期末 生態學

2023-02-08 19:06:07 字數 4993 閱讀 9356

1、說明生態學的定義,舉例說明生態學是研究什麼問題的,採用什麼方法研究。

● 生態學是研究生物有機體與其無機環境之間相互關係的科學」。

● 生態學---是研究生物生存條件、生物及其群體與環境相互作用的過程及其規律的科學,其目的是指導人與生物圈(即自然、資源與環境)的協調發展。

● 生態學的研究物件和內容:

現代生態學向微觀和巨集觀兩個方向發展:

一方面在分子、細胞等微觀水平上**生物與環境之間的相互關係;

另一方面在個體、種群、群落、生態系統等巨集觀層次上**生物與環境之間的相互關係。

(一)生態學是研究生物與環境、生物與生物之間相互關係的一門生物學分支學科

1.如按現代生物學的組織層次來劃分,生態學的研究物件為:基因、細胞、器官、有機體、種群、群落、生態系統等,研究它們與環境之間的相互關係。

2.如按生物類群來劃分,生態學的研究物件為:植物、微生物、昆蟲、魚類、鳥類、獸類等單一的生物類群,研究它們與環境之間的相互關係。

● 生態學研究方法可以分為野外的、實驗的和理論的三大類。

2、什麼是利比希最小因子定律、限制因子定律與耐受性定律?

● 利比希最小因子定律-----低於某種生物需要的最小量的任何特定因子,是決定

該種生物生存和分布的根本因素。 (該定律只在物質和能量的輸入和輸出處於平衡狀態時,即嚴格的穩態下,才能應用)

● 限制因子定律(blackman)-----任何生態因子,當接近或超過某種生物的耐受性極限而阻止其生存、生長、繁殖或擴散時,這個因素稱為~。

● 耐受性定律(shlford)-----任何乙個生態因子在數量上或質量上的不足或過多,即當其接近或達到某種生物的耐受限度時會使該種生物衰退或不能生存。

3、生物對光會產生哪些適應?

生物對光的適應表現在三個方面:①對光質的選擇性適應。如人類和許多脊椎動物能看見的光只是在可見光波範圍內,植物光合作用利用的波長在380~710nm,吸收最強的是紅光和藍紫光,光質影響了光合強度。

②植物對光照強度的適應性,表現在陽地植物和陰地植物在生理及形態上的差異,以及c4植物和c3植物光合作用速率的差異。③生物隨光照長度的日週期和年週期變化,也出現適應性的晝夜節律與光周期現象。如動物的活動行為、體溫變化,植物的光合作用、蒸騰作用等均具晝夜節律變化。

動物的換毛、換羽、遷徙均具有光周期現象。光周期成為生命活動的定時器和啟動器。

4、生物對極端高溫和極端低溫會產生哪些適應?

生物對極端高、低溫的適應表現在形態、生理和行為等各個方面。

低溫的形態適應:植物的芽和葉片常有油脂類物質保護,樹幹粗短,樹皮堅厚;內溫動物出現貝格曼規律和阿倫規律的變化。在生理方面,植物減少細胞中的水分,增加醣類、脂肪和色素等物質以降低***點,增強抗旱能力;內溫動物主要增加體內產熱量來增強禦寒能力和保持恆定的體溫,通常是靠增加非顫抖性產熱和基礎代謝產熱,前者作用更為重要。

此外還採用逆流熱交換、區域性異溫性和適應性低體溫等適應寒冷環境。行為上的適應照顧要是遷徙和集群。

生物對高溫的適應也表現在上述三個方面。生理上,植物主要降低細胞含水量,增加糖和鹽的濃度,以及增加蒸騰作用以散熱;動物則適當放鬆恆溫性,將熱量儲存於體內,使體溫公升高,等夜間再通過對流、傳導、輻射等方式將體內的熱量釋放出去,一些小的內溫動物以夜行加穴居的方式,避開沙漠炎熱乾燥的氣候,夏眠或者夏季滯育、遷徙,也是動物度過敢惹季節的一種適應。

● 貝格曼定律分布在較高緯度的動物個體一般較大,在較低緯度的動物個體一般較小。個體大,其相對表面積小,有利於保溫;而個體小,則相對表面積大,有利於散熱。

● 阿倫定律動物肢體末端或身體的突出部分,在該物種分布範圍的寒冷地區小於溫暖地區,這與寒冷環境下減少散熱的適應性有關。

5、什麼是種群?自然種群有什麼特徵?

種群(population)是指在特定時間內、分布在同一區域的同種生物個體的集合。

(種群具有共同的基因庫,種群內部個體之間能進行自然交配並繁衍後代,種群是種族生存的前提,是物種具體的存在單位、繁殖單位和進化單位)

自然種群的特徵包括:

①空間特徵,即種群具有一定的分布區域;

②數量特徵,每單位面積(或空間)上的個體數量(即密度)是變動的;

③遺傳特徵,種群具有一定的基因組成,即係乙個基因庫,以區別於其他物種,但基因組成同樣是處於變動中的。

6、什麼是集合種群?它與種群有何區別?

集合種群:指的是局域種群通過某種程度的個體遷移而連線在一起的區域種群。而種群指的是在同一時期內占有一定空間的同種生物個體的集合。

集合種群是生境斑塊中局域種群的集合,這些局域種群在空間上存在隔離,彼此間通過個體擴散而相互聯絡。因此,有人將集合種群稱為乙個種群的種群,即集合種群是群的概念在乙個更高層次上的抽象和概括。

7、分析和說明種群的離散增長模型和連續增長模型;

與密度無關的種群的離散增長模型:

如果種群各世代不相重疊,一年生植物、昆蟲等,其種群的增長是不連續的,稱離散增長。

r0﹥1,種群上公升;r0=1,種群穩定;0﹤r0﹤1,種群下降;r0=0,雌體不繁殖,λ同理

種群的連續增長模型:

如果種群的各個世代彼此重疊,如人和多數獸類,其種群增長是連續的,稱連續增長。

r﹥0,種群上公升;r=0, 種群穩定;r﹤0,種群下降。

9、分析和說明logistic 方程和logistic曲線(邏輯斯諦方程)

logistic 方程:dn/dt=rn(1-n/k) n種群大小

邏輯斯諦方程中的兩個引數r和k,均具有重要的生物學意義。

r表示種群的增長能力,k表示環境容納量,即物種在特定環境中的平衡密度。

邏輯斯諦方程:在種群增長早期階段種群大小n很小,n/k值也很小,因此1-n/k接近於1,所以抑制效應可以忽略不計,種群增長實質上為rn,呈幾何增長。然而,當n變大時,抑制效應增加,直到當n=k時,1-n/k變成了1-k/k,等於零,這時種群的增長為零,種群達到乙個穩定的大小不變的平衡狀態。

邏輯斯諦曲線常用劃分為5個時期:1開始期,也可稱潛伏期,種群個體數很少,密度增長緩慢。2加速期,隨個體數增加,密度增長逐漸加快,3轉折期,當個體數達到飽和密謀一半(即k/2)時,密度增長最快。

4減速期,個體數超過k/2以後,密度增長逐漸變慢。5飽和期,種群個體數達到k值而飽和。

10、說明現代「生物種」的概念,物種形成的過程是什麼?說明物種形成的方式。

(1)「生物種」的概念:生物種概念認為種是一組具有相似形態和遺傳特性的可以相互交配的自然種群,它們與其他種群之間具有繁殖隔離。

目前普遍接受的關於物種的標準,是mayr(1982)提出的生物學物種的概念:「物種是由許多群體組成的生殖單元(與其他單元生殖上隔離),它在自然界占有一定的生境位置。」這裡所說的不同物種間存在生殖隔離,是指在自然狀況下而言的。

如許多魚類或植物在飼養或栽培時都能雜交,並產生能育的後代,但在自然界裡卻不能交換基因。

物種形成(speciation)是新物種從舊物種中分化出來的過程,即從乙個種內產生出另乙個新種的過程。

新物種形成包括三個環節:

①變異為進化提供原料;

②自然選擇是進化的主導因素;

③隔離是物種形成的必要條件。

(2)地理物種形成學說將物種形成過程大致分為3個步驟:

①地理隔離 ②獨立進化 ③繁殖隔離機制的建立。

(3)物種的形成方式:

①異域性物種形成——與原來種由於地理隔離而進化形成新種,為異域性物種形成 。

分為兩類,一類是通過大範圍地理分隔使兩種群獨立進化造成的物種形成,這型別多發生在分布範圍很大,食行不專,採取k—繁殖對策的貓科、犬科等大型食肉獸和鳥類中,通常要經歷很長時間才能形成物種;另一類是發生在處於種分布區極端邊緣的小種群中,比如在主種群響應氣候變化分布區緊縮的時候,少數個體會從原始種群中分離出去。

②領域性物種形成——新種形成在相鄰種群 。

該型別發生在分布區相鄰,僅有部分地理隔離的種群,多見於活動性少的生物,如植物、無翅昆蟲等。

③同域型物種形成——新種從原來種群分布區內出現。

發生在分化種群沒有地理隔離的情況下,該模型通常需要宿主選擇差異、食物選擇差異或生境選擇差異來阻止新種被基因流淹沒。

11、什麼是「遺傳瓶頸」?經歷遺傳瓶頸的種群有哪些特點?

如果乙個種群在某一時期由於環境災難或過渡捕獲導致其數量急劇下降,這時伴隨種群的基因頻率下降,並且伴隨總遺傳變異的下降,稱其瓶頸。

經歷遺傳瓶頸的種群的特點:經過瓶頸後,若種群一直很小,則由於遺傳漂變作用,其遺傳變異會迅速降低,最後可能致使種群滅絕,另一方面,種群數量在經過瓶頸後也可能逐步恢復。

經歷遺傳瓶頸的種群的特點有:①如果種群數量不能得到有效恢復,就會由於遺傳漂變其基因庫質量迅速降低。如果經受連續的選擇(捕獵、災害等)壓力,種群最終可能走向滅亡。

②如果經歷遺傳瓶頸後種群數量逐漸增加,並不斷積累新的遺傳變異,補充和擴大基因庫的數量、提高基因庫的質量,種群就會重新發展和興旺起來。但是,一般而言,經歷遺傳瓶頸後,種群的恢復需要相當長(多個世代)的時間。

12、種內和種間關係有哪些基本型別?

種內關係:競爭、自相殘殺、性別關係、利他主義或互利共生、領域性、社會等級

種間關係:競爭、捕食、寄生、互利共生、偏利共生、偏害共生

13、密度效應有哪些普遍規則?

植物種群內部個體間的競爭,主要表現為個體間的密度效應,反映在個體產量和死亡率上。已發現植物的密度效應有兩個規律:

①最後產量法則:不管初始播種密度如何,在一定範圍內,當條件相同時,植物的最後產量差不多總是一樣的。即物種個體平均重量w與密度d的乘積是個常數ki,表示為

②-3/2自疏法則:隨著播種密度的提高,種內競爭不僅影響到植株生長發育的速度,也影響到植株的存活率,競爭結果典型的是使較少量的較大個體存活下來,叫做自疏。自疏導致密度與生物個體大小之間的關係,該關係在雙對數圖上具有典型的-3/2斜率。

可用w=c×d-3/2或lgw=lgc—3/2lgd表示,其中w為植物個體平均質量,d為密度,c為常數。

14、寫出種間競爭的lotka-volterra模型,並說明內涵。

(a) n1取勝, n2滅亡 (b) n2取勝, n1滅亡 (c) 不穩定共存(兩種都有可能取勝) (d)穩定的平衡(兩種共存)

15、種間競爭有哪2種型別?

種間競爭可分為利用性競爭和干擾性競爭。

利用性競爭是指通過損耗有限的資源發生競爭,而個體不直接相互作用。例如:雙小核草履蟲和大草履蟲在同一培養器中培養時,雙小核草履蟲在混合物中佔優勢,最後大草履蟲死亡消失。

生態學複習

名詞解釋 1.生物圈 地球上存在生命的部分稱作生物圈。2.生態學 是研究生物及環境間相互關係的科學。這裡,生物包括動物 植物 微生物及人類本身,即不同的生物系統,而環境則指生物生活其中的無機因素,生物因素和人類社會,即環境系統。3.生態學形成和發展的4個時期 生態學的萌芽時期,生態學的建立時期,生態...

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汙染生態學

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