中科大《生命科学导论——生态与环境》期末考试重点总结.pdf

生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 1 第一章：生命的起源 生命的生物学定义生命的生物学定义：生命是生物体所表现出来的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等复合现象。 生命是单一起源（共相同源）生命是单一起源（共相同源） ： 1、DNA 是遗传物质；2、DNA 复制使用模板和碱基配对机制；3、将 DNA 转录成 RNA 使用有同源催化机制的 RNA 聚合酶；4、使用 三联体密码子把 RNA 翻译成蛋白；5、使用 rRNA、tRNA 和核糖体蛋白的混合物来翻译蛋白质；6、ATP 作为细胞内能量储存和合 成 DNA、RNA 的能量来源；7、细胞质被包在膜内，营养和废物可以通过；8、生命起源于海洋，并是热起源。 生命起源的三个阶段生命起源的三个阶段：元素演化化学演化生命演化 元素演化：是星球演化的组成部分 化学演化：无机物有机物。 生命演化（从生物大分子演化期到细胞）的 4 个步骤： （1）生物大分子和催化作用形成； （2）有机物聚合成多聚体，整合为多分子体系颗粒（原球体，奥巴林假说） ； （3）多聚体代谢与遗传体系的形成； （4）细胞膜出现原核细胞，进入生物演化。 “内共生假说内共生假说” 生物细胞间的内共生现象是存在的。 好氧细菌与线粒体，蓝细菌与叶绿体在大小、膜的组成及膜蛋白的运转作用等方面具有相似性。 繁殖时，线粒体和叶绿体分裂方式与好氧细菌和蓝细菌的二分裂基本相同。 线粒体与叶绿体内部含有环状 DNA，这一点也与好氧细菌和蓝细菌相同。 线粒体与叶绿体核酸序列的分析结果也为内共生假说提供了支持。 病毒病毒 类型： DNA 病毒，RNA 病毒，朊病毒。 共性：是非细胞专性寄生，无 ATP 代谢系统；与细胞共用遗传密码。 达尔文学说的内容达尔文学说的内容 1.遗传变异普遍存在，物种渐变。 2.繁殖过剩，生存斗争 个体之间,种群之间。 3. 自然选择、适者生存。 化石的重要性化石的重要性 第一，作为证据，它为进化论做了慷慨激昂的辩护；第二，当发现过渡态物种的化石，它必定会出现所预测的地层位置； 第三，任何进化的改变，必然是基于旧特征塑造出的新特征。 第二章：人类的起源 盲肠盲肠 生命获得能量途径生命获得能量途径：光合磷酸化，氧化磷酸化，无氧呼吸，氧化磷酸化解偶联；所以环境温度直接影响生命能量的代谢速率； 环境环境：是直接或间接影响某一特定生命体生存的一切事物的总和。 生态因子：生态因子：环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素，如温度、湿度、食物、氧气等。 生态因子的分类：生态因子的分类：气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子、人为因子。 生态因子的生态因子的 3 3 要素：要素：大小（数量） 、质量、性能。 环境的类型环境的类型 根据性质：自然环境、半自然环境和社会环境。 根据范围：宇宙环境、地球环境、区域环境、微环境和内环境。 根据因子作用：物质环境、能量环境。 生物对环境的适应生物对环境的适应 趋同适应亲缘较远的不同物种适应相同或相似环境，形成了相似的形态外貌（生活型，常绿植物、落叶植物） 。 趋异适应亲缘相近或相同的物种长期适应不同的环境，形成了不同的形态外貌或生理上出现差异（生态型，水稻的趋异适 应） 。 根据植物开花的光周期反应，可把植物分为根据植物开花的光周期反应，可把植物分为 3 3 种类型种类型 短日植物:日照长度短于临界日长条件下开花的植物，如水稻,菊花。 长日植物:日照长度长于临界日长条件下才能开花的植物，如小麦,波菜。 日中性植物:开花不受日照时间影响 长日植物与短日植物的确定，取决于对临界日长的正负反应。 光是控制植物生长发育的最重要的环境因子光是控制植物生长发育的最重要的环境因子。 植物开花还同时受到诱导周期数的影响植物开花还同时受到诱导周期数的影响： 诱导周期数就是光周期敏感植物开花诱导所需的光周期数（天数） 。 光质对开花诱导也有影响：红光是诱导长日植物开花和抑制短日植物开花最有效的光质，同时，红光效应可以被远红光（红外 光）所逆转。 被诱导的叶片中形成了刺激开花的物质（成花素） 。被诱导的叶片中形成了刺激开花的物质（成花素） 。 光对动物的信号作用光对动物的信号作用 根据恒温动物的繁殖分为： 长日照动物在春夏交配繁殖，鸟、兽 短日照动物在秋交配繁殖，山羊、鹿 无光周期反应家鼠、猪 昆虫对光周期的反应 长日照昆虫玉米螟、棉铃虫、瓢虫 短日照昆虫家蚕、小麦吸浆虫 中间型昆虫桃小食心虫 无光周期反应苹果舞毒蛾、丁香天蛾 光能在生产中的应用光能在生产中的应用 农业上彩色薄膜、人工温室（山东利用温室种香蕉） 、立体温室、养鸡场照明、养鸭场雏鸭 24 小时照明、花卉生产 动物体温类型的划分动物体温类型的划分 根据血液温度高低：温血动物/冷血动物 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 4 根据血液温度变化：常（恒）温动物/变温动物 据血液温度（能量）来源：内温动物/外温动物 动物对极端温度的主动适应动物对极端温度的主动适应 动物休眠冬眠；夏眠。 冬眠处在休眠（代谢率最低，体温最低 1 ）状态过冬(有冻死的)。 夏眠处在昏睡（维持基础代谢，体温接近正常）状态渡过高温或缺水夏天。 恒温动物的休眠真冬眠和假冬眠。 真冬眠代谢降低，体温高于环境 1-2，当到 0 时，褐色脂肪团颤动产热会激醒动物，以免冻死。 （黄鼠，蝙蝠） 假冬眠深睡，体温变化不大，体温略低（熊，臭鼬） 生物学零度生物学零度：各种生物都有一个代谢活动的最低温度。低于该温度生物受到伤害。香蕉 18 积温积温：在生物某发育阶段或生活史，逐天的温度累计值。 （1）活动积温大于 0 的积温。 （2）有效积温大于生物学零度的积温。 K = N (T-C) 积温定律：每种生物某发育阶段或生活史，需要的有效积温是个常数（固定值） 。 根据 K1= K2 得到 N1(T1- C) = N2(T2- C) 春化作用春化作用 二年生植物在营养生长时期需要经过一定时间的低温刺激后，才能转为生殖生长。 我国小麦产区从南到北，品种依次为春性、弱冬性、冬性、强冬性。 变温有利于：变温有利于： 植物生长、植物开花、植物种子萌发、块根和块茎的生长、提高产品的品质 物候物候生物长期适应原产地的气候条件，形成了与此相适应的发育节律。 Hopkins 定律： 在北美洲温带地区， 自南向北 1 度， 自东向西 5 度， 自山下向上 400 英尺， 同种植物的物候阶段在春季推迟 4 天； 在秋季提前 4 天。 Mashoum 家族的发现：祖孙 5 代人，在连续 192 年对房前 7 棵乔木进行观察，结果（1）物候有周期，约 12 年。 （2）物候的迟与 早，与 1-5 月的降水有关系。 引种的原则与经验引种的原则与经验 原则：气候相似性原则。 经验：草本植物比木本植物容易引种成功。 短日作物：短日作物： （秋季收割，玉米）南北温差大 南种北引生育期延长引早熟品种；北种南引生育期缩短引晚熟品种。 长日作物：长日作物： （春季收割，小麦）南北温差小 南种北引生育期缩短引晚熟品种；北种南引生育期延长引早熟品种。 海拔高度的影响：海拔高度的影响： 高向低引生育期缩短引晚熟品种；低向高引生育期延长引早熟品种。 生物对温度适应的生物对温度适应的 3 3 个定律个定律 Bergman 定律：同种恒温动物的身体，在寒冷地区个体大，在温暖地区个体小。如：野猪，老虎 Alen 定律：同种恒温动物的突出部分，在寒冷地区小，在温暖地区大。如：北极狐、赤狐、非洲大耳狐 Jordan 定律：水生同种脊椎动物，在寒冷水域个体大，在温暖地区个体小。 第六章：生命的物质环境 水的变化规律水的变化规律 汽态水来自地面和水面的蒸发，以及植物的蒸腾作用。其表示方法有 4 种： 水汽压（e） ：指大气中由水汽所产生的分压力，称水汽压，是大气压的一部分，用 mmHg 或 mb 表示。因为大气中水汽的含量与 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 5 温度有关系，所以，水气压会随大气的温度变化而改变。 绝对湿度（a） ：指 1m3 大气中所含水的克数，用 g/m3 表示。当绝对湿度用 g/m3，而水汽压用 mmHg 表示时，两者的数值相近 似。当环境温度 t=16.40C，a=e。 相对湿度（R） ：指大气中的实际水汽压（e）与最大水汽压（E）之比，常用百分比表示。R = e/E。相对湿度与环境温度成反 比。相对湿度越小，空气越干燥。 饱和差（d） ：用最大水汽压和实际水汽压的差值表示，既 d = E-e；意思是距大气饱和程度还差多少水量，单位用 mm 表示。 环境温度与最大水汽压成正比；所以，在相同大气体积和等量水分时，温度降低，饱和差减小；温度升高，饱和差增大。 露点露点空气中水汽达到饱和时的温度，可以在零上，也可以在零下，取决于大气相对湿度。 雪的形成有雪的形成有 2 2 个条件：个条件：饱和水汽及温度，凝结核。 霜的形成霜的形成：与当时天气条件，以及所附着物体属性有关。霜将升华为水汽或融化为水。 动物的水分平衡动物的水分平衡 水盐平衡的调节 、陆生动物主要靠控制饮水和失水来调节体内的水盐平衡、水生动物有调节体内水盐平衡并稳定内环境的特殊 机制。 植物体的水分平衡植物体的水分平衡 植物水分外逸：吐水与蒸腾；植物的气孔蒸腾 与 角质蒸腾；根、茎、 叶的水分平衡。 盖雅假说盖雅假说 地球上的各种生物有效地调节着大气的温度和化学构成； 地球生物影响了环境， 而环境又反过来影响着生物进化过程， 两者共同 进化；各种生物与自然界之间主要由负反馈调节，从而保持地球生态的稳定状态；大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈，而 且在一定意义上为了生物圈；各种生物调节其物质环境，以便创造各类生物优化的生存条件。 土壤土壤：陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长植物的未固结层。 土壤肥力的土壤肥力的 4 4 要素要素（水、肥、气、热） 土壤的类型土壤的类型（3 3 类类 9 9 级）级） ：沙土类（2 级，粗、细） ；粘土类（3 级，轻、中、重） ；壤土类（4 级） 土壤有机质土壤有机质：位于土壤中的动物和植物的新鲜组织及残体、腐烂分解产物，以及微生物重新合成的物质。 来源：来源：植物；土壤动物与微生物； 组成：组成：土壤有机质是各种不同物质的复杂体系，新鲜的有机质、半分解的有机质、腐殖质、简单的有机化合物（糖类、脂肪酸、 氨基酸、醇、酚等） 。 分类：分类： 腐殖质微生物利用死亡有机体的腐烂分解产物重新合成的大分子物质， 主要是富里酸和胡敏酸； 非腐殖质动物和 植物新鲜组织和半分解的残体、腐烂分解产物，主要是碳水化合物和含氮化合物等。 腐殖质腐殖质作用：作用： 具有凝胶特性， 遇水稳定， 形成的土壤颗粒具良好的保肥保水能力； 被微生物分解后是植物营养源 （碳源和氮源） ； 为土壤中异养微生物提供营养；促进种子萌发和根系发育，是一种植物生长激素；有利于植物体糖类合成和磷的吸收。 非腐殖质的作用：非腐殖质的作用： a.植物碳素营养主要来源，分解后以二氧化碳进入大气，被植物利用；所以，可补充大气二氧化碳。 （森林是一个碳库） b.植物氮素重要来源， 分解产物是氨基酸和酰胺， 可溶于水直接被植物利用； 1/3 不溶于水氨， 经过转化为有效氮后， 才被利用。 c.其他矿质元素来源，有机磷是植物磷素主要来源，最多的是植酸钙镁，被根系直接吸收。 土壤中活的有机体土壤中活的有机体：把生活在土壤中的微生物（细菌、放线菌、真菌、粘菌） 、动物（原生动物和无脊椎动物）和植物（蓝藻、 藻类）等总称为土壤生物(soil organism)。 土壤生物参与岩石的风化和原始土壤的生成， 对土壤的生长发育、 土壤肥力的形成和演变， 以及高等植物营养供应状况有重要作 用。土壤物理性质、化学性质和农业技术措施，对土壤生物的生命活动有很大影响。 锄地对作物的锄地对作物的益处益处 保墒、保温、疏松透气、减少杂草竞争、有利根系生长、改变土层结构 土壤污染的主要途径：土壤污染的主要途径： 1、农业生产污染施用化肥、农药、除草剂、灌溉等；2、土壤作为废物的处理场所；3、土壤承接大气和水体污染物的迁移 转化。 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 6 第七章：种群的特征与增长 种群种群： 在特定时间内分布在一定空间范围内、 可自由交流基因的同一物种所有个体的集群。 它是介于生物个体与生物群落之间的 一个客观存在的生物学基本单位，具有自己独特的结构组成、生物学特征和功能。 物种是一个分类学单元，是一个遗传繁殖单元。 种群是物种生存、物种进化和种间关系的基本单元。 阿利氏定律阿利氏定律 每个种群都有一个最适合大小的种群数量，过大或过小，都不利于种群的发展。 性比（sex ratio）种群中雌性个体与雄性个体比例参数。动物的性比有： 第 1 性比受精卵的性比；第 2 性比幼体到性成熟时的性比；第 3 性比充分成熟的个体的性比。 人类的性比人类的性比 第 1 性比配子(精子)的性比 X:Y 100：100；第 2 性比受精卵的性比 105：100；第 3 性比婴儿的性比 106：100 （我国第 4 次人口普查， 100 :116.9） 生命表生命表 动态生命表是根据观察一群同时出生的生物之死亡或存活动态过程所获得的数据编制而成，又称同龄群生命表、水平生命表或 称特定年龄生命表。 静态生命表是根据某个种群在特定时间内的年龄结构而编制的。它又称为特定时间生命表，或垂直生命表。 种群空间分布类型种群空间分布类型 S2= (x-m)2/(n-1) n 样方数；x 每样方的个体数；m 各样方的平均数 S2 =0 或1 均匀型；S2 m 集群型；S2 m 随机型。 生态型生态型：一个物种的一群个体对某一特定生境发生基因型反应而产生新的遗传类群。 表现形式： （1）广布种在形态学和生理学特征上表现出空间的差异； （2）种内的差异与特定的环境相联系； （3）形态学上的变异 是有遗传学基础的。 亚种亚种：是形态、地理、历史的分类学概念，有地理隔离和形态学上的区别。 地理变异（geographical variation）广布种的形态、生理、行为和生态习性，往往在不同地区或不同种群间有显著差异。 地理亚种（ geographical subspecies）环境选择压力的变化有时是连续的，有时是不连续的，生物对这种选择压力的生态 适应也有 2 类，前者是渐变群，而后者则是地理亚种。 基因库基因库指种群中所有个体的全部基因的总和。 基因频率基因频率种群中某等位基因的其中一个基因数，占该等位基因总数的百分比。a/(a+A）, A/(a+A) 基因型频率基因型频率在种群某等位基因的所有基因型中，其中一个基因型个体数，占总个体数的百分比。Aa/(aa+AA+aA) 哈迪哈迪- -魏伯格定律魏伯格定律 在一个足够大的种群里，自由交配，没有干扰，那么，基因频率和基因型频率在各代中始终保持不变。 （即种群遗传平衡） 例子： 当显性基因 A 频率 0.7, 隐性基因 a 频率 0.3 则： （0.7+0.3）2= 0.70.7+20.70.3+0.30.3 =0.49+0.42+0.09=1 基因型频率 AA=49%, Aa=42%, aa=9% 则： （0.49+0.42+0.09）2= 0.490.49+0.420.42+0.090.09+20.490.42+20.490.09+20.420.09=1 遗传漂变遗传漂变（genetic drift）在较小的种群中，遗传结构很可能发生偶然变化，使得某基因或基因型从种群中消失，导致基 因频率发生随机增减的现象。 植物的繁殖植物的繁殖营养繁殖、无性生殖、有性生殖。 动物的繁殖动物的繁殖营养繁殖、孤雌生殖（无性生殖） 、卵生、卵胎生、胎生。 逻辑斯蒂增长模型逻辑斯蒂增长模型 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 7 在细菌实际增长的曲线中分为 3 段：最初起始阶段，个体数量的增长在加速；对数增长阶段；减速阶段 。 种群生长限制因子、环境限制因子。在指数增长方程中加入环境容纳量 K )( K NK rN dt dN NK 种群数量下降 ；NK 种群数量上升 ；N=K 种群数量不变。 种群数量的变动因素种群数量的变动因素： 外源性调节理论 非密度制约的气候学说（例子：玫瑰花上的蓟马） 、密度制约的生物学派（例子：田鼠） 内源性调节理论 （1）社会性交互作用调节学说（社群等级，领域性等行为，使资源合理分配，排除一些个体，种群稳定。 ） （2）病理效应调节学说（种群上升，个体压力大，代谢紊乱，器官病变多，死亡增加。 ） （3）遗传调节学说（环境宽松时，变异增加，弱个体存活；环境正常，选择加大，淘汰弱个体。 ） 内源性理论特征：调节是物种对环境的适应性反映；强调个体间的差异对种群的作用；种群的初级参数是受密度制约的。 第八章：种间关系 种内关系的类型种内关系的类型 种内竞争密度效应；分摊竞争（资源平均分配，同甘共苦） ；种内捕食（黄鳝） ；植物自毒（干扰）作用豌豆，西瓜； 领域性与社会等级；种内互助(负竞争，企鹅)与利他行为。 LotkaLotka- -VolterraVolterra 竞争模型竞争模型 当两个不同种群生活在一起，竞争常是必然的。竞争系数的大小，对于一个种群的竞争能力或竞争结果起着重要作用。 设 是种群 2 对种群 1 的竞争系数； 是种群 1 对种群 2 的竞争系数。两个种群竞争情况下各自的平衡线为 竞争状态下竞争状态下，两个种群增长的方程分别是： 物种 1 增长的方程：dN1/dt = r1N1 (K1-N1-N2) / K1 物种 2 增长的方程：dN2/dt = r2N2 (K2-N2-N1) / K2 两个物种的两个物种的 4 4 种竞争结局种竞争结局 植物他感作用植物他感作用：一种植物产生的化学物质，释放到环境中，对另一种植物产生了直接或间接的影响。 机制：苯丙烷、多聚乙酰、类萜类、甾类、生物碱。 在自然与人工生态系统中的意义： （1）农业； （2）林业； （3）农林系统； （4）植被模式； （5）植被演替。 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 8 根据 Lotka-Volterra 捕食模型：猎物种群在没有捕食者的情况下，是按照指数增长：dN/dt=r1N（r1 为猎物的瞬时增长率，N 为猎物数量） ； 而捕食者在没有猎物的情况下，则是按照指数下降：dP/dt=-r2P（r2 为捕食者的瞬时增长率，P 为捕食者数量） 。 设为捕食者对猎物的捕食效率，为捕食者利用猎物的营养转化为捕食者的增长常数，修正后的方程是： 猎物种群变化的方程：dN/dt=r1N-PN 捕食者种群变化的方程：dP/dt=-r2P+PN 互利共生互利共生 1、行为上的互利共生裂唇鱼与笛鲷；响蜜列与食蜜獾 2、种植或饲养的互利共生切叶蚁与真菌；人类与农作物 3、传粉的的互利共生萝摩科；兰科 4、动物消化道的互利共生白蚂蚁与鞭毛虫 5、高等植物与真菌的互 利共生菌根 6、生活在动植物组织的互利共生蟑螂脂肪体与细菌；满江红与鱼腥藻 种内与种间关系的矛盾与和谐种内与种间关系的矛盾与和谐 在单一种群情况下，仅是种内关系，有竞争或互助。 在两个以上种群同时存在的时候，种间关系上升为主要矛盾，种内关系降为次要矛盾。 在群落中，种内和种间两种关系共存，通过调整和改变生态位，降低种间矛盾，实现种内与种间关系的和谐。 在热带雨林，或在北极，植物和动物都积极适应竞争激烈的环境。一年生植物只在温带地区占优势。 虎和大象等大型动物的种群分布区很大，即兼顾种内关系与种间关系。 企鹅和沙丁鱼的大种群集合可更好应对捕食者。 但是，偏害和偏利关系的维持是比较难以理解的，说明自然界里存在着不公平。 第九章：群落的结构与演替 生物群落生物群落：在一定的时间和空间范围内，由各种生物种群组成的集合体。包括动物群落、植物群落、微生物群落。一般的研究多 属于植物群落。 决定植被类型分布的是温度和降雨量决定植被类型分布的是温度和降雨量。 植物群落的基本特征植物群落的基本特征 1、具一定的种类组成（物种多样性） ；2、具形态结构（物理结构） 、营养结构（营养关系） 、生态结构（生活型） 、季相； 3、形成群落环境（外部、内部） ；4、种群间相互影响（竞争、生态位） ；5、具动态发育特征；6、具分布规律（水、热）和特定 范围（植被带） ；7、应该有明显的边界。 群落分析方法群落分析方法 样地在群落内部比较典型的自然地段。 样方能够反映群落组成的最小面积。 优势种优势种指群落各层中数量多、体积大、盖度大的种群。 建群种建群种对群落的结构和环境起决定作用的种群，或称关键种。 （海星贻贝；龙虾球海胆海藻） 优势种不一定是建群种；建群种不一定是优势种。 群落的物种多样性群落的物种多样性是指群落中物种的大小、密度、分布格局的综合特征。 （包括物种的丰富度和均匀度的综合指标。 ） 物种多样性指数物种多样性指数 辛普森指数： 香农-威纳指数： S i2i i=1 H=-p log p 描述某种出现的不确定性，不确定性越高，则多样性程度高。 例如：甲和乙两个群落：甲群落有 2 个种，个体数分别是 50：50。而乙群落也是 2 个种，个体数分别是 99：1。 Simpsons 指数: 甲：当 50: 50 时，D=1-(0.5)2+(0.5)2=0.5 乙：当 99：1 时， D=1-(0.99)2+(0.01)2=0.02 Shannon-Wieners 指数：取底为 2 时： 50：50 H 甲 =-(0.5)(log20.5)+(0.5)(log20.5) =1.0 bit/indi. S 2 i i=1 1-p 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 9 99：1 H 乙=-(0.99)(log20.99)+(0.01)(log20.01) = 0.81 bit/indi. 取底为 e 时： H 甲 =0.693nit/indi. H 乙= 0.036nit/indi. 取底为 10 时： H 甲 =0.301dit/indi. H 乙= 0.024dit/indi. 多样性空间变化及影响因素多样性空间变化及影响因素 经纬度的变化、海拔的变化、水体的变化 影响因素：时间、空间、气候、生产力、竞争、捕食 植物群落的演替植物群落的演替 原生演替是从没有任何繁殖体的土壤基质中（原生裸地） ，发育成为一个群落的过程。 一般模式：地衣苔藓蕨类或草本种子植物木本植物 例外：原生演替可以从苔藓或蕨类或草本植物开始，要有共生菌的参与。 次生演替从次生裸地上发育起来的群落演替过程。 一般模式：蕨类植物或草本植物木本植物。 （如：撂荒地） 例外：可以从阳性树种开始。 （如：建群种的死亡） 第十章：生物区系地理学 化石仅存在于沉积岩里（火成岩、变质岩、沉积岩）化石仅存在于沉积岩里（火成岩、变质岩、沉积岩） 世界大陆动物区系世界大陆动物区系：可分为 3 个界 6 个区。 北陆界（4 区：东洋、古热带、古北、新北） ；南陆界（1 区：新热带区） ；新陆界（1 区：澳大利亚区） 。 古热带区 有许多种类的灵长目动物，如大猩猩、黑猩猩、狒狒等，食肉目以狮子、猎豹和鬣狗为代表，各种食草动物种类如各种羚羊也极 多，标志性动物还有非洲象、长颈鹿、河马、斑马、裸鼹鼠和鹭鹰，昆虫种类相当多。 东洋区 由于陆地的分隔，两区共有的类群产生一些分化，发展了各自的特有属，如长臂猿、猩猩、亚洲象、东方灵猫等。该区特有的类 群哺乳类有树鼩科、刺山鼠科、眼镜猴科、大熊猫、小熊猫， 古北区 古北区特有哺乳动物有跳鼠科、月鼠科、睡鼠科、鼹形鼠科等。 新陆界的动物特征新陆界的动物特征 在该区域内几乎看不到食虫目的哺乳动物，无单孔类，几乎完全没有食果蝠、长鼻目的大象、偶蹄目的牛科等动物的分布。该区 的代表成分是古老的贫齿类和有袋类。贫齿类中有 3 个现存的科：树獭科、犰狳科和食蚁兽科。 第十一章：化学生态学 植物的次生化学物质植物的次生化学物质：植物体产生的能够起到防御、刺激和吸引作用的各种化学物质。区别于基础代谢物质。 生物界的信息联系生物界的信息联系 1、植物与植物间的信息： （1）自毒作用（2）他感作用（3）诱导作用寄生生物与宿主之 2、动物间信息联系 （例如，响蜜鴷和食蜜獾；寄生吸虫对宿主蜗牛的壳厚度可进行调节） 3、植物与动物间的信息 （1）机械防御（棘，刺，腺毛） （2）化学引诱 （3）色彩引诱 （4）味觉防御 4、神奇高效的化学信号性需求、追踪、报警、谋杀 昆虫对植物的利用：昆虫对植物的利用：行为适应避毒；生理适应储毒；生化适应解毒。 次生物质在次生物质在 3 3 级营养关系中的作用级营养关系中的作用 生命科学导论生态与环境 期末考试总结 （主讲：沈显生 总结：王庆） 10 三级营养关系寄主植物植食性昆虫天敌；昆虫微生物植物。 次生物质在植物植食者天敌关系中的关系 （1）互利素 synomone 对释放者和接受者都有利；植物产生互利素，植食者产生互利素。 （2）同抗素 antimone 该物质对接受者产生的反应，对释放者和接受者都不利； （3）利他素 kairomone 对释放者不利，而对接受者有利；分为：植物产生的，植食者产生的，捕食者产生的。 （4）利己素 allomone 对释放者有利，对接受者不利。分为：植物产生的，植食者产生的，捕食者产生的。 诱导反应诱导反应植物受到伤害时体内所发生的化学变化。这具有可塑性，非遗传的。 诱导抗性诱导抗性植物对外部刺激发生反应增强抵抗力，其中可降低植食者存活率、生殖率或偏好性的诱导反应，叫诱导抗性。外部 刺激叫诱导因子。 信息的特异性信息的特异性桦树叶产生酚，根据信息种类有变化。幼虫咬后酚最高；蘸虫唾液的刀伤后，含量次之；洁净刀刺激后最少。 诱导反应的特异性诱导反应的特异性通过对刺激的识别，在质和量上作出特定反应。这种对不同信息作出不同反应叫特异性。 效果的特异性效果的特异性一种诱导产物只一种刺激物有效果；抗病原微生物的，对昆虫无效。 植食者对其适应性的特异性植食者对其适应性的特异性昆虫对诱导反应的反适应机制。特异行为：切断叶脉；远离叶脉；先放出汁液；储存毒物（金斑 蝶马利筋的强心苷） ；解毒转化（凤蝶花椒毒素通过细胞色素 P450 解毒）等。 植物诱导抗性的机制植物诱导抗性的机制 1.植物中心学说：植物对植食者的诱导抗性必须与植物生长联系在一起。 （防止进一步伤害，修复组织） 2.与昆虫“搜寻”有关的诱导抗性植物通过改变形态、生殖器官性别比例、挥发性物质的量、机械干扰等，主动逃避伤害。 3.与昆虫“接受”有关的诱导抗性在俘获、摄取、消化过程中，想让昆虫放弃。 4.间接诱导抗性受伤植物把植食者的天敌吸引来。黄金树叶片受伤后，增加花蜜的分泌。 植物诱导抗性的代价植物诱导抗性的代价 直接代价用于防御物质的合成、储存所消耗能量；间接代价用于防御产物的分配。 植物必须将有限的资源分配给生长、繁殖、防御。常规防御是耗能量的，而诱导防御是需要时，才耗用能量。 第十二章：生命科学与仿生学 壁虎的壁虎的脚脚利用分子间范德华引力起作用的利用分子间范德华引力起作用的 生物芯片生物芯片：按功能可分为微阵列芯片与微流体芯片两大类。微阵列晶片主要用于样品分析、检测，其与一般半导体芯片不同的是 微阵列晶片缺少整合性电子电路和组件， 但作用原理大同小异。 事实上， 微阵列芯片是将成千上万的微型生物传感器有如数组般 排列在不同材质的载体上(如玻璃、 尼龙、 硅芯片或塑料等)， 借助生物传感器上的生物探针与样品中的特定对象进行生化反应， 再经换能器将反应结果转换成讯号输出。 利用植物花粉制作识别系统的可靠性：利用植物花粉制作识别系统的可靠性： 植物花粉具有稳定的遗传特征；植物花粉具有固定形态；植物花粉可长期保存；植物花粉取材方便；植