异温动物(heterotherm):指的是产生冬眠的内温动物。
内温动物经过低温的锻炼后,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(acclimation),如果是在自然界中产生的则称为气候驯化(acclimatization)。 内温动物的受调节的低体温现象称为适应性低体温。
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(developmental threshold temperature)或生物学零度(biological zero)。 由低温诱导的开花,称为春化(vernalization)。
暗中生长的植物幼苗,叶片小而呈黄白色的现象,称为黄化现象。 2.生物对光照会产生哪些适应?
光照对生物的影响包括光质、光照强度、光照周期的影响。
不同光质对生物的作用不同,生物对光质也产生了选择性适应,光质不同影响着植物的光合强度,在红橙光下光合速率最快,蓝紫光次之,绿光最差,不同植物的光合色素有一定差异,这些色素种类的差异,反映了不同植物对生境中光质的适应。
植物对光照强度的适应表现为阴地植物和阳地植物两类,这种差异是由于叶子生理上的植物形态上的差异造成的;另外,单株植物叶冠内不同结构的“阳叶”和“阴叶”的产生,是植物对自身存在的光环境的一种回应。光照强度不仅使动物在视觉器官形态上产生了遗传的适应性变化,而且与动物的活动行为密切相关,有些适应于白天强光下活动,成为昼行性动物,有些适应于黑夜或晨昏的弱光下活动,,成为夜行性动物或晨昏性动物。
光照周期的变化对生物起了信号作用,导致生物出现日节律性的与年周期性的适应性变化,它使生物的生长发育与季节变化协调一致,对动植物适应所处环境具有重要意义。
3.生物对极端的高温和低温会产生哪些适应?
生物对极端高、低温的适应表现在形态、生理和行为等各个方面。
低温的形态适应:植物的芽和叶片常有油脂类物质保护,树干粗短,树皮坚厚;内温动物出现贝格曼规律和阿伦规律的变化。在生理方面,植物减少细胞中的水分,增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物冰点,增强抗旱能力;内温动物主要增加体内产热,此外还采用逆流热交换、局部异温性和适应性低体温等适应寒冷环境。行为上的适应照顾要是迁徙和集群。
生物对高温的适应也表现在上述三个方面。生理上,植物主要降低细胞含水量,增加糖和盐的浓度,以及增加蒸腾作用以散热;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、辐射等方式将体内的热量释放出去,一些小的内温动物以夜行加穴居的方式,避开沙漠炎热干燥的气候,夏眠或者夏季滞育、迁徙,也是动物度过敢惹季节的一种适应。 4.物种的分布完全由温度决定吗?
地球上主要生物群系的分布称为主要温度带的反映,年均温度、最高温度和最低温度都是影响生物分布的重要因子,但物种的分布并不完全由温度决定,温度可能与其他环境因素或资源紧密联系,例如相对湿度和温度间的关系,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。
在生态系统中,火既是一种自然因素,又是人类增加的因素,火的燃烧破坏了生态平衡,同时也为土壤提供了新养分,促进了生物生长,因此火是一个重要的生态因子。火的生态作用分为有益和有害两个方面,有益作用是促使有机物转变为无机物,同时清除地面杂物,有利于植物吸收水分和养分;有害作用是破坏了生态平衡,降低了土壤吸水与保水的能力。 6.简述风的生态作用。
风对生物的影响是多方面的。强风常能降低植物生长高度,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。风是风媒植物的传粉工具,是某些无脊椎动物迁徙的运输工具,大风具有破坏力,防护林可以减轻风的危害。 第三章 物质环境 1.概念与术语
湿生植物(hygrophyte):通常是指一类生长于隐蔽潮湿环境中,抗旱能力弱的植物,这类植物不能长时间忍受缺水,通气组织发达,以保证供氧。
中生植物(mesad)指一类具有一套保持水分平衡的结构与功能的植物,这类植物根系与疏导组织比湿生植物发达,叶面有角质层。 旱生植物(siccocolous)是指一类生长在干热草原和荒漠地带,抗旱能力极强的植物,叶片极度退化为针刺状,具有发达的储水组织。
腐殖质(humus)是土壤微生物分解有机物时,重新合成的具有相对稳定性的多聚化合物,是植物营养的重要碳源和氮源。 不同大小颗粒组合的百分比,称为土壤质地(texture)。
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(soil structure)。
盐碱土植物是指一类能够生长在盐土和碱土及各种盐化、碱化土上的植物。
2.简述陆地上水的分布及其变化规律。
陆地上的水分布不均匀,潮湿冷空气遇冷形成降雨,降雨是陆地上重要的降水,占绝大部分,而在高纬度地区,降雪是主要的水分来源之一。
3.水生植物任何适应于水环境?
对于很多水生植物来说,要适应水环境,必须具备自动调节渗透压的能力,特别是要有一定的适应水环境盐度的机制,有的植物的细胞质中有高浓度的适宜物质,从而增加了渗透压,除此之外,还可通过盐腺将盐分泌到叶子外表面;另一方面,水中氧浓度含量很低,水生植物为了适应缺氧环境,使根、茎、叶内形成一套相互连接的通气系统;水生植物长期适应于水中弱光及缺氧,使叶片细而薄,多数叶片表皮没有角质层和蜡质层,没有气孔和绒毛。 4.水生动物如何适应于高盐度或低盐度的环境?
在低盐度(淡水)环境中,淡水硬骨鱼血液渗透压高于水的渗透压,属高渗透性,鱼呼吸时,水通过鳃和口咽扩散到体内,同时体液中的盐离子通过鳃和尿可排出体外,进入体内的多余水分,由肾排出大量低浓度尿,保持体内水平衡。 在高浓度(海水)环境中,海洋硬骨鱼渗透压与环境渗透压相比是低渗性的,它们的渗透调节需要排出多余的盐及补偿失去的水,通过吞进海水补充水分,同时减少排尿,进入体内的盐分则靠鳃排出。 5.陆生动物如何适应干旱环境?
在干旱环境中,水分是陆地动物面对的最严重的问题。陆生动物要维持生存,必须使失水与得水达到动态平衡,得水途径可通过直接饮水,或从食物所含水分中得到水。动物减少失水的适应形式表现在多个方面,首先是减少蒸发失水,然后大多数陆生动物呼吸水分的回收包含了逆流交换的机制;在减少排泄失水中,哺乳动物肾的保水能力代表了另一种陆地适应性,陆地动物在蛋白质代谢产物的
排泄上表现出对干旱环境的适应;陆地动物还通过行为变化适应干旱,昆虫的滞育也是对缺水环境的适应。
6.简述大气中co2与o2浓度同生物的关系。
大气中的氧气与二氧化碳关系到生物生存,二氧化碳是植物光合作用的原料,不同植物利用二氧化碳的效率不同。氧气是动物生存的必需条件(厌氧动物除外),动物能量代谢要消耗氧。大气压氧分压随着海拔升高而下降,高海拔低氧是内温动物生存的限制因子,内温动物对高海拔低氧的适应表现在加大了呼吸深度,增加了肺泡气体弥散能力,增加了组织肌红蛋白数量,增加了红细胞数量及血红蛋白浓度,提高携氧能力。
7.土壤的物理性质对生物有哪些作用?
土壤是由于固体、空气、水分组成的三相复合系统,它主要从以下4个方面影响生物:①质地与结构,这关系到通气性、蓄水性合保肥性,对植物的生长发育、土壤动物生存以及土壤微生物活动具有重要意义;②水分,可直接被植物根系吸收利用,同时影响土壤动物的生存和分布;③空气呈现高二氧化碳低氧气,影响土壤微生物种类、数量和活动,进而影响植物营养状况;④温度对植物生长发育密切相关,导致土壤动物产生行为适应变化。 8.土壤的化学性质对生物有哪些作用?
土壤酸度影响矿质盐分的溶解度,从而影响植物养分的有效性,此外土壤酸度还通过影响微生物的活动而影响养分有效性和植物生长,土壤酸度还影响了土壤动物区系及其分布;有机质是土壤肥力的一个重要标志,其中很多成分可促进种子发芽、根系生长,增强植物代谢活动,土壤腐殖质还是异养微生物的重要养料和能源,可活化土壤微生物,土壤有机质对土壤团粒结构的形成、保水、供水、通气、稳温有重要作用,从而影响植物的生长。
9.土壤动物如何适应土壤中高二氧化碳与缺氧的环境?
土壤中栖息着一类地下兽,它们终生在地下而不上到地面,对土壤中低o2和高co2浓度产生很好的适应性。地下兽对低氧的适应表现在血红蛋白的浓度增加,血红蛋白的携氧能力增加,同时降低能量代谢,降低体温,以减少对氧气的需求。地下兽的脑中枢对co2敏感性降低,随着吸入二氧化碳气体浓度升高,呼吸通气量增加缓慢,大量co2在体内会造成高碳酸症,地下兽通过肾调整盐离子排泄速度,以及提高血液缓冲能力,对高co2环境产生代偿性适应。 10.土壤有哪些生物学特性?
土壤的生物学特性是土壤中动植物和微生物获得产生的一种生物化学和生物物理学特性。土壤微生物是土壤中重要的分解者或还原者,在土壤形成过程中期重要作用,此外,土壤微生物生命活动中产生的一些物质能促进植物生长,增强植物抗病能力,总之,土壤微生物对土壤肥力具有重要作用。土壤动物是最重要的土壤消费者和分解者,其生命活动影响了土壤肥力和植物生长,总而言之,活动于土壤中的动物,扎根于土壤中的植物与众多的微生物对土壤的作用,促进了成土作用,改善了土壤的物理性能,增加了土壤中的营养成分。
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?
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。
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?
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