1、国际生物多样性日,5月22日,第10章 生物多样性,第1节 生物多样性及其价值,地球上所有的生命体及其与环境构成的生态综合体,包括三个层次：,物种多样性（物种水平）,生态系统多样性（生态系统水平）,遗传多样性（分子水平）,生物多样性,一、遗传多样性,1、遗传多样性现象,P70、71： 图10-1、图10-2,遗传多样性是指物种内基因和基因型的多样性，包括种内显著不同的种群间和同一种群内的遗传变异，亦称为基因多样性。,玫瑰的不一样花色,猫姐妹长的不一样,自然界中同一物种内个体间性状差异的现象普遍存在，个体间的性状差异说明了它们之间存在着基因变化。,2、遗传多样性的实质,遗传多样性发生在分子水平，
2、是生物体遗传物质的改变。,（物种生存、发展和进化的基础 ）,基因突变、基因重组、染色体畸变,形成新的基因、基因型和表现型，丰富了生物的遗传多样性。,聚合酶链反应（Polymerase chain reaction，简称PCR）用于各种群中扩增出的某DNA片段相似性比较,应用PCR技术，能使核酸在短时间内迅速扩增而被检出，从而获得足够多的目标序列用于基因突变的检测和人类遗传病的研究，这种方法以后被广泛地应用于基因扩增、基因检测、遗传分析和传染性疾病病原体的诊断等面。,遗传多样性在分子水平上的检测：,最可靠的方法：测定不同亚种、不同种群的基因组全序列,中华绒螯蟹三系种群PCR扩增出的 某DNA片段
3、的相似性,3、遗传多样性的意义,首先，遗传多样性能有效地增大种群基因库，有利于物种适应环境变化而长期生存。,基因库越大，即遗传多样性越丰富， 野生种群越少，种群基因越少，遗传的多样性越贫乏，越难以生存。,其次，遗传多样性还能为物种提供进化的材料，有利于生物进化和发展，也有利于生物多样性的发展。,二、物种多样性及其测量,1、物种多样性,是指地球上动物、植物和微生物等生物物种的多样化，包括某一特定区域内物种的丰富度以及物种分布均匀度。,物种多样性是衡量一定区域中生物资源丰富程度的指标。,地球上生物的种类约有1300 -1400万种。已知的有175 - 200万种。,生物多样性测量常用方法：对某分布
4、区域生物种群密度的调查。,2、物种多样性测量,最小密度值：种群用以繁殖、弥补死亡个体的最小密度,思考：如果种群数量小于最小密度值，情况将怎样？,濒危物种,（繁殖机会少,近亲繁殖后代生命力不强等原因而易灭绝）,动物多样性调查方法：,样方法,植物多样性调查方法：,标记重捕法,实验10.1 模拟种群数量估计 (P74),思考：实验步骤2、3为什么要重复三次后取平均值？,方法： 材料选择： 要求： 实验步骤：,标记重捕法,棋子，纸牌等,模型数量不能太少，每次捕获要随机取样。,(P74),标记重捕法是从概率上推算种群数量的大小，重复步骤2和3是为了使估计的数值更接近实际,1、选择样方：,4、比较和分析,
5、实验10.2 植物物种多样性的调查,思考：,2、记录统计：,3、物种多样性辛普森指数计算,样方中各生物个体数量的均匀程度对辛普森指数值有何影响？,样方法,0.25m2-10m2,P76：表10-6,辛普森指数越大，表示物种多样性程度越高。,三、生态系统多样性,生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。如对植物生长直接有关的环境因子有阳光、温度、氧气、水分、二氧化碳、矿物质等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基础。生物群落的多样性主要是指群落的组成、结构和动态（包括演替）方面的多样化。 生物群落的多样性可以反映生态系统类型的多样化,中国主要陆地生态系统类型,北极苔原
6、生态系统,生态系统的多样性,北极苔原生态系统 森林生态系统 高山草甸生态系统 海洋生态系统 湿地生态系统 荒漠生态系统 草原生态系统,森林生态系统,高山草甸,海洋生态系统,湿地生态系统,荒漠生态系统,草原生态系统,生态系统的多样性,北极苔原生态系统 森林生态系统 高山草甸生态系统 海洋生态系统 湿地生态系统 荒漠生态系统,四、生物多样性的价值,1. 经济价值,直接使用价值,提供食物来源,神奇的山水配以绚丽的生物，给人以美的感受美的价值,全世界估计万余种陆生植物，而迄今为止仅有150余种被人类大面积种植作为食品。世界上90%的食物来源于20个种。目前人类所需的粮食75%是来自小麦、水稻、玉米、马
7、铃薯、大麦、甘薯和木薯7种农作物。前三种又占总产量的70%以上。,作物、家畜品种的改良，需要抗性强的野生种或野生亲缘种与它们杂交，以提高它们抗病及抗逆境的能力。生物多样性为新型食物的开发提供了基础。,间接使用价值,这是广泛分布于广东各地山林中的三叉苦，过去一直被人们砍来作柴烧，使用价值很低。80年代科学家以它为主要原料生产出三九胃泰及999感冒灵等药品，使得三叉苦的身价一下子上升了几百倍。,世界上各国、各民族都有源于物种的传统药物，如日本的和汉药、朝鲜的东药、印度的阿育吠陀药、中国的中药、藏药、蒙药等。中国有记载的药用植物已有5000种，常用的约有1000种，相当多的动物已经作为主要的药物，如
8、水蛭素是珍贵的凝剂，蜂毒治疗关节炎，某些蛇毒能控制高血压，斑蝥素可以治疗某些癌症。,为人类健康的贡献,世界卫生组织统计表明：发展中国家80%的人口依靠天然药物进行治疗；发达国家有40%的药物来源于自然资源，或依靠从大自然发现的化合物进行化学合成。在全世界25万种显花植物中，科学家仅对具有潜在药物学属性的5000种进行过分析，还有数量庞大的物种潜在的医疗价值仍属未知。,栽培大型真菌；应用茯苓、猴头、灵芝、冬虫夏草等入药；抗生素已使天花消灭，霍乱、骨髓灰质炎等疾病得到控制。微生物用来大规模生产酶制剂、有机溶剂、酒及酒精、氨基酸、维生素、菌肥等等。,木材、纤维、橡胶、皮毛、皮革、香料、造纸原料、天然
9、淀粉、油脂等等。煤、原油、天然气也都是由森林储藏了几百万年前的太阳能。,化工厂,提供工业原料,工人在利用玫瑰花提取香料,谁能在若干年前就想到中药天花粉的蛋白质不仅能治愈绒毛膜皮癌，还是治疗艾滋病的良药？人类未来还会面临各种各样意想不到的挑战，那些现在看来毫无用处、微不足道的生物，也许将来某一天却能帮助人类免除饥荒，祛除疾病而继续生存下去。,基因资源,潜在使用价值,未知生物的价值 已知生物的未知价值,2. 生态学价值,P79-80,涵养水源,保持土壤,调节气候,对污染物的吸收和处理,微生物处理污水,能量固定维持生态系统中的元素循环维持进化过程调节气候和水土保持吸收和分解污染物质对科学技术发展的贡
10、献生物多样性与人类精神生活的关系,杏李杂交种,3. 科学研究价值,古树化石,4、美学价值,通过对生物多样性价值的挖掘，大家都知道保护生物多样性的必要，那么，我们如何来保护生物的多样性？保护应该从哪几个层次来进行呢？,END,生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物种群的集合体叫群落。物种多样性是群落和生态系统结构稳定的基础。,群落特征：水平方向上的分区现象；垂直方向上的分层现象。,有利于群落中生物对自然资源的充分利用,全球主要类群的物种数目,我国物种的多样性,我国是全球12个“巨大多样性国家”之一。中国是地球上种子植物区系起源中心之一，承袭了北方第三纪、古地中海古南大陆的区
11、系成分；动物则汇合了古北界和东洋界的大部分种类。中国的种子植物有30000余种，仅次于世界种子植物最丰富的巴西和哥伦比亚，居世界第3位，其中裸子植物250种，是世界上裸子植物最多的国家。中国有脊椎动物6300余种，从已记录的生物物种数看，其中哺乳类为世界第5位，鸟类1244种，占世界总数的13.7 ，为世界第10位。 中国有鱼类3862种，占世界总数的20.0，都居世界前列。,生态系统的概念,生态系统就是在一定的空间和时间内，生物群落与无机环境之间，通过不断的能量流动和物质循环而相互作用、相互依存的动态平衡体系。,阳光、水、氧气等无生命的物质和能量,生产者,消费者,分解者,生态系统的结构组成,
12、以“池塘生态系统组成”为例,主要指绿色植物,主要指微生物 腐生动物,主要指各种动物,各种生物之间由取食或被食关系而形成的联系，称为食物链。,食物链,营养级,共有几条食物链？鹰加入了几条食物链？,食物链上的每一个环节,3、遗传多样性的意义,遗传多样性有效地增大了种群的基因库，有利于物种适应环境而长期生存。在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；适应环境的基因其频率会升高。基因库越大，即遗传多样性越丰富，越有利于物种进化、发展，从而促进物种多样性和整个生物界多样性的发展。,三、生态系统多样性,生态系统多样性是指生物圈内生境、生物群落和生态系统的多样化 以及 生态系统内在生境差异、生态过程变化的惊人的多样性。,生境主要是指无机环境，如地貌、气候、土壤、水文等。如对植物生长直接有关的环境因子有阳光、温度、氧气、水分、二氧化碳、矿物质等。生境的多样性是生物群落多样性甚至是整个生物多样性形成的基本条件。生物群落的多样性主要是指群落的组成、结构和动态（包括演替）方面的多样化。,