1．生态系统的概念及其类型

　　 关于生态系统的概念有两种理解。一是指生物群落与无机环境相互作用的自然系统，是无机环境与生物群落的有机结合，与生态系统的成分联系起来，生物群落包括生产者、消费者和分解者，无机环境是指非生物物质和能量；另一种理解是指在一定的空间和时间内，在各种生物之间以及生物与无机环境之间通过能量流动和物质循环而相互作用的自然系统，这是从生态系统的功能方面来理解生态系统的概念，即生态系统中的各成分之间通过物质循环和能量流动而联系在一起的一个有机整体。

关于生态系统的类型，重点掌握各种类型生态系统的基本特征和分布地域。如森林生态系统是分布在水资源充沛的地区，特征是动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态；草原生态系统是分布在水资源贫乏的地区，特征是动植物种类少，群落结构简单，系统不稳定；农田生态系统是人工建立的生态系统，农作物是其主要成分，其他的动植物种类较少，特点是必须要有人的参与才能维持其稳定。

　　 生物群落是指具有直接或间接关系的多种生物种群的有规律的组合，具有复杂的种间关系。组成群落的各种生物种群不是任意地拼凑在一起的，而有规律组合在一起才能形成一个稳定的群落。如在农田生态系统中的各种生物种群是根据人们的需要组合在一起的，而不是由于他们的复杂的营养关系组合在一起，所以农田生态系统极不稳定，离开了人的因素就很容易被草年生态系统所替代。

　　 生物群落有一定的生态环境，在不同的生态环境中有不同的生物群落。生态环境越优越，组成群落的物种种类数量就越多，反之则越少。

任何群落都有一定的空间结构。构成群落的每个生物种群都需要一个较为特定的生态条件；在不同的结构层次上，有不同的生态条件，如光照强度、温度、湿度、食物和种类等。所以群落中的每个种群都选择生活在群落中的具有适宜生态条件的结构层次上，就构成了群落的空间结构。群落的结构有水平结构和垂直结构之分。群落的结构越复杂，对生态系统中的资源的利用就越充分，如森林生态系统对光能的利用率就比农田生态系统和草原生态系统高得多。群落的结构越复杂，群落内部的生态位就越多，群落内部各种生物之间的竞争就相对不那么激烈，群落的结构也就相对稳定一些。

4．影响微生物生长的环境因素

　　 微生物的生长除受密度因素制约外，其变动往往也与一些非密度因素有关，例如温度、O、pH等。

(1)温度：由于微生物的生命活动是由一系列生物化学反应组成的，而这些反应受温度的影响极为明显，因此，温度是影响微生物生长最重要的因素之一。

　　 最适生长温度有时也简称为“最适温度”，其意义是某菌分裂代谢时最短或生长速率最高时的培养温度。但是，对同一微生物来说，其不同的生理生化过程有着不同的最适温度，也就是说，最适生长温度，不等于生长量最高时的培养温度，也不等于发酵速度最高时的培养温度或累积代谢产物量最高时的培养温度，更不等于累积某一代谢产物量最高时的培养温度。

(2)氧气：环境中氧含量的状况，对不同代谢类型的微生物群体的生长，具有不同的影响。因此细菌种群培养时应选择恰当的溶氧度。按照微生物与氧的关系。可分为：必须在有分子氧的条件下才能生长

3．微生物群体的生长规律(以细菌为例)

　　 根据微生物的生长速率不同，可以将生长曲线粗分为4个时期：调整期、对数期、稳定期、衰亡期。

(1)调整期

　　 ①形成原因：刚刚接种到培养液中的细菌，由于新旧环境差异，在细菌的细胞内就要重新合成相应的诱导酶，以适应新环境。诱导酶合成的调节是一种缓慢的粗调节，必须消耗一定的时间，因此出现短暂调整期。

　　 ②细胞特点：细胞不分裂，体积增大。除合成诱导酶外还大量合成细胞分裂所需的其他各种酶和ATP等成份。

(2)对数期

　　 ①形成原因：一方面，调整期为细胞分裂做了充分准备。另一方面，营养物质丰富，空间宽裕，PH、温度、O₂均适宜，即细胞处于无任何环境阻力的理想条件下；细菌个体间无种内竞争，种群年龄组成为增长型，绝大多数细菌细胞内合成代谢远远大于分解代谢。因此出生率远远大于死亡率，导致细菌种群密度上升。此阶段生长曲线表现为种群数量呈对数上升(N=N₀·t,其中Nt为t时刻细菌总数。N₀为初始细菌数，为实际增长率，t为每个初始细菌增殖到t时刻的个体数)，即“J型生长曲线”。

　　 ②细胞特点：细胞代谢旺盛，生长繁殖速率快，由于无种内竞争现象，所以细菌个体的形态和生理特性稳定，常作为生产用的菌种和科研材料。

(3)稳定期

　　 ①形成原因：随着种群密度增大，培养环境发生变化：营养物的耗尽、营养物的比例失调、有害代谢产物的积累、pH变化，进而使细菌种群进入稳定期，在稳定期，环境阻力明显加大。种群内竞争加剧。此时，年龄组成为稳定型，合成代谢=分解代谢，出生率=死亡率，活菌数目达到最高。此时种群密度是环境所能负担的最高(K值)，即环境的量。此阶段生长曲线已不符合“J”型增长，变得较为平缓，整个生长曲线呈“S”型。

　　 ②细胞特点：活菌数目达到最高峰，细胞内大量积累代谢产物，特别是次级代谢产物，某些细菌的芽孢也是这个时期形成的，是发酵产物的最佳收获期。

(4)衰亡期

　　 ①形成原因：营养物质过度消耗，有害代谢产物大量积累、pH剧烈变化，外界环境对继续生长越来越不利，阻力进一步加大，种内竞争剧烈。分解代谢远远大于合成代谢，继而导致菌体死亡、出生率远远小于死亡率、呈负生长、种群密度显著下降。此阶段生长曲线迅速下降。

②细胞特点：剧烈的种内竞争使得细胞出现多种形态，甚至畸形。有些细胞的水解酶活力增强，导致细胞自溶，并释放出次级代谢产物如抗生素及芽孢。

2．种群的数量变动及其影响因素

　　 种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降等，这里主要介绍一点有关种群的增长方面的知识。种群数量的增长有两种基本模式：指数式增长和逻辑斯谛增长。

　　 指数式增长：在食物(养料)和空间条件充裕，气候适宜、没有敌害等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N_O，年增长率为，该种群每年的增长速率都保持不变，那么一年后该种群的数量应为：

N₁=N₀·

　　 二年后该种群的数量

　　 N₂=N₁·=N₀·²

　　 t年后该种群的数量应为

N₁=N₀·^t

图10-1

　　 如用坐标表示，横坐标表示时间，纵坐标表示种群数量，那么种群的增长就会成“J”形曲线。如图10-1所示。种群的指数式增长模式在理论上是存在的，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源、空间和食物不可能是无限的，即使在实验条件下也无法做到。

　　 逻辑斯谛增长：在自然条件下，环境条件是有限的，因此种群不可能按指数式增长模式增长。当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的上升，个体间对有限空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，以该种群为食的捕食者的数量也会增加，这就会使这个种群的出生率降低，死亡率增高，从而使种群数量的增长率下降。当种群数量达到环境条件所允许的最大容纳量时，种群数量将停止增长。有时会在最大容纳量上下保持相对稳定。据此生态学家逻辑斯谛建立了种群在有限环境条件的种群数量增长的数学模，称为逻辑斯谛方程。它是一个微分方程，=rN()。式中dN/dt是在某一时间、某一种群数量条件下的瞬时增长率；r是内禀增长率，即该种群的最大增长潜力；K为环境的容纳量；N为某一时间的种群数量。按此方程绘制的曲线如图10-2所示。曲线成“S”形。在N=1/2 K时，“S”形曲线有一个拐点A。

在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般将种群的数量控制在环境容纳量的一半，即1/2K值时，此时种群增长速度最快，可提供的资源数量也最多，而又不影响资源的再生。当种群数量大于1/2K时，种群增长的速度将开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于1/2K时就可以猎取一定数量的该生物资源，而且获得的量最大，当过度猎取导致种群数量小于1/2K时，种群的增长速度将减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。

种群数量的增长速度是由出生率、死亡率、迁入和迁出决定的，所以凡是影响到出生率、死亡率、迁入和迁出的因素都可影响种群数量的变化，如气候、食物、被捕食，传染病等。

1．种群的概念及其基本特征

　　 种群是在一定空间中的同种个体的集群，作为一个种群不仅占有一定的空间，而且具有一定的结构，同一种群内的个体间具有交换基因的能力。种群虽然是有同种个体组成，但不等于个体数量的简单相加，从个体层次到种群层次是一个质的飞跃，因为种群具有个体所没有的一些“群体特征”，如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率、死亡率、平均寿命等。

　　 生物物种的生存、发展和进化都是以种群为基本单位进行的。因此个体与种群的关系是一个部分与整体的关系。

9．(2000年上海高考试题)实验测得小麦在不同波长光照下光合速率的变化和小麦植株中叶绿素a对不同波长光线的相对吸收量，根据实验数据制成如图12-29的曲线图。请据图回答：

图12-29

(1)从图中可看出叶绿素a主要吸收________光和_________光。

(2)在波长450nm光照下的产糖速率比在波长700nm光照下的__________；在波长425光照下的氧气释放速率比在波长650nm光照下的______________。

(3)在波长750nm到800m光照下的光合速率为零，其最可能的原因是_________________。

(4)叶绿素a吸收光能后被激发，放出__________，完成了光能转换成电能的过程。

8．(1997年上海高考试题)生物实验室里，有下列试剂供实验时选用：

A．10^-10M的引哚乙酸　　　 B．10^-4M秋水仙素　　 C．0．6%NaCl溶液

　　 D．醋酸洋红染液　 　　　　E．10%HCl溶液　　　 F．50%蔗糖溶液

(1)分别用上述 6种试剂处理小麦幼苗根尖细胞30min后观察，经处理后细胞仍有生活力的试剂为____________________________________。

(2)欲观察洋葱根尖细胞染色体，应选用试剂___________________。

(3)能促使插条生根的试剂是_________________________________。

(4)欲使单倍体水稻结实，应选用试剂________________________。

(5)在验证“细胞吸水原理”实验中，用试剂F处理洋葱表皮。过一段时间后，用清水替代试剂F，镜检时发现_______________________。

7．(1995年上海高考题)关于水污染对生物影响的实验如图12-28所示，将放置一天的洗碗水、河水、自来水各5mL分别注入1-3号试管中，再各滴加20滴0．01%亚甲基蓝溶液。把上述试管在温室中放置40分钟后，l号管内水样由蓝色变为无色，2号管内水样变为浅蓝色，3号管内水样颜色无变化。请回答：

(1)在1号、2号试管内水样中大量繁殖的生物是___________。

(2)上述生物的数量与水样中的__________含量成正比。

(3)1号、2号管内水样变色的原因是_______________。

6．(2000年广东高考试题)从某腺体的细胞中，提取出附着有核糖体的内质网，放入含有放射性标记的氨基酸培养液中。培养液中含有核糖体和内质网完成其功能所需的物质和条件。很快连续取样，并分离核糖体和内质网。测定标记的氨基酸出现在核糖体和内质网中的情况，结果如图12-27所示。

图12-27

(1)放射性氨基酸首先在核糖体上大量累积，最可能的解释是_____________________。

(2)放射性氨基酸继在核糖体上积累之后，在内质网中出现，且数量不断增多，最可能的解释是____________________________。

(3)实验中，培养液相当于细胞中的__________________。