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文档简介
初中八年级生物(人教版)上册生物的多样性及其保护复习知识清单
一、生物分类与多样性概览
(一)生物分类的基本概念与层级体系
生物分类是研究生物多样性及其保护的基础,它依据生物之间在形态结构、生理功能、进化关系等方面的相似程度,将生物划分为不同的类群。分类的等级从大到小依次为界、门、纲、目、科、属、种。其中,“种”是最基本的分类单位,也是生物多样性的核心单位。同种生物的亲缘关系最密切,共同特征最多。理解分类层级之间的关系,是辨析生物亲缘远近的关键。例如,猫和狗同属于哺乳纲但不同科,其共同特征少于同科不同属的猫和豹。在考试中,【基础】掌握七个分类等级的正确顺序及“种”的地位是高频考点,常以选择题形式出现,要求判断不同生物间的亲缘关系或共同特征的多少。
(二)双名法与生物命名的规则
为了避免同物异名或异物同名的混乱,瑞典科学家林奈创立了双名法。每种生物的学名由两个拉丁词构成,第一部分是属名,第二部分是种加词,后面还常附有命名人的姓名或缩写。属名的第一个字母必须大写,种加词全部小写,在印刷时通常用斜体表示。例如,家犬的学名为Canislupusfamiliaris。双名法确保了全球科学家在交流时对生物物种指代的唯一性,是【重要】的生物学国际通用法则。考试中可能考查双名法的提出者、书写规范(斜体、大小写)及其意义。
(三)生物多样性的三个层次内涵
生物多样性不仅仅指生物种类的丰富程度,它包含三个既独立又相互关联的层次:
1、遗传多样性(基因多样性):指生物体内决定性状的遗传物质(基因)及其组合的多样性。这是生物多样性的内在形式和根本基础。例如,同一品种的狗,其毛色、体型的差异就反映了遗传多样性。袁隆平院士利用野生稻的基因培育高产杂交水稻,正是利用了遗传多样性。
2、物种多样性:指生物种类的丰富程度,是生物多样性最直观的体现。地球上已知的生物种类约200多万种,还有大量未知种类。物种多样性常用物种丰富度来衡量,是【高频考点】中考查生物资源丰富与否的直接指标。
3、生态系统多样性:指生物所生存的多种多样的环境类型,如森林、草原、荒漠、湿地、海洋、农田等。每个生态系统都有其独特的生物群落和物理环境。生态系统多样性是物种多样性和遗传多样性存在的保障。三者关系可概括为:遗传多样性形成物种多样性,物种多样性构成生态系统多样性,而生态系统的多样性又反过来促进遗传和物种多样性的发展。考试中常要求辨析具体实例属于哪一个层次的多样性,【非常重要】的是要理解三者间的内在逻辑关系,特别是基因多样性是根本原因。
二、生物多样性的价值与意义
(一)直接使用价值
直接使用价值是指生物资源直接为人类提供的价值,易于被感知和理解。
1、食用价值:人类的大部分食物来源于生物,如粮食(水稻、小麦)、蔬菜、水果、肉类、蛋奶等。野生生物资源也是未来新型食品的来源。
2、药用价值:许多药物直接或间接来源于生物。例如,青蒿素提取自黄花蒿,用于治疗疟疾;红豆杉提取的紫杉醇是著名的抗癌药物。传统中医药更是依赖于丰富的动植物资源。
3、工业原料:生物为工业提供木材、纤维(棉花、麻)、橡胶、油脂、香料等重要原料。
4、科研与教育价值:生物学的每一项重大发现,如DNA双螺旋结构的揭示、光合作用的机理,都离不开对生物的研究。生物也是科学普及和教育的生动素材。
5、美学与旅游价值:千姿百态的动植物和自然景观构成了美丽的自然风光,为文学艺术创作提供灵感,也是生态旅游的基础。此部分内容为【基础】识记,常结合生活实例考查对直接价值的判断。
(二)间接使用价值(生态功能)
间接使用价值是指生物多样性在维持自然界的物质循环、能量流动以及生态平衡等方面发挥的功能,其价值往往远大于直接使用价值。这是【非常重要】且常被忽视的考点。
1、维持物质循环:绿色植物通过光合作用固定太阳能,将无机物合成有机物,参与碳、氧、氮等元素的循环。
2、涵养水源、保持水土:森林生态系统的树冠能截留降水,枯枝落叶层和根系能保持水土,减少地表径流。
3、调节气候、净化空气:植物通过蒸腾作用增加空气湿度,调节局部气候;吸收二氧化碳,释放氧气,并能吸收二氧化硫等有害气体和粉尘。
4、防风固沙、保护农田:在干旱、半干旱地区,植被能有效降低风速,固定沙丘。
5、为生物提供栖息地:生态系统为各类生物提供了生存繁衍的场所和食物来源,这是物种生存和进化的基础。
6、传粉与种子传播:许多昆虫(如蜜蜂)、鸟类和哺乳动物为植物传粉,帮助植物传播种子,对维持植物种群繁衍至关重要。
7、净化环境:湿地生态系统被誉为“地球之肾”,能够有效降解和转化水中的污染物。土壤中的微生物也能分解有机废物,促进物质再循环。考查方式通常为分析某项生态功能对应哪一层次的价值,或比较直接价值与间接价值的重要性。
(三)潜在使用价值
大量野生生物的价值目前尚未被人类充分认识,它们可能蕴含着解决未来人类面临难题(如新型疾病、能源危机)的潜力。任何一个物种的灭绝,都意味着损失了一个独特的基因库和一种潜在的可能性。保护生物多样性,就是为人类的未来保留选择的机会。这部分内容通常作为观念渗透和材料分析题的背景出现。
三、生物多样性面临的威胁及其原因
(一)生物多样性面临的严峻形势
当前,地球上的生物多样性正以前所未有的速度丧失,物种灭绝速率是自然灭绝速率的1000倍以上。具体表现为:
1、物种灭绝速度加快:大量物种被列入世界自然保护联盟濒危物种红色名录,如华南虎、白鳍豚(功能性灭绝)、苏门答腊猩猩等。
2、物种多样性丧失:许多物种的种群数量急剧下降,分布范围缩小,遗传多样性也随之降低。
3、生态系统退化:森林面积锐减、草原退化、湿地萎缩、海洋污染等,导致生态系统功能下降。这是【高频考点】中描述现状部分的重点内容。
(二)生物多样性受到威胁的主要原因【非常重要】
理解威胁原因是制定保护措施的前提,也是考试中综合分析题的常见切入点。
1、栖息地的破坏与丧失:这是当前生物多样性面临的最主要威胁。人类活动如砍伐森林、开垦草原、围湖造田、填海造地、城市扩张、修建大型工程等,直接破坏了生物赖以生存的环境,导致栖息地破碎化,使生物种群被隔离,无法正常交流与繁衍。
2、掠夺式的过度开发:人类的过度捕猎、捕捞和采集,使许多生物种群数量急剧下降甚至濒临灭绝。例如,对藏羚羊的偷猎、对海洋鱼类资源的酷渔滥捕。
3、环境污染:工业废水、农业化肥和农药、生活污水等污染了空气、水和土壤,对生物的生存造成直接毒害,或通过食物链的富集作用影响高级消费者,破坏整个生态系统。
4、外来物种入侵:当某种生物由原生地进入新的生态环境,由于缺乏天敌或环境适宜,可能过度繁殖,排挤、取代本地物种,破坏生态平衡。例如,我国的水葫芦(凤眼莲)疯狂生长堵塞河道,威胁本地水生生物;巴西龟的放生导致本地龟类种群衰落;美国白蛾、松材线虫等对农林生产造成巨大危害。这是【难点】所在,需要理解外来物种入侵的机制(生态位竞争、缺乏天敌)及其与环境污染等其他威胁的区别。
5、气候变化:全球气候变暖导致海平面上升、冰川融化、极端天气频发,改变了生物的物候期(如开花、迁徙时间)和分布范围,许多物种因无法适应快速的气候变化而面临灭绝风险。
四、保护生物多样性的措施
(一)就地保护
就地保护是指在原来的生活区域中对濒危生物实施保护,其核心是建立自然保护区。自然保护区是保护生物多样性最有效的措施,因为它不仅保护了物种本身,还完整地保护了它们赖以生存的生态系统,从而维护了自然界的生态过程和进化潜力。自然保护区具有重要功能:它是“天然基因库”,能保护物种及其遗传资源;它是“天然实验室”,为生态学研究提供理想场所;它还是“活的自然博物馆”,是开展环境教育和生态旅游的基地。例如,为保护大熊猫、金丝猴等珍稀动物及其栖息地建立的四川卧龙、王朗等自然保护区。【非常重要】强调就地保护的地位和自然保护区的作用,是考试中必考的核心内容。
(二)迁地保护
当物种的原有生存环境遭到严重破坏或变得不再适合生存时,就地保护难以奏效,就需要采取迁地保护。迁地保护是指把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护,形式包括建立植物园、动物园、水族馆、濒危动物繁育中心、种质库(种子库、基因库)等。迁地保护是对就地保护的重要补充,尤其对高度濒危的物种,通过人工繁育扩大种群,可以避免其立即灭绝。例如,我国麋鹿(四不像)的种群恢复,就是通过迁地保护(从国外重新引入并繁育)与后期野外放归相结合的成功案例。但迁地保护无法维持物种的自然进化和生态关系,最终目标仍应是回归自然。【重要】掌握迁地保护的适用条件和主要形式。
(三)法制与教育管理
1、法律法规建设:加强立法和执法是保护生物多样性的有力保障。我国先后颁布了《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中国自然保护纲要》等一系列法律法规。国家还出台了《中国生物多样性保护战略与行动计划》(2011-2030年),指导全国保护工作。
2、建立濒危物种名录:发布国家重点保护野生动物名录和野生植物名录,明确保护对象,为执法提供依据。例如,大熊猫、金丝猴、扬子鳄、银杉、珙桐等均被列为国家一级保护动植物。
3、加强科学研究和监测:利用现代科技手段(如卫星遥感、红外相机、DNA条形码)监测生物多样性的动态变化和受威胁状况,为保护决策提供科学依据。
4、公众教育与参与:通过媒体、学校教育、科普活动等方式,提高公众对生物多样性重要性的认识,增强保护意识和责任感。倡导绿色消费、拒绝食用和购买野生动物及其制品,鼓励公众参与植树造林、湿地保护等志愿活动。
5、国际合作:生物多样性保护是全球性议题,需要各国共同努力。我国积极参与联合国《生物多样性公约》的履约工作,与世界自然基金会等国际组织合作,共同应对跨国界生态问题,如迁徙鸟类保护、打击野生动物非法贸易等。
五、考点、考向与解题策略深度剖析
(一)核心考点归纳
1、【高频考点】【基础】生物多样性的三个层次(遗传、物种、生态系统)的概念辨析与实例判断。例如:不同品种菊花的存在体现了哪种多样性?一片森林中的所有生物和所生活的环境共同体现了哪种多样性?
2、【非常重要】【高频考点】生物多样性的价值:直接价值(食用、药用、工业等)、间接价值(生态功能)、潜在价值的实例区分。特别注意:间接价值如保持水土、调节气候等生态功能常被误认为是直接价值。
3、【重要】生物分类的七个等级,尤其是“种”作为基本单位的含义;双名法的书写规则。
4、【必考】生物多样性面临的威胁原因:栖息地破坏(最主要)、过度开发、环境污染、外来物种入侵、气候变化。能分析具体案例(如某物种濒危)的主要原因。
5、【重中之重】保护生物多样性的措施:就地保护(自然保护区,最有效)和迁地保护(动物园、植物园、种子库等)的区分及各自适用范围;我国相关法律和公众参与的途径。
(二)常见题型与考查方式
1、选择题:概念辨析类(如“物种多样性与生态系统多样性的关系”);实例归属类(“修建青藏铁路时预留动物通道体现了什么保护措施?”);原因判断类(“水葫芦疯长导致本地鱼类减少的主要原因是什么?”)。
2、填空题:直接考查分类等级顺序、双名法书写规范、保护措施名称等基础知识。
3、判断题:辨析对生物多样性价值的理解是否正确,如“生物多样性的间接价值就是指它的药用价值”(错误)。
4、简答题/材料分析题:提供一段关于某个濒危物种或生态问题的背景材料,要求:
(1)分析该物种濒危或该问题产生的主要原因。
(2)提出针对性的保护建议或措施。
(3)阐述某种保护措施(如建立自然保护区)的意义。
(4)结合实例,说明生物多样性的价值。
(三)解题步骤与答题要点(针对材料分析题)
1、审题与信息提取:仔细阅读材料,圈画出关键词,如物种名称、地理位置、人类活动(如砍伐、排污、引入新种)、环境变化等。明确题目是要求分析“原因”、“提出措施”还是“阐述意义”。
2、链接核心知识:将材料信息与课本知识点对接。
(1)若问原因,则从栖息地破坏、过度开发、污染、入侵、气候变化五个维度思考,并找出材料中最直接的对应点。通常不止一个原因,需按主次关系作答。
(2)若问措施,则从就地保护、迁地保护、法制管理、公众教育、科学研究等角度展开,措施需与原因对应。例如,若原因是栖息地破坏,则首要措施应为建立自然保护区(就地保护);若原因是过度捕猎,则措施应为加强执法和人工繁育(迁地保护与法制结合)。
(3)若问意义,则紧扣保护生物多样性三个层次的价值(特别是生态功能)展开,如保护了基因、物种和生态系统,维持了生态平衡,为人类提供了……价值。
3、组织答案,规范表述:
(1)使用学科术语,避免口语化。例如,不说“把动物关起来养”,而说“迁地保护”。
(2)分点作答,条理清晰。如“主要原因有:第一,……;第二,……。”或“建议采取以下措施:①……;②……。”
(3)回答“意义”时,逻辑链要完整。例如,“建立自然保护区,能够有效保护该地区的……(物种/生态系统),从而维护了……(生态功能),体现了生物多样性的……(间接/直接)价值。”
(四)【难点】与【易错点】辨析
1、混淆生物多样性的层次:
(1)易错点:看到“不同品种”就选物种多样性,看到“不同生态系统”就选生态系统多样性。实际上,“不同品种”属于同种生物的不同遗传类型,对应遗传多样性;“一片森林中的所有生物”属于物种多样性;“一片森林”这个整体(包括生物和环境)才属于生态系统多样性。
(2)辨析关键:看描述的核心是“基因/品种/性状”(遗传),还是“物种数量/种类”(物种),还是“环境类型+生物群落”(生态系统)。
2、混淆保护措施:
(1)易错点:认为把动物抓到动物园就是最好的保护方式。将就地保护与迁地保护的主次关系颠倒。
(2)辨析关键:记住“就地保护是最有效、最根本的措施”,因为它保护了生物及其环境。迁地保护是补充和辅助,用于挽救极度濒危的物种或在原地无法生存的情况。
3、混淆外来物种入侵与普通引入:
(1)易错点:认为只要是从国外引进的物种就是不好的,就是入侵。
(2)辨析关键:入侵的关键在于该物种是否在当地生态系统中失控,并“对本地生物多样性造成危害”。许多外来物种(如玉米、马铃薯、西红柿)的引入并未造成危害,反而丰富了人类生活。只有那些繁殖力强、缺乏天敌、竞争排斥本地种的物种才构成入侵。例如,无节制放生的巴西龟就是典型的外来入侵种。
4、对“间接价值”的理解偏差:
(1)易错点:将间接价值(生态功能)与直接价值混淆,认为“森林为我们提供木材”是间接价值。
(2)辨析关键:间接价值是生物通过其生态作用对环境和其他生物产生的“服务”,人类不一定直接利用它。提供木材是直接利用,属于直接价值;而森林的涵养水源、调节气候功能,人类没有直接消耗森林本身,但受益于其带来的良好环境,这才是间接价值。
5、忽视微生物在生物多样性中的地位:
(1)易错点:在讨论生物多样性时,只关注动植物,而忽略细菌、真菌等微生物。
(2)辨析关键:微生物在遗传、物种、生态系统三个层次上都是生物多样性的重要组成部分。它们在物质循环、能量流动中起着不可替代的作用。保护生物多样性,必须包括对微生物资源的保护。
六、跨学科视野与知识拓展
(一)与地理学科的融合
1、生物分布与地理环境:生物的多样性分布受到纬度、海拔、气候(温度、降水)、土壤、地形等地理因素的强烈影响。例如,热带雨林生态系统因其高温高湿的环境,拥有地球上最高的物种多样性。学习生物多样性时,需要借助地理知识理解不同生态系统的空间分布规律。
2、生物入侵与地理扩散:外来物种的入侵路径往往与全球贸易、交通路线(海运、陆运)紧密相关。分析入侵种的扩散趋势,需要运用地理的空间分析方法。
3、自然保护区规划:自然保护区的选址和范围划定,需要综合考虑地形地貌、水系、生物分布区以及周边社区的人类活动等地理信息,以确保护区的有效性和连通性。
(二)与化学学科的融合
1、环境污染与生物富集:化学农药(如DDT)、重金属(如汞、镉)等污染物进入环境后,会沿着食物链在生物体内逐级富集,对顶级消费者(如猛禽、人类)造成巨大危害。这体现了化学物质在生态系统中的迁移转化对生物多样性的威胁。
2、化学信息素:许多生物通过释放化学物质(信息素)进行通讯,如昆虫的性外激素、植物的化感作用(通过释放化学物质影响邻近植物生长)。了解这些化学机制,有助于发展绿色防控技术(如利用性引诱剂防治害虫),减少对生物多样性的破坏。
3、生物化学成分多样性:生物体内合成的次生代谢产物(如生物碱、萜类、酚类)是化学结构的宝库,也是药物研发的重要来源。保护生物多样性,就是保护这些潜在化学资源的来源。
(三)与历史、社会及语文学科的融合
1、人类活动与生物多样性变迁史:历史时期的农业发展、战争、贸易等活动深刻影响了当地的生物多样性。例如,美洲作物的传入对中国明清时期人口增长和土地利用方式产生了巨大影响,进而改变了原有的生态系统。
2、法律与社会责任:生物多样性保护涉及《野生动物保护法》、《环境保护法》等法律法规的制定与执行,也关系到当地社区的生计和发展。探讨保护措施时,常需权衡生态效益与社会经济效益,培养学生的社会责任感。
3、古诗词与生物多样性:语文古诗词中蕴含着丰富的生物多样性知识,如“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天”描绘了鸟类多样性;“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”反映了农田生态系统中的生物(蛙)对农业的益处。这为理解生物多样性价值提供了文学视角。
4、生态文明建设:保护生物多样性是我国“生态文明建设”的重要组成部分,体现了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念。这是将生物学知识与国家发展战略相联系的重要切入点。
七、实验与实践探究活动指导
(一)调查周边环境中的生物多样性
1、目的:通过实地调查,学会测量和记录生物种类的方法,感受生物多样性的真实存在,初步理解生物与环境的关系。
2、方法步骤:
(1)确定调查区域:可选择校园、公园、农田、社区绿地等。
(2)分组与准备:准备记录本、笔、照相机、放大镜、检索表(或可使用手机APP辅助识别物种)。
(3)实施调查:沿设计好的路线,观察并记录看到的植物、动物(包括昆虫、鸟类、小型哺乳动物等)的种类、数量、生活环境特征。对不认识的生物可以拍照或简单绘图,并采集少量标本(注意保护,不破坏性采集)。
(4)资料整理:将调查到的生物进行分类(如植物、动物、真菌等),统计各类群的物种数,尝试分析不同环境中物种丰富度的差异及原因。
(5)撰写调查报告:内容包括调查目的、方法、结果(可用表格或统计图呈现数据)、结论以及对调查区域生物多样性保护的建议。
3、考查角度:可能考查调查步骤的排序、调查工具的选用、调查记录的注意事项(如不伤害生物、注意安全)、数据分析(某区域物种多寡的可能原因)。
(二)模拟探究外来物种入侵的危害
1、目的:通过模拟实验,理解外来物种入侵的竞争排斥原理及其对本地物种的威胁。
2、方法步骤(示例):
(1)准备两个相似的生态瓶(或培养皿、花盆),放入等量土壤,种植等量的本地植物种子(如小麦、草籽)。
(2)在一个生态瓶中,额外引入少量生命力强、生长迅速的“外来种”种子(如三叶草、或模拟用某种速生植物种子)。另一个瓶作为对照,只保留本地种。
(3)置于相同环境下,定期浇水、观察并记录两种环境中本地种的数量、高度、生长状况。
(4)一段时间后,对比分析。引入“外来种”的瓶中,本地种可能因竞争光、水、养分而生长受抑,直观展示外来物种的竞争威胁。
3、考查角度:实验设计的对照原则、观察指标的选择、对实验结果的分析与预测(“若发现引入种数量远超过本地种,说明什么?”),以及由此得出的保护启示(不能随意引入、放生物种)。
(三)设计保护生物多样性的宣传海报或建议书
1、目的:将所学知识应用于实践,提升公众宣传和写作能力,增强社会责任感。
2、要求:
(1)明确主题:如“保护校园鸟类”、“拒食野生动物”、“守护我们的湿地”等。
(2)内容要素:介绍本地一种或一类濒危或具有重要价值的生物;阐述其面临的威胁;提出具体、可行的保护倡议或行动指南。
(3)形式要求:图文并茂,语言简洁有力,富有感染力。
3、考查角度:在综合性评价或开放性试题中,可能要求学生为某项保护活动撰写宣传语或简要建议,考查知识的运用能力和情感态度价值观的达成度。
八、复习策略与思维导图构建建议
(一)构建知识网络,而非零散记忆
建议学生在复习时,以“生物多样性”为核心,向外辐射出“是什么(三个层次)”、“为什么(价值)”、“怎么了(威胁)”、“怎么办(保护)”四个主干分支。在每个主干分支下,再细化具体知识点,并用箭头或线条表示相互间的联系。例如,从“威胁原因”中的“栖息地破坏”可以连线到“保护措施”中的“就地保护”;
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