内容正文:
第2节 生物多样性及其保护
学习目标
素养要求
概述生物多样性对维持生态系统的稳定性以及人类生存和发展的重要意义,并尝试提出人与环境和谐相处的合理化建议。
1.分析或探讨人类活动对自然生态系统动态平衡的影响及人工生态系统带来的经济、生态和社会效益,并尝试提出人与环境和谐共处的合理化建议。(生命观念、社会责任)
2.搜集生物多样性保护的实例,讨论当地生态系统是否已经出现严重的生物多样性下降的趋势及其对人类的影响。(科学探究)
一、生物多样性的概述
1.生物多样性的概念
生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部基因,以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。
2.生物多样性的层次
(1)遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息的总和;
(2)物种多样性:自然界中每个物种都具有独特性,从而构成了物种的多样性;
(3)生态系统多样性是指地球上的生境、生物群落和生态系统的多样化,还包括生态系统的组成、结构、功能等随着时间变化而变化的多样性。
二、生物多样性的价值
(1)直接价值是对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。
(2)间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面。
(3)生物多样性还具有许多目前人们尚不太清楚的潜在价值。
三、生物多样性丧失的原因
1.人类活动对野生物种生存环境的破坏
主要表现为使得某些物种的栖息地丧失和碎片化。将森林砍伐或开垦为耕地,交通和水利设施、房地产工程项目的修建,都可能导致某些野生物种栖息地的丧失或者碎片化。
2.掠夺式利用
包括过度采伐、滥捕乱猎,这是物种生存受到威胁的重要原因。例如,珍贵药用动植物和皮毛动物、海洋经济鱼类、珍贵食药用菌等,经人工长期大量捕捞或采掘,它们的种群数量已大大减少。
3.此外,环境污染也会造成生物多样性的丧失;农业和林业品种的单一化会导致遗传多样性的丧失,以及与之相应的经长期协同进化的物种消失。外来物种的盲目引入也会导致物种的灭绝,使生物多样性丧失。
四、保护生物多样性的措施
1.措施
(1)就地保护是指在原地对被保护的生态系统或物种建立自然保护区以及国家公园等,这是对生物多样性最有效的保护。鼎湖山自然保护区就是我国建立的第一个自然保护区。
(2)易地保护是指把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护。例如, 建立植物园、动物园以及濒危动植物繁育中心等,这是为行将灭绝的物种提供最后的生存机会。
(3)建立精子库、种子库、基因库,利用生物技术对濒危物种的基因进行保护,等等,也是保护濒危物种的重要措施。
2.关键
(1)保护生物多样性,关键是要处理好人与自然的相互关系。当前主要是降低破坏地球生态环境的速度。保护生物多样性还要加强立法、执法、宣传教育。
(2)保护生物多样性只是反对盲目地、掠夺式开发利用大自然,并不意味着禁止开发和利用。
[自学效果诊断]
1.判正误
(1)生物多样性在促进生态系统中基因流动和协同进化等方面也具有重要的生态价值( √ )
(2)生物多样性的间接价值明显小于它的直接价值( × )
(3)在繁育中心,繁育的野生生物不能再将它们回放野外( × )
(4)合理利用就是最好的保护( √ )
2.微思考
(1)中国女科学家屠呦呦获2015·诺贝尔生理学或医学奖,她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。在野生植物中提取青蒿素治疗疟疾体现了野生生物的什么价值?判断依据是什么?
[提示] 直接价值。在野生植物中提取青蒿素治疗疟疾这种疾病,说明野生植物对人类有直接的药用价值,属于生物的直接价值。
(2)我国科学家利用生物技术对珍稀、濒危物种的保护取得了哪些可喜的成绩?
[提示] 近年来,我国科学家还利用人工授精、组织培养和胚胎移植等生物技术,加强对珍稀、濒危物种的保护,取得了可喜的成绩。
新知探究 生物多样性及其保护
1.“生物多样性是地球上数十亿年生物进化留下来的宝贵财富,是人类赖以生存和发展的基础。包括地球上所有的植物、动物、微生物和它们拥有的基因以及由这些生物和环境构成的生态系统。”
根据上述资料,阐述生物多样性的根本原因、直接原因。
[提示] 根本原因:基因的多样性。
直接原因:蛋白质的多样性。
2.结合教材“思考与讨论”,回答下列问题。
①袁隆平院士利用野生“雄性不育”水稻培育高产水稻新品种,这体现了生物多样性的什么价值?为什么?
[提示] 直接价值。科学研究属于生物多样性的直接价值。
②森林具有保持水土的作用,海南红树林具有蓄洪防旱、调节气候等作用,这体现了生物多样性的什么价值?为什么?
[提示] 间接价值。主要体现在调节生态系统的功能等方面,属于生物多样性的间接价值。
③为什么生物多样性的间接价值大于直接价值?
[提示] 直接价值:是指对人类有食用、药用和工业原料等实用意义的,以及有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作等非实用意义的价值。
间接价值主要体现在调节生态系统的功能等方面;生物多样性在促进生态系统中基因交流和协同进化等方面也具有重要的生态价值。以生物多样性为基础的生态系统决定着人类生存和生活环境的质量。因此,生物多样性的间接价值明显大于它的直接价值。
3.大熊猫是我国的“国宝”,为保护大熊猫应采取哪些措施?
[提示] ①就地保护(如建立自然保护区)。②易地保护(如把大熊猫引入动物园)。③利用生物技术进行保护。
4.保护生物多样性是否意味着禁止对资源的开发和利用?
[提示] 不是。保护生物多样性是反对盲目地、掠夺式地开发利用大自然,并不意味着禁止开发和利用,合理利用生物资源是对生物多样性最好的保护。
[核心归纳]
1.分析生物多样性三个层次的内在关系
2.从分子水平及进化角度理解生物多样性形成的原因
(1)分子水平
(根本原因) (直接原因) (生物多样性)
(2)进化角度
物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向的自然选择在进化过程中共同作用的结果。
[典题应用]
1.下表表示中华绒螯蟹三个群体间某基因片段的差异率。从中可以看出,这三个群体之间表现出( )
群体间
群体1与群体2
群体2与群体3
群体1与群体3
某基因片段差异率
15.1%
16.2%
15.3%
A.基因多样性 B.物种多样性
C.群落多样性 D.生态系统多样性
解析:选A 由题表可知,中华绒螯蟹三个群体间某基因片段存在差异,这说明三个群体之间表现出了基因的多样性即遗传多样性。
2.生物多样性的价值一般可概括为三个方面:潜在价值、间接价值和直接价值。下列哪个选项体现了间接价值( )
A.森林和草地对水土的保持作用
B.科学家利用野生水稻培育高产杂交水稻
C.结构简单的微生物通常作为实验材料
D.形态各异的动物为艺术创作提供了材料
解析:选A 森林和草地对水土的保持作用体现了生物多样性的间接价值,A正确;科学家利用野生水稻培育高产杂交水稻体现了生物多样性的直接价值,B错误;结构简单的微生物通常作为实验材料体现了生物多样性的直接价值,C错误;形态各异的动物为艺术创作提供了材料体现了生物多样性的直接价值,D错误。
3.关于生物多样性的保护,下列说法正确的是( )
A.自然保护区的功能是接纳各地迁移和捕来的野生动物并加以保护
B.鼓励人们进入保护区,给鸟类建巢、喂食
C.易地保护就是把大批野生动物迁入动物园、水族馆等进行保护
D.对于珍稀濒危物种,禁止一切形式的猎采和买卖
解析:选D 建立自然保护区是就地保护的一种措施,主要是对原有生态系统或物种进行保护;自然保护区要减少人类活动,防止人类活动对保护区生态系统造成干扰和破坏;易地保护是指对那些在原产地生存和繁衍受到严重威胁的物种加以保护;对于珍稀濒危物种,禁止一切形式的猎采和买卖。
[核心语句必背]
1.生物圈内所有的植物、动物和微生物等,它们所拥有的全部基因,以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。
2.生物多样性的层次包括遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。
3.生物多样性的价值包括直接价值、间接价值和潜在价值。
4.生物多样性丧失的原因主要包括人类活动对野生物种生存环境的破坏和掠夺式利用。
5.保护生物多样性的措施包括就地保护和易地保护。
1.有一种寄生于葡萄根部的蚜虫从北美传到了欧洲,使所有的葡萄园几乎遭到毁灭,其原因是( )
A.生存环境的改变和破坏
B.掠夺式地开发利用
C.外来物种侵入到缺少天敌的地区
D.环境污染
解析:选C 外来物种的入侵往往会威胁当地的原有物种的生存,引进外来物种,一般不引进它的天敌,因此外来物种会大量繁殖,进而影响当地其他生物的生存,甚至死亡。
2.山清水秀、鸟语花香的美景常常令人赏心悦目、流连忘返,这说明生物的多样性具有( )
A.科学研究价值 B.直接价值
C.潜在价值 D.间接价值
解析:选B 旅游观赏属于生物多样性的直接价值。
3.保护草原生态系统的生态平衡,使人与自然和谐发展的有效措施是( )
A.保护植被,扩大放牧量
B.保护植被,实行适度的开发
C.开垦草原,将牧场改成农田
D.禁止捕猎,引入食草性动物
解析:选B 扩大放牧量,会破坏草原,使草原面积减少,不是保护草原生态系统的措施;保护植被,适度的开发,是保护草原生态系统的措施;开垦草原,将牧场改成农田,会使草原面积减少,不是保护草原生态系统的措施;引入食草性动物,可能破坏原有的生态平衡,不利于保护草原生态系统。
4.下列有关生物多样性的叙述,错误的是( )
A.共同进化导致生物多样性的形成
B.森林能调节气候属于生物多样性的直接价值
C.生物多样性的间接价值明显大于直接价值
D.生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性
解析:选B 不同物种之间、生物与环境之间在相互影响中不断进化和发展,形成多种多样的物种和生态系统,A正确。森林能调节气候属于生物多样性的间接价值,B错。生物多样性的生态调节功能为间接价值,明显大于其食用、观赏、药用等直接价值,C正确。生物多样性包括物种多样性、遗传多样性和生态系统多样性,D正确。
5.物种多样性是代表群落组织水平和功能的基本特征。下列群落中,具有最高的物种丰富度与物种多样性的分别是( )
A.北部、西部 B.西部、东部
C.西部、北部 D.东部、西部
解析:选C 物种丰富度是指一个群落或环境中物种数目的多少,由题图可知西部群落物种数最多,故西部丰富度最高;物种多样性包括物种个数的均匀度和物种的丰富度两个方面,群落中物种数越多,各种个体分配越均匀,指数越高,指示群落多样性越好,故北部物种多样性最高。
6.根据分类学的记载,现在地球上生活着的生物约有200多万种,但是每年都有新物种被发现。近年来在海底3 000米的深海热泉孔周围发现了以前没有记载的生物。这说明,生物界的物种有待人们去继续探索。
请根据以上材料分析:
(1)从分子水平上看,生物的性状具有多样性的直接原因是________________________,根本原因是______________________。
(2)从遗传水平上看,生物新性状的出现主要是由于____________的结果,而进行有性生殖的生物,后代的不同表现型主要是由于________________________的结果。
(3)从进化的角度看,生物物种的多样性主要是于________________________。
解析:(1)从分子水平上看,蛋白质是生命活动的主要承担者,蛋白质分子的多样性直接影响生物性状表现的多样性,而蛋白质的合成受基因控制,特定的基因控制特定蛋白质的合成,所以基因的多样性是生物多样性的根本原因。(2)从遗传水平上看,新性状的出现主要是基因突变的结果,基因突变是生物变异的根本来源;进行有性生殖的生物,后代的不同表现型主要是由于控制不同性状的基因重新组合,即基因重组形成的。(3)从进化的角度看,不同环境条件下,自然选择也是生物多样性的重要原因。
答案:(1)蛋白质的多样性 基因的多样性 (2)基因突变 基因重组 (3)不同的环境对生物进行自然选择的结果
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