word文档生态学习题

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生态学课后习题0绪论1、说明生态学的定义。生态学是研究有机体及其周围环境相互关系的科学。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。3、比较三类生态学研究方法的利弊。①、野外的:优点:简单易行,环境真实;缺点:条件控制不严格,对结果分析不太可靠,重复性差。②、实验的:优点:条件控制严格,对结果分析比较可靠,重复性强;缺点:实验室条件可能与野外自然状态下的有区别。③、理论的:优点:条件控制严格,结果分析可靠,重复性强,可通过修改参数再进行模拟,使其逐步逼近现实;缺点:过程复杂繁琐。第一部分有机体与环境1生物与环境1、概念与术语.环境: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。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、氧气等。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(或称耐受性的下限和上限)之间的范围,称为生态幅或生态价。大环境与小环境:生物环境一般可分为大环境和小环境。大环境是指地区环境、地球环境和宇宙环境;小环境是指对生物有直接影响的邻接环境,即指小范围内的特定栖息地。大气候:大环境中的气候,是指离地面1.5m以上的气候,是有大范围因素所决定。小气候:小环境中的气候,是指近地面大气层1.5m以内的气候,受局部地形、植被和土壤类型的调节,变化大。生境:所有生态因子构成生物的生态环境,特定生物体或群体的栖息地的生态环境称为生境。密度制约因子与非密度制约因子:按生态因子对动物种群数量变动的作用,将生态因子分为密度制约因子和非密度制约因子。前者指食物、天敌等生物因子,其对动物种群数量影响的强度随密度而变化,从而调节了种群数量;后者指温度、降水等气候因子,它们的影响强度不随种群密度而变化。广温性与狭温性:前者是指某物种对温度的适应范围较宽,后者则相反。即生物对温度的耐受性的上限、下限与最适温度的距离较远,后者则较近。2、什么是最小因子定律?什么是耐受定律?最小因子定律: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。耐受定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,即当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。3、生态因子相互联系表现在哪些方面?①、综合作用:环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在,总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。因此,任何一个引资的变化,都会不同程度地引起其他因子的变化,导致生态因子的综合作用。②、主导因子作用:对生物起作用的众多因子非等价的,其中有一个是起决定性作用的,它的改变会引起其他生态因子发生变化,使生物的生长发育发生变化,这个引子称主导因子。③、阶段性作用:由于生态因子规律性变化导致生物生长发育出现阶段性,在不同发育阶段,生物需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。④、不可替代性和补偿性作用:对生物作用的诸多生态因子虽然非等价,但都很重要,一个都不能缺少,不能有另一个因子来替代。但在一定条件下,当某一因子数量不足,可依靠相近生态因子的加强得以补偿,而获得相似的生态效应。⑤、直接作用和间接作用:生态因子对生物的行为、生长、繁殖和分布的作用可以是直接的,也可以是间接的,有时还要经过几个中间因子。2能量环境1、概念与术语外温动物与内温动物:根据动物热能的主要来源,把动物分为外温动物和内温动物。内温动物是通过自己体内氧化代谢产热来调节体温,如鸟兽;外温动物依赖外部的热源,如鱼类、两栖类和爬行类。异温动物:产生冬眠的动物称异温动物。驯化与气候驯化:内温动物经低温的锻炼后,其代谢产热水平会比在温暖环境中高。这些变化过程是由实验诱导的,称为驯化;如果是在自然界中产生的,则称为气候驯化。适应性低体温:当环境温度过低时,内温动物会自发地从冬眠中醒来恢复到正常状态,而不致冻死,这是与外温动物冬眠的根本区别。内温动物的这种受调节的低体温现象称为适应性低体温。发育阈温度或生物学零度:特定物种的生长发育是在一定的温度范围上才开始,低于这个温度,生物不发育,这个温度称为发育阈温度,或者称生物学零度。春化:很多植物在发芽之前都需要一个寒冷期或冰冻期,这种由低温诱导的开花称为春化。黄化现象:一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,但能形成胡萝卜素,导致叶子发黄,称为黄化现象。2、生物对光照会产生哪些适应?①、对光质的选择性适应;②、植物对光照强度的适应性;③、生物随光照长度的日周期和年周期变化,也出现适应性的昼夜节律与光周期现象。3、生物对极端的高温和低温会产生哪些适应?对极端的高温:生理上,植物主要降低细胞含水量,增加糖或盐的浓度,以及靠旺盛的蒸腾作用避免植物体过热;动物则适当放松恒温性,将热量储存于体内,使体温升高,等夜间再通过对流、传导和辐射等方式将体内的热量释放出去。一些小型内温动物常采用“夜出加穴居式的适应方式”,避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或夏季滞育、迁移,也是动物度过干热季节的一种适应。对极端的低温:在形态上,植物的芽和叶片常有油脂类物质保护,树干粗短,树皮坚厚状;内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面,植物通常减少细胞中水分,增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物的冰点,增加抗寒防冻能力。小型内温动物主要增加体内产热来增强御寒能力和保持恒定的体温,通常是增加非颤抖性产热和基础代谢产热,前者的作用更为重要。行为上的适应主要变现在迁徙和集群方面。4、物种的分布完全由温度决定吗?不是。虽然地球上生物群系的分布于主要温度带一致,一些物种的分布限与等温线之间有紧密的相互关系。且低温能够成为致死温度,限制生物向高纬度和高海拔地区分布,而高温限制又使一些生物不能向热带地区分布。但是,这只能说明物种的分布与温度息息相关,而非完全由温度决定。相对湿度和温度,二者共同作用决定了地球上生物群系分布的总格局。5、简述火的生态作用。对不同种类及不同年龄的生物作用不同。有益作用:加快有机物分解,促进植物生长。有害作用:烧毁生物、破坏生态平衡,引起土壤侵蚀、烟雾污染。6、简述风的生态作用。强风常能降低植物的生长高度,引起植物矮化,还影响动物的地理分布及体表形态特征。连续的单向风可形成旗形树。同时,风是风媒植物的传粉工具,是某些无脊椎动物迁移的运输工具。此外,风对植物具有机械破坏作用。3物质环境1、概念与术语陆生植物虽生长环境的潮湿状态而分为三大类型:湿生植物、中生植物和旱生植物。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。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、分布最光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。腐殖质和非腐殖质:土壤有机质可分为腐殖质和非腐殖质。非腐殖质是死亡动植物组织和部分分解的组织,主要是糖类和含氮化合物。腐殖质是土壤微生物分解有机质时,重新合成的具有相对稳定性的多聚体化合物,主要是胡敏酸和富里酸,占土壤有机质总量的85%—90%以上。土壤质地:组成土壤的各种大小颗粒按直径可分为粗砂、细砂、粉砂和黏粒。这些不同大小颗粒组合的百分比,称为土壤质地。土壤结构:土壤颗粒排列形式、孔隙度及团聚体大小和数量称为土壤结构。盐碱土植物:生活在盐碱土中的植物称为盐碱土植物。2、简述陆地上水的分布及其变化规律。3、水生植物如何适应于水环境?(1)、发达的通气组织:①、开放性的通气系统:保证地下各组织器官对氧的要求;②、封闭性的通气系统:储存由呼吸作用释放出的CO2供光合作用需要,储存由光合作用释放出的氧气供呼吸需要。同时,大量的通气组织使植物体重减轻,增加了漂浮能力。(2)、机械组织不发达甚至脱化,使植物体重减轻,增加了漂浮能力。(3)、水下叶片很薄,且多分裂成带状、线状,使其没有蒸腾作用,适应于水中的弱光和缺氧。4、水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境?高盐度环境:鱼类的渗透压与环境相比是低渗性的,这导致其体内的水分不断通过鳃外流,海水中的盐通过鳃进入体内。低盐度环境:当鱼呼吸时,大量水流留过鳃,水通过鳃和口咽腔扩散到体内,同时,体液中的盐离子通过鳃和尿可排除体外,进入体内多余的水,通过肾排除大量的低浓度尿,保持体内的水平衡。5、水生植物对水的适应性表现在哪些方面?水生植物为保持自身体内的水平衡,产生了渗透调节的适应机制。对应于水中氧浓度低,水生植物产生了相应的生理、组织形态适应:(1)、水生植物的根、茎、叶形成一套相互连接的发达的通气系统:①、开放性的通气系统:保证地下各组织器官对氧的要求;②、封闭性的通气系统:储存由呼吸作用释放出的CO2供光合作用需要,储存由光合作用释放出的氧气供呼吸需要。同时,大量的通气组织使植物体重减轻,增加了漂浮能力。(2)、水生植物长期适应于水中弱光及缺氧,使叶片细而薄,且多分裂成带状、线状,大多数叶片表皮没有角质层和蜡质层,没有气孔和绒毛,因而没有蒸腾作用。此外,机械组织不发达甚至脱化,使植物体重减轻,增加了漂浮能力。6、陆生动物如何适应于干旱环境?(1)、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。(2)、行为的适应:①、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;②、迁徙:在水分和食物不足时,迁移到别处。(3)、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。7、简述大气中CO2与O2浓度与生物的关系。大气中的O2与CO2关系到生物的生存。CO2:(1)、大气中的CO2浓度与温室效应:CO2是生物氧化代谢的最终产物。大气中CO2浓度增高会产生温室效应。植物的光合作用使CO2浓度具有日变化和年变化周期。(2)、CO2对植物生长发育具有重要作用:CO2是植物制造有机物的原料,不同植物利用CO2效率不同;在作物生长盛期和强光照下,CO2不足是光合作用的限制因素。O2:大气中的氧主要来源于植物的光合作用,有光能分解水时放出氧。氧是动物生存的必需条件(厌氧动物除外)。(1)、氧与动物能量代谢:①、动物能量代谢要消耗氧;②、由于陆地上氧浓度高,从海平面直到海拔6000m,动物代谢率没有便显出随氧浓度而改变,但氧浓度对代谢的影响可通过极低浓度时表现出来。(2)、内温动物对高海拔低氧适应:大气氧分压随海拔升高而降低,高海拔低氧是内温动物分布与生存的限制因子。内温动物对高海拔低氧适应表现在解决氧的摄入和运输能力,以及提高组织和细胞对氧的充分利用能力上。(3)、植物与氧:植物与动物一样呼吸消耗氧,但植物是大气中氧的主要生产者。8、土壤的物理性质对生物有哪些作用?(1)、土壤质地与结构:土壤质地与结构影响了植物生长及土壤动物的活动,又影响了土壤的其他物理性质如土壤水分、土壤空气和土壤温度的变化。(2)、土壤水分:①、土壤的矿质营养必须溶解在水中才能被植物吸收;②、土壤水分是植物水分的主要来源,土壤水分过少时干旱,水分过多时致涝;③、土壤水分影响了土壤动物的生存和分布。(3)、土壤空气:①、土壤空气的O2浓度过低,抑制植物根系呼吸;②、土壤中CO2积累过多会阻碍根系的呼吸和吸收。(4)、土壤温度:①、土温直接影响种子萌发和扎根出苗;②、土温影响根系的生长、呼吸和吸收性能:土温过低会影响根系的呼吸能力和吸收能力,吐温过高也会使根系或地下储藏器官生长减弱;③、土温影响了矿物质盐类的溶解速度、土壤的气体交换、水分蒸发、土壤微生物活动以及有机质的分解,而间接影响植物的生长;④、土温的变化,导致土壤动物产生行为的适应变化。9、土壤的化学性质对生物有哪些作用?(1)、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。(2)、土壤有机质:土壤有机物分为腐殖质和非腐殖质,影响土壤微生物和土壤动物的分布。(3)、土壤矿质元素:①、植物生命活动需要9种大量元素和7种微量元素;②、影响土壤土壤动物的种类和数量。10、土壤动物如何适应于土壤中高CO2与缺O2的环境?土壤动物(即地下兽)对低O2的适应表现在血红蛋白的浓度增加,血红蛋白的氧结合能力增加,同时降低能量代谢,降低体温,以减少对氧的要求。同时,土壤动物的脑中枢对CO2的敏感性降低,随着吸入气CO2浓度上升,呼吸通气量增加缓慢。由于通气量增加减少,大量CO2在体内会成高碳酸血症,但土壤动物会通过肾调整盐离子排泄速度,记忆提高血液的缓冲能力,对高CO2环境产生代偿性适应。11、土壤有哪些生物学特性?①、土壤是陆地生态系统的基础;②、土壤具有决定性意义的生命支持系统;③、土壤是许多生物的栖息场所;④、土壤是生物进化的过渡环境;⑤、土壤是植物生长的基质和营养库;⑥、土壤是污染物转化的重要场所。第二部分种群生态学4种群及其基本特征1、什么是种群,有哪些重要的种群特征?种群是同一时期内一定空间中同种生物个体的集合。一般来说,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(或空间)上的个体数量(即密度)是变动的;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,但基因组成同样是处于变动之中的。2、试说明我国计划生育政策的种群生态学基础。3、设在0.5mL培养液中放5个草履虫,每天计数培养液中种群数量,其后4天的结果为20,137,319,369,请用逻辑斯蒂曲线拟合,并求出种群增长方程式。4、1992年中国人口大约为12亿,出生率为22‰,死亡率为7‰,其每年的增长率为多少?以该增长率增长,种群的加倍时间是何时?每年的增长率r=出生率-死亡率=15‰Nt=N0γt则t=logγ(Nt/N0)5、有关种群调节理论有哪些学派,各学派所强调的种群调节机制是什么?(1)、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。①、非密度制约的气候学派: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。②、密度制约的生物学派:主张捕食、寄生和竞争等生物过程对种群起决定作用。(2)、内源性自动调节理论: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应。①、行为调节(Wyune-Edwards学说):认为社群行为是一种调节种群密度的机制。②、内分泌调节(Christian学说):种群的增长由于生理反馈而得到停止或抑制,使得社群压力降低。③、遗传调节(奇蒂(Chitty)学说):认为种群中具有的遗传多型是遗传调节学说的基础。6、什么是集合种群,集合种群与我们通常所说的种群有何区别?集合种群指的是局域种群通过某种程度的个体迁移而连接在一起的局域种群。集合种群是种群的概念在一个更高层次上的抽象和概括。5生物种及其变异与进化1、怎样理解生物种的概念?生物种是由一些具有一定的形态和遗传相似性的种群构成的,属于一个种的种群之间,以及同种所有的个体成员之间的形态与遗传的相似性大于它们与其他物种成员的相似性。生物中具有以下一些特点:①、生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类,而是由内聚因素(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等)联系起来的个体的集合;②、物种是一个可随时间进化改变的个体的集合;③、物种是生态系统中的功能单位。2、为什么说种群是进化的基本单位?种群内个体可相互交配,共有一个基因库。其基因按一定规律,从上一代传递给下一代。在世代传递过程中,亲代并不能把每一个体的基因型传递给子代,传给子代的只是不同频率的基因。基因频率会受到突变、选择、漂变、迁移等因素的影响而发生变化。物种的进化过程,即表现为基于频率从一个世代到另一个世代的连续变化过程。因此,种群是进化的基本单位。3、什么是多态现象?在种群中许多等位基因的存在导致一种群中一种以上的表型,这种现象称为多态现象。4、为了确定某一物种在一些性状上的地理变异是由自然选择还是遗传漂变引起的,应该得到哪些证据?5、经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点?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,就称其经过了遗传瓶颈。种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传变异的下降:经过瓶颈后,如果种群一直很小,则由于遗传漂变作用,其遗传变异会迅速降低,最后可能导致种群灭绝。另一方面,种群数量在经过瓶颈后也可能逐步恢复。遗传结构与建立者相似:即遗传变异和特定基因在新种群中的呈现将完全依赖这少数几个移植者的基因型。(特点结合建立者效应P103)6、植物以及岛屿的物种分化有何特点?植物的物种分化:①、由于产生多倍体,而产生新物种;②、比动物易于产生杂种,且杂种能进行营养繁殖,可育性高。岛屿的物种分化:由于和大陆隔离,为适应岛上的环境,逐渐形成独立的物种。6生活史对策1、什么是生活史,其包含哪些重要组分?生物的生活史是指其从出生到死亡所经历的全部过程。生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。2、什么是生活史对策?K-对策和r-对策各有哪些特点?生物在生存斗争中所获得的对策称为生活史对策。K-对策种类具有使种群竞争力最大化的特征:慢速发育,大型成体,数量少但型体大的后代,低繁殖能量分配和长的世代周期。r-对策种类具有所有使种群增长率最大化的特征:快速发育,小型成体,数量多而个体小的后代,高的繁殖能量分配和短的世代周期。3、什么是两面下注理论?“两面下注”理论根据对生活史不同组分(出生率、幼体死亡率、成体死亡率等)的影响来比较不同生境。如果成体死亡率与幼体死亡率相比相对稳定,可预期成体会“保卫其赌注”,在很长一段时期内产生后代(也就是多次繁殖),而如果幼体死亡率低于成体,则其分配给繁殖的能量就应该高,后代一次全部产出(单次生殖)。7种内与种间关系1、种内与种间关系有哪些基本类型?存在于生物种群内部个体间的相互关系称为种内关系,主要有种内竞争、自相残杀、性别关系、领域性和社会等级等;生活于同一生境中的物种间的相互作用称为种间关系,主要有种间竞争、捕食、寄生和互利共生。2、密度效应有哪些普遍规律?植物的密度效应有两个基本规律,即最后产量恒值法则和-3/2自疏法则。最后产量恒值法则:不管初始播种密度如何,在一定范围内,当条件相同时,植物的最后产量差不多总是一样的;-3/2自疏法则:自疏导致密度与生物个体大小之间的关系,该关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率。3、何为红皇后效应?生物进行有性繁殖有什么好处?红皇后效应:协同进化是指一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化,而后一物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。捕食者与猎物之间的这种协同进化关系描述为红皇后效应。即猎物种群必须不断进化出新的对付捕食者的性状对策,才能保证自己种群维持平衡不被灭绝,反过来对捕食者也一样,这就是

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日期:2020-11-20
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