本书是北京大学地空学院和中国地震学会联合组织编写的中学生地球科学素质培养丛书之一。 生物圈是地球系统四大圈层之一，圈层相互作用乃是地球系统科学在当今的一大研究热点。要窥探自生命诞生以来，生命与地球协同演化的史诗，就必须打破学科间的壁垒，通过地球科学与生物学、化学之间的学科交叉融合，来探索生物与地球演化史的耦合。为此，本书编写组集合了多门学科教师，结合中学生实际学情，立足生态环境现状，着眼科研前沿进展，编写了本册图书。本书首先从生命的基本特征出发，结合地球演化史，逐步构建出愈加复杂的地球生物圈。接着，展现地球生物圈与其他圈层之间的协同演化关系。最后，本书结合当下存在的环境问题，简要介绍了现代地球生物圈面临的挑战，以发挥地球科学的社会功能。

付骁
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付骁，遵义航天高级中学地理教师，长期从事全国中学生地球科学竞赛指导工作，注重高中教育多学科的交叉融合，在地理、生物学科上有融合教学经验，并坚持带队参加野外考察。在地球科学科普工作中，与贵州大学有着广泛的合作。

第１章　生命的定义和组成 1.1　生命元素组成 ........................................................... 2 1.2　生命大分子组成........................................................ 6 1.3　生物支撑结构 ........................................................... 9 第 2 章　生命的新陈代谢 2.1　化能自养 ................................................................. 14 2.2　光能自养 ................................................................. 18 2.3　化能异养 ................................................................. 21 2.4　光能异养 ................................................................. 22 2.5　动物的呼吸作用....................................................... 23 第 3 章　现代地球生物圈的基本特征 3.1　生物圈的概念 .......................................................... 28 3.2　生物圈的多样性组成................................................ 30 3.3　生命之树的构建....................................................... 40 3.4　生物圈的空间分布 ................................................... 44 3.5　地球极端环境生物圈 ............................................... 45 第 4 章　生物圈与地球其他圈层的关系 4.1　生物圈与水圈的关系................................................ 60 4.2　生物圈与气候环境的关系......................................... 70 4.3　板块构造对生物地理分区的影响 .............................. 73 4.4　盖亚假说与雏菊世界模型......................................... 77 第 5 章　生命起源 5.1　宜居带..................................................................... 84 5.2　原始地球的环境条件................................................ 87 5.3　生命起源假说 .......................................................... 90 5.4　最早期生命的地质学证据......................................... 99 第 6 章　前寒武纪生物圈的演化 6.1　原核生物主导的地球早期生物圈 ............................ 106 6.2　原核生物对地球环境的影响 ....................................110 6.3　真核生物起源和多细胞化........................................114 第 7 章　显生宙生物圈的发展 7.1　寒武纪大爆发 ........................................................ 124 7.2　海洋动物群的进一步发展....................................... 132 7.3　植物的演化............................................................ 139 7.4　动物登陆及在陆地上的演化 ................................... 151 第 8 章　显生宙生物大灭绝与生物圈剧变 8.1　背景灭绝和集群灭绝.............................................. 179 8.2　生物大灭绝的物种因素 .......................................... 181 8.3　生物复苏 ............................................................... 183 8.4　五次大灭绝............................................................ 185 8.5　生物大灭绝对生物圈演变的影响 ............................ 202 第 9 章　现代生物圈面临的挑战 9.1　地球生物圈的韧性 ................................................. 206 9.2　全球变化对现代生物圈的影响................................ 210 9.3　生物多样性影响气候变化....................................... 216 9.4　人类活动与生物圈健康 .......................................... 217 参考文献.......................................................................... 226