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第一篇:《第七章__生物多样性知识点》

第七章 生物多样性

【概念与规律】

生物多样性（biodiversity）：指地球上所有植物、动物和微生物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。它通常包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

1、遗传多样性：指遗传信息的总和，是种内基因的变化，并反映在生物性状的多样性上。

2、物种多样性：指地球上现存的多种多样生物，经过漫长进化过程而逐渐形成的。

3、生态系统多样性：多种多样的生物适应于不同的自然环境，从而形成了多种多样生态系统。

一、生物物种的多样性（species diversity）

1、生物物种（species）：是指能相互交配，并在交配后能产生有生殖能力后代的一群生物。

2、物种多样性：是指物种和物种间差异的多样性，是生物多样性的成长路上有你重要体现。

（1）不同自然环境下的物种多样性：不同生物生长在不同自然环境里，它们不仅形态不同，结构不同，功能更是不同。森林、草原、池塘、热带雨林等自然环境中生存的物种就不相同，如热带雨林面积虽只占全球面积的7％，但由于终年高温多雨、能接受更多的太阳能、物种间杂交率高等原因，物种数量相当巨大，约占全世界物种的一半以上。

（2）不同地理位置的物种多样性：由于山脉、河流、海洋的分隔，使地球上某些区域处于隔离状态，在这种隔离状态的环境下，使生物在外形、行为等方面发生显著变化，因而地理隔离是形成新物种的主要条件。物种的形成与不断分化是物种多样性产生的根本原因。如夏威夷群岛有显著的山脉分区，钩蛾亚种原来只有1个种，现已发展到43个种。

（3）物种数量：目前地球上现存生物约有500万种，有文献记载的约有175万种，物种最多的种类是昆虫类。

二、同种生物的差异性

1、性状：指生物体的形态特征或生理特性，是遗传和环境相互作用的结果。

2、人的性状差异：地球上的人虽都属于一个生物物种，但他们的相貌、指纹、血型等方面是有差异的，例如根据红细胞上凝集原的不同，通常可将血液分为A型、B型、O型和AB型四种主要血型。只含A抗原者为A型，只含B抗原者为B型，既含A抗原又有B抗原者为AB型，无A、B抗原者为O型。血型不同的血液相互混合时，会发生红细胞凝集现象，所以输血必须以输同型血为原则。通常人的相貌、指纹、血型终身不变，具有遗传性。

3、同种植物性状的差异：我们观察同一种植物时，发觉植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官，在大小、形状、颜色等方面会有不同之处。如同一品种辣椒的果实，不仅形状不同，颜色也不同。

三、保护生物多样性

1、生物多样性概况：生物多样性不均匀地分布在全球168个国家，主要分布在热带

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森林。我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样，是世界上生物多样性最丰富的国家，是多种生物的起源中心，物种资源十分丰富，其中裸子植物资源居世界首位，被誉为“裸子植物故乡”；我国还是鸟类最多的国家，有1180多种，占世界鸟类总数的14％；此外，我国还有许多世界特有的野生珍稀动植物，如动物中的大熊猫、金丝猴、东北虎、白鳍豚、扬子鳄、麋鹿等；鸟类中的朱鹮、丹顶鹤、褐马鸡；鱼类中的中华鲟等。珍稀植物中的银杉、珙桐、银杏、水杉、金花茶、人参等；这些丰富的动植物资源，是自然界赠与我们的宝贵财富。

2、生物多样性丧失的原因：生物多样性是地球生命的基础，它不仅使我们的地球绚丽多彩、和谐发展，更维系了我们人类赖以生存的自然环境。但由于人类对生物栖息地的改变（如过度的砍伐和捕猎、环境污染、过量使用农药、气候变化、建设水利工程、外来生物入侵等原因），使得当今世界上生物多样性迅速下降，我国也是生物多样性丧失最为严重的地区之一。两千年以前的中国，森林覆盖面积达50％，如今仅有12％，全国山地丘陵的2/3以上面积为裸露，天然森林几乎荡然无存，其它森林也呈岛屿状分散在大面积退化的环境中。中国受严重威胁的物种占总数的15％～20％，高于世界水平。由于人口增加和人类活动加剧，更引起了地球上许多野生生物物种的灭绝或濒临灭绝，据2000年记录统计，全世界约有106种哺乳动物和127种鸟类灭绝。曾生活在新疆的新疆虎现已绝种。我国的大熊猫，扬子鳄，金丝猴等珍稀动物由于栖息地被人类侵占，生存空间缩小等原因正濒临灭绝。当今世界上有25000种植物和1000多种脊椎动物面临绝种的危险。有科学家估计，地球上每一小时绝灭一个物种，而且一个物种一旦从自然界消失，就无法再生出来。生物多样性受到严峻挑战。

3、生物多样性的意义：生物多样性为人类的生存提供了基本条件，是整个人类共有宝贵财富，与人类的生存和发展息息相关。生物多样性的直接价值在于生物物种可直接用作食物、药物、能源和工业原料。目前人类90％粮食来自于20余种植物，如加纳人70％粮食来自于野生鱼类，发展中国家80％的人口需依赖10000余种药用植物。生物多样性的间接价值在于通过光合作用为人类和整个生命世界的生存与发展提供物质能量的保障，此外还有保护水源、减弱旱涝、调节气候、防止水土流失、吸收和分解环境中有机废物和其他污染物的作用。生物多样性为人类社会适应自然变化提供了选择机会和各种原材料。

4、生物多样性的保护：人类不仅是生物圈的成员，更是生物圈的统治者，要认识到只有在生物多样性发展的前提下，才能使人类自身得到稳定。我们既要将保护生物物种与保护生物生存环境结合起来，又要将保持、恢复、和重建生物多样性与可持续利用生物多样性结合起来。具体实施措施有以下三个层次：

（1）生态系统多样性保护——建立自然保护区：为了保护自然和自然资源，尤其是保护珍贵稀有的动植物资源，保护代表不同自然地带的自然环境和生态系统，国家划出一定的区域加以保护，这样的地区叫自然保护区。它的作用是能够保护生态多样性、物种和遗传多样性，保护了生物进化的源泉，因此是较为有效的措施。目前全国有保护区799个。属国家级的有106个，其中列入“人与生物圈”计划的有吉林长白山、湖北神农架、广东鼎湖山、四川卧龙、贵州梵净山、福建武夷山、浙江西天目山、云南西双版纳、贵州茂兰、江苏盐城、内蒙古锡林郭勒、新疆博格达峰等 12处。广东鼎湖山是我国第一个自然保护 110

区。典型的自然保护区结构分为：核心区、缓冲区和试验区。

（2）物种多样性保护——最基本工作是物种编目：物种多样性保护的最基本工作就是对植物系统分类学进行研究，它的任务是通过引种、栽培、驯化工作来保护珍稀濒危动植物。

（3）遗传多样性保护——就地保护、迁地保护、建立种质基因库。此措施着重保护遗传多样性。生物多样性长期保护的最好策略是保护在野外的自然群落和种群，这种保护方式称就地保护。当就地保护无效时，保护物种免于灭绝的唯一希望就是在人为控制的人工条件下维持物种个体，这种保护方式叫迁地保护，或移地保护。种质基因库指用于以保存植物遗传资源为目的的，保存植物种子和多种繁殖体的现代化设施。

我国各地已建立了大量的动物园、植物园、水族馆、种质库等来异地保护各类动植物。如对麋鹿、富兰克树的成功保护，如水松、银杏的广泛栽种等。杭州植物园、动物园，宁波市的野生动物园、宁波天童的天然森林保护区等建立都有利于生物多样性保护。我国在保护生物多样性方面已取得了一定的成就。

四、生物资源 (biological resources)及其合理利用：生物是人类重要的资源，人类应该在保护生物多样性前提下合理利用生物资源。

1、食用生物资源：食用生物(food biont)可分为食用植物和食用动物两类。食用植物主要是分别利用植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官。食用动物又可分为肉用动物、水产动物和奶用动物。它们为人类提供了大部分糖类（carbohydrate）、蛋白质（protein）、脂肪(fat)、维生素（vitamin）和矿物质。使用食用生物资源的原则是通过人工栽培或养殖的生物才允许食用；人工栽培或养殖的珍稀生物不允许食用。珍稀生物的开发利用，主要是进行品种的改良。

2、药用生物资源：药用生物（medicinal biont）是指可提供药用资源的生物，药用生物除有节制地野外采取外，应以养为主、采养结合，严禁一级保护野生物种药材进出口。

3、观赏生物资源：中国有丰富的观赏生物资源，观赏生物（decorative biont）包括观赏植物和观赏动物。我国被誉为“世界园林之母”。观赏植物可分为观花、观叶、观果、观茎植物等。如宁波的观赏植物有菊花、茶花、杜鹃、五针松等。

4、工业原料生物资源：地球上几乎所有的生物或其产物都可作为工业生产的原料，但也应在保护生物多样性的前提下合理地开发利用。

【启迪与拓展】

例1 新物种形成的主要原因是（ ）

A、遗传作用 B、隔离环境 C、生物进化 D、自然选择

分析：

物种多样性产生的根本原因在于物种的形成与不断分化。由于山脉、河流、海洋的分隔，使地球上某些区域处于隔离状态，这种地理障碍限制了基因在种群内流动，被隔离的亚种群在一定时期内独立进化，产生了成为不同种的足够差异即变异，使生物在外形、行为等方面发生显著变化，从而形成新的物种。因此，形成新物种的主要原因是环境的隔离。故本题正确答案为B。

例2 不同自然环境下的物种多样性不同，如热带雨林，虽然它的面积只占全球面积

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的7％，但它的生物物种却占全世界的一半以上。

分析：

热带雨林主要分布在潮湿的赤道邻近地区，该森林最大的特点是物种数量巨大，物种间相互作用复杂，以及物种的专化性，该区物种丰富的原因有以下几个方面：

① 在地质时期，热带比温带的气候稳定；

② 暖热和高湿度为物种提供了良好的生长条件；

③ 有害生物压力极大，难以形成竞争力强的优势物种；

④ 能接受更多的太阳光；

⑤ 生物物种间异型杂交率高，有利于形成新的物种。

例3 什么是指纹及其作用是什么？

分析：

指纹是指手指的纹路，每个人的指纹都不一样，而且终身不变。指纹的作用在于增加把握东西的摩擦力。使我们能牢牢地抓住东西。中国古代以按手印来签署文件或契约。指纹已成为辨认和侦查罪犯的重要依据，并正成为社会生活中证件识别的重要信息。

例4 生物多样性丧失的原因有哪些？

分析：

地球上生物物种数的总数有500-5000万种，其中已定名的仅200万种，然而当今世界各个层次的生物多样性正在迅速下降。其原因有：

①生物栖息地的改变、农业生态系统过于单一、栖息地破碎化等。自然生态系统经过人工改造，成为人工生态系统，使生物多样性下降。栖息地片断化，使种群杂交性下降，适应能力变弱，导致物种衰退；

②过度砍伐和捕；

③环境污染，过量使用农药等；

④气候变化，影响生物群落的分布格局；

⑤水利工程的建设；

⑥外来物种取代本地物种，如水花生、空心莲子草、豚草等外来物种的引入，由于这些生物的快速生长繁衍，危害了本地生物的生长，使生物的多样性受到严重影响。

例5 下列动物中，属于我国特有的珍稀哺乳动物是（ ）

A、丹顶鹤 B、白鳍豚 C、扬子鳄 D、黑猩猩

分析：

丹顶鹤属于鸟类，是国家一级保护动物，但不是我国特有的；扬子鳄是我国特有的爬行类动物；黑猩猩既不是国家保护动物，也不是我国所特有的动物；故答案为B。

例6 造成野生动植物濒危和灭绝的主要原因是（ ）

A、自然选择

B、物种退化

C、人类对野生动植物资源的开发和利用

D、人类对野生动植物过度狩猎或采伐，对栖息地环境的污染和改变

分析：

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自然界要淘汰不适应环境的生物需要经过漫长的历史时期，现存的野生动植物经历了自然选择而保留下来，不可能是物种的退化。正是由于人类掠夺式采伐、猎捕，导致种群密度下降和对其栖息地的污染破坏，才导致野生动植物的濒危和灭绝。故选D 正确。

例7 下列食用植物中，人类主要食用其种子的是（ ）

A、小麦和大豆 B、水稻、甘蔗 C、萝卜、茶树 D、花椰菜，油菜

分析：

逆风飞翔

食用生物可分食用植物和食用动物两类。各类食用植物中，我们所食用的部分各不相同。上述供选答东莞观音山好玩吗案中食用种子的有小麦、大豆、水稻、油菜，食用根的有萝卜，食用茎的有甘蔗，食用叶的有茶树，食用花的有花椰菜。故选A正确。

例8 有些珍稀植物是我国所特有的，由于科学家和有关人员的共同努力，有些珍稀植物已被广泛栽种，例如（ ）

A、水杉和银杏 B、银杉和银杏

C、银杉和金钱松 D、金钱松和珙桐

分析：

水杉在最初发现时，属我国特有的珍稀植物，后来由于广泛栽种，成了比较普遍的一种植物。银杏也是我国的珍稀植物，后来由于人们发现了银杏的营养保健价值，现已被广泛栽种。故答案选A。生物多样性发展的规律。

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第二篇:《自然界生物多样性产生的遗传学原理》

自然界生物多样性产生的遗传学原理

宇宙形成大约已有150亿到200亿年，地球形成大约已有46亿年，生命的形成大约已有35亿年。宇宙的演化，地球的形成，生命的诞生，往返亿万年。亿万年间，地球因其演化出了生命而成为人类目前所认知的宇宙中最独特的天体。亿万年里，生命通过其独特的进化，从水生到陆生，从单细胞到多细胞，从低等到高等，完成了巨大的飞跃，形成了今天如此丰富的生物世界。地球因为这多彩的生物世界而装扮得分外美丽。

从地球早期生命的化石记录来看，最早的生命残留物可能是保存在格陵兰距今约38亿年的石英岩中的有机碳颗粒，而最早的并可与现代生物进行形态对比的化石是保存在距今约35亿年的澳大利亚太古代硅质叠层石中的单细胞原核生物化石。这些简单的生命经过近15亿年的演化，大约在20亿年前的中元古代出现了真核单细胞生物。生命进化历程进入10亿年至5．4亿年前的新元古代。随后，地球进入了寒武纪。生物进化史上最著名的寒武纪物种大爆发开始了。这期间，生物的进化速度，新物种的产生速度都远远超过了之前的这几个时期，绝大多数无脊椎动物在几百万年的很短时间内出现了，生物机体的形体造型发生了多种多样的创新性变革，且在多种生态环境中产生了许多新的栖息地和适应带。接下来的奥

陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪

包括之前的寒武纪所组成的古生代中，依

次出现了珊瑚虫、腕足动物、鹦鹉螺、笔

石、鳄鱼、海螺、鱼类、第一批两栖动物、

第一批爬行动物、第一批有翅昆虫等生物，

同时，陆地植物、大型植物纷纷出现，地

球的生物家庭成员不断曾多。接下来，三

叠纪、侏罗纪、白垩纪、古新世、始新世、

渐新世中，出现了哺乳动物，鸟类，在上

新世末，第四纪初，万物的灵长——人类

生活在奥陶纪时期的三叶虫 出现了。

可见，正是这亿万多年来的不断进化，

衍生出了今天我们所熟知的生物多样性。所谓生物多样性，即指物种多样性，基因多样性及生态系统的多样性。本文将论述的，是这三个多样性产生的遗传学原理。

物种的多样性是生物多样性的关键，它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系，又体现了生物资源的丰富性。据统计，目前世界上共有180多万个物种，其中动物有150万种以上,植物37万种以上。那么，物种多样性的原因是什么呢？是基因多样性。2003年4月14日，人类基因组计划宣布完成人类基因组的测序工作，全部31.647亿个碱基对测序成功，人体携带约3.0万到3.5万个基因；2002年4月5日，《Science》刊登了中国独立完成的籼稻9311的基因组序列草图，总基因数约为3.8万到4.0万个。经过最近几年的科学研究，人们发现，人和其它很多生物的基因数量是差不多的，但这些生物的形态、结构、功能相差如此之大，可见他们的基因有着很大的区别。信使RNA通过转录，再与核糖体结合，再由转运RNA携带特定氨基酸在核糖体上与信使RNA的反密码子配对，通过核糖体的一系列作用，生成多肽链，通过内质网和高尔基体的进一步加工，得到决定生物体性状的直接因素——蛋白质。自然界物种之间的不同直接体现在蛋白质结构的不同，而决定蛋白质结构的物质就是基因，换句话说，生物亿万年的进化史实际上就是基因的进化史，新物种的产生有赖于新基因的产生和作为基因载体的染色体的变异，同时，基因重组对生物的进化也产生了一定的作用。

描写雨的段落

新基因的产生由基因突变决定。由于DNA分子中发生碱基

对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基

因突变。基因突变改变了合成蛋白质的“图纸”，从而改变了蛋

白质的结构，进而改变了生物的性状，这些突变通过生物的繁

殖和遗传，一代代积累，最终造成物种性状的大改变，使得一

个种群的基因频率发生变化，最后形成新物种。诱发基因突变

的因素有物理因素、化学因素。

物理因素有非电离辐射类的紫外线、激光、离子束、X射

线、γ射线、快中子、强磁场、强电场等。有人猜测，早期地

球由于氧气浓度较低，所以无法形成臭氧层，这时，多种宇宙

射线大剂量地照射地球，使得一些早期生物发生了基因突变，

不断产生了新物种。但由于大部分基因突变是有害的，突变产

生的个体无法存活，因此那时的生物进化速度很慢，大部分生物生活在海水中以抵挡宇宙射线。蓝藻的大量繁殖吸收二氧化碳使得地球的温度逐渐降低，大气中氧气的含量逐渐上升，人类基因组计划 臭氧层逐渐形成，宇宙射线的强度逐渐减弱，为生物的进化和新物种的形成创造了有利的条件，生物的有氧呼吸逐渐增多，物种的进化速度空前加快，这就造成了著名的寒武纪物种大爆发。当然，这只是关于寒武纪物种大爆发的原因之一。

化学因素主要由化学诱变剂诱变引发基因突变。

烷化剂：甲基磺酸乙酯[EMS，CH3SO4（OC2H5）]、硫酸二乙酯[DES，SO2(OC2H5)2]、乙烯亚胺（EI）等。它们都有含有一个或多个不稳定的烷基（C2H5），这些烷基能移到电子密度较高的其他分子中去，这种通过烷基置换其它分子的氢原子的作用，叫做烷化作用。烷化剂就是通过这种烷化作用而改变基因的分子结构，从而造成基因突变。

碱基类似物：5-溴尿嘧啶（Bu）、5-溴脱氧尿核苷（BudR）、2-氨基嘌呤（Ap）等。前二者是胸腺嘧啶（T）的类似物，后一种是腺嘌呤（A）的类似物。其作用机理是它们的分子结构与基因分子的碱基相似，它们在不妨碍基因复制的情况下作为组成基因的成分参入到基因分子中去。由于它们与碱基不同，它们会在复制时发生偶然

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