分子生态学
分子生态学研究进展
摘要:本文主要介绍了分子生物学的产生、概念、内容、途径、研究手段、应用领域和研究热点。
自十九世纪下半叶出现生态学一词至令，已经历了一个半世纪的发展，生态学已形成了较为完整的学科结构和成熟的理论体系。生态学主要研究种群和生态系统的结构与功能等众多宏观水平的生态学问题，因此，在整个生态学研究内容中，环境分析与生态现象的数学数量分析模拟的内容占了主要部分，其中数量生态学占重要地位。随着现代科技的发展，特别是计算机与虚拟技术的发展，生态学的数学研究必将会有更多的应用，宏观层次生态规律的认识必将会有更新的认识，许多生态问题会有更好的数学答案。与此形成鲜明对比的是，生态学中许多生态现象与生态规律的分子机理却研究得很少，而生态学的发展迫切要求用基因、蛋白质、酶等生物分子活动规律来阐释生态规律的进化、演变过程的机理。分子生物学的形成与发展为此提供了完整的理论依据和方法。
1分子生态学的概况
1.1分子生态学的产生
一般认为生态学是从宏观的角度研究生物与环境关系的科学，而基因与环境有着密切的联系，生态学的发展迫切要求用基因、蛋白质、酶等生物分子活动规律来阐释生态规律的进化、演变过程的本质和机制。近20 年来，分子生物学无论在基础理论方面还是在技术开发应用方面均取得了突飞猛进的发展，尤其是聚合酶链式反应（PCR）技术的产生和完善使分子生物学不断向生物科学的各个领域渗透；伴随着分子生物学理论和技术向生态学的渗透和发展，一个由这两个学科相结合的英国生态学学会主办的国际性杂志《分子生态学》于1992 年创刊（1992），这标志着分子生态学已经成为生态学的一个新分支学科。它是生态学和分子生物学相互渗透的产物，分子生态的的理论与方法在生态学研究中的应用，展现了生态学从宏观到微观全方位蓬勃发展的景象。
1.2 分子生态学的概念
分子生态学属生态学的研究范畴。与普通的生态学研究所不同的是它采用的研究方法是分子生物学的方法，研究层次是基因、酶等分子水平，研究结论是用基因等生物分子活动规律的语言表达，研究对象是各种生态现象与生态问题。由于发展时间短，对于这个新研究领域的概念，不同学者从各自的研究背景出发对它的定义有着不同的理解，至今尚无一个大家普遍认同的观念。下面有几种代表性的解释：Hoelzel(1992)认为，分子生态学是以DNA和蛋白质的特征，研究物种的进化、演化及种群生物学。而Burke等(1992)在《分子生态学》创刊词中的定义是：分子生态学是研究分子生物学、生态学和种群生态学的界面问题，使用分子生物学的手段来研究自然、人工种群与其环境的关系以及转基因生物(或其产物释放)所带来的一系列潜在的生态学问题。黄勇平等(2003)认为，目前较为一致的看法是：分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学。它是生态学与分子生物学相互渗透而成的一门新兴交叉学科，也是生态学分支学科之一。其特点是强调生态学研究中的宏观与微观的紧密结合，优势在于对生态现象的研究不仅注意外界的作用条件，而且注意分析内部的作用机制。
1.3分子生态学的研究内容
分子生态学主要涉及分子种群生物学、分子环境遗传学和分子适应3个方面的问题，在技术上主要有用于物种鉴定的分子技术、新探针的构建以及用于种群研究的基因序列分析和引物设计以及探讨基因工程产物的环境适应性和投放环境后所引起的物种与环境互作、物种之间互作、种内竞争等方面的生态效应等重要领域。目前分子生态学研究的主要内容包括分子群体生物学、分子环境遗传学和分子适应等。实际上分子生态学不是简单的分子技术在生态学问题中的应用，其研究内容还远不止于此。
2分子生态学研究现状
2.1 分子生态学研究途径和技术手段
分子生态学的方法分为两大类，即属于DNA层次的研究方法和蛋白质层次的研究方法。DNA层次的主要研究对象是mtDNA、叶绿体DNA、核糖体DNA及基因组DNA(或染色体DNA)，蛋白质层次的研究多采用多位点等位酶为指标。
2.1.1蛋白质水平
“等位酶”(allozyme)指一定基因位点上不同的等位基因编码的酶；“同工酶”(isozyme)指通过电泳鉴定的染色功能相同的酶的不同生化形式。等位酶是同工酶的一种特殊形式，有时也叫等位同工酶。等位酶分析技术蛋白质技术是分子生态学研究中重要的技术手段。等位酶对一些普遍理论的提出作出了贡献，如自然种群的遗传维持、性别的进化意义、在适应性进化中基因的角色、种群地理结构的起源以及遗传多样性的生态学意义。采用蛋白质电泳获得多位点等位酶的谱图是分子生态学研究中最有价值的资料之一。等位酶技术操作相对简单、花费少、统计方法标准，且有大量资料可以借鉴。但对于一些狭域分布的地方种群，往往缺乏多态性的位点，无法进行等位酶分析；另外，由于酶自身的特性，使得该技术在实际应用中具有一定的局限性。
2.1.2 DNA水平
DNA通常分2种类型，即核DNA和细胞器DNA。前者亦称为基因组DNA。多适宜于种群内的研究；后者相对保守，主要用于研究种间系谱关系。细胞器DNA为母系遗传，为研究母系血亲关系提供了可能途径。
DNA分析技术与等位酶技术相比较复杂，其基本过程包括：DNA提取、限制性酶切、PCR 扩增、分子杂交、基因文库构建、DNA测序或指纹谱带测定等。这些常规的分子生物学
技术已广泛应用于生态学研究，归纳起来主要有以下几种DNA技术，即限制性片段长度多态性(RFLPs)、随即机扩增多态DNA标记(RAPDs)、可变数目串联重复(VNTRs)以及简单重复间序列标记(ISSR)和DNA测序(DNA se-quences)。其中VNTRs包括多位点小卫星(multi —locus minisatellite DNA)、单位点小卫星(single locus minisatellite DNA)和微卫星(microsatellite DNA)3种类型。
3分子生态学的研究领域
3．1 分子生态学在动物生态学中的应用
动物mtDNA的分子量小，且是共价闭合环状双链结构，呈严格的母系遗传，无组织特异性，进化速度快，特别适合进行RFLP分析。Glaus(1961)首先报道了珍珠鸡(Agelastes Meleagrides)和火鸡(Turkey)mtDNA的RFLP长度多态性，并选用家鸡的16SrRNA、ND。等基因的DNA探针对鸡形目部分鸟类的亲缘关系进行了研究。根据已有资料，目前已对131种鸟类进行了mtDNA的RFLP研究。
张亚平等(1997)用微卫星标记对13只人工饲养的大熊猫进行了亲缘关系分析，得出了
繁殖能力较强的父本个体，这对于大熊猫人工繁殖过程中选择有效的雄性个体及理想的配对方案都十分必要。分子标记技术已广泛应用于对两栖动物(2001)、哺乳动物和鱼类(1999)等类群的遗传谱系关系分析，确定物种或物种内不同品系的亲缘关系。另外，在濒危动物的保护生态学方面，DNA分子标记技术也有其独特之处。
张德兴教授（2009）的研究团队( 中国科学院动物研究所分子生态学和进化研究组) 运用分子生态学的研究手段, 从多个独立微卫星DNA位点对覆盖飞蝗中国分布区的25 个样点的1 300 多个标本进行综合分析。他们发现, 尽管飞蝗具有很强的迁飞扩散能力, 中国的飞蝗确实分为北方种群、南方种群和西藏种群3 个具有显著遗传差别的种群, 但是与传统认识不同的是, 广布于中国中、东部的飞蝗并非东亚飞蝗, 而是应隶属于亚洲飞蝗亚种。该研究成果一方面验证了飞蝗经典分类的一些结论, 另一方面则指出对由Boris Petrovitch Uvarov( 1889~ 1970) ( 被学界誉为“蝗虫之父”) 在20 世纪30年代建立的关于东亚飞蝗的有关权威观点进行修正的必要性。
在动物分子生态学研究中，获取试验材料一直是困扰研究者的一大难题。常用方法是捕获或者麻醉动物，然后采集血液或组织。但从野生动物保护的角度来说，该方法存在许多问题，使其应用受到限制。首先，野生动物对人类相当警觉，或其出没地区人类难以到达，捕捉它们有一定难度；另外，捕捉和麻醉都有可能干扰其正常生理过程，改变其行为或更换栖息地；再者对一些濒危动物个体的伤害则可能影响到整个种群，甚至整个物种的安危。动物体时时刻刻都在进行新陈代谢，其肠道也会有细胞脱落混在其粪便中而排出体外。研究表明，每克人的新鲜粪便中有105个肠道细胞，而且大部分是活细胞（ALBAUGH G P等，1992），这就意味着可以从粪便中获取粪便产生者的DNA进行分子遗传学分析。
3．2 分子生态学在植物生态学中的应用
府宇雷等（2002）应用随机扩增多态DNA(RAPD)方法，分别对我国5个纬度8个不同地点的野大豆(Glycine soia)种群及浙江金华地区5个野大豆种群，进行了分子生态学研究，发现这些野大豆种群存在较高的遗传变异，并且这些变异与地理纬度有一定正相关。李丹等（2001）也通过RAPD对3个马尾松种群的遗传多样性的分析表明，遗传多样性主要仍在种群内(>97％)，种群间遗传距离值与海拔差距呈显著正相关。
叶绿体DNA是多拷贝、非重组的。在大多数被子植物中其遗传信息只通过种子传递，因此它反映了种子的基因流动状况。林鹏(2001)用分子生态学技术研究红树群落，澄清了木榄属(Bruguiera)的尖瓣海莲(B. sexangula var. phynchop etala)的归属问题，明确了尖瓣海莲是海莲(B. sexangula)的—个变种，而非海莲与木榄(B. gymmorrhiza)的杂交种。
总体而言，分子生态学在植物生态学中的应用范围是：濒危植物保护生物学的应用、物种的遗传多样性和种群生存力分析、植物的生殖行为研究以及转基因植物释放的生态学评估等。
3．3 分子生态学在微生物生态学中的应用
自然界中存在大量不可培养的微生物，因此，传统方法研究微生物的区系缺乏全面性。而rRNA基因序列高度的保守性和多样性，可以据其序列的相似程度反映出它们的系统发育关系(1997)。其中，16S rDNA序列分析已成为细菌种属鉴定和分类的标准方法，并揭示了许多微生物新类群。近年来，23s rRNA的基因及16—23s rDNA问区(iSR)的序列分析已成为细菌分类和鉴定中的热点。总之，以rRNA基因分析方法为代表的核酸技术将微生物多样性及微生物生态学研究带入了新的时代，极大地推动了微生物多样性的研究。。根据rRNA 基因的多拷贝性及高度保守的特性，利用核酸探针技术可以检测环境样品中微生物的种群或特定种的存在。目前这类探针已用于检测Escherichia coli，Listeria spp．，Yersimia spp．及
Mycobacterium avium等致病性细菌。Mcorist等（1997）用复合引物技术检验了Lawsonia intracellularis为回肠炎的流行病学调查提供了快速、准确的方法。
核糖体序列(rRNAs或rDNAs)分析已经成为研究微生物分类单元之间系统进化关系的最常用方法。5s rRNA包含了种的专一性的核苷酸特征决定了它可被用于物种的鉴定。16s rRNA是当今研究得最透彻的分子之一，上百个物种的部分或全部16s rRNA序列已经探明。16s rRNA的分析使微生物学家对原核生物系统发育有了新的认识，导致了三界系统的出现。常用分析方法是RT—PCR、PCR—DGGE和克隆测序等技术。最近，张晓君等（2003）利用16s rDNA克隆测序的方法分析了马兰冰川一个深层冰芯样品的微生物多样性，样品中有许多序列与嗜冷微生物的序列很相似。Gong等（2002）和Whitford等（1998）分别用PCR —DGGE技术研究了肉仔鸡肠道和瘤胃微生物的区系。本实验室采用PCR—IX3GE研究了超早期断奶仔猪全消化道微生物区系，并且比较了几种不同日粮对猪消化道微生物区系的影响。
基因工程微生物(genetically engineered microorganism，GEM)生态学的研究已成为微生物分子生态学的一项主要研究内容之一。GEM生态学研究的主要内容有生物学特征鉴定、GEM的适合度和潜在的延迟效应、环境释放规模和频度、基因转移和遗传稳定性以及潜在的生态影响。王平等（1996）也采用发光光度法对土壤中小麦根部带lux AB基因的荧光假单胞菌进行了跟踪检测和回收，发现在接种后5个月的田里的土壤中还能用上述方法检测到定殖于小麦根部的标记菌株。
3．4 分子生态学与空间生态学的结合应用
生态学发展至今有2件大事令人瞩目：一是1992年《分子生态学》的创刊，标志着分子生态学这门学科的正式诞生；一是被称为“生态学理论的最后前沿”的空间生态学(Spatial ecology)的诞生。空间生态学是一门侧重生物个体及其组织的空间位置和各种生态过程空间尺度的学科，在其理论模型中往往直接或间接包含有空间变量。目前在许多实例研究中，这2门学科正逐步融合到一起。尤其是微卫星等DNA标记技术已被广泛应用于分子生态学研究的多个领域中，在种群的空间遗传结构、基因流研究领域正逐步与现代空间技术(3S)结合起来。开拓了分子生态学与空间生态学相结合的新的研究领域一空间分子生态学(Spatial Molecular ecology)。
4分子生态学的研究热点
4.1 生态适应性研究
研究植物对水、温度、盐、重金属等非生物胁迫的分子反应以及生物胁迫反应，包括胁迫环境下植物数量性状的QTL定位、热激反应的生态适应等。研究表明，多数黄酮类物质可缓解热胁迫而保证Imomoea purpuread的正常结实（张爱兵等，2002）。
4.2 重组生物带来的危险
重组生物的存活、繁殖、扩散和对其他生物的影响以及对重组生物提出生态预测，是分子生态学研究的热点问题之一。一些学者认为，大多数遗传工程产生的产物并不会带来大的风险，然而人们并不能因此排除它们中的一部分会带来严重后果。虽然现在尚无关于遗传工程改良产物危险环境的令人信服的证据，但依据人类在引种、育种方面的经验，以及目前遗传学、生态学及进化学等有关知识，可以推论遗传工程生物释放于环境可能产生的潜在效应（康乐等，1995）。
4.3 保护生物学
保护生物学的核心是生物多样性的保护。就物种多样性而言，尽管遗传工程本身在技术上可增加其潜力，但实际上遗传工程改良生物投放环境后的直接和间接效应却将减低物种的多样性。在生产上，人们更愿意选择产量高的品种而将其他品种淘汰。遗传工程生物的专利禁止育种学家们自由交换种质，限制遗传交流等都降低了遗传多样性。转基因生物进入环境后参与的优良物种竞争可能会使一些本来稀有的动植物种类灭绝或排斥本地种。如何协调遗传工程或保存物种、基因的多样性的矛盾是分子生态学的一个重要任务。
4.4 行为生态学
目前对动物行为生态学研究较多。而植物行为生态学正处于发展的初级阶段，它的一个重要特点是把生态学与行为学、遗传学和进化理论结合在一起，并引入经济学思想，探索新的研究理论和研究方法。其研究热点主要有：花粉和种子传播的分子鉴定；克隆繁殖植物的克隆结构及其斑块形成机制等；有性繁殖和无性繁殖的比例（蒋志刚等，1997）。
5 小结与展望
分子生态学才刚刚兴起十几年，但发展很快。可以预计，随着各种检测DNA多样性方法的发明和广泛使用，分子生态学将成为生态学的—个重要研究领域，其研究范围将越来越广泛，研究内容也越来越丰富，阐明问题也越来越深入，各种生物种群的遗传结构将得到迸一步阐明。通过适应性基因的克隆及其分子分析可以揭示适应的起源并建立一个统一的进化理论。更重要的是分子生态学从功能上阐明生态学过程的分子机理。
分子生态学方法是一类已经建立的且具洞察力的方法，但进一步的发展不仅依赖于对已利用的分子变异的性质和动态的深入理解，还依赖于将分子遗传数据和现时的及历史过程的综合信息的有效结合。做到后者必须投入大量的精力去研究具体的实例。
当前，我国分子生物学的研究已具备了良好的发展基础，并取得了一定的成果，这为分子生态学的研究提供了一定的有利条件。同时，我国生物种类和生态系统巨大的丰富多样性，为开展分子生态学研究提供了必要的前提。近年来，虽然对生物多样性的重要性的认识已经有了很大提高，但对于地球上蕴藏着的巨大生物多样性的认识还仍不足，分子生态学技术的产生使研究生物多样性的方法更为直接。通过对生物生态系统的组成、不同个体间及种群间的相互关系的测定，对于生物多样性的研究是非常重要的。可以预见，分子生态学技术为生物种群进化过程的研究提供了一个全新的方法，也为生物多样性保护的研究打开了新的篇章（HEIG S M 1994）。生物种群遗传结构动态、遗传多样性在生态系统中的功能以及全球变化条件下遗传资源的丢失等问题也亟待分子生态学技术提供解决途径与洞察视角。由此，作者认为将分子生态学技术与种群统计、生理学等方法结合起来，将分子信息与生态、统计、生理的野外数据结合起来，各种生物种群的遗传结构才能得到进一步阐明，才能理解物种或种群的进化规律．伴随着各种检测DNA多样性方法的发明和广泛使用，分子生态学的研究将为生物多样性的研究带来革命性的前景。
当然，分子生态学也仅仅是一种新的技术手段，只有将它与传统生态学、种群统计、生理学、环境学等学科和方法结合起来，将分子信息与生态的、统计的、生理的野外数据结合起来，才能最终理解种群的结构与动态、物种不同形态及生理特征的实际意义，才能理解物种或种群的进化规律。
参考文献
Burke T. seidIer R，Smith H. EditoriaI.［J］. MoIec. EcoI，1992，1：1.
HOELZEL A R．Conservation genetics of whales and dolphins［J］．Molecular Ecology，1992，1：119～125.
黄勇平，朱湘雄．分子生态学——生命科学领域的新学科［J］．中国科学院院刊，2003(2)：84～88．
黄瑞林，印遇龙，侯振平，等．分子生态学的兴起与应用［J］．广西农业生物科学，2005，24(1)：80~85．
GLAUS K. Structure organnization and evolution of avian mitochoncnrial DNA[D]．Columbus(USA)：Ohio State Univevdty，1961．
张亚平，宿兵．大熊猫的遗传多样性[M]//胡志昂，张亚平。中国动植物的遗传多样性．杭州：浙江科学技术出版社，1997：7~17．
江建平，周开亚．中国林蛙的分子系统关系[J]．动物学研究。2001，22(1)：27~32．HEISTE J．GOLD JR．fgenetic identification of sharks in the US．Atlantic large coastal shark fishery[J]．Fishery Bulletin，1999，97(1)：53~61．
Zhang DX, Y an LN, Ji YJ, Hewitt GM, Huang ZS. Unexpected relationships of substructured populations inChinese Locusta migratoria, 2009, 28, 9: 144.
林鹏中国红树林研究进展[J]．厦门大学学报：自然科学版，2001，40(2)：592~608．
杨光，周开亚．中国水域江豚种群遗传变异的研究[J]．动物学报。1997，43(4)：411~419．王平，胡正嘉．发光酶标记基因在微生物分子生态研究中的应用[J]．生态学杂志，1996，15(3)：26～34．
ALBAUGH G P，IYENGER V，LOHANI A，el a1．Isolation of exfoliated colonic epithelial cells，a novel，non—invasive approach to the study of cellular markers[J]．Int J Cancer，1992，52：347～350．
府宇雷，钱吉，马玉虹，等．不同尺度下野大豆的遗传分化[J]．生态学报．2002，22(2)：176～184．
李丹，彭少麟．三个不同海拔梯度马尾松种群的遗传多样性及其与生态因子的相关性[J]．生态学报，2001，21(4)：415～421．
MCORIST S，MACKIE R A，LA wSON G H K，et a1．In—vitro interactions of Lawsonia intracelhdaris with cultured enteroytes[J]．V eterinary Microbiology，1997，54：385～392．
张晓君，马晓军，姚檀栋，等．马兰冰芯16s rDNA的多样性与影响冰芯中微生物的环境因
素[J]．科学通报，2003，48(9)：947～951．
GONG J H，FORSTER R J，YU H，et a1．Molecular analysis of bacterial populations in the ileum of broiler chickens and comparison with bacteria in the cecum[J]．Microbiology Ecology，2002，41：171～179．
WHITFORD M F，FORSTER R J，BEARD C E，et al，Phylogenetic analysis of rumen bacteria by comparative sequence analysis of cloned 1 63 rRNA genes[J]．Anaerobe，1998，4：153～163．张爱兵，谭声江，陈建，等．空间分子生态学一分子生态学与空间生态学相结合的新领域[J]．生态学报，2002，22(5)：752~769．
康乐，张民照．分子生态学的兴起、研究热点和展望[J]．中国科学院院刊，1995，10(4)：292~299．
蒋志刚，马克平，蒋兴国．保护生物学[M]．杭州：浙江科学出版社，1997．35~52．
HEIG S M．Population differentiation in random amplified polymorphie DNA fingerprinting[J]．Molecular ecology,1994．2：79~87．
朱善良.生态学研究的新领域——分子生态学[J].生物学杂志，2000,17（3）:11~12.
分子生态学的原理和方法
分子生态学的原理和方法 1分子生态学使生态学的实验研究进入分子水平 生物与环境之间的相互经，是地球上的生命出现以来就普遍存在的一种自然现象。但生态学自1866年诞生以来，人类对其规律性的认识则经历了一个由浅入深，由片面到全面的较长历史过程。表现在方法上，从逐渐摆脱直接观察的“猜测思辨法”，到野外定性描述的“经验归纳法”，再到野外定位定量测试与室内实验相结合的“系统综合法”。上述方法虽然有力地推动生态学取得了长足发展，但其研究视野仍局限在宏观水平上，因而表现出外貌或形态相同的生命有机体，由于所处的环境条件不同，其生理功能也不相同；亲代外貌、形态和生理功能相同的生命有机体，子代却由于所处的环境条件不同而产生新的变异，因此，宏观生态现象的多样性需要用微观的室内实验分析来揭示其生态本质的一致性也就成为生态学宏观与微观相结合发展的必然趋势。分子生物学原理和技术应用于生态学研究而形成的生态学新的分支科学――分子生态学，使生态学的实验研究一跃进入分子水平。 分子生态学的兴趣，首先建立在组成生命有机体的基本物质――核酸和蛋白质等生物大分子以及环境对这些基本物质的影响上。生命有机体遗传信息的携带者是核酸。遗传信息通过DNA分子半保留复制而代代相传。遗传信息由DNA到RAN再到多肽链合成蛋白质的过程称之为中心法则。合成的蛋白质作为一切生命活动的承担者，实现了生命有机体新陈代谢，生长发育以及对外界环境变化的反应，并调控着信息的传递和表达。虽然糖类不像核酸直接参与生命现象的延续，也不像蛋白质那样直接承担生命活动的体现，但它与分子之间的相互识别有密切的关系，因而在生命有机体信息传递中发挥着重要作用（邹承鲁，1996）。 携带蛋白质所需信息的DNA片段称为基因（gene），它是DNA上决定生命有机体外部形态、内部结构和生理功能的基本单位，按功能分为可被转录形成mDNA，进而转译成多肽，构成各种结构蛋白和催化各种生化反应的酶和激素等的结构基因以及可调节控制结构基因表达的基因的调节基因。基因由丹麦遗传学家Johansen W于1909年提出以称谓“孟德尔因子”或孟德尔自己使用的“性状单位（Character unit）”或“单位因子（Unit factor）”，而现代定义则为“遗传信息的结构和功能单位”。每个DNA分子含有很多因基因，基因的复制过程就是4种碱基按A配T，G配C的互补配对原则进行。因DNA分子是由两条多核苷酸组成双螺旋结构，故复制时，DNA在酶的催化作用下，原来的两条链先解旋成单链，然后各条链以自己为模板，配成相应的新链。这样，1个母DNA分子便复制成两个完全相像的分子，它说明了为什么子代和亲代想像的道理，即遗传的实质是碱基序列的复制过程。 基因最重要的特征是其从亲代到子代相似的复制能力，以保证生命有机体遗传的稳定性。然而，如果遗传信息始终不变，就不可能有新的生命有机体类型的产生。事实上，地球上生物多样性的存在已充分证明了遗传信息携带者的基因具有变化的特征，即基因突变（Mutation）。所有发生在基因的DNA序列中是由碱基替代（Base substitution）、碱基插入（Base insertion）和碱基缺失（Base deletion）等改变引起的，可以通过复制而遗传的任何持续性改变改变都叫基因突变，它可发生在生殖细胞，也可发生在体细胞。其中，碱基数量的变化是基因突变的一个重要原因。因为在不同的生命有机体类型之间，碱基的数量是不同的，DNA以其加倍的4个符号，可以编译成的MM蓝本是无限的，说明基因突变是无限的。其次，碱基的内容不同，也会导致基因突变，如ACA和UCA，虽只一个碱基之差，但含义是不同的。另外，碱基排列次序的变化，也是导致基因突变的一个，如UCA和CUA，CGG
行为生态学试题
行为生态学试题（80分） 下列各题可能有一个正确答案，也可能有多个正确答案，请选出你认为正确的答案（每个2分，共80分） 1、下列说法不很确切的是 A、动物的行为同时受遗传和环境两方面的影响 B、动物的行为具有物种的特异性 C、自然选择的单位是生物个体 D、自然选择的理论可以用基因的方式表达和解释 2、2005年6月8日至11日，泰山东麓据传出现过老虎，可以通过下列哪种方式调查该消息的真伪？ A、地毯式的搜捕 B、调查动物活动的足迹 C、检验动物留下的毛发 D、询问目击者 E、24小时定点观察 3、当一只新的雄狮成为新的首领后，它经常杀死前任首领的幼仔，这在行为生态学中可解释为： A、这只雄狮不喜欢以前的幼仔 B、这只雄狮要繁殖自己的后代 C、、这只雄狮没有能力照顾以前的幼仔 D、对雌狮而言，杀婴也是具有一定的适应意义的
E、消灭前任雄狮的后代，能减少与新任雄狮后代的竞争 4、下列不属于捕食对策的行为有 A、捕食者具备解毒能力 B、捕食者增进视觉的敏锐性 C、警戒色 D、拟态 E、借助保护色得以隐蔽 5、关于集群，下列说法正确的是 A、一个捕食者寻找到一个动物社群要比寻找一个单独的动物要困难 B、从一个动物群中捕获到一只动物要比寻找单独的一只动物要容易 C、整个动物群的“巡视”时间随集群大小的增加而增加 D、一群麝牛的成体通常用头部的角向外围成一圈，把最强壮的幼体围在群内 E、随着群体的增大，每个个体被捕食的概率就会减少 6、关于动物的报警鸣叫和报警信号，下列说法不正确的是 A、报警信号可以是视觉信号，还可以是听觉和嗅觉的 B、报警鸣叫只针对亲属同伴，但不针对非亲属同伴 C、猎物的警告信号可能使捕食者放弃对自己的进攻
家畜行为生态学
家畜生态学的定义：研究家畜与其生存环境间在不同层次上的相互关系和相互作用规律的一门科学。 行为生态学（behavioural ecology）是研究生物行为与其环境的相互关系，研究生物在一定的栖息地的行为方式、行为机制、行为的生态学意义的科学。行为科学与生态学交叉，并涉及生理学、心理学、遗传学、进化论、社会学和经济学的学科。 行为生态学研究的内容是：（1）动物最优觅食行为；（2）觅食行为的可变性；（3）动物的觅食技巧；（4）反捕食对策；（5）社群生活对种内的关系；（6）昆虫社会的经济学；（7）动物的行为热调节；（8）动物的领域行为等。 意义：家畜生态学又是畜牧学科的发展观与方法论，是畜牧产业化发展的总纲和行动指南。家畜生态学有利于学生建立生态系统观、培养生态意识和可持续发展意识，有利于学生将畜牧相关知识融会贯通；帮助学生了解畜牧业可持续发展的相关因素和基本思路，实现畜牧产业发展中的经济效益、社会效益、生态效益三者的矛盾统一。 表型适应：动物在环境条件刺激下产生的外貌特征、生理机能和生活方式的适应性变化。可划分为：解剖学，形态学，生理学 遗传适应：动物在环境的适应反应中伴随有基因型变化的适应。 形态学适应： 良好的适应表现：不利条件下体重下降最少；繁殖力不受影响；抗病力强，发病率低；寿命较长，死亡率低 不良适应表现： 适应与引种的关系：1）引种前，应研究引入地区与引入品种原产地的自然生态条件之间的相似性；2）引种时，充分考虑畜禽通过逐渐过渡和杂交育种适应新环境的能力；3）一般说来，家畜从低劣环境引入到优良环境时，比较容易适应，反之则反；4）由温暖地区引种到寒冷地区，宜在春季运输，以便适应气候寒冷的变化；5）家畜在性成熟年龄迁徙最合适，而母畜在妊娠后期迁徙是最不适当的；6）在一个品种范围内，较小的或中等的体形比大体形动物有较大的耐受力，能顺利地完成风土驯化过程。 种群：同种个体在一定空间中的结合，它占有一定领域，是同种个体通过种内关系结合的统一体。 群落特征：一个生物中所有的生物，在生态上是相互联系的；生物群落与其环境具有不可分割性；生物群落中的各个成员在群落中的重要性是不相等的；生物群落具有空间和时间结构；生物群落的边界是模糊的。 生态系统：指在一定的时间和空间内，生物和非生物成分之间，通过不断的物质循环和能量流动而形成的具有一定功能的统一整体。 生态系统由生物群落和无极环境两大部分构成，无机环境主要由太阳能、大气圈、岩石圈的部分或全部组成。在生物群落中，根据生物获取营养和能量的方式以及在物质循环和能量流动中的作用，可将其划分为生产者、消费者和分解者。
环境生态学讲义(第一章绪论)
环境生态学讲义： 第一章绪论 一、生态学概述 生态学现实意义 生态学基本理论 生态学方法论 二、环境生态学定义 一般认为，环境生态学是研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反映效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。 ——即用生态学的理论，阐明人与环境间相互作用的机制和效应以及解决环境问题的生态途径的科学。（金岚盛连喜等，1991） 三、环境生态学的形成与发展 1、产生：20世纪60年代—对传统行为和观念的反思
分子生态学名词解释图文稿
分子生态学名词解释文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
一、翻译并解释名词：(10x4分) 1.allele 等位基因 一个位点的序列变异。 2.Effective population size (Ne) 有效种群大小 在一个具有相等性比、随机交配的理想种群中表现出与特定统计（全部成体数目）规模相对应的真实的种群杂合性随时间丧失的速率相同的个体数。 3.F-statistics F 统计检验 用于评估个体间、亚种群间和整个种群间杂合性的分布的统计方法，被广泛应用于定量亚种群的遗传分化。 4.Genetic load 遗传负荷 相对于理论最佳值来说降低了的基因型适合度。 5.Hardy-Weiberg equilibrium哈温平衡 当所有等位基因频率是已知的时候，在一个大的随机交配种群中的纯合子和杂合子的预期比例。假设没有迁移、突变或选择作用，哈温平衡定律则认为等位基因频率从一个世代到下一个世代应该保持不变。6.Bottleneck effect瓶颈效应 种群的规模大为缩小，随后常常有一个（种群的）恢复。 7.Selection sweep选择扫荡。 课件：Occurrence of a beneficial mutation，Only individuals carrying the mutation reproduce，‘Population bottleneck’，Mainly affects linked loci。
8.IAM 无限等位基因模型 其中突变不是以可预料的方式一个接一个发生，而大多数突变是像产生SNP（单核苷酸多态性）那样出现的。 9.Linkage disequilibrium (LD) 连锁不平衡。 术语表： Linkage equilibrium 连锁平衡：由重组促成的情形，其中遗传位点在繁殖期相互独立分离。当两个位点上的等位基因一起分离时，如他们在同一个染色体上的物理位置太接近时，则发生不平衡。 百度： 连锁平衡：不同的各在人群中以一定的出现。在某一群体中，不同座位上某两个出现在同一条染色体上的高于预期的随机频率的现象，称连锁不平衡 (linkage disequilibrium) 。由于 HLA 不同的某些经常连锁在一起遗传，而连锁的基因并非完全随机地组成单体型，有些基因总是较多地在一起出现，致使某些单体型在群体中呈现较高的，从而引起连锁不平衡。 10.Metapopulation复合种群 种群再分为多个同类群，至少其中的一些偶尔灭绝，随后通过从其他同类群迁入再建立种群。 11.Microsatellite微卫星 带有单序列（通常为2-，3-或4-核苷酸）重复多次的遗传位点。 12.MtDNA 线粒体DNA 存在于线粒体中的环状染色体。
动物行为生态学
动物行为生态学(Animal behavioral ecology)：结合环境压力等因素，用动物的行为所提供的信息去了解动物。 动物行为学(Ethology)：研究动物的行为，尤其是自然环境下的行为。 行为生态学(Behavioral ecology)：从进化的角度研究生态压力下的动物行为。 动物运动的生物学基础：动物运动的生物力学、生物化学、动物行为的神经，内分泌，基因调控 动物运动个体行为：觅食行为、趋向行为（飞蛾）、防御行为、学习行为、繁殖行为 动物种群行为：争斗性行为（筑巢、领地）、通讯行为、社群行为、迁徙行为 动物群落行为：种间关系中的动物行为（动物行为的生态位分离） 动物行为的生态系统视角：动物行为中的能量流动与物质循环、动物行为对生态系统变化的响应、动物行为对自然灾害的预测潜力 动物行为生态学的研究方法：野外调查自然状态下的行为、实验设计、模型构建与计算 动物行为生态学的意义：能够加大对机制、发展、适应、进化等自然科学问题的解答。 动物行为生态学的应用：农业（设立休渔期科学捕鱼）、工业（仿生飞机）、其他产业（人工电路控制甲虫飞行） 生物力学(biomechanics)：用力学的方法研究生物系统的结构与功能。 雷诺数（Reynolds number）：流体都具有粘性（viscosity），可认为是内部摩擦力，会阻碍物体在水中运动。一般会用雷诺数来说明是否有必要考虑粘性对物体在流体中运动时的影响。 Re为雷诺数；ρ为流体密度（kg/m3）；U为生物在流体中的运动速度（m/s）；L为生物与运动速度垂直的横截面宽度（m）；μ为粘度（kg/(m·s)）；v=μ/ρ不同温度下同种流体的粘性不同。不同雷诺数下流体的流动特性有差异。动物在水中运动时若雷诺数大于1000时，忽略粘性的影响。 作业1：一条小鱼在20℃的水中游泳，游泳时速度为0.18km/h，鱼苗身体横截面最长0.005m，问在计算小鱼运动速度影响因素时是否可忽略水的粘性？（20℃粘度为1.002*10-3） 动物在水环境的运动力学：把流体分为晶格块，拍摄分析每块晶格的三维运动方向与速度，从而分析生物体运动动力、速度等。 对飞机升力的解释：经典表述，伯努利原理（机翼上下面路程不同、速度差，压力差）、驳斥，牛顿第一、二、三定律（向下抛出空气） 细胞运动的引发：发动机蛋白质（如肌球蛋白）与运动轨道蛋白质（如微管与微丝）相对滑动引起的细胞运动。 自主肌肉可以产生不同大小的力的两种途径：多肌纤维合力、频率合力。 作业2：比较骨胳肌、变形虫伪足、鞭毛、纤毛运动的分子机制。 骨骼肌：动作电位传到T管，激活终末池钙释放通道，钙流入肌浆，与肌钙蛋白的C结合，肌钙蛋白带动原肌球蛋白变构，肌动蛋白与肌球蛋白结合，骨骼肌收缩。若钙泵出，骨骼肌舒张。 变形虫伪足：受内外刺激，钙向原生质内部与边缘发生钙离子泵运动，促使微管、微丝的装卸，使原生质向外流形成无定形突起——伪足，使整个细胞向伪足形成的方向运动。 鞭毛与纤毛运动：受内外刺激，使得由轴丝动力蛋白所介导的相邻二联体微管之间的相互滑动，进而使鞭毛基部转动运动，而纤毛形变摆动运动。需要ATP支持。 动物液压运动系统：蜘蛛用体液压力伸腿、肌肉收腿，液压伸张与肌肉收缩配合做跳跃。
分子生态学教学大纲
《分子生态学》教学大纲 一、基本信息 二、教学目标及任务 本课程是生态学专业中一门前言性和交叉性比较强的课程，主要讲述现代分子生物学技术在生态学领域的应用原理和技术。通过本课程的教学，使学生获得昆虫种群遗传学、进化生态学、物种分化与进化、基因流以及遗传分化等基础知识与理论，掌握分子生态学研究所需的基本实验技能。 三、学时分配 教学课时分配
四、教学内容及教学要求 绪论 第一节分子生态学的定义 第二节分子生态学的起源和发展 第三节分子生态学的内涵 习题要点：简述分子生态学的定义和内涵。 本章重点、难点：分子生态学的概念和内涵。 本章教学要求：要求学生了解分子生态学的定义，起源和发展，以及分子生态学的内涵。第一章生态学中的分子遗传学基础 第一节突变及其类型 第二节重组 第三节PCR、DNA类型、 习题要点：突变及其类型、突变形成的原因。DNA重组。 本章重点、难点：PCR以及DNA数据。 本章教学要求：了解突变及其类型、突变形成的原因。PCR在分子遗传上的应用。 第二章生态学中的分子标记 第一节遗传模式 第二节分子遗传标记（如RAPD、AFLP、RFLP、Microsatellites等）。 习题要点：分子遗传标记方法的特点和应用范围。 本章重点、难点：各种分子遗传标记的方法和应用领域。 本章教学要求：了解各种分子遗传标记的特点如优点和缺点，以及各自的应用范围。 第三章单种群的遗传分析 第一节哈德—温伯格原理 第二节遗传漂变 第三节瓶颈效应、自然选择 第四节中性学说 第五节Wolbachia与遗传多样性及种群分化 习题要点：遗传分析的原理和方法。
本章重点、难点：哈德—温伯格原理，Wolbachia对种群隔离的影响。 本章教学要求：了解单种群遗传分析的原理和方法，理解哈德—温伯格原理在分子生态学上的意义，掌握Wolbachia对种群隔离的影响机理。 第四章多种群的遗传分析 第一节遗传距离 第二节基因流 第三节支序地理学 习题要点：遗传距离的测定、基因流的定量化分析和影响影子、分子钟、进化树。 本章重点、难点：测定种群间的遗传距离和基因流程度。 本章教学要求：知晓遗传距离的测定方法，了解基因流的定量化分析方法和影响因素，理解分子钟和进化树的概念。 第五章分子生态学的研究方法 第一节遗传标记方法 第二节种群多样性分析方法 习题要点：掌握分子生态学研究中的常用方法。 本章重点、难点：遗传多样性的分析软件应用。 本章教学要求：知晓遗传距离的测定方法，了解基因流的定量化分析方法和影响因素，理解分子钟和进化树的概念。 五、考核方式及要求 以期末课程报告和实验报告相结合的方式进行考核。实验占30%、期末课程报告占70%。重点考查基础知识的要点和掌握情况，以及分析判断问题的能力。 六、推荐教材及教学参考书 参考书1：《An Introduction to Molecular Ecology》，Trevor Beebee 和Graham Rowe编著，Oxford University Press, 2004, 346pp。 参考书2：《Molecular Ecology》，Joanna R. Freeland编著，John Wiley & Sons, Ltd，2005，388 pp。 大纲修订人：洪晓月 大纲审定人：韩召军 修订日期：2008年11月20日
生态学课后练习题参考答案
《普通生态学》练习题参考答案 第一章绪论 1、如何理解生物与地球环境的协同进化? 答：地球的生命起源于35亿年前，那时地球的表面为还原性大气；缺少氧气，没有臭氧层。这些条件对今天的生物非常有害，但却正是原始生命得以形成的环境。 约在30亿年之前开始形成光合自氧生物，蓝绿藻为主，逐渐改变了大气成分，氧化大气出现；氧化大气的形成为绿色植物的登陆创造了条件。大气圈中保证生物呼吸的氧气和稳定的CO2含量，以及保护地表生命的臭氧层，都是生物长期作用的结果。 并且生物不断适应地球环境，而进化形成现今丰富多样的生物世界；自7亿年有动植物以来，累计生物总质量是地球总质量的1000倍；生物转移的物质总质量要比其自身的质量大许多倍。因此可以认为适于生物生存的地球环境是生物与地球协同进化的结果，而这种环境又靠生物来维持与调控。 2、试述生态学的定义、研究对象与范围。 答：生态学是研究生物及环境间的相互关系的科学，环境包括无机和有机环境。生态学研究的对象从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统直到生物圈，经典研究个体及以上层次。生态研究的范围非常广泛，涉及的环境非常复杂，从无机环境（岩石圈、大气圈和水圈）、生物环境（植物、动物、微生物）到人与人类社会，以及由人类活动所导致的环境问题。 3、现代生态学的发展趋势及特点是什么？ 答：进入20世纪60年代，生态学快速发展。生态学已深入社会的各个领域。（1）全球性问题（如人口问题、环境问题、资源问题和能源问题）的控制和解决推动生态学发展。（2）应用生态学的迅速发展。污染生态学，经济生态学，恢复生态学，环境生态学。（3）全民生态意识提高。生态学举世瞩目。 生态学的发展特点有：（1）研究层次向宏观和微观方向发展。现代生态学一方面向区域性、全球性方面发展；另一方面是向微观方向发展，与分子生物学、分子遗传学、生理学等相结合。（2）研究方法手段的更新。野外自记电子仪器、同位素示踪、稳定性同位素、“3S”（全球定位系统（GPS）、遥感（RS）与地理信息系统（GIS））、生态建模，系统论引入生态学。（3）研究范围不断扩展。对象转移到人类活动，交叉科学如化学生态学，应用生态学如与环境保护相结合。 第二章生物与环境（1） 1、名词解释 环境（environment）——环境是指某一特定生物个体或生物群体的空间，以及直接或间接影响该生物（群）体的一切事物的总和。 生态因子（ecological factor）——环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。 限制因子（limiting factor）——限制生物生存和繁殖的关键因子，就是限制因子。 生态幅（ecological amplitude）——每种生物对任何一种生态因子都有一个耐受范围，即一个生态学上的最低点和一个生态学上的最高点，在最高点和最低点之间的范围就称为生态幅。 2、地球环境由哪几部分组成？ 答：地球环境由大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈组成。 3、简述生态因子作用的一般特点。 答：（1）综合作用: 如气候的作用；（2）主导因子作用：渔业高密度养殖增氧；（3）直接作用和间接作用：地形因子一般为间接作用.；（4）阶段性作用：如鱼类的回游；（5）不可代替性和补偿作用。 4、种的生态幅及其制约因子有那些主要规律？ 答：（1）对同一生态因子,不同生物的耐受范围是很不相同的，每个种的的生态幅主要决定于种的遗传特性。（2）一种生物对某一生态因子的适应范围较宽，而对另一因子的适应范围很窄，生态幅常常为后一生态因子所限制。（3）同一生物不同阶段耐受性不同，生物繁殖阶段常常是一个临界期。（4）内稳态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。（5）驯化可导致物种耐性限度的改变，适宜生存范围的上下限会发生移动，并形成新的最适点。 第二章生物与环境（2） 1、名词解释 光补偿点（light compensation point)——光合作用强度和呼吸作用强度相当处的光强度为光补偿点 光周期(photoperiod)——一天之内，相对于黑夜而言，白天的时间长短。 Bergman 规律（(Bergmann’s rule)——高纬度的恒温动物比低纬度的相似种类个体要大。 冷害（chilling injury）——指喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡。 2、简述有效积温法则及其在农业生产上的意义 答：有效积温法则指变温动物和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阶段的发育，而且每个发育阶段所需要的总热量是一个常数。在农业生产上的意义有： (1)预测生物发生的世代数：年总积温/一个世代所需积温 (2)预测生物地理分布的北界 (3)预测害虫来年发生程度 (4)可根据有效积温制定农业气候区划 (5)应用积温预报农时 3、试述光的生态作用. 答：太阳光是地球所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量来源，地球上生物生活所必须的全部能量，都直接或间接地来源于太阳光。太阳辐射的强度、质量及其周期性变化对生物产生深刻的影象。（1）光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要的作用；（2）不同光质对生物有不同作用。光合作用的光谱范围只是可见光区，红外光主要引起热的变化，紫外光主要有杀菌作用，昆虫对紫外光有趋光反应。（3）生物的光周期的适应。植物可分为长日照植物和短日照植物。光周期的变化对大多动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响，光周期对昆虫的滞育起主要作用。 4、为什么生物的活动和繁殖受光周期控制？ 答：外界环境因子很多，如温度、湿度、气压、降水等，为什么动物偏偏选择光(光照周期)这个信号作为启动复杂的繁殖生理机制的“触发器”。这是因为日照长短的变化是地球上最具有稳定性和
生态学的10个规律
高中生物竞赛辅导 《生态学与动物行为学》 日照实验高中崔宝刚 一、生态学的十个规律 1．生态学是科学：生态学是关于动、植物投资的一门科学。生物的行为都是一种投资行为，与经济学密切相关。 生态农业、生态旅游、生态党和生态平衡等 Ａ．大面积森林砍伐、滥施开垦干草原、破坏沼泽、围湖造田、环境污染---生态不平衡； Ｂ．生态平衡像“收支平衡”一样，是指生态系统的物质和能量的输入和输出相平衡，从而形成相对稳定的状态；这种平衡是好还是坏？ Ｃ．生态平衡不存在（发展观），常用生态系统稳定性描述。 生态学的研究成果并不直接产生或指挥伦理和政治的运动。 2．生态学只有按照进化论才能被理解 （1）离开了进化论，生物学就没有了意义。 （2）形态学、生理学和行为学等的巨大多样性都是亿万年进化的结果。 例：为什么鸸鹋(澳洲鸵鸟）、几维鸟(新西兰唯一保存下来的无翼鸟; 新西兰人把从我们中国引种去的猕猴桃，称为几维果)和美洲鸵鸟等都是无翼的？——进化的结果。 （3）从更广的水平而言，进化的趋势是使有机体的适合度（fitness)最优 （4）由于环境是对于有机体的基本约束，所以生态学在一定程度上可以忽视进化和遗传？---错 3．“对物种有利”现象并不存在 自然选择将有利于那些传给大多数后裔的基因 假如兵蚁或工蜂在防御性攻击后自取灭亡（工蜂遇敌时，不得已而使用螫针，螫针会连同一部分内脏拉出，这是一种自杀性的行为，但它保卫了蜂巢内同胞的安全）或雌章鱼在生产后就即可死去只是对物种其它个体有好处，但是对携带基因的个体是不利的，那么进化将有利于别的基因取代它，这种死亡的意义并不在于利它。 由于同样的理由，认为种群大小通过出生率降低而受到限制是“为了对物种有好处”的论点同样是不可靠的。基因是自私的，只对自己有利。自然界中并不存在某种个体含有利它基因现象。 无论是利他行为还是种群调解，用进化作用于个体的观点都是很容易被理解的。 4．基因和环境都很重要 先天定型行为与学习行为 动物的行为也像消化道内的酶一样，同样是被基因控制的。目前有许多基因控制行为特征的实例。 学习行为也是重要的，很多鸟类出生时就和同种鸟类分开，成体后并不会本种鸟叫。 正确评价这两方面因素的基本性质及其相互作用的事实，对于正确理解生态学是很重要的。 5、理解复杂性需要模型 首先要确定小的特定问题：如“雄性乌鸫为什么形成领域？” 然后要“提出特定假设”：有领域的乌鸫能得到更多的交配机会。 再次要检验特定的假说
恢复生态学
第一章 生态恢复：帮助退化、受损或毁坏的生态系统恢复的过程，它是一种旨在启动及加快对生态系统健康、完整性及可持续性进行恢复的主动行为。 生态系统服务功能：指生态系统及其生态过程所形成与维持的人类赖以生存的环境条件与效应。 第二章 土地退化：指由于土壤理化性质的变化导致土壤生态系统功能退化的过程。 退化生态系统：在人为干扰或自然干扰的影响下，生态系统原有的稳定平衡状态及进化方向发生改变，导致生态系统的结构发生变化，功能产生障碍，形成破坏性波动或恶性循环，这样的生态系统被称为~ 干扰作用：指发生在一定地理位置上，对生态系统结构造成直接损伤的、非连续的的物理作用或事件 荒漠化：由于包括气候变化和人类活动在内的各种因素所造成的干旱、半干旱和受干旱影响的半湿润地区的土地退化。 第三章 护理植物：指那些能在其冠幅下辅助或护理其他目标物种生长发育的物种。 第四章 封山育林：指对山区和其他地区人工造林困难或者具有乔、灌、草天然下种、萌芽、萌蘖能力的荒山荒地、采伐迹地、疏林地等，通过封禁和人工辅助措施，使其成为森林、灌木林或者灌草植被地的经营管理方式。低效林：受人为因素的直接作用或诱导自然因素的影响，林分结构和稳定性失调，林木生长发育衰竭，系统功能退化或丧失，导致森林生态功能、林产品产量或生物量显著低于同类立地条件下相同林分平均水平的林分总称。 第五章 湖泊富营养化：指N、P等营养物质大量进入水体，浮游植物占优势而导致水生生态系统的结构破坏和功能异化的过程。 沿岸带：指靠近湖岸的浅水区，日光可以透射到水底，一般为水生高等植物所占据。 敞水带：沿岸带以外从水面到光有效透射深度，即补偿深度为止的水层区是敞水带，该深度处的光合作用正好与呼吸作用平衡，其光照强度通常为饱和光强度的1%。 深水带：敞水带以下的区域是深水带。 浮游生物：借助于水的浮力营浮游生活的生物，包括浮游植物与浮游动物。 自游生物：运动能力很强的一类大型动物，往往能进行长距离的游泳或克服较急的水流，包括鱼类、两栖类、大型游泳昆虫等。 底栖生物：固着或随着在水底或者生活在沉积物中的生物，包括底生植物和底栖动物，前者有水生高等植物和着生藻类，后者如环节动物、节肢动物、软体动物等。 周丛生物：生长在淹没于水中的各种基质（如沉水植物，木桩、石头等）表面的生物群，主要包括着生藻类、原生动物和轮虫。 漂浮生物：生活在水表面的生物，常见有几种水生高等植物和水生昆虫。 生物操控:通过去除食浮游生物者或添加食鱼动物降低食浮游生物鱼类的数量，使浮游动物的体型增大，生物量增加，从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率，降低浮游植物的数量。 盐沼：指分布在河口、海岸潮间带，由盐生植物覆盖的淤泥质潮滩地带。有海岸盐沼和咸水盐沼。 河流生态系统： 狭义：河流（溪流）生态系统是指由水生生物、水生动物、底栖生物等生物与水体等非生物环境组成的一类生态系统。 广义：广义的河流生态系统包括陆域河岸生态系统、水生生态系统、湿地及沼泽生态系统等一系列子系统组成的复合系统 河岸带：泛指河水与与陆地交界的两边河水影响较小的地带。包括非永久被水淹没的河床及其周围新生的或残余的洪泛平原 流域：指一条河流（或水系）的集水区域，是一个由分水线所包围的相对封闭的系统，河流可从这个集水区中获得水量补给；流域同时又是一个由不同生态系统组成的异质性区域，包括水系及其周边的陆地。
恢复生态环境学复习资料题
恢复生态学 第一章绪论 1.生态恢复 国际恢复生态学会(Society for Ecological Restoration)先后提出三个定义 生态恢复是修复被人类损害的原生生态系统的多样性及动态的过程(1994)； 生态恢复是维持生态系统健康及更新的过程(1995)； 生态恢复是帮助研究生态整合性的恢复和管理过程的科学，生态整合性包括生物多样性、生态过程和结构、区域及历史情况、可持续的社会实践等广泛的范围(1995)。 2.1985年，国际恢复生态学会成立。 3.近几届恢复生态学大会所关注的热点和趋势： 强调生态恢复的实践性恢复生态学应以解决社会实践为目的，应该通过理论创新推进生态恢复的实践． 强调以跨越边界的生态恢复。跨越行政边界，是跨学科的综合交叉性领域 强调以生态系统为基点，在景观尺度上表达。 认为生态恢复具有工程设计的属性，强调景观设计。 强调全球变化中的生态恢复 第二章恢生态学的理论基础和原理 1.群落的性质（争论）： 1）有机体观点(organism viewpoint) ：强调组成群落的各个种是高度结合的、相互依存的，一个群落从其先锋阶段（pioneer stage）到稳定的顶极阶段(climax stage)和有机体一样有其出生、生长、成熟、繁殖和死亡。在其特征方面群落这个生活史和植物个体生活史一样。（建立了群落单元顶极理论monoclimax theory）（接力植物区系演替机制）（群落是间断性的）
2）个体性观点（individualistic viewpoint）：成群落的种群具有“独立”性，即各个种都是单独地对外界因素起反应，并作为独立的一员进入群落，它们在不同的群落之间往往互相交织，而以不同的比例出现在不同的群落中。梯度分析理论认为：种是按照环境梯度分布的，每一个种都有各自的分布范围，没有两个种的分布范围是完全一样的，由于生态因素的多样性和种群分布的非均匀性，种并不组成明显的集群，因此，群落不可能是整齐的、均匀的、而是连续存在的。（建立了梯度分析的理论和方法）（初始植物区系演替机制）（群落是连续的）(实际上)群落是连续的又是间断的：大量的样地调查发现环境条件相似的地段会有种类组成相似的一群植物出现。但是即使两个相邻的群落地段其种类组成也不会百分之百完全相同。 3）拟有机体观点(Quasi-organism viewpoint)：有机体观点过于强调组成群落的有机体的密切相互关系，虽然有些种确有强烈的附依性，但是，某些种群确是独立的，它们可以在其他群落中很好地发育。所以群落结构不能和有机体严密结构相比拟，把它当作拟有机体比较合适。这种观点后来发展成“生态系统”的观点。（多元顶极学说polyclimax theory） 2.演替机制及其五个学说： 演替机制：是一个复杂的问题，存在不同的观点，并没有那种观点占有绝对支配地位。生态学研究的重点挑战之一。 接力植物区系说：演替是由若干不连续的系列群落所组成，构成每一种系列群落的种类在一起经历若干阶段后，改变了他们的生境，使得组成下一个系列群落的新种以较强的竞争力代替前一个系列群落，这个过程依次重复，直至形成稳定的顶极群落。演替的动力是生境对生长在其中的植物的反应；演替中植物种是成批的出现或消失。 初始植物区系组成说：演替进程是由该立地初期所拥有的植物种类决定。演替早期阶段不但存在先锋植物，而且也存在演替系列群落种和顶极植物种。在演替过程中个体较小、生长较快、寿命较短的种逐渐被个体较大、生长较慢、寿命较长的种所替代。种间替代是逐渐的、演替系列是连续的，而不是离散的。 竞争和资源比例说:一个特殊的种在某一特殊的环境资源比例范围内竞争最为成功。环境资
分子生态学期末重点(哈师大)
分子生态学期末复习重点总结 一、名词解释 1.分子生态学：应用分子生物学的方法来解决生态学问题的学科。 2.中性进化：一个选择中性（即选择等价）的等位基因在不断的突变压力作用下，通过随机漂变的相互取代过程。 3.操纵子：编码功能上相关的蛋白质或酶的基因与一个共同的调控顺序相串联，形成基因表达和调控的功能单位。 4.负性调节：负调节蛋白（阻遏物）将基因关闭，使其不能转录的调节方式。 5.转座子：基因组中存在的能够自发地在基因组内移动，从染色体的一个区段转移到另一区段或从一条染色体转入另一条染色体的DNA片段。 6.基因突变：是指基因的核苷酸序列发生改变，造成基因表达产物的变化，从而引起表型的改变。 7.移码突变：某些化合物与DNA结合后，可使DNA分子插入或缺失一个或几个碱基对，使该碱基对以下的读码顺序发生移动，从而改变其遗传信息。 8.PCR技术：聚合酶链式反应，又称体外DNA扩增技术。 9.蛋白质组：是指由一个基因组，或一个细胞、组织表达的所有蛋白质。 10.物种（BSC）：同种生物个体间相互进行杂交并可以产生可育的后代。 11.渐渗杂交：指两物种的杂交后代与亲本反复回交，把某一亲本的性状带至另一亲本。 12.隐存种：是指一组物种，他们符合生物学对物种的定义，也就是说彼此相互隔离，但是它们在形态学是非常相似的，甚至有些时候完全一致。 13.行为生态学：主要是研究生态学中的行为机制和动物行为的生态学意义和进化意义，即研究动物的行为功能、存活值、适合度和进化过程。 14.异双亲：（很多食肉动物、啮齿动物和大约300种鸟类中）参与抚育幼小动物的非双亲成年动物叫异双亲或帮手。 15.种群（population）：居住在某特定区域单个物种的一群个体。 16.基因频率（gene frequecy）：指基因组中某特定位点的等位基因数量占种群中该位点全部等位基因总数的比率，也就是该等位基因在种群中出现的概率。 17.基因型频率（genotype frequency）：指某基因位点特定基因型占种群中该位点全部基因型的比率，也就是该位点特定基因型在种群中出现的概率。 18.Hardy Weinberg定律：在一个随机交配的无限大种群中，如果没有选择、突变或迁移等因素的影响，那么基因频率和基因型频率将在世代间保持恒定。一个种群符合这种状况，即达到了遗传平衡。反之，如果没有达到这个状态，就是一个遗传不平衡的种群。 19.连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）：或称配子相不平衡（gametic phase disequilibrium），用来描述两个或两个以上位点间关联的一个概念。 20.遗传漂变：当一个种群中生物个体的数量较少时，下一代的个体容易因为有的个体没有产生后代，或是有的等位基因没有传给后代，而和上一代有不同的等位基因频率。一个等位基因可能因此在这个种群中消失，这种现象就叫“遗传漂变”。 21.选择(selection): 指自然选择。选择对遗传平衡的作用是增加或减少个体的适合度。 22.适合度(fitness, f): 指个体在一定环境条件下, 生存并传递其基因于下代的能力。即: 生存和生育率联合效应的最后结果。 23.基因流：基因流实质上是在亚种群间基因通过生物个体或它们的配子体进行的迁移。
鱼类行为生态学重点
鱼类行为生态学 一、名词解释 1.行为生态学：是研究生物行为与其环境的相互关系，研究生物在一定的栖息地的行 为方式、行为机制、行为的生态学意义的科学。主要研究生态学的行为机制和动物行为的生态学意义和进化意义。 2.鱼类的本能行为：本能是最复杂的先天性行为，是动物在进化过程中形成而遗传固定下来的、对个体和种族生存有意义。即鱼类的本能行为是由内部环境和感觉刺激的联合影响所引起的先天性反应。从一定意义上看，内在环境决定了反应机制的模式，而感觉刺激引起反应机制，结果是一个复杂的神经机制被发动，引起一个复杂的行为序列。 3鱼类的视觉运动反应：是指动物为了将其视野内的运动目标留在视网膜上的一点上而产生的一种移动反应，这是一种驱动性，是非条件反射，是先天获得的，在趋流、集群、空间定向、捕食、防御敌害等行为中起着重要作用。研究该反映对探讨鱼类的视觉特点和游泳能力具有重要意义，对渔具渔法的开发和控制鱼类也有指导意义。 4利他行为：利他行为是指一个个体以牺牲自己的生存和生殖机会为代价去帮助其他个体繁殖更多的后代。如在鱼类的繁殖行为中会出现帮手鱼（如蓝光鳃鱼）现象，其原因有：领域和配偶的不足（便于日后的取而代之）；提高自己的广义适合度；继承领域；获得生殖经验；帮助的互助性；在较好的生境下生存 6.最适摄食理论：由于长期自然选择，鱼类索饵（摄食）过程形成一系列形态、感觉、行为、生态和生理特性，保证鱼类具有良好的摄食效应。这种适应总是倾向于使鱼类获得最大的净能量收益，即所获食物的粗能量（收益）和捕食消耗的能量（成本）之差最大。其摄食原则为单位时间内能量或物质的摄入量最大化并选取质量高、容易获得、有营养的食物。在食物上，选择最有利、质量高的食物和最适食谱；在经济学上，考虑取得的食物与消耗的能量之间的关系，将饥饿的可能性降到最低，权衡取食与危险之间的关系，如当翠鸟在水面飞行，饥饿的三刺鱼便不会去水面摄食；在资源量上，选择环境最优越、食物最丰富密集的区域摄食。这些都符合摄食的效率优先原则、安全性原则、经济学原则等。 5.广义适合度：个体适合度与根据亲缘关系程度进行加权的亲属适合度之和。不以个体存活和生殖为尺度，而是指一个个体在后代中传布自身基因的能力，能够最大限度地把自身基因通过各种方式传递给后代的个体，则具有最大的广义适合度。 6.鱼类的集群行为：同种的、年龄和体长相近的个体所组成的鱼类群体，School指所有个体朝着统一方向、保持一定的距离、以一定的速度移动的鱼群；而Aggregation则没有方向性。鱼群具有内部结构和外部结构。集群行为是鱼类经过长期自然选择而被保留的一种适应性，对鱼类的生存起着十分有利的作用。视觉、侧线感觉、听觉、嗅觉及电感觉等在鱼群形成和维持中均起着重要的作用。鱼类集群具有合作捕食、防御敌害、可能存在着等级化的摄食模式、节省各个体的能量消耗、更快地找到洄游路线、提高繁殖效率等生物学意义。 二、问答题 1、领域行为？（类型？）
《恢复生态学习题集》-公选课分析
第一章绪论一选择题 1、下面哪一个选项是2007年召开的第18届国际恢复生态学大会主题（ C ） A边缘的生态恢复B生态恢复的全球性挑战C变化世界中的生态恢复 2、哪个是国际生态学学会提出的定义（） A 维持生态系统健康及更新的过程 B 强调恢复到干扰前的理想状态 C 研究生态系统退化的过程及原因 D 生态学恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学 3、国内外学者对恢复生态学及生态恢复定义不包括那个观点（）A 强调恢复到干扰前的理想状态B 强调其应用生态学过程C 生态整合性恢复D 生态学恢复设计 二、判断题1、恢复生态学是研究生态学退化的结果与原因、退化生态学系统恢复的过程与机理、生态恢复与重建的技术与方法的科学。（）2、中国恢复生态学学会成立，标志着恢复生态学学科已经形成。（）三、填空题1、恢复生态学属于________的一个分支。 2、1985年，________成立，标志着恢复生态学学科已经形成。1996年，第一届世界恢复生态学大会在________召开。3、恢复生态学学科是以社会现实的________为研究对象，并以________为主要目的。 4、生态恢复的过程和机理研究，必须从不同的________上来进行，从宏观的________到微观的________,生态恢复的技术也从宏观的________到微观的________。 5、如何进行综合整治、防止土壤退化、恢复和重建退化资源、保证资源的可持续利用和保护生态环境，是________、________、________、________的关键。6、恢复生态学学科的主要应用特征是________。7、生态恢复实践必须遵循________，必须应用________来指导生态恢复实践，而________将是成功进行生态恢复的基础。8、2000年召开的第12届国际恢复生态学大会，主题是________。四、名词解释 1、恢复生态学 第二章生态系统的退化及其机制一、选择题 1、以下哪项不属于陆地生态系统的退化类型（） A 裸地 B 荒漠化地 C 盐碱地 D 垃圾堆放场 2、俗称的工业三废不包括（） A 废油 B 废水 C 废气 D 废渣 二、判断题1、破坏是干扰的极端类型。（）2、退化生态系统，甚至是极度退化的生态系统或裸地，即使方法正确，其生物多样性也不能逐渐恢复。（）3、干扰强度和干扰频度是决定生态系统退化程度的根本原因。（）4、生态系统的退化总是使生态系统的生态效益和社会效益降低。（） 三、填空题1、退化生态系统可从生态系统的________、________、________、________等方面表现出其退化特征。2、裸地可分为________和________两种。________主要是自然干扰形成的，如________、________、________等灾害形成