2-3質量如何改變
概念2-3當質量經歷物理或化學變化，原子不會增加或毀壞(物質不滅定律)
物質經歷物質變化、化學變化、核變化。
當一個簡單的物質經過物理變化，化學成分或原子、離子的排列不會改變。
在化學變化或化學反應，原子、離子或分子排列會改變，化學家用速記的化學平衡來表示化學反應，除了化學反應和物理反應之外，物質核變化需經三個型態：自然放射性衰敗、原子核分裂、原子核融合。
我們不能創造或破壞質量
我們可以改變元素和混合物，但我們卻不能創造或破壞任何原子在化學或物理反應，我們能做的是重新排列元素和混合物在物理變化或化學變化。在這些基礎測量法上，科學家依上面所形成的規則定義出物質不滅定律：發生物理或化學變化時，沒有原子受創造或破壞
心得：
看完上述的物質反應規則，發現有很多事物你覺得它消失了，但實質還是存在的，就好比我們做回收或重複使用，表面上是要解決污染，但實質還是在製造汙染。
2-4什麼是能量，如何轉換能量形式
概念2-4A
當能量在物理變化或化學變化時，從另一形式變到另一形式，能量不能從中創造或破壞(熱力學第一定律)
概念2-4B
無論何時能量由另一形式變到另一形式，我們最後總是得到能使用的能量比原先還要少(熱力學第二定律)
能量來自任何形式
能量是做功或傳熱的能力，當在移動時，什麼是功，使用能量做功是指移動或提起某樣東西。
能量有要的兩種形式：分成動能和位能，因為質量和速度，質量移動時，有動能產生。
另一種動能是熱：總體的動能是所有原子、離子或分子在移動時，夾帶著物質，包含整體物質全面移動。
電磁波另一種形式動能，由於電與磁場改變，能量由波的形式傳導。
電磁波有很多形式，每個都有不同的波長和能量內容。
電磁波的形式有分波長長的和短的，波長短的有較大的能量。
可見光大部分由太陽所發出電磁波形成的光譜組成的。
其他主要類型的能量是位能，它被保存的和可得到的潛力而使用
位能可被動能改變。
物能被保存在各式的分子。
有些類型的能量比其他的更有用
能量品質是用能量本能做功的一種測量，高能是集中的，可以運轉有用的功。
相較之下，低能是散開的，用小的能去做功。
能量變化都尊從兩個科學定律
熱力學是研究能量變化，科學家從百萬中的物理和化學變化中，觀察能量從一個形式轉變到另一個形式的變化，但他們從未能夠從變化中，發現能量有創造或破壞，經過上面的總結，知道能量不滅定律是熱力學第一定律：當能量被改變從化學變化或物理變化，能量不會被創造或改變。
在多次的實驗中，無論何時能量由另一形式變到另一形式，我們最後總是得到能使用的能量比原先還要少這結果的總結就是熱力學第二定律。較低的能量從高熱能變成空氣中的低溫空氣，被驅散的低能被不規則運動的空氣分子或水，變成少有用的資源。
能量由一個形式轉變到另一個形式，總是從多有用的能變成少有用的能，沒有可改變這項法則，這是另一個自然基本法則。
第二個熱力學法則也意指我們從未回收或重複使用高能去做有用的功。
能量有效率使用就是測量有多少能量完全進入到系統中。
心得：這個科學的法則告訴我們能量在物質或化學變化中，輸入等於輸出，無論我們多次嘗試或多熟練，都無法得到的能量比我們當初所放入的多，這是自然的基本法則。我們應思考往後得到足夠的能量，並做有用的功。熱力學給我們上了一堂重要的課，最容易且快速得到較多的能量是停止浪費我們所使用的一半能量。
2-5我們如何永續使用能量與物質？
概念2-5A
我們生命的過程必須遵守物質不滅定律和熱力學兩條定義
概念2-5B
我們能夠永久的生活，藉著消耗和浪費少許物質和能量，回收和重複使用多數資源，和控制人口成長
今日進步的工業社會浪費了大量的物質與能量
我們生命的過程必須遵守物質不滅定律和熱力學兩條定義，我們可以運用這些自然法則去概述些方法給永久社會做些轉變。
物質不滅定律和熱力學兩條定義的結果是自動增加廢熱和廢棄物到環境，今日多數的工業發展國家有高產量經濟，物質和能量資源透過經濟系統企圖促進經濟發展。
我們可轉移回收物質和重複使用經濟
這問題臨時的解答就是轉換經濟生產線，進入回收物質和重複使用經濟的循環，儘管傾倒到環境裡，這解答藉著回收和重複使用生產物質來模擬自然。
我們可以運用科學課程把自然轉變成永久的社會
三個科學定理支配者物質及能量的轉變，並且四個永續性的科學原則暗示著對我們環境最好的長期解決方法，另外，資源問題是從一個根據物質增加和能量流轉的經濟變成一個更永續的低浪費者。
心得：
物質不滅定律和熱力學兩條定義告訴我們，資源的消耗將會不斷超出環境可更新、稀釋、降低廢物和吸收廢熱的負荷能力。
雖然改變回收物質和重複使用經濟需要一段時間，且不允許人類不定地使用資源，即使所有資源完全回收和重複使用。這兩個熱力學法則告訴我們回收和重複使用物質總解決我們所使用高能和環境增加的廢熱。
3生態系統：它們是什麼？他們如何運作？
你今天感謝昆蟲了嗎?
昆蟲有著不好的名聲,人們把他們分為食物、傳播傳染病和入侵我們的草地或家裡。但他們並不知道昆蟲對永續生命裡所扮演的重要角色。授粉作用是植物將花粉傳遞到另一植物以達到受精的行為，但植物不能自己傳遞花粉，因此昆蟲就扮演這種藥的角色。除此之外，有些昆蟲還會吃別種昆蟲，藉此控制昆蟲的數量，這是一種自然的法則。昆蟲在這世界上已經存在了至少四億年，有些物種非常令人驚奇，因為當他們面對到新的環境狀況時，他們會有一部分產生基因的改變，有利於他們在新環境中生存。環境教了我們一課：雖然昆蟲不需要像我們人類這般的外來者，但我們卻非常的需要昆蟲。看到這段，讓我想起一部電影「虫不知」，內容闡述了昆蟲對自然的重要，值得大家去看。
3-1何謂生態學？
概念3-1生物是一個研究有機體如何互相影響和它的物質與能量生活
細胞是生命的基本單位
所有生物是由細胞組成的：最小的和生命最基礎的架構及機能單位，
他們在秒間區分轉換於薄膜間，而這過程介於生命的發生。這些生命事物由細胞組成的概念就叫做細胞學說。
巨大又複雜的有機體化合物，叫做大分子，由細胞所組成的分子基本單位構成。
三個分子以上叫做聚合物，由很多的單一分子藉著化學鍵連結起來。
有機聚合物有三個主要形式都是碳水化合物，如纖維素和澱粉由兩個或兩個以上如葡萄糖的單糖所組成的。
蛋白質由胺基酸所組成的，核酸是由核甘酸組成的，脂肪有四個大分子形式存在於有機體。
一個基因由包含在DNA分子裡的一連串核甘酸基所包含的結構就做遺傳基因。
這些基因密碼在繁殖間由父母的遺傳基因傳遞到後代的結合。
染色體是一個DNA分子，與多數蛋白質在一起，每一個染色體包含千種基因，遺傳基因密碼在我們的染色體DNA，這就是為什麼我們與其他種類不同的原因。
物種組成生命的百科全書
一個物種是相似生物體群，在外表、習慣、化學性質和基因組成一般相似。
我們不知道世界上有多少物種，估計範圍從四百萬到一億的物種小到眼睛看不到，到目前為止，生物學家證實約有1.8百萬物種，其中54％是昆蟲，少見的比它們多出99％。
生物學家研究與大自然的關係
生態學就是在研究有機物和其他有機物及無機物如何共處的一門學問。事實上，這就是在研究自然和生物間的關聯性。生態學家專注於有機體、族群、群落、生態系統和生物圈的研究。族群是指一大群同種類的生物在同一時間住在同一地區，而他們所居住的地方就叫棲息地。群落就是許多不同種的生物住在同一個地區。生態系是許多不同的物種和無機物的互動。生物圈是指所有有發現生命的地方。
心得：
發現生命體的產生，可以從細胞到細胞核，細胞核到遺傳物質DNA、染色體，
不斷的連結各種結構、個體、基因、成分，都是由小單位到大個體，只要有一項不一樣，就會變動到整體，我們和大環境也是如此。
3-2什麼使我們和其他有機體持續活者呢？
概念3-2生命能持久是藉著能量從太陽流動到生物圈和營養循環及地心引力
太陽的生命支持系統有四個主要成分
科學家研究指示太陽的生命系統由四個圓體系統組成，來影響大氣層、水圈、地殼圈、生物圈。
大氣圈是環繞在地球表面薄的空氣外殼，在內層，對流層指延伸約十七公里，在海平面之上，地球多數空氣供我們呼吸，大多由（78％）氮和（21％）氧，剩下的氣體包含水蒸氣、二氧化碳、甲烷，我們稱這些氣體是溫室氣體，他們造成大氣溫度升高，多數的天氣變化發生在此層。在大氣層中，在海平面上，範圍在十七到四十八公里是平流層，此層包含足夠的臭氧抵擋紫外線，和替我們保持身體的水。水圈包含地球上的水，包括液體水、冰、水蒸氣，大多的水在海洋，並占世界百分之七十一。地圈包含炙熱的地核、地涵、地殼。岩石圈是地球固態的地殼，在地涵之上，它包含非再生的石油、我們使用的礦物質。生物圈占據部分大氣圈、水圈、地圈，在那裏找的到生命，這生態學的目的就是要了解各層的互相影響。
生命生存在土地和水中
不同的氣候，和特別的物種適應它們。
生物學家分開生物圈充滿水的部分歸為水生生命區，有淡水生物區、鹹水生物區，地球是含水星球，有淡水、鹹水，覆蓋地球表面三分之四。
有三個因素使生命永久在地球上
第一熱力學定律與第二熱力學定律影響能量流動。
物質不滅定律影響營養循環過程。
重力使地球能支柱整個大氣，使能夠移動和化學循環流經空氣、水、土壤、有機體。
太陽能到達地球會發生什事？
太陽的核融合反應，是放出大量的能量在太空中，只有少部分能量到達地球，這能量以電磁波、可見光、紫外線、熱方式到達地球，一些能量經地球大氣層、雲、表面，反射回到外太空或者被吸收。
在平流層的臭氧被吸收了百分之九十五太陽的有害物質。
大概有百分之一的能量產生風，綠色植物、水藻、不同形式的細菌運用少於百分之一的能量被他們用光合作用產生的養分給生物食用。
大約有百分之一的輻射能能到達地球表面，其餘的多被以紅外線方式被反射出去，當紅外線遇到溫室氣體，會發生震動，而產生熱能，因使氣溫保持理想狀態，
心得：
人類的活動增加了溫室氣體到大氣中，和穀物成長與家禽飼養造成釋放出大量的氨氣和二氧化氮，而且間接影響到四大系統，假如四大系統無法發揮其用，人類終將滅亡。
3-3-什麼是構成生態系統主要成分？
概念3-3一些生物體製造養分功其他需要，有些則是藉著消耗其他生物體來獲得所需養分，另外也有藉著分解剩下的生物體回收養分到生產者。
生態系有無生命和有生命的成分
有兩種形式組成生物圈和生態系統：一種叫做無生命的，成分由無生物組成的，另一種叫做有生命的，成分由生物組成。不同物種所在地方、環境也不同。
每一個族群在一個生態系統都有容限範圍去變化物理和化學環境，個體在族群裡有明顯不同溫度容忍範圍或其他因素。
許多有生命因物可以限制族群成長
多樣的無生命因素可以影響多數族群裡的生命體，有時一個或多個叫做限制因素，比其它因素重要就是調整族群口數，限制因素原則：太多或太少無生命因素可以限制或預防族群成長，即使所有因素在或靠近理想容限程度。
生態系統由生產者、消費者和分解者所構成
生物學家分配每一生物體在生態系統的飲食階級、食性層次，依賴營養或食物資源。大多生產者獲得陽光去藉著光合作用製造碳水化合物、葡萄糖。消費者或異營生物者不能由光合作用或其他過程製造自己所需養分，必須獲得存在生物體內的分子，和吃生物體或剩下的養分。
主要消費者和草食動物大多食用綠色植物，次級消費者和肉食動物食用草食動物，第三階級或最高階級食用肉食動物。
其他消費者叫做清除者，分解在自然系統的死屍或廢棄物，並獲取養分，使循環不斷循環。一些生物體製造養分功其他需要，有些則是藉著消耗其他生物體來獲得所需養分，另外也有藉著分解剩下的生物體回收養分到生產者。
能量的流動和營養循環支撐整個生態系統
能量和營養的流轉支撐生態系統和生物圈，物質不滅定律和第二熱力學提起整個生態系的架構和功能。
Decomposers and detritus feeders are absolutely esential to life on the earth.They complete the cycling of matter into simpler nutrients that can be reused by producers.without decomposers and detritus feeders ,the planet would be overwhelmed with plant litter,dead animal bodies ,animal wastes,and garbage.In addition, most life as we know it could not exist because the nutrients stored in such wastes and dead bodies would be locked up and unavailable for use by other organisms.
他們完成腐敗的生物轉變成簡單營養物的物質循環
可重新被生產者利用
若沒有分解或清除者
地表將被枯葉、死掉的動物屍體、動物排泄物和垃圾所覆蓋
除此之外，我們所知的大部分生物，將因為營養物儲存於廢棄物和死屍中
而不存在也無法提供給其他的生物使用。
心得：
在生態系中，每一個生命體都扮演重要的角色，少一個就會影響到整個生物圈的運作，生物圈能永久的運作，也是依靠每個生物體。
3-4什麼是生物多樣性和為什麼這麼重要？
概念3- 4A生態系建立在地球的基因、物種、生態系統，生態系統過程是生氣勃勃的永久生存在地球上。
概念3-4B土壤是生物多樣性的重要成分，供應很多植物生長的養分，淨化和貯存水分和控制大氣中二氧化碳的標準。
生物多樣性是地球自然資本是一個重要的部分
生物多樣性是地球上生物物種、基因、生態和機能的歧異度，這包含著他們生活的生態系統和能量流轉過程的生態系統以及維持所有生命的營養物循環，生物多樣性是不可或缺的可更新資源。
基因多樣性提供多樣基因，讓生命能夠適應多變的自然環境。機能多樣性是生物多樣性另一重要成分。
心得：
地球的生物多樣性是自然資本生氣勃勃的部分，它使我們能生活，他也幫助我們保存水和空氣平衡、分解廢棄物、維持土壤沃度、控制族群數量，如果生態沒有這麼多的物種，而只有單一種，將無法適應環境變化而滅種。
3-5生態系統的能量發生什麼事？
概念3-5能量在生態系中的食物鏈和食物往中流轉，多的能量隨著飲食階級逐漸減少。
能量在生態中的食物鏈和食物網流轉
所有的生物體無論死的或是活著，對其他活著的生物都是潛在的食物資源。
這一連串的生物體，為下一個層級服務做食物資源，這就是食物鏈。在生態系中，多數的生物形成一個與食物相關的複雜網路，就稱為食物網。
有用的能量減少在每一個食物網或食物鏈的連接
能量的轉移，會從一個物種轉到另一個物種的過程中減少百分之十的能量，這就是所謂的百分之十定律或是熱力學第二定律，所以越高級的消費者所吃到的東西能量就越少，殘留的廢物就越多(生物放大效應)。
有些生態系統較其他生態系統產生物質較快
特別是生態係在生活中的生物量,是由生態系中的生產者把能量獲得並且儲存和快速製造和儲存像化學能一樣來決定的.總初級生產力是生態系中的生產者轉化太陽能量成化學能成生物量的一種速率.總初級生產力通常是用來測量單位時間內所製造的能量,像是每年每平方公尺多少千卡.
生產者是他們自己和消費者有機體在生態所有營養物食物的來源。只有生物量已淨初級生產力描述做為消費者可利用的營養物並且他們只使用這部份。因此行星上的淨初級生產力最後能限制在地球上存活消費者的數量。這是從自然中學到一個重要的課。
心得：
能量從一階級到另一階級越來越少，但廢物卻累積越來越多，所以多吃植物不斷可以獲得高能量，壞物質的累積也比較少。
3-6生態系中的物質發生了什麼事？
概念3-6物質循環在生物圈與自然系統之間，人類活動正影響著化學循環
在生態系統與生物圈之間的物質循環
營養物由原子和化合物組成，在循環中不停移動叫做生物地球化學循環或者營養循環，雖然物質循環在生物圈與自然系統之間，這些循環直接地或間接地藉著太陽能與重力，。營養循環連接著過去、現在、未來生命形式。
透過生物圈的水循環
水文循環收集、淨化以及分布了地球上固定不變的水供應。太陽提供了水循環的動力，大約有百分之八十四的水蒸氣來自海洋，陸地上，約百分之九十的來自表面植物蒸發。
透過生物圈的碳循環
We are altering the carbon cycle,adding large amounts carbon dioxide to the atomosphere by burning fossil fuels and clearing photosynthesizing vegetation in forests and grasslands faster than they are replenished .there is considerable evidence that CO2 emissions from these human activities play an important role in the current warming of the atmosphere ,and they are likely to play an increasing role during your lifetime.projected global warming during this century could disrupt global food production and wildlife habitats,alter temperature and precipitation patterns,and raise the average sea level in various parts of the world.
我們正在改變碳循環，藉由燃燒石化燃料以及清除森林和綠地中植物所能利用光合作用產生的氧氣快於植物所能補充的，來增加大量的二氧化碳到大氣層中。
有許多的跡象證明，人類的活動對於現代二氧化碳的散發扮演重要的角色，並且在一生當中，扮演著增溫的角色，在這一百年擬訂的全球暖化，能夠破壞食物產量、野生動物棲息地，還能改變溫度和降雨形式，以及提升世界各地的海平面。
透過生物圈的氮循環：細菌的行動
氮是大氣層中最大量的元素，主要儲存於大氣層中。化學上不易反應的氮氣組成了大氣層中百分之七十八的體積。氮元素是蛋白質、許多維生素和核酸(如去氧核醣核酸)的重要成分；然而，氮氣無法像營養物一般被多細胞動植物直接吸收及使用。
透過生物圈的磷酸循環
大部分土壤都含有少許的磷酸根，並且磷酸根常是植物在陸地上生長的限制因素，除非磷酸根(如同從地底開採出來的磷酸鹽礦物)被土壤當肥料來應用。由於磷酸鹽只能微溶於水，所以磷酸根也限制了許多淡水溪流及湖泊中生產者族群的成長。
心得：
生態系統中有這麼多的物質循環，來使大自然生物所消耗的養分，藉著物質循環讓我們所消耗的養分回歸自然，如果少了哪一循環，就會影響這整個生態系統，
人類終將無法獲得養分，生物也會無法生存。
3-7科學家如何研究生態系統？
概念3-7科學家用野外研究、實驗研究、精確的和其他模型去研究生態系統
有些科學家直接研究自然
野外研究有時也稱泥濘靴生物學，大多數我們所知的生態系構造及機能，都來自於這類的研究。有時他們完成被控制的實驗介者孤立且改變易變的部分地區，和接近不變地區做比較。它們也運用地質學資訊系統染體去記錄、貯存、分析和展示地質學上和空間上基於資訊。
有些科學家在實驗室研究生態系統實驗室實驗通常比在田地實驗快速且花費少。實驗室的研究結果必須符合以及支持野外研究。
一些科學家用模型去模擬生態系統
模擬和計畫提供生態模型並沒有比資料和應用與發達假設好，它們也必須決定關鍵可變因素間的相互關係。
我們需要更多有關世界生態系統的健康
我們需要世界生態系統基礎數據，看他們如何改變、發達策略去保存且緩慢它們的剝削。
心得：
我覺得做實驗還是到實地去觀察，就像電視的動物頻道一樣，主持人邊冒險邊講解動物，這樣比直接讀枯燥的書更印象深刻且說不定能啟發更多的疑問。
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