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高中生物必修三复习讲义第35章植物激

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  • 时间:2021/8/3 11:54:12
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第三章植物的激素调节知识点总结

第一节植物生长素的发现

一、生长素的发现

1、达尔文的试验:

实验过程:

实验①与②对照说明:植物向光弯曲生长与尖端有关。

实验③与④对照说明:植物感受单侧光刺激的部位在尖端。

达尔文的推论是:胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用,而且可能会产生某种影响,并从顶端向下传送,在单侧光的照射下,导致向光一侧和背光一侧的细胞伸长不均匀,使植物弯向光源生长。

2、詹森实验():胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给尖端下部。实验目的是证明胚芽鞘尖端产生的影响要向下传递,但实验并没有充分证明,缺少对照试验:设置尖端与下部用云母片或玻璃片阻断(化学物质不能通过)。

3、拜尔实验():尖端产生的影响在其下部分布不均匀,造成胚芽鞘弯曲生长。黑暗条件下完成,排除光照对实验结果的干扰。

4、温特的试验:

该实验说明:胚芽鞘尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端向下运输,促使胚芽鞘下部某些部位的生长,并把这种物质命名为生长素。

温特实验之前的实验结论中不能出现“生长素”,只能说“影响”

5、郭葛的试验:分离出促进植物生长的物质——吲哚乙酸

生长素的化学本质是为吲哚乙酸、苯乙酸、吲哚丁酸

:★★★

①产生生长素的部位——胚芽鞘的尖端;

②感受单侧光刺激的部位——胚芽鞘的尖端;

③生长素的作用部位——胚芽鞘的尖端下部的伸长区

④弯曲生长的部位——尖端下部的伸长区

6、对植物向光性的原因

单侧光影响了生长素的分布,使背光一侧的生长素多于向光一侧,从而使背光一侧的细胞伸长快于向光一侧,结果表现为茎弯向光源生长。

7、植物激素:由植物体内产生、能从产生部位运送到作用部位,对植物的生长发育有显著影响的微量有机物。

植物生长调节剂:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质

注意:

①植物的生长和发育的各个阶段,由多种激素相互作用共同调节的。

②秋水仙素不是植物激素,秋水仙素的作用机制是抑制纺锤体的形成

③植物激素处理后,植物体内的遗传物质没有改变。

二、生长素的产生、运输和分布

1、生长素的产生部位:幼嫩的芽、叶、发育中的种子

由色氨酸(合成原料)经过一系列反应转变而成。生长素的合成不需要光

生长素作用部位:尖端下段(即伸长区),机理为促进细胞伸长

2、生长素的运输方向:

横向运输:①横向运输发生在尖端②引起横向运输原因是单侧光或重力

极性运输:形态学上端→形态学下端(运输方式为主动运输)

非极性运输:成熟组织中可以通过韧皮部进行运输(被动运输)

3、生长素的分布部位:各器官均有,集中在生长旺盛的部位如芽、根顶端的分生组织、发育中的种子和果实。

(1)产生部位<积累部位,如顶芽<侧芽,分生区<伸长区

(2)生长旺盛部位>衰老组织,如幼根>老根

★★★★★

常用方法有:云母片插入类、暗盒开孔类、切割移植类、琼脂块替换类、锡箔纸遮盖类、匀速(高速)旋转类、幼苗横置类、失重类等,分析如下:

判断胚芽鞘生长情况的方法(三看法)

①一看有无生长素:如果没有生长素,则不能生长;

②二看能否向下运输:如果不能向下运输,则不能生长;

③三看是否均匀向下运输:如果均匀向下运输:则直立生长;如果运输不均匀:弯曲生长(弯向生长素少的一侧)

第二节生长素的生理作用

一、生理作用和机理

生长素的生理作用:促进细胞生长

低浓度生长素对生长的促进作用是通过促进细胞体积的增加实现的,特别是促进细胞的生长,对细胞的分裂没有影响。

二、作用特点——两重性

生长素对植物生长调节作用具有两重性:既能促进生长,也能抑制生长;既能促进发芽也能抑制发芽;既能防止落花落果,也能疏花疏果。

三、分析下面曲线

1、不同浓度的生长素作用于同一器官上时,引起的生理功效不同(促进效果不同或抑制效果不同)

2、同一浓度的生长素作用于不同器官上时,引起的生理功效也不同,这是因为不同器官对生长素的敏感性不同(敏感性大小:根﹥芽﹥茎),也说明不同器官正常生长所要求的生长素浓度也不同。

注意:

(1)生长素不直接参与细胞代谢,而是给细胞传达一种调节代谢的信息。(2)生长素的生理作用具有两重性,因此存在两种不同浓度的生长素促进效果相同,且最适浓度就在这两种浓度之间。

★★★★★

——顶端优势

①现象:顶芽优先生长,侧芽受到抑制。

②原因:顶芽产生的生长素向下运输,积累到侧芽,侧芽附近生长素浓度高,发育受到抑制,而顶芽处生长素浓度适宜,促进生长。

③解除方法:去掉顶芽。如果去掉顶芽,侧芽部位的生长素浓度降低了,侧芽受到的抑制作用就会解除,不久,侧芽就可以发育成枝条

向重力性原因:地心引力→生长素分布不均匀→近地侧浓度高(CADB)

根(CA):近地侧抑制,远地侧促进→近地侧生长慢于远地侧→根向地生长茎(DB):两侧均促进→近地侧生长快于远地侧→茎背地生长(未体现两重性)

四、影响生长素作用的因素

1、生长素的浓度

低浓度促进生长,高浓度抑制生长,浓度过高时甚至杀死植物。除草剂一般为高浓度的生长素类似物。如2,4-D

2、植物不同器官,对生长素的敏感程度不同:根>芽>茎

3、植物组织的成熟程度不同:幼嫩细胞敏感,衰老细胞迟钝。

4、植物种类:双子叶植物一般比单子叶植物敏感,如图(根据这一原理,一些除草剂可以杀死单子叶农作物地里的双子叶杂草)。例如;2、4—D(此图常考)

五、生长素(类似物)在农业生产上应用

生长素类似物:由于植物体内生长素含量非常少,提取困难,但人们在实践中发现了一些人工合成的物质(如α–萘乙酸,2,4-D等),与生长素有类似的功能,这些物质统称为生长素类似物。

1、促进扦插枝条生根。

用适宜浓度的生长素类似物浸泡枝条,枝条容易生根。扦插时保留嫩芽和叶,容易生根(因为嫩芽和叶可以产生生长素)

2、促进果实发育(外源生长素类似物代替发育中的种子产生生长素,可以促进子房发育成无子果实)

比较项目

无子西瓜

无子番茄

培育原理

染色体变异

生长素促进子房发育成果实

无子原理

减数分裂时染色体联会紊乱,不能产生正常的生殖细胞

有正常的生殖细胞,但因没有受粉,不能完成受精作用

无子性状能否遗传

能,结无子西瓜的植株经组织培养后,所结西瓜仍为无子

不能,结无子西红柿的植株经组织培养后,所结西红柿有种子

3、防止落花落果(保蕾保铃):生产上常用一定浓度的生长素类似物喷洒植株,达到保蕾保铃的作用。

①在农作物的栽培过程中,整枝、摘心所依据的原理是解除顶端优势。

②雌蕊受粉后,促进果实发育的生长素由发育着的种子合成的。

③番茄在花蕾期去雄,雌蕊涂抹适宜浓度的生长素获得无子番茄。

④双子叶植物对生长素的敏感度高于单子叶植物,因此农业生产上可以用2,4—D作为双子叶植物除草剂。

1、实验原理

植物生长调节剂对植物插条的生根情况有很大影响,而且用不同浓度、不同时间处理影响程度不同。其影响存在一个最适浓度,在此浓度下植物插条的生根数量最多,生长最快。

2、实验方法:

(1)制作插条。将准备好的枝条剪成长约5-7cm的插条,插条的形态学上端为平面,下端要削成斜面,这样在扦插后可增加吸收水分的面积,促进成活;每一枝条留3-4个芽,所选枝条的条件应尽量相同。

(2)分组处理:将插条分别用不同的方法处理如图1(如按药物浓度或浸泡时间等可分成多组)

图1

(3)进行实验:将处理过的插条下端浸在清水中,注意保持温度(25~30℃)

(4)小组分工,观察记录。

结果与分析:实验结果如图2

图2

:①在一定浓度范围内,随着萘乙酸浓度的增加,对山茶花插条生根促进作用逐渐增强;超过一定浓度范围,对山茶花插条生根促进作用逐渐减弱;

②萘乙酸浓度在mg/L左右是促进山茶花插条生根的适宜浓度。在最适浓度点两侧,存在促进生根效果相同的两个不同生长素浓度。

1、在正式实验前需要先做一个预实验。

原因:为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。

2、为了使实验更准确,扦插枝条最好去除嫩芽,幼叶,防止内源激素对实验的干扰。

3、本实验中,取材、处理时间、蒸馏水、光照、温度、通气状况等都属于无关变量。无关变量在实验中的处理要采用等量性的原则,如用相同的花盆,选用相同的植物材料等。

4、配制生长素类似物溶液时,浓度梯度要小,组别要多。

5、在确定了最适浓度的大致范围后,可在此范围内利用更小梯度的系列溶液以获得更精确的最适浓度范围。

6.实验的因变量是插条生根的情况,测量指标可以是枝条的生根数目,也可以是生根的长度。

第三节其他植物激素

一、其他植物激素的种类和作用

1、其他植物激素的比较:

激素名称

物质类型

分布部位

主要生理作用

生长素

促进植物生长发育

促进细胞伸长

各器官都有,多集中在生长旺盛的部位

促进生长发育,促进扦插枝条生根

促进结实,形成无子果实

抑制花朵脱落、叶片衰老、块茎形成

赤霉素

促进细胞伸长

较多分布于生长旺盛的部位

促进植株增高

促进种子萌发和果实发育

抑制成熟、衰老

细胞分裂素

促进细胞分裂

主要分布于正在进行细胞分裂的部位

促进细胞分裂,诱导芽的分化

延缓叶片衰老

抑制侧根及不定根的形成

脱落酸

抑制生长

促进成熟

将要脱落的组织或器官

抑制细胞分裂和种子萌发

促进叶和果实的衰老和脱落

乙烯

成熟的果实中含量最多

促进果实成熟,促进器官脱落

抑制生长素的转运,抑制茎和根的生长

:任何一种生理活动都不是受单一激素控制的。是多种激素相互协调、共同作用的结果。激素间的相互作用,有的是相互协同,有的相互拮抗。

2、植物激素间的相互作用:

①促进植物生长:生长素、赤霉素、细胞分裂素。

②延缓叶片衰老:生长素、细胞分裂素。

③诱导愈伤组织分化成根或芽:生长素、细胞分裂素。

④促进果实成熟:脱落酸、乙烯。

⑤调节种子发芽:赤霉素、脱落酸。

⑥促进果实坐果和生长:生长素、细胞分裂素、赤霉素。

生长素促进果实发育,而乙烯促进果实成熟。

①顶端优势:生长素促进顶芽生长,细胞分裂素和赤霉素都促进侧芽生长。②防止器官脱落:生长素抑制花朵脱落,脱落酸促进叶、花、果实的脱落。③种子发芽:赤霉素、细胞分裂素促进,脱落酸抑制。

④叶子衰老:生长素、细胞分裂素抑制,脱落酸促进。

二、植物生长调节剂

1、概念:人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质。

2、特点:容易合成;原料广泛;效果稳定。

3、应用:①用乙烯利催熟凤梨(菠萝)。

②用一定浓度的赤霉素溶液处理芦苇(或芹菜),可以使其纤维长度增加。

③用赤霉素处理大麦种子,无须发芽就可以产生大量的α淀粉酶,这样就可以简化工艺、降低啤酒的生产成本。

④用青鲜素延长马铃薯、大蒜贮藏期。

⑤除草剂的使用。

注意:因为植物体内缺乏分解植物生长调节剂的酶,所以植物生长调节机的作用效果比植物激素更稳定。

第四章种群和群落知识点总结

第一节种群的特征

一、种群的概念:

在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群是生物进化和繁殖的基本单位。

注意:种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代。

二、种群的数量特征:

(一)种群密度:

1、概念:指种群在单位面积或单位体积中的个体数,种群密度是种群最基本的数量特征。

注意:种群数量≠种群密度;种群数量增加,种群密度不一定增加;还需考虑面积或体积。2、调查种群密度的方法:

(1)原理:

一般情况下,要逐一计算某个种群的个体总数是比较困难的,因此,研究者通常只计数种群的一小部分,用来估算整个种群的种群密度,此方法称取样调查。

注意:种群密度只能体现调查时期的种群数量,但无法体现出长期的变化趋势(即不能用于预测)

(2)方法及步骤:

A、样方法

①适用范围:一般是植物(双子叶,单子叶植物丛生或蔓生不易计数),也可用于昆虫卵的数量调查及一些活动范围较小的动物,如植物上的蚜虫、跳蝻。

②注意事项:生物个体分布范围较大,取样要随机,不能掺入主观因素。

③样方的选取:

a.样方数目的确定:取样多少随调查地段的总体面积而定。总体面积大,选取的样方数多些;总体面积小,选取的样方数少些。一般来说,选取的样方越多,求得的种群密度越接近实际情况。

b.样方大小的确定:选取的样方大小随植物类型而定。乔木m2灌木16m2草本植物1m2

c.常用的样方选取方法:

五点取样法:在总体中如图取5个样方,每个样方要求一致,适用于总体为非长条形。

等距取样法:适用于长条形的总体(如河岸,路旁),先将总体分成若干等份,由抽样比例决定距离或间隔,然后以这一相等的距离或间隔抽取样方。

d.计数:计数每个样方内所调查植物的数量并做好记录。

e.计算种群密度:

计算各样方内种群密度的平均值,即为该种群的种群密度的估计值(单位:株/平方米)

(1)样方应随机选取

(2)调查对象应选取熟悉的、容易计数的,一般选用双子叶植物,单子叶植物由于蔓生或丛生,从地上很难辨认出是一株还是多株,一般不作为调查对象。

(3)样方数目:总体面积大要多取,总体面积小可少取。

(4)样本统计:位于样方内全记,边线上的遵循“计上不计下,计左不计右”原则。对不同生长期的个体都应统计。

B、标志重捕法

在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占个体数的比例,来估计种群密度。

①确定调查对象

②捕获并标记部分个体:在该种群生存环境中,均匀设置捕获点,捕获一部分个体,并对其进行标记后,再在原地将其放回,并记录个体数量(M)

③重捕,计数:一段时间后,在原来的捕获点再次捕获一部分个体,并记录数量(n)及其中被标记的个体数(m),然后放回原来的环境。

④计算种群密度:若标志物脱落或二次抓捕更困难,怎么变

(1)重捕前的时间必须足够长,使标记个体与未标记个体分布均匀,理论上分布越均匀,测算出的数值越接近真实数值;在调查期内没有个体出生和死亡,没有迁入和迁出。

(2)标记技术:标记物和标记方法不能影响被标记动物的正常活动;调查期间也不能导致其发生疾病、感染死亡;标记物也不能过分醒目或脱落。

●微生物种群密度调查方法:抽样检测法(显微计数法或血细胞板计数法)

(二)出生率和死亡率

出生率:指种群在单位时间内新产生的个体数量占该种群个体总数的比率。

死亡率:指种群在单位时间内死亡的个体数量占该种群个体总数的比率。

(三)迁入率和迁出率

迁入率:单位时间迁入某种群的个体数占该种群个体总数的比率。

迁出率:单位时间迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率。

出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的重要因素。

(四)年龄组成

1、概念:指一个种群中各年龄段的个体数量的比例。

2、类型:

增长型:种群中幼年个体较多,老年个体较少,出生率大于死亡率,种群密度会在一段时间内越来越大。

稳定型:种群中各年龄段的个体数目比例相当,出生率和死亡率大致相等,种群密度在一段时间内会保持稳定。

衰退型:种群中幼年个体较少,而老年个体较多,死亡率大于出生率,种群密度会越来越小。

年龄组成是预测种群数量变化趋势的主要依据

(五)性别比例:种群中雌雄个体数量的比例。

u特点:性别比例对种群密度有一定的影响。例如,利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体,破坏了害虫种群正常的性别比例,就会使很多雌性个体不能完成等交配,从而使该种害虫的种群密度明显降低。

三、种群的空间特征

1、概念:组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局

2、类型:均匀分布、随机分布、集群分布

3、意义:了解空间分布格局对于选择种群密度的统计方法有重要意义。

四、种群各数量特征之间的关系

1、图解

第二节种群数量的变化

一、种群数量的增长规律★★★★★

1、研究方法:建立数学模型。

2、种群数量增长的两种曲线

?种群增长的“J”型曲线:

(1)模型假设:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下。假定种群的起始数量为N0(亲代),而且每代的增长倍数(λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)都保持不变,且世代间不重叠,该种群后代中第t代的数量为Nt。

(2)建立模型:Nt=N0λt

(3)特点:种群内个体数量连续增长(没有最大值);增长率不变。

种群的增长倍数(λ)和增长率(λ-1)始终保持不变,而其增长速率是不断增大。

λ1时,种群呈“J”型增长;λ=1时,种群保持稳定;λ1时,种群数量下降

(4)种群数量呈“J”型曲线增长的两种情况

A:实验室条件(理想条件)下

B:一个种群迁入一个新的、适宜的环境中最初的一段时间内(接近“J”型增长)

?种群增长的“S”型曲线:

(1)原因:自然界的资源和空间是有限的,当种群密度增大时,种内竞争就会加剧,以该种群为食的捕食者数量也会增加,出生率约等于死亡率,使种群数量达到K值。

(2)特点:

①种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值(K值)时,种群个体数量在K值附近上下波动;

②种群增长速率变化,种群数量由0→K/2时,增长速率逐渐增大;种群数量为K/2时,增长速率最大;种群数量由K/2→K时,增长速率不断降低;种群数量为K时,增长速率为0.

(1)上图中t1是对应种群数量为K/2时,t2是对应种群数量为K值.

(2)上图中阴影部分表示由于环境阻力而死亡的个体数,用达尔文进化论的观点分析,图中阴影部分表示通过生存斗争淘汰的个体数量。

(3)应用:大熊猫栖息地遭到破坏后,由于食物减少和活动范围缩小,其K值变小,因此,建立自然保护区,改善栖息环境,提高K值,是保护大熊猫的根本措施;对家鼠等有害动物的控制,应降低其K值;为了保护生物资源不被破坏,并能持续地获得最大捕获量,根据种群增长的“S”型曲线,应该在种群数量略大于K/2。

3、影响种群数量的因素

1、自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。

2、人为因素:动物栖息地环境的破坏;生物资源的过度开发和利用;环境污染等。

第三节群落的结构

一、生物群落的概念

在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系的所有生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。

(1)群落具有一定的地域范围,可大可小。

(2)群落是指划定范围内的全部生物,而不是某些优势种群。

(3)群落不是一定空间内各种生物的简单集合,而是通过相互之间的各种联系建立起来的有机整体。

二、群落的物种组成

1.物种组成是区别不同群落的重要特征

每个群落都是由一定的植物、动物、微生物种群组成。不同类型的群落必然具有不同的物种组成,因此物种组成是决定群落性质的最重要因素,也是鉴别不同群落类型的特征。

2.不同群落的物种丰富度是不同的

(1)物种丰富度的概念:群落中物种数目的多少

(2)不同群落间的丰富度差别很大

?丰富度随纬度变化,从热带到两极随纬度的增加,物种丰富度逐渐减少

?随海拔的增高,物种丰富度逐渐降低

?水生群落物种丰富度有随深度的增加而降低的趋势

三、生物群落中的种间关系

种间斗争:包括竞争、捕食、寄生区别捕食和寄生

种间互助:互利共生

四、生物群落的结构:

1、形成:群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的。

2、类型:主要包括垂直结构和水平结构。

l垂直结构:

(1)概念:指群落在垂直方向上的分层现象。

(2)原因:

①植物的分层与对光的利用有关,群落中的光照强度总是随着高度的下降而逐渐减弱,不同植物适于在不同光照强度下生长。

如森林中植物由高到低的分布为:乔木层、灌木层、草本层、地被层。

②动物分层主要是因群落的不同层次提供不同的食物、栖息的空间有关。

l水平结构:

(1)概念:指群落中的各个种群在水平状态下的镶嵌分布。

(2)原因:由于在水平方向上地形的变化、土壤湿度和盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同,以及人与动物的影响等因素,不同地段往往分布着不同的种群,同一地段上种群密度也有差异,它们常呈镶嵌分布。

:在热带高山植物群落中,不同海拔地带的植物呈垂直分布,从上到下依次分布的植物是:高山草甸、针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、热带雨林。这种分布主要是由于不同海拔温度不同造成的,所以属于群落的水平结构。★

3、意义:提高了生物利用环境资源的能力。

第四节生物群落的演替

一、群落演替的概念、特点和标志:

1、概念:在生物群落发展变化的过程中,一个群落代替另一个群落的演变现象。

2、特点:群落的演替长期变化累积的体现,群落的演替是有规律的或有序的。

3、标志:在物种组成上发生了(质的)变化;或者一定区域内一个群落被另一个群落逐步替代的过程。

在群落演替过程中,一些种群取代另一些种群是指“优势取代”,而不是取而代之

二、群落演替的类型:

1、初生演替

(1)定义:在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭的原生裸地上发生的生物演替。

(2)过程:裸岩阶段→地衣、苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段

(3)举例:如在火山岩、冰川泥、沙丘上进行的演替。

2、次生演替

(1)定义:当某个群落受到洪水、火灾或人类活动等因素干扰,该群落中的植被受严重破坏所形成的裸地,称为次生裸地。在次生裸地上开始的生物演替,称为次生演替。

(2)过程:弃耕农田→一年生杂草→多年生杂草→灌木→乔木林

(3)举例:如在火灾后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。

三、群落演替的影响因素

1.群落内部因素:(根本原因)

?群落内部环境的变化

?种内和种间关系动态变化

?生物本身不断进行繁殖、迁徙、迁移。

2.外界环境因素:(重要条件)

?自然因素:火灾、洪水、严寒等。

?人类活动:人类的活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。

(1)利于群落演替的人类活动:退耕还林、还草、还湖、封山育林等。(2)不利于群落正常演替的活动:滥砍滥伐、滥捕滥猎、填湖造地等。

四、群落演替的结果

(1)演替方向:演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程,因而它往往是能预见的或可预测的一般都可以发生演替到森林这一最高阶段。并非所有的演替都能形成森林,一般来说,在气候适宜的环境中,无论是初生演替还是次生演替都可以形成森林,但在干旱的草原和荒漠地区,由于受水分的限制,群落的演替很难形成森林,只能发展到草本植物阶段或稀疏的灌木阶段。

(2)能量:总生产量增加,群落的有机物总量增加

(3)结构:生物种类越来越多,群落的结构越来越复杂

(4)稳定性:演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化,稳定性越来越高。但达到最终稳定状态并不是绝对的稳定,而是处于不断变化的相对稳定状态,如群落演替的森林阶段。

第五章生态系统及其稳定性

第一节生态系统的结构

1、定义:由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体,

最大的生态系统是生物圈(是指地球上的全部生物及其无机环境的总和)。

2、类型:

自然生态系统:包括水域生态系统(海洋生态系统、淡水生态系统)和陆地生态系统

人工生态系统:自然生态系统的自我调节能力大于人工生态系统

3生态系统的结构

(1)生态系统的组成成分

成分

构成

作用(主要生理过程)

营养方式

地位

非生物

成分

非生物的物质和能量

物质:水、空气、无机盐等;能量:阳光、热能

为生物提供物质和能量

生物赖于生存的基础

生物成分

生产者

绿色植物、光合细菌、硝化细菌

将无机物转变成有机物(光合作用化能合成用)

自养型

生态系统的基石、主要成分

消费者

动物、寄生微生物、根瘤菌

消费有机物(呼吸作用),加快物质循环,对传粉和种子传播具有重要作用

异养型

生态系统最活跃的成分

分解者

各种营腐生生活的细菌、真菌及一些动物

分解动植物遗体(呼吸作用)

生态系统的关键成分,对物质循环必不可少

注意:消费者不是生态系统必要的基础成分。最早的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统,但在现在的自然生态系统中,生产者、消费者、分解者都是紧密联系,缺一不可的。

特例:寄生植物(如菟丝子)——消费者(无叶绿体,不能进行光合作用)

猪笼草——生产者消费者

腐食动物(如蚯蚓、蜣螂、秃鹫)——分解者

自养微生物(如硝化细菌、光合细菌)——生产者

寄生微生物(如肺炎双球菌)——消费者

(2)食物链和食物网(营养结构)

食物链:在生态系统中,各种生物之间由于食物关系而形成的一种联系(食物链不包括非生物物质和能量及分解者)。

食物网:在生态系统中,许多食物链彼此相互交错连接的复杂的营养关系称为食物网

营养级:生物在生态系统食物链中所处的层次。营养机级别=消费者级别+1

a越复杂的生态系统,食物网中的食物链的数量就越多。食物网越复杂,生态系统抵抗外界干扰的能力就越强。食物链上一般不超过五个营养级(能量损耗)。

b生产者总是为第一营养级。在食物网中,大型肉食动物在不同的食物链中所处的营养级往往不同(占有不同的营养级)。

c生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。

d在食物网中,两种生物之间的种间关系有可能出现不同概念上的重合。如蜘蛛与青蛙既是捕食关系,又是竞争关系。

第二节生态系统的能量流动

1、能量流动

(1)定义:生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程

(2)过程:一个来源,三个去向。

(3)特点:单向流动、逐级递减。能量传递效率为10%-20%

能量传递效率=下一营养级的同化量/上一营养级的同化量*%

2、研究能量流动的意义:(高频考点)

(1)实现对能量的多级利用,提高能量的利用效率(如桑基鱼塘)

(2)合理地调整能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分(如农作物除草、灭虫)

3、金字塔问题补充:

(1)在自然生态系统的食物链中,数量和生物量可出现倒置,而能量不会。

(2)在人工生态系统中因能量可认为补充,可能会使能量金字塔呈现倒置状况。如人工鱼塘中生产者的能量未必比消费者(鱼)多。

第三节生态系统的物质循环

1、定义:组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素(不是全部元素!),都不断进行着从无机环境到生物群落,又从生物群落到无机环境的循环过程。

2、碳循环的特点、过程及与温室效应:

4、实践中应用:

(1)任何生态系统都需要来自系统外的能量补充

(2)帮助人们科学规划设计人工生态系统使能量得到最有效的利用

(3)能量多极利用从而提高能量的利用率

(4)帮助人们合理调整生态系统中能量流动关系,使能量持续高效地流向对人类有益的方向。

第四节生态系统的信息传递

1、生态系统中信息的种类

信息传递的特点:往往是双向的;不仅存在于生物成分之间,也存在于生物与无机环境之间。

2、信息传递在生态系统中的作用

(1)对个体:生命活动的正常进行离不开信息作用。如蝙蝠通过自身发出声波,对目标进行“回声定位”。

(2)对种群:生物种群繁衍离不开信息作用。如通过信息传递,植物能开花,雌雄个体能相互识别、交配,保证种群的繁衍。

(3)对群落和生态系统:信息传递还能够调节生物之间的种间关系,维持生态系统的平衡。

3、信息传递在农业生产中的应用

(1)可应用于提高农产品和畜产品的产量。如:模仿动物信息吸收昆虫传粉,光照使鸡多下蛋

(2)可用于对有害动物的控制,生物防治害虫,用不同声音诱捕和驱赶动物第五节生态系统的稳定性

1、稳定性

(1)定义:生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定能力

(2)种类:抵抗力稳定性——抵抗干扰保持原状

恢复力稳定性——遭到破坏恢复原状

两者往往是相反关系,但也有一致的如:北极冻原

(3)原因:自我调节能力。负反馈调节是自我调节能力的基础,正反馈例子不多,如一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼类死亡的尸体腐烂,又进一步加重污染,引起更多的鱼类的死亡(促进鱼类的减少)。

能力大小由生态系统的组分和食物网的复杂程度有关,生态系统的组分越多和食物网越复杂自我调节能力就越强。但自我调节能力是有限度的,超过自我调节能力限度的干扰会使生态系统崩溃。

2、人类活动对生态系统稳定性的影响

(1)破坏生态平衡的因素:自然因素和人为因素。其中人为因素的影响尤为突出,主要表现在两个方面:

a、人类对自然资源不合理地开发和利用。

b、人类活动对自然环境的污染

(2)提高生态系统稳定性的措施

a、控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利用应该适度,不能超过生态系统的自我调节能力。

b、对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物资、能量投入,保证生态系统内部结构与功能的协调。如对农田不断施肥、灌溉,控制病虫害;人工建造防护林等“生态屏障”。

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本文编辑:佚名
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