第七章 生物多样性知识点

第七章生物多样性

【概念与规律】

生物多样性（biodiversity）：指地球上所有植物、动物和微生物所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。它通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

1、遗传多样性：指遗传信息的总和，是种内基因的变化，并反映在生物性状的多样性上。

2、物种多样性：指地球上现存的多种多样生物，经过漫长进化过程而逐渐形成的。

3、生态系统多样性：多种多样的生物适应于不同的自然环境，从而形成了多种多样生态系统。

一、生物物种的多样性（species diversity）

1、生物物种（species）：是指能相互交配，并在交配后能产生有生殖能力后代的一群生物。

2、物种多样性：是指物种和物种间差异的多样性，是生物多样性的重要体现。

（1）不同自然环境下的物种多样性：不同生物生长在不同自然环境里，它们不仅形态不同，结构不同，功能更是不同。森林、草原、池塘、热带雨林等自然环境中生存的物种就不相同，如热带雨林面积虽只占全球面积的7％，但由于终年高温多雨、能接受更多的太阳能、物种间杂交率高等原因，物种数量相当巨大，约占全世界物种的一半以上。

（2）不同地理位置的物种多样性：由于山脉、河流、海洋的分隔，使地球上某些区域处于隔离状态，在这种隔离状态的环境下，使生物在外形、行为等方面发生显著变化，因而地理隔离是形成新物种的主要条件。物种的形成与不断分化是物种多样性产生的根本原因。如夏威夷群岛有显著的山脉分区，钩蛾亚种原来只有1个种，现已发展到43个种。

（3）物种数量：目前地球上现存生物约有500万种，有文献记载的约有175万种，物种最多的种类是昆虫类。

二、同种生物的差异性

1、性状：指生物体的形态特征或生理特性，是遗传和环境相互作用的结果。

2、人的性状差异：地球上的人虽都属于一个生物物种，但他们的相貌、指纹、血型等方面是有差异的，例如根据红细胞上凝集原的不同，通常可将血液分为A型、B型、O型和AB型四种主要血型。只含A抗原者为A型，只含B抗原者为B型，既含A抗原又有B抗原者为AB型，无A、B抗原者为O

型。血型不同的血液相互混合时，会发生红细胞凝集现象，所以输血必须以输同型血为原则。通常人的相貌、指纹、血型终身不变，具有遗传性。

3、同种植物性状的差异：我们观察同一种植物时，发觉植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官，在大小、形状、颜色等方面会有不同之处。如同一品种辣椒的果实，不仅形状不同，颜色也不同。

三、保护生物多样性

1、生物多样性概况：生物多样性不均匀地分布在全球168个国家，主要分布在热带森林。我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样，是世界上生物多样性最丰富的国家，是多种生物的起源中心，物种资源十分丰富，其中裸子植物资源居世界首位，被誉为“裸子植物故乡”；我国还是鸟类最多的国家，有1180多种，占世界鸟类总数的14％；此外，我国还有许多世界特有的野生珍稀动植物，如动物中的大熊猫、金丝猴、东北虎、白鳍豚、扬子鳄、麋鹿等；鸟类中的朱鹮、丹顶鹤、褐马鸡；鱼类中的中华鲟等。珍稀植物中的银杉、珙桐、银杏、水杉、金花茶、人参等；这些丰富的动植物资源，是自然界赠与我们的宝贵财富。

2、生物多样性丧失的原因：生物多样性是地球生命的基础，它不仅使我们的地球绚丽多彩、和谐发展，更维系了我们人类赖以生存的自然环境。但由于人类对生物栖息地的改变（如过度的砍伐和捕猎、环境污染、过量使用农药、气候变化、建设水利工程、外来生物入侵等原因），使得当今世界上生物多样性迅速下降，我国也是生物多样性丧失最为严重的地区之一。两千年以前的中国，森林覆盖面积达50％，如今仅有12％，全国山地丘陵的2/3以上面积为裸露，天然森林几乎荡然无存，其它森林也呈岛屿状分散在大面积退化的环境中。中国受严重威胁的物种占总数的15％～20％，高于世界水平。由于人口增加和人类活动加剧，更引起了地球上许多野生生物物种的灭绝或濒临灭绝，据2000年记录统计，全世界约有106种哺乳动物和127种鸟类灭绝。曾生活在新疆的新疆虎现已绝种。我国的大熊猫，扬子鳄，金丝猴等珍稀动物由于栖息地被人类侵占，生存空间缩小等原因正濒临灭绝。当今世界上有25000种植物和1000多种脊椎动物面临绝种的危险。有科学家估计，地球上每一小时绝灭一个物种，而且一个物种一旦从自然界消失，就无法再生出来。生物多样性受到严峻挑战。

3、生物多样性的意义：生物多样性为人类的生存提供了基本条件，是整个人类共有宝贵财富，与人类的生存和发展息息相关。生物多样性的直接价值在于生物物种可直接用作食物、药物、能源和工业原料。目前人类90％粮食来自于20余种植物，如加纳人70％粮食来自于野生鱼类，发展中国家80％的人口需依赖10000余种药用植物。生物多样性的间接价值在于通过光合作用为人类和整个生命世界的生存与发展提供物质能量的保障，此外还有保护水源、减弱旱涝、调节气候、防止水土流失、吸收和分解环境中有机废物和其他污染物的作用。生物多样性为人类社会适应自然变化提供了选择机

会和各种原材料。

4、生物多样性的保护：人类不仅是生物圈的成员，更是生物圈的统治者，要认识到只有在生物多样性发展的前提下，才能使人类自身得到稳定。我们既要将保护生物物种与保护生物生存环境结合起来，又要将保持、恢复、和重建生物多样性与可持续利用生物多样性结合起来。具体实施措施有以下三个层次：

（1）生态系统多样性保护——建立自然保护区：为了保护自然和自然资源，尤其是保护珍贵稀有的动植物资源，保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统，国家划出一定的区域加以保护，这样的地区叫自然保护区。它的作用是能够保护生态多样性、物种和遗传多样性，保护了生物进化的源泉，因此是较为有效的措施。目前全国有保护区799个。属国家级的有106个，其中列入“人与生物圈”计划的有吉林长白山、湖北神农架、广东鼎湖山、四川卧龙、贵州梵净山、福建武夷山、浙江西天目山、云南西双版纳、贵州茂兰、江苏盐城、内蒙古锡林郭勒、新疆博格达峰等 12处。广东鼎湖山是我国第一个自然保护区。典型的自然保护区结构分为：核心区、缓冲区和试验区。

（2）物种多样性保护——最基本工作是物种编目：物种多样性保护的最基本工作就是对植物系统分类学进行研究，它的任务是通过引种、栽培、驯化工作来保护珍稀濒危动植物。

（3）遗传多样性保护——就地保护、迁地保护、建立种质基因库。此措施着重保护遗传多样性。生物多样性长期保护的最好策略是保护在野外的自然群落和种群，这种保护方式称就地保护。当就地保护无效时，保护物种免于灭绝的唯一希望就是在人为控制的人工条件下维持物种个体，这种保护方式叫迁地保护，或移地保护。种质基因库指用于以保存植物遗传资源为目的的，保存植物种子和多种繁殖体的现代化设施。

我国各地已建立了大量的动物园、植物园、水族馆、种质库等来异地保护各类动植物。如对麋鹿、富兰克树的成功保护，如水松、银杏的广泛栽种等。杭州植物园、动物园，宁波市的野生动物园、宁波天童的天然森林保护区等建立都有利于生物多样性保护。我国在保护生物多样性方面已取得了一定的成就。

四、生物资源 (biological resources)及其合理利用：生物是人类重要的资源，人类应该在保护生物多样性前提下合理利用生物资源。

1、食用生物资源：食用生物(food biont)可分为食用植物和食用动物两类。食用植物主要是分别利用植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官。食用动物又可分为肉用动物、水产动物和奶用动物。它们为人类提供了大部分糖类（carbohydrate）、蛋白质（protein）、脂肪(fat)、维生素（vitamin）和矿物质。使用食用生物资源的原则是通过人工栽培或养殖的生物才允许食用；人工栽培或养殖的珍稀生物不允许食用。珍稀生物的开发利用，主要是

进行品种的改良。

2、药用生物资源：药用生物（medicinal biont）是指可提供药用资源的生物，药用生物除有节制地野外采取外，应以养为主、采养结合，严禁一级保护野生物种药材进出口。

3、观赏生物资源：中国有丰富的观赏生物资源，观赏生物（decorative biont）包括观赏植物和观赏动物。我国被誉为“世界园林之母”。观赏植物可分为观花、观叶、观果、观茎植物等。如宁波的观赏植物有菊花、茶花、杜鹃、五针松等。

4、工业原料生物资源：地球上几乎所有的生物或其产物都可作为工业生产的原料，但也应在保护生物多样性的前提下合理地开发利用。

【启迪与拓展】

例1新物种形成的主要原因是（）

A、遗传作用

B、隔离环境

C、生物进化

D、自然选择

分析：

物种多样性产生的根本原因在于物种的形成与不断分化。由于山脉、河流、海洋的分隔，使地球上某些区域处于隔离状态，这种地理障碍限制了基因在种群内流动，被隔离的亚种群在一定时期内独立进化，产生了成为不同种的足够差异即变异，使生物在外形、行为等方面发生显著变化，从而形成新的物种。因此，形成新物种的主要原因是环境的隔离。故本题正确答案为B。

例2不同自然环境下的物种多样性不同，如热带雨林，虽然它的面积只占全球面积的7％，但它的生物物种却占全世界的一半以上。

分析：

热带雨林主要分布在潮湿的赤道邻近地区，该森林最大的特点是物种数量巨大，物种间相互作用复杂，以及物种的专化性，该区物种丰富的原因有以下几个方面：

①在地质时期，热带比温带的气候稳定；

②暖热和高湿度为物种提供了良好的生长条件；

③有害生物压力极大，难以形成竞争力强的优势物种；

④能接受更多的太阳光；

⑤生物物种间异型杂交率高，有利于形成新的物种。

例3什么是指纹及其作用是什么？

分析：

指纹是指手指的纹路，每个人的指纹都不一样，而且终身不变。指纹的作用在于增加把握东西的摩擦力。使我们能牢牢地抓住东西。中国古代以按手印来签署文件或契约。指纹已成为辨认和侦查罪犯的重要依据，并正成

为社会生活中证件识别的重要信息。

例4生物多样性丧失的原因有哪些？

分析：

地球上生物物种数的总数有500-5000万种，其中已定名的仅200万种，然而当今世界各个层次的生物多样性正在迅速下降。其原因有：

①生物栖息地的改变、农业生态系统过于单一、栖息地破碎化等。自然生态系统经过人工改造，成为人工生态系统，使生物多样性下降。栖息地片断化，使种群杂交性下降，适应能力变弱，导致物种衰退；

②过度砍伐和捕；

③环境污染，过量使用农药等；

④气候变化，影响生物群落的分布格局；

⑤水利工程的建设；

⑥外来物种取代本地物种，如水花生、空心莲子草、豚草等外来物种的引入，由于这些生物的快速生长繁衍，危害了本地生物的生长，使生物的多样性受到严重影响。

例5 下列动物中，属于我国特有的珍稀哺乳动物是（）

A、丹顶鹤

B、白鳍豚

C、扬子鳄

D、黑猩猩

分析：

丹顶鹤属于鸟类，是国家一级保护动物，但不是我国特有的；扬子鳄是我国特有的爬行类动物；黑猩猩既不是国家保护动物，也不是我国所特有的动物；故答案为B。

例6造成野生动植物濒危和灭绝的主要原因是（）

A、自然选择

B、物种退化

C、人类对野生动植物资源的开发和利用

D、人类对野生动植物过度狩猎或采伐，对栖息地环境的污染和改变

分析：

自然界要淘汰不适应环境的生物需要经过漫长的历史时期，现存的野生动植物经历了自然选择而保留下来，不可能是物种的退化。正是由于人类掠夺式采伐、猎捕，导致种群密度下降和对其栖息地的污染破坏，才导致野生动植物的濒危和灭绝。故选D 正确。

例7下列食用植物中，人类主要食用其种子的是（）

A、小麦和大豆

B、水稻、甘蔗

C、萝卜、茶树

D、花椰菜，油菜

分析：

食用生物可分食用植物和食用动物两类。各类食用植物中，我们所食用的部分各不相同。上述供选答案中食用种子的有小麦、大豆、水稻、油菜，食用根的有萝卜，食用茎的有甘蔗，食用叶的有茶树，食用花的有花椰菜。故选A正确。

例8有些珍稀植物是我国所特有的，由于科学家和有关人员的共同努力，有些珍稀植物已被广泛栽种，例如（）

A、水杉和银杏

B、银杉和银杏

C、银杉和金钱松

D、金钱松和珙桐

分析：

水杉在最初发现时，属我国特有的珍稀植物，后来由于广泛栽种，成了比较普遍的一种植物。银杏也是我国的珍稀植物，后来由于人们发现了银杏的营养保健价值，现已被广泛栽种。故答案选A。

【探索与实验】

示例1观察和记录一个区域内的生物物种及其数量。

本案例是一次典型的调查活动，调查活动的步骤一般为：

①调查前首先明确调查的目的和对象，制定合理的调查方案；

②调查过程中要如实记录；

③对调查结果要及时整理和分析，写出调查报告。

根据调查步骤设计活动方案如下：

(1)调查目标：通过观察和记录一个区域内的生物物种及其数量。认识地球上生物物种多样性；

(2)调查准备:选定校园中的调查区域；

(3)活动步骤：

①在校园内划定一个大约2m×2m的区域，这个区域应有树、花、草、昆虫等生物（为保护校园，不调查土壤内生物，也不采集生物）；

②学生四人为一小组，观察并如实记录区域内生物种类和数量；

④全班举行交流会，交流调查情况，一起认识地球上生物物种多样性，并比较说明不同自然环境下物种多样性。

调查是科学实践活动的一种基本形式。常用的调查方法有普查、抽样调查、专访、专项调查等，本实验用抽样调查方法。

示例2探究如何给蚯蚓建造一个“温馨”的家。

(1)探究目的：探究蚯蚓的生活环境主要有哪些环境因素。理解保护生物物种及其生存环境意义。

(2)材料器材：多种器皿等。

(3)方法步骤：

①提出探究任务：如何给蚯蚓建造一个“温馨”的家；

②学生分成若干组，在校园内的不同地点观察蚯蚓的生活环境（不能破坏学校草坪和花坛等），针对蚯蚓生活环境提出问题；

③小组讨论和设计“蚯蚓的家”应具备哪些基本条件，对影响蚯蚓生活的主要环境因素作出假设；

④利用自带的多种器皿，如可乐瓶、食品瓶、花盆等，设计一个实验方案用以验证小组的假设；

⑤采集“建造蚯蚓家”材料，例如土地、树叶、水等，“建造”一个蚯蚓的家，小组汇报和展示小组的设计方案和建好的“家”，评出最佳“蚯蚓之家”；

⑥课后根据小组的实验设计，进行实验，观察并记录蚯蚓的生活状况，探究活动结束后，将蚯蚓放回大自然；

⑦大家共同交流探讨蚯蚓生活的主要环境因素。

(4)讨论：当蚯蚓的生活环境发生变化时，蚯蚓的生活将受到怎样的影响？

课外实践1 探究生活垃圾分类处理的必要性。

课外实践2 调查家乡生物源及其合理应用。

【科学撷萃】

藏羚羊的迁徙

藏羚羊是生长在青藏高原及其毗邻高山中的特有种类，属国家一级保护的野生动物。

7、8两月是藏羚羊迁徙的日子，生活在可可西里东侧的藏羚羊在迁徙中要跨越天然屏障和人为屏障两个过程，如无法跨越，那藏羚羊就只能就地产羔，干扰了它们长期以来迁徙习性，这将对它们的生活产生很大影响。

渡过楚玛尔河是藏羚羊迁徙途中最大的天然屏障，河道呈辫状，有多条水流，水流之间有沙洲阻隔，宽达数百米，8月是河水量最大的季节，到达河畔的藏羚羊在岸上先吃上几天草，补充迁徙中的体能消耗，为过河做准备。过河时候，它们先慢慢靠近河边，经过短暂犹豫后，一部分胆大的羊先跳进水里，在浑浊的急流中越过一道又一道的沙堤，几分钟后才有一小部分成功渡到对岸，其它的羊到河心的沙洲上再也没有勇气跨过余下的半条河，只好在沙洲上不断来回踌躇，徘徊不前，而没敢下水的羊更是犹豫不决，只在岸边来回跑，这时已过河的几只羊会返回来领它们过河。榜样的力量是巨大的，第一批下水的和未敢下水的羊在相互的鼓动下，成功地渡过了楚玛尔河。它们从遥远的产羔地来到这里，又从这里迁徙到另一个遥远的地方，仅仅过河的场景就可想象它们路途中的艰难。

藏羚羊传统的过河“渡口”距离青藏公路只有几百米，渡过楚玛尔河，它们立刻就要面对最大的人工屏障——青藏公路。西藏80％多的物资都是通过这条路来运输的，近几年来由于青藏公路、青藏铁路的建设，以及青藏旅游热的升温，青藏公路的车流量增加了数倍，通车率每小时达一百多辆，除普通的货车、客车外，修公路、修铁路的工程车约占大半，这些车辆都是24小时不停地运行，青藏公路成了一条没有间隙的公路。面对这么大的障碍，羊群还是在一只勇敢的头羊带领下，冒险地冲上公路的路基，但公路的宁静短之又短，往往刚踩上公路或才过去几只，就有车辆从远处驶来，把列队通过公路的羊群冲散。大多数藏羚羊刚踏上公路路基，还没来得及喘息和镇定就被惊吓得迅速撤离，跑到山坡高处，惊恐万分地望着公路，然后再用足够的时间积聚向公路再作冲刺的勇气。

可往往只有少数的羊能成功地通过，剩下的只能绝望地远离公路，重新返回可可西里的荒原深处，不能前往可可西里的太阳湖、卓尔湖和豹子峡等地集中产羔，我们能看到的只是藏羚羊一双双忧伤的眼睛。你知道它们为什么如此的忧伤吗？