浙大普生植物学提纲(复习笔记)

生命的基本特征

1、化学成分的同一性

2、严整有序的结构生命的基本结构和功能单位是细胞。

3、新陈代谢（生物是有选择性的开放系统,生物与环境不断进行物质与能量的交换，包括

同化作用与异化作用，新陈代谢维持生物体的有序性。）

4、生长发育（细胞的生长和数量的增加;成熟过程(发育)生长发育是由遗传决定的稳定的

过程）

5、繁殖遗传

6、应激性与运动

7、适应适应有两方面的含义：

（1）生物的结构都适应于一定的功能；

（2）生物的结构和功能适应于该生物在一定环境条件下的生存和延续。

适应是生物界普遍存在的现象。

8、演变和进化

囊膜（很多动物病毒具有）---是一层由脂类双分子层构成的外衣，它来自寄主的细胞膜或核膜。

人类及动物传染病的主要原因

艾滋病、天花、流感、麻疹、肝炎、登革热、牛痘、狂犬病、动物口蹄疫。15%的肿瘤是病毒引起

?无脊椎动物病毒，1700多，如虾、蜂、蚕，病毒杀虫

?植物疾病---600多烟草花叶病、水稻黄矮病等。

?微生物病毒（包括真菌病毒），6种形态，

细菌细胞结构

A.核质体：是原核生物细胞内，无核膜、核仁，不与组蛋白结合，无定形，大型闭合环状，

超螺旋的双链DNA分子

B.质粒：是较核质体小的共价闭合环状，双链互补的超螺旋结构的DNA。能独立复制,也能

插入细菌染色体中或从中脱出。也可携带外源DNA片段共同复制。

C.细胞膜

D.细胞壁（肽聚糖）

E.纤毛

F.鞭毛运动功能

细菌荚膜：多糖类物质，具有抵抗吞噬及体液中杀菌物质的作用。

细菌革兰氏染色

?紫色＝阳性

?粉色＝阴性

由于细胞壁肽聚糖的厚薄所至

细菌的繁殖

细菌以二分裂方式无性繁殖(20分钟/代)

群体形式---菌落。

细菌

1）人体细菌--共栖细菌、致病细菌：鼠疫、霍乱、猩红热、破伤风、结核、伤寒、百日咳等

2）植物细菌病：如土壤农杆菌---导致冠瘿瘤

3）工业应用：发酵食品工业等

4）参与生态系统的物质循环。

放线菌 G+线状细菌，有外生孢子，有些事医用抗生素的产生菌（链霉菌属）

G- 好氧杆菌和球菌广布肺炎、淋病、脑膜炎等

兼性厌氧杆菌 G- 广布土壤、植物和动物肠道

立克次氏体和衣原体 G-、砂眼

支原体 G- 很多致病菌（没有细胞壁）

G+ 球菌葡萄球菌，链球菌等

芽孢杆菌和芽孢球菌 G+ 昆虫病原菌

均匀的无芽孢G+杆菌广布乳酸杆菌属，乳制品

产氧光合细菌（蓝细菌）G-, 以前称蓝藻

藻类：

是一群能进行光合作用的原植体植物。

藻类的共同特点：

1、植物体一般无根、茎、叶的分化。（称之为原植体植物）

2、能进行光合作用，营自养营养（质体具有不同的光合色素，特称为载色体）。

3、生殖器官多数为单细胞构成。

4、合子不经过胚，直接发育成植物体

分类依据：

色素成分和含量、同化产物、

细胞壁的成分、鞭毛的数目和位置、

细胞內的细微构造、生殖方式。

同配：两配子同形、等大、行为相同；

异配：配子同形、不等大、行为有差异；

卵配：两配子分化为精子和卵，精子具鞭毛，体积较小，可游动；卵不具鞭毛，体积较大，不会游动。

接合生殖：两个没有鞭毛的能变形的配子接合。

绿藻形态特征的多样性反映了藻类的多种进化趋势：

可动类型-------不动类型、

浮游类型-------固着类型进化；

单细胞------群体-----多细胞；

丝状体不分支类型-----分支类型

叶绿体形态：杯状---块状---星状---螺旋状---颗粒状

繁殖方式：营养繁殖---无性---有性生殖；

有性生殖：同配----异配----卵配

世代交替：生活史具有孢子体世代和配子体

世代交替出现现象。

同形世代交替

异形世代交替

二倍体世代占优势（如海带）

单倍体世代占优势（如萱藻）

只有二倍体世代，没有单倍体世代（如羊栖菜等）。

黏菌门：会爬动;生在朽木或枯叶上,异养

菌物界

异养有机体，没有光合色素，以吸收外界有机物获得营养。

菌体呈菌丝状等。

有明显细胞壁、细胞核。

真菌门

1）营养体

大多数为分枝的丝状体，其中每一条细丝称为菌丝(hyphae);分有隔菌丝和无隔菌丝。

菌丝体：组成一个菌体的全部菌丝。

2) 营养方式

异养型, 腐生或寄生

3）细胞结构

有细胞壁。由几丁质组成

4 ）繁殖有营养繁殖、无性生殖和有性生殖

营养繁殖：---菌丝断裂、细胞分裂、形成营养性繁殖细胞

①芽生孢子（blastospore）

营养细胞出芽形成。

②厚壁孢子（chlamydospore）

菌丝细胞膨大，原生质浓缩形成，壁厚，可休眠。

③节孢子（arthrospore）

菌丝依次断裂形成。

无性繁殖：

①游动孢子（zoospore）

游动孢子囊（zoosporangium）中形成，具鞭

毛,借水传播。

②孢囊孢子（sporangiospore）

孢子囊（sporangium）内形成的不动孢子，

借气流传播。

③分生孢子（conidiospore）

分生孢子梗上产生的静孢子，借气流或动物

传播。

有性繁殖

①休眠孢子

---低等真菌同配和异配产生的合子。

②接合孢子Array接合菌同形配子或配子囊接合后产生的

厚壁休眠孢子。

③子囊孢子---子囊菌在子囊内产生的孢子。

④担孢子---担子菌在担子上形成的孢子。

5）生活史合子减数分裂型，无世代交替。

1.无真正的菌丝体，通常菌丝不具横隔。

2.无性孢子具鞭毛……1. 壶菌亚门

2.无性孢子不具鞭毛……2. 接合菌亚门

1.大多有真正的菌丝体，菌丝有横隔。

3.有性生殖过程已经明了。

4.有性生殖时产生子囊孢子，子囊孢子生于子囊

中…………3.子囊菌亚门

4.有性生殖时产生担孢子，担孢子生于担子上

………………4. 担子菌亚门

3.有性生殖阶段尚未明了

………………5.半知菌亚门

少数为担子菌；共生的藻类是绿藻和蓝藻

苔藓植物的主要特征

苔藓植物(Bryophyta)是一类结构比较简单的高等植物。具有以下特征：

（1）植物体有茎、叶的分化，但尚无真正的根。

根为单细胞或单列细胞所组成的假根，有吸收水分、无机盐和固着的作用。均无维管组织，输导能力不强，因此，植物体矮小，最大的也只有数十厘米。较低等的种类为没有茎、叶分化的扁平叶状体（如地钱）。

(2) 具多细胞的生殖器官。

颈卵器（archegonium）：外形如瓶状，由细长的颈部（1层颈壁细胞和1列颈沟细胞）和膨大的腹部（多层壁细胞、1个腹沟细胞和1个卵细胞）组成。

精子器（antheridium）：雄性生殖器官外形多呈棒状或球状，其壁由一层细胞构成，内有多数精子，精子长而卷曲，具2条等长的鞭毛。

(3)合子发育成胚。

精子借助于水进入颈卵器与卵结合形成合子，合子在配子体的颈卵器内发育成胚，再发育成孢子体。颈卵器和胚的出现是苔藓植物由水生向陆生过渡的重要进化性状。

(4) 孢子体寄生于配子体上。

苔藓植物的生活史具有明显的世代交替，但配子体占优势，孢子体不发达，且寄生在配子体上，不能独立生活。

(5) 孢子萌发经过原丝体阶段。

苔藓植物的孢子在适宜的环境下萌发成丝状体，形如丝状绿藻，称原丝体

(1) 苔纲 (Hepaticae)

苔纲植物的营养体（配子体）多为叶状体，或为有茎、叶分化的茎叶体，多有背腹之分；假根单细胞；叶不具中肋，细胞内叶绿体多数，无淀粉核；孢子体的构造简单，一般无蒴轴(columella)及蒴盖(lid)、蒴齿(peristome)，具有弹丝；原丝体不发达，每一原丝体通常只形成一个植株。多生于阴湿的土表、岩石和树干上，一段时间后再长成成熟的植物体------配子体。

本纲可分为二类，即叶苔（含叶苔目等4目）和地钱（含地钱目等3目）。

地钱的孢子体

?简单的球形组织镶嵌在配子体内

?孢蒴

(2) 角苔纲（Anthocerotae, Hornworts）

角苔纲植物的植物体（配子体）均为叶状体；细胞内仅有1-8个大型叶绿体，叶绿体内有淀粉核；精子器和颈卵器均生于配子体表皮下；孢子体无蒴柄，但孢蒴基部有居间分生组织可使孢蒴伸长，孢蒴细圆柱形，具蒴轴。

(3) 藓纲(Musci)

藓类植物为无背腹之分的茎叶体；假根由单列细胞组成；叶常具中肋，细胞内叶绿体多数，无淀粉核；孢子体结构较苔类发达，孢蒴有蒴轴及蒴盖、蒴齿，无弹丝。原丝体发达，每一原丝体常形成多个植株。

本纲常分为三亚纲，即泥炭藓亚纲(Sphagnidae，仅1目)、黑藓亚纲(Andreaeidae，仅1目)和真藓亚纲(Bryidae，13目)。

3. 苔藓植物的起源与演化

关于苔藓植物的来源问题，目前尚无一致的意见。

a、认为起源于绿藻，其理由为：精子均具有2条等长的顶生鞭毛；孢子萌发时所形成的原丝体，与丝藻也很相似；轮藻的卵囊与精子囊的构造可与苔藓植物的颈卵器和精子器相比拟。

b、认为是由裸蕨类植物退化而来，裸蕨类出现于志留纪，而苔藓植物出现于泥盆纪中期，要比裸蕨晚数千万年。从进化顺序上说，它们很可能起源于同一祖先。由于苔藓植物的配子体占优势，孢子体依附在配子体上，但配子体简单，无真正的根和输导组织，喜欢荫湿；在有性生殖时，必须借助于水，因而在陆地上难适应和发展，这都表明它是由水生到陆生的过渡类型。

4 苔藓植物在自然界中的作用及其经济意义

(1)开路先锋。

苔藓植物能继蓝藻、地衣之后，出现于荒漠、冻原及裸露岩石上，能分泌酸性物质，溶解岩面，同时能积蓄物质和水分以及本身残体，逐渐形成土壤，为其它高等植物的生长创造了条件。

(2) 保持水土。

苔藓植物一般都有很强的吸水力，尤其是当密集丛生成片时，其贮水量可达体重的10-20倍。

(3) 湖泊、沼泽逐渐陆化。

藓类植物遗体的沉积，为相继出现的陆生草本、灌木和乔木提供了基础，从而使湖泊、沼泽演替为森林。

(4) 大气污染的指示植物。

苔藓植物对空气中的SO2等有毒气体很敏感，就会对苔藓植物产生危害，故可作为监测。(5) 经济用途。

不少种类可药用，如金发藓（即中药土马鬃Polytrichum .mune Hedw.）有乌发、活血、利大小便等功效；暖地大叶藓对治疗心血管病有较好的疗效；泥炭藓常用于包装运输新藓苗木，或作为苗床的覆盖物；泥炭藓或其他藓类所形成的泥炭，还可作燃料和肥料。

蕨类植物

一、Major characters 主要特征

1. 孢子体发达，出现了真根和维管组织。进一步适

应陆生生活。

2、孢子囊（及孢子叶）常集生成孢子叶穗、孢子囊

穗、孢子囊群或孢子果。

3、配子体大多数能独立生活。蕨类植物的配子体称

为原叶体，原始类群的配子体为块状或圆柱状，埋于

或半埋于土中，通过菌根获取营养（如石松）；多数

蕨类植物的配子体为扁平的叶状体，具叶绿体，能独

立生活。

4. 配子体还不能完全适应陆生；受精过程还需要水环境。

5. 产生孢子，不产生种子

6. 有明显的世代交替

叶有营养叶和孢子叶、大型叶与小型叶之分。

小型叶（microphyll），没有叶柄和叶隙，只具有

单一叶脉。

大型叶（macrophyll），有叶柄，叶隙有或无，叶

脉多分支。

同型叶（homomorphic leaf), 形状相同，没有营

养叶和孢子叶之分;

异型叶（heteromorphic leaf), 叶分孢子叶和营

养叶，且形状不同。

其中前四亚门为小型叶蕨类，又称为拟蕨类植物

（fern allies)，是一些较原始而古老的蕨类植物，

在历史上曾经在地球上占统治地位，但现存的种类

很少。

真蕨纲为大型叶蕨类，是进化的类型，也是现代极

其繁茂的蕨类植物。

（一）石松亚门 Lyeophytina

孢子体有真根，茎多为二叉分枝，通常具原生中柱。小型叶，螺旋状排列，仅1条叶脉。孢子囊单生孢子叶腋或近基部，孢子叶通常集生于枝端形成孢子叶穗。孢子同型或异型。

本亚门植物在石炭纪时最为繁盛，有高大乔木及草本，后绝大多数相继绝灭。

（二）松叶蕨亚门 Psilophytina

松叶蕨亚门植物也叫裸蕨类，是原始的陆生植物类群。孢子体仅有假根，气生茎二叉分枝，叶为小型叶，无叶脉或仅有单一叶脉，孢子囊2-3枚聚生于枝端或叶腋，孢子同型。配子体雌雄同株，生地下，无叶绿体。

本亚门植物大多已绝迹，现存仅1目1科2属，我国只有松叶蕨属的松叶蕨

（三）水韭亚门 Isoephytina

孢子体为草本，茎粗短块状，具原生中柱。叶线形丛生似韭菜，具叶舌。孢子有大小之分。

水韭亚门现仅存水韭属，约有50余种，绝大多数为水生或沼生。我国有3种，其中中华水韭，分布于长江下游地区，国家一级保护植物。

（四）楔叶蕨亚门（木贼亚门）（Sphenophytina）（Equisetophyta ）

茎具明显的节和节间。节间中空，由管状中柱转化为具节中柱。小型叶，鳞片状，轮生。孢子叶盾状下生多个孢子囊，在枝顶成孢子叶球（穗）。孢子同型，具弹丝。

本亚门植物在石炭纪时，曾盛极一时，有乔木及草本，生沼泽多水地区，后大都绝灭，

现仅存2个属，即问荆属（Equisetum）和木贼属（Hippochaete），共约30种，我国有9种。

（五）真蕨亚门（Filieophitina，Leptosporangiate ferns

孢子体发达。茎除了树蕨外，均为根状茎，有

各式中柱。叶大型，幼叶拳卷状，分化为叶柄和叶

片二部分。叶片为单叶或一至多回羽状分裂或复叶。

孢子囊常聚集成孢子囊群生于叶边缘或背面，也有

的生于特化了的孢子叶上，孢子同型，一些水生真

蕨的孢子囊则生于特化的孢子果内，孢子异型。配

子体为心脏形的叶状体，长宽一般不超过1cm，绿色，

有假根。精子器和颈卵器均生于腹面。真蕨是现今

最繁茂的蕨类植物，约有1万种以上，广布全

世界；我国近2，000种，广布全国。根据孢子囊的

发育方式、结构及着生位置等，可分为厚囊蕨纲、

原始薄囊蕨纲和薄囊

蕨纲。

厚囊蕨纲

孢子囊为厚囊型，由一群细胞发育而成。孢子囊壁

为多层细胞，环带有或无，环带（girdle

band）为孢子囊壁上一列内壁及侧壁加厚的

细胞，有助于孢子囊的开裂和孢子的散布。

孢子同型。

本纲包括箭蕨目（瓶尔小草目

Ophioglossales）和莲座

蕨目（Marattiales）两个目。

薄囊蕨纲

孢子囊为薄囊型，包括囊柄均由一个细胞发

育而来。

孢子囊壁仅一层细胞，有各式环带。孢子同

形或异型。

本纲通常分水龙骨目（Polypodiales）、蘋

目（Marsileales）、

槐叶蘋目（Salviniales）等三目。

裸子植物：

(1) 孢子体发达。

具形成层和次生结构, 均为多年生木本植物，许多为高大乔木，多数只有管胞和筛胞。 (2) 产生种子，但胚珠和种子裸露。 孢子叶多聚生成孢子叶球（strobilus ）；小孢子叶聚生成小孢子叶球，其上着生2-多数小孢子囊；大孢子叶特化成珠领、珠鳞、珠托和套被，丛生或聚生成大孢子叶球，其上着生1-数枚裸露胚珠。胚珠受精后发育成种子。

(3) 形成大小球花。

裸子植物的孢子叶大多聚合成球果状。孢子叶球通常单性称为大、小孢子叶球。

(4) 配子体简化，且完全寄生在孢子体上。 小孢子发育成雄配 子体通常经过5次分裂，产生6个细胞（包括2个原叶细胞、1个管细胞、1

个柄细胞和2个精子）。精子大多无鞭毛。 大孢子经多次分裂发育成雌配子体（胚囊）, 胚乳占大部，近珠孔有2至多个简化的颈卵器。 (5) 出现花粉管。

花粉（花粉粒单沟型）在4细胞时由风力传送，经珠孔直达胚珠，在珠心上方形成花粉管，

直达胚囊。花粉管的产生, 使受精作用摆脱了水的限制，对适应陆地生活具有重大意义。 (6) 裸子植物常具多胚现象（polyembryony ）。

简单多胚：由一个雌配子体上的几个颈卵器同时受精，形成多胚；裂生多胚：仅由一个卵受

精，但在发育过程中，原胚分裂成几个胚。

被子植物 蕨类和裸子植物

花flower 孢子叶球 strobile

雄花male flower 小孢子叶球 microstrobilus

雄蕊 stamen 小孢子叶 microsporophyll

花粉囊 pollen sac 小孢子囊 microsporange

花粉母细胞 pollen mother cell 小孢子母细胞 microspore mother cell

花粉粒（单核期） pollen grain 小孢子

microspore

花粉粒（3－４核期） 雄配子体 male gametophyte

雌花 female flower 大孢子叶球 ovulate strobilus 心皮 carpel 大孢子叶 macrosporophyll 胚珠（珠心）ovule 大孢子囊 macrosporangium

胚囊母细胞 embryo sac mother cell 大孢子母细胞 macrospore mother cell 单核胚囊 embryo sac 大孢子 macrospore

?雄配子体

原叶细胞1

小孢子(n) 原叶细胞2

减数分裂胚性细胞

精子器原始细胞

小孢子母细胞(2n)

管细胞生殖细胞

雄配子体：2个退化原叶细胞、1个管细胞、1个生殖细胞（传粉后：生殖细胞再分裂1次形成柄细胞和体细胞）

大孢子母细胞(2n)

减数分裂

颈卵器（2-7）

大孢子（n）

胚乳（n）

雌配子体：颈卵器（2-7）和大量胚乳（n）

颈卵器：2-4个颈壁细胞，1个腹沟细胞，1个卵细胞，无颈沟细胞

裸子植物是一类既保留着颈卵器，又能产生种子，介于蕨类植物和被子植物之间的维管植物。

(1) 苏铁纲 Cycadopsida (Cycads)

本纲中现存的仅有苏铁科，9属，约110种, 分布于南北半球的热带及亚热带地区。Johnson(1959)主张分为3个科（苏铁科、托叶铁科和泽米铁科）。

(2) 银杏纲（Ginkgopsida）

落叶乔木，枝有长枝和短枝之分。叶在长枝上互生，在短枝上簇生，叶片扇形，先端二裂或波状缺刻，二叉脉序。孢子叶球单性，雌雄异株，精子多鞭毛。种子核果状，具3层种皮，胚乳丰富。本纲现仅存银杏科的银杏1种，为世界著名的孑遗植物。我国特产，目前仅浙江西天目山、贵州务川可能存在野生状态的银杏，现广泛栽培。

(3) 松柏纲

Major Characters：

常绿或落叶乔木，稀灌木，茎多分枝，常

有长、短枝之分，具树脂道。

叶针形、鳞状、条形，少钻形、刺状或披

针形，单生或成束，螺旋状着生或交互对

生，稀轮生。

孢子叶球单性（通常称雌球花和雄球花），

呈球果状，雌雄同株或异株。精子无鞭毛。

大孢子叶常宽厚，称珠鳞（种子成熟时叫

种鳞），或为囊状、盘状，称套被或珠托。

珠鳞下有苞鳞，珠鳞和苞鳞离生、半合生

或完全合生。

种子有翅或无翅，有的肉质假种皮或外种皮，胚乳丰富，子叶2~10枚。

分布与分类 Distribution and Classification

松柏纲植物是现代裸子植物中种类最多、分布最广的类群。

现代松柏纲植物约有58属，560多种，隶属于 7 科。

我国是松柏纲植物的起源地，也是资源最丰富的国家，许多为特有属种和第三纪孑遗植物，有6科，31属，约180种，

分布几遍全国。

(4) 紫杉纲（红豆杉纲）Taxopsida

体态：常绿乔木或灌木，分枝多；

叶条形，披针形，螺旋状排列或交互对生，

常因叶柄扭转而成平面二列状。

单性异株，稀同株。 (1) 雄球花由螺旋状

排列的多数小孢子叶组成，小孢子叶背面着

生2~9个小孢子囊。(2) 雌球花单生或成对，

稀成穗状，具多数螺旋状或交

互对生的苞片，胚珠单生或成对生于苞

腋，胚珠外面有

变态的大孢子叶，称为珠托，套被或珠

托形成的假种皮（珠被以外的部分），种子

成熟时常肉质，并有鲜艳的颜色。

(5) 买麻藤纲（倪藤纲）(Gnetopsida)

次生木质部有导管，无树脂道。叶对生或轮生。孢子叶球有类似花被的盖被，或有两性的痕迹。

胚珠具珠孔管(micropylar tube)。精子无鞭毛，

颈卵器极其退化或无。

裸子植物的起源与演化 Origin and evolution

1、于蕨类植物--- 前裸子植物 (progymnospermae)

由于裸子植物通常具有颈卵器，现在的苏铁和银杏等裸子植物的原始类型，具有多鞭毛的精子，从苏铁等具大型叶、厚囊型孢子囊及异型孢子等特征看，裸子植物很可能是起源于中泥盆纪的原始蕨类植物古蕨属(Archaeopteris)。

2、过渡类型-----种子蕨(Pteridosperm)

种子蕨类植物在石炭纪和二迭纪时期，于北半球曾极为繁荣，后演化出拟苏铁植物(Cycadeoideinae)和（本内苏铁Benettitinae）和苛得狄植物(Cordaitinae)。虽还无真正的种子，但却具有胚珠，它可能是向裸子植物演化的高级过渡类型。

3、银杏植物和松柏植物，无疑地也是苛得狄植物的后裔。

4、买麻藤植物在现代的裸子植物中是比较特殊和孤立的一群，根据孢子叶球的特性，被认为很可能是强烈退化和特化了的拟苏铁植物的后裔。

1) 高等植物的界定标准

营养方式: 自养植物（autophyte by chlorophyll）

形态与结构: 多器官构成的植物体（with various organs）

生殖器官: 多细胞的结构（poly-cytological organ）

发育学特征: 有胚的阶段（embryo-staged）

生活史：有世代交替（with generation alternation）

组织

在植物体中，由个体发育来源相同, 形态结构相似、生理功能相同的细胞群组成的结构和功能单位,称为组织(tissue)

按构成细胞的类型，可分：

简单组织(simple tissue):由一种类型的细胞构成的组织（eg.

髓）

复合组织(.plex tissue)：由多种类型的细胞构成的组织（eg.

周皮）

侧生分生组织：包括维管形成层和木栓形成层

吸收组织：指根尖的根毛区，包括表皮细胞和根毛

贮藏组织：髓部、皮层、果实和种子的胚乳等

贮水组织

筛管分子特征：

1、筛管分子是生活细胞

2、有筛板、筛孔、筛域，具伴胞

3、只具有初生壁，细胞核解体，许多细胞器退化（仅有结

构退化的质体和线粒体）

4、有P-蛋白

机械组织：

厚角组织：初生壁性质加厚

厚壁组织：次生壁性质加厚，且常木质化

纤维：两端尖细，长纺锥形细胞。常成

束分布

石细胞：近等径，细胞形状差异较大（有

许多单纹孔，甚至呈分枝状的纹孔道）

维管束：由木质部和韧皮部共同组成的束状结构

生态学：研究生物与其环境（包括生物环境和非生物环境）之间相互关系的科学。生态学是研究以种群、群落和生态系统为中心的宏观生物学。

生物的数量及其变化规律是生态学研究的重要内容。

限制因子：生物对每一种生态因子都有一个耐受范

围，只有在耐受范围内，生物才能存活。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，这个因子就称为限制因子。

环境：指某一特定生物体或生物群体以外的空间及

直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物

的总和。

环境可分为自然环境和人工环境、非生物环境(无机

环境)和生物环境(有机环境) 、大环境和小环境。

阳性植物：在强光环境中才能生长健壮、在荫蔽和弱光条件下生长发育不良的植物。多生长在光照条件好的地方。如蒲公英、松、杉、杨、柳等。

阴性植物：在较弱的光照条件下比在强光下生长良好的植物。多生长在潮湿背阳的地方或密林内。如狗脊蕨、连钱草、铁杉、紫果云杉等，还有药用植物如人参、三七、半夏等。

耐阴植物：介于上两类之间的植物。它在全光照下生长最好，但也能忍耐适度的荫蔽。如山毛榉、云杉、桔梗、黄精、肉桂等。

根据植物（开花过程）与日照长度的关系，可以将植物分为四类：

长日照植物：只有当日照长度超过一定数值时才开花，否则只进行营养生长的植物。如冬小麦、大麦、菠菜、油菜、萝卜等。

短日照植物：只有当日照长度短于一定数值才开花，否则只进行营养生长的植物。如牵牛、菊花、水稻、大豆、玉米、棉等。

中日照植物：只有当昼夜长短比例接近于1时才能开花的植物。如甘蔗的某些品种。

中间型植物：只要其他条件合适，在不同的日照长度下都能开花的植物。如黄瓜、番茄、四季豆、番薯、蒲公英等。

光与动物。

动物生长、发育、行为和生殖等都受光质、光强和日照长度的影响。

多数动物有趋光性而适应于在强光下活动（昼行性动物），夜行性动物和穴居动物则适应于在狭小的光强范围内活动。

动物每天开始活动的时间往往由光强决定。

很多鸟类和鱼类的生殖和迁移活动、昆虫的冬眠和滞育常表现出光周期现象。

日照长度的变化对哺乳动物的生殖和换毛也有十分明显的影响。

温周期：节律性变温即温度的昼夜和季节变化对生物有显著影响。植物适应于温度昼夜变化

称为温周期。

温度和降水是影响生物在地球表面分布的两个最重要的生态因子，两者的共同作用决定着生物群落在地球上的分布格局。

低温

植物：芽和叶片常有油脂类物质保护，芽具鳞片，器官表面被蜡粉和密毛，树皮有发达的木栓组织，植物矮小等等。

生理上主要通过原生质特性的改变，如细胞水分减少、淀粉水解等等，以降低冰点；对光谱中的吸收带更宽、低温季节来临时休眠等。

动物：Bergman规律－个体大；Allen规律－四肢、尾巴和外耳变小变短。增加毛或羽毛数量。

（Bergman 定律：在相等的环境条件下,一切定温动物身体上每单位表面面积发散的热量相等。生长在高纬度地区恒温动物，身体往往比生活在低纬地区的同类个体大。

Allen 定律﹕恒温动物身体的突出部份如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势。）

高温

植物：形态上如生密绒毛和鳞片，过滤部分阳光；呈白色、银白色，叶片革质发亮，反射部分阳光。叶片垂直排列使叶缘向光或在高温下叶片折叠，减少光的吸收面积；树干和根茎有很厚的木栓层，起绝热和保护作用。生理方面主要有降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，以利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝能力；蒸腾作用旺盛，避免体内过热而受害；一些植物具有反射红外线的能力，且夏季反射的红外线比冬季多。

动物：适当放松恒温性，体温变幅增大。昼伏夜出。等

水生植物：生长在水中的植物。它又可分为

沉水植物（如黑藻、金鱼藻和苦草）

浮水植物（有不扎根和扎根的之分，前者如凤眼莲、浮萍、满江红等，后者如睡莲、眼子菜、莼菜）

挺水植物（如芦苇、香蒲）

陆生植物：在陆地上生长的植物，它包括：

湿生植物（有阴性和阳性之分，前者如雨林中的附生植物，后者如水稻、灯心草、毛茛）

中生植物，中生植物生长在水湿条件适中的陆地上，是种类最多、分布最广和数量最大的植物

旱生植物（可分为少浆液植物和多浆液植物两类，前者如骆驼刺，后者如仙人掌、瓶子树、猴面包树）

土壤

为气、固、液三相系统，是陆生植物生活的基质和陆生动物生活的基底，及生态系统中物质与能量交换的重要场所（界面）。

具有团粒结构、水分含量适中、空气成分合理、pH值6-7、有机质丰富、植物必需元素及其比例适当的土壤同时能满足植物对水、肥、气、热的要求，肥力好，是植物正常生长发育的

基础。

土壤的物理性质

–包括土壤质地和结构、土壤水分、土壤空气、土壤温度等。

土壤的化学性质

–包括土壤酸碱度、土壤有机质、土壤无机元素等。

–土壤酸碱度对土壤养分有效性有重要影响，在pH6~7的微酸条件下，土壤养分有效性最高，最有利于植物生长。在酸性土壤中易引起P、K、Ca、Mg等元素的短缺，在强碱性土壤中易引起Fe、B、Cu、Mn、Zn等的短缺。土壤酸碱度还能过影响微生物的活动而影响养分的有效性和植物的生长。酸性土壤一般不利于细菌的活动，真菌则较耐酸碱。

–大多数维管束植物的生长范围是pH3.5~8.5，但其最适生长范围要比此范围窄得多。 pH < 3或> 9时，大多数维管束植物便不能生存。土壤动物依其对土壤酸碱性的适应范围可分为嗜酸性种类和嗜碱性种类。蚯蚓和多数土壤昆虫喜欢生活在微碱性的土壤中。

火对生物的作用

1）有益作用

?地面火：发生在地面上，仅容易烧死幼苗和抗火性差的物种（如树皮薄的植物），对抗火性强的植物反而有利。

?地面火把枯枝落叶烧成灰，有机物变成无机物，加速物质循环。如一场中等的地面火之后，常伴随着固氮的豆科植物繁茂生长。

?对于抗火或适应于火的自然更新的物种。火是必需的生态因子。如短叶松、五针松、桉树，需要火将其种子从它们的球果里释放出来。大多数松柏类的幼苗，火烧有利于它们存活。

?火也可使耐火树种获得竞争优势。如美国南部的长叶松，因长而抗火的针叶，使其在火后失去竞争者。

2）有害作用

?林冠火：发生在林冠上。可毁灭植物群落。使野生动物尤其是体弱多病的个体和土壤动物大批死亡，其余的通过迁移可躲过劫难。群落的恢复要经历一段较长的时期。

1951年西伯利亚的大火中，观察到许多松鼠、熊等出现夏季迁移。

?林冠火和严重的地面火使土地表面受到侵蚀，改变土壤结构和化学成分，降低土壤吸水与保水能力，很可能造成严重的水土流失。

?燃烧过程中烟中的颗粒物质的挥发使大量肥料丧失，尤其是氮和硫。

Gaia假说

Lovelock1969首次提出。主要论点：

–地球上所有生物对其环境不断地主动起调节作用，而不仅仅是适应。

–尽管地球受到频繁的干扰和破坏，但却表现出一定的稳定性，这是地球调节系统－生物总体对环境主动影响的结果。

–地球是一种生物与其环境共同进化的系统；生物与环境是一个整体,不能孤立地看待它们。

–对传统生态学和进化论提出巨大挑战。

种群有三个基本特征：

1.空间特征。即种群具有一定的分布区域。

2.数量特征。单位面积或空间上的种群数量是变动的。

3.遗传特征。种群具有一定的基因组成，以区别于其他物种，但它同样是处于变动之

中。

种群统计学

1）种群密度。单位面积、或单位容积内的种群个体数目。如每公顷有多少株树，每立方米有多少条鱼。

2）种群结构和性比。

–年龄结构：是指不同年龄组的个体在种群内的比例或配置情况。

–年龄锥体：以不同宽度的横柱从上到下配置而成的年龄结构图（见图）。

–性比：种群中雌雄个体所占的比例。

3）种群的分布格局（空间结构、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。大致可分为三类：均匀、随机分布和集群分布（见图）。

–自然群落中的种群，呈随机分布的比较少见，均匀分布的极其罕见，而集群分布的是最常见的。

4）生命表和存活曲线

?生命表，是描述种群死亡过程的一种工具。有动态生命表和静态生命表(P425，自学）。

?存活曲线：用来表示一个种群在时间过程中存活量的指数。有三种基本类型：?凹型（幼体死亡率高）

?直线型（较稳定）

?凸型（幼体死亡率低）

种群增长模型

?种群大小受到出生率、死亡率和迁移率影响而产生增加或减少的现象，即数量变动。

N t+1= N t +B + I – D – E

?在一组特定条件下，一个体具有最大的生殖潜力，称为内禀自然增长率r。这是种群在不受资源限制的情况下，于一定环境中可达到的理论最大值。

?这种无限增长可用连续型种群模型来描述，以在t时间时，种群数量的变化率来表示：

?t时间种群大小的变化率=内禀增长率×种群大小

? dN/dt = rN

（非密度制约性种群增长）

逻辑新谛方程描述的是一个在有限资源空间中的简单种群的增长。在早期，资源丰富，死亡率最小，繁殖尽可能的快，种群内个体可达到内禀增长率。种群呈几何式增长，直到种群数量达到环境可持续支持的最大程度，这个最大数量称为环境容纳量（K）。当种群更加拥挤时，种群增长率减少到零，种群大小处于稳定状态。这可用逻辑斯谛方程来表示：

T时间种群大小变化率=内禀增长率×种群大小×密度制约因子

dN/dt = rN(1 - (N/K))

当种群达到环境容纳量，种间竞争变得更激烈时，密度制约因子（1 - (N/K)）会接近零。该方程预测种群的增长随时间变化呈现出“S”形，如在真实种群中通常所观察的那样。