1、中学生物教育科研,电话：138-8339-5687,邮箱：,邓洪平 教授 博导,目录,一、科研和中学生物教育科研,科研一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。,中学生物教育科研,中学生物学教育科研是在现代教育思想指导下,用科学方法对生物教育领域的实践和理论进行有意识的探索活动。,二、中学生物教育研究意义,（一）、理论联系实际的重要桥梁（二）、提高学生学习生物的积极性（三）、培养学生的科学探究能力（四）、增强学生的生态文明观,中学生物教育科研,如校园植物多样性调查可培养学生对植物形态观察、植
2、物分类鉴定以及正确使用各种工具书或APP（植物志、花伴侣等）的能力，使学生理论联系实践，深刻认识植物的进化分类，植物的生命历程等知识。,（一）、理论联系实际的重要桥梁,中学生物教育科研,理论课常常会让学生感到枯燥乏味，难以让学生产生兴趣，结合课外科研的教学，会大大提高学生学习的兴趣和积极性。通过开展植物书签、植物滴胶、植物拼图、植物栽种等活动可大大提高学生的学习兴趣。,（二）、提高学生学习生物的积极性,中学生物教育科研,中学生物教育科研,通过科研活动的开展，使学生熟练掌握基本实验技能，如植物学花果实解剖、植物鉴定知识，并培养学生独立思考问题、解决问题、团结合作和动手操作能力。,（三）、培养学生
3、的科学探究能力,中学生物教育科研,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,主要采用形态学、传粉生物学方法对中国特有种北碚榕的形态特点和繁殖机制进行研究，主要包括：A、北碚榕植株形态方面的研究B、北碚榕隐头花序的生物学特性研究：C、统计在北碚榕中一共有几种榕小蜂，并对其种类进行鉴定，同时观察传粉榕小蜂的形态特征与北碚榕之间在哪些方面表现出高度适应性；并记录其传粉与交配行为。D、采集北碚榕的种子并在室内进行种子萌发实验，观察北碚榕种子是否可育。最后再将黄葛树、榕树果实进行解剖观察，与北碚榕进行比较，进一步学习其异同点。,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适
4、应研究,部分研究结果展示,北碚榕传粉小蜂,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,部分研究结果展示,雌花的形态特征,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,部分研究结果展示,瘿花（短柱花）的形态特征,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,部分研究结果展示,雄花的形态特征,14枚雄蕊，1枚雌蕊的两性花,成熟雄花的基部具残留雌蕊。两性花所占的比列（两性花数量/雄花数量）约为86%。两性花中的雌蕊与瘿花类似，少数雌蕊同样会被传粉小蜂产卵。,部分研究结果展示,重庆常见榕属植物花部特征及其传粉适应研究,在自然科研的实践过程中，教师可结合当地的自然环境及历史、社会时事，培养学生的科学素养，增强学生
5、保护自然的意识，树立学生的生态文明观。,（四）、增强学生的生态文明观,中学生物教育科研,世界环境日：我能为环境保护做些什么,中学生物教育科研,世界环境日：我能为环境保护做些什么,低碳出行,节约用电,中学生物教育科研,世界环境日：我能为环境保护做些什么,垃圾分类,中学生物教育科研,重庆市主城区生活垃圾分类收运及资源化利用无害化处理,目前垃圾末端处理方式以填埋、焚烧为主，其他处理方式为辅。城市生活垃圾因其成分复杂、数量大、处理困难等问题，对环境的压力越来越大。解决城市生活垃圾的根本出路在于提高垃圾的回收利用率，减少垃圾的处理量。因此，对生活垃圾分类显得尤为重要。,从垃圾分类到“无废城市”,“无废城
6、市”指通过推动形成绿色发展方式和生活方式，持续推进固体废物源头减量和资源化利用，最大限度减少填埋量，将固体废物对环境的影响降至最低。2018年12月底，国务院办公厅印发“无废城市”建设试点工作方案，计划通过在试点城市深化固体废物综合管理改革，总结试点经验做法，形成一批可复制、可推广的“无废城市”建设示范模式。2019年4月底，11+5“无废城市”试点确定。11个“无废城市”建设试点分别为广东省深圳市、内蒙古自治区包头市、安徽省铜陵市、山东省威海市、重庆市（主城区）、浙江省绍兴市、海南省三亚市、河南省许昌市、江苏省徐州市、辽宁省盘锦市、青海省西宁市。学校层面可组织开展垃圾分类，初步构建起学生参与
7、和监督的格局，引导学生成为“无废城市”的参与者、建设者。,三、中学生物教育研究内容,（一）、生物学专业研究（二）、教育教学研究,中学生物教育科研,发育生物学 遗传学 分子生物学 细胞生物学 生物化学 微生物学 植物学 动物学 生态学,中学生物教育科研,难难难难难难难可行可行可行,由于实验设备、经费、方法等因素较难满足。,（一）、生物学专业研究,植物学,中学生物教育科研,生物多样性植物二维码植物标本制作保护生物学植物观察植物生命史植物沦丧历史,生物多样性,世界自然基金会（Wordwide Fund for nature 1989）生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过
8、程的总和，包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统。,一、生物多样性的定义,一、生物多样性的定义,威尔逊（Wilson 1992)生物多样性是我们最宝贵的,但极少得到评价的资源。广义地说，生物多样性是遗传差异显著的生物体构成的生物圈的丰富程度 桑德卢德(Sandlund et al.1993)生物多样性是生命形式在分子、种群、物种、群落和生态系统等层次的结构与功能的多样性。,生物多样性公约(Convention on Biological Diversity)所有来源的活的生物体中的变异性，这些来源包括陆地、海洋和其它水生生态系统及其构成的生态综合体；这
9、包括物种内、物种间和生态系统的多样性。综合各家的观点，我们认为，生物多样性是指地球上所有生物（动物、植物、微生物等）、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。,一、生物多样性的定义,一、生物多样性的定义,生物多样性包括三个层次的多样性，分别是：1.物种多样性 2.遗传多样性 3.生态系统多样性,直接经济价值间接经济价值生态过程生态服务功能教育、科学,二、生物多样性的价值,1、直接经济价值,直接经济价值被赋予人们直接收获或使用的那些产品。进一步可以区分为,A.消耗使用价值,消费使用价值被赋予在当地消费，不出现在国内和国际市场的物品，如烧柴、猎物等；发展中国家人口
10、的80%依赖植物或动物提供的传统药物，以保证基本的健康，西方医药中使用的药物有40%含有最初在野生植物中发现的物质。例如，据近期的调查，中医使用的植物药材达1万种以上。马来西亚东部Sarawak土著人每年野猪肉的直接使用价值约为4000万美元（Caldecott 1988）。,植物资源直接作为中药被使用,冬虫夏草,B.生产使用价值,生产使用价值是赋予那些丛野外收获、且在国内或国外市场上出售的产品的一种直接价值。如鱼和贝类、肉类、野生水果和蔬菜、蜂蜜、蜂蜡、植物胶和树脂、天然香料、天然染料、木柴和木炭等燃料、药用动植物、海草、藤条等.通常可以在国家的经济统计资料，如GDP中体现。,2、间接经济价
11、值,间接经济价值是指生物多样性的另外一些方面，如环境作用（environmental processes）和生态系统服务（ecosystem services）。包括以下方面：,可更新能源教育和科学价值环境监测预警者备择价值存在价值伦理价值,生态系统生产力 保护水土资源 气候调节与天气 控制污染 控制生物灾害 种间关系 娱乐和生态旅游,A.生态系统生产力,过度放牧、采伐和频繁的火烧造成一个地区的植被的破坏，损坏了生态系统转化太阳能的效率，最终导致植物生产力的丧失和生活于该地区的动物群落的萎缩。据美国国家海洋渔业局估计，由于生境的破坏，美国每年损失的商业鱼类和贝类的生产使用价值，以及钓鱼休闲使用
12、价值达到2亿美元。即使退化或损坏的生态系统被重建和恢复常常也要付出昂贵的代价，而且通常不会在功能上复原，不再具有原来的物种多样性。,B.保护水土资源,土地的水土平衡与土地利用密切相联。与水土相关的一系列严重环境问题，多数可直接追溯到对自然植被的干扰。植被对水土保持以及旱涝灾害和沙漠化的防治都发挥着作用。生物群落在保护流域、缓冲洪水和干旱对生态系统的冲击和维持水质方面至关重要。关于保护生物多样性在保持水土资源所表现出来的间接价值又可分为一下几个方面：保持水源，防止缺水，预防水灾，防止水土流失，土壤肥力的养护，防止水库、湖泊和河流泥沙淤积等。,C.气候调节与天气,森林对平衡大气中二氧化碳的水平起着
13、重要作用，而二氧化碳是导致全球气候变暖的主要气体。天气、气候调节所表现出的间接价值包括几个方面：小气候和局部气候的调节，防止火灾，防范风暴，固碳作用。,D.控制污染,能够从大气中去掉的有毒气体有二氧化硫、氟化氢、氯和氨；都市森林每年每公顷能吸收30006000kg的二氧化硫。每公顷都市阔叶林有400t树叶，每年能吸收3002000kg的氟和氟化物，以及30005000kg的氯；沉降烟尘（拦截、沉淀、增加湿度）杉、松和栎木林每年每公顷的截尘能力分别为3200，3440和6800t。,E.控治生物灾害,中国的病、虫、草、鼠等生物灾害种类繁多，给农林业带来了重大损失。据报道，全国每年生物灾害带来的损
14、失占粮食产量的10%-15%，棉花产量的15%-20%，水果蔬菜的20%-30%，折合成经济损失达数百亿元。这些灾害是生态系统简单化和外来入侵种引入的结果。天然植被提供的有关生物灾害防治的价值难以精确计算，但至少相当于中国全部农业生产价值的5%-10%，即每年800108 1600108 元。,F.种间关系,物种之间的生态交互作用是生态系统自我更新和维持能力的基础。授粉或传播种子的媒介动物 控制病虫害的天敌动物分解枯枝落叶，加速土壤营养循环的动物,G.娱乐与生态旅游,保护生物多样性的一项主要的副产品是从生态旅游获得收益；中国目前每年来自自然旅游的收益约为116108 元。很明显，无论从国内国际
15、角度，中国仍具有巨大的开发生态旅游资源的潜力。假如如画风景受到保护，这意味着一项数十亿美元的产业举手可得。而森林破坏严重的地区丧失了这种潜在收入，无法获得相应的回报。,H.可更新资源,薪柴和木炭是可以从天然生态系统获取的能源。水力发电也要依靠植被，但不需要直接采集；其经济收益随生态系统完整性的增强而增加。,I.教育和科学价值,以大自然为主题的书籍、电视、电影用于自然方面的教育每年数10亿美元生态观察增加人类的知识、丰富人的经历,G.环境监测和预警价值,对于化学毒物特别敏感的物种能作为监测环境健康的“早期警报系统”有些物种可以提供早期预警信息，减少昂贵的设备和大规模破坏带来的损失：苔藓 水生生物
16、,苔藓是一种很好的环境污染指示剂，可以替代昂贵的监测仪器,K.备择价值,物种的备择价值是指物种在未来某个时间能为人类社会提供经济利益的潜能。收集和筛选野生物种药用价值的成分太平洋紫杉和银杏等。用于扩增DNA的多聚酶链式反应（PCR）技术是数十亿美元生物技术产业的最重要工具之一。其中基础的高温下稳定的酶最初是从黄石公园天然温泉特有的一种细菌中获得的。,桫椤（Alsophila spinulosa）国家二级保护，乔木状，树形伞状，优美壮观,荷叶铁线蕨（Adiantum reniforme var.sinense）国家二级保护，对黄胆肝炎、泌尿系统感染、中耳炎等有较好疗效,红豆杉Taxus Chin
17、ensis（Pilger）Rehd.国家一级保护，是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物,金毛狗（Cibotium barometz）国家二级保护，能止血，补肝肾，强腰，祛风湿。,L.存在价值,全球各地的许多人都关心野生动、植物，关注它们的保护。这种关注或许与渴望某天能参观一个独特物种的栖息地和在野外看到它有关，或许只是一种相当抽象的认同。特殊的物种，即所谓的“有超凡魅力的动物”，如大熊猫、狮子、大象和许多鸟类、能激发人类的强烈反应。人们通过参加和捐钱给保护这些物种的保护组织，以一种直接的方式来表达他们的关爱之情。,白头海雕（Haliaeetus leucocephalus）是美国国家的象征
18、，美国人民表示愿意每年花费数百万美元，来确保其持续存在的意愿。,三、生物多样性丧失原因及保护,人为因素是生物多样性面临威胁的主要原因，包括以下方面：1、生境破坏 2、生境破碎 3、生境退化和污染 4、过度开发 5、外来种的引入 6、疾病的加速扩散传播,生境破坏！,陕西秦岭南麓别墅群62栋全部被认定为违建！,陕西秦岭南麓400亩山地建别墅一事近日有新进展。汉中市南郑区一房地产企业打着养老项目的幌子，在秦岭南麓400亩山地上建起名为“益丰国际汉山郡”的别墅群。新京报记者今日（7月17日）从汉中市南郑区宣传部获悉，认定该别墅群属违法建筑，将全部拆除。,近几十年来，由于天灾人祸等许多自然和人为的因素，
19、整个青藏高原的生态环境已在明显恶化，形势日益严峻。目前，位于高原腹地的三江源随着全球气候的变暖，冰川、雪山逐年萎缩，众多江河、湖泊和湿地缩小、干涸；沙化、水土流失的面积仍在不断扩大；荒漠化和草地退化问题日益突出；长期的滥垦乱伐使大面积的草地和近一半的森林遭到严重破坏；虫鼠害肆虐；珍稀野生动物盗猎严重；无序的黄金开采及冬虫夏草的采挖屡禁不止；受威胁的生物物种占总类的20%以上，远高于世界10%-15%的平均水平，部分地区的人类已难以生存，被迫搬迁他乡。,三江源国家级自然保护区环境破坏！,四川省十大牧业基地之一的若尔盖县，沙化和潜在沙化的面积已占草地面积的13.32。,四川省若尔盖县牧场沙化！,石
20、柱毁数千亩湿地造工业园！,生物多样性保护的有以下措施：（1）就地保护（2）迁地保护（3）极小种群保护（4）建立种质资源库，保护遗传资源（5）加强教育与法制管理 其中，自然保护区涵盖了生物多样性最丰富的区域。例如金佛山自然保护区、缙云山自然保护区等。,62,金佛山自然保护区始建于1979年，由四川省人民政府批准为省级自然保护区。2000年4月经国务院批准为国家级自然保护区。总面积为41850 hm2，其中核心区面积9324 hm2，缓冲区面积19092 hm2，实验区面积13434 hm2。主要保护对象为以银杉、黑叶猴为主的珍稀野生动植物资源及其森林生态系统。,国家级自然保护区植被与景观金佛山,
21、63,重庆缙云山国家级自然保护区于1979年经四川省政府批准成立为市级自然保护区，同年被批准成为省级自然保护区，2001年6月国务院批准建立重庆缙云山国家级自然保护区。总面积7600 hm2，其中核心区面积1145.1 hm2，缓冲区面积为2044.3 hm2，实验区面积为4410.6 hm2。主要保护对象为森林植被及其生境所形成的自然生态系统。,国家级自然保护区植被与景观缙云山,64,国家级自然保护区植被与景观大巴山,重庆大巴山国家级自然保护区始建于1979年，1998年由两个县级保护区和一个县级森林公园统一合并，2000年，经重庆市人民政府正式批准成立重庆大巴山（省级）自然保护区，2003
22、年6月经国务院批准晋升为国家级自然保护区，保护区总面积136017 hm2，其中核心区面积42614.1 hm2，缓冲区面积31530.6 hm2，实验区面积61872.3 hm2，主要保护对象是亚热带森林生态系统及其生物多样性，不同自然地带的典型自然景观，典型森林野生动植物资源。,65,国家级自然保护区植被与景观雪宝山,重庆雪宝山自然保护区始建于2000年，由开县人民政府批准成立为县级自然保护区；2002年重庆市人民政府批准建立市级自然保护区。2011年国务院批准建立为国家级自然保护区，总面积23452 hm2,66,国家级自然保护区植被与景观阴条岭,重庆阴条岭国家级自然保护区于2001年1
23、1月建立，2012年1月国务院正式批准为国家级自然保护区。保护区总面积为22423.1 hm2，其中核心区面积7851.2 hm2，缓冲区面积6238.4 hm2，实验区面积8333.5 hm2。保护对象是以常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林以及寒温性针叶林、温性针叶林为骨干的原始森林为主的中山亚热带森林生态系统以及国家重点保护和珍稀濒危野生动植物。,67,国家级自然保护区植被与景观五里坡,五里坡自然保护区成立于2000年，经巫山县人民政府批准为县级自然保护区，2002年12月保护区升级为市级自然保护区，2013年6月经国务院批准为国际及自然保护区，保护区总面积为35276.6 hm2，核心区面积
24、为17323.1 hm2，缓冲区面积6555.8 hm2，实验区总面积11397.7 hm2。主要保护对象为亚热带常绿阔叶林。,就地保护（建立自然保护区）是保护生物多样做有效的措施！,全国自然保护区按类型数量统计表（截至2012年底）,全国自然保护区按类型面积统计表（截至2012年底）,2010年河南省自然保护区名录,图片来源中华人民共和国生态环保厅,2010年河南省自然保护区名录,图片来源中华人民共和国生态环保厅,2010年河南省自然保护区名录,河南省自然保护区共计34个，包括11个国家级自然保护区，21个省级自然保护区和2个县级自然保护区。,（1）生物多样性测定,确定测定对象、取样面积、取
25、样方法，即生物学、统计学两方面内容。三种类型的生物多样性表述方法：-多样性：群落/生境内生物多样性（一个局部群落内的物种多样性。）-多样性：群落/生境间生物多样性（沿着环境梯度的变化，物种替代的程度或不同群落间物种组成的差异程度。）-多样性：地理区域的生物多样性（指一个地区内在某一研究系列上的群落总体的物种多样性。）,四、生物多样性如何实施研究,-多样性,测量群落内生物种类、数量；测量生物种类间相对多度；反映了群落内、物种间，通过竞争资源，或者利用同 种生境，而产生的共存结果。,可分为几类：物种丰富度指数 物种均匀度指数 物种相对多度分布,四、生物多样性如何实施研究,物种丰富度指数,对一个群落中，所有实际物种数目的测量，物种丰富度(D)：D=SN S：物种数目；N：所有物种个体总数,四、生物多样性如何实施研究,
