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2.5 生物的多样性
本节导航·目标清单 教材精研·内容全解 避坑指南·易错辨析实战演练·随堂检测 巩固拓展·课后提升
01 本节导航·目标清单
目标导航
1. 知道生物与环境相互依赖、相互影响的科学观念，并能举例说出生物与环境之间的关系。
2. 了解生物与生物之间通过食物关系形成食物链和食物网，了解生态系统的基本类型及生物圈的范围。
3. 了解保护生物多样性的意义和措施，树立保护生物多样性的科学态度。
方法指导
知识推进链：先认识“生物与环境”的相互关系（生态因素→生物因素→食物链和食物网→生物适应环境→生物影响环境）；再从“生物种类极其繁多”过渡到“生物多样性”，理解生态系统与生物圈；最后落脚到“保护生物多样性”的意义与措施。
核心思路：生物与环境是一个相互依赖、相互制约的整体。分析任何生命现象，都要从“环境影响生物、生物适应环境、生物也影响环境”三个维度去把握；保护生物多样性，关键在于保护生物的栖息环境和生态系统的多样性。
02 教材精研·内容全解
考点01 生物与环境的相互关系
1. 生物与环境的关系
从冰封的北极雪原到炎热的赤道丛林，从喜马拉雅之巅到太平洋洋底，都能找到生物的踪迹。不同的生物生活在不同的环境中。千差万别的自然环境中生活着形形色色、千姿百态的生物，任何一种生物的生活都离不开一定的环境。
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。
图2.5-1 北极熊 图2.5-2 仙人球
（1）非生物因素
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。所有生物的生活都会受到非生物因素的影响。
思考与讨论（教材第81页）参考答案：1.影响兔子生活的环境因素有草、羚羊、阳光、水分、空气、温度等，可以分为非生物因素（阳光、水分、空气、温度等）和生物因素（草、羚羊等）；2.对所有生物的生活都有影响的因素有阳光、水分、空气、温度等。
图2.5-3 影响兔子的环境因素
（2）生物因素
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。
思考与讨论（教材第81页）：说说图2.5-5中这些生物间存在着什么样的关系。参考答案：翠鸟与鱼之间存在捕食关系，争夺配偶的雄狮之间存在种内斗争关系，菟丝子与被缠绕的植物之间存在寄生关系，同一蜂巢中的蜜蜂之间存在种内互助关系，鳄鱼与埃及鸻之间存在互助互利关系。
图2.5-4 山区环境 图2.5-5 生物间的关系
2. 食物链和食物网
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（food chain）。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（food web）。
提示：食物链的起始环节一般是生产者（植物），箭头指向捕食者，表示物质和能量的流动方向。
图2.5-6 食物网
3. 生物对环境的适应
环境对生物的影响过程，也是生物适应环境的过程，从而使现存的各类生物，都具有与其生存环境相适应的形态结构和生存方式。
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。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。
图2.5-7 生物对环境的适应
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：①柳杉吸收二氧化硫等有毒气体，净化空气；②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；③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；等等。
思考与讨论（教材第83页）参考答案：1.导致土地沙漠化的原因包括气候变化、人类活动和不合理的水资源利用等；可采取植树造林、草原恢复、加强水资源管理、限制放牧、建设防风林等措施减缓或阻止。2.生物对环境的影响既有有利的一面（如蚯蚓改良土壤、森林净化空气），也有有害的一面（如蝗虫啃食庄稼、蚊蝇传播疾病）。
图2.5-8 土地沙漠化
考点02 生物多样性
1. 地球上的生物种类极其繁多
同种生物由于某种原因生活在不同环境中时，会逐渐形成适应各自环境的形态结构特点和生活方式，并最终演化成不同的物种。生活在同一环境中的不同生物，也有各自不同的适应方式。由于自然界中生物生存环境的多样性、生物与环境相互关系的多样性，地球上的生物种类极其繁多。
2. 生态系统
生物与环境之间存在着密切的联系。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（ecosystem）。地球上最大的生态系统是生物圈（biosphere），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 km的高空，向下可达距离海平面11 km左右的海底，或者距地面深达2～3 km的岩石层。
判断要点：一个生态系统必须同时包含“生物部分”和“非生物环境”二者，缺一不可。
图2.5-9 不同种类的生物
3. 生态系统的类型
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，因此也是更复杂的生态系统。
思考与讨论（教材第85页）参考答案：1.图2.5-10所示各生态系统（按从左到右、从上到下顺序）分别属于草原、森林、荒漠、湖泊、海洋、冻原生态系统，判断依据是相关生态系统中生活的动、植物种类。2.不同生态系统中生物物种多样性的丰富程度不相同，如森林生态系统中动、植物种类繁多，荒漠生态系统中动、植物种类十分稀少，主要是一些耐干旱的生物。
图2.5-10 各种生态系统
考点03 保护生物多样性
1. 任何一种生物的存在都是有意义的
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。
2. 保护生物多样性的根本措施
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。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。
3. 保护生物多样性是每个人应尽的责任
每一个物种都经历了上百万年，甚至更长时间的演化，每一个物种都是一本书，讲述着关于过去的独特故事。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，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。
图2.5-11 北京南海子麋鹿苑中动物灭绝年代顺序的石碑
科学·技术·社会·环境：文明的代价——DDT公案
1874年，奥地利科学家蔡德勒首次合成二氯二苯基三氯乙烷（DDT）。1939年，瑞士科学家穆勒发现DDT具有神奇的杀虫功效，并因此获得1948年诺贝尔生理学或医学奖。DDT功能强大、价格低廉、药效持久，在杀虫剂中可谓一枝独秀，其使用大大提高了粮食产量；自使用DDT灭蚊后，疟疾感染人数直线下降。
然而，人类无节制地滥用DDT，造成了对环境的长期危害。1962年，美国生物学家卡森在《寂静的春天》中揭露了DDT等杀虫剂对野生动物特别是鸟类的危害，之后许多国家开始禁止使用DDT；2001年，152个国家签署了《斯德哥尔摩协议》。但禁止使用后，已被遏制的疟疾卷土重来，1999年300多位抗疟疾专家联名呼吁继续使用DDT。我们需要秉持科学求实的精神、以人为本的理念，运用批判性思维，权衡利弊，合理运用科技成果。
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 易错点1：生态因素≠非生物因素。生态因素包括非生物因素（阳光、空气、水分、土壤、温度、湿度等）和生物因素（影响该生物的其他生物）两类，不要遗漏生物因素。 2. 易错点2：生物间的关系≠只有斗争。种内关系、种间关系有的互助互利（如种内互助、互惠），有的进行斗争（如捕食、竞争、寄生），要具体问题具体分析。 3. 易错点3：生态系统必须同时包括生物部分和非生物环境，二者缺一不可（如“一片森林中的所有植物”“一片草原上的所有生物”都不属于生态系统）。地球上最大的生态系统是生物圈。 4. 易错点4：保护生物多样性≠禁止开发利用。保护生物的栖息环境、保护生态系统的多样性才是根本措施；建立自然保护区是有效措施之一，但不是唯一措施，也不等于完全不利用。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 生物的生存离不开环境，在各种因素的作用下，生物对环境形成了多种多样的适应。下列描述中，属于生物对环境适应的是（ ）
A. 竹节虫的身体与竹节或树枝极为相像
B. 温度和湿度会影响霉菌的生长
C. 蚯蚓可以改良土壤
D. 适时除草可以使庄稼长得更好
2. 下列实例中属于生态系统的是（ ）
A. 一片森林中的所有植物
B. 一条河流中的所有动物
C. 一片草原上的所有生物
D. 一个湖泊中的所有生物及其生存环境
3. 大千世界，多姿多彩，这主要与生物物种的多样性有关。下列有关生物物种多样性的叙述正确的是（ ）
A. 不同地区的生物物种的多样性都是相同的
B. 建立自然保护区是保护生物物种多样性的唯一有效的措施
C. 为了增加我国生物物种的多样性，应大力引进一些外来物种
D. 在相对稳定的环境中，生物种类也较为稳定
05 巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 不同的生态系统中，生物多样性的丰富程度是不同的。生物多样性最丰富的是哪种生态系统？
2. 随着水的深度增加，生活在水中的植物种类和数量都会逐渐减少，这主要是受环境中哪种非生物因素的影响？
3. 白鱀豚是我国特有的珍稀水生动物，在长江生存繁衍了两千多万年。然而，近几十年来它们的数量迅速减少，导致白鱀豚数量锐减的主要原因是什么？
4. 列举实例，说明任何一种生物的存在都是有意义的。
参考答案
【实战演练】
第1题： A
解析：竹节虫的身体与竹节或树枝极为相像，不易被敌害发现，是竹节虫对环境的适应；温度和湿度会影响霉菌的生长，说明环境影响生物；蚯蚓可以改良土壤，是生物对环境的影响；适时除草可以使庄稼长得更好，是生物对生物的影响。故A正确。
第2题： D
解析：“一片森林中的所有植物”和“一条河流中的所有动物”都只包括部分生物，不属于生态系统；“一片草原上的所有生物”只有生物，没有非生物环境，因此不属于生态系统；只有“一个湖泊中的所有生物及其生存环境”同时包含了生物部分和非生物环境，属于生态系统。故选D。
第3题： D
解析：不同地区的生物物种的多样性是不同的，A错误；建立自然保护区是保护生物物种多样性的措施之一，但不是唯一有效的措施，B错误；引进外来物种可能会增加生物物种的多样性，也可能会造成外来物种入侵，反而会破坏生物物种的多样性，C错误；环境越稳定，生物种类也越稳定，D正确。
【巩固拓展】
第1题： 森林生态系统
解析：不同生态系统中生物多样性的丰富程度不同，森林生态系统比草原、荒漠、湖泊、海洋等生态系统具有更多的生物种类和数量，是生物多样性最丰富的生态系统。
第2题： 阳光（光照）
解析：随着水深增加，透入水体的阳光越来越少，水生植物进行光合作用的能量受限，因此植物种类和数量逐渐减少，这主要是受阳光（非生物因素中的光照）影响。
第3题： 人类活动（人为原因）
解析：白鱀豚数量锐减的主要原因是对长江生态环境的人为破坏，如航运繁忙、水利工程建设、水域污染、过度捕捞、采砂等，导致其栖息环境恶化、食物减少，加之白鱀豚自身繁殖率低，种群难以恢复。
第4题： 见下例
解析：任何一种生物的存在都是有意义的，因为自然界中的生物之间存在着密切的关系，一种生物的任何变化都会影响与之相关的其他生物。例如：蜜蜂在桃花上采蜜，为桃树传播花粉，若蜜蜂大量死亡会影响桃树坐果率；蚯蚓在土壤中活动能疏松土壤、增加肥力；青蛙捕食害虫有利于农业生产；等等。

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