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群落的动态

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第七章群落的动态

生物群落的动态(dynamics)包括三方面的内容:即群落的内部动态(包括季节变化与年际间变化)、群落的演替和地球上生物群落的进化。

7.1 生物群落的内部动态

生物群落的内部动态主要包括季节变化与年际间变化。由于群落的季节变化在在上一章群落的时间结构一节中进行了详细的论述,这里就不再讲了。

生物群落的年变化是指在不同年度之间,生物群落常有的明显变动。但是这种变动只限于群落内部的变化,不产生群落的更替现象,通常将这种变动称为波动(fluctuation)。群落的波动多数是由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的,其特点是群落区系成分的相对稳定性、群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。在波动中,群落的生产量、各成分的数量比例、优势种的重要值以及物质和能量的平衡方面,也会发生相应的变化。

根据群落变化形式,可将波动分为3种类型:

1、不明显波动其特点是群落各成员的数量关系变化很小,群落外貌和结构基本保持不变。这种波动可能出现在不同年份的气象、水文状况差不多一致的情况下。

2、摆动性波动其特点是群落成分在个体数量和生产量方面的短期波动(1-5年),它与群落优势种的逐年交替有关。例如在乌克兰草原上,遇干旱年份,旱生植物(针茅等)占优势,草原旅鼠(Lagurus lagurus)和社田鼠(Microtus socialis)也繁盛起来;而在气温较高且降水比较丰富的年份,群落以中生植物占优势,同时喜湿性动物和普通田鼠增多。

3、偏途性波动这是气候和水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果。通过群落的自我调节作用,群落还可恢复到接近原来的状态。这种波动的时期可能较长(5-10年)。例如草原看麦娘占优势的群落可能在缺水时转变为匍枝毛莨占优势的群落,以后又会恢复到草原看麦娘占优势的状态。

不同的生物群落具有不同的波动性特点。一般说来,木本植物占优势的群落

较草本植物稳定一些;常绿木本群落要比夏绿木本群落稳定一些。在一个群落内部,许多定性特征(如种类组成、种间关系、分层现象等)较定量特征(如密度、盖度、生物量等)稳定一些;成熟的群落较之发育中的群落稳定。

不同的气候带内,群落的波动性不同,环境条件越是严酷,群落的波动性越大。如我国北方较湿润的草甸草原上产量的年波动为20%,典型的草原达40%。干旱的荒漠草原则达50%。不但产量存在年际波动,而且种类组成也存在年际变化。教材p151页。

这里需要指出的是,虽然群落波动具有可逆性,但是这种可逆是不完全的。量上的积累到一定程度就会发生质的变化,从而引起群落的演替,即群落基本性质的改变。

7.2 生物群落的演替

7.2.1演替的概念

任何一个群落都不会静止不变,而是随着时间的进程,处于不断变化和发展之中。生物群落是一个运动着的体系,它处于不断的运动变化中,并且这种运动变化是有规律的,有时候甚至是有一定的顺序性的,即从一个群落,经过一系列的演变阶段,而进入到另一个群落,而这个群落很可能与原先那个很接近。这种在一定地段上,群落由一个类型转变为另一类型的有顺序的演变过程,称为群落演替(community succession)。

群落演替的概念在生态学中是最重要的概念之一,它与人们把生物群落视为静态体系转变为动态体系有关。这一概念首先在植物生态学中产生,瓦尔明等(1896)在研究密执安湖边沙丘演变为森林时(教材p153页),提出了演替学说。以后,克莱门茨(Clements,1916)对此加以完善,并进一步提出单项极学说。Odum,E.P(1969)列出了群落演替的三个基本观点:①群落的发展是有顺序的过程,是有规律地向一定方向发展,因而是能预见的;②演替是由群落引起物理环境改变的结果,即演替是由群落控制的;③它以形成稳定的生态系统,即以顶极群落形成的系统为其发展顶点。

裸地的存在是群落形成的最初条件和场所之一。没有植物生长的地段即为裸地。通常裸地分为两类:原生裸地(primary bare area)和次生裸地(secondary

bare area)。

原生裸地是指从来没有植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被,但被彻底消灭了的地段(包括原有植被下的土壤),如冰川的移动等造成的裸地。

次生裸地是指原有植被虽已不存在了,但原有植被下的土壤条件基本保留,甚至还有曾经生长在此的种子或其他繁殖体的地段,这类情况如森林砍伐、火烧等等造成的裸地。

一般将发生在原生裸地上的演替称为原生演替(primary succession)。

发生在次生裸地上的演替称为次生演替(secondary succession) 。

任何一个群落在其形成过程中,至少要有植物的传播(migration)、植物的定居(ecesis)和植物之间的“竞争” (competition)这3个方面的条件和作用。

植物的繁殖体主要指孢子、种子、鳞茎、根状茎以及能够繁殖的植物体的任何部分(如某些种类的叶)。繁殖体的传播过程被称为植物的迁移或入侵。它是群落形成的首要条件,也是植物群落变化和演替的主要基础。植物繁殖体的传播首先取决于繁殖体的可动性(activity),也是繁殖体对迁移的适应性。这种适应性取决于繁殖体自身重量的大小、体积、有无特殊的构造,如翅、冠毛、刺钩等。具有可动性的植物繁殖体在传播动力如风、动物、水和自身等的作用下,能够传播到远方,例如杨树的种子可以借助风力而传播。

定居(ecesis):就是植物繁殖体到达新地点后,开始发芽、生长和繁殖的过程。我们经常观察到这样的情况,植物繁殖体到达新的地点后,有的不能繁殖,有的不能发芽,有的能够发芽但是不能生长,或是生长了但不能繁殖。只有当一个种的个体在新的地点上能够繁殖时,才能算是定居的过程的完成。

随着裸地上首批先锋植物定居成功,以及后来定居种类和个体数量的增加,裸地上植物个体之间以及种与种之间,便开始了对光、水、营养和空气等空间、营养物质的竞争。一部分植物生长良好,可能发展成为优势种,而另外一些植物则退为伴生种,甚至逐渐消失。最终各物种之间形成了相互作用、相互制约的关系,从而形成了稳定的群落。

生物群落演替的例子在自然界中非常普遍,教材p153介绍了几个实例。

对植物群落演替的理解有两种观点:一种是广义的理解,它包括植物群落的

一些变化,如植物群落的形成、季节性变化、年变化以及植物群落的演替等,这种理解称为动态;另一种理解是狭义的,指的是地点相同时间不同,植物群落的出现与消失,最后形成顶级群落的过程,多数学者对演替的理解是狭义的。

7.2.2 演替的类型

生物群落演替的类型根据其所依据的原则不同而表现处不同的分类:

1、按照演替发生的时间进程可以分为3种

a)快速演替:即在时间不长的几年内发生的演替。如草原上弃耕地上的演替。

b)长期演替:延续时间较长,几十年或有时几百年。如云杉林的演替。

上面这两种属于生态演替。

c)地质(世纪)演替:延续时间相当长久,一般以地质年代计算。古生态学是一个在近代发展起来的独立分支学科,它是研究古代生物与环境相互关系的学科。根据化石、地质学资料和现代生物的生态学,来确定古代生物是如何组成群落的,在地质史上,群落又是如何改变的,它与地质年代中的外界环境条件的相互关系又是怎样的等等。有两个近代的方法,促进了古生态学的发展。一个是利用放射性元素蜕变的半衰期(主要是14C)来推断化石的年龄。在大气上层,由

时,利用了于有宇宙线的作用,14C在那里以稳定的速度产生着,植物在吸收CO

2

14C,动物又从植物那里获得14C,而当生物死亡后,就再也没有14C加入了。14C 的半衰期是5500年,现在生活着的有机体中的14C含量是已知的,根据这些,就可以推断出化石的年龄了。另一个重要的方法是对地层中的花粉进行分析,用以确定古代植物群落中的优势植物及其组成情况。我们知道,古代植物的花粉落入水池后,由于重力作用而下沉,在底泥中形成化石。在取湖底的垂直剖面时,如果已确定每一层的地质年代,就可以对不同层次中的花粉组成进行分析。花粉分析只能表明地质年代的植被和气候变化的趋势,确切的确定其植被结构和群落组成是困难的。因为有的树种产生花粉多,而有的少;有的花粉被风带到更远的地区,而有的可能很近;许多花粉只能鉴定到属,不能到种。

2、按照引起演替的主导因素划分的演替类型

a)内因生态演替或内因动态演替这种演替是环境变化所决定的,而这种环境的变化是植物群落种类成分生命活动的结果,植物群落改变了生态环境。

b)外因生态演替或外因动态演替这种演替也是由于环境条件的变化造成

的,但不是指植物群落种类成分的生命活动造成的,而是指外界环境因素。如火成演替、气候性的演替、土壤性的演替、动物性的演替、人为演替(森林砍伐、割草、放牧、开荒等直接影响植被而引起的演替)等。

例如由于海岸的升降、河流的冲积、冰川的影响等原因所引起的演替为外因性的演替。因为群落演替往往发生在气候条件和其他条件相当稳定的情况下,演替的原因在群落的内部,这样的演替便是内因性演替。但是,把群落演替划分为内因性和外因性这种划分方法是相对的,从某种意义上是人为的。因为任何群落演替都在外界条件的影响下进行的,而外因启动的演替中的各个阶段,也包括着群落内部成员的活动影响在内。

3、按照基质的性质划分的演替类型

a)水生基质演替系列

b)旱生基质演替系列

4、按群落代谢特征来划分有自养性演替和异养性演替

在自养性演替过程中,植物的活动所固定的生物量积累得越来越多,这是由于植物种类增加、植物个体增大和数量增多,因而其总光合作用增加的结果。在大多数的自然群落演替过程中,有机物质是逐渐增加的。例如由裸岩→地衣→苔藓→草本→灌木→乔木→森林的演替过程就是这样,属于自养性演替。异养性演替的例子可见于受污染的水体。由于那里细菌和真菌的分解作用特别强,从而使有机物的量由于腐败和分解而逐渐减少。

有一个P,R比率代表群落能量学的特征。群落生产(P,群落总的生产量,或光合作用固定的总能量、或有机物质的总量)与群落呼吸(R,呼吸是一个消耗有机物的过程)相等;是P>R,说明群落中有机物质增加,属自养性演替;P <R,说明群落中有机物质减少,属异养性演替;P=R,说明群落有机物质收支平衡,处于相对稳定的顶级群落的特征。因此,P/R比率是表示群落演替方向的良好指示,也是表示污染程度的指标。

多数群落的演替具有一定的方向性,但也有一些群落有周期性的变化,即由一个类型转变为另一个类型,然后又回到原有类型,称为周期性演替。

5、我国植物生态学家刘慎谔教授(1959)把演替划分为时间演替、空间演替和植被类型发生演替。

a)时间演替:是“地点相同,时间不同”发生的演替,或称群落发生系列。这种理解是大多数学者所理解的演替。一般的演替都是指时间演替。

b)空间演替:是“时间相同,地点不同”的演替。这种理解是大多数学者所理解的植被类型的分布或生态系列。他认为空间演替是植物群落在空间上的分布,是一个顺序。

c)植被类型发生演替:其实质也是时间演替,但不是现在的植被的演替,而是从古时(指地质时期的第三纪后期到第四纪)到现在的植被的演替,这是历史植被演替。

7.2.3 演替系列

生物群落的演替过程,从植物的定居开始,到形成稳定的植物群落为止,这个过程叫做演替系列。而我们将演替系列中的每一个明显的步骤,称为演替阶段或演替时期。

通常对原生演替系列的描述都是采用从岩石表面开始的旱生演替和从湖底开始的水生演替。这是因为岩石表面和湖底代笔了两类极端类型:一个极干,一个多水。

1、水生演替系列(hydrosere)

a)自由漂浮植物阶段,此阶段中,植物是漂浮生长的,其死亡残体将增加湖底有机质的聚积,同时湖岸雨水冲刷而带来的矿物质微粒的沉积也逐渐提高了湖底。这类漂浮的植物有:浮萍、满江红以及一些藻类植物等。

b)沉水植物阶段,在水深5~7m处,湖底裸地上最先出现的先锋植物是轮藻属的植物。轮藻属植物的生物量相对较大,使湖底有机质积累较快,自然也就使湖底的抬升作用加快。当水深至2-3m时,金鱼藻、黑藻等高等水生植物开始大量出现,这些植物生长繁殖能力更强,抬升湖底的作用也就更强了。

c)浮叶根生植物阶段,随着湖底的日益变浅,浮叶根生植物开始出现,如莲、睡莲等。

d)直立水生阶段,浮叶根生植物使湖底大大变浅,为直立水生植物的出现创造了良好的条件。最终直立水生植物,如:芦苇、香蒲、泽泻等取代了浮叶根生植物。这些植物的根茎极为茂密,常纠缠在一起,使湖底迅速抬高,而且有的地方甚至可以形成一些浮岛。原来被水淹没的土地开始露出水面和大气接触,生镜

开始具有陆生植物生镜的特点。

e)湿生草本植物阶段,新从湖中抬升出来的地面,不仅含有丰富的有机质而且还含有近于饱和的土壤水分。喜湿生的沼泽植物开始定居在这种生镜中。

f)木本植物阶段,在湿生草本植物群落中,最先出现的木本植物是灌木。而后随着树木的侵入,便逐渐形成了森林,其湿生生境最终改变成中生生境。

由此看来,水生演替系列就是湖泊填平的过程。这个过程是从湖泊的周围向湖泊中央顺序发生的。因此,比较容易观察到,在从湖岸到湖心的不同距离处,分布着演替系列中不同阶段的群落环带。

2、旱生演替系列

旱生演替系列是从环境条件极端恶劣的岩石表面或砂地上开始的,其系列包括以下几个演替阶段。

⑴地衣植物群落阶段

岩石表面无土壤,光照强,温度变化大,贫瘠而干燥。在这样的环境条件下,最先出现的是地衣,而且是壳状地衣。地衣分泌的有机酸腐蚀了坚硬的岩石表面,再加之物理和化学风化作用,坚硬的岩石表面出现了一些小颗粒,在地衣残体的作用下,该细小颗粒有了有机的成分。其后,叶状地衣和枝状地衣继续作用岩石表层,使岩石表层更加松软,岩石碎粒中有机质也逐渐增多。此时,地衣植物群落创造的较好的环境,反而不适合它自身的生存了,但却为较高等的植物类群创造了生存条件。

⑵苔藓植物群落阶段

苔藓植物与地衣相似,能够忍受极端干旱的环境。苔藓植物的残体比地衣大得多,苔藓的生长可以累积更多的腐殖质,同时对岩石表面的改造作用更加强烈。

⑶草本植物群落阶段

群落演替继续向前发展,一些耐旱的植物种类开始侵入,如禾本科、菊科、蔷薇科等中的一些植物。种子植物对环境的改造作用更加强烈,小气候和土壤条件更有利于植物的生长。

⑷灌木群落阶段

草本群落发展到一定程度时,一些喜阳的灌木开始出现。它们常与高草混生,形成“高草灌木群落”。

⑸乔木群落阶段

灌木群落发展到一定时期,为乔木的生存提供了良好的环境,喜阳的树木开始增多。随着时间的推移,逐渐就形成了森林。最后形成与当地大气候相适应的乔木群落,形成了地带性植被即顶极群落。

在旱生演替系列中,地衣和苔藓植物阶段所需时间最长,草本植物群落到灌木阶段所需时间较短,而到了森林阶段,其演替的速度又开始放慢。

在植物群落的形成过程中,土壤的发育和形成与植物的进化是协同发展的。

7.2.4 控制演替的几种主要因素

为什么会发生演替呢?生物群落的演替是群落内部关系(包括种内和种间关系)与外界环境中各种生态因子综合作用的结果。到目前为止,人们对于演替的机制了解得还不是很充分。要搞清楚演替过程中每一步发生的原因以及有效的预测演替的方向和速度,目前还有很多工作要做。但下面这些因素可以认为是控制演替(更准确地说是影响)的几个主要因素。

1、环境不断变化,这种变化包括外界因子的变化以及群落本身对环境作用而引起的环境变化。这些变化给某些植物的繁殖提供了有利的条件,而对另外一些植物种则可能产生不利的条件。对于动物来说,植物群落为它们提供了取食、筑巢、繁殖、栖息等场所,当然不同的动物对这种需求是不一样。当植物群落环境变得不适宜它们生存(动物)的时候,它们就迁移出去另找适宜的生镜;与此同时,又会有一些动物从其他地方迁移进来。因此,我们看到,植物群落的性质发生变化的时,居住在其中的动物群落实际上也在做适当的调整,使得整个生物群落内的动物和植物之间又以新的联系方式整合在一起。

2、植物繁殖体的散布即植物本身不断进行繁殖和迁徙。

3、植物之间直接或间接的相互作用,使它们之间不断相互影响,种间关系不断发生变化。

4、在群落的种类组成中,新的植物分类单位(如种、亚种、生态型)不断发生。

5、人类活动的影响,在目前起着巨大作用,如森林的砍伐,人为的火烧,家畜的过度放牧,割草,开荒,修建水库,工厂,由于环境的污染甚至导致某些生物种的灭绝等等。

因此,群落与环境之间以及植物和植物之间经常处于相互矛盾的状态之中,这些矛盾导致适于这个环境的植物生存下来,不适应的被淘汰出去,因而使群落不断地进行演替。

7.2.5 演替方向

生物群落的演替,若按其演替方向,可分为进展演替(progressive succession)和逆行演替(regressive succession)

进展演替是指随着演替的进行,生物群落的结构和种类成分由简单到复杂;群落对环境的利用由不充分到充分;群落生产力由低到逐步增高;群落逐渐发展为中生化;生物群落对外界环境的改造逐渐强烈。

而逆行演替的进程则与进展演替相反,它导致生物群落结构简单化;不能充分利用环境;生产力逐渐下降;不能充分利用地面;群落旱生化;对外界环境的改造轻微。

例如某个区域植物群落的演替,若从稀疏的植被逐渐演变为森林群落,则为进展演替。而当条件发生改变的时候,森林群落演变为稀疏的植被,则为逆行演替。封山育林往往导致进展演替,而过度放牧与滥砍滥伐森林常会导致逆行演替。

7.2.6 演替过程的理论模型

早期的生态学家把演替规律视为对复杂的自然现象研究中的重要发现,并成为生态学研究中最重要的主题之一。对演替的看法历来就有明显的两派,也就是:经典的演替观和个体论演替观,争论持续70多年。

经典的演替观有两个基本点:

①每一演替阶段的群落明显不同于下一阶段的群落;

②前一阶段群落中物种的活动促进了下一阶段物种的建立。

不同意经典演替观的证据为:

1)在对一些自然群落演替研究中并未证实这两个基本点。

2)许多演替早期物种抑制后来物种的发展。

当代的演替观强调个体生活史特征,物种对策,以种群为中心和各种干扰对演替的作用。

究竟演替的途径是单向性的,还是多途径的?初始物种组成对后来物种的作

用如何?演替的机制如何?这些是当代演替观的活跃领域。

Connell和Slatyer的演替模型

Connell和Slatyer在1977年总结演替机制中,认为机会种在开始建立群落中有重要作用,并提出了三种可检验的模型:促进、抑制和忍耐。

促进模型,相当于Clements的经典演替观,物种替代是由于先来物种改变了环境条件,使它不利于自身生存,而促进了后来其他物种的繁荣,因此物种替代有顺序性、可预测性和具方向性。这类演替常出现在环境条件严酷的原生演替中。

抑制模型,该学说是Egler(1945)提出来的,他认为演替具有很强的异源性,因为任何一个地点的演替都取决于哪些植物种首先到达那里。植物种的取代不一定是有序的,每一个种都试图排挤和压制任何新来的定居者,使演替带有较强的个体性。演替并不一定总是朝着顶极群落的方向发展,所以演替的详细途径是难以预测的。该学说认为演替通常是由个体较小,生长较快,寿命较短的种发展为个体较大,生长较慢,寿命较长的种。显然,这种替代过程是种间的,而不是群落间的,因而演替系列是连续的而不是离散的。

耐受模型,耐受理论认为,早期演替物种先锋种的存在并不重要,任何种都可以开始演替。植物演替伴随着环境资源的递减,较能忍受有限资源的物种将会取代其他种。演替就是靠这些种的侵入和原来定居物种的逐渐减少而进行的,主要取决于初始条件

三类模型的共同点是:

演替中的先锋物种最先出现,它们具有生长快,种子产量大,有较高的扩散能力等特点。这类易扩散和移植的物种一般对相互遮荫和根间竞争的环境是不易适应的,所以在三种模型中,早期进入物种都是比较易于被挤掉的。

上述三种模型的区别表明:

重要的是演替的机制,即物种替代的机制,是促进?抑制?还是现存物种对替代影响不大?而演替机制决定于物种间的竞争能力。

除上述3种模型之外,还有以下几种演替理论:

1、适应对策演替理论(Adapting strategy theory)

该理论是Grime(1989)提出来的,他通过对植物适应对策的详细研究,在

传统r-和K-对策基础上,提出了植物的3种基本对策:

R-对策种,适应于临时性资源丰富的环境;

C-对策种,生存于资源一直处于丰富状态下的生境中,竞争力强,称为竞争种;

S-对策种,适应于资源贫瘠的生境,忍耐恶劣环境的能力强,叫做耐胁迫种。

R-C-S对策模型反映了某一地点某一时刻存在的植被是胁迫强度、干扰和竞争之间平衡的结果。一般情况下,先锋种为R-对策,演替中期的多为C-对策,而顶级群落中的种则多为S-对策种。

2、资源比率理论(Resource ratio hypothesis)

该理论是Tilman(1985)基于植物资源竞争理论而提出来的。该理论认为,一个种在限制性资源比率为某一值时表现为强竞争者,而当限制性资源比率改变时,因为种的竞争能力不同,组成群落的植物种也随之改变。因此演替是通过资源的改变而引起竞争关系变化而实现的。

3、等级演替理论(Hierarchical succession theory)

该理论是Piclett(1987)等提出来的,他们以此理论为基础。提出一个关于演替原因和机制的等级概念框架,称之为原因等级系统。该理论包含有三个层次:

第一是演替的一般性原因,即裸地的可利用性,物种对裸地利用能力的差异,物种对不同裸地的适应能力;

第二是将以上的基本原因分解为不同生态过程,比如裸地可利用性取决于干扰的频率和程度,种对裸地的利用能力取决于种的繁殖体生产力、传播能力、萌发和生长能力等;

第三个层次是最详细的机制水平,包括立地-种的因素和行为及其相互作用,这些相互作用是演替的本质。这一理论较详细的分析了演替的原因,并考虑了大部分因素,它有利于演替分析结果的解释。

7.2.7 演替的顶级学说

演替的顶极学说是英美学派提出来的。

演替顶极(climax):是指每一个演替系列都是由先锋阶段开始,经不同的演替阶段,到达中生状态的最终演替阶段。

1、单元顶极论(monoclimax hypothesis)

单元顶极论认为,在任何一个地区内,一般的演替系列的终点取决于该地区的气候性质,主要表现在顶极群落的优势种,能够很好地适应于地区的气候条件,这样的群落称之为气候顶极群落。无论水生型的生境,还是旱生型的生境,最终都会趋向于中生型的生境,并均会发展成为一个相对稳定的气候顶极。也就是说,在每一个气候地区,只有一种顶级群落,其他所有一切群落类型都向这唯一的一种顶级群落发展着。Clements认为:在自然状态下,演替总是向前发展的,即进展演替,而不可能是后退的逆行演替,并且各地区的顶级群落是什么类型,这只决定于那里的气候条件。

然而,当人们在进行野外调查工作的时候,却发现任何一个地区的顶级群落都不止一种,但它们还是明显地处于相对平衡的状态下,这就是说,顶级群落除了决定于各地区的气候条件外,还决定于那里的地形、土壤和生物等其他因素。

2、多元顶极论(polyclimax theory)

多元顶极论由英国的A.G.Tansley于1939年提出。他认为:任何一个地区的顶级群落是多个的,它决定于土壤湿度、土壤化学性质、动物的活动等因素。根据单顶级群落学说的看法,这些多种多样的群落都处于演替过程中,它们或迟或早都要演变为该地区特殊的、唯一的顶级群落。于是,两个学派的实质上的不同点,就变成了对于测定相对稳定性的时间标准了:即以地质时间还是生态时间为标准。但是,气候是变化的,在地质年代上,气候变化是十分明显的。例如,冰期和间冰期的气候条件差异很明显。实际上,以生态时间来衡量,气候条件也不是一成不变的。因此,演替是一个连续的变化过程,并且生物群落的变化是在气候变化的基础上进行的。一个气候地区一个顶级群落就成为一个十分抽象的概念了。

3、顶极群落-格局假说(climax-pattern hypothesis)

顶极-格局假说由Whittaker于1953年提出,实际是多元顶极的一个变型。他同样认为,自然群落是由许多环境因素决定的,除气候以外,还包括土壤、生物、火、风等因素。单顶级学说只承认一个气候区有一个顶级群落,多顶级学说认为,有多种类型,而怀梯克(Whittaker)的顶极群落-格局学说则认为在逐渐改变的环境梯度中,顶级群落类型也是连续地、逐渐变化的,它们彼此之间是

难以彻底分开的。由此可见,该学说还是群落是一个连续体思想的扩展。

在这个格局中,分布最广泛且通常位于格局中心的顶极群落,叫做优势顶极(prevailing climax),它是最能反映该地区气候特征的顶极群落,相当于单元顶极论的气候顶极。

群落的动态

第七章群落的动态 生物群落的动态(dynamics)包括三方面的内容:即群落的内部动态(包括季节变化与年际间变化)、群落的演替和地球上生物群落的进化。 7.1 生物群落的内部动态 生物群落的内部动态主要包括季节变化与年际间变化。由于群落的季节变化在在上一章群落的时间结构一节中进行了详细的论述,这里就不再讲了。 生物群落的年变化是指在不同年度之间,生物群落常有的明显变动。但是这种变动只限于群落内部的变化,不产生群落的更替现象,通常将这种变动称为波动(fluctuation)。群落的波动多数是由群落所在地区气候条件的不规则变动引起的,其特点是群落区系成分的相对稳定性、群落数量特征变化的不定性以及变化的可逆性。在波动中,群落的生产量、各成分的数量比例、优势种的重要值以及物质和能量的平衡方面,也会发生相应的变化。 根据群落变化形式,可将波动分为3种类型: 1、不明显波动其特点是群落各成员的数量关系变化很小,群落外貌和结构基本保持不变。这种波动可能出现在不同年份的气象、水文状况差不多一致的情况下。 2、摆动性波动其特点是群落成分在个体数量和生产量方面的短期波动(1-5年),它与群落优势种的逐年交替有关。例如在乌克兰草原上,遇干旱年份,旱生植物(针茅等)占优势,草原旅鼠(Lagurus lagurus)和社田鼠(Microtus socialis)也繁盛起来;而在气温较高且降水比较丰富的年份,群落以中生植物占优势,同时喜湿性动物和普通田鼠增多。 3、偏途性波动这是气候和水分条件的长期偏离而引起一个或几个优势种明显变更的结果。通过群落的自我调节作用,群落还可恢复到接近原来的状态。这种波动的时期可能较长(5-10年)。例如草原看麦娘占优势的群落可能在缺水时转变为匍枝毛莨占优势的群落,以后又会恢复到草原看麦娘占优势的状态。 不同的生物群落具有不同的波动性特点。一般说来,木本植物占优势的群落

生物种群的特征及动态

第三章生物圈中的生命系统 第一节生命系统的层次 生命的种类多样,不同生命形式的生物,所处的环境不同。只有进行生命活动的层次性分析和相应环境条件的层次性分析,才能真正认识生物生命活动的本质。生命系统具有层次性,生态学的研究也相应地划分成若干层次。生态学可划分为三个层次,即宏观生态学、微生态学和分子生态学。宏观生态学是以个体和群体为中心与环境关系的生态学。微生态学是以单细胞为中心与环境关系的生态学。分子生态学是以生物活性分子特别是核酸分子为中心与分子环境关系的生态学。 第二节生物种群的特征及动态 一、种群概念及特征 1.种群的概念 种群(population)是指在一定空间中同种个体的组合。Population这个术语从拉丁语派生,含人或人民的意思,一般译为人口。以前,有人在昆虫学中译为虫口、鱼口、鸟口等,后来我国生态学工作者统一译为种群,但也有译为“居群”、“繁群”的,台湾译为“族群”,日语中译为“个体群”。种群的分界线是人为划定的,生态学研究者往往根据研究的方便成划定出种群的分界线,例如,实验室饲养的一群小家鼠,可称为一个实验种群。 一般认为,种群是物种在自然界中存在的基本单位。在自然界中,门纲目科属等分类单元是学者按物种的特征及其在进化中的亲缘关系来划分的,唯有种(species)才是真实存在的。因为组成种群的个体是随着时间的推移而死亡和消失的,又不断通过新生个体的补充而持续,所以进化过程也就是种群中个体基因组成和频率从一个世代到另一个世代的变化过程。因此,从进化论的观点看,种群是一个演化单位。从生态学观点来看,种群又是生物群落的基本组成单位。 2.种群的特征 种群的主要特征表现在三方面: ①数量特征(密度或大小)。这是所有种群都具备的基本特征。种群的数量越多、密度越高,种群就越大,种群对生态系统功能的作用也就越大。种群的数量大小受四个种群基本参数(出生率、死亡率。迁人率和迁出率)的影响,这些参数同时受种群的年龄结构、性别比率、内分布格局和遗传组成的影响。了解种群的特征有助于理解种群的结构,分析种群动态。 ②空间分布特征。它包括内分布格局即种群内部的个体是聚群分布、随机分布还是均匀分布和地理分布格局即种群分布在什么地理范围内。 ③遗传特征。种群具有一定的遗传组成,是一个基因库。种群的遗传特征是种群遗传学和进化生态学的主要研究内容。 二、种群的增长 1.种群的群体特征 种群具有个体所不具备的群体特征,这些特征大体分三类: (1)种群密度。 (2)初级种群参数,包括出生率(natality)、死亡率(motality)、迁入和迁出率。出生和迁入是使种群增加的因素,而死亡和迁出是使种群减少的因素。

【市级联考】广东省广州市普通高中2019届高三下学期理科综合测试(一)生物试题(解析版)

2019年广州市普通高中毕业班综合测试(一) 理综生物试题 1.下列关于细胞结构与功能的叙述,错误的是 A. 细胞核:控制着细胞的代谢和遗传 B. 线粒体:丙酮酸氧化分解与ATP合成 C. 液泡:植物进行细胞代谢的主要场所 D. 中心体:与动物细胞的有丝分裂有关 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查细胞结构和功能,要求考生识记细胞核的结构和功能、细胞中各种细胞器的结构、分布和功能,能结合所学的知识准确判断各选项。 【详解】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心,A正确;线粒体是细胞有氧呼吸的主要场所,可以对丙酮酸氧化分解并有ATP的合成,B正确;植物进行细胞代谢的主要场所是细胞质基质,C错误;中心体在有丝分裂时发出星射线形成纺锤体,D正确。 【点睛】真核细胞进行有氧呼吸的主要场所是线粒体,这是因为线粒体内有大量的与有氧呼吸有关的呼吸酶,原核生物没有线粒体但是有些生物照常可以进行有氧呼吸,原因是也有与有氧呼吸有关的呼吸酶,所以有氧呼吸不一定有线粒体。 2.“无细胞蛋白质合成系统”是以外源DNA 或 mRNA为模板,人工添加所需原料和能源物质,以细胞提取物为条件合成蛋白质的体外基因表达系统。下列叙述错误的是 A. 人工添加的原料中应包含氨基酸 B. 该系统具备完成转录和翻译的能力 C. 为保证编码目标蛋白的mRNA数量应适当添加RNA酶 D. 与胞内蛋白质合成相比,该系统的蛋白质合成过程更易被人工调控 【答案】C 【解析】 【分析】 本题以信息给予的形式考查基因的表达过程,旨在考查考生信息获取的能力与知识迁移运用能力,知识点

较为综合,难度适中。 【详解】基因的表达包括翻译过程,翻译是以氨基酸为原料的,A正确;由题干信息“无细胞蛋白质合成系统是合成蛋白质的体外基因表达系统”可知,该系统具有表达能力,即具备完成转录和翻译的能力,B正确;RNA酶会破坏RNA结构,故为保证编码目标蛋白的mRNA数量,不应添加RNA酶,C错误;因该系统是在细胞外进行,操作环境更便利,故与胞内蛋白质合成相比,该系统的蛋白质合成过程更易被人工调控,D正确。【点睛】正确解答此题需要明确“表达”的含义:包括转录和翻译过程。 3.下列关于物质转运的叙述,错误的是 A. 被动运输与主动运输可受同种因素影响,如温度 B. 主动运输需要消耗能量,如池水中的K+进入丽藻细胞 C. 蛋白质可经核孔进入到细胞核中,如DNA聚合酶、RNA聚合酶 D. 胞吐运输的都是生物大分子,如乙酰胆碱、胰岛素 【答案】D 【解析】 【分析】 本题考查物质跨膜运输的方式、核孔的功能、质壁分离等相关知识,意在考查学生的识记物质跨膜运输的特点和影响因素,理解质壁分离的水分运输方向,识记核孔的功能和结构,属于中档题。 【详解】温度可影响蛋白质的功能,进而影响需要载体蛋白协助的被动运输与主动运输,A正确;池水中的K+进入丽藻细胞方式为主动运输,该过程需要耗能,B正确;一些大分子蛋白质如DNA聚合酶、RNA聚合酶等可通过核孔进入细胞核,C正确;胞吐运输的不一定都是生物大分子,如神经递质中的NO等,D错误。【点睛】K+的跨膜运输方式不一定是主动运输,如在神经细胞电位变化时,通过离子通道进出细胞时,不消耗能量。 4.下列有关真核生物的叙述,正确的是 A. 象与鼠相应组织和器官的大小差异主要决定于细胞数量的多少 B. 人的成熟红细胞中,与血红蛋白合成有关的基因处于活动状态 C. 克隆羊的成功证明已分化的动物细胞可直接发育成完整的个体 D. 衰老的细胞中,黑色素的合成加快,因此老年人会长“老年斑” 【答案】A 【解析】 【分析】

高中生物种群的特征教案新人教版

高中生物种群的特征教案新人教版必修 3 、教学目标及课标、考纲要求 、教学重、难点 (一)重点: 种群的基本特征 (二)难点: 种群的特征之间的相互关系

问题数量特征很重要,比如我们经常在电视听到这样的内容:中 学生国人口某年有多少?大熊猫还剩多少只 要统计这些个体数量该如何操作对于 大熊猫数量不是很多,我们可以来, 但如果让你说出南草场草地上有多少 ?蝗虫有多少只? ? 逐个计数把它数出蒲公 英?在数量较 探讨大的情况下如何统计? 各自采取 请同学们看,在大家的桌上有一张发下来的纸,假设这方法估算 副图代表一块面积为100m2的草地。图中黑色圆点代表蒲公培养英,白色圆点代表其它植物。请同学们估算一下这块草地上学生的观蒲公英的数量。学生察和科学请一位同学说一下他估算的结果,并说明他是如何进行表达自己思维能力估算的。的方法和 教师点评学生的统计方法结果。 教师介绍调查种群密度的方法 常用的科学方法之一是样方法 样方法定义:在被调查种群的分布范围 内, 随机抽取若干个样看课 调查种方,通过计算每个样方内的个体数,求 得 每个样方的种群密本总结探 群密度度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估讨:样方发 计值。中,样方的计算该样方中个体数大小、样方 的多少、样 方的取样为用注解:图中圆球为某个样方中的要测量个体数原则、及样样方法实问题:该样方中要测量的个体数目是多少?方边缘的地调查种 用样方法估算种群密度时,要注意一下几点:计数问题群密度作 ①样方的大小铺垫 样方的大小应该根据所调查对象的大小和分布情况而 定。 ②样方的数量 相对多一些较好,样方数量越多,统计的结果越接近真 实情况。用样 ③取样方法方法重新 没有确定的位置,要做到随机取样。介绍等距取样法和估算蒲公 五点取样法英的数量 ④如果在边缘处,计数时可以把左上相邻两边及夹 角上及另一角上的计算在内,其余不 计。 请学生回答估算结果。

华师大版-科学-七年级下册-科学:5.1《种群和群落》教案

种群和群落 教学目标 1.了解种群和生物群落是生态学研究的两个重要层次;了解种群的概念、特征和生物群落的概念、 组成,简单了解种群和生物群落的关系。 2.通过了解种群和群落的概念,促使学生参与形成概念的过程,培养学生提高形成概念和运用概念进行判断、推理的思维能力。通过组织学生进行种群和群落的生态调查,培养学生的观察能力、理论联系实际的能力,以及实事求是的科学态度。通过了解种群和群落的概念,使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。 3.通过对种群和群落动态规律的研究,使学生懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义,从而进一步树立环保意识。 重点、难点分析 1.种群的概念是本课题的重点。在教学中,要从学生比较熟悉的实例出发,进行种群概念的教学,让学生切身体会到他们身边就存在具体的各种种群,而不是死背种群的概念。 2.种群的特征是本课题的难点 3.种群和群落的概念,及其结构是学习生态系统生态学的基础,而生态系统生态学又是生态学的核心内容,为学习生态系统生态学知识打好基础是十分重要的。因此,生物群落的概念及其结构也是学习的重点,尤其是群落的概念。群落不是一定空间内各种生物简单的集合,而是通过种内的斗争或互助,种间的共生、竞争、捕食等关系进行种内和种间的信息交流、能量的传递、物质的循环建立起的有机整体。只有剖析一个典型的生物群落,才能使学生真正理解什么是群落,万万不可以空谈群落的概念。 群落与种群是什么关系,在教学中也必须阐明。可以说群落是占有一定空间的多种生物种群的集合体,这些不同生物种群彼此相互作用,保证群落内的每一个生物种群都比单独存在时更加稳定。 教学过程设计 一、本课题的参考课时为一课时。 二、教学思路: 本课题内容的教学严防空洞无物,在有条件的地区可以组织学生进行生态调查,使学生对种群和群落有一定的感性认识。在教学过程中,教师要提供典型的讨论素材,在学生充分讨论分析的基础上再进行归纳。 (一)、关于种群概念的教学。种群的概念要通过具体的实例得出。如:猫狗花草的个体与整体。 也可根据书本图8.1.1-8.1.4设计: 活动:根据图8.1.1-8.1.4讨论回答 1、图8.1.1和图8.1.2中的赤麻鸭生活在哪里?(湖塘边的陆生环境)

生物种群及其基本特征

3 种群及其基本特征 3.1 种群的基本特征 种群(population)是在同一时期占有一定空间的同种生物个体的集合。在一定义表示种群是由同种个体组成的,占有一定领域,是同种个体通过种内关系组成一个统一体或系统。种群可由单种生物或构件生物组成。由单种生物组成的种群,每一个体都由一个受精卵发育而来,由构件生物组成的种群,受精卵首先发育成一结构单位或构件,然后发育成更多的构件。构件生物各部分之间的连接可能会死亡或腐烂,这就形成很多分离体,这些分离体来自同一受精卵其基因相同,这样的个体称无性系分株(ramets)。 自然种群有3个基本特征:①空间特征,种群具有一定分布区域;②数量特征,每单位面积(或空间)的个体数量(密度)是可变动的;③遗传特征,种群具有一定基因组成,区别于其他物种,但基因亦处于变动之中。 种群是生态学的重要概念之一,除生态学外,进化论,遗传学、分类学和生物地理学都使用这个术语。种群是物种存在的基本单位,在自然分类的种以上单位是就其进化的亲缘关系划分的,只有物种(species)真实存在。物种能否持续存在,取决于种群能否不断产生新的个体以替代消失的个体。种群是自然界存在的基本单位,亦是物种进化的基本单位。种群又是生物群落的基本组成单位,群落是由种群所组成。 3.2 种群动态 3.2.1 种群的密度和分布 4.2.1.1 种群的大小和密度 一个种群的大小,是一定区域种群个体的数量,也可以是生物量或能量。种群的密度是堂信面积单位体积或单住生境中个体的数目。密度变化很大,如土壤节肢动物每平方米可能有成千上万只,而大型哺乳娄动物可能每平方公里只有几头。对从受精卵形成的个体和构件生物体应有差异,研究植物种群,要注意由无性繁殖构成的无性系。 3.2.1.2 种群数量统计 研究种群动态首先要统计种群的数量,第一步是研究种群的边界许多种呈大面积连续分布,种群边界不明显,实际工作时、往往要根据自己研究需要确定其研究范围。数量统计通常用密度,尤以植物种群而言单位面积实有个体数是常用统计密度方法。鼠类等的研究即取用相对密度,以每置100铗日捕获率作其相对密度。 3.2.1.3 种群的空间结构 种群的个体在其生话空间的位置或布局,称种群的分布型或分布

种群和群落专题练习有解析答案

8.1种群和群落专题练习(有解析答案) 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 一、选择题(题型注释) 1.在一块草原上有8户牧民在放羊,每户放一群羊,其中有6户放的是绵羊,2户放的是山羊,这些羊属于() A.一个种群 B.一个群落 C.两个种群 D.8个种群2.下列有关种群和物种的叙述中,错误的是() A.鼎湖山的一对雌雄昆虫能交配繁殖,产生可育的后代,则它们属于同一物种 B.青海一片草原中所有藏羚羊个体所含有的全部等位基因的总和组成了这个种群的基因库 C.南海中的海马各年龄个体数目比例适中,则该种群年龄组成为稳定型 D.海南岛的气候适合种植高产杂交水稻,合理密植水稻时,其数量可以大于K值3.下列有关种群和群落的叙述,错误的是 A.生物进化必然伴随着种群基因频率的改变 B.种群密度总是随着种群出生率的增大而增大 C.群落中植物的垂直结构是动物分层分布的原因 D.火灾后森林中的演替属于次生演替 4.对某地区新引入一种鸟的种群增长率(增长率=出生率-死亡率)1~7年的调查研究,得到的数据如下表。下列对该鸟种群描述正确的是() A.种群的年龄组成为稳定型 B.种群数量变化曲线呈“J”型增长 C.种群增长受种群密度的制约 D.第3~4年中种内斗争最激烈 5.下列关于种群的叙述,正确的是() ①池塘中所有的鱼是一个种群 ②稻田中所有的三化螟是一个种群 ③若比较三种年龄结构类型的种群,则稳定型的出生率最高 ④若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高 ⑤决定种群密度大小的最直接原因是出生率和死亡率、迁入率和迁出率 A.①③⑤B.②⑤C.②④⑤D.③④ 6.环境条件变差时对植物群落结构的影响是( ) A.层次不变,层次结构简单化 B.层次减少,层次结构不变 C.层次减少,层次结构简单化 D.层次不变,层次结构不变 7.为除去有害于农作物的某种害虫I而引人蜘蛛后,对两个种群进行调查,得出如下图所示的结果。下列叙述中正确的是() A.在蜘蛛引入前,害虫I没有危害农作物 B.在A期间,若对害虫撒杀虫剂,蜘蛛的数量将增加得更快 C.在B期间,蜘蛛数量减少原因是蜘蛛的食物不足 D.在C期间的平衡状态与A期间和B期间发生的两个种群间的相互作用没有关系8.如图所示,曲线1和曲线2代表种群1和种群2的耐热范围。种群2能竞争过种群1的温度范围是()

高中生物种群的特征教学设计

种群的特征教学设计 任何生物都不是孤立存在的。在一定的自然区域内,同种生物的全部个体形成种群,种群作为一个整体具有一些个体所不具备的特征。在“第1节种群的特征”中,我们认识到种群主要有四个基本特征:种群密度,出生率和死亡率,迁入率和迁出率,年龄组成和性别比例。其中,种群密度是种群最基本的数量特征,这也是我们的教学重点,本身概念不难理解,重要的是要让学生在具体实践中掌握调查种群密度的方法,课文中介绍了两种调查种群密度的方法:样方法和标志重捕法。其中样方法主要是用来调查植物种群密度的方法,在用样方法作调查时一定要做到随机取样。标志重捕法适用于活动能力比较强、活动范围比较大的动物。种群的这四个特征也不是没有联系的,其实都是围绕种群数量这个核心来讲的。在教学过程中,要注意培养学生理论联系实际的能力,在实际调查种群密度的过程中,让学生学会自己去发现问题和解决问题。 教学重点种群的特征。 教学难点样方的选择和确定。 教具准备多媒体课件。 课时安排2课时。 第1课时,种群的特征。 第2课时,用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。 三维目标 1.列举种群的特征。 2.尝试用样方法调查种群密度。 3.通过学生野外调查某双子叶植物的种群密度,掌握样方法的实际操作过程和注意事项。 4.通过学生自己列举生活中常见的例子来理解迁入率和迁出率对种群密度的决定作用。 5.通过图表分析,了解我国人口各阶段的增长情况及各阶段形成的原因。 6.通过组织学生进行种群调查,培养学生的观察能力、理论联系实际的能力,以及实事求是的科学态度。 7.通过了解种群的概念,使学生树立时空观念和变化发展、相互联系、统一整体等观点。通过了解种群特征,对学生进行适应、整体等生命科学观点教育,并注意联系人类种群对学生进行人口教育。

生物群落的动态

生物群落的动态 Ecology 08.生物群落的动态群落动态的研究在生态学中占有重要位置。 20世纪前20年,群落动态研究曾支配着北美与英国的植被研究。在现代生态学研究中,群落动态仍是中心课题之一,是群落恢复的理论基础。 群落的动态包括群落的内部动态、群落的演替和地球上生物群落的进化。 1.生物群落的内部内部动态包括季节变化与年际间变化。 动态 季节变化见群落的时间结构。 年变化指在不同年度之间,生物群落常有的明显波动。波动:不明显波动、摆动性波动、偏途性波动。 2.生物群落的演替又称生态演替,是一个群落被另一个群落所取代的过程。 演替最早于1806年应用于生态学。Thoeau(1863) 根据自然学家的观点,用演替来描述从弃耕田到森林的过渡。Warming等(1896) 在研究密执安湖边的沙丘演变为森林时提出演替学说。Climents(1916) 进一步对演替学说加以完善。 Odum(1969) 认为,群落的发展是有顺序的过程,是有规律地向一定方向发展,因而是能预见的;演替是由群落引起物理环境改变的结果,即演替是由群落控制的;它以形成稳定的生态系统,即以顶极群落形成的系统为其发展顶点。 2.1.演替的概念定义 植物群落的演替是指在植物群落发展变化过程中,由低级到高级、由简单到复杂、一个阶段接着一个阶段、一个群落代替另一个群落的自然演变现象。 演替需要植物的传播、植物的定居何植物之间的竞争等三方面的条件。 Shawn Chen 1

Ecology 演替的一般模式 裸地的存在; 植物繁殖体的传播; 先锋植物的定居; 其它植物的定居; 物种间竞争; 各物种相互制约,形成稳定的群落。 对植物群落演替的理解 广义:包括植物群落的一些变化,如形成、季节性变化、年变 化以及演替等动态过程。 狭义:地点相同时间不同,植物群落的出现与消失,最后形成 顶极群落的过程。 2.2.演替的类型按演替发生的时间进程:快速、长期、世纪。按引起演替的主导因素:内因生态或内因动态、外因生态或外 因动态。 按基质的性质:水生、旱生。 按群落代谢特征:自养性、异养性。按演替起始条件:原生、次生。 另:空间、时间、植被类型发生。 2.3.演替系列水生演替系列 自由漂浮植物阶段 沉水植物阶段 浮叶根生植物阶段 直立水生阶段

【市级联考】湖北省武汉市2019届高三下学期二月调研测试理科综合生物试题(解析版)

武汉市2019届高中毕业生二月调研测试 理科综合试卷 1.将鸡肉瘤的无细胞提取液注射到健康鸡体内,会诱发新的肉瘤,研究发现引起肉瘤的是Rous病毒。下列说法正确的是 A. 提取液中的Rous病毒属于化学致癌因子 B. 肉瘤细胞因表面的糖蛋白增加而易于转移 C. 与正常细胞相比,肉瘤细胞的细胞周期变长 D. 与正常细胞相比,肉瘤细胞的遗传物质发生了改变 【答案】D 【解析】 【分析】 致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子。癌细胞的特点有:细胞的形态结构发生改变;细胞表面的物质改变;无限增殖。 【详解】提取液中的Rous病毒属于病毒致癌因子,A错误。肉瘤细胞表面的糖蛋白减少,细胞之间的黏着性减小,癌细胞易于扩散和转移,B错误。与正常细胞相比,肉瘤细胞无限增殖,增殖速度快,细胞周期变短,C错误。癌细胞发生的根本原因是原癌基因和抑癌基因发生了基因突变,,因此与正常细胞相比,肉瘤细胞的遗传物质发生了改变,D正确。 2.叶绿体是光合作用的场所。下列有关叶绿体和光合作用的叙述,错误的是 A. 叶绿体内部巨大的膜面积为暗反应的酶提供了附着位点 B. 叶绿素能吸收红光,类胡萝卜素不能吸收红光 C. 光合色素吸收的光能用于水的光解和ATP的形成 D. O2的产生需要提供光照,(CH2O)的产生需要提供CO2 【答案】A 【解析】 【分析】 叶绿体是光合作用的场所,叶绿体是双层膜结构的细胞器,叶绿体内有许多囊状结构的类囊体垛叠成的基粒,类囊体薄膜上分布着与光反应有关的色素和酶。 【详解】叶绿体的类囊体薄膜增大了叶绿体的膜面积,是光合作用光反应的场所,A说法错误。叶绿素主要

吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,B说法正确。光合色素分布在类囊体薄膜上,可以吸收、传递和转化光能,吸收的光能用于水的光解和ATP的形成,C说法正确。光反应水的光解产生氧气,光反应必须有光,暗反应过程二氧化碳固定形成C3,C3还原形成糖类等有机物,D说法正确。综合分析后正确答案是A。 【点睛】光反应场所是叶绿体的类囊体薄膜,暗反应场所是叶绿体基质。光反应必须有光,暗反应有光无光都可进行。 3.接种疫苗是预防传染病最有效、最经济的方式。有些疫苗需两次接种,初次接种产生免疫后,按规定时间间隔再次接种。若提前进行再次接种,则会减弱二次免疫效果,下列解释合理的是 A. 提前接种导致初次免疫产生的记忆细胞凋亡数目少 B. 提前接种导致初次免疫产生的浆细胞分泌的抗体少 C. 疫苗会与初次免疫后存留的抗体结合被迅速清除 D. 疫苗会与初次免疫产生的效应T细胞结合被裂解’ 【答案】C 【解析】 【分析】 二次免疫是记忆细胞发挥作用,二次免疫比初次免疫产生的免疫更强更快,产生的抗体速度更快,数量更多。 【详解】提前接种若导致初次免疫产生的记忆细胞凋亡数目少,存活的记忆细胞多,则不会减弱二次免疫效果,A错误。提前接种不会影响初次免疫产生的浆细胞分泌的抗体,B错误。疫苗属于抗原,当提前进行再次接种时,疫苗会与初次免疫后存留的抗体结合被迅速清除,因此会减弱二次免疫效果,C正确。一方面初次免疫产生的效应T细胞不会长期存在,另一方面效应T裂解的是靶细胞,不能直接裂解疫苗,D错误。【点睛】接种的疫苗是抗原,进入人体后会发生免疫反应,疫苗两次接种时,即发生二次免疫,记忆细胞会迅速增殖分化为浆细胞。按规定时间间隔再次接种是为了不断刺激机体免疫系统产生抗体,达到最高水平,从而获得对人体的保护。 4.为研究Cu2+和Cl-对唾液淀粉酶活性的影响,某小组设计了如下操作顺序的实验方案: 甲组:CuSO4溶液一缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液—保温一检测 乙组:NaCl溶液一缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液—保温-+检测 丙组:蒸馏水-缓冲液一淀粉酶溶液一淀粉溶液—保温一检测 各组试剂量均适宜,下列对该实验方案的评价,不合理的是

2019届高考高三生物总复习第28讲-种群的特征和数量变化学案含答案.docx

2019 届高考生物一轮复习学案含答案 第 28 讲种群的特征和数量变化 [ 考纲要求 ] 1. 种群的特征( Ⅰ ) 。 2. 种群的数量变化( Ⅱ ) 。 3. 实验:探究培养液中酵母菌数量 的动态变化。 考点一种群的特征及种群密度的调查方法 1.种群的特征 (1)种群的概念 种群是在一定的自然区域内,同种生物的全部个体。 (2)种群的数量特征及相互关系 ①种群密度是种群最基本的数量特征。 ②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。 ③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度,年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率,从而 预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。 深化拓展种群年龄组成的类型及判断技巧 (1)统计图

(2)曲线图和柱形图 项目增长型稳定型衰退型 曲线图 柱形图 (3)各图示共性及判断技巧 无论何种图形,均应注意各年龄段个体的比例。增长型中的幼年个体多、老年个体少;稳定型 中的各年龄段个体比例适中;衰退型中的幼年个体少、老年个体多。 2.种群密度的调查方法 项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小的动物活动能力强、活动范围大的动物 调查程序 深化拓展种群密度调查方法中的 4 个关键点 (1)关键点 1: 样方法中样方的选择要合适 ①随机取样:常用五点取样法( 如图 1) 和等距取样法 ( 如图 2) 。 ②大小适中:乔木100 m 2、灌木16 m2、草本 1 m 2;样方数量不宜太少;一般选易辨别的双子叶植物 ( 叶脉一般呈网状) 。

③数量合适:样方太少,误差偏大;样方过多,工作量增大,因此要选择合适的数量。 (2)关键点 2:样方法中的计数要准确:同种生物个体无论大小都要计数,若有正好在边界线上 的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。 (3)关键点 3:标志重捕法中标记物要合适,不能过于醒目;不能影响被标记对象的正常生理活 动;标记物不易脱落,能维持一定时间。 (4)关键点 4:标志重捕法中两次捕捉间种群数量要稳定:被调查个体在调查期间没有大量迁入 和迁出、出生和死亡的现象。 3.种群的空间特征及类型 (1)含义:种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。 (2)类型 ( 连线 ) 1.有关种群及其特征的判断 (1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群( √) (2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征( × ) (3)橡树种子常在母株附近形成集群空间特征,由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数 量特征 ( √ ) (4)种群出生率增加,种群密度一定增大( × ) (5)稳定型的种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定( ×) (6)性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的(×) (7)田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的(√) 2.有关种群密度的调查的判断 (1)草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查( × ) (2)对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度(×) (3)池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法(√) (4)对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用标志重捕法调查种群密度(×) (5)用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时,要选择植物生长茂盛处取样(× )如图是有关种群特征的概念图,据图分析:

生态学试卷(含答案)剖析

生态因子:是指环境中对生物生长,发育,生殖,行为和分布有直接或间接影响的环境要素. 趋同适应:不同种类的生物当生活在相同或相似的环境条件下,通过变异选择形成相同或相似的形态或生理特征以及相同或 相似的适应方式或途径,这种现象叫趋同适应. 最小因子定律:在一定稳定状态下,任何特定因子的存在量低于某种 生物的最小需要量,是决定该物种生存或分布的根 本因素.这一理论被称做"Liebig最小因子定律" 种间竞争:两种或两种以上的生物共同利用同一资源而产生的相互排斥的现象. 生态幅:每一种生物对任何一种生态因子都有一个能够耐受的范围,即生态幅 初级生产力:单位时间,单位空间内,生产者积累有机物质的量. 种群平衡:指种群较长时间的维持在几乎同一水平上,这一现象叫种群平衡. 生态系统:是指一定时间和空间内,由生物成分和非生物成分相互作用而组成的具有一定结构和功能的有机统一体. 同资源种团:以同一方式利用共同资源的物种集团. 基础生态位:在没有竞争和捕食调节下,有机体的生态位空间叫做基础生态位. 生物多样性:生命有机体及其赖以生存的生态综合体的多样化和变异性.

进展演替:在未经干扰的自然条件下,生物群落从结构比较简单、不稳定或稳定性较小的阶段发展到结构更复杂、更稳定 的阶段,后一阶段比前一阶段利用环境更充分,改造环 境的作用更强烈 生物富集:生物个体或处于同一营养级的许多生物种群,从周围环境中吸收并积累某种元素或难分解的化合物,导致 生物体内该物质的平衡浓度超过环境中浓度的现象, 叫生物富集,又叫生物浓缩 生态适应是生物随着环境生态因子变化而改变自身形态、结构和生理生化特性,以便于环境相适应的过程 生态位:是指一个种群在自然生态系统中,在时间空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。 协同进化(coevolution):两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。 生态效率:生态系统中能量从一个营养阶层流转到另一个营养阶层,在不同营养阶层上能量各参数的比值。 初级生产量:生态系统的生产者,通过光合作用或其他途径所固 定的太阳能量或所制造的有机物的量,叫……简答题: 简述光的生态作用. 太阳光是地球上所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉,地球上生物生活所必需的全部能量,都直接或间接地源于太阳光.太阳光本身又是一个十分复杂的环境因子,太阳光辐射的强度,质量及其周期性变化对生物的生长发育和地理分布都

高中生物必修3《第3章生物群体的动态平衡第2节群落的相对稳定一群落的结构...》142北师大教案设计

《 群落的结构》教学设计 一、教材分析 本节内容包括在群落水平上研究的问题、群落的物种组成、群落的种间关系、群落的空间结构等知识。此课时内容具有承上启下的作用,上为种群的特征和数量变化,下为生态系统的有关内容。鉴于课时内容地位,要让学生正确理解群落的结构及基本特征,为后面的学习打下一个坚实的基础。同时,本课时的内容也与现实紧密联系,即学生应能够将知识应用于现实中,解决实际问题,应用所学知识设计立体农业,将知识应用于生活、生产之中。这一届高二学生已使用了一年多的新教材,对一些基础性的生物知识有了初步的认识,学生已经比较习惯于新教材的学习思路和学习方法,大多数学生认识到生物知识无处不在,生活中处处有生物。这使学生对本节课的学习打下了基础,也为提高学生的解决问题能力和实践能力的提高创造了条件。作为高中学生,他们已经具备了一定的形象思维能力,本课通过与图片、事例、模型的有机结合,并配以丰富的色彩,从而增强了学生的兴趣和注意力。 二、目标解析 1.掌握生物群落的概念及实例; 2.理解生物群落的组成和结构;

3.尝试进行土壤中小动物类群丰富度的研究。 4.培养分析归纳问题的能力。凭借概念对具体的生物学现象作出判断和推理,训练学生应用知识、解决问题的能力 5.通过对群落动态规律的研究,懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义,从而进一步树立环保意识 三、教学问题诊断 1.教学重点 群落的结构特征。 2.教学难点 从结构与功能相统一的角度描述群落的结构特征。 本节课的主要目的是引导学生积极主动地获取生命科学知识、领悟科学的研究方法,让学生真正成为教学的主体。在教学中,注意了概念的生成和建构过程,激活了学生思维活动;采用问题法教学,先提出问题,让学生有思考的机会,然后组织学生对问题进行讨论,最后归纳得出结论,使学生在这样的过程中,获得有关群落结构的知识,而且丰富了科学探究的情感体验,培养了科学精神和分析思考问题的能力;充分运用图形图表和生活实例与本节知识相联系,既降低了知识的难度,又提高了学生分析问题的能力,而且调动了学生的积极性,使他们思维被极好的调动起来。 四、教学过程 1、教学设计思路

高中生物 种群的特征

第4章 种群和群落 第1节 种群的特征 一、种群及调查种群密度的方法 1.种群概念。 概念?????三个要素?????①生活在一定自然区域内② ③全部个体举例:一片树林中的全部猕猴 2.种群密度。 (1)概念:____________或____________中的个体数。它是种群最基本的______特征。 (2)应用。 ①农林害虫的____________________。 ②渔业上____________的确定。 3.种群密度的调查。 (1)样方法。 ①步骤: ②取样关键:________。 ③适用范围:植物的种群密度,________的密度、作物植株上______的密度、跳蝻的密度等。 ④常用取样法:五点取样法、______________。 (2)标志重捕法。 ①适用范围:__________,__________的动物。 ②步骤:

根据重捕到的动物中__________占总个体数的比例,来估计种群密度③计算公式: 初捕标记数种群总数= 重捕标记数重捕个体数 答案:1.②同种生物 2.(1)单位面积单位体积数量(2)①监测和预报②捕捞强度 3.(1)①随机个体数平均值②随机取样③昆虫卵蚜虫④等距取样法(2)①活动能力强活动范围大②原来的环境重捕标记个体数 二、种群的其他特征 1.出生率和死亡率。 2.迁入率和迁出率。 3.年龄组成。 (1)概念:年龄结构是指一个种群中____________的个体数目的比例。 (2)类型。

4.性别比例。 (1)概念:种群中______个体数目的比例。 (2)意义:对________有一定的影响。 (3)应用:性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体→破坏________→降低害虫________。 [判断] (1)一个池塘里的鱼就是一个种群。() (2)宜采用样方法调查活动能力强的高等动物的种群密度。() (3)种群的特征和生物个体的特征是相同的。() (4)种群密度越大,种群数量就越大。() 答案: 1.单位时间该种群个体总数 2.单位时间该种群个体总数 3.(1)各年龄期(2)幼年个体数稳定成年、老年个体数 4.(1)雌雄(2)种群密度(3)性别比例种群密度 [判断] (1)×提示:一个池塘中有多种鱼。 (2)×提示:活动能力强,活动范围大的动物不宜用样方法。 (3)×提示:同一种群的个体间不是孤立存在的,而是一个统一体,因此

群落的结构教案

群落的结构教案 第3节群落的结构 知识目标: 掌握生物群落的概念及实例;理解生物群落的组成和结构。 能力目标: 培养分析归纳问题的能力。凭借概念对具体的生物学现象作出判断和推理,训练学生应用知识、解决问题的能力。 情感价值目标: 通过对群落动态规律的研究,懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义,从而进一步树立环保意识。 知识总结 本节知识点较少,在高考中所占的比例较小,但却是高考经常考的考查点。本节的基础知识的考查主要包括群落的概念,种群与群落的区别,群落的基本特征,特别是优势种生活型等新提出的概念,群落的垂直结构、水平结构,生态位等。并且要注意结合现实问题进行分析回答问题,如人口控制、生态保护等热点问题。本节考题主要以选择题

的形式出现,特别是结合能力型识图作答题在近几年的高考题中时常出现。复习重点把握生物群落的内涵和外延,要明确生物群落应包括一定自然区域内的生产者、消费者和分解者的综合,三者缺一不可,复习中还要通过具体分析某一特定区域的空间配置来获得群落的水平结构和垂直结构的感性认识,以加强对教材内容的全面理解和掌握。合作与讨论 1.如何正确理解个体、种群、物种和群落的关系? 我的思路:一个细菌,一个植物,一个动物等指的是一个生物个体,生物在个体水平上具有一系列特征,如具有一定的形态特征、生理特性,能够进行新陈代谢,实现自我更新,在新陈代谢的基础上,表现出生长、发育、衰老、死亡等等。 种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体,种群中的个体并不是机械地集合在一起的,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。因此,种群是繁殖的基本单位。生物在代代相传的过程中由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素,种群的基因频率总是在不断地变化,因此,种群又是生物进化的基本单位。 物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下,能够相互交配和繁殖,并能够产生出可育后代的

种群和生物群落

种群和生物群落 教学设计方案 引入:前面我们分析了生物与环境的关系,但有些问题需要将生物的群体作为一个整体来研究才能解决。 第二节种群和生物群落 一、关于种群概念的教学。种群的概念要通过具体的实例得出。然后可设问:一个池塘中的全部鱼是否是一个种群?一片森林中全部的蛇是否是一个种群?以强化种群是同一物种个体的集合体的正确认识。教师应归纳出以下几点: 1.离开一定的空间和时间的种群是不存在的。如:北京八一湖冬季有野鸭种群,就不能说什么季节都有野鸭种群。 2.我们所见到的物种实际是种群,所以种群是物种存在的具体形式。在种群这个集合体内,个体之间可以自由繁殖后代,所以种群也是物种的繁殖单位。同一种群内,基因可以自由交流,由于地理隔离或生殖隔离最终导致物种的变化,可见,种群也是物种的进化单位。此外,种群也是群落的构成单位。 二、关于种群特征的教学。种群的密度、年龄组成、性别比例、出生

率和死亡率等是种群的基本特征。在教学中要防止理论上的空谈,一定要结合具体物种的种群进行教学,这样做不但有利于对种群特征的理解,而且使学生认识到对种群特征的调查有重大的实践意义。如猫熊(即大熊猫)是我国的国宝,为了保护这一珍稀物种,就要对某一保护区的猫熊进行种群调查,调查的内容就包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等种群特征,并依此对猫熊种群的现状和未来做出科学的判断,以及采取相应的保护措施。又如我国进行人口普查实际就是对我国人口种群特征的调查,并依此对我国人口的现状和未来做出科学的判断,以及制定应采取的人口政策。在教学中还应注意和归纳的问题有: 1.种群的密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率之间有密切的关系。年龄组成和性别比例都在影响出生率和死亡率。而出生率和死亡率则直接影响种群密度的动态变化。在讲种群这几个特征时,必须扣住它们之间的关系,不可将这几个种群特征割裂、孤立起来。2.种群密度是种群的最基本特征,种群密度的调查是生态学研究的基本方法之一,标记重捕法是种群密度调查的重要方法。标记重捕法的教学应采用具体的实例进行教学,如:一个学生估算一块木头下面鼠妇的种群数量。她捉了40只鼠妇,将它们标记后放回,并与该种

动物生态学原理复习资料剖析.doc

动物生态学原理复习资料(PPT 上的名词解释和问答题) 第一章绪论 一、名词解释 1.生态学( Ecology ): Ecology 源于希腊文, Eco-表示住所或栖息地, Logos 表示学问,原意是研究生物栖息环境的科学。生态学与经济学 (economic) 具有相同的词根。研究有机体与其环 境的全部关系的科学 (赫克尔 E. Haeckel, 1869) 。 二、问答题 1.简述生态学的定义类型。 ①Ecology 源于希腊文, Eco-表示住所或栖息地, Logos 表示学问,原意是研究生物栖息 环境的科学。生态学与经济学 (economic) 具有相同的词根。 ②研究有机体与其环境的全部关系的科学(赫克尔 E. Haeckel, 1869) 。 ③研究科学的自然历史 (埃尔顿 C. Elton,1927) ④研究生物形态、生理和行为上的适应(克什卡洛夫Ка ш к а ро в , 1954) ⑤研究有机体的分布和多度的科学(安德列沃斯 Andrewartha, 1954) ⑥研究动物的生活方式与生存条件的联系,以及动物生存条件对繁殖、存活、数量及分布的意义 (纳乌莫夫 HayMoB, 1955, 1963) ⑦研究决定有机体的分布与多度相互作用的科学(Krebs, 1972, 1978, 1985, 1994, 2001) 2.按照研究对象的组织层次划分,经典生态学应包括哪几个分支学科?概括各分支学科的主 要研究内容。 ①个体生态学 (Individual ecology):个体对生物和非生物环境的适应。 ②种群生态学 (Population ecology):多度和种群动态。 ③群落生态学 (Community ecology):决定群落组成和结构的生态过程。 ④生态系统生态学(Ecosystem ecology): 物质流、能量流和信息流(稳态和调节功能)。第四章种群数量的时空动态 一、名词解释 1.法尔规律 (Farr rule) :人口密度越大,越集中栖居在一个地方,许多流行病就越容易扩大 和暴发。 2.种群生态学 (Population ecology) :研究种群内各成员之间、它们与其他种群成员之间、以 及它们与周围非生物环境之间的相互关系的科学。 3.进化 (evolution) :是种群中个体基因频率从一个世代到另一个世代的变化过程。进化过程 中的决定性阶段为物种形成。物种进化通过种群表现出来;从进化论观点看,种群是一个演化单位。 4.构件生物 (modular organism) :由一个合子发育成一套构件组成的个体(例如高等树木、 珊瑚、薮枝螅等)。 5.标志重捕法:在调查地段中,捕获一部分个体进行标志,然后放回,经一定期限后进行 重捕,根据重捕中标志数的比例,估计该地段中个体的总数。 6.样方法:在若干样方中计数全部个体,然后将其平均数推广,来估计种群整体数量。 7.去除取样法:在一个封闭的种群里,随着连续地捕捉,种群数量逐渐减少,因而花同样 的捕捉力量所取得的效益就逐渐地降低。同时,随着连续的捕捉,逐次捕捉的累积数就逐渐 增大。如果将逐次捕捉数/单位努力(作为 y 轴 ),对着捕获累积数 (作为 x 轴 )作图,就可以

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