备课素材：透彻理解生物多样性-高一下学期生物人教版必修2

透彻理解生物多样性每年5月22日，即《生物多样性公约》通过之日为国际生物多样性日，该纪念日的确立可以提高国际社会对生物多样性的重要性的认识，保护生物多样性以及生态系统,对经济发展、消除贫困、水土保持和污染控制都有帮助。今年的5月22日是第29个国际生物多样性日。每年有一个主题，其中2022年的主题是“为所有生命构建共同的未来”。那么，如何透彻理解生物多样性？在《保护生物学》一书中，蒋志刚等（1997）给生物多样性所下的定义为：“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统”。这个定义比较符合教材中的含义。1.生物多样性的含义（1）遗传多样性遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。这些遗传信息储存在生物个体的基因之中。因此，遗传多样性也就是生物的遗传基因的多样性。任何一个物种或一个生物个体都保存着大量的遗传基因，因此，可被看作是一个基因库。一个物种所包含的基因越丰富，它对环境的适应能力越强。基因的多样性是生命进化和物种分化的基础。在生物的长期演化过程中，遗传物质的改变（或突变）是产生遗传多样性的根本原因。遗传物质的突变主要有两种类型，即染色体数目和结构的变化以及基因位点内部核苷酸的变化。前者称为染色体的畸变，后者称为基因突变。此外，基因重组也可以导致生物产生遗传变异。（2）物种多样性物种多样性是生物多样性的核心。物种是生物分类的基本单位。高中生物教材中的物种是以迈尔为代表的。迈尔(1953）认为：物种是能够（或可能）相互配育的、拥有自然种群的类群，这些类群与其他类群存在着生殖隔离。不同种的个体之间存在着生殖隔离，不能配育或即使杂交也不同产生有繁殖能力的后代。物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。（3）生态系统的多样性生态系统是各种生物与其周围环境所构成的自然综合体。所有的物种都是生态系统的组成部分。在生态系统之中，不仅各个物种之间相互依赖，彼此制约，而且生物与其周围的各种环境因子也是相互作用的。生态系统的多样性主要是指地球上生态系统组成、功能的多样性以及各种生态过程的多样性，包括生态环境的多样性、生物群落和生态过程的多样化等多个方面。其中，生态环境的多样性是生态系统多样性形成的基础，生物群落的多样化可以反映生态系统类型的多样性。2.破坏生物多样性的主要因素（1）外来物种入侵外来物种入侵是指外地生物进入另一地区，在此地区没有天敌，会较快繁殖而形成种群，打破本地生态系统的平衡，对本地物种的生存造成威胁。我国已发布四批外来物种名单，共录入外来入侵物种71种，如喜旱莲子草、黄顶菊、克氏原螯虾（又名小龙虾）等。（2）人类不合理开发活动大面积森林采伐、火烧和农垦；草地过度放牧和垦殖；生物资源的过度利用；工业化和城市化过度发展；无控制的旅游；环境污染；全球变暖；其他各类人类活动干扰的累加效应。3.生物多样性的价值（1）直接价值也叫使用价值或商品价值。是人们直接收获和使用生物资源所形成的价值。包括消费使用价值和生产使用价值两个方面。（2）间接价值生物资源的间接价值是与生态系统功能有关，它们的价值可能大大超过直接价值。例如，生态系统的功能包括传粉、基因流动、异花授精的繁殖功能、维持环境的效力和对经济物种获取有益遗传品质有影响的物种，保持进化过程，在生态系统中使竞争者之间保持永恒的张力。又如，有些生物有科学研究的价值，野生动植物资源，以尽可能多的基因，可以为农作物或家禽，家畜的育种提供更多的可供选择的机会。（3）潜在使用价值：野生生物种类繁多，人类对它们已经做过比较充分研究的只是极少数，大量野生生物的使用价值目前还不清楚。但是可以肯定，这些野生生物具有巨大的潜在使用价值。一种野生生物一旦从地球上消失就无法再生，它的各种潜在使用价值也就不复存在了。因此，对于目前尚不清楚其潜在使用价值的野生生物，同样应当珍惜和保护。4.日科学家发现物种重复基因越多适应环境能力越强一些物种适应能力非常强，一些物种到了陌生环境则很难生存。日本东北大学研究人员发现，这可能与它们体内重复基因的个数有关：重复基因越多的物种，生存和适应能力就越强，分布范围也更广。东北大学研究生院生命科学研究科的新闻公报说，一个基因拷贝形成两个基因称作基因的重复，重复形成的基因则称作重复基因。比如，人类基因组的70%以上是重复基因。生命科学研究科教授河田雅圭领导的研究小组就基因重复与生物适应环境能力的关系进行研究。他们曾在2012年通过实验发现，果蝇的生存环境越是多样，其拥有的重复基因就越多。此次，研究小组又利用基因组已获得破译的猴子、老鼠和兔子等16种哺乳动物进行研究，调查了这些动物生存的气候带、食性等环境的多样性与重复基因比例的关系，并得出了相同的结论。研究小组认为，哺乳动物重复基因的数量与适应环境能力的关系与果蝇一致，而且这一规则很可能适用于任何生物。他们认为，基因重复产生两个功能完全相同的重复基因，即使其中一个基因的功能丧失或降低也不会给生命活动带来太大障碍。这项研究的意义在于，或许能推测物种能在多大程度上适应气候变化等环境的剧烈变化，从而判断物种是否会成为适应环境能力很强的外来入侵物种。这一研究成果首次在基因级别弄清了生物获得适应多种环境能力的机制，有可能成为制订保护生物战略的新指标。相关论文已刊登在新一期英国科学杂志《分子生物学与进化》网络版上。例1、下列关于生物多样性的叙述，正确的是（）A.生态系统多样性是物种多样性的保证B.大量引进国外物种是增加当地生物多样性的重要措施C.保护生物多样性最有效的措施是易地保护D.生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其直接价值解析：生物多样性包括遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性，其中生态系统多样性是物种多样性的保证，A正确；大量引进国外物种可能造成生物入侵，使生物多样性降低，B错误；保护生物多样性最有效的措施是就地保护，C错误；生物多样性对维持生态系统稳定性具有重要作用，体现了其间接价值，D错误。故答案为A。例2、生物多样性使地球充满生机，也是人类生存和发展的基础。保护生物多样性有助于维护地球家园，促进人类可持续发展。下列叙述错误的是（

）A.物种多样性是生态系统多样性形成的保证B.捕食者的存在可以促进物种多样性的提高C.种群的遗传多样性越高，对环境变化的适应能力就越强D.加强对外来物种引入的评估和审批是保护生物多样性的措施之一解析：生物的多样性包括及基因的多样性、物种的多样性和生态系统的多样性，生物的多样性是自然选择的结果。生态系统多样性是物种多样性的保证，任何生物都要生活在一定的环境中，离开了适宜的环境，生物很难适应。所以只有多种多样的生态系统，才能保证这些生态系统中多种多样的生物的生存，A错误；因为捕食者往往会捕食个体数量多的物种，这样就会避免再现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间（此理论为收割理论，具体可以参考文章后的链接），所以捕食者的存在可以促进物种多样性的提高，B正确；种群的遗传（基因）多样性越高，后代产生的差异性大，为自然选择提供更多的原材料，对环境变化的适应能力就越强，C正确；

为了更好的保护生物多样性，应加强对外来物种引入的评估和审批是保护生物多样性的措施之一，D正确。故答案为A。例3、下列有关全球性生态环境问题的叙述，正确的是（

）A.引入外来物种是增加当地生物多样性的有效措施之一B.规定禁渔区和禁渔期是保护生物多样性的一项重要措施C.温室效应是由于地球生物对CO2的代谢释放量大于吸收量导致的D.大量开垦森林和草原是解决非洲人口增长过快造成粮食短缺问题的一个重要措施解析：考查全球性生态环境问题，要求考生识记全球性生态