第一章 第1节 生物多样性（课件）-《生物基础》（厦门大学出版社）同步精品课堂

第一章 生物的多样性与分类 第一节 生 物 的 多 样 性 《生物基础》（厦门大学出版社） 01 学习目标 02 教学引入 03 知识讲授 CONTENTS 目 录 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 01 知识目标：准确说出生物和生物学的概念；掌握生物的八大基本特征；了解生物科学发展的三个阶段及关键人物与成就；掌握生物多样性的概念；掌握生物多样性的三个组成层次及其相互关系；理解生物多样性保护的五大意义。 02 技能目标：能运用生物的基本特征区分生物与非生物；能正确举例说明遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性；能分析具体案例中生物多样性丧失的原因并提出保护建议。 视频引入 某生物兴趣小组在校园里进行观察活动。小明指着一块石头说："这块石头上有青苔，石头下面还有蚂蚁和蚯蚓，这些都是生物！"小红说："石头本身不是生物，但石头上的青苔、石头下的蚂蚁和蚯蚓都是生物。"小丽指着路边的一棵大树说："大树是生物，那树上的叶子掉下来了，落叶还是生物吗？"大家争论不休。 教学引入 教学引入 问题： 2 1 3 石头是生物吗？为什么？ 青苔、蚂蚁、蚯蚓为什么是生物？它们有什么共同特征？ 地球上到底有多少种生物？生物世界有多丰富？ 教学引入 要回答这些问题，我们首先要弄清楚"什么是生物""生物有哪些共同特征"，以及"生物多样性包括哪些内容"。今天我们就来学习第一章第一节——生物的多样性。 知识讲授 Part 01 生物与生物科学的发展 知识讲授 一、生物的概念 核心概念：生物是指具有生命活动的物体或有机体。 类型 特点 示例 单细胞生物 由一个细胞构成 细菌、草履虫 多细胞生物 由多个细胞构成 人类、植物、动物 无细胞生物 没有细胞结构 病毒 知识讲授 一、生物的概念 地球上生物的种类 ： 人类已知的生物有 200多万种 植物 有50多万种 动物 有150多万种 从幼嫩的小草到参天的大树，从水中的游鱼到天上的飞鸟，从肉眼看不见的微生物到海洋中的庞然大物——蓝鲸，都是生物。 知识讲授 二、生物的基本特征 核心概念 ：虽然生物的形态结构互不相同，生活方式各有特点，但作为生物，它们都具有以下八大共同特征。 1. 完整的结构 除病毒外，生物都由细胞构成 细胞是生物体结构、功能和生命活动的基本单位 知识讲授 二、生物的基本特征 2. 新陈代谢 （最重要的特征） 生物与非生物最基本的区别 同化作用（合成作用） ：摄取营养→转变成自身物质→储存能量 异化作用（分解作用） ：分解自身物质→释放能量→排出废物 同化作用为异化作用提供物质基础，异化作用为同化作用提供能量来源 知识讲授 二、生物的基本特征 3. 生长和发育 生长：生物体体积和质量的增加 发育：从受精卵开始→形态、结构、功能变化→成熟个体 4. 应激性 生物体对内外环境变化刺激产生反应的特性 物理因素、化学因素、生物因素、心理因素、社会因素等 知识讲授 二、生物的基本特征 5. 运动 植物：气孔开闭、原生质环流（看似不动，实则运动） 动物：捕食、逃生（最为显著） 单细胞生物：鞭毛或纤毛摆动 6. 生殖 生物个体生存期有限，死亡前产生新个体，使物种得以延续 知识讲授 二、生物的基本特征 7. 遗传和变异 遗传："龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞"——后代和亲代性状相同 变异："一母生九子，九子各不同"——不同个体间存在差异 千差万别的生物在长期进化过程中通过遗传和变异的积累逐渐形成 知识讲授 二、生物的基本特征 8. 适应性 生物体能随环境变化而改变自身 🐟 鱼类流线型身躯适合游泳 🦗 昆虫保护色适合躲避敌害 🌵 仙人掌叶退化成针状，适合干旱环境防止水分蒸腾 知识讲授 三、生物科学的发展历程——古代与近代 核心概念：生物学是研究生物体及其生命过程的科学。发展历程分为三个阶段。 阶段一：古代萌芽时期（远古~16世纪） ： 特点：肉眼观察、材料搜集和描述 中国：《诗经》《本草纲目》记载大量动植物知识 古希腊：亚里士多德首次对生物进行系统分类，提出"自然阶梯"概念 古罗马：盖伦通过动物解剖推演人体生理 知识讲授 三、生物科学的发展历程——古代与近代 阶段二：近代奠基与发展（17~19世纪）： 微生物学突破：巴斯德（巴氏消毒法、推翻自然发生说）；科赫（疾病微生物理论） 时间 科学家 重大成就 1665年 罗伯特·胡克（英国） 用显微镜发现 "细胞" 结构 1838~1839年 施莱登 & 施旺（德国） 提出 "细胞学说" ——一切动植物均由细胞构成 1859年 达尔文（英国） 出版 《物种起源》 ，提出"自然选择"学说 1865年 孟德尔（奥地利） 通过豌豆实验揭示 遗传基本规律 ——现代遗传学奠基人 知识讲授 四、生物科学的发展历程——现代时期 阶段三：现代革命与融合（20世纪~至今） ： 1. 分子生物学的诞生（1953年） 沃森和克里克提出 DNA分子双螺旋结构模型 揭示遗传物质的本质 中心法则确立，基因工程、基因组学相继发展 知识讲授 四、生物科学的发展历程——现代时期 2. 生命科学的多层次拓展 宏观层面：生态学、生物多样性研究日益重要 微观层面：细胞生物学、分子生物学、合成生物学迅猛发展 3. 技术革命的推动 PCR技术、基因编辑（CRISPR-Cas9）、干细胞技术、生物信息学。 4. 多学科交叉融合 生物化学、生物物理学、系统生物学等新领域 未来，生物学将在 疾病治疗、环境保护、农业发展 等领域持续发挥关键作用。 师生互动 例题分析 1、请对比"同化作用"与"异化作用"在概念定义、物质变化、能量变化、相互关系四个方面的区别。 【解析】 对比项 同化作用（合成作用） 异化作用（分解作用） 概念定义 摄取营养→转变成自身组成物质 分解自身物质→排出分解产物 物质变化 外界物质→自身物质 自身物质→分解产物 能量变化 储存能量 释放能量 相互关系 为异化作用提供物质基础 为同化作用提供能量来源 师生互动 知识点背诵 1、生物的概念是什么？ 2、生物的八大基本特征是什么？ 【答案】生物是指具有生命活动的物体或有机体。 【解析】这是生物的定义，关键词是"生命活动"。病毒没有细胞结构，但能进行生命活动，因此也是生物。 【答案】①完整结构 ②新陈代谢 ③生长和发育 ④应激性 ⑤运动 ⑥生殖 ⑦遗传和变异 ⑧适应性 【解析】八大特征缺一不可，其中新陈代谢是最重要的特征，是生物与非生物最基本的区别。 师生互动 案例讨论 案例：小明在公园里观察到大树、小草、花朵、蝴蝶、蚂蚁、石头下的青苔、池塘里的水、天空中的云。他准备将这些物体分为"生物"和"非生物"两类。 讨论： 1、 以上物体中哪些属于生物？哪些属于非生物？ 2、判断的依据是什么？（用生物的基本特征说明） 3、池塘里的水中有没有生物？为什么？ 师生互动 案例讨论 1、 生物：大树、小草、花朵、蝴蝶、蚂蚁、青苔（均为生物，具有生命活动）；非生物：石头、池塘里的水、天空中的云（无生命活动）。 2、判断依据：生物具有八大基本特征——①有完整结构（细胞构成）；②能进行新陈代谢；③能生长和发育；④有应激性；⑤能运动；⑥能生殖；⑦有遗传和变异；⑧有适应性。非生物不具备这些特征。 3、池塘里的水中有生物——因为水中可能含有肉眼看不见的微生物（如细菌、藻类等），它们具有生命活动。 师生互动 随机提问： 1、为什么说"新陈代谢"是生物与非生物最基本的区别？ 2、DNA双螺旋结构模型是谁提出的？有什么意义？ 【答案】新陈代谢是生物体与外界环境之间物质和能量的交换过程，非生物没有这一过程。 【解析】生物能不断从外界摄取营养、排出废物，而非生物不能。 【答案】沃森和克里克（1953年）。揭示了遗传物质的本质，标志着分子生物学的诞生。 【解析】这是现代生物学最重要的里程碑之一。 课堂练习 1、选择题：下列哪项不是生物的基本特征？（ ） A. 新陈代谢 B. 能独立运动 C. 生长和发育 D. 应激性 2、填空题：生物是指具有 ________ 的物体或有机体。除病毒外，生物都由 ________ 构成。 【答案】B 【解析】运动是生物的特征之一，但并非所有生物都能"独立运动"（如植物不能自主移动位置）。"能独立运动"不是生物的共同特征。 生命活动 细胞 课堂练习 3、判断题：落叶是生物，因为它来自大树。（ ） 4、简答题：请写出生物的八大基本特征。 【答案】错误 【解析】落叶离开大树后已经失去了生命活动，不能再进行新陈代谢、生长等，所以落叶不是生物。 【答案】 ①完整的结构（细胞构成） ②新陈代谢 ③生长和发育 ④应激性 ⑤运动 ⑥生殖 ⑦遗传和变异 ⑧适应性 生物是"活"的——能新陈代谢、能生长、能繁殖、能适应环境。从胡克发现细胞到沃森和克里克揭示DNA双螺旋结构，人类对生命的认识不断深入。生物的基本特征是区分生物与非生物的"金标准"。 【过渡语】 ：认识了"什么是生物"，接下来我们要思考另一个重要问题：地球上的生物有多少？它们之间有什么关系？为什么我们要保护生物多样性？下面进入第二段：生物多样性及其保护。 课堂小结 知识讲授 Part 02 生物多样性及其保护 视频引入 知识讲授 一、生物多样性的概念 核心概念 ：生物多样性是指地球上所有生物、这些生物所包含的基因以及由它们与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。 国际生物多样性日： 1994年联合国大会通过决议：每年12月29日，2001年改为：每年 5月22日 说明人们开始认识到生物多样性保护的重要性 地球生命史 ： 地球上的生命大约已有35亿年的历史 多姿多彩的生物世界是地球生命经过几十亿年发展进化的结果 生物多样性是人类赖以生存和持续发展的 物质基础 知识讲授 二、生物多样性的三个组成层次 生物多样性包括 3个组成部分——遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。 层次 定义 关键点 遗传多样性（基因多样性） 地球上生物所携带的各种遗传信息的总和 基因越丰富→适应能力越强；突变是根本原因 物种多样性 地球上动物、植物、微生物等生物种类的丰富程度 物种是分类的基本单位；已知200多万种 生态系统多样性 生态系统组成、功能的多样性及各种生态过程的多样性 由生产者、消费者、分解者构成 知识讲授 二、生物多样性的三个组成层次 三者关系： 遗传多样性 → 是物种多样性和生态系统多样性的基础 物种多样性 → 是构成生态系统多样性的基本单元 保护生物多样性 → 在基因、物种、生态3个水平上保护 知识讲授 三、遗传多样性详解 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。 遗传多样性的要点 ： 1. 产生原因：遗传物质的改变（突变）是产生遗传多样性的根本原因 2. 储存形式：遗传信息储存在生物个体的基因之中 3. 基因库：一个物种所包含的基因越丰富→对环境的适应能力就越强 一个物种或个体可被看作一个基因库 4. 重要意义：基因多样性是生命进化和物种分化的基础 知识讲授 四、物种多样性 核心概念：物种是生物分类的基本单位。物种多样性是指地球上生物种类的丰富程度。 在分类学上，确定一个物种必须同时考虑： 形态特征 地理分布 遗传学特征 知识讲授 四、物种多样性 物种的定义 ： 物种是进化的单元，是生物系统线上的基本环节，是分类的基本单位，由自然群居、可以相互交配产生正常后代的群体组成。 数据 ： 已知生物200多万种： 植物：50多万种 动物：150多万种 生活举例：热带雨林物种丰富，极地地区物种相对较少。 知识讲授 五、生态系统多样性 核心概念 ：生态系统是生物群落与其生存环境组成的综合体。 组成 说明 生产者 绿色植物（光合作用制造有机物） 消费者 动物（直接或间接以植物为食） 分解者 细菌、真菌（分解有机物） 知识讲授 五、生态系统多样性 生态系统的功能 ： 使地球上的各种化学元素进行循环 使能量在各组分之间流动 举例 ： 森林生态系统、湿地生态系统、海洋生态系统、草原生态系统、农田生态系统等 知识讲授 六、生物多样性保护的五大意义 核心概念 ：生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础。 序号 意义 具体说明 1 提供食物和原料 食物、纤维、木材、药材和多种工业原料全部来源于自然界 2 保持土壤肥力、调节气候 黄河流域：从富饶→过度开发→沙漠化→人工植树→环境改善 3 调控大气成分 光合作用维持大气中约 21% 的氧气含量 4 保存珍稀濒危物种 濒危物种一旦消失，人类将丧失宝贵资源 5 维护生态平衡 最重要的作用：改善生态系统的调节能力 知识讲授 例题分析 请对比"遗传多样性"与"物种多样性"在概念定义、层次地位、相互关系、保护意义四个方面的区别。 对比项 遗传多样性 物种多样性 概念定义 生物所携带的遗传信息的总和 生物种类的丰富程度 层次地位 生物多样性的内在形式 生物多样性的基本单元 相互关系 是物种多样性的基础 是生态系统多样性的基本单元 保护意义 保护基因=保护适应能力的基础 保护物种=保护生态系统的组成 师生互动 知识点背诵 1、生物多样性的概念是什么？ 2、生物多样性的三个组成层次是什么？它们之间有什么关系？ 【答案】地球上所有生物、这些生物所包含的基因以及由它们与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。 【解析】关键词是"生物""基因""生态系统"三个层面。 【答案】三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性 关系：遗传多样性是物种多样性和生态系统多样性的基础；物种多样性是构成生态系统多样性的基本单元 【解析】三个层次由内到外、由微观到宏观，层层递进。 师生互动 案例讨论 案例：某地区为了经济发展，将大面积天然森林砍伐，改种单一经济林木（如桉树）。几年后，该地区发现野生动物种类和数量大幅减少，土壤肥力下降，水源涵养能力降低，甚至出现了小范围的气候异常。 讨论： 1、该地区的做法导致了生物多样性的哪个层次受到破坏？ 2、野生动物减少的原因可能是什么？ 3、如果你是当地环保部门负责人，你会提出什么建议来恢复该地区的生物多样性？ 师生互动 案例讨论 1、三个层次均受到破坏：物种多样性（野生动物种类和数量减少）、遗传多样性（单一经济林替代天然林，基因库缩小）、生态系统多样性（森林生态系统退化，水源涵养能力降低）。 2、野生动物减少的原因：栖息地丧失（天然林被砍伐）、食物链破坏、单一树种无法提供多样的食物和栖息环境。 3、恢复建议：停止过度砍伐，实行可持续林业；种植多种乡土树种，恢复天然林；建立生态廊道，连接破碎化的栖息地；加强保护宣传教育。 师生互动 随机提问： 1、"一母生九子，九子各不同"体现了生物的什么特征？ 2、大气层中的氧气含量约为多少？主要归功于什么？ 【答案】变异——不同个体之间存在一定的差异。 【解析】这是对"变异"特征的生动描述。 【答案】约 21% ，主要归功于植物的光合作用。 【解析】若无光合作用，氧气将在数千年内消耗殆尽，体现了植物在维持大气成分中的关键作用。 课堂练习 1、选择题：生物多样性不包括下列哪项？（ ） A. 遗传多样性 B. 物种多样性 C. 生态系统多样性 D. 气候多样性 2、填空题： 生物多样性通常包括 ________ 多样性、________ 多样性和 ________ 多样性3个组成部分。 【答案】D 【解析】生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，不包括气候多样性。 遗传 物种 生态系统 课堂练习 3、判断题：保护生物多样性就是在保护基因的多样性。（ ） 4、简答题：请写出生物多样性保护的五大意义。 【答案】错误 【解析】保护生物多样性不仅要保护遗传多样性，还要保护物种多样性和生态系统多样性——三个层次缺一不可。 【答案】 ①提供食物和工业原料 ②保持土壤肥力、调节气候 ③调控大气成分（维持氧气含量） ④保存珍稀濒危物种 ⑤维护生态平衡 背诵记忆 序号 核心知识点 关键数据/内容 1 生物的概念 具有生命活动的物体或有机体 2 细胞地位 生物体结构、功能和生命活动的基本单位 3 新陈代谢 最重要特征；同化+异化 4 八大基本特征 结构、代谢、生长、应激、运动、生殖、遗传变异、适应 5 DNA双螺旋 沃森和克里克（1953年） 6 生物多样性 生物+基因+生态系统 7 三个层次 遗传→物种→生态系统（层层递进） 8 物种地位 分类的基本单位 9 氧气含量 约 21%（光合作用维持） 10 保护层次 基因、物种、生态三水平 生物的基本特征让我们能够识别生命；生物多样性从基因、物种、生态系统三个层次展现了生命的丰富内涵，而保护这种多样性则是关乎人类自身生存与发展的根本大计。强调作为未来的从业者，树立生物多样性保护意识是职业素养的重要组成部分。 课堂小结 拓展提升 某自然保护区由于游客增多，部分区域植被破坏，珍稀鸟类数量下降。请思考生物多样性的哪个层次受到了影响？请提出三条保护建议。 课堂总结 课后作业 2 1 3 梳理本节课知识点 完成同步练习 预习下一节课的内容 结束 生物世界精彩纷呈——从肉眼看不见的病毒到海洋中的蓝鲸，从单细胞的细菌到智慧的人类，每一个生命都遵循着八大基本特征，都在生物多样性的大舞台上扮演着自己的角色。生物多样性是人类赖以生存和发展的基础，保护生物多样性就是保护人类自己。希望大家通过今天的学习，能够用"生物的眼光"观察世界，做一名"懂生命、爱自然、护生态"的优秀学子！ 感谢观看 $