生物的多樣性

生物多樣性簡介

一、教學目標：

①知識目標：1.描述生物多樣性的概念2.識別生物多樣性的三個層次3.說出生物多樣性三

個層次之間的關系

②能力目標：通過探究活動“遺傳多樣性分析”，培養學生根據信息資料作出合理判斷的科學

探究能力

③情感目標：認識到生物多樣性對人類的重要性，形成保護生物多樣性的意識增強環保意識，

增強使命感和責任感。

二、重點難點：

①重點：1.識別生物多樣性的三個層次,說出生物多樣性三個層次之間的關系2.遺傳多樣性

②難點：遺傳多樣性

三、教學過程：

1】導入新課：（3分鐘）

師：同學們大家好，我姓邢，今天這節課由我來為大家講授。好，下面我們正式開始上課。

生物是門非常有魅力的學科，今天我們就盡情的來領略生物的魅力。

【放幻燈片--大花草和紡錘樹】

這是蘇門答臘島的大花草，一種肉質寄生草本植物。一生只開一朵特大的花，花朵的直徑最

大可達1.4米，質量最重可達11公斤，是世界上最大的花?；ǘ漕伾宀拾邤?。這種植物

不僅花朵巨大，還有個奇特的地方就是它無莖無葉無根。它會散發具有刺激性的腐臭氣味，

可以吸引專吃腐爛物的昆蟲來傳遞花粉。

這是南美巴西的紡錘樹，樹干兩頭尖，中間膨大，最粗的地方直徑可達5米，里面貯水約有

2噸，差不多可供20人飲用一年。紡錘樹的形狀是對干旱環境的適應造成的：雨季時，它

吸收大量水分，貯存起來，到干季時就利用這些水分來供應自己的消耗。紡錘樹可以為荒漠

上的旅行者提供水源。人們只要在樹上挖個小孔，清新解渴的“飲料”便可源源不斷地流出來，

解決人們在茫茫沙海中缺水之急。

剛才介紹的僅僅只是萬千生物中的兩種，自然界神秘而偉大，生物多種多樣，這節課我們就

來學習----生物多樣性?！景鍟?/p>

2】中心授課

師：在學習這節課的主要內容之前，我們先來了解幾個概念，這幾個概念有助于同學們理解

本節課的內容。

我們初中就已經學過什么是物種，那么我來問一下，池塘里所有的魚是不是一個物種？

生：不是。

師：很好。魚這個概念太籠統，魚有很多種：像青魚草魚鰱魚鳙魚等等，魚和魚是不一樣的。

關鍵是不同種的魚繁殖期不同，它們無法自由交配。下面我再問一個問題：馬和驢是不是一

個物種?

生：不是。

師：為什么呢？馬和驢不是可以交配么？它們可以產生后代—騾子?。?/p>

生：騾子不可育。

師：非常好。馬和驢雖然能夠交配，但是它們生出的騾子沒有生育能力，我們只聽說過馬和

驢能生騾子，沒聽說過騾子生騾子吧。

通過剛才兩個例子，我們可以總結出物種的定義了：所謂物種，就是指分布在一定自然區域，

具有一定的形態結構和生理功能，在自然狀態下能夠相互交配并產生可育后代的一群生物。

我來問個問題，看看大家有沒有理解這個概念：二倍體小麥和四倍體小麥是不是一個物種

啊？為什么？

生：不是。二倍體小麥和四倍體小麥雜交后得到的三倍體小麥不可育。

師：很好。

我們再來看一下種群的概念：種群是指生活在同一地域的同種生物的所有成員。不管這個地

域是大是小，凡是在同一區域生活的同種生物，都叫一個種群。比方說濟南市所有的灰喜鵲，

就是一個種群，再比方說，日本的所有灰喜鵲也是一個種群，但是濟南市和灰喜鵲和日本的

灰喜鵲就是兩個種群了。

群落呢，是指生活在一定的自然區域內,相互之間具有直接或間接關系的各種生物種群的總

和，比方說一片森林里的所有生物就是一個群落，再比方說生物圈中所有的生物也可以叫一

個群落。

這幾個概念很重要，我們用幾個字做一下總結：【板書】物種概括為八個字：相互交配，產

生可育后代。種群是同一地域同種生物。

物種比種群的范圍要大，物種可以是不同地域，但是種群必須是同一區域。

群落更簡單，用四個字來概括是所有生物。它的范圍也比種群大，是同一區域的所有種群。

在了解了這幾個概念之后，我們來正式學習本節課的內容。

先來看一下生物多樣性的概念：生物多樣性包括地球上所有植物、動物、微生物和它們所擁

有的全部基因以及由這些生物和環境構成的各種各樣的生態系統。

從定義上我們就可以看出，生物多樣性被分為了三個層次：從微觀到宏觀，依次是遺傳多樣

性、物種多樣性和生態系統多樣性。

一、遺傳多樣性（10分鐘）

師：我們看一下生物多樣性的第一個方面，遺傳多樣性。

在講述知識要點之前，我們先說一段歷史故事：1941年9月，德國法西斯切斷了列寧格勒

與外界的聯系，企圖以饑餓征服這座城市，在德國人圍城的九百天里，全俄瓦維洛夫植物生

理研究所有四個科學家被餓死，但沒有一個人去動他們所采集的各種各樣的種子，這是為什

么?同學們可以帶著問題聽講，最后我們再回答這個問題。

我們看一下遺傳多樣性。遺傳多樣性主要指物種內不同種群和個體間的遺傳變異總和，也稱

為基因多樣性?！炯吹厍蛏仙飩€體所包含的遺傳信息總和】

遺傳多樣性又包括三個層次：分子、細胞和個體水平的多樣性。

1.分子水平多樣性

師：分子水平的多樣性分為DNA的多樣性和蛋白質的多樣性。

必修一我們學習了蛋白質，已經知道了蛋白質的基本單位是氨基酸，氨基酸有20種。

那么，蛋白質的多樣性是由什么決定的呢？

生：氨基酸的種類數目排列順序和蛋白質的空間結構。復習了蛋白質的多樣性，我們再來看

一下DNA的多樣性。

DNA是由脫氧核糖核苷酸構成。脫氧核糖核苷酸由磷酸、脫氧核糖還有堿基構成。堿基有

四種：AGCT。DNA的多樣性就是由不同的脫氧核苷酸的排列順序決定的。

DNA上有許多基因，基因能夠指導蛋白質的合成。而蛋白質的功能我們是學過的，它是一

切生命的物質基礎。所以，不同個體的基因不同，因而蛋白質也不相同。也就是說，DNA

分子的多樣性決定了蛋白質分子的多樣性?；虻牟煌瑳Q定著蒼生萬物的不同。

書上的探究活動分析了翅果油樹的遺傳多樣性。同學們看一下書上的探究活動，思考以下兩

個問題：Ⅰ種群內個體的差異大還是種群間個體的差異大？Ⅱ個體間DNA的差異大還是

蛋白質的差異大？【副板書畫圖】注意，

生：種群間的個體差異大，個體間的DNA差異大。

師：很好。請坐。同學們看一下我在黑板上畫的簡圖

通過這個探究活動，我們能夠得出以下結論：在個體間DNA的差異比蛋白質大；種群間的

個體差異比種群內的個體差異大，種群間的遺傳分化程度比較高。

2.細胞水平的多樣性

師：遺傳多樣性的第二個層次是細胞水平多樣性。細胞水平的多樣性主要指染色體的多樣性。

講到這里，同學們或許會有疑問：同一種生物的染色體怎么會多種多樣呢？其實，一般來說，

染色體的形態數目和行為都是相對穩定的。但是種內染色體的多樣性也是存在的。

大家來看這幅圖片，這某個人的染色體圖，很明顯的，我們可以看出他的第21號染色體異

于常人，比一般人多了一條。這種人是患有21三體綜合征的，雖然多一條染色體對于人來

說是不利的，但是這的確體現了染色體的多樣性。

再如，中華地鱉，它是一種重要的藥用昆蟲，它的的染色體數目有23、24、25和33、34、

35等類型；草甸碎米薺的染色體數目最少有16條，最多有96條，共有54種類型。【中華

地鱉和草甸碎米薺的圖片】

3.個體水平多樣性

師：遺傳多樣性的第三個層次是個體水平多樣性。個體水平的多樣性是指表現型的多樣性。

大家看一下這些狗的圖片，同樣是狗，在分類學上都屬于狼種家犬亞種，但是它們的表現型

千差萬別。這就反映了個體水平的多樣性。【ppt狗圖片】再比如說，人和人也是有很大差異

的，即使是雙胞胎也是有差異的。我們亞洲人是黑發與外國人有金發褐發、有的人是高鼻梁，

有的人是塌鼻梁、單眼皮與雙眼皮等等，這些都反映了個體水平的多樣性。

我們之前學了，表現型是由什么決定的？

生：基因型。

師：對。所以，表現型的多樣性反映的就是基因型的多樣性。

那么基因多樣性對我們有什么意義呢？我們再講另一個故事：棉鈴蟲是一種棉花害蟲，多少

年來都靠殺蟲劑防治，結果棉鈴蟲產生了抗藥性，蟲害更加厲害。蘇云金芽孢桿菌是一種肉

眼看不見的微生物，科學家從他身上找到了抗棉鈴蟲的基因，培育出了抗蟲棉。

利用大自然多種多樣的基因培育對人類更有價值的物種將會給人們帶來很大的利益?，F在我

們應該明白了，全俄瓦維洛夫植物生理研究所的科學家們為什么寧肯餓死也不動種子庫里一

粒種子的原因了吧?！久藁ǖ膱D片和蘇云金芽孢桿菌的圖片】

二、物種多樣性（10分鐘）

師：生物多樣性第二個方面是物種多樣性。

物種多樣性是物種與物種間差異的多樣性，是用一個區域的物種種類的豐富程度和分布特征

來衡量的。

物種的豐富度就是指物種數目的多少。像我們學校，物種的數目就比較少，主要是人，再就

有幾種植物一類的，物種豐富程度比較低，相對的，千佛山的物種數目就比較多，有各種植

物動物，物種豐富程度就高。所以相對于千佛山，我們學校的物種多樣性就低。

物種多樣性是生物多樣性最直觀、最基本的表現?！景鍟?/p>

通常一個物種的種群越大，它的遺傳多樣性就越大。但是，種群過大會導致其他物種衰退，

從而導致物種多樣性的減少。這就是生物入侵。

08年是咱們國人驕傲的一年，因為奧運會在中國舉辦。作為山東人，我們也是極其自豪的，

因為奧帆賽比賽場地就設在青島。但是在正式比賽之前，發生了令人意想不到措手不及的事：

大片大片的滸苔涌入了青島的海域，政府不得不出動大量的人力，物力來清除這些入侵的滸

苔。滸苔的大批涌入造成了生態環境的破壞，其他物種無法正常生存，從而導致其他物種的

衰退，物種多樣性的減少。

下面呢，老師想給大家講點植物分類學的知識，講一下咱們校園里常見植物物種的區分：現

在我們校園怒放的黃色花兒，大家知道是什么嗎？

生：迎春、連翹。

師：很好，把我們校園點綴的生機勃勃的黃色小花，一部分是迎春，還有一種是連翹。這兩

個物種都是木犀科的，迎春是木犀科茉莉屬，連翹是木犀科連翹屬，那么這兩個物種有什么

區別呢？我們一起來看一下，只說最容易區分的：最容易區分的是它們的花瓣1）迎春花有

六個花瓣，連翹則只有四個花瓣；2）迎春植株外形呈灌木叢狀，較矮小，枝條呈拱形、易

下垂；連翹外形呈灌木或類喬木狀，較高大，枝條不易下垂；3）迎春的小枝為綠

色，連翹的小枝顏色較深，一般為淺褐色。【迎春連翹的圖片】咱們校園里還有其他種的植

物，感興趣的同學可以下課找我探討一下。

師：講完了物種多樣性的定義，我們再來了解下我國的物種多樣性情況：我國的物種豐富，

是世界上物種多樣性最豐富的國家之一，許多特有而古老的物種都能在我國找到。比方說，

有植物界大熊貓之稱的銀杉，被稱為植物界活化石的水杉，國家一級保護動物白鰭豚、揚子

鱷等等?！俱y杉水杉白鰭豚揚子鱷的圖片】

那么，我國有世界上最多的野生生物物種，是不是說明我國的野生生物資源十分豐富，就像

人們常說的“地大物博”呢？不！我國物種的多樣性已面臨嚴重的威脅！

我國已經滅絕的野生動物有中國犀牛、普氏野馬、高鼻羚羊和新疆虎等。我國特有的海南黑

冠長臂猿只有50-200只，大熊貓只有約1000只，而被子植物中大約有15﹪-20﹪處于瀕危

或受到威脅。【中國犀牛、普氏野馬、高鼻羚羊和新疆虎、海南黑冠長臂猿、大熊貓的圖片】

我們一起來看一個視頻【放視頻】

中國科學院動物研究所專家認為，從自然保護生物學的角度來說，自工業革命開始，地球就

已經進入了第六次物種大滅絕時期。在世界范圍內，生物物種正以前所未有的速度消失。據

統計，全世界每天有75個物種滅絕，每小時有3個物種滅絕。當一個個生物像多米諾骨牌

似的倒下，自稱萬物之尊的人又怎么能獨善其身？

講到這里，我想問一下同學們，大家應該為保護我國的物種多樣性做點什么？哪位同學說一

下？

生：向周圍人宣傳物種多樣性的意義。

師：很好，請坐。為了保護物種多樣性，我們可以做的有很多，像這個視頻，就是傳媒大學

的學生為世界自然基金會—WWF所原創的。上網的時候我們可以向朋友分享這些公益廣

告，喚醒人們的麻木意識，平時聊天的時候，別總說NBA球星啊，偶像明星啊什么的，可

以向周圍的朋友聊一下被我們遺忘的動物們，喚起人們的對動物的愛心，不穿皮草的衣服等

等。另外，WWFChina也正在網上招募志愿者，大家也可以去申請，為保護物種多樣性獻

一份力。

三、生態系統多樣（5分鐘）

師：我們初中已經學過生態系統的組成，一起告訴我是什么

生：是由生物和無機環境構成的。

師：很好，我們看一下書上對生態系統多樣性的定義。生態系統多樣性概念是指生物圈內生

境、生物群落和生態過程的多樣化，以及生態系統內生境差異和生態過程的多樣性。

生境就是無機環境，群落是指生活在一定的自然區域內的各種生物種群的總和，生物群落的

多樣化是指生物群落的組成、結構和動態方面具有多樣性---（解釋概念）

我國的自然條件復雜，因而生態系統多樣，如森林，草原，荒漠，沼澤，湖泊，江河，海洋

等各式各樣的生態系統?！旧鷳B系統的圖片】

現如今，我國生態系統也面臨著嚴重的威脅。老師希望大家能夠多關注環保，做個環保達人。

四、景觀多樣性（2分鐘）

另外，現在科學家認為生物多樣性還有第四層次，即景觀多樣性?！舅侵覆煌愋偷木坝^

要素或者生態系統構成的景觀，在空間、功能機制和時間動態方面的多樣性?！?/p>

比方說農業景觀、森林景觀、草地景觀、河流景觀、湖泊景觀、荒漠景觀、城市景觀、果園

景觀和公園景觀等?！揪坝^圖片】

景觀多樣性強調的是人與自然的相互作用。

五、三者關系，總結課程（5分鐘）

最后我們來回顧一下，這節課我們主要學習了生物多樣性的三個層次：{{遺傳多樣性、物種

多樣性和生態系統多樣性}}其中，遺傳多樣性又包括{{分子細胞個體三個水平}}

很好，那么，這三者之間的有什么關系呢？我們可以用一個結構圖來表示一下：講遺傳多樣

性的時候我說基因控制蛋白質的合成，基因的不同決定著蒼生萬物的不同。所以說基因多樣

性是生物多樣性的根本，基因多樣性導致了物種多樣性，物種多樣性是生物多樣性最基本最

直觀的表現，而物種多樣性和多種多樣的生境又構成了生態系統的多樣性。

【結構圖】

3】習題處理

人們常說：刀越磨越快，腦子越用越靈活，學完今天的知識，我們趕緊做幾道題來鞏固一下：

下列關于生物多樣性的說法，不正確的是（D）

A、地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態系統，

共同構成了生物多樣性。

B、生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性。

C、物種多樣性是生物多樣性最直觀、最基本的表現。

D、保護生物多樣性就是在物種及生態系統兩個層次上采取保護戰略和保護措施。

下列屬于同一物種的是：（B）

A．生活在同一片森林中所有食草動物

B．生活在某一地區的白種人．黃種人和黑種人

C．種植在同一塊地里的二倍體水稻和四倍體水稻

D．培養在同一培養皿中大和小的兩種草履蟲

今天這節課我們學習了生物多樣性的表現，下節課我們一起來學習生物多樣性的形成，下課！