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2.5 生物多样性
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本节导航·目标清单
目标导航 方法指导
· 知道生态因素包括非生物因素和生物因素 · 理解食物链和食物网的概念及生物间的营养关系 · 了解生物对环境的适应方式和影响作用 · 认识生态系统和生物圈的概念及类型 · 理解保护生物多样性的意义和具体措施 · 从具体实例归纳生态因素的分类与作用 · 用食物链箭头方向分析物质和能量流动 · 联系实际理解生物与环境相互依赖的关系 · 通过数据对比分析生物多样性面临的威胁
教材精研·内容全解
考点01 生物与环境的相互关系
1. 环境与生态因素
任何一种生物的生活都离不开一定的环境。不同的生物生活在不同的环境中，如在内蒙古的草原上不会出现大象，在西双版纳的热带雨林中不会看到企鹅。环境中影响生物生活和分布的因素称为生态因素，可以分为非生物因素和生物因素两类。千差万别的自然环境中生活着形形色色、千姿百态的生物，生物与环境之间存在着密切的相互关系。
2. 非生物因素对生物的影响
非生物因素包括阳光、空气、水分、土壤、温度、湿度等。例如，水域、草地、森林中，由于水分的丰沛程度不同，各自生活着不同种类的生物；从山脚到山顶，由于海拔越高，温度越低，植物的种类也明显不同。秋冬季节气温降低，银杏树叶会变黄掉落，这是温度对生物的影响；近地面处没有阳光照射，导致西瓜该侧颜色发黄，这是光照对生物的影响。可以通过实验探究非生物因素对生物生活的影响，如设置遮光与见光对照装置，观察黄粉虫趋向阴暗环境的行为，从而探究光对黄粉虫生活的影响。
3. 生物因素对生物的影响
生物因素主要是指生物彼此之间的相互影响，包括同种生物间的种内关系和不同种生物间的种间关系。生物的种内关系和种间关系比较复杂，有的互助互利，有的则进行着各种形式的斗争，如捕食、竞争、寄生等。例如，翠鸟捕鱼属于捕食关系，雄狮争夺配偶属于种内斗争，同一蜂巢中的蜜蜂属于种内互助，鳄鱼与埃及鸻之间存在共生关系，菟丝子紧紧缠绕植物属于寄生关系。
考点02 食物链与食物网
1. 食物链
在生物间的相互关系中，最普遍、最主要的关系是食物关系，各种生物由于食物关系形成的联系称为食物链。食物链的起点是生产者（绿色植物），终点是最高级消费者。食物链中箭头指向捕食者，表示物质和能量流动的方向。例如，在水稻、鼠、猫头鹰构成的食物链中，最短的一条食物链是：水稻→鼠→猫头鹰。
含有蝗虫的食物网示意图
2. 食物网
由于一种生物常以多种生物作为食物，而一种生物也可以被多种生物作为食物，这样，某一区域中的各条食物链就会交织在一起，构成网状结构，称为食物网。在食物网中，一种生物的变化会影响多种生物的生存。例如，在一个含有水稻、鼠、蛇、猫头鹰、鸟、蝗虫、青蛙的食物网中，猫头鹰和蛇都捕食鼠，二者是竞争关系；猫头鹰又以蛇为食，二者又是捕食关系。所以猫头鹰和蛇之间同时存在捕食和竞争两种关系。
【知识扩展】 3. 食物链中的数量关系与能量流动
在生态系统中，能量沿着食物链流动且逐级递减。因此在一条食物链中，营养级别越高，相对数量越少；营养级别越低，相对数量越多。若某环节生物数量发生变化，会引起其他生物数量的连锁变化。例如，在食物链丙→甲→乙→丁中，若乙的数量增加，则甲的数量因被更多捕食而减少，丁的数量因食物增多而增加，丙的数量因甲减少而增加。这一规律可用于分析生态系统中生物数量的动态变化。
考点03 生物对环境的适应与影响
1. 生物对环境的适应
在生物因素和非生物因素的共同作用下，生物对环境形成了多种多样的适应。环境对生物的影响过程，也是生物适应环境的过程，从而使现存的各种生物，都具有与其生存环境相适应的形态结构和生存方式。有的表现在外表形态或色泽上，如用于伪装自己的拟态和保护色；有的表现在具有特殊的内部结构特点，如骆驼的身体具有强大的保水能力，猎豹发达的四肢适于陆上快速奔跑。
毛毛虫、变色龙和蜂兰的适应现象
【知识扩展】 2. 保护色、警戒色与拟态的区别
保护色是指生物的体色与环境色彩相似，如变色龙的体色、北极熊的白色毛皮，有利于避敌和捕食。警戒色是指生物具有鲜艳的色彩和斑纹，用来警告天敌自己有毒或不适口，如毛毛虫的鲜艳色彩和斑纹。拟态是指某些生物的外表形状或色泽斑与其他生物或非生物异常相似，如蜂兰模拟雌蜂的外形以吸引雄蜂传粉。三者的区别在于：保护色是“体色与环境色彩相似”，警戒色是“色彩鲜艳醒目”，拟态是“外表与其他生物或物体相似”。
【知识扩展】 3. 生物体型与环境的适应
生物对环境的适应还表现在体型特征上。同一个物种，在越冷的地方，个体体积越大，体形越接近球形，这有利于减少散热、保持体温。例如，北极熊比温带熊体型更大、体形更接近球形。此外，比较寒冷的地区动物躯体暴露部分（肢、尾、耳）更短小，这也是为了减少热量散失。要验证这一规律，可以在冷热不同的地区比较同一物种，并且尽量比较多种物种，使结果更具说服力。
北极熊与温带熊的体型比较 北极狼与北极狐 温带狼与温带狐狸
4. 生物对环境的影响
生物与环境是一个相互依赖、相互制约的整体，生物不仅能适应环境，也能影响环境。如柳杉吸收二氧化硫等有毒气体，净化空气；蚯蚓在土壤中钻来钻去，使土壤疏松，提高土壤的通气和吸水能力，其排泄物可以增加土壤肥力；胡杨能吸收土壤中的水分和大量盐分，并通过茎叶排出盐分，改良盐渍化土壤，堪称“拔盐改土”的土壤改良功臣。但生物对环境的影响也有有害的一面，如人类排放的工业废水、生活污水导致环境污染，对林木的过度砍伐导致土壤沙漠化。
考点04 生态系统与生物圈
1. 生态系统的概念
生物与环境之间存在着密切的联系。将生物与其生活的环境作为一个整体来研究是非常必要的。生物学家将一定区域中的所有生物及其生活环境中的非生物因素相互作用而形成的统一整体，叫作生态系统。一片池塘包括了池塘中的所有生物及其生活环境中的非生物因素，是一个完整的生态系统；而池塘里的鱼、池塘中的生物成分或非生物成分单独来看都不能称为生态系统。
2. 生物圈
地球上最大的生态系统是生物圈，它包括了地球上所有的生物及其生活环境中的非生物因素，其范围向上可达离地面约10千米的高空，向下可达距离海平面11千米左右的海底，或者距地面深达2至3千米的岩石层。生物圈是由地球上所有生物及其生存环境中的非生物因素构成的统一整体，不是仅由全部动物、植物和微生物组成。生物圈是所有生物共同的家园，保护生物圈就是保护人类自己。
3. 多样的生态系统
地球上不同地区的地形地貌、气候特征等的差异，造就了多样的生态系统，如森林生态系统、草原生态系统、湿地生态系统、荒漠生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统等。在不同的生态系统中，生物的种类和数量是不同的。森林生态系统比荒漠生态系统具有更多的生物种类和数量，动植物种类繁多，营养结构复杂，因此也是更复杂的生态系统。
考点05 保护生物多样性
1. 生物多样性的意义
自然界的生物之间存在着密切的关系。例如，蜜蜂在桃花上采蜜，它们在获得食物的同时，也为桃树传播了花粉。如果因为某种原因导致蜜蜂大量死亡，可能就会影响到桃树的坐果率。一种生物的任何变化都会影响到与它相关的其他生物，因此任何一种生物的存在都是有意义的。每一个物种都经历了上百万年甚至更长时间的演化，失去任何一个物种，都意味着失去了一部分生命发展的历史。生物多样性也是人类赖以生存的条件，是经济社会可持续发展的基础。
2. 生物多样性面临的威胁
在相对稳定的环境中，生物的种类和数量一般也较为稳定。而环境污染、乱砍滥伐、气候异常等都会影响生态环境的稳定性，从而影响生物多样性。随着人类对自然环境影响力的增强，一些生物赖以生存的环境遭到了人为破坏，从而加速了某些生物的灭绝。导致生物多样性面临威胁的主要原因包括：栖息地的破坏和丧失、偷猎和乱捕滥杀、环境污染、外来物种入侵等。从地质年代到近代，物种灭绝的速度不断加快。根据调查数据，栖息地丧失和偷猎是对鸟类和哺乳类生存危害最大的两个因素。外来物种入侵（如鳄雀鳝、福寿螺）会大量繁殖并捕食本土生物，破坏当地生态平衡，不能丰富本地生物种类的多样性。
危害哺乳类和鸟类生存的因素调查 威胁生物生存因素的数据直方图
3. 保护生物多样性的措施
保护生物的栖息环境，保护生态系统的多样性，是保护生物多样性的根本措施。具体措施包括：就地保护（建立自然保护区，如建立青海湖鸟岛国家级自然保护区保护斑头雁等鸟类）、迁地保护（如建立东北虎繁育中心保护东北虎）、法制管理（对捕杀藏羚羊者绳之以法）等。其中，建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施，迁地保护与就地保护互为补充。要科学合理地开发利用生物资源，做到开发利用的量小于再生的量，实现生物资源循环开发利用，而不是禁止一切开发利用。保护生物多样性是我们每个人应尽的责任，人类属于生物圈，但生物圈不只属于人类。
保护生物多样性的措施
避坑指南·易错辨析
【温馨提示】 1. 生态系统和生物圈的概念容易混淆。生态系统是一定区域中所有生物及其生活环境中的非生物因素相互作用形成的统一整体，而生物圈是地球上最大的生态系统，包括所有生物及其生存环境中的非生物因素，不是仅由动物、植物和微生物组成。 2. 保护色、警戒色和拟态容易混淆。保护色是体色与环境色彩相似（如变色龙）；警戒色是具有鲜艳色彩和斑纹用于警告天敌（如毛毛虫）；拟态是外表形状或色泽与其他生物或非生物相似（如蜂兰）。 3. “环境影响生物”和“生物适应环境”不是对立的。环境对生物的影响过程，也是生物适应环境的过程。环境能影响生物，生物也能适应并影响环境，二者是相互依赖、相互制约的关系。 4. 食物链的书写要注意：起点是生产者（绿色植物），不包括非生物因素和分解者；箭头指向捕食者，表示物质和能量流动的方向，不能反向书写。 5. 保护生物多样性不是禁止一切开发利用。要科学合理地开发利用生物资源，做到开发利用的量小于再生的量。全面禁止开发和利用自然资源是不现实、不切实际的做法。引进外来物种也可能破坏生物多样性，因为外来物种一般缺少天敌会大量繁殖。
实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 秋冬季节，校园里的银杏树叶会变黄掉落。影响银杏落叶的主要生态因素是（ ）
A. 土壤
B. 温度
C. 水分
D. 光照
答：__________
2. 毛毛虫、变色龙和蜂兰这三种生物的适应现象依次属于（ ）
A. 保护色、警戒色、拟态
B. 拟态、保护色、警戒色
C. 警戒色、拟态、保护色
D. 警戒色、保护色、拟态
答：__________
3. 下列属于生态系统的是（ ）
A. 一片池塘
B. 池塘里的鱼
C. 池塘中的生物成分
D. 池塘中的非生物成分
答：__________
4. 建立东北虎繁育中心保护东北虎，建立青海湖鸟岛国家级自然保护区保护斑头雁等鸟类，对捕杀藏羚羊者绳之以法。以上保护生物多样性的措施分别属于（ ）
A. 就地保护、迁地保护、法制管理
B. 迁地保护、就地保护、法制管理
C. 自然保护、就地保护、法制管理
D. 就地保护、自然保护、法制管理
答：__________
5. 下列做法有利于保护生物多样性的是（ ）
①建立自然保护区 ②大力开发自然保护区旅游资源 ③引进世界各地不同的物种 ④迁地保护 ⑤全面禁止开发和利用自然资源 ⑥保护生态系统的多样性
A. ①②③④⑤⑥
B. ①④⑥
C. ①②④⑥
D. ①②⑥
答：__________
巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 举例说明生物既能适应环境，又能影响环境。
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2. 导致生物多样性面临威胁的主要原因有哪些？我们可以采取哪些措施来保护生物多样性？
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3. 为什么说保护生物的栖息环境、保护生态系统的多样性是保护生物多样性的根本措施？
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参考答案
1. B 解析：秋冬季节气温降低，银杏树叶掉落是对寒冷环境的适应。影响银杏落叶的主要生态因素是温度，B正确。
2. D 解析：毛毛虫具有鲜艳的色彩和斑纹，属于警戒色；变色龙具有与环境色彩相似的体色，属于保护色；蜂兰与其他生物相似的状态属于拟态，D正确。
3. A 解析：一片池塘包括了池塘中的所有生物及其生活环境中的非生物因素，是一个完整的生态系统，A正确。池塘里的鱼、池塘中的生物成分或非生物成分单独来看都不能称为生态系统。
4. B 解析：建立东北虎繁育中心将东北虎移到原栖息地以外进行保护，属于迁地保护；建立青海湖鸟岛国家级自然保护区在原栖息地保护斑头雁等鸟类，属于就地保护；将捕杀藏羚羊的偷猎者绳之以法属于法制管理，B正确。
5. B 解析：建立自然保护区是保护生物多样性最有效的措施，①正确；大力开发自然保护区旅游资源会破坏栖息环境，②错误；引进外来物种可能因缺少天敌而大量繁殖，破坏生物多样性，③错误；迁地保护与就地保护互为补充，④正确；全面禁止开发利用不现实，⑤错误；保护生态系统多样性是根本措施，⑥正确。故选B。
简答题参考答案：
1. 答：生物适应环境的例子：骆驼的身体具有强大的保水能力，适于沙漠干旱环境；猎豹发达的四肢适于陆上快速奔跑。生物影响环境的例子：柳杉吸收二氧化硫等有毒气体净化空气；蚯蚓疏松土壤、增加土壤肥力；胡杨吸收盐分并排出，改良盐渍化土壤。
2. 答：主要原因包括栖息地的破坏和丧失、偷猎和乱捕滥杀、环境污染、外来物种入侵等。保护措施包括：就地保护（建立自然保护区）、迁地保护（建立繁育中心等）、法制管理（依法惩处偷猎行为），以及科学合理地开发利用生物资源。保护生物的栖息环境和生态系统的多样性是根本措施。
3. 答：因为每一种生物都生活在一定的生态系统中，与其生存环境密切相关。如果栖息环境遭到破坏，生物就失去了生存的基础，生物多样性也就无法维持。因此，保护栖息环境和生态系统多样性是保护生物多样性的根本措施。

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