高中生物奥赛-生态学&生物系统学(上).pptx

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,生态学&生物系统学,(上),全国竞赛考试中所占比 例：,.生态学：,15%,.生物系统学：,10%,生物学的发展方向,宏观,分子生物学,生物学,微观,生态学,生态学（Ecology）：,研究生物与其环境相互关系的科学,内涵：1、环境对生物的决定和塑造作用。,2、生物对环境的适应。,3、适应环境的生物对环境的改善作用。,生态学（6课时）,生物与环境,种群,生物群落,生态系统,环境的保护,一、环境,环境（Environments）,概念：,某一特定生物体或生物群体周围一切因素 的总和，包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。,内涵：,环境的本质就是生物生存和发展的资源或影响这种资源的因素。,环境因子：生物有机体以外所有的环境要素。,Daubenmire（1947）分为：气候类、土壤类和生物类；,包括7个并列项目：土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子,。,环境因子,生态因子,环境要素中对生物,起作用的因子,，也为生态因素。,二、生态因子,有很多种分类方式，常见的是：,根据有无生命特征来分类,：,（一）生态因子的分类,生态因子,同种或异种的其他生活于一起的生物。,有机体（同种和异种）,即自然因子。,温度、光、湿度、pH、氧气等,生物因子：,非生物因子：,综合作用,：各种生态因子间相互联系、相互影响、相互制约，生态因子对生物的作用是综合的。,主导因子作用,：诸多环境因素中对生物起决定性作用。,（主导因子）,作用的阶段性,：生物发育的不同阶段，需要不同,不可替代性和补偿性,：生态因子间,不可替代,，但在一定程度上,可以补偿,直接作用和间接作用,：,直接因子：直接对生物发生影响的生态因子,间接因子：通过影响直接因子而对生物发生影响生态因子,（二）,生态因子的作用特征,1、限制因子,2、利比希（Liebig）最小因子定律,3、Shelford耐受性定律,（三）生态因子的限制性作用,限制因子是对生物的生存、生长、繁殖或扩散等起限制作用的因子,当生态因子接近或超过生物的,耐受性极限,而影响其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因子成为该生物限制因子,限制因子可以因生物所处的环境不同或不同的发育阶段而,产生差异,。如水中的氧在正常情况下不会成为鱼的限制因子，但是在,高密度养鱼,的情况下，,氧就成为鱼生存的限制因子。,1、限制因子(limiting factor),（2009/50）氧气对水生动物来说，属于：,A综合因子 B一般生态因子,C替代因子 D限制因子,(D),低于某种生物需要的最小量的任何特定因子，是决定该种生物生存和分布的根本因素。,2、利比希最小因子定律(Liebigs law of minimum),任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多时会使该种生物衰退或不能生存,3、Shelford耐受性定律(Law of tolerance),驯化,驯化:,指通过诱导，使生物对某种生态因子的,耐受性,增强的过程。,有机体对实验环境条件变化产生的生理调节反应称实验驯化；有机体对自然环境条件变化产生的生理调节反应称气候驯化，实验驯化是对环境条件改变的一种生理上而非遗传上的可逆反应。,驯化的应用：植物的引种栽培,内稳态,生物通过控制体内环境(体温、糖、氧浓度、体液等)，使其保持相对稳定性,扩大了生物的生态幅与适应范围，但并不能完全摆脱环境的限制,生态幅,每一种生物对每一种生态因子都有一个,耐受范围,，即有一个生态上的最低点和最高点。在最低点和最高点(或称耐受性的上限和下限)之间的范围,最适范围,亚适范围,亚适范围,不适范围,不适范围,不能生存,因子梯度,渐增,生命活动或数量,生物对环境因子的耐受曲线(理想状态),耐受曲线（1）,最适范围,不适范围,不能生存,因子梯度,渐增,生命活动强度或数量,生物对环境因子耐受曲线的实际表现,亚适范围,亚适范围,不适范围,耐受曲线（2）,（一）,光因子,的生态作用及生物的适应,（二）,温度因子,的生态作用及生物的适应,（三）,水因子,的生态作用及生物的适应,（四）,土壤因子,的生态作用及生物的适应,三、,非生物因子,的生态作用及生物的适应,（一）光因子的生态作用及生物的适应,1、,光照强度,的生态作用和生物的适应,a.光照强度的生态作用,b.植物对光照强度的适应,c.动物对光照强度的适应,2、,光质,的生态作用和生物的适应,a.光质的生态作用,b.生物对光质的适应,3、生物对,光周期,的适应,（光照长短）,a.生物的昼夜节律,b.生物的,光周期现象,1、光照强度的生态作用和生物的适应,a.光照强度的生态作用,影响动物的生长发育,影响动物的体色,影响植物叶绿素的形成,（,黄化现象,）,影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生长和分化,影响植物花果的数量和质量,黄化现象：是在黑暗条件下生长的植株不能形成叶绿素，但能合成胡萝卜素和叶黄素，因此呈现黄色或黄白色。,黄化现象,光合作用率在,光补偿点,附近与光强度成,正比,，但达,光饱和点,后,不,随光强,增加,。（,光补偿点和光补偿点,）,水生生物 水生植物在水中的分布与光照强度有关。,陆生生物 对不同光照强度的适应产生,阳生植物和阴生植物,和耐阴植物。,阳生植物,对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行正常生长；,阴生植物,对光的需要远较阳性植物低，光补偿点低，呼吸作用、蒸腾作用都较弱，抗高温和干旱能力较低；,耐阴植物,对光照具有较广泛的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间。,b.植物对光照强度的适应,c.动物对光照强度的适应,依活动时间的动物分类,动物开始活动的时间,2、光质的生态作用和生物的适应,a.光质的生态作用,叶绿素的吸收光谱,蓝紫光：430450nm 红光：640660nm,不同光质的作用,蓝紫光：促进,蛋白质,的合成 红光：促进,糖,的合成,青光、蓝紫光和紫外线等短波光抑制植物的伸长生长，使植物向光性更敏感,紫外线能杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D的合成,红外线是地表的基本热源，对外温动物的体温调节和能量代谢有决定性作用,b.生物对光质的适应,可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育都有影响,水中植物的垂直分布,高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达,水域越深，光线越弱，藻类植物细胞内的叶绿素含量越少。绿藻主要吸收红光，所以它们只分布在水深5到6米的水中。橙光和黄光可以透入30到60米深的海水中，这里往往是褐藻的天地。红藻主要吸收绿光和蓝光，它们透入水层较深。这一生态现象充分说明，生物群落结构的形成受生态因素的影响。,水中植物的垂直分布,3、生物对光周期的适应,a.生物的昼夜节律,光的周期性,生物的昼夜节律,生物的光周期现象,植物的光周期现象,（参考书的P479）,植物的光周期：,长日照、短日照,、中日照和中间型植物,植物光周期的应用：杂交、抗性选育、异地种植,动物的光周期现象,动物繁殖的光周期：长日照和短日照动物，意义,昆虫滞育、动物换毛换羽和,迁徙的光周期,实验室恒定条件下生物的节律,(2009/93)以下几种植物对光的反应中，属于光周期现象的有：A菜豆等植物叶片昼开夜合 B气孔在光照下张开 C马铃薯在长日照下形成块茎 D菊花在短日照下开花,见光就开，与光强有关,气孔开合,，是由于光照保卫细胞影响其光合作用二导致的。,见光就开，与光强有关,(C、D),（2008/97）小麦和菠菜是长日照植物，烟草和大豆是短日照植物，在长暗期中若给予适宜的,光间断处理,可被促进开花的植物有,A小麦 B菠菜,C烟草 D大豆,（A、B）,短夜反应,长日照,开花,（2006/24）下面哪种生物最适合在深水牟生长(),A蓝藻 B绿藻 C红藻,D褐藻 E硅藻,(2008/11)对于植物,间断暗期,最有效的光是（）,A红光 B远红光,C蓝紫光 D绿光,A,C,暗期对植物的开花更为重要，对于短日植物，它的开花决定于暗期的长度，只要暗期超过临界夜长（临界暗期），不管光期多长，它都开花。所以，又称短日植物为“长夜植物”更为确切。长日植物则相反，它不需要连续黑暗。,假如在足以引起短日植物开花的暗期中间，被一个一定强度的闪光所间断，短日植物就不能开花，长日植物就能开花，这种现象叫做,暗期光中断现象,。,用不同波长的光来间断暗期的试验表明：无论是抑制短日植物开花，还是诱导长日植物开花，都是红光最有效。如果在红光照过后立即再用远红光照，那么暗期闪光间断的效应就会消失。,知识扩展,(二)、温度因子的生态作用及生物的适应,1、温度因子的生态作用,2、生物对极端环境温度的适应,生物对,低温,的适应,生物对,高温,的适应,3、生物对周期性变温的适应,4、物侯节律（生物钟）,5、休眠,1、温度因子的生态作用,（1）温度与生物生长,每一种酶的活性都有其最低温度、最适温度和最高温度，相应形成生物生长的,“三基点”,。,高温,：蛋白质凝固、酶系统失活；,低温,：引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化。,一定温度范围内，生物生长速率与温度成正比。,低温“春化”,。,温度与生物发育的最普遍规律,有效积温,。,K=N(T-T,0,),K有效积温,T当地该时期的平均温度,T,0,该生物生长活动所需最低临界温度（生物零度）,N天数，d。,（2）温度与生物发育,春化低温,对越冬植物成花的诱导和促进作用。,冬性草本植物（如冬小麦）一般于秋季萌发，经过一段营养生长后度过寒冬，于第二年夏初开花结实。如 果于春季播种，则只长茎、叶而不开花，或开花大大延迟。这是因为冬性植物需要经历一定时间的低温才能形成花芽。,冬性作物已萌动的种子经过一定时间低温处理，则春播时也可以正常开花结实。春化作用一词即由此而来。,冬性禾谷类作物（如冬小麦）；二年生作物（如甜菜、萝卜、大白菜）以及某些多年生草本植物（如牧草），都有春化现象，这是它们必须等到翌年才能开花的基本原因。,有效积温法则及其意义,有效积温法则,植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程，而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数，称总积温或有效积温，因此可用公式：NTK 表示，考虑到生物开始发育的温度，又可写成：N(TC)K,TCKN，其中，,N为发育历期，即生长发育所需时间，T为发育期间的平均温度，C是发育起点温度，又称生物学零度，K是总积温（常数）。,有效积温法则的意义,预测生物发生的世代数；,预测生物地理分布的北界；,预测害虫来年的发生程历；,制定农业气候区划，合理安排作物；,应用积温预报农时。,2、生物对极端环境温度的适应,（1）生物对低温的适应,植物,形态结构：油脂、鳞片、短小、匍匐状，厚皮,生理适应：细胞内物质含量变化(糖类、脂肪),动物,形态：,贝格曼规律,、,阿仑规律,、毛、皮结构、脂肪层,生理：基础代谢和非颤抖性产热(褐色脂肪)，身体异温，水生哺乳动物的乳汁构成、热交换器等,行为：迁徙、冬眠、冬睡、滞育、集群、活动位置,（2）,生物对高温的适应,植物,形态适应：叶片毛、鳞片、颜色、排列,生理适应：细胞含水量(糖/盐浓度、代谢强度),动物,形态适应：毛皮性质和颜色,生理适应：体温过热,行为适应：栖居地点、活动时间,低温的限制作用致死,高温的限制作用难以实现,春化,3、生物对周期性变温的适应,温周期现象,（植物生长与昼夜温度变化的关系密切）,1、,种子萌发期：,大多数植物在变温下发芽较好。,2、,生长期,：植物生长要求温度因子有规律的昼夜变化。,3、变温对于植物体内物质的,转移和积累,具有良好的作用。,白天温度高，光合作用强度大，夜间温度低，呼吸作用弱，物质消耗少，对植物有机质的积累有利。,物候,是指生物长期适应于一年中温度的节律性变化，形成的与此相适应的发育节律。,如大多数植物春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。,物侯节律即为生物与季节变温,植物春花秋实,动物休眠、换毛换羽、迁徙、回游、繁殖季节,生物钟,4、物侯节律,休眠指生物的潜伏、蛰伏或不活动状态，是抵御不利环境的一种有效的生理机制。,休眠对适应外界严酷环境有特殊意义。植物的休眠主要是种子的休眠。动物的休眠有冬眠和夏眠（夏蛰）,种子的休眠现象和后熟现象是植物对不利条件的一种适应，采用增加种皮透性以及打破休眠的措施则可以促进一些植物种子的萌发，实验证明，,低温和潮湿,的环境可达到这种目的。,林业中的,“层积法”,就是把采收的种子埋放到土或沙中贮存，等播种季节到来时再取出，播种。这是一种经常被采用的种子催芽的做法。,5、休眠,2009/7.常用湿润沙土将葡萄种子分层堆埋在室外进行低温处理，其作用是：,A促进种子休眠 B打破种子休眠,C提高种子生活力 D延长种子寿命,(B),2009/5.冬储大白菜帮结冰后，烹饪前最恰当的处理方法是：,A直接炒或煮 B用热水使冰融化,C放在暖气旁使冰融化,D放在冷凉处使冰缓慢融化,(D),2006/52以下对生物节律的论断哪个是错误的,A动植物都有生物节律,B在没有外界刺激的情况下，动植物的生物节律会维持,C生物节律是由生物体内在的生物钟控制的,D生物钟是无法调整的,E外界环境会影响生物钟的运转,（D）,2007/84下面不属于内温动物对低温环境生理适应对策的是：A.,阿伦规律,B逆热流交换机制,C.产热 D局部异温性,(A),2007/86北美洲在过去的18000年中，,云杉、白桦,向北推移的原因是：,A潮湿气候的区域已经向南推移了,B飓风发生的频率增加了C年平均温度升高了,D年均降水量增加了,(C),2009/111物种的地理变异是指广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区和不同种群间显著差异。下面哪些项可作为地理变异经典例证,A葛洛格规律(Glogers)B阿利氏规律(Allees),C贝格曼规律(Bergmanns)D阿伦规律(Allens),（ACD）,云杉,耐荫、,耐寒,、喜欢凉爽湿润的气候和肥沃深厚、排水良好的微酸性沙质土壤，生长缓慢，浅根性树种，喜空气 湿润气候，喜生于中性和微酸性土壤，也能适 应微碱性土壤，喜排水性良好、疏松肥沃的砂壤土。,北美洲地跨热带、温带、寒带，气候复杂多样。以温带大陆性气候为主。,北部在北极圈内，为冰雪世界。,南部加勒比海受赤道暖流之益，但有热带飓风侵袭。,白桦,喜光，不耐荫。,耐严寒,。对土壤适应性强，喜酸性土，沼泽地、干燥阳坡及湿润阴坡都能生长。深根性、耐瘠薄，常与红松、落叶松、山杨、蒙古柢混生或成纯林。开然更新良好，生长较快，萌芽强，寿命较短。,知识扩展,葛洛格规律(Glogers),温血动物,在温暖地区的个体,黑色素,增多,在干旱地区则红,黄,棕色为多,在寒冷地区色素逐渐减弱.,阿利氏规律（Alleesrule）,动物有一个最适宜的种群密度,，种群过密或过疏都可能对自身产生不利影响。阿利氏规律包括：,（A）种群小时存活率最高；,（B）种群中等大小时最有利，过疏过密都有害。,此规律可指导保护珍稀动物，即：将动物引种到其他地区时，要保证其种群有一定密度；还可指导人类社会，如城市人口密度要适宜，过疏、过密都会产生不良后果。,解题,气孔的开关与保卫细胞的水势有关。,保卫细胞,：,新月形的细胞,成对分布在植物叶孔周围,控制进出叶子的气体和水分的量。气孔张开调节机理图解,光照,保卫细胞,光合作用,保卫细胞中,CO2浓度下降,，,pH值上升,淀粉水解为葡萄糖,细胞内水势下降,保卫细胞吸水膨胀,气孔张开,保卫细胞,（淀粉磷酸化酶）,鸟类节律,长日照植物：萝卜、菠菜、小麦、凤仙花、牛蒡等,短日照植物：玉米、高粱、水稻、棉花、牵牛等,中日照植物：甘蔗等少数热带植物,日中性植物：蒲公英、四季豆、黄瓜、番茄,夜间断效应=光期间断效应=短光期+短暗期=短夜反应（,长日植物开花,）,大于24小时的长光期或长暗期=长夜反应（,短日植物开花,）,返回习题,一片叶子在某一特定的光照强度下，其光合作用吸收的,co,2,与呼吸作用释放的,co,2,等量，这个特定的光照强度称为该叶的,光补偿点,。,当光照强度高于光补偿点时，其光合作用吸收的,co,2,大于呼吸作用释放的,co,2,。当光照达到一定强度时，光合作用速率达到最高点，这时的光强为该叶的,光饱和点,。超过光饱和点，光合作用速率并不增加，反而可能下降。,阴性植物与阳性植物对光照强度的适应,蓝,紫,绿,橙,紅,红外线,400 500 600 700,波长,nm,相,对,吸,收,叶绿素的吸收光谱,小时,植物光合作用的昼夜变化,不同物种对高温的耐受性,水生植物：3040,旱生植物：5060,兽类：42,鸟类：4648,爬行类：45,贝格曼规律(Bergmanns rule),内容,：高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大，如东北虎大于华南虎。,原因,：一般认为，动物个体大则相同质量所对应的体表面积就小，其单位体积,散热就少,。对恒温动物来说在竞争中应付体表散热所损失的能量相对较少，在进化选择中是有利的。,返回,习题,阿仑规律,(Allens rule),内容：在寒冷地区生活的哺乳动物的四肢、耳、鼻、尾均有,明显缩短的趋势。,原因：寒冷地区对哺乳动物的主要生态问题是保持体温，躯,体突出部分缩短可,减少散热,，对动物在环境中竞争显,然是有利的。,返回,习题,(三)水因子的生态作用及生物的适应,1、水的生态作用,2、生物对水分的适应,水是生物生存的重要条件,水对动植物生长发育的影响,水对动植物数量和分布的影响,1、水的生态作用,水是生物生存的重要条件,水是任何生物体的重要组成部分,水是生命活动的基础,水对稳定环境温度有重要意义,水是光合作用的原料,水使生物保持一定的状态,水对生物生长发育的影响,水对植物生长发育的影响,水分对植物生长有最低、最适和最高值,3基点,水对动物生长发育的影响,水分不足时，引起动物的滞育和休眠,许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关,水对物种数量和分布的影响,水分与动植物种类与数量的影响,降水量最大的赤道热带雨林种的植物达52种/公顷，而降水量较少的大兴安岭红松林中，仅有植物10种/公顷,对植被的分布的影响,我国从东南到西北可分为3个等雨量区，因而植被类型也分为3个区：湿润森林区、干旱草原区和荒漠区,2、生物对水分的适应,（1）植物对水的适应,（2）动物对水的适应,（1）植物对水的适应,陆生植物,陆地植物的水平衡,陆生植物的适应特征,水生植物,水体环境的特征,水生植物的适应特征,陆地植物的水平衡,水分来源,根系吸收,茎叶吸收,体内代谢,水分去向,蒸腾作用,体内代谢,根据水分条件划分的陆生植物的类型,湿生植物,：,不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生长在水边或潮湿的环境中。,如,水稻、秋海棠,。,中生植物,：,适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，,种类最多、分布最广和数量最大,的陆生植物。,旱生植物,：,生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。其对干旱环境的适应表现在,根系发达、叶面积很小、发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。,形态适应,发达的根系、叶面积很小、,发达的储水组织,生理适应,原生质渗透压特别高，从而植物根系能从干燥的土壤中吸收水分。,旱生植物的适应特征,植物根系和水分的关系,水体环境的特征,弱光,缺氧,粘性高,密度大,温度变化平缓,水生植物的适应特征,发达的通气组织,机械组织不发达或退化发达甚至脱化,水下叶片很薄，且多分裂成带状、线状,水生植物的类型,沉水植物,浮水植物,挺水植物,沉水植物,黑藻,金鱼藻,苦草,浮水植物,满江红,凤眼莲,野菱,挺水植物,水生植物分布示意图,（2）动物对水的适应,水生动物,保持,盐分与水分的平衡,是水生动物适应环境的基础,主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡,淡水动物,和,海洋动物,的差异,陆生动物,形态结构,行为,生理,动物对水环境的适应与植物不同之处,动物有活动能力，动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境,土壤的生态学意义,土壤物理性质与生物,土壤的质地与结构,土壤水分、土壤空气、土壤温度,土壤化学性质与生物,土壤生物特性,植物对土壤的适应,（四）土壤因子的生态作用及生物的适应,土壤的生态学意义,土壤是陆地生态系统的基础,土壤是具有决定性意义的生命支持系统,土壤是许多生物的栖息场所,土壤是植物生长的基质和营养库,土壤是污染物转化的重要场地,土壤质地与结构对生物的影响,土壤质地(soil texture)：,土粒按直径大小分为粗砂、细粒、粉砂和粘粒，不同大小土粒的组合称为土壤质地,土壤结构(soil structure)：,是指固体颗粒的排列方式、孔隙的数量和大小以及团聚体的大小和数量等,土壤质地与结构常常通过影响土壤的其它理化性质来影响生物的活动,根据土壤质地可把土壤分为,砂土,、,壤土,和,粘土,三大类，其通气透水、保水保肥性能都不一样,土壤水分,土壤的矿质营养必需溶解在水中才能被植物吸收利用,植物水分的主要来源，太少引起干旱，太多又导致涝害,影响土壤内无脊椎动物的数量和分布,土壤空气,O,2,的含量较大气低，可能抑制植物根系的呼吸作用,CO,2,含量过高时，根系的呼吸和吸收机能就会受阻,土壤温度,植物种子的萌发和根系的生长、呼吸及吸收能力有直接影响,限制养分的转化来影响根系的生长活动,低的土温会降低根系的代谢和呼吸强度，抑制根系的生长，减弱其吸收作用,土温过高则促使根系过早成熟，根部木质化加大，从而减少根系的吸收面积,土壤酸碱度,与土壤微生物活动、有机质的合成与分解、营养元素的转化与释放、微量元素的有效性、土壤保持养分的能力及生物生长等有密切关系,土壤酸碱度对土壤动物区系及其分布有重要影响,土壤有机质,腐殖质和非腐殖质,影响土壤微生物和土壤动物的分布,土壤矿质元素,植物生命活动需要9种大量元素和7种微量元素,影响土壤土壤动物的种类和数量,土壤化学性质与生物,土壤的生物特性,土壤生物种类繁多,生物活动产生土壤,土壤生物与土壤肥力,根据植物对土壤,酸碱度,的反应的植物分类,酸性土植物、中性土植物和碱性土植物,根据植物对,土壤钙质,的反应的植物分类,喜钙植物和嫌钙植物,根据植物对,土壤含盐量,的反应的植物分类,盐土植物和碱土植物,植物对,极端土壤环境,的适应,盐碱土植物,沙生植物,植物对土壤的适应,生态类型,举例,适应机制及特征,聚盐植物,碱蓬、,滨藜、盐角草等,可吸收土壤中的可溶性盐类，聚集于体内，不受伤害。,植物体干而硬，叶子不发达，蒸腾表面强烈缩小，气孔下陷；表皮具有厚的外壁，常具灰白色绒毛。细胞间隙强烈缩小，栅栏组织发达，一些植物具肉质性、有贮水细胞。,泌盐植物,柽柳、,红树、大米草、补血草,吸收土壤可溶性盐，通过茎、叶表面盐腺分泌排出,不透盐性植物,蒿属、盐地风毛菊、田菁等,不吸收或很少吸收土壤盐类,碱蓬,滨藜,盐角草,大米草,补血草,田菁,盐地风毛菊,沙生植物对环境的适应,沙生环境,高温、干旱、强风、土壤贫瘠,植物的适应,地面植株小、根系发达,叶边极端缩小或退化,贮水细胞或脂类物质,细胞具有高渗透压,休眠,盐碱土,盐土：含可溶性盐(氯化钠、硫酸钠盐等)1%以上，pH中性，土壤结构未被破坏,碱土：含弱酸强碱盐(碳酸盐类)较多，pH在8.5以上，土壤结构被破坏,盐碱土对植物的危害,植物对盐碱土的适应,盐碱土,对植物的危害和,植物的适应,知识扩展,盐碱土,对植物的危害,引起植物的,生理干旱,伤害植物组织,引起细胞中毒,影响植物的正常营养,在高浓度盐类作用下气孔不能关闭,知识扩展,盐碱土植物对环境的适应,形态,植物矮小、干硬、叶不发达、蒸腾面小、气孔下陷、表皮有厚外皮、灰白绒毛,结构,细胞间隙小、栅栏组织发达、贮水细胞,生理,聚盐性植物,泌盐性植物,不透盐性植物,知识扩展,2007/11自然环境中有不少盐碱土，大部分在地势低洼、地下水位高的地区，以及滨海地区。过高的盐分对植物生长形成盐害，其中主要的阴离子是Cl，C032和S042，而最主要 的阳离子则是()。ANa+B Ca+C Mg+D K+,（A）,2007/89盐碱地土壤对非盐碱植物的危害主要是因为它导致植物：A生理干旱 B同化速度加快,C.呼吸作用增强 D水分消耗过快,（A）,回顾：,1、土壤,物理性质,化学性质,生物特性,质地与结构,水分,空气,温度,酸碱度,有机质,矿质元素,2、植物对土壤的适应,3、盐碱土壤,淡水动物对水环境的适应,淡水动物对环境是高渗性(淡水的渗透浓度为2-3mmol/l，而动物体液或血液渗透浓度高)，导致水不断渗入动物体内，过剩的水不断排出体外，保持水分平衡,补充丢失的盐分方法：,食物,鳃主动吸收盐类,海洋动物对水环境的适应,等渗动物,这些动物不会由于渗透作用而失水或得水，但随代谢废物的排泄损失一部分水。,补充水分方法：从食物中得到；饮用海水并排出海水中的溶质；食物氧化过程中产生代谢水,低渗动物,由于渗透作用失去一些水，会从食物、代谢中或海水摄入更多的水，其中,喝水是主要来源。保持低渗：喝水同时吸入盐，对多余的盐类排除方法：尿液量；鳃通过主动作用把盐类排出体外,高渗动物,体外的水会渗透到体内，不需要饮水、食物和代谢过程中摄取水，而是借助于排泄器官把体内的过剩水排出,形态结构适应,昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；哺乳动物有皮质腺和毛，防止体内水分过多蒸发。,行为的适应,沙漠动物昼伏夜出：沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大,迁徙：在水分和食物不足时，迁移到别处。,生理适应,储水的胃；储藏丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量的水分；血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。,陆生动物对水环境的适应,四、生物因子,环境中的,生物因子,包括,种内关系,和,种间关系,两个方面。,（一）种内关系,是同种个体之间的关系，包括,种内斗争,和,种内互助,。,种内斗争,：种内斗争是同种生物个体间因对资源或其他因素的需要而引发的斗争。,种内互助,：动物通过种内互助能更有效的捕食、避敌，更好地适应环境。,密度效应,在一定时间内，当种群的个体数目增加时，就必定会出现邻接个体之间的相互影响,最后产量衡值法则,在一定范围内，当条件相同时，不管一个种群的密度如何，最后产量差不多总是一样的,原因：一定环境下的资源承载力是一定的；密度增加时，竞争加强，生长率下降，个体变小,-3/2自疏法则,自疏现象：同一种植物因密度引起的个体死亡,动植物的性行为,内容：种群内部性别关系、动态及其决定的环境因素,两性细胞的结合与有性繁殖,植物的性别系统,动物的婚配制度,领域性,社会等级,植物的性别系统,雌雄同花(两性花),同株异花(单性花),雌雄异株,原因环境因素和进化策略,植物性别的特点：多样性、易变性,动物的婚配制度,婚配制度,群体内婚配的各种类型，包括异性的相互识别、配偶数目、配偶持续时间、对后代的抚育,婚配制度的类型,单配制，如鸳鸯、天鹅、丹顶鹤,一雌多雄制，如距翅水雉,一雄多雌制，如海狗等,环境影响,环境的资源质量和分布,领域：指由个体、家庭或其他社群单位所占据的，并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间,领域行为：鸣叫、气味标志、威胁、直接进攻入侵者,动物种群中个体的地位具有一定顺序的等级现象,领域性,社会等级现象,植物体通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接影响的现象,存在于种内和种间,他感作用物质,乙烯、香精油、酚及其衍生物，不饱和内脂、生物碱、配糖体等,他感作用,（二）种间关系,指不同种个体或种群之间的关系。它比种内关系更为复杂，一般分为,正相互作用,和,负相互作用,。,正相互作用包括,偏利共生、互利共生,和,原始合作,等；而负相互作用则包括,竞争、寄生、捕食,等。,偏利共生,：是指两种生物生活在一起，彼此之间一方有利，另一方不受害。,互利共生,：两种生物生活在一起，互相受益，但彼此之间具有依赖性二者不可分离的这样一种关系称互利共生。由于二者不可分开，所以又称专性共生。,原始合作,：两种生物生活在一起，互相受益，但二者之间不存在依赖关系，可以分离开来。,竞争,：通常是指在不同种的个体之间，因争夺共同的资源、空间发生的相互作用。生活习性越相近的物种间的斗争越激烈。,寄生,：两种生物生活在一起，一种生物以消耗另一种生物体内的有机物质为生，前者受益（为寄生物），后者受害（宿主），这种现象叫寄生。,捕食,：一种生物以另一种生物为食的现象叫捕食，是群落中生物之间最常见、最基本的关系之一。,偏害,：也为他毒或抗生，是两种生物在一起，一种生物的分泌物对另一种生物有杀害或抑制作用。,原始合作：,海葵和寄居蟹；蚂蚁和蚜虫。,互利共生,：植物中豆科植物与根瘤菌:根瘤菌为豆科植物提供N等元素，豆科植物为根瘤菌提供营养物质。,互利共生,：地衣，是单细胞藻类和真菌的共生体，他们彼此交换养料，共同维持水分和无机盐的平衡。,偏害,：微小红腰鞭毛虫分泌剧毒产物，导致海洋鱼类和其他动物大量死亡。,高斯假说(竞争排斥原理),在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的、但具有相同资源利用方式的物种，不能长期共存在一起,要求相同资源的两个物种不共存与一个空间,长期共存在同一地区的两个物种，由于剧烈竞争，他们必然会出现栖息地、食物、活动时间或其他特征上的生态位分化,生态位理论,生态位,(niche),指物种在生物群落或生态系统中的,地位和角色,；在自然生态系统中,一个种群,在时间、空间上的位置及其在相关种群之间的,功能关系,(,n-维生态位,),生物生长发育的不同时期生态位不同,基础生态位和实际生态位,基础生态位：物种能栖息的、理论上最大的空间,实际生态位：物种实际占有的空间,生态位分化,生态位,重叠,导致种间竞争加剧，导致物种灭亡或生态位分离,同个种群、地位和功能、重叠和分化、多维、空间单位。,2007/80以下关于生态位的术语哪个是不正确的：A生物在生物群落中的地位和作用,B用来表示栖息地再划分的空间单位,C是一个多维的超体积空间,D是一组生物所占有的环境,2007/83生态等值种具有相同的：A栖息地 B食物 C环境 D生态位,(D),(D),生物因素,种内关系,种间关系,种内斗争,种内互助,正相互作用,负相互作用,偏利共生互利共生原始合作,竞争,寄生,捕食,偏害,拟寄生,是指,寄生者,进入寄主体内吸收营养并把寄主逐渐,杀死,的寄生现象。拟寄生不同于寄生，,寄生是寄主不被杀死,。拟寄生现象在害虫的生物防治终被广泛运用。例如利用黑青小蜂产卵于越冬的棉红铃虫幼虫体内，蜂卵在虫体内孵化后以虫体物质为食，逐渐杀死棉红铃虫，在棉花仓库内放入黑青小蜂可收到防治棉铃虫危害的良好效果。此外，姬蜂、小蜂、卵蜂、细蜂等都是有类似作用的寄生蜂种类，都被用来防治不同的农、林业害虫。,拟寄生,2008/90以下哪两个物种之间的关系属于拟寄生（）,A多鞭毛虫和白蚁 B杜鹃和大苇莺,C华肝蛭和淡水螺 D赤眼蜂和玉米螟,多鞭毛虫和白蚁,:鞭毛虫（实际上是披发虫）寄生在白蚁肠道内，可消化纤维素。白蚁本身不能消化纤维素，只能利用披发虫消化纤维素后产生的糖类。披发虫被杀死了，白蚁不能获得糖类，就死掉了。鞭毛虫离开白蚁的消化管后也会死亡。,杜鹃和大苇莺,:“卵寄生”现象,赤眼蜂,幼虫在蛾类的卵中寄生，可用以进行生物防治。实验室繁育的微小赤眼蜂已成功地用来,防治各种鳞翅目农业害虫,。是一类很有利用价值的天敌，能寄生玉米螟卵的赤眼蜂有玉米螟赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、螟黄赤眼蜂、铁岭赤眼蜂。但以玉米螟赤眼蜂和松毛虫赤眼蜂最重要。,肝蛭又称：肝吸虫。,寄生虫，身体扁平，前端尖，雌雄同体。成虫寄生在人体肝脏内，虫卵随粪便排出，先在淡水螺体内发育，然后侵入淡水鱼体内，人吃生鱼或喝含幼虫的水就会感染发病。患者有消瘦、贫血、肝肿大等症状。,淡水螺是华肝蛭中间寄主,D,协同进化,一个物种的进化必然会改变作用于其它生物的选择压力,引起其它生物也发生变化,这些变化反过来引起相关物种,的进一步变化.,草食对植物的危害和植物的补偿作用,危害：随受损部位、发育阶段的不同而异,补偿：自然落叶减少、单位光和面积提高、增加种子重量,草食作用,2009/55.粘液瘤病毒引进澳大利亚几年后毒力逐渐减弱，其原因是：,A,驯化,B辐射适应 C,协同进化,D,他感作用,(C),适应辐射,(Adaptive Radiation)在进化生物学中指的是从原始的一般种类演变至多种多样、各自适应于独特生活方式的专门物种（不包括亚物种，就是说它们相互之间不能交配的物种）的过程。而这些新物种虽然有差别，但却在一定程度上保留了原始物种的某些构造特点。它们各自占据了合适自己的小生境。适应辐射这个概念适用于进化史中一个短的时间段内。,适应辐射,是由,变异和自然选择,所推动的。,非生物因素,生物因素,光,温度,水,土壤,种内关系,种间关系,种内斗争,种内互助,正相互作用,负相互作用,偏利共生互利共生原始合作,竞争,寄生,捕食,偏害,生态因素,第二章 种群及其基本特征,种群的概念,种群动态,种群的空间格局,种群调节,种群的繁殖策略,第一节 种群的概念,种群,(population)：同一时期内占有一定空间的同种生物个体的集合,不同学科的用语,：群体、居群、繁群、个体群,种群生态学:,研究种群的数量、分布以及种群与其栖息环境中非生物因素和其他生物种群之间的相互作用,自然种群的基本特征,空间特征：,种群具有一定的分布区域,数量特征：,每单位面积(或空间)上的个 体数量(即密度)及变动,遗传特征：,种群具有一定的基因组成,2009/56.下列哪项不属于自然种群的基本特征,A空间特征 B数量特征,C形态特征 D遗传特征,(C),种群的内涵,不是个体的简单相加：有机体之间,相互作用,，整体上呈现组织结构特性,个体之间,差异性,：不同的发育阶段(年龄不同)；同一生长阶段，个体贡献不同,个体水平与种群水平的差异：个体有出生、死亡，种群称为,出生率和死亡率,第二节 种群动态,（一）种群的密度和分布,（二）种群统计学,（三）种群增长模型,（四）自然种群的数量变动,（一）种群的密度和分布,种群的大小和密度,大小：个体数量或生物量、能量,密度：单位面积或体积、生境中的个体数量或生物量、能量,生物量,是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质（干重）（包括生物体内所存食物的重量）总量，通常用kg/m2或t/ha表示。,种群数量统计,种群,边界问题,绝对密度和相对密度,密度的估计方法,总数量调查法,：在某一面积的同种个体数目。,样方法：,在若干样方中计算全部个体，以其平均值推广来估计种群整体。样方需要有代表性并随机取样。,标记重捕法,：对移动位置的动物，在调查样地上，捕获一部分个体进行标志，经一定期限进行重捕。根据重捕取样中标志比例与样地总数中标志比例相等的假定，来估计样地中被调查的动物总数。,图片：植物调查的样方法,草,原,样方法,图片：鸟类调查的环志法,标志重捕动物的计算公式：,N:M=n:m,N=Mnm,M:标志数,n：重捕个体数,m：重捕中标记数,N：样地上个体数,（二）单体生物和构件生物,单体生物(unitary organism),：个体由一个受精卵直接发育而成，形态、发育可预测,构件生物(modular organism),：受精卵先发育成构件，再发育成更多的构件，形态、发育不可预测,二、种群统计学,种群统计的基本指标,年龄、时期结构和性比,生命表、存活曲线和种群增长率,种群统计的基本指标,种群密度,初级种群参数,出生率(natality)：,最大出生率和实际出生率,死亡率(mortality)：,最低死亡率和 实际死亡率,迁入和迁出,次级种群参数,年龄分布,性比,种群增长率,（一）种群结构和性比,年龄结构,年龄锥体,(年龄金字塔)(Age pyramid),时期结构(Stage structure),个体大小群,构件生物的年龄结构,性比,(sex ratio),不同国家的年龄结构,（二）生命表、存活曲线和种群增长率,生命表,生命表的作用和格式,生命表的类型,综合生命表,存活曲线,种群增长率和内禀增长率,生命表的作用和格式,作用,综合评定种群各年龄组