1、生态学-3 及答案解析(总分：235.00，做题时间：90 分钟)一、简答题(总题数：17，分数：85.00)1.简述土壤母质对生物的影响。 （分数：5.00）_2.简述极端高温对生物的影响及生物的适应。 （分数：5.00）_3.什么是最小因子定律? （分数：5.00）_4.什么是限制因子?(中国科学院地球化学研究所)它有何实际意义? （分数：5.00）_5.简述光照强度的生态作用及生物的适应。 （分数：5.00）_6.简述物候节律及其意义。 （分数：5.00）_7.简述生态因子分为哪五类? （分数：5.00）_8.简述温度的生态作用。 （分数：5.00）_9.什么是耐受性定律? （分数：5.
2、00）_10.简述日照长度的生态作用与光周期现象。 （分数：5.00）_11.简述高原气候对生物的影响。 （分数：5.00）_12.空气主要组成成分的生态作用有哪些? （分数：5.00）_13.简述生物对风的适应。 （分数：5.00）_14.简述土壤化学性质对生物的影响。 （分数：5.00）_15.简述水生植物对水因子的适应。 （分数：5.00）_16.太阳光的主要光谱成分有哪些?并简述光质的生态作用。 （分数：5.00）_17.简述环境、生态环境和生境的区别与联系。 （分数：5.00）_二、论述题(总题数：15，分数：150.00)18.请说出变温的生态作用有哪些? （分数：10.00）_1
3、9.生物是如何对极端温度适应的? （分数：10.00）_20.举例说明陆生动物对水的适应。 （分数：10.00）_21.水对植物的生态作用。 （分数：10.00）_22.动植物是如何适应干旱沙漠环境的? （分数：10.00）_23.光作为重要的生态因子有哪些特点?对动物和植物各有什么生态作用? （分数：10.00）_24.试述光与动物密切相关的几种生物节律，并简述其生态适应意义。 （分数：10.00）_25.温度对生物作用的“三基点”和积温分别指什么?它们在农业生产和虫害预报上有何意义? （分数：10.00）_26.试述温度对种子萌发的影响。 （分数：10.00）_27.盐分对植物有何伤害?
4、（分数：10.00）_28.生物对光的适应表现在哪些方面? （分数：10.00）_29.试论“冷血生物一温血生物”(cold-blood vs warm-blood)，“同温生物-异温生物”(homeotherm vs poikilotherm)，“内热生物一外热生物”(endotherm vs ectotherm)三对术语的含义及适用范围。 （分数：10.00）_30.动物是如何适应高寒胁迫环境的? （分数：10.00）_31.试述地形要素的生态作用。 （分数：10.00）_32.生态学研究更加注重生物的生境与小环境，为什么? （分数：10.00）_生态学-3 答案解析(总分：235.00，
5、做题时间：90 分钟)一、简答题(总题数：17，分数：85.00)1.简述土壤母质对生物的影响。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：母质是指最终能形成土壤的松散物质，这些松散物质来自于母岩的破碎和风化(残积母质)或外来输送物(运移母质)。土壤的矿物组成、化学组成和质地深受母质的影响，基性岩母质多形成土层深厚的粘质土壤，同时释放出大量的营养元素，呈碱性或中性反应；冲积物母质质地较好，营养丰富，土壤肥力水平高。2.简述极端高温对生物的影响及生物的适应。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产生有害影响，温度越高对生物的伤害作用越大，如高温可减弱光合作
6、用，增强呼吸作用，使植物的这两个重要过程失调，还可破坏植物的水分平衡。生物对高温环境的适应表现在形态、生理和行为 3 个方面。3.什么是最小因子定律? （分数：5.00）_正确答案：()解析：在一定稳定状态下，任何特定因子的存在量低于某种生物的最小需要量。是决定该物种生存或分布的根本因素，这一理论被称做“Liebig 最小因子定律”。应用这一定律时，一是注意它只适用于稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平稳的情况；二是要考虑生态因子之间的相互作用。4.什么是限制因子?(中国科学院地球化学研究所)它有何实际意义? （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)在有机体的生长中，相对容易看到某因
7、子的最小、适合与最大状态。例如，如果温度或者水的获得性低于有机体需要的最低状态或者高于最高状态时，有机体生长停止，很可能会死亡。南此可见，生物对每一种环境因子都有一个耐受范围，只有在耐受范围内，生物才能存活。因此，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，这个因子称为限制因子(limiting factor)。 (2)限制因子的概念具有实用价值。例如，某种植物在某一特定条件下生长缓慢，或某一动物种群数量增长缓慢，这并非所有因子都具有同等重要性，只有找出可能引起限制作用的因子，通过实验确定生物与因子的定量关系，才能解决增长缓慢的问题。例如，研究限制鹿群增长的
8、因子时，发现冬季雪被覆盖地面与枝叶，使鹿取食困难，食物可能成为鹿种群的限制因子。根据这一研究结果，在冬季的森林中，人工增添饲料，降低了鹿群冬季死亡率，从而提高了鹿的资源量。5.简述光照强度的生态作用及生物的适应。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要影响，不同植物对光照强度的反应不一样，形成阳生植物和阴生植物两个生态类型。6.简述物候节律及其意义。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：生物长期适应于一年中温度的寒暑节律性变化，形成与此相适应的生物发育节律称为物候节律。植物的物候变化非常明显；动物对不同季节食物条件的变化及对热能、水分和气体代谢的适
9、应，导致生活方式与行为的周期性变化。物候研究观测的结果，可应用于确定农时、确定牧场利用时间、了解群落的动态等，特别是对确定不同植物的适宜区域及指导植物引种工作具有重要价值。7.简述生态因子分为哪五类? （分数：5.00）_正确答案：()解析：根据生态因子的性质，可将其分为气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子和人为因子。8.简述温度的生态作用。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：温度影响着生物的生长和生物的发育，并决定着生物的地理分布。任何一种生物都必须在一定的温度范围内才能正常生长发育。当环境温度高于或低于生物所能忍受的温度范围时，生物的生长发育就会受阻，甚至造成死亡。此外，地球表面的
10、温度在时间上有四季变化和昼夜变化，温度的这些变化都能给生物带来多方面的深刻的影响。9.什么是耐受性定律? （分数：5.00）_正确答案：()解析：生物的存在与繁殖，要依赖于综合环境因子的存在，只要其中一项因子的量(或质)不足或过多，超过了某种生物的耐性限度，则使该物种不能生存，甚至灭绝，这一理论被称为谢尔福德(Shelford)耐受性定律。该定律认为任何接近或超过耐受性下限或耐受性上限的因子都是限制因子；每一种生物对任何一种生态因子都有一个能够耐受的范围，即生态幅；在生态幅当中包含着一个最适区，在最适区内，该物种具有最佳的生理和繁殖状态。10.简述日照长度的生态作用与光周期现象。 （分数：5.
11、00）_正确答案：()解析：太阳光在地球上一天完成一次昼夜交替，而大多数生物的生命活动也表现出昼夜节律。由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，即光周期现象。根据对日照长度的反应类型可把植物分为长日照植物和短日照植物，日照长度的变化对动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响。11.简述高原气候对生物的影响。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：高原地面的太阳总辐射量和有效太阳辐射增加，在水热条件比较好的地区，植物生产量很高；在海拔较高的地方，气温低，风速大，太阳辐射富于短波和紫外线，导致植物
12、茎干短矮，叶面缩小，毛茸发达，茎叶富含花青素，花朵鲜艳，树冠形状奇异，有些呈匍匐状或坐垫状。12.空气主要组成成分的生态作用有哪些? （分数：5.00）_正确答案：()解析：氮是一切生命结构的原料。大气成分中氮气的含量非常丰富，但绿色植物一般不能够直接利用，必须通过固氮作用才能为大部分生物所利用，参与蛋白质的合成。固氮的途径一是高能固氮；二是工业固氮；三是生物同氮。氧气是动植物呼吸作用所必需的物质，绝大多数动物没有氧气就不能生存。二氧化碳是植物光合作用的主要原料，在一定范围内，植物光合作用强度随二氧化碳浓度增加而增加。对于动物来说，空气中二氧化碳浓度过高，会影响动物的呼吸代谢。13.简述生物对
13、风的适应。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：风是许多树种的花粉和种子的传播者，风媒植物特有的花形和开花时间均是风媒植物对风的适应。在多风、大风的环境中，能直立的植物，往往会变得低矮、平展，并具有类似旱生植物的结构特征。“旗形树”也可以说是树木对盛行强风的适应。14.简述土壤化学性质对生物的影响。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：土壤酸碱度是土壤各种化学性质的综合反应，它对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的合成与分解、各种营养元素的转化和释放、微量元素的有效性及动物在土壤中的分布都有着重要影响。土壤有机质虽然含量少，但对土壤物理、化学、生物学性质影响很大，同时它又是植物和微
14、生物生命活动所需的养分和能量的源泉，植物所需的无机元素主要来自土壤中的矿物质和有机质的分解。15.简述水生植物对水因子的适应。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：水生植物在水体环境中形成了与陆生植物具有很大不同的特征：一是具有发达的通气组织，以保证各器官组织对氧的需要；二是机械组织不发达甚至退化，以增强植物的弹性和抗扭曲能力，适应于水体流动。16.太阳光的主要光谱成分有哪些?并简述光质的生态作用。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：(1)太阳光由红外光、可见光区和紫外光三部分构成，不同光质对生物有不同的作用。光合作用的光谱范围只是可见光区；红外光主要引起热的变化；紫外光主要作用是促
15、进维生素 D 的形成和杀菌等。 (2)可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长、发育等也有影响。17.简述环境、生态环境和生境的区别与联系。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切事物的总和；生态环境是指围绕着生物体或者群体的所有生态因子的集合，或者说是指环境中对生物有影响的那部分因子的集合；生境则是指具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境，其中包括生物本身对环境的影响。二、论述题(总题数：15，分数：150.00)18.请说出变温的生态作用有哪些? （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)植物：促进种子萌发；促进植物生长；提高植物产
16、品的品质；促进植物开花结实。 (2)动物：加快发育速度；增加昆虫的产卵数。19.生物是如何对极端温度适应的? （分数：10.00）_正确答案：()解析：生物对极端高低温的适应表现在形态、生理和行为等各方面。在低温的形态适应方面，植物的芽和叶片常有油脂类物质保护，树干粗短，树皮坚厚状；内温动物出现贝格曼规律或阿伦规律的变化。在生理方面，植物通常减少细胞中水分，增加糖类、脂肪和色素等物质以降低植物的冰点，增加抗寒防冻能力。而内温动物主要以增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温，通常是靠增加非颤抖性产热和基础代谢产热，前者作用更为重要。除此之外，内温动物还利用逆流热交换、局部异温性和适应性低体
17、温等适应寒冷环境。行为上的适应主要表现在迁徙和集群方面。生物对高温的适应也表现在上述三方面。生理上，植物主要靠降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，以及增加蒸腾作用避免植物体过热；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、传导和辐射等方式将体内的热量释放出去。一些小内温动物常采用“夜出加穴居式的适应方式”，避开沙漠炎热干燥的气候。夏眠或夏季滞育、迁移，也是动物渡过干热季节的一种适应。20.举例说明陆生动物对水的适应。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：陆生动物对水的适应，主要是环境的湿度影响动物体内水分平衡，其适应方式有以下两方面。 (1)形态结构的变化，以保持
18、体内水分平衡。昆虫用几丁质体壁防水分蒸发；螺类可以封闭壳口来适应低湿；两栖类分泌黏液以保持体表湿润；爬行类用厚的角质层、鸟类用羽毛和尾脂腺、哺乳动物用皮脂腺和毛以降低体液蒸发。沙漠区昼夜温差大，大气湿度和蒸发悬殊，故多数昼伏夜出，由于洞穴与地表存在较大温差，洞内低温高湿，有助于动物减少水分消耗。干旱区一些鸟兽在水分缺乏和食物不足时，通过迁移以躲避不良环境；非洲很多大型动物在旱季来临，常有成群迁徙现象；蝗虫亦有迁飞现象。 (2)生理适应。例如，骆驼可以忍受大量失水，但血液量变化较小，当其体重减低 30%时，血液体积仅降低 10%，从而降低对心脏机能损害。一旦找到水源，即大量饮水，在 10min
19、内可饮水 70100kg，相当于体重 70kg 的成人，在 10min 内饮水 17kg。当体液急速变化时，将引起人体和其他动物因血液浓度变化，血球解体发生溶血而死亡，但骆驼却能通过体内调节而使血液维持稳定，如此适应能力使其能在沙漠地区持续生存。21.水对植物的生态作用。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)水是生物体不可缺少的重要的组成部分；水是生物新陈代谢的直接参与者，也是光合作用的原料，因此，水是生命现象的基础，没有水也就没有生命活动。此外，水有较大的比热，当环境中温度剧烈变动时，它可以发挥缓和、调节体温的作用。 (2)水对生物生长发育有重要影响：水量对植物的生长也有最高、最
20、适和最低 3 个基点，低于最低点，植物萎蔫，生长停止；高于最高点，根系缺氧，窒息，烂根；只有处于最适范围内，才能维持植物的水分平衡，以保证植物有最优的生长条件。在水分不足时，可以引起动物的滞育或休眠。 (3)水对生物的分布的影响：水分状况作为一种主要的环境因素通常是以降水、空气湿度和生物体内外水环境 3 种方式对生物施加影响，这 3 种方式相互联系，共同影响着生物的生长发育和空间分布。降水是决定地球上水分状况的一种重要因素，因此，降水量的多少与温度状况成为生物分布的主要限制因子。我国从东南至西北，可以分为 3 个等雨量区，因而植被类型也可分为 3 个区，即湿润森林区、半干旱草原区及干旱荒漠区。
21、22.动植物是如何适应干旱沙漠环境的? （分数：10.00）_正确答案：()解析：植物在形态结构、生理适应和行为上都有所变异以适应干旱环境。在形态结构上：体积矮小；叶小而硬，气孔少而下陷，栅栏组织多层、排列紧、细胞间隙少，海绵组织不发达；体表的表皮细胞厚，角质层发达，毛被及蜡质有所增加；个别器官肉质；机械组织发达；根系发达，等等。生理适应的特点是：半纤维素和糖含量增加，以提高渗透压；脯氨酸增加；气孔开度减小，甚至关闭；光合减弱，呼吸增加，以增强抗干旱能力；吸收运输水分能力增强，等等。行为的适应：叶片卷曲等。 动物适应干旱沙漠环境的表现有：减少蒸发失水，如体表有厚的角质层和蜡膜，鳞片或盾甲；降低
22、呼吸失水，如昆虫控制气门瓣骆驼、鸟类和兽类通过逆流交换回收呼吸水分；减少排泄失水，如排浓缩尿。 有些陆生动物还通过行为变化适应干旱炎热的环境，如荒漠地带的啮齿类、爬行类和昆虫等，当白天高温干燥时，它们躲避在较为潮湿的地穴中，待到夜间较为凉爽时，才到地面活动觅食。在干热地区的旱季，动物如黄鼠会出现夏眠，夏眠时体温约下降 5，代谢水平也大幅度下降，从而有利于度过不良的干热季节。某些昆虫的滞育也是对缺水环境的适应表现。干旱地区的许多鸟类和兽类，在缺水季节成群迁移到有利的生境。23.光作为重要的生态因子有哪些特点?对动物和植物各有什么生态作用? （分数：10.00）_正确答案：()解析：太阳光是地球上
23、所有生物得以生存和繁衍的最基本的能量源泉，地球上生物生活所必需的全部能量，都直接或间接地源于太阳光。 (1)光照强度对生物的生长发育和形态建成有重要影响。 (2)不同光质对生物有不同的作用，光合作用的光谱范围只是可见光区，红外光主要引起热的变化；紫外光主要是促进维生素 D 的形成和杀菌作用等。此外，可见光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长、发育等也有影响。 (3)日照长度的变化使大多数生物的生命活动也表现出昼夜节律；由于分布在地球各地的动植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境中，借助于自然选择和进化而形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，即光周期现象。根据对日照长度的反应类
24、型可把植物分为长日照植物和短日照植物，日照长度的变化对大多数动物尤其是鸟类的迁徙和生殖具有十分明显的影响。24.试述光与动物密切相关的几种生物节律，并简述其生态适应意义。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：(1)繁殖的光周期现象：根据动物繁殖与日照长短的关系，也可将动物分成长日照动物和短日照动物。在温带和高纬度地区的许多鸟兽，随着春季到来，白昼逐渐延长，其生殖腺迅速发育到最大时，繁殖开始，这些动物为长日照动物，如刺猬、田鼠等。与此相反，有些动物在白昼逐渐缩短的秋季，生殖腺发育到最大，动物开始交配，这为短日照动物，如羊。虽然它们交配在秋季，但由于孕期较长，产子也在春夏之际。春夏产子具有重
25、要的适应意义，因为在温带和高纬度地区，春夏之际是自然界中食物条件最好、温度最适宜的时期，有利于幼子的存活与生长。动物繁殖的季节性变化，是通过下丘脑的光周期反应，使促性腺激素与性激素分泌水平发生变化，从而调控了繁殖。 (2)昆虫滞育的光周期现象：很多昆虫在它们生命周期的正常活动中，能插入一个休眠期，即滞育，这经常是由光周期决定的。这种休眠状态为耐受秋天和冬天的严寒做好了准备。 (3)换毛与换羽的光周期现象：温带和寒带地区，它使动物能够更好地适应环境的温度变化。 (4)动物迁徙的光周期现象：鸟类的长距离迁徙都是由日照长短的变化引起的。例如，夏候鸟的杜鹃和家燕，春季由南方飞到北方繁殖，冬季南去越冬；
26、鱼类的迁移活动也常常表现出光周期现象，特别是生活在光照充足的表层水的鱼类。光周期的变化通过影响内分泌系统而影响鱼类的迁移，如三刺鱼。 (5)光照强度使动物在视觉器官的形态上产生了遗传的适应性变化：夜行性动物的眼睛比昼行性动物的大，如懒猴等；有的啮齿类的眼球突出于眼眶外，以便从各个方面感受微弱的光线；终生营地下生活的兽类，如鼠，眼睛一般很小，有的表面为皮肤所盖，成为盲者；深海鱼或者是具有发达的视觉器官，或者是本身具有发光器官。 (6)动物的活动行为与光照强度有密切关系，有些动物适应于白天强光下活动，如大多数鸟类，哺乳类中的黄鼠、旱獭、松鼠和许多灵长类；有些动物适应于黑夜或晨昏的弱光下活动，如夜猴
27、、家鼠、刺猬、蝈蝈、壁虎，称为夜行性动物或晨昏性动物。25.温度对生物作用的“三基点”和积温分别指什么?它们在农业生产和虫害预报上有何意义? （分数：10.00）_正确答案：()解析：生物的生长发育要求一定的温度范围，低于某一温度，生物会停止生长发育，高于这一温度，生物才开始生长发育，这一温度阈值称发育起点温度或生物学零度(biological zero)。每种生物生长发育也有一个温度上限，它通常与生命的温度上限接近。在发育起点温度和温度上限之间的范围，称为有效温度区。任何一种生物，其生命活动过程中每一生理生化过程都有酶系统的参与，每一种酶的活性都有它的最低温度、适宜温度和最高温度，相应形成影
28、响生物生存至关重要的温度“三基点”。不同生物的“三基点”是不一样的。26.试述温度对种子萌发的影响。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：温度对种子萌发的影响存在“三基点”，即最高点、最低点和最适点。在活力界限下，种子的萌发率很低，越过活力界限，种子将不能萌发。在最适温度下，种子不仅萌发率高，而且萌发的速度也快。不同的植物种子萌发对温度的要求是不一样的。了解种子萌发的最适温度对于农作物种植期的确定有着重要的参考价值。 温度对种子萌发影响机制可理解为：在适宜种子萌发的温度范围内，膜脂的流动性和酶的活性随温度的升高达到最佳，因而，种子萌发率不仅很高，而且萌发速度也快。但温度高于这一温度范围，
29、会导致生物膜由凝脂态变为液态，膜相发生改变，透性增大，膜内外的物质无选择性地自由进人；膜相的改变会导致膜上的酶位置发生改变；种子内部的有些酶会由于失去最佳温度环境活性逐渐降低甚至失活，致使整个种子的代谢活动减弱甚至停止，种子萌发率降低甚至不能萌发。温度低于这一范围，会导致生物膜由凝脂态变为固态，膜相发生改变，膜流动性减小，膜内外的物质不能交换；种子内部的有些酶活性逐渐降低甚至失活，种子的代谢活动减弱甚至停止，种子萌发率也会降低甚至不能萌发。27.盐分对植物有何伤害? （分数：10.00）_正确答案：()解析：土壤盐分过多，会降低土壤溶液的水势，从而造成植物不能从土壤中吸收水分或吸水很少，有时可
30、能还会出现失水于土壤。细胞水分亏缺，导致严重的生理干旱。由于植物细胞内水分亏缺，矿质元素不能及时吸收和运输，有机物质也不能及时合成和运输。同时，高浓度的钠离子可置换细胞膜上结合的钙离子，膜功能也随之改变，细胞内外物质无选择进出。高盐土上生长的植物体内常积累过多的盐分，植物代谢过程受影响，如过多的氯离子会阻碍蛋白质的合成，促进毒害物质积累和叶绿体分解；一定浓度的钾离子抑制有机物干重和净光合率产生及根质膜 ATP 酶活性；钠离子浓度高时也会抑制大多数酶的活性，并且钠离子及氯离子含量过多会抑制植物对钾、钙等离子的吸收。在盐分胁迫下，气孔保卫细胞内的淀粉形成过程受到妨碍，气孔不能关闭，植物很快缺水枯萎
31、。盐胁迫还会导致超氧自由基的产生，包括自由基 28.生物对光的适应表现在哪些方面? （分数：10.00）_正确答案：()解析：生物对光的适应表现在三个方面：对光质的选择性适应，如人类和许多脊椎动物能看见的光只是在可见光波范围内，植物光合作用利用的波长在 380710nm，吸收最强的是红光和蓝紫光，光质影响了光合强度；植物对光照强度的适应性，表现在阳地植物和阴地植物在生理及形态上的差异，以及 C4 植物和 C3 植物光合作用速率的差异；生物随光照长度的日周期和年周期变化，也出现适应性的昼夜节律与光周期现象，如动物的活动行为、体温变化，植物的光合作用、蒸腾作用等均具昼夜节律变化。根据动/植物繁殖/开花对日照长度的反应，可把动植物分成长日照动/植物与短日照动/植物。动物的换毛、换羽、迁徙均具有光周期现象。光周期成为生物生命活动的定时器和启动器。29.试论“冷血生物一温血生物”(cold-blood vs warm-blood)，“同温生物-异温生物”(homeotherm vs poikilotherm)，“内热生物一外热生物”(endotherm vs ectotherm)三对术语的含义及适用范围。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：所有的有机体从它们的环境中得到热，也将产生的热散失到它们的环境
