備課素材：透徹理解生物多樣性-高一下學(xué)期生物人教版必修2

透徹理解生物多樣性每年5月22日，即《生物多樣性公約》通過之日為國(guó)際生物多樣性日，該紀(jì)念日的確立可以提高國(guó)際社會(huì)對(duì)生物多樣性的重要性的認(rèn)識(shí)，保護(hù)生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng),對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、消除貧困、水土保持和污染控制都有幫助。今年的5月22日是第29個(gè)國(guó)際生物多樣性日。每年有一個(gè)主題，其中2022年的主題是“為所有生命構(gòu)建共同的未來”。那么，如何透徹理解生物多樣性？在《保護(hù)生物學(xué)》一書中，蔣志剛等（1997）給生物多樣性所下的定義為：“生物多樣性是生物及其環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的綜合，包括動(dòng)物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)”。這個(gè)定義比較符合教材中的含義。1.生物多樣性的含義（1）遺傳多樣性遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲(chǔ)存在生物個(gè)體的基因之中。因此，遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個(gè)物種或一個(gè)生物個(gè)體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個(gè)基因庫。一個(gè)物種所包含的基因越豐富，它對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)?；虻亩鄻有允巧M(jìn)化和物種分化的基礎(chǔ)。在生物的長(zhǎng)期演化過程中，遺傳物質(zhì)的改變（或突變）是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質(zhì)的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變化以及基因位點(diǎn)內(nèi)部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變，后者稱為基因突變。此外，基因重組也可以導(dǎo)致生物產(chǎn)生遺傳變異。（2）物種多樣性物種多樣性是生物多樣性的核心。物種是生物分類的基本單位。高中生物教材中的物種是以邁爾為代表的。邁爾(1953）認(rèn)為：物種是能夠（或可能）相互配育的、擁有自然種群的類群，這些類群與其他類群存在著生殖隔離。不同種的個(gè)體之間存在著生殖隔離，不能配育或即使雜交也不同產(chǎn)生有繁殖能力的后代。物種多樣性是指地球上動(dòng)物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性是衡量一定地區(qū)生物資源豐富程度的一個(gè)客觀指標(biāo)。（3）生態(tài)系統(tǒng)的多樣性生態(tài)系統(tǒng)是各種生物與其周圍環(huán)境所構(gòu)成的自然綜合體。所有的物種都是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。在生態(tài)系統(tǒng)之中，不僅各個(gè)物種之間相互依賴，彼此制約，而且生物與其周圍的各種環(huán)境因子也是相互作用的。生態(tài)系統(tǒng)的多樣性主要是指地球上生態(tài)系統(tǒng)組成、功能的多樣性以及各種生態(tài)過程的多樣性，包括生態(tài)環(huán)境的多樣性、生物群落和生態(tài)過程的多樣化等多個(gè)方面。其中，生態(tài)環(huán)境的多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的基礎(chǔ)，生物群落的多樣化可以反映生態(tài)系統(tǒng)類型的多樣性。2.破壞生物多樣性的主要因素（1）外來物種入侵外來物種入侵是指外地生物進(jìn)入另一地區(qū)，在此地區(qū)沒有天敵，會(huì)較快繁殖而形成種群，打破本地生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對(duì)本地物種的生存造成威脅。我國(guó)已發(fā)布四批外來物種名單，共錄入外來入侵物種71種，如喜旱蓮子草、黃頂菊、克氏原螯蝦（又名小龍蝦）等。（2）人類不合理開發(fā)活動(dòng)大面積森林采伐、火燒和農(nóng)墾；草地過度放牧和墾殖；生物資源的過度利用；工業(yè)化和城市化過度發(fā)展；無控制的旅游；環(huán)境污染；全球變暖；其他各類人類活動(dòng)干擾的累加效應(yīng)。3.生物多樣性的價(jià)值（1）直接價(jià)值也叫使用價(jià)值或商品價(jià)值。是人們直接收獲和使用生物資源所形成的價(jià)值。包括消費(fèi)使用價(jià)值和生產(chǎn)使用價(jià)值兩個(gè)方面。（2）間接價(jià)值生物資源的間接價(jià)值是與生態(tài)系統(tǒng)功能有關(guān)，它們的價(jià)值可能大大超過直接價(jià)值。例如，生態(tài)系統(tǒng)的功能包括傳粉、基因流動(dòng)、異花授精的繁殖功能、維持環(huán)境的效力和對(duì)經(jīng)濟(jì)物種獲取有益遺傳品質(zhì)有影響的物種，保持進(jìn)化過程，在生態(tài)系統(tǒng)中使競(jìng)爭(zhēng)者之間保持永恒的張力。又如，有些生物有科學(xué)研究的價(jià)值，野生動(dòng)植物資源，以盡可能多的基因，可以為農(nóng)作物或家禽，家畜的育種提供更多的可供選擇的機(jī)會(huì)。（3）潛在使用價(jià)值：野生生物種類繁多，人類對(duì)它們已經(jīng)做過比較充分研究的只是極少數(shù)，大量野生生物的使用價(jià)值目前還不清楚。但是可以肯定，這些野生生物具有巨大的潛在使用價(jià)值。一種野生生物一旦從地球上消失就無法再生，它的各種潛在使用價(jià)值也就不復(fù)存在了。因此，對(duì)于目前尚不清楚其潛在使用價(jià)值的野生生物，同樣應(yīng)當(dāng)珍惜和保護(hù)。4.日科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物種重復(fù)基因越多適應(yīng)環(huán)境能力越強(qiáng)一些物種適應(yīng)能力非常強(qiáng)，一些物種到了陌生環(huán)境則很難生存。日本東北大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，這可能與它們體內(nèi)重復(fù)基因的個(gè)數(shù)有關(guān)：重復(fù)基因越多的物種，生存和適應(yīng)能力就越強(qiáng)，分布范圍也更廣。東北大學(xué)研究生院生命科學(xué)研究科的新聞公報(bào)說，一個(gè)基因拷貝形成兩個(gè)基因稱作基因的重復(fù)，重復(fù)形成的基因則稱作重復(fù)基因。比如，人類基因組的70%以上是重復(fù)基因。生命科學(xué)研究科教授河田雅圭領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就基因重復(fù)與生物適應(yīng)環(huán)境能力的關(guān)系進(jìn)行研究。他們?cè)?012年通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，果蠅的生存環(huán)境越是多樣，其擁有的重復(fù)基因就越多。此次，研究小組又利用基因組已獲得破譯的猴子、老鼠和兔子等16種哺乳動(dòng)物進(jìn)行研究，調(diào)查了這些動(dòng)物生存的氣候帶、食性等環(huán)境的多樣性與重復(fù)基因比例的關(guān)系，并得出了相同的結(jié)論。研究小組認(rèn)為，哺乳動(dòng)物重復(fù)基因的數(shù)量與適應(yīng)環(huán)境能力的關(guān)系與果蠅一致，而且這一規(guī)則很可能適用于任何生物。他們認(rèn)為，基因重復(fù)產(chǎn)生兩個(gè)功能完全相同的重復(fù)基因，即使其中一個(gè)基因的功能喪失或降低也不會(huì)給生命活動(dòng)帶來太大障礙。這項(xiàng)研究的意義在于，或許能推測(cè)物種能在多大程度上適應(yīng)氣候變化等環(huán)境的劇烈變化，從而判斷物種是否會(huì)成為適應(yīng)環(huán)境能力很強(qiáng)的外來入侵物種。這一研究成果首次在基因級(jí)別弄清了生物獲得適應(yīng)多種環(huán)境能力的機(jī)制，有可能成為制訂保護(hù)生物戰(zhàn)略的新指標(biāo)。相關(guān)論文已刊登在新一期英國(guó)科學(xué)雜志《分子生物學(xué)與進(jìn)化》網(wǎng)絡(luò)版上。例1、下列關(guān)于生物多樣性的敘述，正確的是（）A.生態(tài)系統(tǒng)多樣性是物種多樣性的保證B.大量引進(jìn)國(guó)外物種是增加當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘闹匾胧〤.保護(hù)生物多樣性最有效的措施是易地保護(hù)D.生物多樣性對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其直接價(jià)值解析：生物多樣性包括遺傳（基因）多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，其中生態(tài)系統(tǒng)多樣性是物種多樣性的保證，A正確；大量引進(jìn)國(guó)外物種可能造成生物入侵，使生物多樣性降低，B錯(cuò)誤；保護(hù)生物多樣性最有效的措施是就地保護(hù)，C錯(cuò)誤；生物多樣性對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價(jià)值，D錯(cuò)誤。故答案為A。例2、生物多樣性使地球充滿生機(jī)，也是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。保護(hù)生物多樣性有助于維護(hù)地球家園，促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A.物種多樣性是生態(tài)系統(tǒng)多樣性形成的保證B.捕食者的存在可以促進(jìn)物種多樣性的提高C.種群的遺傳多樣性越高，對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力就越強(qiáng)D.加強(qiáng)對(duì)外來物種引入的評(píng)估和審批是保護(hù)生物多樣性的措施之一解析：生物的多樣性包括及基因的多樣性、物種的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，生物的多樣性是自然選擇的結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)多樣性是物種多樣性的保證，任何生物都要生活在一定的環(huán)境中，離開了適宜的環(huán)境，生物很難適應(yīng)。所以只有多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，才能保證這些生態(tài)系統(tǒng)中多種多樣的生物的生存，A錯(cuò)誤；因?yàn)椴妒痴咄鶗?huì)捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免再現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的局面，為其他物種的形成騰出空間（此理論為收割理論，具體可以參考文章后的鏈接），所以捕食者的存在可以促進(jìn)物種多樣性的提高，B正確；種群的遺傳（基因）多樣性越高，后代產(chǎn)生的差異性大，為自然選擇提供更多的原材料，對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力就越強(qiáng)，C正確；

為了更好的保護(hù)生物多樣性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外來物種引入的評(píng)估和審批是保護(hù)生物多樣性的措施之一，D正確。故答案為A。例3、下列有關(guān)全球性生態(tài)環(huán)境問題的敘述，正確的是（

）A.引入外來物種是增加當(dāng)?shù)厣锒鄻有缘挠行Т胧┲籅.規(guī)定禁漁區(qū)和禁漁期是保護(hù)生物多樣性的一項(xiàng)重要措施C.溫室效應(yīng)是由于地球生物對(duì)CO2的代謝釋放量大于吸收量導(dǎo)致的D.大量開墾森林和草原是解決非洲人口增長(zhǎng)過快造成糧食短缺問題的一個(gè)重要措施解析：考查全球性生態(tài)環(huán)境問題，要求考生識(shí)記全球性生態(tài)