生态学：第5章 生物种及其变异与进化
(完整word版)(整理)生态学期末复习
生态学期末复习绪论1。
说明生态学定义。
生态学是研究有机体与环境相互关系的科学，环境包括非生物环境和生物环境.生物环境分为种内的和种间的，或种内相互作用和种间相互作用.2.试举例说明生态学是研究什么问题的，采用什么样的方法。
生态学的研究对象很广,从个体的分子到生物圈，但主要研究4个层次：个体、种群、群落和生态系统.在个体层次上，主要研究的问题是有机体对于环境的反应；在种群层次上，多度与其波动的决定因素是生态学家最感兴趣的问题，例如种群的出生率、死亡率、增长率、年龄结构和性比等等；在群落层次上，多数生态学家在目前最感兴趣的是决定群落组成和结构的过程；生态系统是一定空间中生物群落和非生物环境的复合体，生态学家最感兴趣的是能量流动和物质循环过程。
生态学研究方法可以分为野外的、实验的和理论的三大类。
3。
比较三类生态学研究方法的利弊。
基本原则：整体有序原则、相互依存与相互制约原则、循环再生原则、反馈平衡原则、最小因子原则、环境资源有限性原则第一章生物与环境1.概念与术语a。
环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和,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。
b.生态因子是指环境要素中对生物起作用的因子，如光照、温度、水分等。
c.生态福是指每一种生物对每一种生态因子，在最高点和最低点之间的范围。
d。
大环境指的是地区环境、地球环境和宇宙环境。
e。
小环境指的是对生物有直接影响的邻接环境。
f。
大环境中的气候称为大气候，是指离地面1。
5m以上的气候，由大范围因素决定。
g。
小环境中的奇虎称为小气候，是指近地面大气层中1。
5m以内的气候。
h.所有生态因子构成生物的生态环境，特定的生物体或群体的栖息地生态环境称为生境.i.对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化,从而调节种群数量的生态因子，称为密度制约因子。
j。
可调节种群数量，但其影响强度不随种群密度而变化的生态因子，称为非密度制约因子。
k。
任何生态因子，当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时，这个因素称为限制因子。
《森林生态学》课件第五章生态系统
章生态系统
第一节 生态系统
一、概念
在一定空间范围内，各生物成分〔包括人类在
内〕和非生物成分〔环境中物理和化学因子〕，通过
能量流动和物质循环而相互作用、相互依存所形成的
一个功能单位。
第一节 生态系统
2. 消费者
异养型生物，生活在生态系统中的各类动物和某
些腐生或寄生生物，只能依赖生产者生产的有机物为
量，即生产的速率。
总初级生产力(GPP) ：指单位时间和单位面积内绿
色植物通过光合作用所制造的有机物的总量〔包括植
物呼吸消耗掉的局部〕。
净初级生产力(NPP) ：指绿色植物除去呼吸消耗之
后的有机物的积累速率。
地球上绝大多数的生物的能量来源于生态系统的净
生产力。
第二节 生态系统的能量流动
第二节 生态系统的能量流动
增加的趋势；因此，净生产力在中年到达最高值。
第二节 生态系统的能量流动
各种生态系统的生产力比较：
➢
奥德姆根据初级生产力将生态系统划分为4级：
➢
最低：荒漠和深海，通常为0.1g/m2•天或少于2 •
天。
➢
较低：山地森林、热带稀树草原、某些临时农耕
地、半干旱草原、深湖和大陆架2 •天。
➢
较高：热带雨林，长久性农耕地和浅湖，3-10
第二节 生态系统的能量流动
四、生态系统的能量动态和储存
〔一〕名词解释
1. 与生产量有关的概念：
初级生产量：绿色植物所固定的太阳能或所制造的
有机物质。
净初级生产量：总初级生产量减去呼吸损失的局部。
总初级生产量(GPP)：在初级生产过程中，合成的
有机物质总量。
次级生产量：消费者的生产量。
第五章 生态系统生态学
地球水循环
水和水循环对生态系统具有特别重要的意义：
生物体的组分、生命活动不可或缺的成分； 极大影响着各类营养物质在地球的分布，对补充 生态系统营养物质的不足起重要作用；（高贫低肥） 有防止环境温度发生剧烈波动的调节作用。
全球水问题： 水的时空分布不均匀，尤其与人类人口的集 中有关，由于人类已经强烈参与了水循环， 使自然界可以利用的资源减少，水的质量 下降。 南水北调
分类
信息传递的分类： 物理信息—光、声、电、磁、色 化学信息—动物与植物间：花与蜜蜂、 动物间：动物的性信息素、尿标记领地 植物间：植物化感作用 行为信息—植物异常表现、动物异常行动 营养信息—食物链中的营养级间能流和物质循环关系
生态系统的服务功能：p196-201（简略） 生物多样性维护 传粉、传播种子 生物防治 土壤作用 减缓干旱和洪涝灾害 净化空气和调节气候
有毒有害物质循环
有毒物质，按化学性质分两类。无机有毒物质主要 指重金属、氟化物、和氰化物；有机有毒物质主要 有酚类、有机氯药等。 如DDT是人工合成的有机氯杀虫剂，脂溶性，通过 食物链加以浓缩的过程，称为富集或生物放大。
5.2.4 信息传递
生态系统中各生命成分间存在着信息传递，在传 递中伴随着一定的物质和能量消耗。 物质流动—循环的 能量流动—单向的 信息传递—双向的—自动调节机制
5.3 生态平衡及调控
生态平衡:
生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态， 表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳 定，当受到外来干扰时，平衡将受到破坏，但只 要这种干扰没有超过一定限度，生态系统仍能通 过自我调节恢复原来状态。
生态系统稳定性包括了两个方面的含义 :
生态学
生态学张碧鹏2010212872第四章种群及其基本特征1.什么是种群，有哪些重要的群体特征？答：种群（population）是在同一时期内占有一定空间的同种生物体的集合，该定义表示种群是由同种个体组成，占有一定领域，是同种个体通过种内关系组成的一个系统。
自然种群有3个基本特征：①空间特征，即种群具有一定的分布区域②数量特征，每单位面积上的个体数量是变动着得③遗传特征，种群具有一定的基因组成，即系一个基因库，以区别于其他物种，但基因组成同样处于变动之中。
2.试说明我国计划生育政策的种群生态学基础。
答：我国人口现状的年龄锥体属于典型的金字塔锥体，基部宽顶部狭，表示人口数量中有大量幼体，而老年个体很少，种群出生率大于死亡率，代表增长型种群。
在庞大的人口基数的基础上，人的存活曲线为Ⅰ型曲线凸型幼儿存活率高，而老年个体死亡率低，在接近生命寿限前只有少数个体死亡，所以人口增长呈上升趋势，从r=ln R0/T来看，r随R0增大而增大，随T增大而变小，据此式，控制人口、计划生育有两条途径：①降低R0值，即使世代净增殖率降低，这要求限制每对夫妇的子女数；②增大T值，可通过推迟首次生殖时间或者晚婚来达到。
3.有关种群调节理论有哪些学派，各个学派所强调的种群调节机制是什么？答：外源性种群调节理论强调外因，认为种群数量变动主要是外部因素的作用，该理论又分为非密度制约的气候学派和密度制约的生物学派。
气候学派多以昆虫为研究对象，认为生物种群主要是受对种群增长有利的气候的短暂所限制，因此种群从来就没有足够的时间增殖到环境容纳量所允许的数量水平，不会产生食物竞争。
作为对立面，生物学派主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群调节起决定作用，此外还有一些学者强调食物因素对种群调节的作用，种群的调节取决于食物的量也取决于食物的质。
内源性自动调节理论的研究者将研究焦点放在动物种群内部，强调种内成员的异质性，特别是各个体之间的相互关系在行为、生理和遗传特性上的反映，他们认为种群自身的密度变化影响本种群的出生率、死亡率、生长、成熟、迁移等种群参数，种群调节是各物质所具有的适应性特征，能带来进化上的利益。
生态学：种群及其基本特征
生态学：种群及其基本特征1、种群及其基本特征名词解释1、种群：是同一时期内一定空间中同种生物个体的集合，种群是物种存在的基本单位，是生物进化的基本单位，也是生物群落的基本组成单位。
2、种群生态学：研究种群的数量、分布以及种群与其栖息地环境中的非生物因素及其他生物群落之间的相互作用。
3、种群动态：研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。
4、内分布型：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或布局，称为种群的内分布型，一般有均匀分布、随机分布和成群分布。
5、最大出生率：是指理想条件下中群内后代个体的出生率。
实际出生率：是一段时间内种群每个雌体实际的成功繁殖量。
特定年龄出生率：特定年龄组内每个雌体在单位时间内产生的后代数量。
6、最低死亡率：种群在最适环境下由于生理寿命而死亡造成的死亡率。
生态死亡率：种群在特定环境下的实际死亡率。
7、年龄锥体：是以不同宽度的横柱从上到下配置而成的图，横柱从上到下表示不同的年龄组，宽度表示各年龄组的个体数或各年龄组在种群中所占数量的百分比。
种群年龄结构是指不同年龄组的个体在种群内的比例和配置情况。
8、生命表：用来呈现和分析种群死亡过程的表，分为动态生命表和静态生命表。
静态生命表：根据某一特定时间对种群做一年龄结构的调查资料而编制的，称为静态生命表。
综合生命表：加入了mx栏，即同生群平均每存活个体在该年龄期内所产后代数，这样的生命表称为综合生命表。
9、同生群：动态生命表总结的是一组大约同时出生的个体从出生到死亡的命运，这样一组个体称为同生群，这样的研究叫做同生群分析。
10、生命期望：是种群中某一特定年龄的个体在未来所能存活的平均天数。
11、净增殖率（R0）：存活率lx与生殖率mx相乘，并累加起来，即得净增殖率。
12、K-因子分析：根据连续观察几年的生命表系列，我们就能看出在哪一时期，死亡率对种群大小的影响最大，从而可判断哪一个关键因子对死亡率ktotal的影响最大，这一技术称为K-因子分析。
生态学总结复习学习资料
生态学（第三版）－杨持（主编）第一章绪论生态学：是研究生物与环境间相互关系的科学。
各学派的特色：①北欧学派，以侧重群落剖析为特色；②法瑞学派，用特色种和差别种区分群落种类，成立了严实的植被等级分类系统；③英美学派，以研究植物群落的演替和创立顶级学说而着名；④苏联学派，侧重修群种和优势种，成立了一个植物等级分类系统，并重视植被生态、植被地理与植被制图工作。
现代生态学的特色：研究层次上向宏观与微观两极发展；研究手段更新；研究范围扩展（以人类生计环境为中心的生态学研究更为突出）。
21世纪生态学的研究特色：更为密切的联合社会和生产之中的实质问题，不停打破其初始期间以生物为中心的学科界线，向解说社会的目前面对的问题发展，并在实现社会的可连续发展中起着愈来愈重要的作用。
21世纪生态学发展的战略目标：促进以生态学为基础的科学决议；推动面向可连续发展的创重生态学研究；促进文化交融，创立一个前瞻性的国际生态学。
第二章环境：指某一特定生物体或生物集体之外的空间，以及直接或间接影响该主体或生物集体生计的全部事物的总和。
环境因子：指生物体外面的所有环境因素。
环境因子分类：土壤、水分、温度、光照、大气、火和生物因子。
生态因子：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因素。
如温度、食品、氧气、二氧化碳和其余有关生物等。
生态因子相互联系表此刻以下方面：生态因子作用的一般特色：综合作用、主导因子作用、直接作用和间接作用、阶段性作用、不行代替和赔偿作用。
综合作用：环境中的每个生态因子不是孤立的、独自的存在，老是与其余因子相互联系和影响。
任何一个因子的变化，都会不一样程度地惹起其余因子的变化，致使生态因子的综合作用，比如生物能够生长发育，是依靠于天气、地形、土壤和生物等多种因素的综合作用。
（1）主导因子作用：对生物起作用的众多因子并不是等价的，此中有一个是起决定性作用的，它的改变会惹起其余生态因子发生改变，使生物的生长发育发生改变。
生态学第5章生物种及其变异与进化
哈代-魏伯格定律 哈代 魏伯格定律（Hardy魏伯格定律 Weinberg frequencies） • 是指在一个巨大的、个体交配完全随机、 没有其它因素的干扰（如突变、选择、迁 移、漂变等）的种群中，基因频率和基因 型频率将世代保持稳定不变。 • 这种状态被称为种群的遗传平衡状态
设二倍体个体的染色体某一座位有二对等 位基因，记为A1和A2；假如种群基因库中 有50％A1和50％A2，那么其基因型频率将 是25％A1A1，50％A1A2和25％A2A2。如果 没有其他别的过程干扰基因平衡，则随机 交配将保持这个基因型频率在世世代代中 不变。
• 变异是自然选择的基础 变异是自然选择的基础 形态、生理、行为和生态特征上的差异或区别 存活能力和生育能力上的不同 自然选择过程的基础 不同基因型的个体具有同样的存活能力和生育能力，那 么就没有自然选择，这样的基因型之间，可以称为选择 中性。 • 因此，自然选择只能出现在具有不同存活和生育能力的、 因此，自然选择只能出现在具有不同存活和生育能力的、 遗传上不同的基因型个体之间。 遗传上不同的基因型个体之间。
• 如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因数量急 剧下降,这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降 这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降,这个过 剧下降 这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降 这个过 程叫遗传瓶颈 程叫遗传瓶颈 • 遗传变异和特定基因在新种中的呈现将完全依赖这少数几个 移植者的基因型,从而产生 从而产生建设者种群 移植者的基因型 从而产生建设者种群 • 由于移植种群和母种群有不同的选择压力 使建设者种群与母 由于移植种群和母种群有不同的选择压力,使建设者种群与母 种群的差异越来越大,此种现象称为建立者效应(奠基者效应 此种现象称为建立者效应 奠基者效应) 种群的差异越来越大 此种现象称为建立者效应 奠基者效应
生态学：第五章 种内与种间关系
先的位置。在社群等级关系中地位的高低，可能受雄性激素的水
平、强弱、大小、体重、成熟程度、打斗经验、是否受伤、疲劳
等因素的影响，特别与雄性激素的水平有关。若给低位鸡注射睾
丸酮，它就会出现等级顺序变化。
• 社会等级的意义：通常，有稳定社会等级顺序的的群体，其个体
生长的速度往往比不稳定的快，产卵也较多，原因是在不稳定的
环 境 科 学 系
密度效应
最后产量恒值法则：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。(澳大利亚， Donald,1951) Y(C)=W·d=Ki W为植物个体平均重量； d为密度；Y(C)为单位面积产量；Ki为常数。环
境 科 学 系
三叶草播种密度与产量的关系
多配偶制：一个个体具有两个或更多的配偶。如果一对配偶
中的一个能从养育关怀后代中解脱出来，就有可能把能量和
精力消耗在种内竞争配偶和竞争资源上去；如果资源分布不
均匀，社群等级中处于高地位的种类有了配偶以后，未有配
偶的一方选择配偶的困难将会增加，出现多配偶现象。包括 一雄多雌，如海豹，北美松鸡；和一雌多雄，如美洲雉鴴。
环
文献阅读：植物他感作用的研究进展。
境 科
学
系
生态位理论
生态位(niche)是物种在生物群落
或生态系统中的地位和作用。
多维生态位空间(multidimensional niche space)：影响 有机体的环境变量作为一系列维，
湿 度
温度
多维变量便是n-维空间，称多维生
态位空间，或n-维超体积(n-
K1 < K2 /β,K2> K1/α 1/K1>β/K2，1/K2<α/K1，N1失败，N2取胜；
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存活能力、生育能力上的不同 自然选择过程的基础
✓ 适合度 （fitness，W = ml，m 表示基因型个体生育力，l 表示基因型个体存活率） 用于估计生物所具有的各种特征的适应性，及进化过程中继续往后代传递的能力。
✓ 相对适合度：将种群中最大适合度定义为1，其它基因型的适合度取其相对比例。
• 显性（dominant）：表型中得到表达的一个等位基因相对另一等位基因是显性的。 • 隐性（recessive）：表型中未表达的那个等位基因是隐性的。 • 共显性（codominant）：如果两个等位基因都表达，表型处于两种纯合子的中间
状态，称共显性。 • 多基因的（ploygenic）：有些性状是由许多座位上的多个基因，甚至是不同染色
第5章 生物种及其变异与进化
5.1 生物种的概念 5.2 种群的遗传变异与自然选择 5.3 物种的形成
量 种群动态
质
个体（表现型、基因型）
种群数量动态
种群质量动态
（现型频率、基因型频率）
种群生态学
种群遗传学
种群生物学
5.1 生物种的概念 林奈 (Linnaeus Carolus) 的物种概念： • 物种是由形态相似的个体组成； • 同种个体可以自由交配，并能产生可育的后代； • 物种是不变的、独立的，种间没有亲缘关系。
位上仅留下一个基因，这种连续固定活动会导致遗传变异从种群中逐渐消失。 ✓ 遗传漂变强度决定于种群大小，种群越大遗传漂变越弱，种群越小遗传漂变越强。 ✓ 自然选择、遗传漂变是生物进化的两种动力。
生境破碎化（Habitat fragmentation）的主要影响，是显著降低了生物种群的大小， 从而使自然种群中的遗传变异由于遗传漂变的作用而逐渐降低。
重新发展和兴旺起来。但是，种群的恢复需要相当长（多个世代）的时间。
时间
建立者效应（founder effect）： ✓ 以一个或几个个体为基础，就可能在空白生境上建立一个新种群； ✓ 新种群的遗传变异、基因组成将完全依赖于这少数几个移植者的基因型； ✓ 由于取样误差，以及两者地域差异所导致的选择压力不同，新种群与母种群的差
5.2 种群的遗传、变异、自然选择
5.2.1 基因、基因库和基因频率
• 基因（gene）：带有可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段。 • 同源染色体（homologous chromosomes）：在二倍体生物细胞中，形态、结构基
本相同的染色体，并在减数第一次分裂的四分体时期中彼此联合，最后分开到不 同的生殖细胞（精、卵细胞）的一对染色体，一个来自母方，另一个来自父方。 • 等位基因（allele）位于同源染色体的相同位置上控制着相对性状的一对基因。 • 座位（locus）：等位基因在染色体上占据的位置叫做座位。 • 纯合的、杂合的：等位基因呈同质状态，如AA、aa，称为纯合的，否则为杂合的。
生境破碎化
5.2.3 遗传瓶颈、建立者效应 遗传瓶颈（bottle neck）： ✓ 一个种群由于环境灾害或过度捕捞等原因，导致种群内的个体数量急剧下降，并
伴随基因频率变化和总遗传变异下降的现象，称为遗传瓶颈。 ✓ 经历遗传瓶颈后，如果个体数量不能有效恢复，由于遗传漂变的作用，其遗传变
异会继续降低，种群最终可能走向灭亡。 ✓ 如果经历遗传瓶颈后个体数量能逐渐增加，并不断积累新的遗传变异，种群就会
✓ 选择系数（selective coefficient，s = wmax － wmin, w 为某基因型的相对适合度）为 相对适合度（w）间的最大差异，表示自然选择强度的指标。
遗传漂变（genetic drift）：某一等位基因的频率在种群中世代传递时，出现的随机波 动现象。 ✓ 这种随机波动，有可能使等位基因中的一个基因从种群中完全丢失，等位基因座
达尔文 (Charles Robert Darwin) 的物种概念： • 一个物种可变为另一个物种； • 种间存在不同程度的亲缘关系； • 物种是人为的分类单位（是人类为了方便起见，任意用
来表示一群亲缘关系密切的个体）。
给物种下一个理论上合理，又方便实际应用的定义很困难！
生物学种的特点： a) 生物学种是由生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等内聚因素联系起来的 个体集合； b) 物种是自然界真实的存在（与其他物种之间存在生殖隔离），而种以上的分类 单位（如属、科、目、纲、门），是人为根据某些内在特征划分的； c) 物种是一个随时间而不断进化的个体的集合，组成物种的种群是进化的单位； d) 物种是生态系统中的功能单位。
✓ 不可遗传的变异：是由于环境变化而造成，与进化无关，不会遗传给后代。如由 于水肥不足而造成的植株瘦弱矮小；
✓ 可遗传的变异：由于遗传物质的改变所致，与进化有关（既是进化的产物，又是 进化的根据）。其方式包括：
（1）基因突变 （2）染色体变异（结构畸变，形成多倍体） （3）基因重组
种内变异的测度：
体的多个基因共同控制的，这些性状是多基因的。 • 基因库（gene pool）：是指种群中全部个体的所有基因的总和。 • 种群基因库的组成是不断地变化着的。 • 个体的特性也就是表现型，它是由基因型的特性和环境影响共同作用所决定的，
所以种群的特性可以用表现型和基因型的频率加以描述。 • 种群内每个基因型所占的比例叫做基因型频率 • 种群中不同基因所占的比例叫做基因频率
Hardy-Weinberg 定律： • 定律：在一个巨大的、个体交配完全随机的、没有其它因素的干扰（突变、选择、
迁移、漂变）的种群中，基因频率、基因型频率世代保持稳定不变的现象。 • 举例：孟德尔的豌豆杂交实验
5.2.2 变异、自然选择、遗传漂变 变异 —— 指生物体子代与亲代之间的差异，子代个体之间的差异的现象，是生物有 机体的属性之一。
a) 多态座位（两种或两种以上基因型并存）比例； b) 每个座位的平均杂合性； c) 同工酶； d) 表型的多态现象； e) 广布种的地理变异（渐变群，地理亚种）。
欧洲樱草花结构多态现象
圆圈内黑色部分表示Bb基因频率， 白色部分Ba基因频率
自然选择(natural selection)：自然选择是进化生物学中最核心的概念，同时也是导致 生物进化的关键因素。自然选择是指同一种群中，不同遗传性状的分布比例在下一 个世代发生变化的过程。