知识背景
班级里的赵老师出了一道思考题:"我们学校里有多少种生物?"
同学们一开始说:几十种?
真正做了"校园生物大搜索"之后,大家惊呆了——仅仅是植物就找到了 30 多种,再加上昆虫、鸟、蠕虫、霉菌……数量超过了 100 种!
一所学校,竟然是如此丰富的生命世界。这一课通过系统调查,感受生物多样性的真实存在。
知识讲解
什么是生物多样性
生物多样性是指地球上各种各样的生物(物种多样性)、各种各样的生物遗传特征(基因多样性),以及各种各样的生态系统(生态系统多样性)的总和。
简单说:种类多、形态各异、相互依存,就是生物多样性。
校园里的生物分类
校园调查可以按结构从简单到复杂分类:
| 类型 | 特征 | 校园例子 |
|---|---|---|
| 微生物 | 需要显微镜才能看到 | 细菌、霉菌、酵母菌 |
| 植物 | 有根茎叶,不能移动 | 草坪草、树木、苔藓、蕨类 |
| 动物(无脊椎) | 无脊椎骨 | 蚂蚁、蚯蚓、蜗牛、蜜蜂 |
| 动物(脊椎) | 有脊椎骨 | 麻雀、壁虎、蟾蜍 |
调查生物多样性的方法:网格法划分区域、逐格观察记录;分类整理——先大类再小类;用图鉴或 APP 帮助识别,注意不伤害和破坏生物。
生物的形态适应环境
生物多样性的另一面是:每种生物的形态都是对环境的适应。
- 仙人掌:叶变成刺,减少水分蒸发,适应干旱;
- 鸭子:脚趾间有蹼,适合游泳捕鱼;
- 竹节虫:形状像树枝,拟态保护自身;
- 校园里的蚯蚓:体表湿润,用皮肤呼吸,适应土壤生活。
生物多样性为什么重要
- 生物链稳定性:一种生物消失可能引发"连锁反应";
- 资源储备:很多药物来自动植物;
- 生态服务:净化空气、净化水、防洪防旱;
- 科学价值:每种生物都是亿万年进化的"活化石",携带独特的遗传信息。
实验与例题
请设计一份"校园生物大搜索"记录表,至少包括:调查区域、发现的生物名称、生物类型、发现地点、数量。
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调查表设计:
| 调查区域 | 生物名称 | 类型 | 发现地点 | 数量(约) | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 草坪 | 狗牙根(草) | 植物 | 中央草坪 | 大量 | 草坪主要草种 |
| 草坪 | 蚯蚓 | 无脊椎动物 | 草坪泥土 | 数条 | 翻土发现 |
| 花坛 | 蜜蜂 | 无脊椎动物 | 花坛上方 | 数只 | 采蜜中 |
| 大树 | 法国梧桐 | 植物 | 操场边 | 约 20 棵 | 落叶乔木 |
| 屋顶瓦片 | 苔藓 | 植物(低等) | 角落屋顶 | 少量 | 潮湿阴暗处 |
调查要点:
- 每次调查固定划定区域(如 5m×5m),用绳子围起来;
- 记录"发现了什么"时包括名字(可查图鉴),不确定的可记"未知植物 1 号";
- 结束后统计:共发现几种?比例最高的是哪类?
校园草坪里有草、蚂蚱、蜘蛛、鸟,画出这条食物链。如果人们大量喷洒农药消灭蚂蚱,会对这个生态系统有什么影响?
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食物链:草 → 蚂蚱 → 蜘蛛 → 鸟
影响分析:
- 蚂蚱减少 → 蜘蛛食物来源减少 → 蜘蛛数量减少;
- 蜘蛛减少 → 鸟的食物减少 → 鸟数量减少(或迁往他处);
- 蚂蚱减少初期 → 草大量生长(天敌减少);
- 长期影响:生物多样性降低,生态系统变得脆弱。
结论:食物链上的任何一环被破坏,都会引发连锁反应。农药虽然杀了害虫,也可能"误伤"整个食物链——这是生物多样性保护的基本道理。
请把下列生物按"有无脊椎骨"分为两组:蚯蚓、麻雀、蜗牛、蟾蜍、蜜蜂、壁虎、蚂蚁。
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有脊椎骨(脊椎动物):麻雀、蟾蜍、壁虎(它们都有脊椎骨,属于脊椎动物)
无脊椎骨(无脊椎动物):蚯蚓、蜗牛、蜜蜂、蚂蚁(它们没有脊椎骨,属于无脊椎动物)
记忆口诀:无脊椎动物种类多(占动物总数 90% 以上),有脊椎的鱼/两栖/爬行/鸟/哺乳最常见——校园里的鸟、蟾蜍、壁虎都是脊椎动物。
难点与易错点
- 微生物是生物:很多人只调查看得见的动植物,忘记微生物(细菌、真菌)也是生物,它们也是生物多样性的一部分;
- 数数的方法影响结果:同一草坪,估计数量可能差很大——要统一方法,如用 1m×1m 样方内实际数量推算全区;
- "消灭害虫"可能破坏多样性:农药、除草剂是两害相权,不是"越多用越好";
- 脊椎动物 vs 无脊椎动物:蚯蚓外形像"有根骨头",其实是无脊椎;鱼虽小却是脊椎动物——别凭外形随意判断。
生活中的应用
应用 1 · 西溪湿地的生物多样性
西溪国家湿地公园是杭州城市里的"自然博物馆":记录在册的植物超过 300 种、鸟类超过 180 种、鱼类约 50 种。保护西溪湿地,就是保护这 500+ 种生物共同的家园。
应用 2 · 杭州植物园的植物分类园
杭州植物园按照植物分类建有专题园,从裸子植物(松柏)到被子植物(花草树木),从苔藓地衣到蕨类……走一圈植物园,就是一次真实的"分类学"教育。
应用 3 · 为什么不能随意带外来生物
蚂蟥草、互花米草等外来入侵物种被带入杭州湿地后,大量繁殖排挤本地物种,导致本地生物多样性急剧下降。带外来生物进国境或跨地区时需严格管控,这是《生物安全法》规定的义务。
考点
- 生物多样性的含义(物种、基因、生态系统三个层次)
- 校园生物分类:微生物/植物/无脊椎动物/脊椎动物(判断归类题)
- 食物链的书写:箭头从食物指向消费者(草→蚂蚱→蜘蛛→鸟)
- 一种生物减少对整条食物链的影响(连锁分析题)
- 保护生物多样性的意义和方法(简答题)
- 调查方法:样方法、逐区记录(方法选择题)