資源簡介

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第三節 生物多樣性為人類生存提供資源與適宜環境
第五章 生物的進化
素養目標
列舉生物多樣性的層次和保護措施。
01
生命觀念
列舉生物多樣性的價值。
02
生命觀念
教學重難點
生物多樣性的保護
生物多樣性的價值
生物多樣性的層次
課程導入
生物多樣性是地球生命的基礎，也是人類生存和發展的基礎。生物多樣性不但為人類的衣食住行提供直接來源，而且對于維持生態平衡，維持生物圈的穩態發揮著關鍵的作用，為全人類帶來了難以估量的利益。喪失生物多樣性必然引起人類生存與發展的根本危機。什么是生物多樣性呢？如何保護生物多樣性呢？
生物多樣性
生物多樣性是地球上所有動物、植物、微生物物種和它們所擁有的全部基因以及它們賴以生存的生態環境的總和。
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
生物多樣性
遺傳多樣性（基因多樣性）
物種多樣性
生態系統多樣性
決定
形成
三個層次
物種多樣性
物種多樣性是生物多樣性的核心。物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
測量指標
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
①物種總數
②物種密度
③特有種比例
遺傳多樣性
傳多樣性是指地球上生物所攜帶的全部遺傳信息的總和。這些遺傳信息存儲在生物個體的基因之中。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因，一個物種所包含的遺傳基因越豐富，它對環境的適應能力就越強。
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
生態系統多樣性
主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及生態環境的多樣性、生物群落的多樣性、生態系統類型的多樣性等多個方面。
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
遺傳多樣性
物種多樣性
生態系統多樣性
根本原因
組成
變異的不定向性
蛋白質多樣性
無機環境的多樣性
組成
直接原因
決定
導致
直接 選擇
基因多樣性
小資料 · 協同進化、趨同進化與平行進化
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
物種之間形成的這種相互作用、相互依存的關系，對于某一物種來說，是除了物理環境條件之外最主要的外環境。物種之間的這種關系形成驅動進化的因素，使生態上密切相關的物種發生相互關聯的進化，即協同進化。
源自同一祖先的生物，如果它們生活在不同的環境中，彼此就會變得很不相同，從而向著不同的方向進化，這種現象稱為趨異進化。
源自不同祖先的生物，由于相似的生活方式，整體或者部分形態構造向著同一方向改變，這就屬于趨同進化。
種間關系
生物多樣性包括物種多樣性、遺傳多樣性以及生態系統多樣性
生物物種間的相互作用、影響生物進化的現象是非常普遍的。由于食物、生存空間的限制，不同生物物種之間相互競爭是自然的。在生物進化的歷史中，確實存在因不同物種間的競爭，出現生物物種在競爭中被淘汰的現象。
中寒武紀以后海洋中的肉食性的頭足類動物和魚類的興盛，使得作為它們的捕食對象的節肢動物三葉蟲大量消失并最終走向滅絕。生物在進化過程中，不同物種之間也會出現互助互利的現象。
生物多樣性的價值
生物多樣性為人類提供了食物的來源。
人類生存和發展受益于生物多樣性
生物多樣性的價值
生物多樣性是許多藥物的來源。
人類生存和發展受益于生物多樣性
生物多樣性的價值
生物多樣性可以為人類提供工業原料。
人類生存和發展受益于生物多樣性
皮革
橡膠
油料
生物多樣性的價值
生物多樣性是藝術創造和科學發明的源泉。
人類生存和發展受益于生物多樣性
生物多樣性的價值
生物多樣性的生態價值
人類生存和發展受益于生物多樣性
生物多樣性的價值
人類還認識不清的物種具有潛在的價值。有些物種現在看來毫無用途，也許將來某一天卻能幫助人類免于饑荒，祛除疾病。
人類生存和發展受益于生物多樣性
人類活動會影響生物多樣性
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
據《世界自然資源保護大綱》估計，每年有數千種動、植物滅絕，到2000年，地球上10%～20%的動、植物 （即50萬～100萬種動、植物） 將消失，而且滅絕速度越來越快。
人類對自然界的索取急劇增加，出現臭氧層破壞、酸雨、森林銳減、海洋污染、垃圾成災等環境問題，使全世界范圍內的生物多樣性遭到了嚴重破壞，并以驚人的速度減少，威脅著人類的生存和發展，
毀林開荒、過度放牧使得森林和草地等遭到了嚴重破壞，引起了水土流失、沙漠化，生物多樣性的喪失速度大大高于自然喪失速度。
人類只是生物圈中的成員之一，人類只有清楚地認識到自己與其他生物之間的相互關聯、相互依存、相互制約的關系，保護環境和資源，保護生物的多樣性，才能實現可持續發展。
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
生物多樣性的保護
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
保護對象
對那些面臨滅絕的珍稀瀕危物種和生態系統的絕對保護
對數量較大的可以開發的資源進行可持續的合理利用
遷地保護
是在生物多樣性分布的異地，通過建立動物園、植物園、樹木園、野生動物園、種子庫、基因庫、水族館等不同形式的保護設施，對那些比較珍貴的物種、具有觀賞價值的物種或其基因實施由人工輔助的保護。
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
遷地保護的目的是為即將滅絕的物種找到一個暫時生存的空間，待其得到恢復且具備自然生存能力的時候，還是要讓被保護者重新回到生態系統中。
動物園
植物園
水族館
就地保護
是把包含保護對象在內的一定面積的陸地或水體劃分出來，進行保護和管理。就地保護是對生態系統多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性的最充分、最有效的保護。
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
建立自然保護區的目的不是單純的消極保護，而是在實現有效保護的前提下合理開發利用。保護是手段，研究和利用是目的，為了保證持續利用，必須強調保護。
長白山自然保護區
四川臥龍自然保護區
人類活動會影響生物多樣性，生物多樣性也會影響人類生存
保護對象 保護位置 保護措施 特　征
遷地 保護
就地 保護
比較珍貴的物種、具有觀賞價值的物種或其基因
異地
建立動物園、植物園、樹木園、野生動物園、種子庫、基因庫、水族館等
人工輔助保護,還要重新回到生態系統
包含保護對象在內的一定面積的陸地或水體
對象
生長地
建立自然保護區
最充分、最有效的保護
課堂練習
解析：親本中AA個體占55%，aa個體占15%，所以Aa個體占30%，則A的基因頻率為55%+30%×1/2=70%，a的基因頻率1-70%=30%。蝸牛間進行自由交配，在不考慮基因突變的情況下，可利用遺傳平衡定律計算，F1中Aa的基因型頻率為2×70%×30%=42%。
1.蝸牛的有條紋（A）對無條紋（a）為顯性。在某一地區的蝸牛種群內，有條紋（AA）個體占55%，無條紋個體占15%，若蝸牛間進行自由交配得到F1，則F1中A的基因頻率和Aa的基因型頻率分別是（ ）
A.30%、21% B.30%、42%
C.70%、21% D.70%、42%
D
課堂練習
2.英國的曼徹斯特地區有一種樺尺蠖，白天棲息在樹干上，夜間出來活動。該地區原來樹木茂盛，樹干表面長滿淺色的地衣。19世紀中期以前，樺尺蠖幾乎都是淺色的，黑色個體極少。后來曼徹斯特成為工業區，樹干變成灰黑色，到了20世紀中期，生物學家們發現，黑色的樺尺蠖成了常見種。經分析得知，出現這種變化的原因是（ ）
A.淺色樺尺蠖遷出，黑色樺尺蠖遷入 B.自然選擇的結果
C.人工選擇的結果 D.工業煤煙使淺色樺尺蠖變成黑色
B
解析：題干信息未說明樺尺蠖不同顏色個體有遷入或遷出的行為，A錯誤；當周圍環境為淺色時，淺色個體更利于生存，使該區域中淺色個體的比例更大，當周圍環境變為灰黑色時，黑色個體更利于生存，使該區域中黑色個體的比例增大，說明環境對樺尺蠖不同顏色的個體進行了選擇，因此黑色的樺尺蠖變成常見種是自然選擇的結果，B正確；該過程沒有人工操作的主動選擇過程，C錯誤；樺尺蠖的淺色個體和黑色個體的產生是由于變異，變異是多方向的，工業煤煙只是使樹干變為灰黑色，D錯誤。
課堂練習
3.已知基因型為aa的豌豆會形成白化苗，最終無法結種。若在一個自然狀態的種群中基因型為AA、Aa的豌豆植株各占50%，該種群自然繁衍，播種F1結的種子，在剛萌發的幼苗中A的基因頻率以及基因型之比分別為（ ）
A.A的基因頻率為4/5，AA:Aa:aa=16:8:1
B.A的基因頻率為5/6，AA:Aa=2:1
C.A的基因頻率為6/7，AA:Aa:aa=11:2:1
D.A的基因頻率為12/13，AA:Aa=11:2
解析：根據題意，基因型為aa的豌豆會形成白化苗，無法結種，故F1中的aa個體會被自然淘汰。豌豆自然繁衍狀態下自花傳粉，則F1幼苗中AA:Aa:aa=5:2:1，由于aa個體無法結種，故F1自交后種子中AA:Aa:aa=11:2:1，A的基因頻率為6/7，C符合題意。
C
課堂練習
4.某二倍體植物，雌雄同株異花，自由交配。綠色基因A對白化基因a為完全顯性，假設一個較大種群作親本，個體成熟時，A基因頻率為0.8，經過一代繁殖，F1種群有4%的隱性純合體白化苗，在三葉期死亡，不能成熟，經過三代繁殖。下列說法錯誤的是（ ）
A.F3成熟時AA基因型頻率為3/4，Aa為1/4
B.F2成熟時A的基因頻率為6/7，a基因頻率為1/7
C.基因a在自然選擇過程中逐漸淘汰，頻率逐步減小
D.經過多代繁殖，白化基因頻率幾乎為零，這樣就形成新物種
解析：一個較大種群個體成熟時，A基因頻率為0.8，a基因頻率為0.2。雌雄同株沒有性染色體，所以配子中A與a頻率一樣。F1幼苗中，AA頻率為0.64，aa頻率為0.04，Aa頻率為0.32。成熟時，相對頻率AA占2/3，Aa占1/3，A基因頻率為5/6，a基因頻率為1/6。F2幼苗中AA頻率為25/36，aa頻率為1/36，Aa頻率為10/36。成熟時，相對頻率AA占5/7，Aa占2/7，A基因頻率為6/7，a基因頻率為1/7；F3幼苗中AA頻率為36/49，aa頻率為1/49，Aa頻率為12/49。成熟時，相對頻率AA占3/4，Aa占1/4；經過多代繁殖，白色基因（a）頻率幾乎為零，不能判斷是否達到生殖隔離。
D
課堂總結
生物多樣性的層次
物種多樣性、遺傳多樣性、生態系統的多樣性
生物多樣性的價值和保護
生物多樣性的價值
生物多樣性的保護

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