珊瑚的白化、停止生長或繁殖，甚至死亡

7.氣候變化亦可能影響洋流的強度與流向

8.棲地受破壞

9.洄游性的魚類其分佈、數量，甚至其繁殖活動受影響

10.大氣與表水CO2濃度的增加，表層水酸化，影響海藻、珊瑚與其他鈣化生物的生長。11.降雨模式影響雨季的分佈、量、時間至於人類活動所造成的漁業、污染、沉積物堆積、外來種、海岸人工化等問題，將使氣候變遷對生態系的影響更為擴大。

第13週 4-5(本組翻譯)~5-1

4-5基因工程如何影響演化?

單字:

artificial selection 人為淘汰

wheat 麥子

selective breeding 有選擇性的飼養

crossbreeding 雜交育種

yielded 產生

manipulate 操作

gene splicing 基因接合

segment 段

interbreed 混種

genetically modified organisms 基因上修改過的有機體

transgenic organisms 基因改造的有機體

splicing 接合

genome 染色體

fertility 生育力

clinic 診所

翻譯:

一.我們正快速地改變我們對基因的理解，什麼是他們做的及該如何修正他們一個基因組是生物的基因的整個組，在這世紀的開始，科學家完成了人類基因組的映射。對人的染色體，我的正迅速地了解其他有機體，意味著我們能透過基因修改刪去或重新整理或增加我們的脫氧核糖核酸分子，及各種各類的分子和進入脫氧核糖核酸從其他有機體。這個次要改變將允許我們改變主要改變的路線和速度，主要是根據在冰河時期我們自己的種類和其他種類的自然選擇的一種緩慢過程，透過創造而這個類型的基因不被當前的自然所發現。這個基因增長的知識是一個非常大的承諾，但是它被提出一些嚴肅和有爭議的道德保密性問題。

例如:某些人們可能研發某些傳染病或混亂的基因，我們現在有能力在它被開發出來查出這些基因缺乏，這些是否機導致在基本上有瑕疵的嬰兒，而產生更多的墮胎。健康保險提供者是否將拒絕保險人，因為某些的缺陷可能導致許多衛生上的問題.雇主是否將拒絕聘用他們,如果基因療法為了改正基因缺乏而被開發而得到它,它是否主要又會被富有所保留?

很快的我將輸入能設計嬰兒的人們，他們能帶你走入不孕治療院讓你的子孫從一個基因購物單理選擇你所想要的特徵。將使用這些工具創造出天才、優秀的音樂家、或是美麗的人。將軍是否和運動教練則想要創造出優越的戰士或是競技,則一個性別是否經常將被選擇和怎樣影響人口成長、婚姻機會、及其他社會的作用。這些是否將影響少數比率的人們在社會上?這樣修改主要又會被富有所保留？在第一次裡，看來我們也許有能力改變自然也意味是屬於人的，但是我們也應該改變人的本性,這將是21世紀最重要及爭議的問題。

二.我們使用人為淘汰改變人口的基因特徵與相似的基因人口的基因特徵。 在這個過程，我們在植物或動物的人口選擇一個或更多中意的基因特徵，例如麥子、果子或者狗的類型。 然後我們使用有選擇性的飼養最終獲得包含很大數量的個體以期望特徵的種類的人口。 注意人為淘汰介入雜交育種在同一個種類的基因品種之間和因而不是物種形成的形式。 人為淘汰有出產量給更多牛奶的食農作物與更高的出產量，快速地增長的母牛，樹和狗和貓的許多不同的類型。 但傳統雜交育種是一個緩慢的過程。 並且，它可能結合仅特徵從是緊挨互相基因上的種類。 現在科學家使用遺傳工程加速我們的能力操作基因。 遺傳工程或者基因接合，是有機體的基因的改變，通過增加，刪除或者它的脫氧核糖核酸的改變的段，導致中意的特徵或消滅不受歡迎的人一个。 它使科學家轉移基因不會混種本質上的區別種類之間。 例如，基因從魚種類可以被放入番茄給它某些物產。 結果有機體稱基因上修改過的有機體或transgenic有機體。 與傳統雜交育種，基因接合的作為比較大約半同樣多時間開發新的莊稼或動物品種。 它也使我們從種類的另外類型轉移基因，不用飼養他們-擁有巨大諾言的過程并且提出一定數量的法律，道德和環境問題。 科學家使用了基因接合開發迅速地增長的修改過的莊稼、新的藥物、蟲抗性植物和動物。 他們有也創造基因上設計的細菌從他們的地下礦石提取礦物例如銅和清掃油和其他毒性汙染物溢出。

Bioengineers開發了許多有利基因上修改過的有機體： 下低膽固醇蛋，麥子在天旱情況，香蕉興旺沒有基因工程師也生產了二隻老鼠、Schwarzenegger老鼠，有肌肉大廈基因和馬拉松老鼠，從未似乎疲倦的。 并且他們在比一隻常規老鼠能長期居住對一隻Methuselah老鼠的緊追不舍中。

標題解答:

問題:基因工程如何影響演化?

解答:利用基因重組,來改變一些原本不好的基因,並加入較良好的基因,來是該物種有更良好的生存條件.並再由該物種自行繁殖,經過長時間下來,即能產生新物種族群.

第12週 4-2~4-4(資料補充)

4-2地理和大氣的改變如何影響演化?
單字:
molten溶解
gigantic 巨大
tectonic 構造
drifted 飄移
atop 在上面
mantle 披風
continents 大陸
oceanic 海洋
response 反應
wiping out 消除

volcanic eruption 火山爆發

文章大綱:

一.地球表面在這永久歷史之中有了劇烈的改變,科學家已經發現到,大量的溶解岩石的流動在地球內部,長達10億年,這些結晶的金屬條以及緩慢的速度在風化層上流動.
這個過程對於地球上的生物以及演化有兩個重要的影響,第一是大陸和海洋擁有對大氣的高度影響力,他們能夠決定哪些生物能夠存活,第二,大陸的移動幫助物種移動,並適應新的環境和透過天擇組成新的物種.地震也可以影響生物演化藉由分開,孤立物種,透過長時間他們能夠組成新的物種來適應新的環境.而火山爆發則是藉由破壞居住地,減少或是掃除物種.

二.地球大氣已經劇烈的改變,有時覆蓋著冰以至於寒冷,又有時他變溫暖,使冰溶解變成湖泊和海.這些變化有對生物演化有一個重要的影響,就是可以使不同適應溫度的生物來作天擇.在過去50億年間,有五次大規模的物質絕種.當然也有能在該情形下存活下來的生物,並繼續進行演化,繁殖以便適應新環境.

心得:
大自然的力量是非常強大,令人畏懼的,人類不應該因為數量龐大,擁有比其他生物更靈活的大腦,而自負,進而為所欲為,應該保持一份敬畏大自然的心,向大自然學習共處,進而找到一個平衡點,否則,下一次種族大撲滅的會是人類.

標題解答:
題目:地理和大氣的改變如何影響演化?

解答:
1) 地理環境變化可以使物種孤立隔離,並經由長時間的生活型態改變,進而演變出不同的特徵,最後組成一個與原物種截然不同的新物種.

2) 大氣改變有時會使一些容忍度較差的生物造成滅絕,但該生物中或許會有一些比較獨特的特徵因而保護其少數量不被滅絕,這些存活的生物,經過長時間的繁殖,也會產生與原物種不盡星同的新物種.

4-3 什麼是生態定位?
單字:
ecological niche 生態定位
alligator 鱷魚
niche 適當位置
generalist 全科
specialist 專科
white-tailed deer 白尾的鹿
narrow 狹窄
prone 傾向
shorebird 水鳥
crustacean 甲殼動物

文章大綱:
科學家經由生態定位,可以將生物分成全科物種以及專科物種,
全科物種:

擁有很廣大的適應能力,能夠忍受範圍很廣的生態變遷,以很多樣的食物維生,能夠生存在很多環境下,例如:蟑螂

專科物種:只能在特定的環境下生存,他們能吃的食物很少,能夠忍受環境變遷的能力也很有限,這會使該物種很容易面臨絕種,尤其是在現今環境劇烈變遷的情況下,例如中國大陸的大熊貓.

參考影片1) 蟑螂覓食 http://tw.youtube.com/watch?v=AC5_kZ4L_MQ&feature=related2)中國大熊貓 http://tw.youtube.com/watch?v=UpCqNIAS390

標題解答:

題目:什麼是生態定位.

解答:生態定位是物種能夠生存的形式及能夠適應的環境