03讲-生物多样性及其保护2解析课件.ppt

1、2010诺诺贝尔生贝尔生理学或理学或医学奖医学奖2第五节第五节 生物多样性的保护生物多样性的保护5.1 生物多样性的概念生物多样性的概念5.2 生物多样性的丧失及其原因生物多样性的丧失及其原因5.3 生物多样性的价值生物多样性的价值5.4 保护生物多样性保护生物多样性5.1 生物多样性的概念生物多样性的概念生物多样性生物多样性是指各种生物源，包括数百万种是指各种生物源，包括数百万种的植物、动物、微生物的各个物种所拥有的的植物、动物、微生物的各个物种所拥有的基因和由各种生物与环境相互作用所形成的基因和由各种生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程。生态系统以及它们的生态过程。生物多样

2、性的层次：生物多样性的层次：2022-11-105.2 生物多样性的丧失及其原因生物多样性的丧失及其原因生物多样性概况生物多样性概况生物多样性的丧失生物多样性的丧失生物多样性丧失的原因生物多样性丧失的原因2022-11-10生物多样性概况生物多样性概况地球上物种总数约地球上物种总数约 5005000 万种万种已研究定名的物种已研究定名的物种 150 万种万种 这些物种是这些物种是 4045 亿年地球自然进亿年地球自然进化的结果。化的结果。2022-11-10单位：单位：1010亿年亿年最早的动物最早的动物最早的真核最早的真核生物生物光合兰细菌光合兰细菌释放出释放出O O2 2积积累于大气中累于

3、大气中最早的原核最早的原核生物生物地球形成地球形成2022-11-10西澳州海滩上有西澳州海滩上有 3.5 亿年前留下的垫藻岩亿年前留下的垫藻岩2022-11-10垫藻岩中的原核生物垫藻岩中的原核生物2022-11-10中国的生物多样性中国的生物多样性占世界物种总数的占世界物种总数的10中国的重要生物资源中国的重要生物资源2022-11-10生物多样性的丧失生物多样性的丧失自然界中物种灭绝：自然界中物种灭绝：90个个/100年年人类活动使物种灭绝加快：人类活动使物种灭绝加快：1个个/天天人类活动促使物种灭绝的一个重要方面是人类活动促使物种灭绝的一个重要方面是：热带雨林的消失热带雨林的消失202

4、2-11-10红色：每年毁林红色：每年毁林 200014800公里公里2橘黄色：每年毁林橘黄色：每年毁林 1001900公里公里22022-11-10世界濒危物种红色名单世界濒危物种红色名单2009年年7月，国际自然及资源保护联盟月，国际自然及资源保护联盟IUCN报告对报告对44838个物种的状况进行了分析，占全个物种的状况进行了分析，占全世界现有世界现有180万个物种的万个物种的2.7%。目前已有目前已有869种物种完全或在其通常生存环境种物种完全或在其通常生存环境中灭绝，加上中灭绝，加上290种濒危物种，这一数字将增种濒危物种，这一数字将增加到加到1159种。种。全世界共有全世界共有800

5、种动植物在最近种动植物在最近500年灭绝，年灭绝，目前有大约目前有大约1.7万个种物种濒于灭绝。万个种物种濒于灭绝。2022-11-10生物多样性丧失的原因生物多样性丧失的原因栖息地的丧失和片断化栖息地的丧失和片断化掠夺式的过度利用掠夺式的过度利用环境污染环境污染农业和林业的品种单一化农业和林业的品种单一化外来种的引入外来种的引入2022-11-10危地马拉的毁林开荒危地马拉的毁林开荒2022-11-10 亚马逊河三角洲亚马逊河三角洲(巴西巴西)上空上空覆盖着大量燃烧生成的烟雾覆盖着大量燃烧生成的烟雾2022-11-105.3 生物多样性的价值生物多样性的价值直接价值：直接价值：间接价值间接价

6、值2022-11-10 玫瑰红蔓长春花含有抗玫瑰红蔓长春花含有抗癌化合物癌化合物2022-11-10马达加斯加马达加斯加8000 种种 开花植物开花植物80%仅产马岛仅产马岛这些仅产马岛的植物中可能包含着丰富这些仅产马岛的植物中可能包含着丰富的资源，例如：其中有三种野生咖啡树的资源，例如：其中有三种野生咖啡树无咖啡因无咖啡因2022-11-105.4 保护生物多样性保护生物多样性保护生物多样性的目标保护生物多样性的目标：通过不减少基因和：通过不减少基因和物种多样性，不毁坏重要的生境和生态系统物种多样性，不毁坏重要的生境和生态系统的方式，来保护和利用生物资源，以保证生的方式，来保护和利用生物资源

7、，以保证生物多样性的持续发展。物多样性的持续发展。保护生物多样性的努力保护生物多样性的努力2022-11-10中国制定的保护生物多样性的中国制定的保护生物多样性的法律和法规法律和法规中华人民共和国森林法，中华人民共和国森林法，1984年年中华人民共和国草原法，中华人民共和国草原法，1985年年中华人民共和国渔业法，中华人民共和国渔业法，1986年年中华人民共和国野生动物保护法，中华人民共和国野生动物保护法，1988年年中华人民共和国环境保护法，中华人民共和国环境保护法，1989年年2022-11-10保护生物多样性的过程和方法保护生物多样性的过程和方法挽救生物多样性：制定相应的法律和法挽救生物

8、多样性：制定相应的法律和法规；设立自然保护区；迁地保护等规；设立自然保护区；迁地保护等研究生物多样性：发挥生物技术的作用研究生物多样性：发挥生物技术的作用持续明智的利用生物多样性持续明智的利用生物多样性2022-11-10Nature纪念纪念物种起源物种起源出出版版150周年周年 2009年年11月月24日是达尔文著日是达尔文著作作物种起源物种起源出版出版150周年周年，Nature推出达尔文纪推出达尔文纪念专刊念专刊Biodiversity in Crisis。2010年为国际生物多样性年年为国际生物多样性年，多位专家学者在本期专刊，多位专家学者在本期专刊中就生物多样性的保护、现中就生物多样

9、性的保护、现状等问题阐述了自己的观点状等问题阐述了自己的观点2022-11-10第六节第六节 生命起源和生物进化生命起源和生物进化Alfred Wallace(1823-1913)Charles Darwin(1809-1882）Erasmas Darwin(1731-1802)2022-11-10有关生命起源的种种假说有关生命起源的种种假说 神造论神造论宗教认为宗教认为上帝或神创造了人上帝或神创造了人。2022-11-1025有关生命起源的种种假说有关生命起源的种种假说自然发生论自然发生论生物是从非生物环境中自然生物是从非生物环境中自然发生出来的发生出来的“天地合气万物有生天地合气万物有生”

10、中国古代中国古代“大地乃孕育生命的慈母大地乃孕育生命的慈母”古代欧洲古代欧洲如：腐草化萤；腐肉生蛆；淤泥生鼠如：腐草化萤；腐肉生蛆；淤泥生鼠2022-11-10 17 世纪意大利医生世纪意大利医生F.Redi 用实验证用实验证明腐肉不能生出苍蝇明腐肉不能生出苍蝇2022-11-101860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物2022-11-1028有关生命起源的种种假说有关生命起源的种种假说 宇生说宇生说 彗星、陨石中检测到氨彗星、陨石中检测到氨基酸等有机分子基酸等有机分子 美国火星探测器发现火美国火星探测器发现火星上的水源星上的水源 法国发现法国发现Tit

11、an卫星上卫星上具有一些重要的有机分具有一些重要的有机分子子 2022-11-1029生命起源于深海烟囱生命起源于深海烟囱？20世纪世纪70年代在加拉巴哥斯群岛（年代在加拉巴哥斯群岛（Galapagos islands）发现深海烟囱，具备产）发现深海烟囱，具备产生氨基酸等有机物的条件。生氨基酸等有机物的条件。深海烟囱存在巨大的温度梯度变化，有可能深海烟囱存在巨大的温度梯度变化，有可能由由H2、CH4、NH3、H2S、CO在高温下化合在高温下化合形成氨基酸，继而形成多肽，核苷酸链，细形成氨基酸，继而形成多肽，核苷酸链，细胞，高级生物。胞，高级生物。在这些高热条件下发现了硫细菌。在这些高热条件下发

12、现了硫细菌。2022-11-10广为接受的生命起源学说广为接受的生命起源学说1924 1924 年苏联生物学家奥巴林发表年苏联生物学家奥巴林发表“生命生命起源起源”。1929 1929 年英国遗传学家霍尔丹也提出类似年英国遗传学家霍尔丹也提出类似观点观点1936 1936 奥巴林专著再版，他提出的生命起奥巴林专著再版，他提出的生命起源学说引起世界重视。源学说引起世界重视。2022-11-1031奥巴林生命奥巴林生命起源学说起源学说“团聚体假说团聚体假说”：无机物无机物 简单的有机物简单的有机物 复杂的有机物复杂的有机物 多分子体系多分子体系（团聚体）（团聚体）有新陈代谢功有新陈代谢功 能的蛋白

13、质体能的蛋白质体2022-11-10生命起源时的地球环境生命起源时的地球环境200200亿年前：没有物质和能量，没有时间亿年前：没有物质和能量，没有时间,没有空间。没有空间。150150亿年前：大爆炸，产生能量、质量，亿年前：大爆炸，产生能量、质量，开始时间、空间。开始时间、空间。大爆炸大爆炸1 1分钟：基本粒子分钟：基本粒子“汤汤”（质子、（质子、中子、电子）中子、电子）3 3分钟：分钟：2525氦（氦（4 42 2HeHe）+75+75氢（氢（1 11 1H H）2022-11-10生命起源时的地球环境生命起源时的地球环境4545亿年前：太阳系形成，地球形成亿年前：太阳系形成，地球形成地球

14、形成地球形成2022-11-10原原 初初 地地 表表 图图 景景2022-11-1035实验证据实验证据简单有机物简单有机物 Miller实验，实验，19531953年年 模拟原始地球大气的模拟原始地球大气的状况，在高压电弧作状况，在高压电弧作用下使原始海洋中产用下使原始海洋中产生了简单生了简单20余种有机余种有机分子分子 甲醛；尿素；乳酸；甲醛；尿素；乳酸；琥珀酸；甘氨酸等琥珀酸；甘氨酸等2022-11-10Stanley Miller，1953 时 23 岁，芝加哥大学研究生2022-11-1037共同起源学说共同起源学说在米勒的实验中加入在米勒的实验中加入PH3发现了更多的氨发现了更多

15、的氨基酸基酸P在生命起源中有重要的作用。在生命起源中有重要的作用。R1OPR2OONHCHCOOHR长出长出多肽多肽长出长出核酸核酸2022-11-10福克斯实验：把氨基酸混合物倾倒在福克斯实验：把氨基酸混合物倾倒在160 160-200-200 o oC C 热沙土上，水分蒸发，氨基酸浓热沙土上，水分蒸发，氨基酸浓集并化合生成蛋白质样大分子。集并化合生成蛋白质样大分子。这样得到的蛋白质具有：这样得到的蛋白质具有：实验证据实验证据复杂大分子复杂大分子2022-11-10实验证据实验证据团聚体团聚体奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴

16、。胶）混合得到团聚体小滴。团聚体小滴性质团聚体小滴性质2022-11-10实验证据实验证据微球体微球体福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体。福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体。微球体性质微球体性质2022-11-10生命起源的探索仍在继续生命起源的探索仍在继续生命生命系统的模拟合成系统的模拟合成2022-11-10生命起源问题的难点从化学进化到生物学进化的过从化学进化到生物学进化的过渡渡2022-11-10先有核酸先有核酸还是先有还是先有蛋白质？蛋白质？RNA的新发现的新发现RNA具催化功能的发现（具催化功能的发现（Nobel Prize 1989）2022-11-10Tetrahymena t

17、hermophilaRNA世界RNA不仅可以是信息的携带者，而且还可以不仅可以是信息的携带者，而且还可以是功能的执行者，因而推测原始的生物世界是功能的执行者，因而推测原始的生物世界可能是一个只由可能是一个只由RNA组成的组成的“RNA世界世界”2022-11-10生命起源的研究方兴未艾生命起源的研究方兴未艾2004年年5月月8日至日至10日，香山会议。日，香山会议。化学与生命起源化学与生命起源太空生物学太空生物学分子进化与生命起源分子进化与生命起源细胞的起源与进化细胞的起源与进化远古生命与极端极端条件下的生命现象远古生命与极端极端条件下的生命现象452022-11-10生物进化的含义生物进化的

18、含义 进化论（进化论（the theory of evolution）进化生物学（进化生物学（evolutionary biology）进化的思想已渗透到生物科学的各个方面进化的思想已渗透到生物科学的各个方面，进化的慨念已被广泛用于生物科学以外，进化的慨念已被广泛用于生物科学以外的领域的领域2022-11-10学习和研究生物进化的意义学习和研究生物进化的意义 进化论是生物学中最大的统一理论。进化论是生物学中最大的统一理论。E.Mayr(evolutionary biologist)如果不借助于进化的观点，生物学上的事情就变如果不借助于进化的观点，生物学上的事情就变得情理不通。得情理不通。(No

19、thing in biology makes sense except in the light of evolution.)Th.Dobzhansky(geneticist and evolutionary biologist)2022-11-10生物进化理论生物进化理论早期进化论早期进化论达尔文进化论达尔文进化论综合进化论综合进化论中性进化学说中性进化学说分子进化和中性进化分子进化和中性进化中性突变中性突变遗传漂移遗传漂移分子进化的速率分子进化的速率渐变式进化和跳跃式进化渐变式进化和跳跃式进化物种绝灭和灾变物种绝灭和灾变2022-11-10进化论的产生进化论的产生 对对生物多样性的几种解释

20、生物多样性的几种解释2022-11-10进化论的先驱进化论的先驱 Georges Buffon(1707-1788)：认为：认为物种可随环境物种可随环境改变而改变而变化。变化。Georges Cuvier(1769-1832)：发现地层中的化石：发现地层中的化石显示出一种从与现代种类不相似到相似的趋势，显示出一种从与现代种类不相似到相似的趋势，对此提出对此提出“灾变说灾变说”。Charles Lyell(1797-1875)：地质学原理地质学原理，论，论证了地球的变化以及地层形成是由可观察到的自证了地球的变化以及地层形成是由可观察到的自然因素长期作用的结果（均变论）。然因素长期作用的结果（均变

21、论）。2022-11-10拉马克的进化论拉马克的进化论Jean-Baptiste Lamarck(1744-1829)传衍理论传衍理论2022-11-10拉马克的进化论拉马克的进化论进化等级说进化等级说2022-11-10拉马克的进化论拉马克的进化论进化的动力和机理进化的动力和机理缺点：臆测成分较多，缺乏有力的证据缺点：臆测成分较多，缺乏有力的证据2022-11-10达尔文及其对进化论的贡献达尔文及其对进化论的贡献Charles Robert Darwin(1809-1882)2022-11-10达尔文进化论达尔文进化论n遗传遗传n自发变异自发变异n繁殖过剩繁殖过剩n生存斗争生存斗争n适者生存

22、适者生存自然选择学说自然选择学说生物总祖论生物总祖论2022-11-10 Lamarck Darwin达尔文的进化论与拉马克的进化论的比较2022-11-10新达尔文主义新达尔文主义August Weismann(1834-1914)1885年提出年提出“种质连续学说种质连续学说”2022-11-10综合进化论综合进化论种群是进化的基本单位种群是进化的基本单位突变突变/遗传为生物进化提供材料遗传为生物进化提供材料隔离是形成新物种的前提隔离是形成新物种的前提自然选择自然选择2022-11-10中性进化学说中性进化学说1968年木村资生提出年木村资生提出“中性学说中性学说”中性学说是达尔文进化论的

23、微观演化水平的中性学说是达尔文进化论的微观演化水平的进一步发展、修正、和补充。进一步发展、修正、和补充。2022-11-10达尔文与非达尔文主义的争论进化的动力及自然选择的作用进化的动力及自然选择的作用 进化的模式、过程及机制进化的模式、过程及机制2022-11-10达尔文与非达尔文主义的争论进化的方向性及其性质进化的方向性及其性质2022-11-10达尔文与非达尔文主义的统一？双方的进化理论都有其各自的事实作为依据，可双方的进化理论都有其各自的事实作为依据，可以说是描述了生物进化这一自然现象的不同方面以说是描述了生物进化这一自然现象的不同方面，因此分歧并不是绝对的，而是有可能在更高的，因此分

24、歧并不是绝对的，而是有可能在更高的理论层次上得到统一。理论层次上得到统一。要达成统一，光局限于双方的论战是不行的。要达成统一，光局限于双方的论战是不行的。必须运用新的研究方法和新的思维方式，在整个必须运用新的研究方法和新的思维方式，在整个生物学乃至整个科学的范围内寻求解决的途径。生物学乃至整个科学的范围内寻求解决的途径。2022-11-10分子进化工程分子进化工程1967年，年，Spiegelman首次实首次实现试管里的达尔文现试管里的达尔文进化。进化。1987-1992年，建年，建立试管进化体系立试管进化体系引入变异引入变异对选择出的所需对选择出的所需序列进行扩增序列进行扩增选择作用于分子群

25、选择作用于分子群以分离出功能符合以分离出功能符合要求的分子要求的分子2022-11-10本讲小结本讲小结 生物多样性：是指各种生物源，包括数百万种的植物、生物多样性：是指各种生物源，包括数百万种的植物、动物、微生物的各个物种所拥有的基因和由各种生物动物、微生物的各个物种所拥有的基因和由各种生物与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过与环境相互作用所形成的生态系统以及它们的生态过程。包括遗传、物种和生态系统多样性三个层次程。包括遗传、物种和生态系统多样性三个层次 “团聚体假说团聚体假说”进化论和进化生物学进化论和进化生物学 达尔文进化论的主要内容达尔文进化论的主要内容 2022-11-10思考题思考题 1、什么是生物多样性？其价值体现在哪些方、什么是生物多样性？其价值体现在哪些方面？面？2、怎样看待人口增长对生物多样性的影响？、怎样看待人口增长对生物多样性的影响？3、关于转基因植物的种植对保护生物多样性、关于转基因植物的种植对保护生物多样性的利弊发表你的见解。的利弊发表你的见解。4、团聚体假说的主要内容是什么？、团聚体假说的主要内容是什么？5、什么是进化论和进化生物学？、什么是进化论和进化生物学？6、达尔文进化论的主要内容包括哪些？达尔文进化论的主要内容包括哪些？2022-11-10作作 业业谈谈你对谈谈你对“生命伦理生命伦理”的认识的认识要求：要求：2022-11-10