植物种群生态研究进展

植物种群生态研究进展
植物种群生态研究进展

第26卷 第2期 西南师范大学学报(自然科学版) 2001年4月Vol.26 No.2 Journal of Southwest China Normal University(Natural Science)Apr.2001

文章编号:1000-5471(2001)02-0230-07

植物种群生态研究进展①

钟章成,曾 波

(西南师范大学生态环境资源研究院,重庆400715)

摘要:对植物种群生态学近20年在其各个领域所取得的进展及其动态作如下归纳:(1)植物种群生理生态学在向宏观方向发展的同时,由于分子生物学和生物技术的兴起,也向器官细胞和分子水平发展.(2)植物种群繁殖生态主要集中于繁殖分配与繁殖投资,分配通货,生殖值,生活史进化,繁殖时间与频率等.(3)无性系种群生态学主要集中于无性系性,生理整合,克隆生长格局,无性系生长型,等级选择模型和空间拓展性等.(4)植物构件生态主要集中于植物构件种群动态和形态结构与构件的关系.(5)遗传生态学主要集中在种群遗传结构,变异、分化、适应及其与环境的关系,生态型及其遗传基础,多态性等.(6)植物行为生态学主要对植物觅源生态学研究,并集中在资源分配格局,表型可塑性,资源异质性以及觅源行为和进化.种群统计学主要涉及图解模型和转移矩阵模型.植物种群生理生态、生殖生态、遗传生态以及种群数量动态均与分子机制相关联,因而成为种群生态研究的前沿.

关 键 词:植物种群;生态学;研究进展

中图分类号:Q948.1文献标识码:A

种群生态学的研究开始很早,Nageli是第一个从事植物种群研究的著名植物学家,1874年发表了第一篇植物种群论文,强调了种群数量的重要性,他几乎把现代动物种群的所有主要内容都已包括进去了.20世纪20年代,植物生态学家注重于植被描述、适应生理学和生产量方面的研究,致使植物种群生物学的研究曾一度中断,直到最近30年才有较大的发展.J L Harper在继承动物种群的一般原理的基础上发展了植物种群的基本理论和研究方法.哈帕的《植物种群生物学》的出版[1],是植物生态学划时代的标志,为植物种群生态学的理论和方法奠定了坚实的基础.

随着Harper和Calt w arlthy(1977)提出了植物种群的构件(module)结构理论,使植物种群生态学的研究对象摆脱了过去的困境,从单一的所有个体集群的种群划分出两个不同层次的种群,即群落水平的种群和个体水平的种群,后者也叫构件植物种群.在这个领域的研究,笔者称其为构件生态学.植物种群大小和密度的自我调节与适应,是两个水平的种群结构在环境相互作用中的综合反映,并为深入研究植物种群生态学开拓了新的途径.同时,也为以生活史为纲,将个体及其构件的数量和功能进行动态研究提供了可能性.

现将植物种群生态学近20年来的进展作如下归纳:

1 植物种群生理生态学研究及其动态

植物生理生态学是指应用生理方法和手段,以植物的生理机能为基础,阐明植物与环境之间的关系的学科.也可以说生理生态学是应用生态学观点和原理以解释和研究生理机能为目标的学科.

①收稿日期:2000-12-05

作者简介:钟章成(1929-),男,浙江绍兴人,教授,博士生导师.

基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(39330050)

植物种群生态学主攻方向总的趋势是与植物种群遗传学、种群意义上的整体植物生理学相互交叉,把植物生理生态学应用到种群生态学上,尤其是方法、途径和观点上融合,目标向着理解植物生态学意义上和进化规模上的规律,从而使植物种群生态学从过去主要是对结果的描述走向机理、成因的解释[2]

.

在生理生态学向宏观方向发展的同时,由于分子生物学、生物技术的兴起,植物生理生态学也向器官、细胞水平发展,如核糖核酸酶活性的变化,作为对干旱胁迫抗性的指标.研究多种限制因素的相互作用对植物行为的影响是当前植物生理生态学的新动向.植物生理生态学研究的另一个重要发展是与进化观结合,进化途径的研究导致了对生长在极为不同环境中的生态型紧密相关种的生理行为比较研究.随着研究手段、方法和理论的发展,当代植物生理生态学主要集中在几个紧密相关的领域即植物的碳获取,水分平衡和资源分配[3].2 植物种群繁殖生态学研究及其动态

繁殖生态学(Reproductiv ecology )是研究生物在其环境内的最适生活史格局、生殖配置、生殖值、生殖产量以及生殖对策及其相互关系的科学,是一门在植物学领域中刚刚兴起并迅速发展的学科[4].植物繁殖生态学的重要特点是以植物繁殖为核心,把生态系统中植物的繁殖与环境、与生物间的关系,植物与动物的相互作用,相互适应关系有机地结合在一起,深刻地揭示出与之相关的生态系统中能量、物质、信息、基因的传递规律.植物繁殖生态的研究为进化生态学、行为生态学、系统发育学开辟了一条独特的研究途径.

植物繁殖生态学的研究近20年来已成为植物生态学研究的一个热点,其中具代表性的著作有1983年出版的M F Willson 编著的《植物繁殖生态学》[4],它从进化论的角度在植物个体水平上系统地阐述了植物繁殖生态学的基本理论、概念和研究内容.标志著植物繁殖生态学作为一门独立的学科已经应运而生.1988年出版的J J Doust 和L L Doust 主编的《植物繁殖生态学———格局和策略》,吸收了大量有关繁殖生态学的新的理论、概念和思想,较好地把进化生态学、动物生态学、行为生态学、遗传学以及社会生物学(Sociobiology )的概念、观点引进到植物繁殖生态学中.该书不仅对有花植物,而且对藻类、苔藓、蕨类植物的繁殖方式和策略都作了精辟的论述.1989年出版了K Wa wa 编著的《热带森林植物繁殖生态学》,也收集了大量关于热带森林植物繁殖生态学研究的新发展.繁殖生态学的研究主要集中于以下方面:繁殖分配和繁殖投资,分配通货的研究,生殖值的研究,生活史进化研究,繁殖时间和繁殖频率研究,繁殖构件时空格局和繁殖产量研究,传粉生态学研究等[5].

3 无性系种群生态学研究及其动态

进行无性繁殖的植物称为无性系植物,或称克隆植物(clonal plant ).J W Silvertown [6]将具有潜在独立生存能力的形态学单元称为无性系小株(ra mets ),产生于同一亲本的营养繁殖的子代或无性系小株构成一个无性系(clone ).无性系是当前植物种群生态学研究的热点之一,尤其是克隆生长(clonal growth )的生物学意义,最近已引起了许多种群生态学家的极大兴趣[7].被砍伐的温带森林,大约70%的植物种类是无性系的[8],结果导致这些植被的结构和大部分植物种类组成是由无性系生长过程所决定的.例如,关于构件植物种群,尤其是无性系植物种群的研究,已成为种群生态学研究中的一个前沿课题[9]

.最近的大部分文献都集中到构件组织(modular organization )和克隆生长(clonal growth )的生态学和进化的关系上,如克隆结构(clonal structure )的表型可塑性(phenotypic plastisity )和克隆整合的程度,斑块环境,克隆整合作用对克服不利环境、不可预测环境的适应意义和增强竞争能力的适应意义,克隆植物和非克隆植物在r -和k -选择上的差异,克隆植物有性生殖与营养繁殖的相对重要性,构件结构与克隆结构对生殖时间分配格局形成的意义.国外科学家认为各学科的一些新的理论将在克隆植物的研究中诞生[2].

国内,有关无性系植物种群生态学的研究从90年代初起步.如王昱生[10]、董鸣和朱志红[11]等的工作,特别是刘庆通过斑苦竹(Pleiobalstus maculata )、苏智先通过慈竹、李睿通过毛竹,做了出色的木本克隆研究工作[12,13,14].当前,对无性系植物的研究,主要集中在以下几个方面:231第2期 钟章成,等:植物种群生态研究进展

232西南师范大学学报(自然科学版) 第26卷

无性系性(clonality):从进化的角度,用系统发育和细胞学、胚胎学研究克隆植物的无性繁殖方式的产生及特性.

生理整合(physiological integration):生理整合是指无性系植物具有潜在独立的无性系分株(ramets)之间的资源交换.整合作用的研究内容包括整合强度(integration intendity)、整合速率(integration rate)、整合方向(integrtion direction)、分株的受益受损,整合作用的机理,停止和发生的整合的时间及原因等[10].

克隆生长格局(pattern of clonal growth):是指无性系植物种群的根茎等,为了克隆繁殖而进行的营养扩散和生长过程,以及在水平的空间所占据的位置和拓展的速度.

无性系生长型(clonal growth for ms)和对环境适应的生长可塑性反应(plastic growth responses):植物种间竞争、无性系植物分株之间的竞争、密度制约以及环境的适应,是通过植物体的生长型来表现的,同时,生长型和大小显示很大的可塑性(plasticity).生长型可在种群、个体和分株3个水平上检测.植物虽然在生长型和大小上显示出很大的可塑性,但是无性系分株间的竞争是怎样改变无性系生长型的机理却还不清楚.

等级选择模型(hierarchical selection model):J Van Groenendael等人[8]认为对无性系植物的功能特性的任何推测,最终都依赖于这些无性系特性是怎样被选择而遗传下来的.无性系有机体的等级性———基株(genet)、无性系分生体(clonal fragment)和无性系小株(ramet),它们使得自然选择作用复杂化,无性系植物的这种自然等级性为等级选择模型.

空间拓展性(spatial mobility):在通常情况下,无性系植物克隆生长的一个很显著的功能,就是能够拓展其生长空间,基于对资源有效性的可塑性反应,它主要研究在空间异质性的环境中无性系的觅食(forag-ing)能力和生理整合对策.

无性系植物的生态对策谱(spectrum of clomal plant strategies):任何一个物种在一定的环境中,都占据一定的生态位.无性系植物在其生境系统中,一方面占据一定的生态位;另一方面各构件结构单位也表现出不同的生态对策.正如Southwood、Gadgil[15]和Solbrig所理解的,生物界的种类存在着“r-k对策连续统”(r-k c ontinuum of strategies).无性系植物的生态对策谱就是指的这个“两头下赌注打赌”的连续统.

4 植物构件生态学研究及其动态

植物构件生态学是研究构件生物(modular or ganism)在生态环境作用下的相互关系和种群统计特征的学科.构件植物种群是指同类构件个体形成的集合,如叶(构件)种群,枝(构件)种群等等.构件种群每个成员称为构件个体(modular individual),每个构件个体均有其特定的生物学特征,有一定空间位置,执行着一定的功能.同一构件系统中各类构件间是相辅相成协调发展的,具有形态结构和空间分布格局的协同性,以及功能上的整合性(苏智先,1996).

构件具生死动态及年龄结构等种群统计特征[16],植物的生长发育首先表现为构件的生死动态.可把构件生物体本身看作一个由构件单位组成的拟种群(metapopulation),或称亚种群(subpopulation)和构件种群(modular population).因此,构件生物种群具有由遗传单位即基株(genets)形成的个体种群和由基株上的构件单位形成的构件种群两个结构水平.种群大小和密度调节是由这两个结构水平在环境作用下综合反映作用的结果.构件种群的年龄分布可反映出个体构件(individual modules)的活力,特定年龄的构件对基株生长发育的贡献大小,以及基株对邻体干扰、竞争等环境条件的反应对策.

持续的构件生长是植株在短期内“找”到新的资源和取得与其邻体竞争的最佳地位的唯一途径.因此,从构件水平深入研究植物与环境的相互作用,可望在对植物种群和群落动态发展演化机理的认识上有所突破.

当前植物构件生态学研究集中在两个方面:

植物构件种群的动态:构件种群统计方法非常适用于不能或不便进行反复毁灭性收割的种群研究. Bazzaz和Harper[17]提出了植物生长分析的构件途径,即通过标记和统计植株上的构件,同时进行部分构件收割,从而测得构件的出生、死亡及周转率,以获得关于基株内部生长发育的大量信息,根据这些信息进行植物生长分析.这种生长分析法是非毁灭性的,并且可测定单一植株的生长率,因而已为许多学者所采

用.McGra w 和Garbutt [18]在此方法的基础上提出了一种融传统生长分析法的形式和构件途径生长分析法的内容于一体的新方法———种群统计的生长分析法(demographic gro wth analysis ).

植物形态结构与构件的关系:一个植株是一个拟种群[19]

.植株大小是构件出生和死亡数的一个函数.因此,通过构件种群统计,掌握构件种群动态规律,结合分枝角度,节间长度等参数,便可确定植物形态结构及生长格局,甚至可对株型结构(构筑型)进行计算机模拟和预测.植株特定的形态结构是其基因型在环境作用下的特定表达———表现型,因此,以构件种群研究为契机,可望将植物生态学和形态学有效地结合起来.5 遗传生态学研究及其动态

遗传生态学以种群为研究对象,以生态学、遗传学、生物化学、统计学、地学等学科为基础,主要从遗传和生态两个方面研究物种因环境差异而产生的种内变异和分化,从而揭示种群对环境的适应过程及其机理的一门新学科.其重要特征是以遗传、变异、进化为核心,把生态系统中生物与环境的相互作用有机结合起来,深刻揭示生态系统中信息传递、遗传变异、分化、适应等基本规律.

在相当长的时间,种群生态学和种群遗传学几乎是平行发展,遗传生态学的产生,把两者紧密地结合起来,克服了各自的局限性,更好地揭示生命现象及其规律.1964年,Ford 正式出版了《Ecological Geneties 》一书,标志着遗传生态学作为一门独立边缘学科的诞生.

遗传生态学研究开展以下工作:

种群结构:是指同种生物的个体之间、种群之间的遗传、生态方面的一切关系(Jain ,1975),它是种群最基本的特征,是遗传生态学研究的核心内容,包括种群的生态特征和遗传特征(即遗传结构)两个方面.

种群遗传结构:是指遗传变异在种群内和种群间的分布,它包括基因的种类及比例,基因型的种类及比例,基因频率及其演变规律是种群遗传结构的核心问题[20]

.Cook 认为,自然种群基因频率的变化就是生物的进化过程.因此,种群遗传结构的研究有助于阐明自然条件下生物变异与环境的关系以及物种形成的机理,还可加深对生物进化过程的认识和理解.等位酶研究是从基因产物认识基因的存在与表达.具有保守性特征的等位酶可作为遗传标志.因此等位酶技术是研究种群遗传结构的有效方法,并能精确估算遗传结构.

变异、分化、适应及其与环境因素关系的研究:变异是种群内个体之间在结构和功能方面的差异.它包括遗传变异和表型变异两个方面.在较大时间尺度上,变异使物种进化成为可能;在较小时间尺度上,变异利于生物个体在一定范围内得以生存.Primack Mousseau 分别报道了遗传因素和环境因素对个体生理、形态、种子产量变异的相对贡献率.

分化:是种群偏离共同祖先所经历的进化过程,反映了种群间遗传差异的大小和距离的远近.分化是遗传变异的结果,遗传变异是分化的物质基础.环境为种群分化提供了特定场所,自然选择使分化得以实现,从而使种群中不同基因携带者对后代基因库作出不同的贡献.大量研究表明:即使在同一地区的不同生境中,种群间也存在遗传分化.只要存在选择压力,种群间就会发生分化[21].

适应:是生物本身结构上和功能上的可遗传性和饰变.这种饰变增加生物在特定环境中存活和繁殖的机会,是长期进化过程中存活繁殖的机会,是长期进化过程中形成的相对稳定的特征.近年来,通过相关、回归、聚类、计算机模拟等技术和手段,分析了许多的变异分化、适应与环境因子的关系,竭力找出产生这些特性的主导因子,从而更加精细地认识这些基本的生命现象.

生态型及其遗传基础:生态型是某一物种对特定生境发生基因型反应而产生的产物,是种内适应不同环境条件或地理区域的遗传类群[22],是环境因子对一个种群内许多基因型选择和控制的结果.生态型的遗传基础包括基因和染色体两个层次,基因变异是发生基因型反应的前提,并通过新的基因型得到表现;染色体形态结构和数目的变化,加速了新生态型的产生.

多态性研究:多态性是物种内存在的一种变异形式,包括三个层次.染色体多态是由染色体结构发生变异而产生的,这种现象在动植物中普遍存在.基因多态是由基因突变而产生的,Merrell 发现大多数生物多态位点的百分率在15%~50%之间[23].PCR 技术和RFLP 技术的应用,可在分子水平检测DNA 差异.233第2期 钟章成,等:植物种群生态研究进展

234西南师范大学学报(自然科学版) 第26卷

蛋白质多态是基因多态的生化表现,蛋白质多态可作为分子进化阶段的标志.

物种起源与演化研究:围绕这一命题,涌现出了多种学说,拉马克、杜布赞斯基、木村资生等就是这些学说的代表人物,但至今仍没有一种被普遍接受的观点.徐豹、庞广昌等人分别研究了中国野生大豆和胡杨种群的分布规律、迁移过程、起源与演化,分析了种群遗传结构与自然选择的关系[24,25].

6 植物行为生态学研究及其动态

行为生态学的发展可以追溯到60年代J H Crook和R H Mac Arthur等的杰出工作,但在80年代才得到迅速发展.1986年国际行为生态学联合会宣告成立,并出版了《行为生态学》杂志,这标志行为生态学已经成为生态学领域内一个新的热点[26].

植物行为是欧美近年来新兴的植物生态学研究领域,其成果不断发表在各种国际技术性刊物上.它主要探讨植物在特定生境中获取必需资源的生态对策、适应机理、进化意义等.行为生态学起始于对动物的研究,其后的发展也仅侧重于动物,甚至认为只有动物才可称行为,其结果造成了植物行为生态学研究滞后于动物的研究.

从总体上讲,植物行为生态学是处于刚起步阶段,当前主要从事植物觅源行为生态学.觅源行为(for-aging behaviour)是植物行为生态学的重要内容.传统生态观认为,资源具有可消耗性、有限性和直接影响适合度三大属性.新生态观认为,资源是可被生物直接利用或对生物适合度具有潜在影响的环境因子,如温度、斑块、空间、CO2、水、光、营养元素等.1954年Bray首次把“foraging behaviour”这一词用于植物.70年代以后,Grime和他的合作者的工作使之成为植物生态学的一个常用术语.觅源行为的物质基础是资源分配,其表现形式是表型可塑性,生长反应等,其最终目标是资源获取对策,使投资—收益达到最佳,提高物种的适合度.

80年代,明确了强调斑块生境中形态可塑性和整合作用对克隆植物觅源存活的重要性.随后很多学者相继把动物行为生态学中成熟的方法和模型应用到克隆植物的研究中,更加准确有效地刻划克隆植物的生长现象.近年来,对攀援植物等的觅源行为进行了研究,这在一定程度上丰富了植物行为生态学研究的内容.1986年,Stephens等人出版了《Foraging Theor y》一书,该书对觅源学说进行了系统介绍.植物觅源生态学研究主要集中在:

资源分配格局:资源分配是指有限的资源分配到不同结构和功能上,使生长、维持和繁殖等方面的分配达到最佳,其进化意义在于揭示影响生物个体的自然选择力[27].生物量、能量、营养元素是度量资源分配常用指标.觅源行为的研究应该与资源分布格局紧密结合起来,只有这样才能精确估计觅源行为的生物学意义.

表型可塑性:植物对外界胁迫所呈现的可塑表型反应是行为生态学的另一个重要内容.由于植物的觅源行为可凭借形态可塑性完成,所以与形态性状相关的可塑性成为觅源行为研究的重点.形态可塑性是遗传可塑性随基因、年龄的变化,这正反映了种群内发生的微进化[28,29].

生长反应:生长反应是植物觅源行为的又一个重要表现形式.把传统的生长分析和种群统计的分析两者统一起来,才能更好地揭示植物的觅源行为及其过程.

资源异质性:许多研究证明植物生长必需的资源在自然界呈异质分布.必需资源不仅在空间上表现为斑块性,而且斑块的尺度、斑块间资源梯度和斑块的空间结构都因资源种类和生境类型不同而存在差异.

进化与适应:觅食行为与植物的进化和适应紧密相关.基因型决定植物觅源行为的基本格局[29].觅源行为能反应环境质量的好坏,所以适应研究是觅源行为和其它研究的综合.只有适应性的觅源行为才是物种进化的直接产生,并非所有的觅源行为都是具有生态对策的性质.

植物行为生态学其他研究主要集中在表型可塑性的代价问题,异质生境中构件空间配置的建筑学结构(architecture)问题,植物配偶选择的生理和形态机理,植物最优生活史对策,性别资源分配及环境性别决定,植物行为与群落动态问题等等.植物行为生态学的研究必将促进进化生物学的发展.

此外,还有种群统计学研究(Demographic study).近年来国外植物种群统计学研究很活跃,主要涉及两类模型的研究,即图解模型(diagra matic models)和转移矩阵模型(transition models).由于植株间在大小、

花、果、种子数量等差异甚大,单纯以植株为单位进行统计种群数量不能说明其动态规律.因而,植物种群统计方法在较长时期内处于停滞.直到70年代,J L Harper 和White [30]发表了“植物种群数量统计”一文,提出了基株(genetes )和构件(modular )合并计算构件理论,才使植物种群数量统计途径重新得到发展.

当前国外种群生态学已开始从宏观研究向微观领域渗透,从种群生活史的途径和分子水平上揭示种群生态机理已成为国际种群生态学研究的发展趋势,因此分子生态学应运而生.植物种群的生理生态、生殖生态、遗传生态以及种群的数量变动无不与分子机制密切相关,因而成为种群生态研究的前沿课题.但是我国的分子生态学机理的研究尚未开始,国际分子生态学研究历史也很短,只有十余年,因此不在此作进一步介绍.

参考文献:

[1]

Harper J L .Po pulation biolo gy of plant [M ].London and New york :Academic press ,1997.[2]

钟章成,董 鸣,熊利民.植物种群生态学发展趋势及我国植物种群生态发展战略研究[A ].见:马世骏主编.中国生态学发展战略研究[C ].北京:中国经济出版社,1991.81-106.[3]

缪世利.植物生理生态学研究进展[A ].见:刘建国主编.当代生态学博论[C ].北京:中国科学技术出版社,1992.103-119.[4]

Willson M F .Plant Repr oductive Ecology [M ].New York :A Willey -interscience Publication ,1983.[5]

孙 凡.缙云山四川大头茶种群繁殖适应性的数量特征研究[J ].植物生态学报,1997,21(1):1-8.[6]

silvertown J W .Introductio n to plant po pulation Ecology [M ].New York Herick :Longman Group Limited ,1982.[7]

Jackson J B .Po pulation biology and evolution o f cl onal organisms [M ].New York :Yale University Press ,Connecticur ,U .S .A .1985.[8]

Van Groenendael J B .Clonal g rowth in Plant [M ].The Hague :SPB Academic Publishing ,1990.[9]钟章成.我国植物种群生态学研究的成就与展望[J ].生态学杂志,1992,11(1):4-8.

[10]王昱生.关于无性系植物种群整合作用(Integration )研究的现状及其应用前景[J ].生态学杂志,1994,13(20):57-60.

[11]朱志红.不同放牧条件下矮蒿草无性系分株种群的动态与调节[J ].生态学报,1994,14(1):40-45.

[12]苏智先,钟章成.慈竹克隆种群能量动态研究[J ].生态学报,1994,14(2):142-147.

[13]刘 庆,钟章成.斑苦竹无性系种群克隆生长格局动态的研究[J ].应用生态学报,1996,7(3).

[14]李 睿.中国亚热带高大竹类植物毛竹竹笋克隆生长的密度调节[J ].植物生态学报,1997,21(1),9-18.

[15]Gradgil M .The concept of r -and k -slection ,Evidence from wild flowers and some theoretical considerations [J ].Am Nat ,1972,106:

14-31.

[16]Harper J L .The concept of population in modular organis ms [A ].In :May R M (ed .).Theoretical ecology :Principles and Application

[C ].Sinauer Ass ociates Inc .Publishers ,Sunderland ,M assachusetts ,1981,53-77.

[17]Bazzaz F A ,Harper J L .Demographic analysis of the growth of Linum us itassimum [J ].New Phytal ,1977,78:29-52.

[18]M c Graw J B ,Garbutt K .Demographic growth analysis [J ].Ecology ,1990,71(3):1199-2004.

[19]White J .The plant as a metapopulation [J ].Ann Rev Ecol sys t ,1979,10:109-145.

[20]郭平仲.群体遗传学导论[M ].北京:农业出版社,1993.1-20.

[21]G W 考克斯.普通生态学实验手册[M ],北京:科学出版社,1979.47-50.

[22]周纪伦.植物种群生态学[M ],北京:高等教育出版社,1992.281-328.

[23]Merrel D J .Ecological G enetics [M ].Longman .London :University of Minnesotn Press ,1981.

[24]徐 豹.中国野生大豆(G .Soja )种子蛋白的电泳分析:各等位基因频率,地理分布与大豆起源问题[J ].大豆科学,

1985,4(1):7-13.

[25]庞广昌.胡杨群体遗传结构及其与自然环境关系的研究[J ].西北植物学,1992,12(4):295-302.

[26]Gross M R .The evolution of behavioural ecology [J ].Trens in Ecology &E volution ,1994.9(10):358-360.

[27]Bostock G P .The reproductive strategies of five perannial conpositae [J ].J Eco ,1979,67(1):91-107.

[28]Cheplick G P .Genetic variation and plasticity of clonal growth in relation to nutrient availability in Amphibromus Scabromus Scabrivalris

[J ].J Eco ,1995,83(3):459-64.

[29]Evans J P .A Spatially explicit lest of foraging behaviour in a clonal plant [J ].Eco ,1995,76(4):1147-1155.

[30]Harper J L ,White J .The demography of plants [J ].An Rev Ecol Syst ,1974,5:419-463.

235第2期 钟章成,等:植物种群生态研究进展

236西南师范大学学报(自然科学版) 第26卷Trends and Advances in Researches on Plant Population Ecology

ZHONG Zhang-cheng, ZENG Bo

(Eco-environments&R esources In stitute Complex,Southwest Ch ina Norm al University,Chongqing400715,China)

A bstract:The trends and advances in all aspects of plant population ecology over past20years are summarized as fol-lo ws:

(1)Due to the introduction and progr ess of molecular biology and biotechnology,plant population physiological e-cology not only moves for ward to the studies of large scale,but also to the studies on levels of or gan,cell and molecule.

(2)Studies of plant population reproductive ecology are chiefly focused on the aspects of reproductive allocation and reproductive effort,currencies in reproductive allocation,reproductive value,life history evolution,reproductive timing and reproductive frequency,etc.

(3)As to clonal plant ec ology,the research of it mainly focuses on clonality,physiological integration,clonal growth patterns,clonal growth forms,hierarchical selection models and spatial mobility,etc.

(4)Modular dynamics,relations between morphology and modular dynamics are much considered in plant modular ecology.

(5)Population genetical structur e,variance,differentiation,adaptation and its relations to environments,ecotypes and their genetic backgr ound,and polymorphism,etc.are chiefly researched in genetical ecology.

(6)Foraging behaviour is the most focal aspect in study of plant behavioural ecology presently.Owing to this situa-tion,resource allocation patterns,phenotypic plasticity,resource heterogeneity,foraging behaviour and evolution ar e be-ing concentrated.

(7)Plant population demography mainly touches on diagrammatic models and transition matrix models.

(8)Plant population physiological ecology,reproductive ecology,genetical ecology and population dynamics are all related to some extent to molecular mechanisms,ther efore ar e becoming the researc h front of plant population ecology. Key words:plant population;ecology;advances in research

责任编辑 汤兴华

植物生态学

植物生态学 第一章绪论 生态学:生态学是研究生物及环境间相互关系的科学(德国,HAECKEL,1866);生态学是研究生态系统结构和功能的科学(美国Odum,1983);生态学是研究影响有机体分布与多度的科学(加拿大Krebs,1985)。 根据研究对象的组织水平划分 分子生态学个体生态学 种群生态学群落生态学 生态系统生态学景观生态学 区域生态学全球生态学 生态学前沿科学领域与热点问题: (1)生物多样性的起源、维持和生态系统的稳定性机制 (2)生态系统服务 (3)生态健康与生态修复 (4)全球变化 (5)生态环境变迁与重大疫病和人群健康效应 (6)转基因生物释放的生态效应 (7)生态入侵 生态学发展经历了哪几个阶段 分为4个时期:生态学的萌芽时期(公元16世纪以前),生态学的建立时期(公元17世纪至19世纪末),生态学的巩固时期(20世纪初至20世纪50年代),现代生态学时期(20世纪60年代至现在)。

简述生态学研究的方法 生态学研究方法包括野外调查研究,实验室研究以及系统分析和模型三种类型. 野外调查研究是指在自然界原生境对生物与环境关系的考察研究,包括野外考察,定位观测和原地实验等方法.实验室研究是在模拟自然生态系统的受控生态实验系统中研窆单项或多项因子相互作用,及其对种群或群落影响的方法技术.系统分析和模型是指对野外调查研究或受控生态实验的大量资料和数据进行综合归纳分析,表达各种变量之间存在的种种相互关系,反映客观生态规律性,模拟自然生 态系统的方法技术. 生态学是研究生物与生物以及生物与环境的相互关系的科学。从生物大分子、基因、细胞、个体、种群、群落、生态系统、景观直到生物圈都是生态学研究的对象和范围。 植物生态学:研究植物之间、植物与环境之间相互关系的科学。它研究的内容主要包括植物个体对不同环境的适应性,及环境对植物个体的影响;植物种群和群落在不同环境中的形成及发展过程;以及在生态系统的能量流动、物质循环中植物的作用。 第二章植物的生存环境 生态系统中,连接生命物资和非生命物质的枢纽正是由绿色植物所组成的植被。环境:是指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。 生物圈:生物圈是指地球表面的生物及其周围的物理环境所组成的总体,是生活物质及其生命活动的产物所集中的圈层。 生态环境:研究的生物体或生物群体以外的空间中,直接或间接影响该生物体或生物群体生存和发展的一切因素的总和。 区域环境:由于地球环境的非均一性而形成的区域环境,各个区域都是气候和地

植物生态学

1.与植物密切相关的生态条件(生态因子)包括水条件__温度条件__主条啤__空气和风__土壤条件___地形条件__生物条件_和_人类影响___等八类。 2.以水为主导因子的植物生态类型有___旱生植物__中生植物_____湿生植物___和___水生植物 3.水生植物因其生长和水层深浅不同,可分为汽水植物____浮水植物____、和__挺水植物___ 4.植物生长发育过程中,对温度条件的要求有_最适点__最低点__和_最高点_称为温度三基点。 5.由于不同植物对土壤酸碱度的反应和要求不同,植物可分为___酸性土植物____中性土植物__和___碱性土植髓__三大生态类型。 6.对某一特殊的生态环境有指示作用的植物称为___三指示植物___ 7.温热多雨地区的森林,常常包括____乔木层_灌木层_____草本层_和____地被层_等层次。 8.同一生活型不同种的组合称为____层片 9.植物在一定环境条件下,生活周期性变化的起止日期称为___物侯期__________________。 10.群落在不同季节的外貌,称为______季相 11.植物种间关系的形式有_____竞争、寄主、共主、附生、种间结合_ 12.中国植被可分为如下八个区域:寒温带针叶林区域、温带针叶阔叶混交林区域、暖温带落叶阔叶林区域、亚热夸常绿阔叶林区域、热带季雨林和雨林区域、温带草原区域、温带荒漠区域、青藏高原植被区域 13.群落最上层的优势种对群落的外貌、结构具决定意义,特称__建群种 1.何谓植物生态学?植物生态学的任务是什么? 2.何谓生态条件? 3.某植物从播种到出苗期间的平均温度为18"C,经历7天,该作物从播种到出苗的有效 积温是多少? 4.植物从播种到出苗,当月均温度为15℃时,需15天才能出苗,问此阶段棉花的活动积 温为多少? 5.樟不过长江,云杉不能在华北平原上生长的原因是什么? 6.为什么西藏高原的白菜,萝卜比其它地区的要7.简述光对植物的生态作用? 8.为了合理利用光,生产上采用了哪些措施? 9.禾谷类作物由南方向北方引种,会出现什么现象?为什么? 10.简述土壤对植物的生态作用? 11.以稻为例说明稻的不同生态型。 12.植物群落学研究的基本内容是什么? 13.决定植物群落外貌的主要因素有哪些? 14.何谓群落结构?植物群落有哪些结构特征? 15.何谓植物群落的演替?群落演替的类型有哪些 16.植物群落旱生演替有哪几个阶段? 17.举例简述水生植物群落演替过程? 18.在桦林中,若出现较多的云杉幼苗,桦林植物群落可能出现什么变化?为什么? 19.地球上常见的植物群落有哪些? 20.我国的植被分为哪几个植被区域?湖北省、湖南省属什么植被区域? 21.植被区域命名的原则是怎样的? 22.举例说明我国植被群落的分类单位。 23.群丛命名的根据是什么? 1.答;植物生态学是研究植物与环境之间相互关系的学科。植物生态学的使命是利用植物生态学的原理,揭示植物和环境之间正常的或失常的关系.掌握自然规律,以便人类合理开发、利用资源,治理和保护环境,使人们在进行生产活动时达到最好的生态效益和经济效益。 2.答:在植物的周围环境中存在着各种各样的环境因素。只有那些在植物生长的不同时间或地点,对植物的代谢直接或间接地发生密切联系的条件,如对植物特征、特性的产生,类型的形成,分布的限制,具有深刻影响作用的环境条件,才能称为生态条件。如水份、光照、温度、空气、风、土壤、地形、生物等生态条3.答:根据有效积温的公式计算:K=(18一10)×7=56(℃) 4.答:根据活动积温的公式计算:K(15—0)×15=225(℃) 5答:樟不过长江、云杉不能栽种在华北平原的主要原因是受到温度的限制。樟不 越长江,是受到长江以北低温的限制,云杉不能在华北平原上生长是受到华北平 原的高温限制。这表明温度条件是限制植物南北分布的主要因素。 6.答:植物生长的呋慢幸要求有一定的温度条件外,还要求有一定的昼夜温差。 昼夜温差比较显著的地巨千毛芝的生长和产品芒更量有良好的影响。西藏高原地 区的昼夜温差大。白天的高温有利于植物的光合作用.夜间的低温使植物的呼吸 作用减弱,因此白天产生的光合产物积累得较多。因此植物生长快而大,品质好。 7.答:太阳光在绿色植物芝兰弓中起着重要的作用。首先在植物的生活中需要利 用光能进行物质生产,把二氧化碳和水加工成糖和淀争。三植物生长和发育的需 要。植物的一切产量都是依靠这种作用而取得的。此外.尤其是影响植物生长和 发育厂一个重要生态条件。因为光的强弱和光的波长官目影响植物的生长和器官 的分化。在某种程度上决定着植Q:器言芝形态和组织结构。而且,日照时间的 长短,还限制着很多植物的发育。由此看来,光对植物具有重要的生态作用。因 此,在生产活动中如何提高植物对阳光的利用率,使植物生产更多的有机物质, 这是提高植物产量的重要途径。 8.答:生产上为了协调植物与光芒关系.满毛植物对光的需要,合理利用光能,充 分发挥植物的生产潜力,采用了合理密植、间套复种这些提高作物对日光能利用 的有效措施。 9答:禾谷类作物由南方向北方引种。往往会出现生育期延长,发育推迟的现象。 因为南方为短日照、高温条件,到北方后变为长日照、低湿条件。使禾谷类作物 出现生育期延长,发育推迟的现象。因此应先选引早熟类型或对光、温反应迟钝 的品种,以免发生以上现象。 10答:土壤是植物生长发育的基地。土壤能经常不断地为植物提供一定数量的水 分,养料、温度和空气。植物要在土壤里扎根和进行呼吸作用,因此肥沃土壤是 植物丰产的基础。改善土壤条件,提高土壤肥力,是作物增产的重要保证。 11答:根据稻对温度、光照、土壤水分条件长期适应的结果而分别形成对这些条 件的特殊要求.从而声生了不同类型的生态型。如籼稻和粳稻是不同类型的温度 生态型。早稻、中稻、晚稻是不同类型的光照生态型:陆稻、水稻是不同类型的 土壤生态型。 12.答:植物群落学研究的基本内容是有关群落的外貌与结构,群落的生态与动 态,群落的分类与打芒等有关基本内容。 13.答;群落外貌是指群落的外表形态和相貌,它是群落和外界环境条件长期适 应的结果。而群落外蓑三要取决于植物种类的形态习性或长相,生活型或生长型, (特别是优势种的生活型)叶形以及周期性等几方面.因此群落的外貌特征主要反映 在群落的高度、种类组成、季相变化、成层现象、树冠类型、颜色、树皮特征、 芽的位置、类型、叶子形态、生活能力、以及变态根等因素有关。 14.答:销构是指群落所有种类及其个体在空间中的配置状态。结构是群落的一 个重要特征,它反映了群落对环境的适应、动态和机能。群落的结构特征包括群 落的垂直结构、水平结构、时间结构和同生群。垂直结构是群落中各植物间及植 物与环境相互关系的一种特殊形式。垂直结构主要包括群落的地上成层现象,地 下成层现象与阶的特点。群落的水平结构,反映出不同群落在空间水平分化或镶 嵌现象的情况。时间结构反映出不同群落因组成成员不尽相同,群落在时间上的 周期变化或更替情况不一样。同生群能反映出群落的重要生态结构特征。 15.答;植物群落演替是指植物群落发展变化过程中,由低级到高级,由简单到 复杂,一个阶段接着一个阶段,一个群落代替另一个群落的自然演替现象.植物 群落演替有原生演替和次生演替两个类型。原生演替即植物群落的演替是从操迪 上‘芒芦簧譬:生演替即植物群落是从被破坏的群落中开始的演替。 16.答:群落旱生演替有四个阶段:第一阶段,即首先在岩石上出现的是地衣檀 QF举摹;纂二簧孟.田蓍募植物阶段;第三阶段,即草本植物群落阶段;第四阶 段,即木本植物群落阶段, 17.答:水生植物群落演替共有六个阶段,其简单过程为冲口低等藻、菖植物巧 弓三浮爵植物阶段一如轮藻等沉水植物阶段一如睡莲、莲、芡实等浮叶根生植物 阶段一如芦苇、香薄,予百等羹荩植物阶段一如莎草、禾本科等湿生草本植物阶 段+木本植物阶段。 18.答:在桦林群落中,若出现较多的云杉幼苗,今后以择卞为建群种缩植物群 落,将可能变为以云杉为建群种的植物群落所代替。因为云杉比桦树耐阴.当云 杉处在苗期耐对棒树影响不大,当云杉生长超过桦树时,由于桦树不如云杉耐阴, 所以很快衰弱下去,而云杉生长得更好.成为以云杉为建群种的群落了。这说明 植物群落形成后,是不断发展变化的,人们应运用植物群落的知识把握群落变化 的方向和速度,以获得最好的经济效益。 19.答:地球上常见的植物群落有热带雨林群落,红树林群落,雨绿木本群落, 硬叶木本群落.夏绿木木群落,针叶木本群落,雨绿干燥草本群落,夏绿干燥草 本群落,中生草本群落,湿生草本群落,水生草本崔落.冻荒漠群落等。 20.答:《中国植被》将我国植被区域划分为八个植被区域。即:寒温带针叶林区 域,温带针叶筒卜逞交林区域,暖湿带落叶阔叶林区域,亚热带常绿阔叶林区域, 热带季雨林区域,温带草原区域,温带荒羹巨壤.青藏高原高寒植被区域。湖北、 湖南两省均属于亚热带常绿阔叶林区域。 21.答:植被区域的划分是按照热量带加上占优势的地带性植被型或其组合.再 加上区域QF食名万式命名,如暖温带落叶阔叶林区域。 22.我国植物科学工作者,将植物群落分为三个“级”,即植被型(为高级单位), 群系(为中级单位)和群丛(为基本单位)。在每个“级”之上设辅助单位“组”, 级以上设"亚型"为分类单位的补充。例如: 植被型组如针叶林,阔叶林等植较茎如寒温带针叶林,常绿阔叶林等 植被亚型如山地杨桦林,河岸落叶阔叶林群系组如温带松林,石栎林等 群系如大针茅草原,芨芨草草甸等亚群系如羊草十中生杂草类 群丛组如杜鹃、落叶松林群丛如羊草十大针茅十寸草苔草原 23.答:群丛命名一般以优势种为根据,通常依照群落的层次由上而下地依次写 出各层的优势种。如狗尾草十马唐群落。 错误!未指定书签。第 1 页共1 页

高级植物生态学试题

《高级植物(生理)生态学》课程考试试题 生命科学学院周晓丽学号:G2004477 一、名词解释(30分) 1.光补偿点和光饱和点 光补偿点:光合作用吸收的二氧化碳与呼吸作用放出的二氧化碳数量相等时的光强。阴生植物的光补偿点低于阳生植物,C3植物低于C4植物。 光饱和点:在一定的光强范围内,植物的光合强度随光照度的上升而增加,当光照度上升到某一数值之后,光合强度不再继续提高时的光照度值。 2.CO2饱和点和CO2补偿点 CO2饱和点:CO2浓度增加到一定程度时光合速率不再增加,此时环境中CO2的浓度称二氧化碳饱和点。 CO2补偿点:光合作用释放的氧气与呼吸作用消耗的氧气相等时外界环境中的CO2浓度,就是光合作用的CO2补偿点。 3.量子产率与羧化效率 量子产率:体系吸收每一个光子所引发的某种事件的数目。符号为ψ,Y。积分量子产率为Ф=事件数/吸收光子数。对于光化学反应,ψ=反应物消耗(或产物产生)的数量/吸收光子数量。微分量子产率为φ=(d[x]/dt)/n。式中d[x]/dt为某可测量量的变率,n为单位时间内所吸收的光子数(摩尔或爱因斯坦)。ψ可用于光物理过程或光化学反应。 羧化效率:在低CO2浓度条件下,CO2浓度是光合作用的限制因子,直线的斜率(CE)受羧化酶活性和量的限制。因而,CE被称为羧化效率。CE值大,则表示Rubisco的羧化效率较高。 4.叶面积指数:单位土地面积上植物植株绿叶面积与土地面积的比值。是反映作物群体大小的较好的动态指标。 5.植物的碳同位素区异:主要指C3、C4在植物体内的不同含量。

二、简答题(40分) 1、画图示意光合速率的光响应曲线,并标示出暗呼吸、光补偿点和光饱和 点。 光和响应曲线 2、如何理解叶绿素荧光动力学中的F V/F m和NPQ,它们在分析植物光合生 理分析有何意义? 调制叶绿素荧光全称脉冲-振幅-调制(Pulse-Amplitude-Modulation,PAM)叶绿素荧光,我们国内一般简称调制叶绿素荧光,测量调制叶绿素荧光的仪器叫调制荧光仪,或叫PAM。 调制叶绿素荧光(PAM)是研究光合作用的强大工具,与光合放氧、气体交换并称为光合作用测量的三大技术。由于其测量快速、简单、可靠、且测量过程对样品生长基本无影响,目前已成为光合作用领域发表文献最多的技术。 调制叶绿素荧光仪的工作原理 1983年,WALZ公司首席科学家,德国乌兹堡大学教授Ulrich Schreiber 博士利用调制技术和饱和脉冲技术,设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制(Pulse-Amplitude-Modulation,PAM)荧光仪——PAM-101/102/103。 所谓调制技术,就是说用于激发荧光的测量光具有一定的调制(开/关)频

微生物多样性对植物群落影响的研究进展(1)(1)

安庆师范学院本科毕业(学位)论文 姓名:王婷婷 年级: 2 0 0 7级 专业:环境科学 论文题目:微生物多样性对植物 群落影响的研究进展 完成日期:2011年4月27日 指导老师:潘少兵 安庆师范学院资源环境学院 二O一一年四月二十七日

微生物多样性对植物群落影响的研究进展 作者:王婷婷指导老师:潘少兵 (安庆师范学院资源环境学院安徽安庆246011) 摘要:土壤是微生物的主要存在场所,它承载了大部分生命的基因多样性。微生物群落在各种生态进程中具有重要作用,但是对于微生物多样性与执行生态功能能力的联系却研究的很有限。这篇文章以微生物多样性在植物群落方面的作用为基础,探讨微生物群落在执行生态功能中的冗余现象。 关键词:微生物多样性;功能冗余;植物多样性 Advancement of Effect of Microbial Diversity on Plant Diversity Autor:Wang Tingting Instructor: Pan Shaobing (School of Resources and environmental science,Anqing Teachers’College,Anqing 246011,Anhui) Abstract: Microbes are abundant in soil and comprise a large portion of Life's genetic diversity. Soil microbes play key roles in a large number of important ecosystem process- es. But the relativity between soil microbial diversity and their ecological functions is still poorly understood. Here we approach the functional redundances during soil microb- es influencing the ecological functions based on the various roles that they play in plant diversity. Key words:microbial diversity, functional redundances, plant diversity 引言: 土壤是微生物的主要存在场所,微生物在土壤养分转化与腐殖质形成过程中有着非常重要的作用。土壤生态系统是保证动植物生存、农业健康、持续发展的基础[1],对全球的生态环境变化有着深远的影响。土壤微生物群落是土壤中的活性组分, 包括细菌、真菌、放线菌和原生动物、病毒和小型藻类[2],每克土壤中栖息着大约100 亿个微生物[3]。土壤微生物群落对全球生态系统功能如养分转化、有机物的分解、土壤基本结构的维持、

《植物呼吸作用产生二氧化碳》实验创新案例

《植物呼吸作用产生二氧化碳》实验创新案例 常宁市第八中学阮琴 一、实验地位和作用 呼吸作用是植物的一种重要生理活动,在植物的生活过程中占有重要位置。《植物呼吸作用产生二氧化碳》这个演示实验,有利于学生理解呼吸作用是一种分解过程,它能把有机物分解成二氧化碳和水。 二、实验原型及不足 1、实验原型: 利用二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的特性,通过漏斗向广口瓶内倒入清水,使广口瓶内植物呼吸作用产生的二氧化碳导入试管内澄清的石灰水中;观察现象并分析原因。 2、实验不足:

(1)在通常情况下,向瓶内倒入清水,清水会溶解部分二氧化碳,导致实验时二氧化碳不足,使实验效果不明显。。 (2)实验分析时,部分学生对通过漏斗向广口瓶内倒入清水的目的理解起来比较困难。 (3)原实验装置较为复杂,实验准备工作量较大。 三、实验创新与改进 1、实验装置的创新:将复杂的装置简单化。主要器材自制,用较高的透明玻璃饮料瓶代替广口瓶,萌发的种子用纱布包好悬于中部,用塑料薄膜覆盖瓶口并盖紧瓶盖。 2、实验方法的创新:直接将澄清的石灰水注入瓶底,避免部分二氧化碳溶于清水中,让学生能更直观、更明显地看到澄清石灰水与二氧化碳的反应过程。 3、教材内容的创新:本实验将增加观察植物的呼吸作用产生水的现象。在演示植物呼吸作用产生二氧化碳的实验之前,先让学生观察比较两瓶内壁水珠的多少,可以证明呼吸作用产生水。一套装置能完成两个实验,使实验装置功能多样化,课堂高效化。 四、实验选材与准备 较高透明玻璃饮料瓶(两个)、萌发与煮熟的种子(等量)、纱布、澄清的石灰水、注射器、细线、饮料管、烧杯、塑料薄膜、橡皮筋等。 五、实验原理及装置

十种濒危植物的种群生态学特征及致危因素分析

59##:#; 基金项目<国家重点基础研究资助项目6*!####:=>#7;8中国科学院知识创新资助项目6?@%A 5B #=B !;致谢<本文承洪德元院士C 陈家宽C 葛颂C 贺善安等教授提出修改意见在此谨表谢忱收稿日期B #>8修订日期?8:@?A ?8: 2B C C B 2B B 6D ;U K O H I 3B K 3G H 40G S 65""R D5""7;2G S J F G S K M H S J R /O U K 3H 3R O 0U R J 3H 34O P 0H R K 3J 1+S/H J 3H U /T 3U R /F 3H S O /H F G U H /S /S L /F F /S H 3T O 0G U H /S R /S U K 33S J G S T 3H 3J 3L /0/T H L G 04H /L 3R R G S J U K 3P H /0/T H L G 0L K G H G L U 3H H R U H L R /O U 3S J 3S L K U /3S J G S T 3H 3J R U G U O R 2U K 3T 3/T H G 4K H L J H R U H H P O U H /S 2U K 3K G P H U G U L /S J H U H /S R 2U K 3 4/4O 0G U H /S J K S G F H L R 2U K 3L K G H G L U 3H H R U H L R /O R 3Q O G 0H 34H /J O L U H /SG S J G R 3Q O G 04H /4G T G U H /S/O 5#3S J G S T 3H 3J R 43L H 3RJ 3H 3H 3I H 3J 3J L /F 4H 3K 3S R H I 30K 1&K 3L /F F /S H 3T O 0G U H /S RR O L KG R4K /U /R K S U K 3R H R 2U H G S R 4H H G U H /S 2H 3R 4H H G U H /S/O U K 33S J G S T 3H 3J 40G S U R H SU K 3J H O O 3H 3S U L /S J H U H /S R J 3H 3J H R L O R R 3J 1&K 3F /J 30H S T/O U K 3)3R 0H 3 F G U H H Q 2U H F 3R 3H H 3RG S G 0K R H R O /H 4H 3J H L U H S T4/4O 0G U H /S J K S G F H L R 2O H G L U G 0U K 3/H KO /HJ 3R L H H P H S T4/4O 0G U H /S J H R U H H P O U H /S4G U U 3H S 23S O G U H /S R /O )/T H R U H L R O /H 4/4O 0G U H /ST H /J U K/O 5#3S J G S T 3H 3J 40G S U 4/4O 0G U H /S R J 3H 3 L /F 4H 3K 3S R H I 30K 3Q 40G H S 3J 1Q H /F U K 3L /F 4H 3K 3S R H I 3G S G 0K R H R 2T 3S 3H G 04/4O 0G U H /S3L /0/T H L G 0H 3T O 0G U H /S R /O U K 33S J G S T 3H 3J 40G S U R J 3H 3R O F F G H H I 3J 2G S J R /F 3/O U K 3H 3T O 0G U H /S R /H L K G H G L U 3H H R U H L R U K G U J 3H 3O S L 03G H /H J H J S /U G 443G H 3JO H /F U K 3R /0H U G H K R U O J KO /H /S 3R 43L H 3R 2J 3H 3L 03G H 165;&K 3J H R U H H P O U H /SG H 3G R /O U K 3 3S J G S T 3H 3J 40G S U R 43L H 3R P 30/S T 3J U /U K 3R K G 43/O H R 0G S J /H R U H G H U G H 3G J K H L KG 00J 3H 3L /S U H G L U H S T 86!;T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T &K 3 万方数据

《绿色植物的呼吸作用》教学设计

第二节绿色植物的呼吸作用 备课时间:11、30 授课时间:12、1 【教学目标】知识目标: ⒈说明植物的呼吸作用过程中产生CO 2。 ⒉说明植物的呼吸作用消耗 O 2。 ⒊举例说出呼吸作用的实质和意义。 能力目标:观察演示实验,分析实验现象,得出实验结论情感态度价值观目标:围绕生物圈中的碳——氧平衡问题,关注和探讨人类活动对生物圈的 影响 【教学方法】 讲授法、谈话法、讨论法。 【重点】 ⒈呼吸作用产生CO 2的实验分析。⒉呼吸作用需要O 2的实验分析。 ⒊呼吸作用的实质和意义。。 【难点】 植物呼吸作用产生CO 2的实验分析。 【课前准备】 教师准备教学用课件。【教学过程】 【导入】复习提问: 前面我们学习了绿色植物独有的一项非常重要的生理活动——光合作用,请问:光合作 用的原料、产物分别是什么?光合作用的场所在哪里?光合作用需要什么条件? 学生回答,师(副)板书下列公式。 二氧化碳+水 【新授过程】 引入新课: 光合作用制造的有机物有什么用呢?今天我们来学习绿色植物本身对于制造的有机物的一个消耗过程——呼吸作用。师板书标题:第四节 植物的呼吸作用 呼吸作用实质 师:我们知道人和动物也进行呼吸作用,我们在呼吸时吸进什么、放出什么?学生回答:吸氧、放出二氧化碳 师:那么植物在呼吸作用中产生了什么物质呢? 有机物+ 氧 光 叶绿体

学生猜测:植物在呼吸作用中产生了氧,也有学生认为是二氧化碳。 师:植物在呼吸作用中到底产生了什么气体呢,让我们用实验来证明。课前老师查了资料,二氧化碳有一个特性,它能使澄清的石灰水变浑浊,二氧化碳含量越高越浑浊。我们请一学生到前面来向澄清的石灰水中吹气,哪一位愿意? 一学生主动前来,口含吸管向澄清石灰水中吹气,大家观察。 学生看到澄清石灰水浑浊。 师:刚才放在空气中一会的石灰水几乎不浑浊,而经我们呼出时变的很浑浊,说明我们呼出的气体中确实含有较多的二氧化碳。植物有没有呼出二氧化碳呢?大家一起动手做一 下。 学生小组活动完成实验,师巡视。 师:大家把实验后的试管举出,看有什么不一样? 学生举出试管,有些小组的液体变浑浊,而有些小组的不变浑浊 师:这是怎么回事?请大家解开袋口。 学生解开袋口,发现有些袋里的蔬菜是熟的,有些是生的。 师生共同分析得出结论:植物呼吸作用产生二氧化碳,只有活的细胞才进行呼吸作用。 师板书:二氧化碳活细胞 师提问:为什么用黑色塑料袋?用白色塑料袋行不行? 学生分析用黑色塑料袋可以避免光合作用对实验的影响。 师:绿色植物呼吸作用过程中是否也象我们人一样消耗氧呢? 老师查了一个资料:氧气可以帮助燃烧,缺氧气会使燃烧的火柴熄灭 现在,老师给大家这样的材料:两个大小一样的玻璃瓶、萌发的种子和煮熟的种子各一份、小木棒、打火机,你能设计一个实验来证明植物呼吸作用吸收氧吗? 学生设计实验。 师出示准备好的演示实验装置:将新鲜的植物和烫过的植物分别放入密闭的广口瓶中, 在黑暗处放置一昼夜,让一学生实验,把燃烧的小棒伸入放有新鲜的植物和烫死植物的瓶中,其余学生观察现象看到新鲜植物的瓶中燃着的小木棒熄灭。 师出示问题: 思考并讨论 ⒈为什么新鲜植物的瓶中燃着小棒熄灭,而烫死植物瓶中小棒依旧燃烧? ⒉这个实验证明了什么? 师生分析得出:活细胞呼吸作用分解有机物同时消耗氧 板书氧 师让学生比较两瓶壁上的不同,说明呼吸作用还产生水。 板书水 师:为什么要把光合作用合成的有机物消耗呢?这对植物有意义吗? 呼吸作用的意义 师出示演示实验: 在上课前一天,老师用两个热水瓶装种子,甲瓶中装的是萌发的种子,乙瓶中装的是煮熟的种子,各插入一支温度计,并用棉花塞住瓶口。现在请哪一位同学上来观察两支温度计 显示的温度有什么不同。 学生:读数。装萌发种子的瓶子里温度高。 问:为什么会产生一高一低的现象呢?它说明了什么? 学生分组讨论、交流后回答。 板书:释放能量

植物生态学含植物学

《植物生态学》(含植物学)考试大纲 注:请考生以考试大纲为复习依据。(硕士研究生招生目录中所列“852植物生态学”,包含“植物学”。) 一、考试大纲的性质 植物学(含植物生态学)是自然保护区学的专业基础课,也是报考自然保护区学科硕士研究生的考试科目之一。为帮助考生明确考试复习范围和有关要求,特制定出本考试大纲。 本考试大纲主要参考北京林业大学本科生《植物学》课程教学大纲和《森林生态学》课程教学大纲编制而成,适用于报考北京林业大学自然保护区学专业硕士学位研究生的考生。 二、考试内容 第一部分植物学部分 第一章绪论 植物在自然界的作用;植物学的研究内容及分科;植物的多样性。 第二章植物细胞 各种细胞器的结构和功能特点;细胞壁的组成和变化;细胞周期的概念;有丝分裂和减数分裂的过程和主要的变化。 第三章植物组织 组织的概念;组织的类型及特点;维管组织、维管束、维管系统的概念。 第四章种子植物营养器官的形态、构造和功能

种子的构造和类型及种子萌发过程和种子休眠类型及机理。根、芽、茎、叶的类型,构造与生长发育;植物营养器官的变态(变态的概念和变态的种类)。种子植物的营养繁殖及应用。 第五章种子植物繁殖器官的形态构造及生殖过程 被子植物的繁殖器官及生殖过程:花的结构和发育;开花传粉、种子和果实的形成。裸子植物的繁殖器官及生殖过程:大、小孢子叶球的产生和发育;雌、雄配子体的发生、发育过程;传粉与受精;胚、胚乳的发育及种子的形成。(注意与被子植物的区别) 第六章植物界的基本类群 植物的分类单位、命名和生物界的划分,植物各基本类群的特点、相互之间的联系及进化历程中的地位。 第七章被子植物分类基础 1被子植物分类的主要形态术语、基础知识:茎的生长习性;单、复叶的区别及复叶类型;雌、雄蕊类型、子房位置、胎座类型;花序类型、果实类型;植物检索表的编制和使用。 2被子植物主要分类系统及重要区别点:恩格勒系统、哈钦松系统、塔赫他间系统、克朗奎斯特系统。 3被子植物分科概述:常见的科的识别要点;蔷薇科、豆科、菊科、禾本科等大科的亚科之间的区别;特点相近科的区别。 第二部分植物生态学部分 第一章环境与生态因子 植物的环境及相关概念,生态因子的分类和作用规律

苏教版五年级下册习作一《观察一种自然现象》

五年级下册《习作一》教学设计 一、教学目标: 1、仔细观察一种自然现象,结合例文《二八月,看巧云》,知道作者写了云的哪些特点,哪些是详写,哪些是略写。 2、结合"习作要点提示",明白写好景物的要领。 3、连续观察春天的朝霞晚霞、春风春雨、雾起雾散等自然现象,注意景物的特点,并能在课堂上将观察到的景色写下来。 二、教学重点、难点: 重点:按照顺序抓住过程,按时间顺序细致描写。 难点:抓住景物特点。 三、课前准备: 1、学生:布置学生连续观察春天的朝霞晚霞、春风春雨、雾起雾散,等等,并把观察到的情况全面、细致地记录下来,为写作时能够突出特点、有详有略打下基础,观察时注意填写好记录: 2、教师:准备1~2篇经典的描写自然现象的范文并制作成幻灯片。 (设计意图:苏霍姆林斯基曾说:“观察对于儿童之必不可少,正如阳光、空气、水分对于植物之必不可少一样。在这里,观察是智慧的最重要的能源。”让学生走进自然、触摸春天,感悟周围事物的变化和更新。学生有了自主体验,实际写作时就能够有的放矢,不至于为应付任务而凭空捏造,东拼西凑。让学生“有话写”) 四、教学流程:

第一板块:入情入境播放风声录音学生猜一种自然现象 第二板块:例文引路 (一)、启发谈话,引出例文 同学们,从刚才的接力赛中,我们分享了古人笔下盎然的春意。大自然的景色是美丽的,春天的景色更是生机勃勃、美丽无比。我们如果能把这美景写下来,和朋友、家人一起分享,那该多好啊!有位小作者,她把二八月的巧云写得多姿多彩,美极了。 (二)、赏析例文,感知写法 1、轻声读例文《二八月,看巧云》,自主思考: ①文章写了云在哪些方面的特点? ②作者在写云的造型时着重写了云哪些奇巧?分几种情况来写? 2、师生交流。 3、小结:作者详略有当,例文中写了二八月云在造型和色彩上的特点,其中重点写了云的形状,又分三种情况来写,集中在一起的云、分散的云和鱼鳞云,抓住了景物的特点和变化。 (设计意图:发挥学生的主动性,问题情境的创设,引导学生走进文本,和文本充分对话,自己去发现写作方法,探究写作规律。学生明确“怎样写”)(三)、结合要点,归纳写法: 1、写景的时候抓住景物的特点以及它的变化来写。 2、写作过程要按照一定顺序。 3、详略得当、重点突出。 (设计意图:《语文课程标准》明确指出:“要为学生的自主写作提供有利条件

种群和生物群落

第二章生物与环境 第1节种群和生物群落 一、教材分析: 学生学习本节的基础是小学已学过《生物与环境》的有关内容及前五册的有关生物知识,未来的衔接是高中重点内容,将加深和拓展。9年级科学力求通俗、联系实际,多举实例。通过挂图、实验、校园小生境的观察,认识生物个体、种群、群落及生态系统,了解生物与生物之间的相互关系,生物与环境之间的相互关系。本节专业述语较多,老师要通过图示举例、分析、讨论,使学生达到理解和见识,要抓落实,这节内容是学习第2节“生态系统”的主要基础,为以后学习各种生态系统做铺垫,应予以重视。 二、教学目标: 知识目标:①理解种群和生物群落的概念 ②学会识别种群,区别不同生物群落 ③了解种群的基本特征(密度、年龄结构、性别、出生率和死亡率等) ④了解植物群落的分层现象 ⑤了解生物因素与非生物因素的相互作用 技能目标:①学会观察生物个体、种群、群落的镜观察,培养学生的生态观 ②通过实验观察的观察酵母种群,培养学生动手实验能力 ③通过对生物群落的讨论,培养学生分析、综合概括能力 情感目标:①体验生物群体对生命的重要性,树立生态学的基本观点 ②认识生物与环境的关系,树立正确的保护环境意识 ③通过种群特征和生物适应现象的学习,渗透人口教育和爱国主义教育三、教学重难点: 重点难点:种群、群落、种群的特征 四、教具准备:1、制作课件2、投影片3、有关VCD 五、课时安排:5+1(实验) 认识生物种群2课时;学生分组实验:观察酵母种群1课时; 不同类型的生物群落1课时;生物与环境的相互作用2课时。 六、教学方法:学生读图观察、讨论、合作交流和教师引导讲解相结合的方法。 七、教学过程: 引言:大约距今38亿年前,地球上诞生了原始生命,经过漫长进化历程,形成了当今地球上种类繁多的生物。同种或不同种生物个体之间彼此关系如何呢?生物与其生活的环境又有什么联系呢?今天我们一起来学习 新课:第2章生物与环境 第1节种群和生物群落 在自然界中,任何生物都生活在群体中,彼此相互影响,而种群与群落就是两类不同的生物群体。 一、认识生物种群: 地球上生活着的许多生物,已被生物学家命名的有200多万种,其中植物50多万,动物150多万,但尚有许多生物未被命名或未被发现。 读图:2----1、2-----2问:图中的这些生物是同一种生物吗?为什么?

生物创新实验-观察种子的呼吸现象

观察种子的呼吸现象 创新实验目的 描述植物的呼吸现象 实验仪器及用品 选用两个带瓶盖的透明塑料瓶(农夫山泉、娃哈哈矿泉水瓶等)、纱布、细线、蜡烛、火柴、细木条、萌发的黄豆种子、澄清的石灰水等 实验装置图及说明 济南版生物七年级上册《绿色植物的呼吸作用》一节中的演示实验“观察种子的呼吸现象”,该实验利用了氧气的助燃特性和二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的性质,验证萌发的种子在呼吸过程中消耗氧气,产生二氧化碳;实验设计如下图所示。 实验步骤2说明萌发的种子能产生热量,步骤3说明萌发的种子消耗氧气,步骤4说明萌发的种子能产生二氧化碳。 我们对本实验做了以下改进,让学生看到了较好的效果

1、实验装置的改进:选用两个带瓶盖的透明塑料瓶(农夫山泉、娃哈哈矿泉水瓶等)、纱布、细线、蜡烛、火柴、细木条、萌发的黄豆种子、澄清的石灰水等 2、实验操作 (1)课前准备两个透明的塑料瓶,分别在瓶底打一个直径约为2cm的小孔,并贴上标签甲、乙,如图所示: (2)甲瓶中装入萌发的种子 (将种子装入瓶中的纱布袋中), 乙瓶中装入煮熟的种子,并拧紧瓶盖, 如图所示: (3)用蜡密封瓶盖,防止漏气,如图所示: (4)两培养皿中分别倒入澄清石灰水,同时向 塑料瓶中倒入适量石灰水,保证塑料瓶能站 立在培养皿中,同时对瓶中的液面做下标记, 如图所示: (5)将整个装置放在25℃的环境中:

(6)2小时后观察,我们会看到下列现象:甲瓶内的石灰水变浑浊,液面上升;乙瓶中的变石灰水没有变浑浊,其液面也没有变化。 分析其原因: ①甲瓶中石灰水变浑浊,说明甲瓶中种子萌发会产生大量的二氧化碳。 ②甲瓶中液面上升的原因是:种子进行呼吸作用时,消耗瓶中的氧气,同时产生的二氧化碳又被石灰水吸收,因此甲瓶内的气压下降,低于外界的气压,故瓶中的液面升高。(7)为验证呼吸作用消耗氧气,我们可以利用氧气的助燃特性加以验证,如图所示,我们将燃烧的木条分别插入甲、乙瓶中,观察木条的燃烧的状况,如图所示: 插入甲瓶的燃烧木条迅速熄灭,而插入乙瓶的燃烧木条依然燃烧,说明甲瓶的氧气含量较乙瓶的少,究其原因是种子呼吸作用消耗氧气。 实验创新点及其意义我们的实验器材普通,实验装置简单,容易操作,效果明显,极大地调动了学生的积极性,激发了学生的学习兴趣,同时培养了学生的创新思维意识及动手、动脑能力。

一种自然现象作文400字

一种自然现象作文400字 【目标要明确】 请你观察一种自然现象,如朝霞晚霞,月圆月缺,春风春雨,雾气雾散等等,把它的变化特点写出来,题目自己定。 【写法告诉你】 本次习作要求我们写一种自然现象。所谓“自然现象”,是指日月星辰等天体在宇宙空间运动的天文现象和在大气中发生的风雨雷电、霜雾冰雪等气象景观。 那么,怎么把自己观察到的自然现象写下来呢? 一、仔细观察,抓住特征 我们在观察描写某种自然现象时,一定要抓住不同时间、不同季节、不同地带的自然现象的特征。以“风”为例: 风是一种最常见的自然现象,无论是高山还是平原,无论是陆地还是海上,也无论是城市还是乡村,随处可见,随时都能感觉。按地区来说,有凛冽的山风、寒冷刺骨的山风,哗哗作响的山风;有凌厉的海风、掀起惊涛骇浪的飓风。按季节来说,春天有和煦的春风、拂面送暖的春风、吹绽百花的春风;夏天有热浪袭人的风、湿润的热风;秋天有萧瑟的秋风、有飒飒的金风、凉飕飕的秋风;冬天有刺骨的寒风。 二、抓住变化,展示形态

任何一种自然现象,都不是静止不动的,它每时每刻都处于运动 变化之中,因此,我们在描写时,一定要抓住它的形态变化,这样写出来的自然现象才会给人以身临其境之感。 为了把某一种自然现象写得具体生动,我们可以展开丰富的联想,在丰富联想的基础上运用恰当的形容词和比喻、拟人等修辞手法,这样写出来的自然现象会给人以美的享受。请看下面描写"晚霞"的片段: 啊!晚霞,多么绮丽。它一会像一匹骏马在奔驰,一会儿像一头雄狮 在怒吼,一会儿像朵朵鲜花绽开??我看着看着,身体感到轻飘飘的,仿佛自己也成了一片晚霞。一会儿,一道霞光射来,晚霞闪耀着绚丽的光彩,我把眼微微睁开,眼前顿时出现了赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色,我的身体好像也被这七彩的晚霞裹住了。我低头一看,碧绿的鱼塘像个葫芦形的大宝石。晚霞把彩色的柔光洒在鱼塘里,就像给碧水插上了一朵朵绒花。塘里的鱼儿三个一群,五个一伙,悠闲地流动着。有时它们挤在一起,好像在窃窃私语。有时它们凝视晚霞,好像议论看晚霞的奇异。鱼儿的游动吸引了我,我的眼前仿佛出现了一幅奇景:一群群金色的鲤鱼仿佛成了塘中的霞光。一抬头,看到天 空中的晚霞又好像是一群群彩鱼在游动。 三、用心感受,放飞想象 大自然的现象很多,我们在平常的生活中要善于用心感受、体验,方能写出活泼有趣、带有真情实感的习作。如果你能结合看到的现象,放飞自己的梦想,写出了自己的独特感受,也就写出了自己的个性,写出了与众不同的精彩之处,也就能把描写的情境写活了。

相关文档
最新文档