生物群落与生态系统课件

1、第七章 生物群落与生态系统,第一节 地球上的生物界,生命的起源 原核生物界 原生生物界 植物界 真菌界 动物界,大约38亿年前，在地球的海洋里首先形成了很长的核糖核酸（RNA）分子的分子链； 到了36亿年前，这些能形成很长分子链的RNA发展成为脱氧核糖核酸（DNA），生命主要就是从DNA发展而来。 DNA特性，即：它们不仅能自身复制，进而繁衍开来，而且还能控制化学过程，从而开展生命过程。,地球生命的起源,DNA分子的双螺旋结构,脱氧核苷酸,磷酸,脱氧核糖,含氮碱基,腺嘌呤A,鸟嘌呤G,胸腺嘧啶T,胞嘧啶C,组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸,遗传密码,细胞分裂前的DNA复制,生物进化过程,无机物 简单有机物（氨基酸等碳氢化合物）蛋白质、核酸等复杂有机物原始生命最原始的生物。 由简单到复杂、由低级到高级、由水生到陆生的演变过程形成了今天地球上十分繁荣的生物界,生物分类系统是长期以来人们通过比较生物形态与解剖特征的异同、习性的差别和亲缘关系的远近并加以汇同辨异，建立起来的一个能够反映生物碱亲缘关系和进化程度的有规律的分类系统。它采用的等级单位是界、门、纲、目、科、属、种。 种又称物种,是

2、生物分界的基本单位。 种是起源于共同祖先、具有极为相似的形态特征和生理特征，且能自然交配产生可育后代的，并具有一定自然分布区的生物个体群。,生物的分类,生物五界系统,一、原核生物界,原核生物是一类起源古老、细胞结构简单不具备核膜、没有明显细胞核的原始生物，包括细菌和蓝藻。,原核生物细菌,变形杆菌,炭疽杆菌1,炭疽杆菌2,原核生物蓝藻1,原核生物蓝藻2,原核生物平裂藻,原核生物项圈藻,二、原生生物界,原生生物界是由原核生物进化而来的另一类微生物，有机体以单细胞的为主，也有一些群体。 细胞内都具有核膜包围起来的真正的细胞核属真核生物。 有些原生生物细胞内含有叶绿素和其他色素为光合作用的自养生物，有些不含有色素为非光合作用的异养生物。 原生生物主要生活于水中和潮湿的陆地环境中。,原生生物金藻,原生生物直链藻,原生生物 草履虫,二分裂,接合,接合生殖,原生生物眼虫,栉毛虫,钟形虫,血液中的锥体虫,原生生物,血液中的锥体虫,三、植物界,是一种真核多细胞生物，单细胞者很少。 绝大多数植物的细胞中含有叶绿素和其他色素，属于能够利用太阳能制造有机物的自养生物，极少数是非绿色的寄生物。 包括藻类和高等植

3、物。,苔藓,苔藓与桫椤（蕨类）,桫椤,蕨类（芒箕）,凤尾蕨,裸子植物苏铁,裸子植物银杏,裸子植物松科的球果,被子植物椰树,菠萝蜜,可可树,蟠桃,四、 真菌界,真菌属于真核生物，在二界分类系统中划归植物界，但是又具有很多特征故列为一个独立的生物界。 主要特征有： 体内不含可行光合作用的任何色素而为营腐生或寄生生活的异养生物 有机体大都是由多细胞生物的菌丝聚集在一起而形成的菌丝体 外表呈灰色黑色和色或红色等 大多数真菌的细胞壁是由几丁质（甲壳质）组成，细胞内贮存的物质主要是脂肪和肝糖。 以各种孢子进行繁殖,蘑菇1,蘑菇,蘑菇2,蘑菇,蘑菇3,蘑菇,茶树菇,冬虫夏草菌（麦角菌科 ）,五、动物界,动物属于体内不含光合色素的真核生物。 构成躯体的细胞没有细胞壁；体内的细胞因生理功能不同发生了分化，形成了许多组织，一定种类的组织联合起来司某种生理机能而成为器官，许多不同的器官再联合为器官系统。 动物界的种类非常繁多，形体结构与进化程度差异很大，因此被划分为许多类群，其中主要有环节动物、软体动物、节肢动物、脊索动物。,人体白细胞,人体神经细胞,树蛙,斑马,猎豹,第二节 生物与环境,一、生态因子作用的

4、一般特点 二、生态因子与生物 三、生物对环境的适应,从生态学观点看，环境是指生物有机体或生物群体所在空间内的一切事物和要素的总和。生物是主体，环境是相对主体而言的,它包括非生物的所有自然要素也包括主体生物之外的其他一切动植物。 环境对于生物的影响很大，控制和塑造着生物的全部生理过程形态结构和地理分布。 在环境对生物发生影响的同时，生物有机体特别是他们的群体也对环境产生相当明显的改造作用,引言,一、生态因子作用的一般特点,（一）生态因子相关概念 环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为和分布有影响的环境要素叫生态因子（Ecological factors）. 生态因子中生物生存不可缺少的那些因子称作生存条件（Existing conditions）. 当一个或几个生态因子的质或量低于或高于生物生存所能忍受的临界限度时,生物的生长发育、繁殖就会受到限制，甚至引起死亡，这些接近或超过耐性上下限的生态因子称作限制因子。,（二）生态因子对生物的作用的一般特点,各种生态因子并非孤独地对生物发生作用，而是相互制约、相互影响，共同在一起对生物产生影响。,诸因子中必有个是起关键作用的主导因子而其他因子的作用

5、相对小些。,都不可缺少，一个因子的缺失不能用另一个因子来代替。,地球上各种生态因子的变动幅度非常大，而每种生物所能忍受的范围却有一定的限度。,综合性,非等价性,不可替代性,限制性,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。,生态幅（ecological amplitude）: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。在最低点和最高点之间的范围。,最适点,高死亡限,低死亡限,（三）生态幅,种 群 数 量,数量很低,种群消失,种群消失,数量很低,数量最高,不能耐受区,生理受抑制,生理受抑制,不能耐受区,最适区,环境梯度,高,低,耐受性下限,耐受性上限,生物种的耐受性限度图解（据Smith,1980）,二、生态因子与生物,光与生物 温度与生物 水与生物 空气与生物 土壤与生物 生物间的关系,（一）光和生物,光的性质，即光的波长对植物的生态作用。 红橙光和蓝光被绿色植物吸收得最多，是光合作用中最有效的生理辐射光； 红光与糖的形成关系密切； 蓝光则有利于蛋白质的形成； 黄光和绿光多被植物反射

6、； 紫外光能抑制茎的伸长和促进花青素的形成，还对生物具有杀伤致死作用。,1.光的性质和生物,2.光的强度和生物,纬度变化：光照强度在赤道地区最大，随纬度的增加而逐渐减弱。 海拔高度变化：光照强度还随海拔高度的增加而增强。 地形变化：在北半球的温带地区， 山的南坡所接受的光照比平地多，而平地所接受的光照又比北坡多。 时间变化：在一年中，夏季光照强度最大，冬季最小。在一天中，中午的光照强度最大，早晚的光照强度最小。 生态系统内变化：光照强度在生态系统内将会自上而下逐渐减弱，一个生态系统的垂直分层现象既决定于群落本身，也决定于所接受的日光能总量。,2.1 光照强度的变化,2.光的强度和生物,光照强度与水生植物：光的穿透性限制着植物在海洋中的分布，分布在光补偿点以上的位置。 光照强度与陆生植物：可分为阳地植物和阴地植物。 光照强度与动物的行为 ： 昼行性动物：适应于在白天的强光下活动 夜行性动物：适应于弱光 第三类动物：在拂晓或黄昏时分出巢活动 其它广光性动物：既能适应于弱光也能适应于强光，它们白天黑夜都能活动。如田鼠 。,2.2 光照强度与生物,光与植物,森林内部,2.光的强度和生物,地球上

7、不同纬度地区每天的日照强度即白昼持续时数有差别。 日照长短的变化之地球上最严格和最稳定的周期变化，是形成生物节律最可靠的信号系统。长期的适应使各类生物对日照长短或说对昼夜长短比例的反应格式不同，就在生物中普遍存在光周期现象（Photoperiodism）。,2.3 日照强度与生物,2.3.1 植物的光周期现象 长日照植物：在日照时间超过一定数值才开花，否则便只进行营养生长，不能形成花芽。如冬小麦、油菜、菠菜，甜菜、甘蓝和萝卜等。 短日照植物：在日照时间短于一定数值才开花，这类物通常是在早春或深秋开花。常见种类有牵牛、苍耳和菊类，作物中则有水稻、玉米、大豆、烟草、麻、棉等。 中间性植物：只要其他条件合适，在什么光照条件下都能开花，如黄瓜、番茄、番薯、四季豆和蒲公英等。,2.3.2 动物的光周期现象 鸟类：迁移 、生殖 哺乳动物：生殖、换毛 长日照兽类：随着春天日照长度的逐渐增加而开始生殖。如野兔、刺猬等。 短日照兽类：随着秋天短日照的到来而进入生殖期。如绵羊、山羊和鹿等。 鱼类：生殖、迁移 人为延长光照时间可以提高鲑鱼的生殖能力 日照长度的变化通过影响内分泌系统而影响鱼类的迁移 昆虫：冬

8、眠、滞育,（二）温度与生物,植物一般是045的温度范围。 高温的伤害主要在于减弱光合作用而增强呼吸作用，使两者失衡。 低温的不利主要是冻害，低于零下的温度会使细胞间隙的自由水结冰，挤压细胞质造成机械损伤并使细胞失水而萎缩。,1.温度与植物,大多数动物生活在250温度范围。 温度对动物生长发育和形态的影响表现在低温可以延缓恒温动物的生长，由于其性成熟延缓，动物可活得更久、长得更大。 温度对动物行为的影响在于使动物主动选择适宜的温度环境，以利其生存 温度还影响动植物的地理分布。 热带和亚热带有利于动植物生存，种类繁多，寒冷地带和高山地区种类较少,2.温度与动物,2.1 温度对动物的影响,贝格曼定律： 贝格曼规律(Bergmans rule):生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，从而使得单位体重散热量较少，是减少散热的一种形态适应 阿伦定律 ： 恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，减少散热的一种形态适应 恒温动物对低温的另一种形态适应是增加毛和羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度。,2.温度与动物,2.2 动物对温度的适应,贝

9、格曼规律,一头成年雄性北极熊的体重约为400-800kg，体长240-260cm,成年雄性阿拉斯加棕熊的体重约为700kg，体长280cm 成年雄性中国棕熊的体重约为200-300kg，体长170-220cm,一头成年黑熊的体长120-180cm 体重雄：110-150kg，雌：65-90kg,阿伦定律,（三）水和生物,1.水的生物学意义： 首先，水是生物有机体的重要组成成分。 其次，生物的一切代谢活动都必须有水为介质，营养物质的吸收和运输、食物的消化、激素的传递以及其他各种生物化学过程都必须在水溶液中进行。 第三，水是植物进行光合作用的重要原料。 第四，水的热容量大，吸热和放热的进程比较缓慢，为水生生物创造了一个稳定的温度环境。 第五，对于生物的热量调节和能量代谢具有重要作用,水分与植被,2.水对生物的影响,仙人掌,板根,（四）空气和生物,1.空气化学成分与生物 空气的化学成分比较复杂，其中氧和二氧化碳对生物的影响显著。 氧是动植物呼吸作用所必需的物质，生物正是借助于吸收氧气分解体内贮存的有机物，取得维持生命活动所需的能量。 二氧化碳是植物光合作用的原料之一，主要来自于空气，其浓度的高低直接影响光合作用的强度。,绿色植物对大气污染具有净化作用： 1.绿色植物对有害气体的吸收 具有巨大的 叶面积有吸收有害污染物的主要器官。 2.绿色植物的减尘作用 植物的茎叶以其粗糙的表面、绒毛或分泌的树脂、粘液等滞留空气 中的尘埃，净化大气。 3.绿色植物的杀菌作用 通过绿色植物的减尘作用和植物分泌的杀菌苏都可以减少大气的细菌数量。 4.绿色植物减弱噪声、吸滞放射性物质和CO2作用,2.空气运动与生物 风是植物孢子、花粉、种子和果实传播的动力,旗形树1,旗形树2,（五）土壤与生物,1. 土壤是陆生植物生长发育的基地和营养库，它具有供应和调节植物生活中所需水分养料和空气等条件的双重作用。 2. 土壤和植物之间以极大的接触面积进行着频繁的物质交换。土壤供应植物的水分和矿质营养元素植物的代谢产物和枯叶又促进土壤的形成和影响其理化性质。 3. 土壤的酸碱度影响矿质营养盐类的溶解度，从而影响矿质元素被植物吸收利用的有效性。,4. 土壤中易溶

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