備課素材：透徹理解生物多樣性-高一下學期生物人教版必修2

透徹理解生物多樣性每年5月22日，即《生物多樣性公約》通過之日為國際生物多樣性日，該紀念日的確立可以提高國際社會對生物多樣性的重要性的認識，保護生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng),對經(jīng)濟發(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個國際生物多樣性日。每年有一個主題，其中2022年的主題是“為所有生命構建共同的未來”。那么，如何透徹理解生物多樣性？在《保護生物學》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)復合體以及與此相關的各種生態(tài)過程的綜合，包括動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與其生存環(huán)境形成的復雜的生態(tài)系統(tǒng)”。這個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。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。因此，遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因，因此，可被看作是一個基因庫。一個物種所包含的基因越豐富，它對環(huán)境的適應能力越強?；虻亩鄻有允巧M化和物種分化的基礎。在生物的長期演化過程中，遺傳物質的改變（或突變）是產(chǎn)生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質的突變主要有兩種類型，即染色體數(shù)目和結構的變化以及基因位點內(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客觀指標。（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，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入另一地區(qū)，在此地區(qū)沒有天敵，會較快繁殖而形成種群，打破本地生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對本地物種的生存造成威脅。我國已發(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；其他各類人類活動干擾的累加效應。3.生物多樣性的價值（1）直接價值也叫使用價值或商品價值。是人們直接收獲和使用生物資源所形成的價值。包括消費使用價值和生產(chǎn)使用價值兩個方面。（2）間接價值生物資源的間接價值是與生態(tài)系統(tǒng)功能有關，它們的價值可能大大超過直接價值。例如，生態(tài)系統(tǒng)的功能包括傳粉、基因流動、異花授精的繁殖功能、維持環(huán)境的效力和對經(jīng)濟物種獲取有益遺傳品質有影響的物種，保持進化過程，在生態(tài)系統(tǒng)中使競爭者之間保持永恒的張力。又如，有些生物有科學研究的價值，野生動植物資源，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會。（3）潛在使用價值：野生生物種類繁多，人類對它們已經(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值也就不復存在了。因此，對于目前尚不清楚其潛在使用價值的野生生物，同樣應當珍惜和保護。4.日科學家發(fā)現(xiàn)物種重復基因越多適應環(huán)境能力越強一些物種適應能力非常強，一些物種到了陌生環(huán)境則很難生存。日本東北大學研究人員發(fā)現(xiàn)，這可能與它們體內(nèi)重復基因的個數(shù)有關：重復基因越多的物種，生存和適應能力就越強，分布范圍也更廣。東北大學研究生院生命科學研究科的新聞公報說，一個基因拷貝形成兩個基因稱作基因的重復，重復形成的基因則稱作重復基因。比如，人類基因組的70%以上是重復基因。生命科學研究科教授河田雅圭領導的研究小組就基因重復與生物適應環(huán)境能力的關系進行研究。他們曾在2012年通過實驗發(fā)現(xiàn)，果蠅的生存環(huán)境越是多樣，其擁有的重復基因就越多。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種哺乳動物進行研究，調查了這些動物生存的氣候帶、食性等環(huán)境的多樣性與重復基因比例的關系，并得出了相同的結論。研究小組認為，哺乳動物重復基因的數(shù)量與適應環(huán)境能力的關系與果蠅一致，而且這一規(guī)則很可能適用于任何生物。他們認為，基因重復產(chǎn)生兩個功能完全相同的重復基因，即使其中一個基因的功能喪失或降低也不會給生命活動帶來太大障礙。這項研究的意義在于，或許能推測物種能在多大程度上適應氣候變化等環(huán)境的劇烈變化，從而判斷物種是否會成為適應環(huán)境能力很強的外來入侵物種。這一研究成果首次在基因級別弄清了生物獲得適應多種環(huán)境能力的機制，有可能成為制訂保護生物戰(zhàn)略的新指標。相關論文已刊登在新一期英國科學雜志《分子生物學與進化》網(wǎng)絡版上。例1、下列關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.大量引進國外物種是增加當?shù)厣锒鄻有缘闹匾胧〤.保護生物多樣性最有效的措施是易地保護D.生物多樣性對維持生態(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；大量引進國外物種可能造成生物入侵，使生物多樣性降低，B錯誤；保護生物多樣性最有效的措施是就地保護，C錯誤；生物多樣性對維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用，體現(xiàn)了其間接價值，D錯誤。故答案為A。例2、生物多樣性使地球充滿生機，也是人類生存和發(fā)展的基礎。保護生物多樣性有助于維護地球家園，促進人類可持續(xù)發(fā)展。下列敘述錯誤的是（

）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物種多樣性的提高C.種群的遺傳多樣性越高，對環(huán)境變化的適應能力就越強D.加強對外來物種引入的評估和審批是保護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。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錯誤；因為捕食者往往會捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免再現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，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，對環(huán)境變化的適應能力就越強，C正確；

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

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