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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第二冊(cè) 第九章人與生物圈 2生物多樣性及其保護(hù)(備課資料) 一、生物多樣性的消失 生物多樣性（ biological diversity）是指一定空間范圍內(nèi)多種多樣活動(dòng)有機(jī)體（動(dòng)物、植物、微生物）有規(guī)律地結(jié)合在一起的總稱。生物多樣性也可表述為：地球上所有動(dòng)物、植物和微生物的物種多樣性和它們的遺傳與變異多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)多樣性。它是一個(gè)包攬了可提高人類生活和福利的自然生物財(cái)富的術(shù)語(yǔ)。這個(gè)廣義的概念反映了基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)的相互關(guān)系，因?yàn)榛蚴俏锓N的組成部分，物種是生態(tài)系統(tǒng)的組成部分。物種是生物多樣性概念的中心。它既是生物之間以及與其生存環(huán)境之間復(fù)雜的相互關(guān)系的體現(xiàn)，也是生物資源豐富多彩的標(biāo)志。不同學(xué)科的學(xué)者對(duì)生物多樣性的理解和興趣不完全相同，但都把它看成是一種不可缺少的原始材料、資源和自然遺產(chǎn)。 一般從三個(gè)水平上來(lái)研究和分析生物多樣性的基本特點(diǎn)：（1）遺傳多樣性；（2）物種多樣性；（3）生態(tài)系統(tǒng)多樣性。隨著人們對(duì)生物多樣性相互關(guān)系研究的不斷深入，越來(lái)越注意到生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性問(wèn)題的重要，而生物多樣性的保護(hù)正集中在這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)上。 自林奈（Linne） 開(kāi)始將地球上的生命群分類后約230年的今天，我們?nèi)匀徊恢赖厍蛏暇烤勾嬖诙嗌傥锓N，可能連1/10都尚未掌握。在地球上大約1000萬(wàn)~3000萬(wàn)的物種中，只有140萬(wàn)已經(jīng)被命名或被簡(jiǎn)單地描述過(guò)。對(duì)多數(shù)研究較深的生物為類群來(lái)說(shuō)，物種的豐富程度從極地到赤道呈增加趨勢(shì)。密閉的熱帶森林幾乎包含了世界物種的一半以上，盡管它只覆蓋了陸地面積的7%。 生物資源提供了地球生命的基礎(chǔ)，包括人類生存的基礎(chǔ)。我們所有的食物都來(lái)自野生物種的馴化。世界上許多在經(jīng)濟(jì)上最具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的物種分布在物種多樣性并不特別豐富的地區(qū)。人類已經(jīng)利用了大約5000種植物作為糧食作物，其中不到20種提供了世界絕大部分的糧食。我們大多數(shù)醫(yī)藥起先都來(lái)自野外。在中國(guó)，對(duì)5000多種藥用植物已經(jīng)有記載。世界上很多藥物都含有從植物、動(dòng)物和微生物中提取的或者天然化合物合成的有效成分。植物和動(dòng)物是主要的工業(yè)原料。從全球來(lái)看，物種豐富的生態(tài)系統(tǒng)無(wú)疑將為整個(gè)人類社會(huì)的未來(lái)提供更多的產(chǎn)品。以上幾個(gè)實(shí)例可以說(shuō)明濫用有限的自然資源是一種自我毀滅。 世界生物多樣性與人類文化共同進(jìn)化。人類對(duì)生物區(qū)系的各種影響可以在某一特定地區(qū)增加或減少遺傳、物種和生態(tài)環(huán)境的多樣性。人類對(duì)物種滅絕速度的影響可以追溯到15000年前，但是最近400年來(lái)，地球上的物種滅絕速度在加快，如獸類在17世紀(jì)平均5年滅絕一種，到20世紀(jì)每年就滅絕一種。從19世紀(jì)起，人為因素急劇增長(zhǎng)。鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物的絕滅記錄是最完整的，在1850~1950年間，鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物的滅絕速度平均每年一種。科學(xué)家預(yù)測(cè)，如不采取保護(hù)措施，地球上全部生物多樣性的1/4在未來(lái)20~30年里有被消滅的嚴(yán)重危險(xiǎn)，現(xiàn)在每年有1~2萬(wàn)個(gè)物種滅絕，物種滅絕的速度是形成速度的100萬(wàn)倍。中國(guó)在1962年所列受保護(hù)的生物為78種，而現(xiàn)在已經(jīng)增加到150種。 由于食物鏈的作用，地球上每消失一種植物，往往有10~30種依附于這種植物的動(dòng)物和微生物也隨之消失。每一種物種的喪失減少了自然和人類適應(yīng)變化條件的選擇余地。生物多樣性減少，也將惡化人類生存環(huán)境，限制人類生存與發(fā)展機(jī)會(huì)的選擇，甚至嚴(yán)重威脅人類的生存與發(fā)展。保護(hù)和拯救生物多樣性是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。 一個(gè)物種的滅絕一般是由多種原因造成的。生物多樣性受威脅的主要原因：（1）大面積森林采伐、火燒和農(nóng)墾，這些活動(dòng)對(duì)野生物種來(lái)說(shuō)是毀滅性的；（2）草地過(guò)度放牧和墾殖；（3）生物資源的過(guò)分利用；（4）工業(yè)化和城市化的發(fā)展；（5）外來(lái)物種的大量引進(jìn)或侵入；（6）無(wú)控制的旅游；（7）污染；（8）全球變暖；（9）各種干擾的累加效應(yīng)。 下列生物類群尤其容易滅絕：（1）具有較高營(yíng)養(yǎng)級(jí)別的物種，即處于食物鏈上層的種群增殖速度較慢的大型稀有動(dòng)物；（2）地方特有種；（3）發(fā)展緩慢的小規(guī)模種群的物種；（4）生物依賴集團(tuán)中的最大成員；（5）缺乏散播和遷移能力的物種；（6）具有群集巢居習(xí)性的物種；（7）遷徙物種；（8）依賴不可靠資源的物種；（9）對(duì)干擾沒(méi)有進(jìn)化經(jīng)歷的物種。稀有物種比廣布物種更易于滅絕。地方特有的物種（只在嚴(yán)格限制的地區(qū)發(fā)現(xiàn)）當(dāng)其限制的生態(tài)環(huán)境遭到破壞或喪失時(shí)特別易于滅絕。島嶼物種是世界生物多樣性受威脅最嚴(yán)重的一些組成。通常，溫帶生物區(qū)系比熱帶滅絕的幾率小些。熱帶森林砍伐將是未來(lái)50年中物種滅絕的最主要原因。 生物多樣性的保護(hù)是對(duì)于人類與各種生命形式和生態(tài)系統(tǒng)的相互作用的管理，目的是使它們向當(dāng)代人提供最大的利益，并保持滿足后代需求的潛力。 保護(hù)生物多樣性的方法：（1）建立保護(hù)區(qū)，就地保護(hù)；（2）遷地保護(hù)和離體保存；（3）建立生物多樣性保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)；（4）生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和改善。 中國(guó)已于1992年簽署加入了《生物多樣性公約》，1995年，舉行了該公約第一次締約方會(huì)議。 二、可持續(xù)發(fā)展的概念和戰(zhàn)略 鑒于人類生活方式對(duì)環(huán)境已經(jīng)和將要造成的破壞，1992年6月，世界各國(guó)首腦聚集在巴西的里約熱內(nèi)盧，共同構(gòu)筑21世紀(jì)的行動(dòng)計(jì)劃，試圖為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展建立一種全球伙伴關(guān)系。從那時(shí)起，可持續(xù)發(fā)展一詞被政府、產(chǎn)業(yè)部門和環(huán)境組織等廣泛使用。每個(gè)人似乎都贊同我們需要可持續(xù)發(fā)展。但是，對(duì)于它的真正含義以及如何實(shí)現(xiàn)，卻一直沒(méi)有一致意見(jiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的定義有65種之多。 世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)于1983年提出的定義，側(cè)重于世代倫理方面，著重從代際間的公平和社會(huì)等的角度對(duì)可持續(xù)發(fā)展作了高度概括。側(cè)重于生態(tài)方面的定義有：改進(jìn)人類的生活質(zhì)量，同時(shí)不要超過(guò)支持發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)荷能力（世界自然保護(hù)聯(lián)盟，1991）；保持和加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力（劉培哲，1994）；尋求一種最佳的生態(tài)系統(tǒng)，以支持生態(tài)系統(tǒng)的完整性和人類愿望的實(shí)現(xiàn)，使人類的生存環(huán)境得以持續(xù)（福爾曼，1990）；不超過(guò)環(huán)境承載能力的發(fā)展（R戈德蘭，1994）。側(cè)重于經(jīng)濟(jì)方面的定義有：在保持自然資源的質(zhì)量和所提供服務(wù)的前提下，使經(jīng)濟(jì)的凈利益增加到最大限度（E皮爾斯）；不降低環(huán)境質(zhì)量和不破壞世界自然資源基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展（世界資源研究所，1992~1993）；可持續(xù)發(fā)展就是給子孫后代與當(dāng)代人相等甚至更多的機(jī)會(huì)，這種機(jī)會(huì)是消費(fèi)或投資的可能性（DI斯德）；側(cè)重于技術(shù)方面的定義有：可持續(xù)發(fā)展就是轉(zhuǎn)向更清潔、更有效的技術(shù)，盡可能接近零排放或密閉式工藝方法，盡可能減少能源和其他自然資源的消耗（JG司伯斯，1989）；可持續(xù)發(fā)展就是建立極少產(chǎn)生廢料和污染物的工藝或技術(shù)系統(tǒng)（世界資源研究所，1992~1993）。側(cè)重于社會(huì)方面的定義：人口增長(zhǎng)趨于平衡、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、政治安定、社會(huì)秩序井然的一種社會(huì)發(fā)展（LR布朗）；在環(huán)境允許的范圍內(nèi)，現(xiàn)在和將來(lái)給社會(huì)上所有的人提供充足的生活保障（T奧尼爾，1994）。側(cè)重于空間方面的定義有：既滿足于當(dāng)代人需要又不危害后代人滿足需要的能力，既符合局部人口利益又符合全球人口利益的發(fā)展（楊開(kāi)忠，1994）。側(cè)重人與自然相協(xié)調(diào)方面的定義有：可持續(xù)發(fā)展的根本點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展與資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，其核心就是生態(tài)與經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)（全國(guó)資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展研討會(huì)，山西運(yùn)城、1995年）。 20世紀(jì)以來(lái)，人類創(chuàng)造了前所未有的物質(zhì)財(cái)富。但是，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展、人口劇增、資源浪費(fèi)、環(huán)境污染、生態(tài)遭到破壞等一系列社會(huì)問(wèn)題反過(guò)來(lái)又嚴(yán)重地威脅著人類的生存和發(fā)展。在這種形勢(shì)下，我國(guó)政府就提出了促進(jìn)中國(guó)環(huán)境與發(fā)展的“十大對(duì)策”。國(guó)務(wù)院環(huán)境保護(hù)委員會(huì)于1992年決定，由有關(guān)部門負(fù)責(zé)編制《中國(guó)21世紀(jì)議程——中國(guó)21世紀(jì)人口、資源、環(huán)境與發(fā)展白皮書(shū)》（簡(jiǎn)稱《中國(guó)21世紀(jì)議程》）。該文件指出，努力尋求一條人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源相互協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展道路，是中國(guó)在未來(lái)和下一個(gè)世紀(jì)發(fā)展的自身需要和必然選擇。因此，我國(guó)政府和人民在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，追求較高的環(huán)境、資源和生態(tài)質(zhì)量，決不以犧牲環(huán)境來(lái)求經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)；決不再主要依靠高投入、高消耗、拼資源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，而是主要依靠科學(xué)技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量，依靠科學(xué)的、精細(xì)管理提高投入產(chǎn)出率。為此，我國(guó)“九五”規(guī)劃和《xx年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中，可持續(xù)發(fā)展和科教興國(guó)作為兩大戰(zhàn)略放在了突出重要的地位?？傊?，走可持續(xù)發(fā)展道路是一條功在當(dāng)代、利在千秋的事業(yè)。積極促進(jìn)這一戰(zhàn)略的全面實(shí)施，是造福當(dāng)代、澤及子孫的大事，是實(shí)現(xiàn)國(guó)家富強(qiáng)、民族昌盛的大計(jì)。 三、人和生物圈計(jì)劃 到目前為止，我國(guó)已經(jīng)有16個(gè)自然保護(hù)區(qū)加入到“世界生物圈保護(hù)網(wǎng)”中，這與“人和生物圈計(jì)劃”有關(guān)。 “人和生物圈計(jì)劃”是一項(xiàng)國(guó)際性的政府間合作研究生態(tài)學(xué)的綜合性計(jì)劃。它由聯(lián)合國(guó)科教文組織在其他組織配合下，于1970年第16屆全體會(huì)議上決定，于1971年開(kāi)始實(shí)施?！叭撕蜕锶τ?jì)劃”研究的范圍很廣，涉及到各種生態(tài)系統(tǒng)的領(lǐng)域，目前研究對(duì)象是人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，針對(duì)由于人口猛增、經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展及不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源等活動(dòng)所帶來(lái)的水土流失、沙漠?dāng)U展、耕地面積減少、糧食緊張、資源能源短缺，生物物種的銳減和環(huán)境污染等一系列重大問(wèn)題，提出了14個(gè)研究項(xiàng)目，探討人類活動(dòng)對(duì)森林、牧場(chǎng)，干旱地帶、河口海岸三角洲地帶資源、山地、凍原等生態(tài)系統(tǒng)的影響；島嶼與生態(tài)系統(tǒng)的合理利用；肥料、工程建設(shè)、能量、環(huán)境污染對(duì)人和生態(tài)系統(tǒng)的影響等；從不同角度共同尋求正確解決社會(huì)問(wèn)題、有效地管理地球資源和維護(hù)其潛力的途徑、方法以協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展跟保護(hù)環(huán)境的關(guān)系和改善全球的環(huán)境。 “人和生物圈計(jì)劃”十分強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)家、社會(huì)科學(xué)家、政府決策人員跟廣大人民密切配合，將人和資源作為一個(gè)整體進(jìn)行研究，因此深受各國(guó)人民的重視和支持。全世界先后有114個(gè)國(guó)家參加“人和生物圈計(jì)劃”，并由30多個(gè)會(huì)員國(guó)組成“國(guó)際協(xié)調(diào)理事會(huì)”。我國(guó)于1972年加入此計(jì)劃，并當(dāng)選為“國(guó)際協(xié)調(diào)理事會(huì)”的理事國(guó)。通過(guò)這個(gè)計(jì)劃的研究，全球人民得到了共識(shí)：我們只有一個(gè)地球，為了人類子孫后代的共同利益，保護(hù)地球、保護(hù)自然就是保護(hù)人類自己。 四、典型例題分析 ［例1］青蒿素和奎寧的藥用價(jià)值是 A.活血 B.化瘀 C.止痛 D.治療瘧疾 分析：青蒿素是我國(guó)科學(xué)家從一種野生植物中提取出來(lái)的，治療瘧疾比奎寧更加有效?？鼘幨菑能绮菘浦参锝痣u納樹(shù)提取的一種生物堿，用于治療瘧疾。 答案：D ［例2］水稻草叢矮縮病是一種危害水稻生長(zhǎng)發(fā)育的 A.病毒性疾病 B.細(xì)菌性疾病 C.基因性疾病 D.染色體變異病 分析：野生生物資源具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。水稻草叢矮縮病是一種危害水稻發(fā)育的病毒性疾病，很難防治。目前科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)野生水稻種群，這個(gè)種群對(duì)草叢矮縮病具有比較強(qiáng)的抗性，從而為培育抗草叢矮縮病的水稻新品種找到了必要的基因。 答案：A ［例3］保護(hù)和利用森林資源的最佳方法是 A.封山育林，禁止砍伐 B.允許林區(qū)人民砍伐，先富起來(lái) C.實(shí)行有計(jì)劃地合理砍伐 D.砍伐熱帶雨林、營(yíng)造林木純林 分析：考查自然資源的保護(hù)和合理利用的措施、保護(hù)和利用森林資源 ，既不要封山育林，禁止砍伐，也不能大砍大種，在維持森林生態(tài)平衡的前提下，進(jìn)行有計(jì)劃地合理砍伐，這樣有利于森林生態(tài)系統(tǒng)的更新，砍伐熱帶雨林，營(yíng)造林木純林，造成森林生態(tài)系統(tǒng)種類單一，營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力減弱，生態(tài)平衡容易遭到破壞。 答案：C ［例4］下列不屬于造成環(huán)境危機(jī)的原因是 A.環(huán)境污染 B.自然資源破壞 C.大力植樹(shù)造林 D.人口的急劇增長(zhǎng) 分析：近幾十年來(lái)，隨著人口的急劇增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類生產(chǎn)和生活對(duì)環(huán)境造成的破壞日益嚴(yán)重，出現(xiàn)了空前的環(huán)境危機(jī)。環(huán)境危機(jī)包括環(huán)境遭到污染，森林、草原和野生植物等自然資源遭到破壞，以及由此引起的生態(tài)環(huán)境的惡化。 答案：C ［例5］1970年，美國(guó)的玉米由于受到一種葉菌病的危害而嚴(yán)重減產(chǎn)。后來(lái)在墨西哥發(fā)現(xiàn)了對(duì)這種病菌有抗性的植物，從而為改良玉米品種找到了必要的基因。這一事實(shí)體現(xiàn)了野生生物的 A.直接使用價(jià)值 B.間接使用價(jià)值 C.科學(xué)研究?jī)r(jià)值 D.潛在使用價(jià)值 分析：野生生物的價(jià)值有三方面：直接使用價(jià)值、間接使用價(jià)值和潛在使用價(jià)值。野生玉米所提供的抗病基因顯然體現(xiàn)了直接使用價(jià)值中的科學(xué)研究?jī)r(jià)值，如選A項(xiàng)，與C項(xiàng)相比，其直接使用價(jià)值有些籠統(tǒng)，而C項(xiàng)更具體、更準(zhǔn)確。 答案：C ［例6］簡(jiǎn)要回答生物多樣性的有關(guān)問(wèn)題： （1）生物性狀表現(xiàn)多樣性的直接原因是______，從分子水平看生物多樣性的根本原因是______。 從進(jìn)化的角度看生物多樣性產(chǎn)生的原因是______。 （2）保護(hù)生物多樣性就是在_______、_______、_______三個(gè)層次上采取保護(hù)戰(zhàn)略和保護(hù)措施 。其中重要而有效的手段是______。但對(duì)一些珍稀、瀕危、繁殖能力很差的動(dòng)物，如大熊貓，還需另外采用______等先進(jìn)手段進(jìn)行拯救。 分析：（1）這是一道有關(guān)生物多樣性的綜合題。生物性狀的具體體現(xiàn)者是蛋白質(zhì)，所以性狀表現(xiàn)多樣性的直接原因就是蛋白質(zhì)種類的多樣性。而蛋白質(zhì)的合成是由DNA上的基因控制的，所以生物多樣性的根本原因就是DNA上基因的多樣性?，F(xiàn)存的每種生物都是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，因此，生物多樣性的原因就是生物所生存的多種多樣環(huán)境，對(duì)生物進(jìn)行不同方向的自然選擇而形成的。 （2）基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)是生物多樣性的三個(gè)層次，所以保護(hù)生物多樣性就是這三個(gè)層次上加以保護(hù)。無(wú)論哪個(gè)層次的保護(hù)，最有效的手段都是就地保護(hù)即建立自然保護(hù)區(qū)。但對(duì)那些繁殖能力很差的動(dòng)物，僅靠保護(hù)也很難使它們的數(shù)量增多，只有采取克隆、細(xì)胞培養(yǎng)等先進(jìn)技術(shù)手段，使其數(shù)量逐漸增多。 答案：（1）蛋白質(zhì)的多樣性　DNA上基因的多樣性　生物生存的不同環(huán)境，對(duì)生物進(jìn)行不同方向的自然選擇而形成的?。?）基因　物種　生態(tài)系統(tǒng)　就地保護(hù)即建立自然保護(hù)區(qū)　克隆、細(xì)胞培養(yǎng) ［例7］為了遏制魚(yú)類資源枯竭的趨勢(shì)，我國(guó)政府制定的休漁制度有何重要意義？ 分析：xx年我國(guó)在南海海域?qū)嵭蟹拘轁O制度的第一年，從6月1日起至7月31日24時(shí)為止，北緯12度以北的南海海域；禁止所有拖網(wǎng)、圍網(wǎng)及摻繒作業(yè)。爭(zhēng)取做到“船進(jìn)港，網(wǎng)封存，人上岸，證集中”。同時(shí)，漁業(yè)局宣布：從1999年7月1日零時(shí)到9月15日24時(shí)，北緯35度以北的黃海海域也將進(jìn)入伏季休漁。休漁不是休魚(yú)，恰恰相反，它能夠有效地禁止過(guò)度捕撈，使魚(yú)類得以生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖，促進(jìn)魚(yú)類資源的可持續(xù)發(fā)展。 答案：（略）