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1、第二章 认识生物的多样性 本章提示本章不分节，内容涉及生物多样性的三个层次：生物种类的多样性、基因的多样性和生态系统的多样性。本章在介绍这三个层次时，主要以我国生物多样性的丰富性和独特性，以及生物多样性的重要意义为例进行说明。因此，教师要帮助学生弄清这三个层次之间的关系，同时应注意渗透爱国主义教育。关于本章内容的处理，有以下两点需要说明。1“生物多样性”是专有名词，它的概念比较复杂，因此，本章题目用的是“生物的多样性”，以淡化专业用词的局限，这样做主要是为了有利于学生对知识的理解。2生物多样性的三个层次中的“生物种类的多样性”，本应为“物种的多样性”，因物种的概念比较复杂，超出初二学生的认知水
2、平，所以改为“生物种类的多样性”，这样学生比较容易理解。在本节中生物的多样性的三个层次只介绍了一些基本知识，并没有介绍概念，也是基于同样的道理。鉴于以上考虑，教师在教学中应把握好教学目标，不要加深难度。一、教学目标1列举生物多样性的三个层次，概述它们之间的关系。2对我国生物多样性的丰富和独特性有初步的认识。3说明保护生物多样性的重要意义。二、教学策略生物多样性是近年来广泛出现于各种媒体的名词，但到底什么是生物多样性，我国生物多样性的现状如何，学生并不清楚。建议教师从各种媒体中找出一些生物多样性的事例介绍给学生，以激发学生学习的兴趣，使教学活动顺利地开展。在生物多样性三个层次的教学活动中，基因的
3、多样性比较抽象，学生不易理解。可从具体的事例入手，如教材提到的美国从我国引进野生大豆与当地品种杂交的事例和习题中的第2题的事例，从一正一反两个方面来说明基因多样性的重要意义，以及基因多样性减少所带来的危害，使学生有一些感性的认识。然后，教师再指出基因的多样性包括：种内基因的多样性和种间基因的多样性，进而归纳出生物种类的多样性的实质是基因的多样性。生物多样性的三个层次之间的关系是本章的又一个难点，也是重点。教师引导学生理解这部分内容时，应尽可能使用更多的可以理解的具体事例进行说明，如在理解“每种生物都是由一定数量的个体组成，这些个体的基因组成是有差别的，它们共同构成了一个基因库”时，教师就可以举
4、出诸如我国水稻有50 000个品种，这些品种在基因组成上是有差别的，它们构成了水稻基因库，等等。三、参考答案资料分析1动物中我们还学过无脊椎动物中的腔肠动物、软体动物、甲壳动物、环节动物和节肢动物等；植物中我们还学过藻类植物、苔藓植物；除动物和植物外，还有细菌、真菌和病毒。2在上表中，我国裸子植物在世界上占有的百分比最高；爬行动物在世界上占有的百分比相对较少；我国上述几种生物类群总种数占世界的平均百分比为1496%。3地球上还有很多种生物没有被发现。根据科学家的估计，地球上实际存在的物种的总数从500万种到1亿种之间(根据中国生物多样性国情研究报告P13，中国环境科学出版社)。练习2有关系。因
5、为近亲繁殖，会使亲代雌雄双方从共同祖先继承相同致病基因的机会大大增加，这些基因遗传给子代，就会使子代出现遗传性疾病。因此，种内的基因多样性，对物种的延续有着重要意义。四、背景资料什么是生物的多样性“生物多样性”一词是20世纪80年代初出现于自然保护刊物上，生物多样性公约第二条中对“生物多样性”作了如下解释：“生物多样性是指所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源除其他外，包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体，这包括物种内、物种之间和生态系统的多样性。”1995年，联合国环境规划署(NNEP)发表的关于全球生物多样性的巨著全球生物多样性评估(GBA)给出了一个较简单的定义：“生
6、物多样性是生物和它们组成的系统的总体多样性和变异性”。用句通俗的话说：生物多样性是由地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统共同构成的。生物多样性的价值及其意义生物多样性的意义主要体现在生物多样性的价值。对于人类来说，生物多样性具有直接使用价值、间接使用价值和潜在使用价值。直接价值生物为人类提供了食物、纤维、建筑和家具材料、药物及其他工业原料。单就药物来说，发展中国家人口的80%依赖植物或动物提供的传统药物，以保证基本的健康，西方医药中使用的药物有40%含有最初在野生植物中发现的物质。例如，据近期的调查，中医使用的植物药材达1万种以上。生物多样性还有美学价值，
7、可以陶冶人们的情操，美化人们的生活。如果大千世界里没有色彩纷呈的植物和神态各异的动物，人们的旅游和休憩也就索然寡味了。正是雄伟秀丽的名山大川与五颜六色的花鸟鱼虫相配合，才构成令人赏心悦目、流连忘返的美景。另外，生物多样性还能激发人们文学艺术创作的灵感。间接使用价值间接使用价值是指生物多样性具有重要的生态功能。无论哪一种生态系统，野生生物都是其中不可缺少的组成成分。在生态系统中，野生生物之间具有相互依存和相互制约的关系，它们共同维系着生态系统的结构和功能。野生生物一旦减少了，生态系统的稳定性就要遭到破坏，人类的生存环境也就要受到影响。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
8、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。生物多样性的三个层次目前，大家公认的生物多样性的三个主要层次是物种多样性、基因多样性(或称遗传多样性)和生态系统多样性。这是组建生物多样性的三个基本层次。物种多样性常用物种丰富度来表示。所谓物种丰富度是指一定面积内种的总数目。到目前为止，已被描述和命名的生物种有160万种左右，但科学家对地球上实际存在的生物种的总数估计出入很大，由500万到1亿种。其中以昆
9、虫和微生物所占的比例最大。基因多样性代表生物种群之内和种群之间的遗传结构的变异。每一个物种包括由若干个体组成的若干种群。各个种群由于突变、自然选择或其他原因，往往在遗传上不同。因此，某些种群具有在另一些种群中没有的基因突变(等位基因)，或者在一个种群中很稀少的等位基因可能在另一个种群中出现很多。这些遗传差别使得有机体能在局部环境中的特定条件下更加成功地繁殖和适应。不仅同一个种的不同种群遗传特征有所不同，即存在种群之间的基因多样性；在同一个种群之内也有基因多样性在一个种群中某些个体常常具有基因突变。这种种群之内的基因多样性就是进化材料。具有较高基因多样性的种群，可能有某些个体能忍受环境的不利改变
10、，并把它们的基因传递给后代。环境的加速改变，使得基因多样性的保护在生物多样性保护中占据着十分重要的地位。基因多样性提供了栽培植物和家养动物的育种材料，使人们能够选育具有符合人们要求的性状的个体和种群。生态系统多样性既存在于生态系统之间，也存在于一个生态系统之内。在前一种情况下，在各地区不同背景中形成多样的生境，分布着不同的生态系统；在后一种情况下，一个生态系统其群落由不同的种组成，它们的结构关系(包括垂直和水平的空间结构，营养结构中的关系，如捕食者与被捕者、草食动物与植物、寄生物与寄主等)多样，执行的功能不同，因而在生态系统中的作用也不一样。总之，物种多样性是生物多样性最直观的体现，是生物多样
11、性概念的中心；基因多样性是生物多样性的内在形式，一个物种就是一个独特的基因库，可以说每一个物种就是基因多样性的载体；生态系统的多样性是生物多样性的外在形式，保护生物的多样性，最有效的形式是保护生态系统的多样性。我国生物多样性的一般特点我国是地球上生物多样性最丰富的国家之一。在全世界占有十分独特的地位。1990年生物多样性专家把我国生物多样性排在12个全球最丰富国家的第8位。在北半球国家中，我国是生物多样性最为丰富的国家。我国生物多样性的特点如下。1物种高度丰富 我国有高等植物3万余种，仅次于世界高等植物最丰富的巴西和哥伦比亚(有关数据见教科书)。2特有属、种繁多 我国高等植物中特有种最多，约1
12、7 300种，占全国高等植物的57%以上。581种哺乳动物中，特有种约110种，约占19%。尤为人们所注意的是有活化石之称的大熊猫、白鳍豚、水杉、银杏、银杉和攀枝花苏铁，等等(表4)。表 4 中国动物、植物部分门类特有种(或属)统计表门类名称已知种(或属)数特有种(或属)数特有种(属)占总种(属)数/%哺乳类鸟类爬行类两栖类鱼类581种1 244种376种284种3 862种110种98种25种30种404种18.937.886.6510.5610.46总计6 347种667种10.5被子植物裸子植物蕨类植物苔藓植物3 123属34属224属494属246属10属6属13属7.8829.412
13、.682.63总计3 875属275属7.103区系起源古老 由于中生代末我国大部分地区已上升为陆地，在第四纪冰期又未遭受大陆冰川的影响，所以各地都在不同程度上保存着白垩纪、第三纪的古老残遗成分。如松杉类植物，世界现存7个科中，我国有6个科。动物中的大熊猫、白鳍豚、羚羊、扬子鳄、大鲵等都是古老孑遗物种。4栽培植物、家养动物及其野生亲缘种的种质资源异常丰富 我国有数千年的农业开垦历史，很早就对自然环境中所蕴藏的丰富多彩的遗传资源进行开发利用、培植繁育，因而我国的栽培植物和家养动物的丰富度在全世界是独一无二、无与伦比的。例如，我国有经济树种1 000种以上。我国是水稻的原产地之一，有地方品种50
14、000个；是大豆的故乡，有地方品种20 000个；有药用植物11 000多种等等。5生态系统的类型丰富 我国具有陆生生态系统的各种类型，包括森林、灌丛、草原和稀树草原、草甸、荒漠、高山冻原等。由于不同的气候、土壤等条件，又进一步分为各种亚类型约600种。如我国的森林有针叶林、针阔混交林和阔叶林；草甸有典型草甸、盐生草甸、沼泽化草甸和高寒草甸等。除此之外，我国海洋和淡水生态系统类型也很齐全。6空间格局繁复多样 我国地域辽阔，地势起伏多山，气候复杂多变，从北到南，气候跨寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带，生物群落包括寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林、热带季雨林。从东到西，随着降水量的减少，在北方，针阔叶混交林和落叶阔叶林向西依次更替为草甸草原、典型草原、荒漠化草原、草原化荒漠、典型荒漠和极旱荒漠；在南方，东部亚热带常绿阔叶林(分布于江南丘陵)和西部亚热带常绿阔叶林(分布于云贵高原)在性质上有明显的不同，发生不少同属不同种的物种替代。
