第一节生物多样性及其价值

1、5月月22日日第第1010章章 生物多样性生物多样性第第1 1节节 生物多样性及其价值生物多样性及其价值物种多样性生态系统多样性遗传多样性1 1、遗传多样性现象、遗传多样性现象P P7070、7171： 图图10-110-1、图、图10-210-2遗传多样性是指物种内遗传多样性是指物种内和和的多样性，包括种内显著不同的种群的多样性，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，亦称为间和同一种群内的遗传变异，亦称为基因多样性。基因多样性。猫姐妹长的不一样猫姐妹长的不一样自然界中同一物种内个体间性状差异的现象自然界中同一物种内个体间性状差异的现象普遍存在，个体间的性状差异说明了它们之普遍存在，

2、个体间的性状差异说明了它们之间存在着基因变化。间存在着基因变化。遗传多样性发生在分子遗传多样性发生在分子水平，是生物体水平，是生物体。 基因突变、基因重组、基因突变、基因重组、染色体畸变染色体畸变形成新的基因、基因型形成新的基因、基因型和表现型，丰富了生物和表现型，丰富了生物的遗传多样性。的遗传多样性。聚合酶链反应（聚合酶链反应（Polymerase chain reactionPolymerase chain reaction，简称，简称PCRPCR） 用于各种群中扩增出的某用于各种群中扩增出的某DNADNA片段相似性比较片段相似性比较 应用应用PCRPCR技术技术，能使核酸在，能使核酸在短

3、时间内迅速扩增而被检出，短时间内迅速扩增而被检出，从而获得足够多的目标序列用从而获得足够多的目标序列用于基因突变的检测和人类遗传于基因突变的检测和人类遗传病的研究，这种方法以后被广病的研究，这种方法以后被广泛地应用于基因扩增、基因检泛地应用于基因扩增、基因检测、遗传分析和传染性疾病病测、遗传分析和传染性疾病病原体的诊断等面。原体的诊断等面。遗传多样性遗传多样性在分子水平上在分子水平上的检测：的检测：种群间种群间相似率平均值相似率平均值长江蟹与辽河蟹长江蟹与辽河蟹84.9%84.9%辽河蟹与瓯江蟹辽河蟹与瓯江蟹83.8%83.8%长江蟹与瓯江蟹长江蟹与瓯江蟹84.7%84.7%中华绒螯蟹三系种群

4、中华绒螯蟹三系种群PCRPCR扩增出的扩增出的某某DNADNA片段的相似性片段的相似性3 3、遗传多样性的意义、遗传多样性的意义首先，遗传多样性能有效地增大种群基因库，有首先，遗传多样性能有效地增大种群基因库，有利于物种适应环境变化而长期生存。利于物种适应环境变化而长期生存。基因库越大，即遗传多样性越丰富，基因库越大，即遗传多样性越丰富，野生种群越少，种群基因越少，遗传的多样性越贫野生种群越少，种群基因越少，遗传的多样性越贫乏，越难以生存。乏，越难以生存。其次，遗传多样性还能为物种提供进化的材料，其次，遗传多样性还能为物种提供进化的材料，有利于生物进化和发展，也有利于生物多样性的有利于生物进化

5、和发展，也有利于生物多样性的发展。发展。 是指地球上动物、植物和微生物等生物物种是指地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化，包括某一特定区域内物种的的多样化，包括某一特定区域内物种的丰富丰富度度以及物种以及物种分布均匀度分布均匀度。 物种多样性是衡量一定区域中生物资源丰富物种多样性是衡量一定区域中生物资源丰富程度的指标。程度的指标。 群落中，物种群落中，物种种类数越多种类数越多，且各物种的，且各物种的个体数越相近个体数越相近，物种，物种多样性就越高。多样性就越高。 地球上生物的种类约有地球上生物的种类约有1300 -14001300 -1400万万种。种。已知的有已知的有175 - 200

6、175 - 200万万种。种。P P7373：表表10-310-3我国物种多样性情况：我国物种多样性情况：P P7373生物多样性测量常用方法：生物多样性测量常用方法： 对某分布区域生物种群密度的调查。对某分布区域生物种群密度的调查。2 2、物种多样性测量、物种多样性测量D（种群密度）（种群密度）=N（个体数）（个体数）S（地域的单位面积或体积）（地域的单位面积或体积）最小密度值：最小密度值：种群用以繁殖、弥补死亡个体的最小密度种群用以繁殖、弥补死亡个体的最小密度思考：思考：如果种群数量小于最小密度值，情况将怎样？如果种群数量小于最小密度值，情况将怎样？濒危物种濒危物种（繁殖机会少（繁殖机会少

7、, ,近亲繁殖后代生命力不强等原因而易灭绝）近亲繁殖后代生命力不强等原因而易灭绝）动物多样性调查方法：动物多样性调查方法：样方法样方法植物多样性调查方法：植物多样性调查方法：标记重捕法标记重捕法实验实验10.1 10.1 模拟种群数量估计模拟种群数量估计 (P(P7474) )思考：思考：实验步骤实验步骤2 2、3 3为什么要重复三次后取平均值？为什么要重复三次后取平均值？方法：方法： 材料选择：材料选择：要求：要求：实验步骤：实验步骤： 标记重捕法标记重捕法棋子，纸牌等棋子，纸牌等模型数量不能太少，每次捕获要随机取样。模型数量不能太少，每次捕获要随机取样。(P(P7474) )种群的总量种群

8、的总量 = =有标记的数量有标记的数量捕获的总量捕获的总量捕获到有标记的数量捕获到有标记的数量 标记重捕法是从概率上推算种群数量的大小，重标记重捕法是从概率上推算种群数量的大小，重复步骤复步骤2和和3是为了使估计的数值更接近实际是为了使估计的数值更接近实际1 1、选择样方：、选择样方：4 4、比较和分析、比较和分析实验实验10.2 10.2 植物物种多样性的调查植物物种多样性的调查思考：思考：2 2、记录统计：、记录统计：3 3、物种多样性辛普森指数计算、物种多样性辛普森指数计算样方中各生物个体数量的均匀程度对辛样方中各生物个体数量的均匀程度对辛普森指数值有何影响？普森指数值有何影响？样方法样

9、方法0.25m0.25m2 2-10m-10m2 2P76P76：表：表10-610-6辛普森指数越大，表示物种多样性程度越高。辛普森指数越大，表示物种多样性程度越高。 生境生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。如对植物生长直接有关的环境因子有阳光、水文等。如对植物生长直接有关的环境因子有阳光、温度、氧气、水分、二氧化碳、矿物质等。温度、氧气、水分、二氧化碳、矿物质等。 生境的多样性生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基础。样性形成的基础。生物群落的多样性主要是指群落的生物群落的多样性主要是指群

10、落的组成、结构和动态（包括演替）方面的多样化。组成、结构和动态（包括演替）方面的多样化。生物群落的多样性可以反映生态系统类型的多样化生物群落的多样性可以反映生态系统类型的多样化 生态系统多样性生态系统多样性、和和的多样化。的多样化。中国主要陆地生态系统类型中国主要陆地生态系统类型类型类型种类种类森林生态系统森林生态系统248248类类灌丛生态系统灌丛生态系统126126类类草原生态系统草原生态系统5555类类荒漠生态系统荒漠生态系统5252类类草甸生态系统草甸生态系统7777类类沼泽生态系统沼泽生态系统3737类类合计合计595595类类北极苔原生态系统北极苔原生态系统生态系统的多样性生态系统

11、的多样性 北极苔原生态系统北极苔原生态系统 森林生态系统森林生态系统 高山草甸生态系统高山草甸生态系统 海洋生态系统海洋生态系统 湿地生态系统湿地生态系统 荒漠生态系统荒漠生态系统 草原生态系统草原生态系统森林生态系统森林生态系统高山草甸高山草甸湿地生态系统湿地生态系统荒漠生态系统荒漠生态系统草原生态系统草原生态系统生态系统的多样性 北极苔原生态系统 森林生态系统 高山草甸生态系统 海洋生态系统 湿地生态系统 荒漠生态系统北极苔原生态系统荒漠生态系统高山草甸湿地生态系统四、生物多样性的价值1. 经济价值直接使用价值直接使用价值神奇的山水配以绚丽的生物，给人以美的神奇的山水配以绚丽的生物，给人以

12、美的感受感受美的价值美的价值间接使用价值间接使用价值这是广泛分布于广东各地山林中的三叉苦，这是广泛分布于广东各地山林中的三叉苦，过去一直被人们砍来作柴烧，使用价值很低。过去一直被人们砍来作柴烧，使用价值很低。8080年代科学家以它为主要原料生产出三九胃泰年代科学家以它为主要原料生产出三九胃泰及及999999感冒灵等药品，使得三叉苦的身价一下感冒灵等药品，使得三叉苦的身价一下子上升了几百倍。子上升了几百倍。化工厂 潜在使用价值潜在使用价值 未知生物的价值 已知生物的未知价值2. 生态学价值 P79-80P79-80 涵养水源涵养水源 保持土壤保持土壤四川苍溪县龙王公社大跃四川苍溪县龙王公社大跃进

13、中森林砍伐殆尽，进中森林砍伐殆尽，19641964年三天降雨年三天降雨250250毫米，冲毁毫米，冲毁土地土地10001000亩。亩。经造林，覆盖率恢复到经造林，覆盖率恢复到3030，19811981年两天降雨年两天降雨290290毫米，却没有成灾。毫米，却没有成灾。 调节气候调节气候 对污染物的吸收和处理对污染物的吸收和处理微生物处理污水 能量固定能量固定 维持生态系统中的元素循环维持生态系统中的元素循环 维持进化过程维持进化过程 调节气候和水土保持调节气候和水土保持 吸收和分解污染物质吸收和分解污染物质 对科学技术发展的贡献对科学技术发展的贡献 生物多样性与人类精神生活的关系生物多样性与人

14、类精神生活的关系 杏李杂交种3. 科学研究价值古树化石古树化石4、美学价值END 生活在一定的自然区域内，相互生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物之间具有直接或间接关系的各种生物种群的集合体叫种群的集合体叫群落群落。物种多样性物种多样性是是群落群落和和生态系统生态系统结构稳定的基础。结构稳定的基础。群落特征：群落特征：水平方向上的分区现象；水平方向上的分区现象； 垂直方向上的分层现象。垂直方向上的分层现象。有利于群落中生物对自然资源的充分利用有利于群落中生物对自然资源的充分利用全球主要类群的物种数目全球主要类群的物种数目类群类群已描述的物种数目已描述的物种数目( (万种

15、万种) )估计可能存在的物估计可能存在的物种数目种数目( (万种万种) )原生动物原生动物4.04.02020线虫线虫2.52.54040甲壳动物甲壳动物4.04.01515蜘蛛类蜘蛛类7.57.57575昆虫昆虫95.095.0800800软体动物软体动物7.07.02020脊椎动物脊椎动物4.54.55 5藻类藻类4.04.04040高等植物高等植物27.027.03232我国物种的多样性我国物种的多样性 我国是全球我国是全球1212个个“巨大多样性国家巨大多样性国家”之一。中国是地之一。中国是地球上球上种子植物区系起源中心之一种子植物区系起源中心之一，承袭了北方第三纪、，承袭了北方第三纪

16、、古地中海古南大陆的区系成分；动物则汇合了古北界古地中海古南大陆的区系成分；动物则汇合了古北界和东洋界的大部分种类。中国的种子植物有和东洋界的大部分种类。中国的种子植物有3000030000余种余种，仅次于世界种子植物最丰富的巴西和哥伦比亚，仅次于世界种子植物最丰富的巴西和哥伦比亚，居世居世界第界第3 3位位，其中裸子植物，其中裸子植物250250种，是世界上种，是世界上裸子植物最裸子植物最多多的国家。中国有的国家。中国有脊椎动物脊椎动物63006300余种余种，从已记录的生，从已记录的生物物种数看，其中哺乳类为世界物物种数看，其中哺乳类为世界第第5 5位位，鸟类，鸟类12441244种种，占

17、世界总数的占世界总数的13.713.7 ，为世界，为世界第第1010位位。 中国有中国有鱼类鱼类38623862种种，占世界总数的，占世界总数的20.020.0，都居世界前列。，都居世界前列。生态系统的概念生态系统的概念生态系统生态系统一片草原一个湖泊一块农田 阳光、水、氧气等阳光、水、氧气等 无生命的物质和能量无生命的物质和能量生产者生产者消费者消费者分解者分解者浮游植物和水生植物浮游植物和水生植物鱼、虾、浮游动物鱼、虾、浮游动物细菌和真菌细菌和真菌生态系统的结构组成生态系统的结构组成以以“池塘生态系统组成池塘生态系统组成”为例为例非生物部分非生物部分生物部分生物部分主要指绿色植物主要指绿色

18、植物主要指微生物主要指微生物腐生动物腐生动物主要指各种动物主要指各种动物各种生物之间由取食或被食关系而形成各种生物之间由取食或被食关系而形成的联系，称为食物链。的联系，称为食物链。 共有几条食物链？共有几条食物链？ 鹰加入了几条食物链？鹰加入了几条食物链？食物链上的每食物链上的每一个环节一个环节3 3、遗传多样性的意义、遗传多样性的意义遗传多样性有效地增大了种群的遗传多样性有效地增大了种群的基因库基因库，有利于物种适应环境而长期生存。有利于物种适应环境而长期生存。在一定的环在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；降低）；适应环境的基因其频率会升高。基因适应环境的基因其频率会升高。基因库越大，即遗传多样性越丰富，越有利于物种库越大，即遗传多样性越丰富，越有利于物种进化、发展，从而促进物种多样性和整个生物进化、发展，从而促进物种多样性和整个生物界多样性的发展。界多样性的发展。 生态系统多样性生态系统多样性是指生物圈内是指生物圈内、和和的多样化的多样化 以及以及 生态系统内在生境差生态系统内在