生物种群

生物种群（共10篇）

生物种群 篇1

羊草 (Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.) 是禾本科 (Gramineae) 赖草属的一种多年生草本植物, 主要分布于欧亚草原带的东部自贝加尔湖到我国的东北平原。它是一种典型的克隆植物, 生态适应性好, 生态可塑性强, 既可以分布在地带性的草甸草原和典型草原, 又可群生于非地带性的盐碱地和低洼地段上[1,2,3]。未来全球变暖, 云层增多, 太阳辐射减少[4], 本实验模拟太阳辐射减少, 研究太阳辐射减少对羊草草原生物量变化的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与实验设计

本实验选择天然羊草分株种群为研究对象。在5月初羊草营养生长开始时期进行, 选择地势较平坦排水良好的地块, 设置4种遮光梯度处理, 遮光强度分别为0% (CK) 、30% (S1) 、50% (S2) 、70% (S3) 4种处理, S1处理采用一层纱网布, S2和S3处理分别用相当强度的遮阳网。每个小区面积4 m×4 m, 为防止各小区间相互影响, 小区间有2 m的通道。每个处理重复5次, 一共20个试验小区, 各小区随机排列。

1.2 测定方法

到8月底种子成熟后, 在每个小区中央取0.5m×0.5 m的小样方, 用剪刀剪掉地上部分, 用信封装好, 带回实验室后将植株分成穗、茎、叶片、根茎4部分, 并按照小区编号进行分装;小样方的地下部分用铁铲沿小样方周围线切下, 深度为30 cm, 把整个土块用塑料袋装好, 回去放在大盆里用水慢慢泡开, 用孔径0.5 mm的纱网把根捞出, 再用清水冲洗数次 (冲洗时注意须根别流失, 根茎别弄断) , 然后人工将根茎和细根分开, 按照小样方的编号将各个部分分装, 所有的植物样品均在75℃下烘干24 h, 直到样品达到恒重。

2 结果与分析

植物在不同的光环境下生长, 其各部分生长情况有很大的差异, 本研究表明羊草地上生物量受遮荫干扰影响较大, 地下生物量影响不显著。

2.1 不同遮荫处理下羊草地上茎生物量变化

图1所示的4个梯度的遮荫处理中, S3 (70%) 处理中地上茎生物量显著高于S1和CK处理;S2 (50%) 处理地上茎生物量显著高于对照组, 并且S3处理的地上茎生物量接近CK处理的一倍。随着遮荫强度的降低, 单位面积地上茎生物量也在下降, 表明遮荫有利于植物地上茎的生长, 或者说遮荫促进植物的高度生长。

注:不同字母间为差异显著P<0.05

2.2 不同遮荫处理下羊草叶片的生物量变化

图2不同处理下羊草叶片的生物量变化关系可以看出, 四种处理中S2和CK间差异不显著, 但它们与S1和S3之间达到差异显著水平 (P<0.05) , 说明在单位面积内S2和CK有更大的叶片生物量。实验中我们测得单位面积的叶片平均生物量在110g左右, 是植物地上生物量的主要组成部分, 也决定植株的生产力。叶片往往是动物采食的主要部分, 因此, 叶片产量的增加对于畜牧业生产是相当有利的。

2.3 不同遮荫处理下羊草穗的生物量变化

图3不同遮荫处理对羊草穗的生物量影响中可以看出, S3 (70%) 遮荫处理下的羊草出穗数显著高于其它组 (P<0.05) , S3每平米平均出穗数大约7 g左右, 而最低的对照组每平米只有2 g左右;S2和CK穗的生物量基本相同, 大约每平方米2g左右;S1处理每方米3 g左右。表明重度遮荫有利于穗的生长。

2.4 不同遮荫处理下羊草的根茎生物量变化

图4羊草根茎生物量的变化情况, 经分析知, 羊草根茎在遮荫处理下的生物量没有显著差异, 平均60 g/m2左右。其中S3处理的根茎生物量最低, 其它几种处理下根茎生物量基本相同。

2.5 不同遮荫处理下羊草的地上地下生物量变化

由表1可知, 遮荫处理对羊草地上部分影响较显著, 其中S2地上生物量最大, 其次是S3和CK, S1的地上生物量最小并且与S2和S3呈显著差异。地下生物量之间没有显著差异。总生物量中S2最大, 达到1 000 g/m2以上, S1处理的地下只有800g/m2左右, S3和CK基本相当。说明S2处理对羊草生物量影响较大, 并且显著的影响地上部分生生物量 (F=5.17, P<0.05) , S2处理为今后饲草生产提供了一种提高产量的方法, 但S2处理对种子生产不利, 种子产量很低, 我们分析可能是S2的光强正好适合羊草的营养生长, 或者此种情况下光合所产生的能量都被用于营养生长而给生殖分配的较少。

3 结语

遮荫干扰下羊草各部分生物量发生一定变化, 尤其是羊草茎、叶和穗生物量, 在几种处理间达到差异显著水平, 地下生物量在几种处理间没有达到显著差异。从实验结果分析, 遮荫干扰显著影响羊草的生物量分布, 对羊草分株种群的营养生长和能量分配产生一定影响, 可能是羊草分株种群在适应遮荫条件下的一种生长权衡对策。

参考文献

[1]杨允菲, 张宝田.不同阶段的光温因子对羊草种群种子生产性状的影响[J].草业科学, 1991, 13 (5) :8-13.

[2]杜占池, 杨宗贵.羊草呼吸作用与温度光照水分的关系[J].植物生态学与地植物学, 1993, 17 (4) :339-344.

[3]王仁忠.放牧影响下羊草种群生物量形成动态的研究[J].应用生态学报, 1997, 8 (5) :505-509.

生物种群 篇2

关键词：黄瓜；连作；微生物；土壤酶活性

中图分类号： S642.204 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0150-02

病虫害和土壤理化性质改变会导致黄瓜连作障碍，严重制约设施黄瓜的优质安全生产。目前生产上克服黄瓜连作障碍的主要措施是嫁接换根，嫁接换根可以防止黄瓜枯萎病的发生，但是随着连作年限的增加又会出现一系列新的问题，如土壤传播的病害加重、黄瓜长势变弱、黄瓜产量及品质变差等。轮作可以减轻连作障碍，本研究探讨种植不同作物对土壤环境及生理指标的影响，初步了解不同蔬菜作物轮作对减轻黄瓜连作障碍的效果，旨在为黄瓜生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

材料选自距内蒙古自治区通辽市科尔沁区10 km的新发屯大棚区。

1.2 根际土壤中微生物种群及酶活性的测定

1.2.1 土壤样品的采集

以3年嫁接连作土壤为对照（处理1），2年嫁接连作土壤（黄瓜嫁接南瓜）上轮作白菜（处理2），2年嫁接连作土壤（黄瓜嫁接南瓜）上轮作番茄（处理3），2年嫁接连作土壤（黄瓜嫁接南瓜）上轮作萝卜（处理4）。采集不同作物根际土壤带回实验室，4 ℃保存备用。

1.2.2 土壤理化性质的测定

采用重铬酸钾容量法测定土壤有机质含量；采用重铬酸钾-硫酸消化法测定土壤速效氮含量；采用碳酸氢钠法测定土壤速效磷含量；采用乙酸铵-火焰光度计法测定速效钾含量；采用电位测定法[1]测定土壤pH值。

1.2.3 根际土壤微生物数量测定

细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基（牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，琼脂20 g，蒸馏水定容至1 000 mL，用1 mol/L HCl或NaOH调节pH值至 7.0～7.2，121 ℃高压灭菌20 min）。放线菌采用改良的高氏1号培养基（可溶性淀粉20 g，KNO31 g，NaCl 0.5 g，K2HPO4 0.5 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，FeSO4 0.01 g，琼脂20 g，用蒸馏水定容至1 000 mL，pH值7.2～7.4，每300 mL培养基中加入1 mL3%重铬酸钾，121 ℃高压灭菌20 min）。真菌采用马丁氏培养基（葡萄糖10 g，蛋白胨5 g，KH2PO4 0.5 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，琼脂20 g，用蒸馏水定容至1 000 mL，pH值自然，每 1 000 mL 培养基中加入3 mL乳酸（分析纯），115 ℃高压灭菌 30 min）。采用平板稀释涂布计数法计数菌落，称取新鲜保存的土壤样品10 g，倒入含90 mL无菌水的250 mL三角瓶中，放入摇床振荡混匀。用无菌水依次稀释土壤悬浊液，取稀释10 000倍的悬浊液各0.1 mL分别涂布于牛肉膏蛋白胨培养基、改良的高氏1号培养基、马丁氏培养基上，细菌、放线菌平板置于30 ℃培养3 d，真菌平板置于28 ℃培养5 d，分别计数[2-3]。

1.2.4 根际土壤酶活性测定

采用比色法测定蛋白酶活性，以1 g干土24 h生成酪氨酸的量作为1个活性单位。采用奈氏比色法测定脲酶活性，以1 g干土24 h生成的NH3-N量为脲酶的1个活性单位。采用邻苯三酚比色法测定多酚氧化酶活性，以1 g干土3 h生成的没食子儿茶素量为多酚氧化酶的1个活性单位。采用高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶活性，以1 g干土1 h内消耗的0.1 mol/L KMnO4体积数（以mL计）表示酶活性[4-5]。

2 结果与分析

2.1 黄瓜连作土壤种植不同作物后的土壤理化性质

连作2年的土壤嫁接黄瓜后，轮作番茄的土壤中速效氮含量、速效钾含量最低；轮作萝卜的土壤中速效磷含量最低；对照土壤中有机质含量最低；各处理的pH值无明显差异（表1）。

2.2 黄瓜连作土壤种植不同作物后土壤中微生物的变化

轮作不同的蔬菜后土壤中微生物区系结构发生改变。与连作黄瓜的土壤相比，种植白菜的土壤中细菌、放线菌数量均明显增加；种植萝卜的土壤中放线菌数量最高；3年连作黄瓜土壤中真菌数量在微生物总量中所占比例相对较高（图1）。

2.3 黄瓜连作土壤种植不同作物后土壤酶活性的变化

由表2可知，对照土壤中蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶及过氧化氢酶的活性均明显低于轮作其他作物的土壤。种植番茄的土壤脲酶活性最高；种植白菜的土壤蛋白酶活性最高；种植萝卜的土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶活性最高。

3 结论与讨论

设施连作会导致土壤养分失衡、有机质含量降低、微生物多样性和稳定性变差、酶活性降低[6]。本研究结果表明，连作3年黄瓜土壤中速效磷、速效钾含量相对较高；微生物总量较少但真菌含量相对较高。轮作可以提高土壤有机质含量，增加土壤酶活性，改善土壤环境，减轻连作障碍。与连作黄瓜相比，种植其他作物的土壤中脲酶、过氧化氢酶、蛋白酶、多酚氧化酶活性均有不同程度的提高。这些酶活性的提高可以加快土壤养分的转化利用，减少土壤毒素积累，改善土壤环境[7-8]。

参考文献：

[1]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，2000：268-282.

[2]万 欣，董元华，王 辉，等. 番茄温室土壤碳氮磷的生态化学计量学特征及其与土壤酶活性的关系[J]. 江苏农业科学，2013，41（10）：281-285.

[3]李 慧，陈冠雄，杨 涛，等. 沈抚灌区含油污水灌溉对稻田土壤微生物种群及土壤酶活性的影响[J]. 应用生态学报，2005，16（7）：1355-1359.

[4]赵青云，王 辉，王 华，等. 种植年限对香草兰生理状况及根际土壤微生物区系的影响[J]. 热带作物学报，2012，33（9）：1562-1567.

[5]张 晶，张惠文，丛 峰，等. 长期灌溉含多环芳烃污水对稻田土壤酶活性与微生物种群数量的影响[J]. 生态学杂志，2007，26（8）：1193-1198.

[6]李 威，程智慧，孟焕文，等. 轮作不同蔬菜对大棚番茄连作基质中微生物与酶及后茬番茄的影响[J]. 园艺学报，2012，39（1）：73-80.

[7]Ennin S A，Clegg M D. Effect of soybean plant populations in a soybean and maize rotation[J]. Agronomy Journal，2001，9（3）：396-403.

小球藻共栖微生物种群多样性分析 篇3

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料

小球藻为南京工业大学陈集双教授实验室保藏藻种。用于转化的大肠杆菌E.coli DH5α购自北京索莱宝生物科技有限公司。

1.1.2 试剂

用于小球藻和细菌培养、检测的分析纯试剂Mn Cl2、Na2MO4、Co(NO3)2等购自国药集团化学试剂有限公司。克隆载体p BS-T、DNA marker、PCR相关试剂购自上海生工生物工程技术服务有限公司。质粒提取、PCR产物纯化使用“天根生化科技(北京)有限公司”试剂盒。RsaⅠ、Taq聚合酶、T4DNA连接酶等分子生物学试剂购自NEB或MBI公司。

1.1.3 仪器

DYY-12型电泳仪,北京市六一仪器厂;Gel Doc XR+凝胶成像系统,美国BIO-RAD公司;HYG型震荡培养柜,上海欣蕊自动化设备有限公司;Sigma3-16pk型高速冷冻离心机,德国SIGMA公司;MDF-382E型超低温冰箱,日本SANYO电子有限公司;FA2004电子天平,上海越平科学仪器有限公司;紫外分光光度计,Amersham Biosciences。

1.2 方法

1.2.1 培养基

小球藻培养的培养基是BGN11培养基[74],p H为6~7。共生菌培养利用LB培养基:1.0%胰蛋白胨,1.0%Na Cl,0.5%酵母粉。固体LB培养基中加入1.5%琼脂粉。培养基高压灭菌备用。

1.2.2 小球藻的培养

将小球藻接种到BGN11培养液,在智能光照培养箱中培养。智能光照培养箱控制器采用微电脑技术,培养温度为(25±0.1)℃,光照强度为3 000 lx,光暗周期12 L:12D。每天定时摇动培养瓶6次,防止小球藻下沉或贴壁。

1.2.3 共生菌分离、纯培养与保藏

在无菌操作台上,将小球藻的培养液通过梯度稀释,接种于固体LB培养基,置于28℃培养箱中培养。在培养2~3 d左右,选取不同形态的菌落,进行再次划线培养,直至分离获得形态单一的纯培养菌落。将得到的纯化的菌落,用液体LB培养基进行培养。将菌液和甘油等体积混合均匀,置于-80℃超低温冰箱保藏菌种。

1.2.4 基因组DNA提取

利用苯酚-氯仿抽提的方法,提取菌株基因组DNA[9]。取1 m L对数生长期的菌体悬液,在10 000r/min离心2 min,弃上清;向菌体沉淀中加入加450μl TE缓冲液,重悬浮;按照表1加入Lysozyme混匀,加50μl 20%SDS,75℃水浴5 min;加500μl3∶1的苯酚:氯仿,反复抽提蛋白质,动作不可过大,防止DNA在抽提中发生断裂降解。利用3 mol/L Na Ac和异丙醇,沉淀DNA。用70%的乙醇清洗DNA,室温干燥,加入TE缓冲液溶解,电泳检测。

1.2.5 16Sr DNA序列扩增

以基因组DNA为模板,采用引物F1、R1进行细菌16S r DNA序列扩增,引物序列是[10]:F1:AGAGTTTGATCCTGGCTCAG,R1:GGTTACCTTGT-TACGACTT。PCR反应退火温度是57℃。

1.2.6 16S r DNA序列限制性酶切分析

利用限制性内切酶RsaⅠ(5'-GTAC-3')酶切16S r DNA,进行ARDRA(amplified ribosomal DNA restriction analysis)分析[11,12]。酶切反应体系(10μl):1μl 16S r DNA的PCR产物,1μl 10×缓冲液,0.5μl RsaⅠ。将酶切结果相同的划归为一个操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OUT)。

1.2.7 测序与生物信息学分析

利用胶回收试剂盒菌株16S r DNA的PCR产物进行割胶纯化,获得单一条带。将条带与T载体进行连接、转化。利用蓝白斑方法筛选转化子中的阳性克隆,提取质粒,利用PCR检测阳性质粒,送生物公司测序。利用BLAST程序在NCBI数据库中,进行序列比对,结合生物信息学软件分析菌株的多样性。

2 结果与分析

2.1 小球藻的培养情况

在光照培养箱中,利用BG11培养基培养小球藻,小球藻的生长状况良好(图1)。

2.2 共生微生物的分离

利用纯培养的方法获得15种菌落表型特征各异的小球藻共生微生物。

2.3 菌株基因组DNA提取和16S r DNA扩增

利用有机溶剂抽提的方法,获得共生菌株基因组DNA,在浓度为0.5%琼脂糖凝胶中,进行电泳分析(图2)。获得基因组DNA的质量较好,以其作为基因扩增模板,扩增出共生菌16S r DNA序列,其中1株共生菌的结果见图3。

2.4 小球藻共生菌ARDRA分析

利用纯培养的方法获得15株菌落表型特征各异的小球藻共生微生物。将各菌株16S r DNA PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳分析,得到目的条带。利用RsaⅠ酶切16S r DNA序列,分析共生菌多态性。结果获得了7个OUT(表2)。菌株测序显示,分属2个门的7个属:(1)变形菌门(Proteobacteria),包括气单胞菌属(Aeromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、泛菌属(Pantoea);(2)厚壁菌门(Firmicutes)包括锰氧化还原菌(Exiguobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)。

M:1kb DNA marker;1、2:基因组DNA。M:1kb DNA marker;1,2:Genomic DNA.

2.5 小球藻共生微生物类群

利用BLAST程序,在Gen Bank数据库中比对小球藻共生微生物16S r DNA序列。利用DNAMAN等生物信息学软件,构建系统发育树(图4),分析小球藻共生微生物类群。结果显示,HZF1与Exiguobacterium acetylicum strain BGSLP4(KP191982)演化关系近,属于锰氧化还原菌属(Exiguobacterium sp.)。HZF2与Enterobacter ludwigii strain YPB10-1(JQ308612)、Enterobacter ludwigii strain AF79(LC015547)和Enterobacter ludwigii strain 96(DM(B))(KF254593)演化关系近,属于肠杆菌属(Enterobacter sp.)。HZF6与Pseudomonas sp.ICS9(JQ995482.1)、Pseudomonas sp.DP-1(KP238212)演化关系近,属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。WB1与Stenotrophomonas maltophilia strain KNUC605(HM047520)演化关系近,属于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)。WB3与Bacillus subtilis strain ACL12(JX042469)、Bacillus subtilis strain PPL-SC9(KM226924)演化关系近,属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。WB7与Aeromonas caviae strain S5-40(KC202280.1)、Aeromonas veronii strain B7(KF661548)、Aeromonas veronii B565(NR102789)演化关系近,属于气单菌属(Aeromonas sp.)。WB11与Pantoea ananatis strain BD 561(DQ133546.1)、Pantoea ananatis strain BD 561(DQ133546.1)、Pantoea ananatis PA13(CP003085)演化关系近,属于泛菌属(Pantoea sp.)。

3 讨论

3.1 共生微生物分析技术探讨

随着微生物学和分子生物学技术的发展,共生微生物研究不断深入。常用分析技术有变性梯度凝胶电泳(DGGE)、温度梯度凝胶电泳(TGGE)、末端限制性片段长度多态性(T-RFLP),以及本文所采用的扩增r DNA限制酶分析(ARDRA)在微生物多样性研究中多有应用[11,12,13,14,15]。ARDRA技术对某一基因进行限制性多态分析,常用的限制性内切酶有Csp6Ⅰ、HaeⅢ、HinfⅠ和RsaⅠ等,其产生的条带较少,但分辨率较低[11,12]。本研究选择RsaⅠ进行ARDRA分析,确定获得的菌株分为7个OUT。

3.2 小球藻共生微生物种群多样性

在微藻和菌的共栖系统中,微藻产生的有机物成为了细菌生长的主要营养来源,同时细菌的代谢产物也会影响到微藻的群落变化。当然,不同类型的微生物对微藻的影响各异。

由于微藻的新陈代谢和光合作用,微藻向环境中释放有机物质和氧气,在微藻的周围形成了一种藻际微环境。这种微环境具有高溶氧、高p H和低CO2的特点,其中生活着的细菌与藻密切联系[1]。结合本文和他人的研究[5,6,7,8],目前发现的小球藻共栖菌的特点是:(1)革兰氏阴性菌占据绝对优势,涉及到假单胞菌属、气单胞菌属、泛菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属、交替单胞菌属、寡养单胞菌属、肠杆菌属、香味菌属和少动鞘氨醇单胞菌,其中假单胞菌属、气单胞菌属、泛菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等多次被发现,而寡养单胞菌属、肠杆菌属是本研究中首次发现;(2)革兰氏阳性菌只有芽孢杆菌属和锰氧化还原菌属,其中芽孢杆菌属多次被发现,而锰氧化还原菌属是本研究首次发现;(3)对不同来源小球藻的共生细菌群落分析结果存在着差异,但都未分离到弧菌;(4)在小球藻共生菌中,很少分离到真菌,本研究没有分离到真菌。

病毒是与小球藻关系密切的另一大生物类群,目前研究的小球藻的病毒以DNA病毒为主,也有关于RNA病毒的研究。小球藻DNA病毒分类上属于藻类DNA病毒科的绿藻病毒属。其中,PBCV-1是小球藻病毒的模式生物,基因组是线状ds DNA,呈现球形多面体[16]。最近,研究人员从纯培养小球藻分离到多条RNA病毒[17],其中,dsRNA6与双分病毒科潜隐病毒的相似度约70%,DSR1与狒狒正呼肠孤病毒L3片段的核苷酸序列相似度达到100%,DSR2与巨大海洋病毒相似度为80%,DSR3与机湖藻DNA病毒的相似度为86%。

4 结论

城市林业建设与有害生物种群防治 篇4

1.城市林业建设

城市森林建设是一个新领域,也是新时期我国城市林业发展的新方向。目前, 专家们从不同角度对城市森林和城市林业有不同的理解,虽没有一个公认的“城市森林”概念,但已达成了一定的共识。

城市森林是城市和森林的融合,它涉及森林学、园林学和生态学等诸多学科和部门。森林的功能和效益以及今后其发展主体应是有一定规模的近自然的森林生态系统,诸如大片的生态公益林以及各类专项环境保护林。城市森林的功能定位将森林的生态需求放在第一位。对于城市森林,它的首要功能不是物质产品的生产,而是它的生态功能,即优化城市生态与环境,维护城市生态安全,提升城市生态文明,在满足“三生态”要求下,发挥城市的经济效益,满足社会发展的需要,实现城市的可持续发展。

城市森林是在城市地域内以改善城市生态与环境为主,促进人与自然协调, 满足社会发展需求,由以树木为主体的植被及其所处的人文自然环境所构成的森林生态系统,是城市生态系统的重要组成部分。城市森林不能单纯从资源或类型的角度去理解,而是一种包含众多人为建筑景观在内,受多种因素干扰的新型森林生态系统。它的环境功能是第一位的。从生态学的观点城乡及其周边的树木为主组成的城市森林,对光、热、气、水、土等生态因子具有重要调节作用,对城乡的生态与环境保护起着不可替代的作用。森林就是城市的绿色之肺,而且葱茏繁茂的树林还是城乡文化品位与精神素养的反映,缺少树林的城乡如同一个体弱多病的患者,令人感到苍白无力,缺乏灵性和生机,更何况城市的古树名木还是城乡深厚历史的象征。

2.我国城市林业现状

随着全球经济一体化速度的加快和国际间贸易往来的增多,林业有害生物入侵、扩散、成灾的压力不断增加。有害生物严重影响林木生长、更新，也影响生物多样性形成；经济林、天然次生林、灌木林和荒漠植被有害生物侵蚀问题日渐突出，逐步由次要矛盾转为主要矛盾。与此不相适应的是：防治技术手段落后、信息滞后、依法防治意识淡薄、防治机构队伍建设亟待加强、防治机制不适应新形势发展需求等等，林业有害生物防治工作面临的形势仍十分严峻。我国现有的相关法律也已经涉及到外来物种的控制问题，但是这些法律、条例及组织体系主要集中在人类健康、病虫害及与杂草检疫有关的方面，并没有充分包含入侵物种对生物多样性或生态环境破坏的相关内容，与从生物多样性保护角度控制外来物种的目标还相差甚远。因此为保护生态环境和生物多样性，控制外来物种入侵，建立完善的控制外来物种的制度体系是十分紧迫而必要的。

3.有害生物防治措施

(一)依法防治 首先,明确林业有害生物防治属于公益事业,因此各级林业有害生物防治检疫机构应当列入执法监督类事业单位或实行公务员管理;或者成立由林业公安分局、林政资源科、森防站组成的林业综合执法大队。其次,提高林业有害生物防治工作的法律地位,完善各项法规、规章、规定、制度和管理办法,加快制定相关 标准,实现管理工作的法制化、制度化和规范化,大力加强防治法规体系建设,强化行政执法和管理职能,强化服务意识,实现由重除治向重预防的战略性转移。

(二)日常监测

探索和推行有奖举报制度、报告森林病虫情奖励制度,走专群结合、专兼结合的测报新道路。在国家中心测报点的基础上,进一步健全、完善基层测报网络:一,在森林面积大的村或每个乡镇,长年聘用一名有经验的林农作为虫情调查员,定任务、定奖惩,经培训后颁发上岗证。二,县级固定测报网,根据树种面积分布,固定一定量的调查点,由县级站组织技术人员调查。充分重视森防从业人员的技术培训工作。经常进行短期业务培训和学习,提供到先进地区参观学习甚至实地工作的机会。各级森防人员应保持相对稳定,便于知识和经验的积累。森防从业人员要有高度的责任感和吃苦耐劳的敬业精神,要加强对森防队伍的管理,同时切实提高待遇。

(三)防治改革

1.应分商品林和公益林两种

商品林的经营者和受益者应是同一法人,商品林应由经营者防治。但县级森防站应做好技术指导工作,其表现在:一要有经营者的经营档案,能确保“森林病虫预报”寄到经营者手中。二要有防治试范户,带动一片。但商品林中的用材林,由于面积较大,主伐期较长,而且易产生林业有害生物甚至危险性、检疫性有害生物,因此国家或地方政府对其防治应予以补助,并纳入林业有害生物突发事件紧急处置预案。

公益林的受益者是全社会,应由国家承担防治费用,地方政府适当配套,林业部门负责防治,森防机构组织具体防治工作。

2.建议政府出台相关政策,支持引导有能力的组织或个人成立民营森林病虫害防治服务机构,国家应在税收等各方面提供政策优惠,扶持其初期发展;森防总站可以在部分条件比较成熟的县、市先作试点。

3.防治工程实行承包制:一由林业部门、林权经营法人或森防机构发布防治工程项目,从事森林病虫害防治的公司根据相关调查资料制定工程项目防治方案,专家组选择合理科学的方案承包防治,森防机构为工程监理单位。二由林业部门、林权经营法人指定诚信度的防治公司承包防治,公司制定工程项目防治方案,专家组审核修改后执行,森防机构为工程监理单位。

(四)行业管理

加强对林业有害生物防治工作的行业管理,应当坚持依法行政,服务社会,不断提高能力和水平。在依法治理上,尽快制定相应的法律法规、行业标准、技术规范,充分运用法律武器,强化行业执法,克服和防止依法行政中的缺位、越位和错位问题,不断提高管理水平和服务能力,树立行业管理的地位。

(五)体系建设

1.全面加强林业有害生物防治队伍建设。省总站要有计划地对县级站人员进行专业知识培训,开展多种形式的岗位培训和技术培训,使行业整体素质明显提高。

2.加强基础设施建设,包括实验室、标本室、药剂药械库、除害处理设施、交通工具和其他应急装备等。

3.把预防工作放在首位,全力抓好检疫和监测预报工作,突出防治重点,坚持工程治理,大力加强监测预警、检疫御灾和防治减灾三个体系建设。

4.加大资金投入,逐步解决因资金投入不足而导致的防治率不高、与实际需要不相适应及检疫监测等预防性工作难以开展等问题。

(六)提高科技含量

1.新时期提高林业有害生物防治工作科技含量的关键是推行无公害防治、防范有害生物入侵传播、确保生态和森林食品安全。主攻方向为有害生物成灾机理、生物防治、高效低毒低残留农药的研制和应用,实现重大森林病虫鼠害的可持续控制。目标任务包括:重大检疫性病虫害发生范围有大的压缩,常发性病虫害危害程度和危害面积大幅度下降和减轻。

2.林业有害生物的发生发展有其自然规律。要提高认知水平和防控能力,就必须高度重视和支持林业有害生物的科学研究,加大资金投入,加快生物技术及其产品开发,大力推广先进适用技术,不断提高防治工作的科技含量。

3.加强科技资金投入和支持力度,从资金、人力、制度上保证科技示范推广工作能持续有效开展,而不是流于形式。科技示范户的选择可采取先公告、自主报名后择优选择的办法,扩大选择面,提高示范户的责任心和积极性,提高示范效果。科技成果转化为生产力必须要有网络支持,而建立网络必须有资金和人力的支撑。

4.城市林业建设展望

城市森林建设要与城市水体保护有机地结合起来,一方面发挥森林净化地表径流、吸收重金属等污染物的功能,保护城市的水体;另一方面,利用城市水体的功 能改善森林生长繁育的环境,促进森林绿地形成更为完善的植被结构和更为强大的生态功能。一是要把森林引入到城市,建立林网化;二是与林网相配合,实现水网化。林网化与水网化的城市森林建设理念就是要在城市范围内建立起一个能够最大限度改善城市环境的森林生态网络体系。林网化与水网化是密不可分的统一体,具有林水相依、林水相连、依水建林、以林涵水的特点,具体就是基于城市特点,全面整合林地、林网、散生木等多种模式,有效增加城市林木数量,恢复城市水体,改善水质,使森林与各种级别的河流、沟渠、塘坝、水库等连为一体,建立以核心林地为森林生态基地,以贯通性主干森林廊道为生态连接,以各种林带林网为生态 脉络,实现在整体上改善城市环境、提高城市活力的林水一体化城市森林生态系统。

模拟自然状态下森林的特点进行近自然的城市森林设计和管护理念,把生态效益与景观效果结合起来,以满足城市改善生态与环境和人们追求回归自然的双重需求。城市森林的近自然设计讲究“师法自然”,但并不是完全照搬自然,还要考虑城市的特点和人体的需求,并不是所有的自然植被组合都是适合于城市环境和有益于人体身心健康的。近自然的设计一方面是强调模仿植物的自然组合,突出乡土植被在城市森林建设中的地位和作用,获得自然美;另一方面,也不能忘记植物组合多样性和稳定性。近自然的设计还表现在对城市森林生态建设用地原有地貌、地形条件的利用上,讲究依地就势。城市森林建设的目的就是要为人们提供良好的生活环境,无论是大的山体、水面、片林,还是小的地形的起伏,零星的散生树木,都可以通过合理的设计使之成为城市森林的组成部分。城市森林建设要源于自然而高于自然,模仿效益最大、稳定性最强、景观效果最好的类型。进行城市森林布局,要利用原有的森林植被、林草植被、古老的林木和原生的地形地貌的自然生态价值,通过合理的设计使他们的生态价值、文化价值、历史价值更充分完美地表达出来。要强调保护原有的地带性天然植被,人工林也应该是近自然的模式,这种近自然就是提倡建设以群落建群种为主,借鉴地带性自然森林群落的种类组成和结构特点,尊重群落的自然演替规律。

三讲“种群”概念 篇5

第一讲：

我首先让学生通过阅读，找到了种群的概念，然后请学生谈谈这一概念中的要点是什么。

高中阶段的学生很容易就抓住了概念中的三个要点：①一定的自然区域；②同种生物；③全部个体。

接下来，我举出代表性的“错例”让学生在改正的过程中加深对概念的理解和把握。

（反思：在这样的教学设计中，培养了学生一定的分析能力、判断能力，但学生仍是以被动接受为主要学习方式，只是学习方向由教师把握，教师把学生可能出错的方面都已提前预设了。这样教学有较好的效果，但学生失去了试误学习的心理感受。于是，我调整了教学设计模式。）

第二讲：

对概念的分析仍使用原来的模式，在举例这一环节，我放手让学生来来判断、讲解。

有学生举例：一个池塘里全部的鱼。

有学生马上指出来，鱼是一类生物，不符合概念中“同种生物”的要求。我又让他举个例子，该生举例：一个池塘中全部的鲤鱼。

其他学生接着说：全部的鲫鱼、全部的草鱼也都是。

学生的思维陷入了极端，我要说话了：一个池塘中全部的成体鲤鱼是吗？

短暂的思考过后，又有学生说话了：我认为不是，因为还应该包括其他生长发育阶段的鲤鱼才是这个种群的全部个体。

还有不同意见吗？我补充了一句。

看到没有异议了，我又举了一个例子：一个池塘中全部的青蛙是吗？

是！几乎是全部学生的声音。

我没有评价，只是故作神秘地笑了笑。

学生又陷入了思考，这是我想见到的场面。

“我认为不是，蛙的幼体蝌蚪也应该包括进去才对。”

很多人已经开始认同这一点。

“我认为还应该指出具体是哪种蛙。”

学生生物分类学知识的欠缺，往往在这里会体现的很明显，我也在思考着……

（反思：调整后的教学，既培养了学生对重要概念的分析能力，也通过学生的自学自评，将知识在课堂上实现了内化，收到了较好的学习效果。在学生思维受限后，教师的及时引导，使学生对概念的把握更全面、更深刻。这种对概念的讲解，单独来看是可取的，但没有把这一重要概念在本章中的地位及与其他内容的联系突显出来，只见树木，不见森林，于是我又有了第三讲。）

第三讲：

首先，注重概念的引入：前面学习的三章内容，我们都是从个体水平来认识生命活动规律的，而在自然界中，每种生物都不是单独存在的，它们往往会组成一个集体，我们通常把这个集体叫做种群。今天我们就从群体的水平、宏观的角度去探寻生命活动的奥秘。

然后，引导学生分析概念要点、举例、自学自评。

在学生理解“种群”概念后，我又做了这样的引导：从刚才蛙的例子中我们不难想到，在一个种群中同时存在着不同发育阶段的个体，那么从群体水平出发，我们可以去开展哪些方面的研究呢？

学生的思维一下子活跃起来了：

“种群中不同年龄段个体的数量统计。”

“种群中雌雄个体的数量及比例。”

“人类中的出生率、增长率就是群体水平研究的问题，由此看来，其他种群也存在着出生率和增长率问题。”

……

（反思：新一轮课程改革中，教师的作用不仅仅是教给学生正确的知识，而应该在学生的学习活动中做好引导者，让学生通过自己的努力去获取知识，提高能力，不再局限于学生学会了什么，而应该放眼于学生应思考什么。在这一过程中，教师教学理念的转变才是重中之重。）

生物种群 篇6

一、材料与方法

㈠供试土壤与基础肥力试验设于庆阳市西郊大棚基地。供试土壤为黑垆土, 试验地基础肥力为:有机质15.36克/千克, 碱解氮48.8毫克/千克, 速效磷8.3毫克/千克, 速效钾201.8毫克/千克, p H值8.4。

㈡供试肥料控释尿素D90 (控释期90天) , 控释尿素D60 (控释期60天) , 含氮量≥42%, 尿素 (N≥46%) , 过磷酸钙 (P2O5≥12%) , 硫酸钾 (K2O≥33%) 。控释肥均为北京斯格利复合肥制造有限公司生产。

㈢试验设计该试验设置 (1) D90、 (2) D60、 (3) U、 (4) CK (不施尿素, 只施有机肥) 、 (5) 空白 (不施肥) 5个处理, 小区面积为2米×5米, 3次重复, 随机排列;磷钾全部做基肥深耕是一次施入, 控释氮素全部作为底肥于移栽时施入, 而普通尿素基肥一半移栽施入, 另一半于膨大坐果期追施。用量分别为纯N 300千克/公顷, P2O5225千克/公顷, K2O 225千克/公顷, 有机肥75吨/公顷。4月20日移栽, 密度为40000株/公顷, 分期采收, 分次计产, 以总产进行统计分析, 田间管理同一般大棚生产。供试品种为宝冠3号。

㈣取样测定

1.取样时间。分别于2010年6月下旬和8月下旬。采集0~20厘米根区耕层土壤, 对角线法分样, 筛后分成两份, 其中一份风干保存, 以待测定土壤酶活性、有机质等[10], 另一份置于冰箱4℃下保存鲜样, 以待测定微生物类群和数量。

2.土壤悬液制备。称土样0.5克, 迅速倒入带玻璃珠的49.5毫升无菌水瓶中, 振荡5~10分钟, 使土样充分打散, 制备成土壤悬液, 然后稀释3~8倍液待测备用。

3.菌液平板制备。取6、7倍液两管稀释液各1毫升, 分别接入相应标号的平皿中, 每个稀释度接两个平皿。然后取冷却至50℃的牛肉膏琼脂培养基, 分别倒入以上培养皿中 (装量以铺满皿底高1.5~2毫米为宜) , 迅速轻轻摇动平皿, 使菌液与培养基充分混匀, 制成细菌平板;取4、5倍液两管稀释液, 在每管中加入10%酚液5~6滴, 摇匀, 静置片刻, 然后分别从两管中吸出1毫升加入相应标号的平皿中制成放线菌平板, 选用高氏1号培养基 (每300毫升培养基中加入3%重镉酸钾1毫升, 以抑制细菌和霉菌生长) ;取2、3倍两管稀释各1毫升, 每个稀释度接两个平皿。在融化的土豆蔗糖培养基中, 每100毫升加入灭菌的乳酸1毫升, 轻轻摇匀, 然后制成霉菌的平板[11]。

4.土壤微生物培养。将接种好的细菌、放线菌、霉菌平板倒置, 即皿盖朝下放置, 于28~30℃中恒温培养, 细菌培养1~2天, 放线菌培养5~7天, 霉菌培养3~5天。观察生长的菌落[12,13]。记录土壤稀释分离结果, 并计算出每克土壤中的细菌、放线菌和霉菌的数量。计算方法:选择长出菌落数30~300之间的培养皿进行计数, 按以下公式:总菌数/克=同一稀释度几次重复的菌落平均数×稀释倍数。

5.土壤酶活性的测定。多酚氧化酶活性用比色法测定[14];脲酶活性用靛酚蓝比色法测定;转化酶活性用硫代硫酸钠滴定法测定;碱性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法测定[15]。

6.土壤养分测定。土壤有机质测定用油浴重铬酸钾容量法[13];采用硫酸重铬酸钾消煮液测定土壤氮素[16];采用钼试纸法测定土壤中有效磷[17];原子吸收分光光度计测定速效钾[18]。

二、结果与分析

㈠不同释放特性氮素对番茄根际土壤中微生物种群的影响图1表明:施用不同释放特性尿素, 土壤根际微生物数量依次为细菌>放线菌>真菌;所有施肥处理中皆以普通尿素单独施用对三大类微生物数量影响最小;但施用控释尿素对氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量变化均无显著差异。关于施用控释化肥是否也能明显影响根际土壤特殊生理菌群数量变化还需进一步研究。

对三大类微生物的影响, 细菌和真菌依次为D60>D90>U, 较对照增加显著, 但是尿素较对照不显著;放线菌依次为D60>U>D90, 增加数量较对照菌表现显著。

㈡控释尿素对土壤酶活性的影响不同施肥处理条件下土壤酶活性存在明显差异。表1结果显示, 过氧化氢酶是参与土壤中物质和能量转化的一种重要氧化还原酶, 在一定程度上可以表征土壤生物氧化过程的强弱[19]。在番茄试验中各施肥处理稍高于对照, 但差异不显著。说明不同控释尿素对土壤过氧化氢酶活性影响不大, 这与有关资料认为过氧化氢酶活性在施肥处理间差异较小相似[20]。虽种植作物不同, 但可能是由于试验时间较短, 故差异不显著。

土壤多酚氧化酶参加腐殖质组分中芳香族有机化合物的转化, 其活性能在一定程度上反映土壤腐殖化进程[13]。多酚氧化酶活性为D90>D60>CK>U;说明控释尿素具有提高多酚氧化酶活性的作用, 且释放控释期越长则多酚氧化酶活性越高。

转化酶对增加土壤中易溶性营养物质起着重要的作用[21]。研究结果表明, 各施肥处理转化酶活性均高于对照, 尤以D90、D60两种控释尿素对转化酶活性增加效果最为显著, 且显著高于普通尿素。

脲酶的酶促反应产物氨是植物氮源之一, 它的活性可以用来表示土壤氮素状况。番茄施用控释尿素脲酶活性明显低于普通尿素和对照, 降低了脲酶活性。磷酸酶可加速有机磷的脱磷速度, 积累的磷酸对土壤磷素的有效性具有重要作用[22]。碱性磷酸酶活性控释尿素>普通尿素>对照, 三种释放特性不同控释尿素之间无明显差异。总体来讲, 控释尿素具有提高磷酸酶活性的作用。

㈢控释尿素对土壤养分的影响从表2看出, 控释尿素对土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮及速效钾有明显提高作用, 对速效磷有降低作用。D90、D60有机质分别比对照增加8.02毫克/千克和5.20毫克/千克。对全氮的影响在番茄上尤为突出, D90全氮含量比对照相对高61.4%~67.5%, 比尿素相对高34%~57.6%, D60全氮含量比对照和普通尿素也有明显提高。控释尿素对土壤碱解氮的影响差异不明显。控释尿素对土壤硝态氮的影响虽然仍以U为最高, 各处理硝态氮含量差异不大, 说明了对生育期长的作物, 普通尿素在生长后期的供肥能力很低, 控释尿素则可持续供应养分。控释尿素对土壤铵态氮的影响有很强的规律性, 铵态氮含量D60>D90>U>CK, D90、D60两者之间无明显差异, 但比U有显著的提高, D90铵态氮含量比U提高60%~124.06%, D60比U提高67%~143.68%。控释尿素对土壤速效钾的影响与铵态氮规律相似。对土壤有效磷的影响恰与其他各项有相反的规律, 控释尿素处理速效磷含量均低于U和CK, 说明控释尿素对氮素的缓慢释放和持续的供应, 提高了土壤磷素的利用率, 这一点尤其值得注意。

注:取自土层0~20厘米

㈣土壤酶活性与土壤养分的相关性分析为探讨不同施肥条件下土壤养分因子与土壤酶活性之间的关系, 以土壤中有机质含量 (x1) 、全氮含量 (x2) 、碱解氮含量 (x3) 、硝态氮含量 (x4) 、铵态氮含量 (x5) 、速效磷含量 (x6) 、速效钾含量 (x7) 为自变量, 以土壤中过氧化氢酶活性 (y1) 、多酚氧化酶 (y2) 、转化酶 (y3) 、脲酶

(y4) 、磷酸酶 (y5) 为因变量进行逐步回归分析。由表3表明, 脲酶活性与全氮、碱解氮、铵态氮、和速效钾呈极显著的负相关, 仅与速效磷呈显著的正相关;多酚氧化酶活性与全氮、碱解氮速效钾呈显著的正相关;磷酸酶活性与有机质、全氮、碱解氮、铵态氮和速效钾呈极显著或显著的正相关;过氧化氢酶活性仅与硝态氮呈极显著的正相关, 与其他养分之间无显著的相关性;而转化酶与养分之间无显著相关。

注:r0.05=0.8110, r0.01=0.9170, n=4;*显著相关, **极显著相关

以上分析表明, 过氧化氢酶、转化酶不能表征控释肥料短期对土壤肥力的影响, 对于过氧化氢酶不能表征肥料对土壤肥力的影响, 有关文献报道可能是由于过氧化氢酶的富集遭到了肥料中的阴离子的封阻[22]。转化酶不能表征控释肥料在短期内对土壤肥力的影响, 在目前还未见报道。脲酶在番茄作物上对土壤肥力的影响主要表现在负相关方面, 在目前也未见报道, 在黑垆土上, 对于生育期长的作物, 脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶活性的增强与土壤养分含量的提高有密切的关系, 故其活性高低可作为评价土壤肥力指标[24,25], 多酚氧化酶活性可作为评价各类作物土壤肥力指标值得肯定。对于生育期短的作物不能用磷酸酶、转化酶的活性作为评价土壤肥力的指标, 土壤速效磷对许多酶活性呈负相关的影响需要继续验证。

三、结论

㈠控释尿素可提高氮素的利用率, 明显提高土壤养分含量包膜控释尿素与普通尿素比较具有控制释放氮素养分、提高氮素的利用率及能明显提高土壤养分含量的显著效果, 这一点是值得肯定的。控释尿素的施用可增强土壤多酚氧化酶活性、磷酸酶、脲酶活性, 特别能协调氮、磷、钾养分供应的平衡性, 减少了氮素养分的各种损失, 其生态效益更为明显。克服了施用普通尿素不利于土壤有机质、氮磷钾养分的提高, 土壤酶活性的降低和对环境的不利影响, 控释尿素的使用可以为作物稳产、高产创造良好的土壤生物化学环境。

总体上土壤有机质、全氮、速效钾及其他形态的氮的转化与多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶均有不同程度的关系, 过氧化氢酶、转化酶与土壤养分因子相关性不明显, 在评价土壤酶活性与土壤养分的关系方面要根据不同的作物作具体的分析[26], 不可一概而论。

㈡控释尿素能显著改善土壤微生物群落数量控制释放特性后, 能明显增加微生物数量, 但是不同释放特性对于三大类微生物影响力不同。总之释放过快和过慢均会使微生物数量减少, 以释放期60天尿素效果最佳。

㈢施用释放特性不同尿素的土壤酶活性存在明显差异控释尿素具有提高多酚氧化酶活性的作用, 且释放控释期越长则多酚氧化酶活性越高;D90、D60两种控释尿素对磷酸酶活性增加效果最为显著;但是释放氮素较慢会降低脲酶活性, 而转化酶活性受尿素释放特性影响小。

摘要：以大棚番茄为研究对象, 研究施用不同释放特性尿素对番茄根际土壤微生物种类数量、土壤养分及酶活性的影响。结果表明:释放特性氮素随施用量增大, 根际细菌、真菌数量也随之增高, 但对放线菌数量影响不大, 其中以控释尿素D60对3大类微生物影响最大, 效应依次为:细菌>放线菌>真菌, 对特殊生理菌群数量无明显改变;控释尿素能够增加土壤中多酚氧化酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性, 对过氧化氢酶、转化酶活性影响不大;控释尿素对土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮及速效钾有明显提高作用, 对速效磷有降低作用。

生物种群 篇7

阿勒泰地区福海县位于位于新疆维吾尔自治区北部, 阿勒泰地区中部, 界于东径87°00′~89°04′, 北纬54°00′~48°10′之间, 海拨高程350~3200米之间, 福海县由于受北冰洋寒冷气候的影响, 属干旱半干旱地区, 自然生态环境较为脆弱。县境内有淡水湖—乌伦古湖, 湖面积为1035平方公里, 并在湖边有大片的盐场, 地貌很特殊[4]。

罗布泊地区位于我国新疆塔里木盆地东部, 若羌县以北, 包括罗布泊湖区及周围的戈壁、沙漠、风化土堆群, 加之气候极端干旱, 又具有常年单一盛行的东北风向, 共同决定了罗布泊的干涸, 周围地区土壤高度沙化、盐渍化, 形成了极端高盐、干旱、强辐射的环境[5,6,7]。

在这些特殊环境中蕴藏着极为丰富的微生物资源, 本论文从阿勒泰地区福海县盐场和罗布泊地区土样中分离放线菌, 研究其种群多样性并探讨其抗菌、杀线虫活性, 从中寻找结构新颖的生物活性物质, 对于放线菌资源的开发利用具有重要的意义。

笔者选择了该地区20份新疆阿勒泰福海县盐场及新疆罗布泊地区等高盐环境土样为研究对象, 进行了菌株分离、鉴定、及其对具有生物活性的次级代谢产物的菌株进行筛选等研究工作, 得到123株放线菌, 并对对其中的一部分菌株株进行分子鉴定分析, 结果表明其61株放线菌属于7个属, 其中潜在1个新种, 同时对100株菌进行发酵培养和发酵液萃取, 检测杀线虫和抗菌活性等性质, 结果表明, 其中43株显示阳性, 阳性率为43%。为新疆阿勒泰福海县地区和罗布泊地区等极端环境放线菌中发现新微生物资源提供了线索, 为活性新次级代谢产物发现奠定了物质基础。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供试土样

样品于2010年和2008年采自新疆阿勒泰福海县盐场及新疆罗布泊地区等高盐环境的20份土壤样品, 并编号后装入无菌袋带回实验室, 放在阴凉通风场所, 自然风干后, 将样品研磨成粉末状, 供分离用。以上操作过程均在无菌条件下进行, 排除外源污染。

1.1.2 指示菌及线虫

灰葡萄孢菌 (B.cinerea) 、番茄早疫病菌 (A.solani) 、稻瘟病菌 (M.grisea) 、大肠埃希氏 (E.coli) 、金黄色葡萄球菌 (S.saureus) 、枯草芽孢杆菌 (B.subtilis) , 草分枝杆菌 (M.phlei) 、秀丽隐杆线虫 (C.elegans) 由中国医学科学院医药生物技术研究所微生物化学研究室提供。

1.1.3 培养基

(1) 分离培养基:4种分离培养基组成见表1。

All media were adjusted to a final pH 7.5and pH 8;salt 20%;salt-mixture 9%

Inhibitor:nalidixic acid 20ppm;fungistatin 20ppm

(2) 纯化及保存培养基:改良YIM38:可溶性淀粉10g, NaCl200g, K2HPO 4.2g, KNO32g, MgSO4·7H2O 0.05g, 葡萄糖1g, 蛋白胨0.5g, Casein Tryptone 0.3g, 蒸馏水1L, pH 7.5。

(3) 发酵培养基:葡萄糖4g, Yeast extract 4g, 麦芽糖10g, NaCl 50g, 混合维生素:VB1、VB2、Vpp、VB6、苯丙氨酸、丙氨酸各1mg, 生物素1mg, 蒸馏水1L, pH 8.0。

(4) 指示菌培养基:LB和PDA培养基。

(5) 线虫保藏及测活培养基:燕麦培养基:燕麦20g, 无菌水70-80ml。PDA培养基。

(6) A溶液 (g/L) :含焦磷酸钠 (MPPS) 的0.1%脱脂牛奶。

(7) M9缓冲液 (g/L) :Na2HPO4·12H2O 30.24 g/L;KH2PO46g/L;NaCl 10g/L;MgSO4·7H2O 0.25g/L。

1.1.4 仪器设备

高效液相色谱仪:Shimadzu LC-20AT系统, 冷冻干燥机:LABCONCO FREEZONE 6L型冷干机 (美国) , 离心浓缩机:CHRIST RVC 2-18型 (德国) , 卡玛Linomat5半自动点样仪 (瑞士) , 高速分液器:热电Thermo Combidrop (美国) , 酶标仪:PerkinElmer Victro-V (美国) , 全自动高效旋转蒸发仪:布琪R-215 (德国) 。

1.2 方法

1.2.1 菌株的分离、纯化及保藏

菌株的分离采用平板稀释法和撒土法两种方法进行。

平板稀释法:称取2g土样加入到溶液A中, 置摇床37℃, 200rpm, 震荡60min, 吸取5ml土壤悬液倒入试管中, 置65℃水浴温孵60min。取1ml土壤悬液再次稀释10倍, 取0.2 ml涂布于M1-M4四种固体培养基上。撒土法:取适量的充分研磨后的土样分别均匀撒在改良YIM38和HVA分离固体培养基上。37℃培养4-6周, 挑取单菌落并划线纯化, 最终得到纯菌株, 保存于4℃冰箱中。

1.2.2 获得16SrDNA基因序列

总DNA的提取方法采用酶解法[8], 进行PCR扩增得到16SrDNA基因序列。引物为细菌通用的27f和1492r;反应程序为:94℃预变性4 min;94℃变性45s, 55℃退火45s, 72℃延伸90min, 33个循环;72℃延伸10min。

1.2.3 测序与系统发育分析

PCR产物于上海生工测序, 将16SrRNA序列用NCBI数据库的Blastn程序与数据库中进行相似性比对搜索, 选择参比序列, 用Clustal X (Version1.8) 进行序列多重比对[9,10]。

1.2.4 放线菌代谢产物抗菌活性筛选

从分离纯化后的菌株斜面上刮取成熟菌体, 接种到发酵培养基中 (500mL三角瓶装液量100mL) , 28℃, 200r/min摇床培养4~5d, 离心取上清液, 利用乙酸乙酯已1:1萃取, 并使用旋转蒸发仪浓缩, 再用1 ml甲醇溶解获得浓缩液, 备抗菌活性检测;抗菌测试采用滤纸片法[8]。

1.2.5 放线菌代谢产物杀线虫活性筛选

首先对线虫进行同龄化, 使线虫处于同一龄期。采用裂解法裂解线虫, 将裂解得到的线虫卵培育在长满酵母的固体PDA培养基上。培养温度为25℃, 时间为36h左右, 得到处于二龄期的线虫。将75ul的新鲜M9缓冲液加至96孔板中, 同时加入20ul的线虫液 (20条/20ul) , 加入5ul发酵浓缩液, 25℃下培养。24h后观察线虫的死亡率 (鉴定线虫死亡的方法为:虫体僵直, 振荡器震荡30s仍为僵直) 。

2 结果

2.1 菌种分离结果

采用2种分离方法和4种分离培养基, 从20份土样中分离到123株放线菌, 稀释涂布法共分离到放线菌65株, 其中3号和4号培养基分离得到的菌株数较多, 分别为57株和31株;2号培养基共分离25株;而1号培养基出菌率较少, 分别为10株。不同培养基和不同方法分离到的具体菌株数见表2。

2.2 系统发育分析

根据生物活性和菌落形态特征对66株菌进行16SrDNA基因序列的测序, 结果表明, 66株菌主要属于7个属, 其中32株放线菌为拟诺卡氏菌属 (Nocardiopsis) , 占52.45%, 17株为链霉菌属 (Streptomyces) , 占27.86%, 7株为普氏菌属 (Prauserella) , 占11.47%, 2株为嗜盐糖多孢菌属 (Saccharopolyspora Halophilic) , 占3.27%, 有假诺卡氏 (Pseudonocardia) , 放线菌属 (Actinomyces) , 高温单孢菌属 (Thermomonospora) 各为为一株, 分别占1.63%。

编号为L-068的放线菌菌株与其发表的最近有效种的相似性约为97%, 16SrDNA序列相似性小于98%, 可能为潜在的新种。根据部分代表菌株序列与其最近种序列所构建的进化树, 见图2和图3。

2.3 生物活性筛选结果

基于菌落形态特征和菌丝颜色等特征挑选100株放线菌, 采用4种细菌、3种真菌为检定菌, 秀丽隐杆线虫为模式生物对其发酵产物开展抗菌和杀线虫活性筛选, 其中43株放线菌显示为阳性, 阳性率为43%, 31个株次级代谢产物显示了抗菌活性, 占总菌株数量的31%, 14株菌具有杀线虫活性, 阳性率为14%, 5株既有抗菌活性又有杀线虫活性, 检测统计结果见图4。编号为L-075的链霉菌次级代谢产物对、番茄早疫病菌、稻瘟病菌、大肠埃希氏、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等5种检定菌都有较强的活性, 对秀丽隐杆线虫的致死率在70%~80%, 对肿瘤细胞抑制作用较弱, 抑制浓度为10ug/ml。同时来自新疆阿勒泰福海县盐场周边柽柳根际土样的嗜盐糖多孢菌A-064作为稀有放线菌对番茄早疫病菌、稻瘟病菌、金黄色葡萄球菌、新疆奶牛乳房炎致病菌大肠埃希氏和金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用, 而对秀丽隐杆线虫无活性。

A:大肠埃希式菌;B:枯草芽孢杆菌;C:金黄色葡萄球菌;D:草分枝杆菌;E:水稻稻瘟菌;F:番茄早疫病菌;G:秀丽隐杆线虫

3 讨论

通过对采集自新疆阿勒泰福海县盐场及新疆罗布泊地区等高盐环境中的土壤研究结果表明, 其中有丰富的放线菌等微生物资源, 主要分布在7个属, 其中拟诺卡氏菌属为优势类群, 占52.45%, 其次是链霉菌属, 占27.86%, 其中一株编号为L-068的菌株与其发表的最近有效种Streptomyces lunalinharesii RCQ107T (DQ094838) 的相似性约为97%, 为潜在的新种或新属。另外, 对新疆阿勒泰福海县盐场周边柽柳根际土样的嗜盐糖多孢菌A-064作为稀有放线菌次级代谢产物初步研究结果表明, 其主要活性次级代谢产物不仅对人体致病菌金黄色葡萄球菌、而且新疆奶牛乳房炎致病菌大肠埃希氏和金黄色葡萄球菌有较强的抑制作用, 细胞毒性并不大值得开展人畜致病细菌抑制活性物质的研究。

以上笔者对来自我国高盐环境新疆阿勒泰福海县盐场及新疆罗布泊地区等放线菌新物种及新抗生素相关的发现, 新疆高盐极端环境中的微生物是尚未很好开发的新药用微生物资源及新抗生素发现的宝库, 为开发新疆极端环境微生物资源提供科学依据, 为新抗生素提供先导化合物, 促进新疆极端生态环境沙生植物根际微生物资源转化为创新药物优势。

参考文献

[1]Zoe E.Wilson, Margaret A.Brimble.Molecules derived from the extremes of life[J].Natural products reports, 2009, 26 (1) :44-71.

[2]曾胤新, 陈波, 邹扬, 等.极地微生物-新天然药物的潜在来源[J].微生物学报, 2008, 48 (5) :695-700.

[3]李文均, 徐平, 徐丽华, 等.极端环境中的放线菌资源[J].微生物学通报, 2003, 20 (4) :125-127.

[4]谢秀英, 谢秀琴.1958—2007年福海县大风天气统计分析[J].气象与环境学报, 2009 (06) :12-15.

[5]王富葆, 马春梅, 等.罗布泊地区自然环境演变及其对全球变化的响应[J].第四纪研究, 2008, 28 (1) :150-153.

[6]李娜, 袁世斌, 董微.新疆罗布泊土壤微量元素含量研究[J].广东微量元素科学, 2009, 16 (3) :39.

[7]刘洪蓬, 蒋平安, 武红旗, 等.罗布泊地区土壤多样性研究[J].新疆农业科学, 2011, 48 (4) :707-711.

[8]徐丽华, 李文均, 刘志恒, 等.放线菌系统学:原理、方法、及实践[M].北京:科学出版社, 2007:97-99.

[9]Tamura K, Dudley J, Nei M, et al.MEGA4:Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0[J].Molecular Biology and Evolution, 2007, 24:1596-1599.

种群增长率与种群增长速率的辨析 篇8

一、从概念上辨析

1. 增长率:增长率是指单位数量群体在单位时间内种群数量变化率, 即种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。计算公式:增长率=出生率-死亡率=出生数-死亡数) / (单位时间×单位数量) *100%。如某种群现有数量为a, 一年后, 该种群数为b, 那么该种群在当年的增长率为 (ba) /a*100%。

2. 增长速率:

增长速率是指种群在单位时间内变化的数量, 计算公式:增长速率= (出生数-死亡数) /单位时间, 即增长速率= (现有个体数-原有个体数) /增长时间。上述例子, 增长速率为 (b-a) /1年。

增长率是个百分率, 没有“单位”, 而增长速率有“单位”, “个 (株) /年、个 (株) /月”。增长率和增长速率没有大小上的相关性。

二、从数学模型上辨析

1. 与密度无关的种群离散增长模型

2. 与密度无关的种群连续增长模型

3. 与密度有关的种群连续增长模型 (逻辑斯谛增长)

自然界种群增长都是有限的, 因为种群增长所需要的资源 (食物和空间等) 是有限的, 种群增长有一个环境条件所允许的最大值, 称为环境容量或承载力, 记作K。当种群大小增至K, 即Nt=K时, 种群为零增长。随着种群密度上升, 种群增长率逐渐按比例降低, 即每增加一个个体的影响是1/K, 种群增长受密度的制约。此时的种群增长数学模型为d N/dt=r N (1-N/K) = (-r/K) N2-r N (r是内禀增长率, K是环境容纳量, 特定种群的r和K都为定值) 。此方程是种群增长速率d N/dt相对于N (种群数量) 是一个二次函数, 在坐标系中是以N=K/2为对称轴的抛物线形曲线, 二次项系数为负值, 抛物线开口向下;当N=K/2时, 种群增长速率 (d N/dt=r K/4) 最大, 当N=0或N=K时, r N (1-N/K) =0, 故曲线与横坐标的交点为N=0和N=K (见图3) 。

在逻辑斯谛方程中, 种群瞬时增长率= (1-N/K) r, 是随种群数量N的增加而逐渐递低的反比例函数 (见图4) 。

三、从种群增长曲线上辨析

曲线斜率的含义是指的是单位时间内增加的数量, 因此, “J”型和“S”型两种增长曲线图像中的斜率都可表示增长速率。

在“J”型增长曲线中, 每年的增长率不变 (如图5) ;由于“J”型增长曲线的切线斜率是在不断增大, 直至无穷, 所以其增长速率也就不断增大 (如图5) 。

在“S”型增长曲线中, 曲线的斜率变化规律是在最大值之前, 种群增长速率逐渐增大, 增大的过程遵循“慢→快→慢”的“S”型变化规律, 在最大值之后, 种群增长速率逐渐减小, 减小的过程遵循“慢→快→慢”的反“S”型变化规律。增长速率曲线为钟形曲线 (或称正态曲线, 如图6) 。每年的增长率由最初的最大值, 在环境阻力 (空间压力、食物不足等) 的作用下, 导致出生率下降、死亡率上升, 种群数量到达最大值 (K值) , 其增长率不断下降至0, 故在“K”时, 其增长率为0。但由于种群数量与时间变化之间不成比例关系, 增长率与时间关系也不是直线下降, 应该是反“S”型变化规律 (如图6) 。图6与图3、4的中曲线是分别对时间和种群数量所做曲线, 二者的变化趋势虽然是一致的, 但还是有一定区别的。许多教辅材料将两种图形混用, 不够严密, 有失科学性。

四、在生产生活应用上的辨析

根据“S”型种群增长曲线, 可知数量在K/2左右时增长速率最大。在养殖业上, 既要获得最大的捕获量, 又要使该动物种群在更新能力不受破坏, 应该使动物种群保持在K/2左右水平上。在防治家鼠等有害动物方面, 除了采用器械、化学和生物灭鼠等措施外, 更主要的措施是降低有害动物种群的环境容纳量 (k值) , 如将食物储藏在安全处, 养殖或释放它们的天敌, 等等。这些方法的理论依据都是种群增长速率。为了让海洋中的鱼类有充足的繁殖和生长时间, 每年在规定的时间内, 禁止任何人在规定的海域内捉鱼, 进行休渔对鱼类的生长起到了很好的保护作用, 这种做法提高了种群增长率。在生产生活中, 增长速率对于描述种群数量变化比增长量更有意义。

总之, 种群增长率和增长速率是有别的, 在学习和教学过程中要认真辨析, 以免混淆概念, 徒增疑惑。同时还要注意它们与时间、种群数量的关系, 增强严密性、科学性。

参考文献

[1]孙儒泳, 李庆芬, 牛翠娟, 娄安如.基础生态学.北京:高等教育出版社, 2002, 71.

[2]朱正威, 赵占良, 等.生物3稳态与环境教师教学用书.北京:人民教育出版社, 2007, 81.

“种群和群落”考点聚焦 篇9

考点一物种、种群和群落的关系

物种指在自然环境中同种生物的统称。而种群指在一定的空间和时间范围内同种生物所有个体的总和。

种群与物种相比,强调了“一定时间”和“空间”这个概念,而物种则强调自然界中“同种”的生物。物种是最大范围的概念,而种群则是较小范围内的概念。

此外,新物种产生的必需条件是有生殖隔离。种群是生物进化的基本单位。

群落是指一定时间内生活在一定自然区域中,相互之间有直接或间接关系的各种生物的总和。群落强调包括一定自然区域中的所有生物,特别注意包括微生物在内。

三者的关系可用下图表示。毎

例1下列有关物种、种群、群落说法正确的是()

A.在一个由捕食链构成的食物网中所有的生物构成一个群落。

B.群落就是一定空间范围 内所有生物的简单组合。

C.在一个群落内部各个种 群之间必然存在着某种关系。

D.生态系统中捕食者的存在不能促进物种多样性的提高

【解析】一个由捕食链构成的食物网,包括了生产者和各级消费者,分解者不进入捕食链,而群落则要求包含所有的生物,A项错误。群落内部各种生物之间存在着各种各样的关系,并不是简单的组合,B项错误。在一个群落内部各种生物之间必然存在着直接或间接的关系,C项正确。捕食者往往捕食个体数量多的物种,使其他物种的生存阻力减小,可以促进物种多样性的提高,D项错误。

【答案】C

考点二种群增长模型

在理想状态下,种群数量呈J型曲线增长。在自然条件下,种群数量一般呈S型曲线增长。

在封闭环境中培养时,种群增长情况大多数时间与S型曲线相似,但当封闭环境中营养物质下降时,种群数量又会下降,从而表现类似∧型曲线。如营养物质一定的情况下微生物的增长情况。

除此之外,种群数量 可能还有 其他变化情况。

例2(2014·福建卷)研究人员用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化,结果如图 所示。下列 叙述正确 的是()

A.1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低

B.1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段

C.统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值

D.由于环境条件的限制,5年间该种群数量呈“S”型增长

【解析】分析图示曲线可知,1972年北点地梅种群密度比1975年大,个体间生 存斗争也大,A项错误。纵坐标为种群密度 (每样方的个体数),横坐标为时间,而死亡率可看成单位个体数在单位时间死亡的个体数。从图中数据可知1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段,B项正确。统计种群密度时,不应舍弃所得数据,C项错误。从5年数据可看到,种群密度 每年都在 下降,D项错误。从此题可知,种群数量变化除了典型的J型和S型曲线外,还有其他变化情况。

【答案】B

考点三S型曲线与J型曲线的增长率和增长速率

增长率是单位数量的个体在单位时间内增长的个数,即(N2-N1)/N1表示增长率。

增长速率是单位时间内增加的数量。相当于种群增长曲线的斜率。

对于J型曲线来说,增长率不变,增长速率越来越大。因此,种群数量也越来越大。

对于S型曲线来说,增长率越来越小。而增长速率开始时逐渐增大,在K/2时增长速率最大,然后增长速率又逐渐减小。在K值时增长速率与增长率都变为0。此时环境所能容纳的种群数量达最大值。

但要注意的是,当增长速率变小时,种群数量却仍在增大,只是增长速率变小而已。即达到K值之前出生率大于死亡率,种群仍呈增长型。达到K值后出生率等于死亡率,此时处于相对稳定状态。

例3右图为某地东亚飞蝗种群变化示意图,下列叙述错误的是()

A.为有效防 止蝗灾,应在a点之前及 时控制种群密度

B.a~b段,该种群的增长率与种群密度之间呈正相关

C.利用性引诱剂诱杀雄虫 改变性别比例可防止c点出现

D.控制种群数量在d~e水平,有利于维持该地区生态系统的抵抗力稳定性

【解析】从东亚飞蝗的种群数量 变化趋势看,O点到b点所对应的时间段,种群的增长大致呈“S”型,a点的数量大约在环境容纳量的一半,此时蝗虫种群增长速率最大,故防治时间应在a点之前,A项对。“S”型增长的种群增长率一直是下降的,而种群数量却在增加,因此a~b段该种群增长率与种群密度之间不呈正相关,B项错。利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例后,蝗虫种群内的雌雄比例失调,导致种群内出生率下降,可防止种群增长至c点,C项对。把东亚飞蝗的种群数量控制在较低水平,能使较少的植物等生产者被啃食,使生态系统内的物种组成和数目受影响较小,有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性,D项对。

【答案】B

例4下列有关增长率与增长速率说法正确的是()

A.增长率最大时增长速率也最大

B.增长速率最大时种群数量不一定最大

C.某种生物初始数量为a,每年的增长率为m,则5年后数量为am5

D.S型曲线在K/2时由于增长率最大,因此鱼类捕捞后剩余量维持在K/2

【解析】J型曲线增长率不变,而增长速率逐渐增大。S型曲线增长率越来越小,增长速度先变大后变小,A项错误。对于J型曲线增长速率越来越大,种群数量也越来越大,而S型曲线在K/2时增长速率最大,而在K值时增长速率为0,B项正确。增长率m再加上1,即(m+1)相当于λ值,所以该生物5年后数量为a(m+1)5,C项错误。S型曲线在K/2时由于增长速率最大,因此鱼类捕捞后剩余量维持在K/2,D项错误。

【答案】B

考点四环境容纳量与应用

K值即S型曲线的最大环境容纳量,当种群数量达到K值后,种群数量在短时间内能超过K值,但很快会降下来。种群数量在K值上下波动。J型曲线没有环境最大容纳量。

对于鱼类等对人类有利的生物来说,捕捞后的剩余量维持在K/2,从而使其保持最大的增长速率。而对于鼠类等对人类有害的生物来说,应该在其数量达到K/2之前进行防治,并且还可以通过清洁卫生降低K值来达到防治效果。

例5下列有 关环境容 纳量说法 正确的是()

A.在探究酵母菌实验时,设计了如上表所示的几组实验。第Ⅰ组和第Ⅲ组到达种群最大数量所需时间相同。

B.J型曲线的K值比S型曲线的K值大。

C.在一个生态系统中引入某生物的天敌,会降低该种生物的K值

D.种内斗争会降低生物的K值

【解析】如题中表格所示4组实验,其中第Ⅰ组和第Ⅲ组培养液体积相同,而起始酵母菌数量第Ⅰ组比第Ⅲ组多,因此第Ⅰ组到达种群最大数量所需时间较短些,A项错误。J型曲线是理想状态下的种群增长模型,没有K值,B项错误。在一个生态系统中引入某生 物的天敌,会使该生物生存的阻力增加,即会降低该种生物的K值,C项正确。种内斗争只是会影响种群的数量变化,但不会影响环境的最大容纳量,D项错误。

【答案】C

考点五种群特征与群落的空间结构

种群特征包括数量特征和空间特征。种群密度是种群最基本的数量特征,它由出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、性别比例决定。种群空间特征包括种群的随机分布、集群分布、均匀分布。

群落空间结构包括群落的水平结构和垂直结构。垂直结构上常表现出分层现象。一般来说,各个群落都有垂直结构和水平结构。从山顶到山底生长着不同的植物,体现了植物的垂直分布,而不是群落的垂直结构。

例6下列有 关种群与 群落说法 正确的是()

A.池塘中底栖动物和浮游动物分层现象体现了群落的空间特征

B.在茫茫草原上生长有各种各样的杂草,这说明在草原上有群落的水平结构而无垂直结构

C.从山顶到山底生长着不同植物,这体现了群落具有垂直结构

D.统计种群密度时,采集数据中的最大、最小值不能去掉

【解析】池塘中底栖动物和浮游动物分层现象体现了群落的垂直结构,而空间特征是描述种群的一个概念,A项错误。在草原上仍有群落的水平结构和垂直结构,如土壤动物和地上动物的分布等属于垂直结构,B项错误。从山顶到山底生长着不同植物,是由温度决定的植物的垂直分布,它不能体现群落具有垂直结构,C项错误。统计种群密度时,数据中的最大、最小值不能去掉,D项正确。

【答案】D

考点六种群密度与物种丰富度

种群密度指单位面 积或单位 体积的个 体数。物种丰富度是群落中物种数目的多少。植物种群密度的调查常用样方法。对于活动能力与范围极小的动物也常用样方法。对于活动能力较强的动物常用标志重捕法。对于土壤中小动物来说,常用取样器取样方法采集、调查物种丰富度。丰富度的统计方法常用记名计算法和目测估计法。

例7回答下列种群密度与物种丰富度调查有关的问题:

(1)用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值______(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(2)对苦买菜以1m2样方进行样方法调查种群密度时得到的数据如下表,那么该地的种群密度为______。

(3)下列有关种群密度与物种丰富度的说法正确的是()

A.用标志重捕法可以调查农田土壤小动物的丰富度,也可用标志重捕法调查野生东北虎的种群密度。

B.在农田中去 掉杂草,物种丰富 度会下降,所以对农作物的生长不利

C.在松树林中,某种幼虫以落叶松为食,会改变落叶松的丰富度

D.两个群落中的物种丰富度一样,动植物总数量也一样,但对应的两个生态系统中自动调节能力却不一定相同。

【解析】(1)用标志重捕法调查动物的种群密度时,根据公式:个体总数N/初次捕获个体数M=重捕个体总数n/重捕中被标记的个体数m,可推出种群个体数N=M×n/m,由于标记个体更易于被捕食,所以分数中分子不变,分母减小,分数值增 大,即种群数 量的计算 值偏大。

(2)分析这10组数据,其中第1组和第6组的数据与其他各组明显差异太大,应属于无效数据,将其舍弃,求其他8数据的平 均值即可。

(3)标志重捕法用于调查一些活动能力较强的动物,而农田土壤小动物的丰富度则采用取样器取样方法调查。此外,对于野生东北虎等大型且处于濒危动物由于数量极少,也不宜用标志重捕法,A项错误。农田中去掉杂草物种丰富度会下降,但由于减少了农作物与杂草的竞争,农作物会生长更好些,B项错误。落叶松是一种生物,不存在丰富度这个概念,C项错误。两个群落中的物种丰富度一样,但它们由于捕食关系构成的营养结构不一定相同,因此对应的两个生态系统的自动调节能力不一定相同,D项正确。

【答案】(1)偏大(2)3株/m2(3)D

考点七种内关系 与种间关 系的区别 与判断

1.种内关系包括种内斗争和种内互助。同一物种之间大 鱼吃小鱼 属于种内 斗争,不叫捕食。

2.捕食体现的是种间关系,发生在两个物种之间。捕食主要指大型肉食动物捕食小型动物的食肉行为以及草食动物的食草行为。

关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定:从最高点判断,一般地说,捕食者数量少,被捕食者数量多;从变化趋势看,先到波峰的为被捕食者,后达到波峰的为捕食者,即被捕食者变化在先,捕食者变化在后。

3.寄生是弱者依附于强者的现象,寄生物(寄生者)主要从宿主(被寄生者,也叫寄主)的体表或体内吸取体液营养,寄生物一般会给宿主造成慢性伤害,但不能立即杀死宿主。寄生物可以是动物(如蛔虫)或植物(如莬丝子)或微生物。

4.竞争为种间关系。如果两种生物以同一种生物的不同器官为食则不构成竞争关系。

5.互利共生与寄生都是种间关系,且共同生活在一起,但互利共生是双方互利共生,寄生是对一方有利对另一方有害。

6.除了捕食、竞争、寄生、共生外,还有其他一些种间关系。

例8回答下列有关种间关系与种内关系的问题:

(1)上图中体现了甲与乙之间存在捕食关系。其中______是捕食者,甲乙两种生物的数量变化说明它们存在着______调节方式。在______点时甲种 群的增长 速度最大。在点时甲种群的种内斗争最激烈。

(2)下列说法正确的是()

A.人以平茹为食,则人与平茹之间构成了捕食关系。而平茹属于分解者,说明分解者有时也会在捕食链中出现

B.当两种生物的食物来源自绿色植物时,则两者一定存在竞争关系

C.繁殖季节成年鲈鱼吃小鲈鱼行为属于捕食

D.蚂蚁取食蚜虫分泌的蜜露,二者的关系为捕食

【解析】(1)分析曲线图,甲的变化在前乙的变化在后,因此甲是被捕食者,乙是捕食者。二者通过捕食关系实现了负反馈调节,从而二者的数量在一定范围内变化。曲线中D点处于K/2,此时增长速率最大。在A点时种群数量最大,此时种内斗争最剧烈。

(2)平茹属于分解者,一般不能进 入捕食链,但当人以平茹为食时,二者构成了 捕食关系,此时平茹可以进入 捕食链,A项正确。当两种生物的食物来源自绿色植物时,例如人和牛的食物来源都是绿色植物,人以农作物为食,同时还吃其他食品和牛肉等肉食品,牛以青草为食,则二者的关系不为竞争关系,B项错误。成年鲈鱼吃小鲈鱼属于种内斗争关系,C项错误。蚂蚁以蚜虫分泌的密露为食,同时又保护蚜虫,把蚜虫的天敌赶走,二者为互利共生的关系,D项错误。

【答案】(1)乙负反馈DA(2)A

考点八群落演替的相关考查

1.演替是群落向着一定方向、具有一定规律、随时间变化的有序过程,因而它往往是可预测的。

2.演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化,人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行。例如治理沙漠、建立人工群落等。

3.群落演替的原因。

(1)决定群落演替的根本原因存在于群落内部,即内因是群落演替的决定因素。

(2)群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件。

4.群落是一个动态系统,它是不断发展变化的。在正常良好的环境下,成熟阶段,这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时物种与环境之间高度协调,能量和物质的利用率很高,生态系统抵抗力稳定性高。

5.在环境适宜条件下,群落演替的总趋势:物种多样性的增加和群落稳定性的提高。群落演替过程中物种取代是一种优势种的取代,而不是完全取代。但当环境不良时,如沙漠化和环境严重污染时,群落演替会向物种多样性减少的方向进行。

例9下列有 关群落演 替说法正 确的是()

A.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化

B.群落演替方向总是物种 多样性增加的方向进行

C.群落演替的根本原因在于群落内部,不受外部环境的影响

D.群落演替过程的取代指的是优势种的取代,而不是一 种生物对 另一种生 物的取而代之

【解析】群落演替到相对稳定的阶段后,群落内物种的组成 仍处在动 态变化中,故A项错。在正常情况下,群落演替方向是向物种多样性增加的方向进行,但当环境处于恶劣时,演替方向会向物种多样性减少的方向进行,B项错误。群落演替受群落内部和外部环境的共同影响,C项错误。群落演替过程的取代是指优势种的替代,而不是原来的物种完全消失,如森林中仍有灌木丛,D项正确。

【答案】D

例10(2014·新课标Ⅰ卷)请回答关于群落演替的问题:

(1)在光裸的岩石上开始的演替和从森林被全部砍伐的地方开始的演替中,哪个属于初生演替,哪个属于次生演替?

(2)一般来说,若要演替到相对稳定的森林阶段,上述两个演替中次生演替所需的时间短,分析其主要原因。

(3)据调查,近5万年以来,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌丛取代,这也是自然界存在的一种演替类型。近50年来,由于人类过度开垦,导致局部灌丛出现了荒漠化,该现象表明:与该地区具有的自然演替相比,人类的开垦活动使得该地区群落的演替速度______(填“未发生改变”“变慢”或“变快”),演替的方向______(填“发生改变”或“未发生改变”)。

【解析】(1)初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面,或者是原来存在过植被、但被彻底消灭了的地方发生的演替;而次生演替是指在原有植被虽已不存在,但原有土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替。因此光裸的岩石上开始的是初生演替,在森林被全部砍伐的地方开始的演替属于次生演替。

(2)次生演替有土壤条件,保留种子,有利于植物的繁殖,演替速度快,而初生演替植物生活条件贫瘠,不利于繁殖,演替速度较慢。

(3)从题中信息知,某地区由于气候越来越干燥,森林逐渐被灌丛取代,并且由于人类过度开垦,破坏了土壤表土层及耕作层的结构,导致局部灌丛出现了荒漠化,使得该地区群落的演替速度变快,自然环境本身变得干燥,会向荒漠化方向演替,所以演替的方向未发生改变。

【答案】(1)光裸的岩石上开始的演替为初生演替;从森林全部砍伐的地方开始的演替为次生演替。(2)形成森林需要一定的土壤条件,上述次生演替起始时即具备该条件,而从裸岩开始的演替要达到该条件需要漫长的时间。

(3)变快未发生改变

考点九综合考查种群和群落的有关知识

在高考试题中,除了以文字信息形式考查种群和群落知识外,较多的是以表格、曲线图、柱状图等形式对种群和群落进行综合考查。试题中往往会涉及种群和群落的多个考点。

例11(2014·四川卷)将某稻田等分为互不干扰 的若干小 区,均种上水 稻苗(28株/m2)和三种杂草 (均为1株/m2),随机向不同小区引入不同密度的福寿螺(取食水生植物)。一段时间后,测得各物种日均密度增长率如下图所示。

(1)本实验的自变量是______,用样方法调查水花生 种群密度 时,常用的取 样方法有______。

(2)稻田生态 系统中的 福寿螺属 于______,它和鸭舌草之间构成______关系。

(3)实验期间,中密度处理小区福寿螺种群的出生率______死亡率,高密度处理小区的水花生种群数量呈______型增长。

(4)若实验结束后停止人工管理,低密度处理小区将经历______演替,时间足够长,最可能演替为以______为主的水生植物群落。

(5)若实验结束后除去福寿螺和杂草,该生态系统的______稳定性将降低。

【解析】(1)根据题干及图中信息可知,随机向不同小区引入不同密度的福寿螺,说明本实验的自变量是福寿螺的密度,因变量是不同生物的日均密度增长率。水花生属于植物,通过样方法调查种群密度时,取样方法常用的有五点取样法和等距取样法。

(2)由题中信息福寿螺取食水生植物可知,福寿螺属于生态系统中的消费者。分 析柱状图,随着福寿螺密度增大,鸭舌草日均增长率越来越小,因此可推断它们之间存在捕食关系。

(3)从图中信息中,中密度的福寿螺日均增长率为正值,即它的种群数量处于增长趋势,说明它的出生率大于死亡率。高密度的水花生存在天敌,在自然条件下种群数量呈S型增长。

(4)若实验结束后停止人工管理,低密度处理小区在原有基础上进行演替,属于次生演替。从图可知,在各密度条件下,狐尾草的增长率最大,推测在时 间足够长 时,它可能会 成为优势种。

(5)若实验结束后除去福寿螺和杂草,物种丰富度下降,群落营养结构复杂程度下降,生态系统的自我调节能力下降,因此抵抗力稳定性将降低。

【答案】(1)福寿螺的密度五点取样法和等距取样法(2)消费者捕食(3)大于S

(4)次生狐尾草(5)抵抗力

◆备考策略

“种群和群落”复习指南 篇10

“种群和群落”是生命系统中的两个不同层次。从历年的考题分析, 这部分内容的考查, 主要涉及种群的基本特征、种群数量的增长曲线 (“J”型和“S”型) 、物种丰富度、种间关系、群落演替等。

一、基础知识梳理

(一) 种群和群落

注意:

1.种群并不是简单地将个体进行累加, 而是个体通过特定的关系联系成的一个整体。种群不会因为个体的消失而消失, 它与生态系统中其他种群之间相互依赖、相互制约。

2.群落不是各种生 物种群任 意拼凑在 一起, 而是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。如桑基鱼塘中桑叶作为鱼的食物, 鱼塘泥肥桑, 不同鱼之间竞争食物等通过各种关系有机结合。

(二) 种群的特征

1.种群的数量特征及其关系。

种群数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和 迁出率、年龄 组成和性 别比例等。

种群各数量特征之间的关系图:

2.种群的空间特征。

组成种群的个体, 在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间特征一般包括:随机分布、均匀分布和集群分布。

(三) 种群数量的变化

1.种群数量的变化包括增长, 波动和下降。影响种群数量变化的因素有生物因素 (种内关系、种间关系) 、自然因素 (如气候) 和人为因素 (如捕杀) 。

2.种群增长的“J”型曲线与“S”型曲线。

(1) K值:在环境条件不受破坏的情况下, 一定空间中所能维持的种群最大数量, 又称环境容纳量。达到K值时, 出生率和死亡率基本相等, 种群数量基本不变, 此时增长速率为零。环境不变时, 种群数量在K值上下波动;环境恶劣时, 如遇到自然灾害, 种群数量会先下降后趋于稳定;环境优化时, 种群数量会先上升后趋于稳定。不管是恶劣还是优化, 都会达到一个新的K值。

对于濒危生物而言, 通过建立自然保护区等措施提高其K值, 是保护这些生物的根本措施。对家鼠等有害动物的控制, 则通过清扫卫生、存好粮食、饲养天敌等来降低其K值。

(2) K/2时, 出生率>死亡率, 且两者差值达到最大, 此时种群增长速率最大。在野生生物资源合理开发利用方面, 要保证捕捞或利用后, 种群数量维持在K/2, 这样既可获得最大利用量, 又可保持种群的高速增长。

(四) 群落的结构

1.物种组成。

物种组成是区别不同群落的重要特征。群落物种组成的多少称为丰富度。不同群落的丰富度不同, 就我国而言, 东南部气候适宜, 水分充足, 物种丰富度大;不同群落的优势物种也不同, 如热带雨林中的优势物种是木本植物, 落叶阔叶林的优势物种是山毛榉属、枥属等壳斗科的落叶乔木。

2.种间关系。

生态系统中, 生物并不是独立生存的, 它们总是与其他生物之间存在着直接或间接的影响, 这种影响可以是有利的, 也可以是有害的。种间关系主 要有捕食、竞 争、互利共生、寄 生四种。

3.群落的空间结构。

群落中, 各个生物种群分别占据了不同的空间, 使群落形成一定的空间结构。群落都存在着垂直结构 和水平结 构, 这是自然 选择的结果。

(五) 群落的演替

1.概念:群落演替是指在群落发展过程中, 一个群落替代另一个群落的过程。

2.类型:包括初生演替和次生演替。

注意:

(1) 不是所有的演替都会形成森林。当群落所处的环境气候不适宜, 只能到达草本植物阶段或灌木阶段。

(2) 一般而言, 演替的趋势为:物种数目越来越多, 营养结构越来越复杂, 生态系统越来越稳定。

(3) 群落演替过程中不能忽 视人的作 用。人类活动往往会改变自然演替的方向和速度。如农田生态系统, 人类会根据自身需求种植相应农作物和施用一定量的化学肥料, 从而改变原有的演替方向和速度。

二、3个实验解读

(一) 用样方法调查草地中某双子叶植物的种群密度

1.原理:样方法适用于活动能力小、范围窄的生物, 如树上的虫卵、土壤中的蚯蚓;双子叶植物比单子叶植物更易于辨别个体数目。

2.步骤。

(1) 提出问题:可联系生活, 寻找身边熟悉的植物。

(2) 制定计划:确定合理 的地点、范围、时间、工具等。

(3) 实施计划:确定合理的样方面积 (取决于被测生物的大小) 、取样方法 (五点取样法或等距取样法, 取决于被测地形) 、样方多少等。

3.注意点。

(1) 关键是随机取样。

(2) 计数:样方内的个体数、相邻边上及其顶角的个体数的和为一个样方的个体数。

如上图样方个体数为7+5=12个

(3) 取样时应 尽量避免 河流、窨井盖、小路等。

(4) 种群密度应为几个样方的平均值, 可以是小数。

(5) 所取样方数越多计算 值越准确, 误差越小。

4.延伸。

(1) 当范围小、个体大时, 可采用逐个计数调查种群密度, 如学校里雪松的种群密度;大多数种群密度调查使用估算法, 包括样方法、标志重捕法。

(2) 标志重捕法适用于活动能力强、分布范围广的生物, 如野兔、丹顶鹤等。

注意:1所使用的标记物不能太醒目, 易被天敌发现或造成二次捕捉概率增加;

2在做标记时, 不能影响生物的正常生命活动;

3做标记后, 应放回生物原有生活环境一定时间后再重捕;

4计算公式:

(二) 探究培养液中酵母菌种群数量的变化

1.原理:影响酵母菌种群数量的因素有养料、温度、pH及有害代谢废 物等, 故酵母菌种群数量会随时间的改变而改变。酵母菌是单细胞生物、培养过程是一个动态过程, 所以既不能通过样方法统计也不能通过标志重捕法统计, 因而使用抽样检测法估算酵母菌的数量。

2.步骤

分析结果, 得出结论:培养液中酵母菌种群数量随时间的推移呈“S”型增长。

3.血球计数板的构造及使用。

(1) 构造:血球计数板被用以对人体内红、白血细胞进行显微计数, 也常用于计算一些细菌、真菌、酵母等微生物的数量, 是一种常见的生物学工具。每块计数板由H形凹槽分为2个同样的计数池, 如下图。专用盖玻片可以覆盖在计数池上, 形成高0.10mm的计数池。计数池画有长、宽各3.0mm的方格, 分为9个大方格, 每个大方格容积为1.0毫米×1.0毫米×0.1毫米=0.1立方毫米。

(2) 使用。

1镜检。在加样前, 先对计数板的计数室进行镜检。若有污物, 则需清洗, 吹干后才能进行计数。

2加样。将清洁干燥的血球计数板的计数室上加盖专用的盖玻片, 用吸管吸取酵母菌悬液, 滴于盖玻片边缘, 让培养液自行缓缓渗入, 多余培养液可用滤纸吸去。

3计数。待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部后, 将计数板放在载物台的中央, 先在低倍镜下找到计数室所在位置后, 再转换高倍镜观察、计数。

血球计数板主要有两种:一种是16×25, 即每个每个大方格有16个中方格, 每个中方格又分为25个小方格。另一种是25×16, 即每个大方格有25个中方格, 每个中方格 又分为16个小方格。若是前者, 要按对角线位, 取左上、右上、左下、右下4个中格 (即100个小方格) 的酵母菌数;若是后者, 除了取其4个对角方位外, 还需再数中央的一个中格 (即80个小方格) 的酵母菌数。每个小方格的计数方法与前面样方法中计数原则相同。

(3) 注意点。

1所用培养液浓度不宜过大, 会使酵母菌因失水死亡。

2使用的葡萄糖溶液和滴管等装置均要进行灭菌处理, 既避免杂菌与酵母菌争夺营养物质, 又避免杂菌产生有害代谢产物不利于酵母菌的增殖。

3先盖盖玻片后滴加培养液。先滴加培养液往往导致计数区高度升高, 使计数值 偏大。制作装片时应用吸水纸将多余的培养液吸去, 并且要确保计数区无气泡。

4本实验必 须 要 对 活 酵 母 细 胞 进 行 染 色处理。

5计数一个样品要从两个计数室中计得的平均数值来计算, 对每个样品可计数三次, 再取其平均值。计数时应不时调节焦距, 才能观察到不同深度的菌体。

6中后期酵 母 菌数量较 多, 应适 当 稀 释。最后计算时要乘以相应稀释倍数。

7实验结束后, 应该用水将血球计数板冲洗干净, 不能用硬物洗刷或抹擦, 防止破坏网格刻度。洗净后自行晾干或用吹风机吹干, 放入盒内保存。

4.延伸。

在该实验的基础之上, 还可以设计一些实验, 比如:探究氧气含量对酵母菌数量的影响, 探究营养物质的含量对酵母菌数量的影响, 探究温度对酵母菌数量的影响等。以探究温度对酵母菌数量的影响为例, 自变量是温 度, 可取5℃、15℃、25℃、35℃、45℃;因变量是酵母菌数目, 氧气含量、pH、营养物质的种类、含量、浓度等皆为无关变 量, 实验过程 中要确保 相同且适宜。

(三) 土壤中小动物类群丰富度的研究

1.原理:土壤动物有较强的活动能力且身体微小, 所以不适合样方法、标志重捕法。通常使用取样器取样法。

2.步骤。

1提出问题;

2制定计划;

3实施计划:

3.延伸:探究土壤中小动物类群丰富度是一个大课题, 可以将它分解为小课题, 如:早晨校园和田野中小动物类群丰富度的调查、校园花圃中早晨 和傍晚小 动物类群 丰富度的 调查等。

三、疑难问题剖析

1.标志物的脱落为什么会引起种群密度计算偏大? 还有哪些 原因使种 群密度比 实际值大?

标志物的脱落会使第二次捕捉时统计的被标记个体数目减少, 从而使标记个体在所有个体中的比例降低, 使计算得到的种群总数偏大, 种群密度比实际值大。当标记物明显造成操作者有意识捕捉、未标记个体死亡数大于被标记个体数等原因都会导致测得的种群密度比实际值大。

2.为什么后期酵母菌种群数量会下降?

在密闭容器中培养酵母菌, 后期酵母菌数量减少主要是:1营养物质减少。容器中葡萄糖含量是固定的, 随着酵母菌数量的增加, 对营养物质的消耗增加, 直至消耗完。2有害代谢产物的积累。密闭容器中起初酵母菌进行有氧呼吸, 后进行无氧呼吸过程中会生产酒精等代谢产物, 酒精对酵母菌是有害的。3pH值下降。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中都会产生CO2, CO2的积累是培养液的pH值下降, 不利于酵母菌的生存。

3.酵母菌为什么要用染剂染色?可以用什么染料?

酵母菌在密闭容器中随时间的推移在不断增殖的同时也会有部分酵母菌衰老、死亡, 因而在该实验中需要用一定的染料对酵母菌进行染色, 以免在计数时错把死酵母菌一起统计在内, 造成数量偏大。

染色剂可采用台盼蓝或亚甲基蓝溶液。台盼蓝和亚甲基蓝都是细胞活性染料, 活细胞的细胞膜结构完整, 具有选择透过性, 能够排斥台盼蓝或亚甲基蓝, 染料不能够进入细胞内。而死细胞的细胞膜丧失选择透过性, 台盼蓝或亚甲基蓝染料就能进入细胞, 使细胞染 成蓝色。因此, 借助台盼蓝或亚甲基蓝染色可以非常简便、快速地区分活细胞和死细胞。

四、典型试题

例1.在生态学研究中, 下列方法与研究目的不相符的是 ()

A.给大马哈 鱼安装失 踪器调查 其洄游路线

B.给彩蝶王佩戴标志环调查其迁徙路线

C.用样方法研究土壤中蚯蚓的种群密度

D.用标志重捕法调查候鸟的丰 (富) 度

【解析】本题考查种群密度的调查、丰富度的调查方法。标志重捕法主要用于调查动物种群密度, 不适合调查丰富度。

【答案】D

例2.图1是某海滩示意图, 该海滩包括三个带, 分别是潮上带、潮间带和潮下带。潮间带常见的滨螺是捕食者, 吃很多藻类, 主要喜欢吃小型绿藻 (浒苔) 。图是藻类种数与滨螺密度的关系, 据图下列说法正确的是

A.不同生物在潮间带因高度分布的差异体现了群落具有垂直结构

B.滨螺密度与藻类种数呈正相关

C.若滨螺数目剧增, 藻类多样性会升高

D.藻类多样性程度最高时, 滨螺处于中等密度

【解析】考查群落结构、种群密度和丰富度的含义。由图1知, 虽然因不同高度分布, 但仍在同一斜面, 所以应为水平结构, 选项A错;由图2知, 当滨螺密度小于150个/平方米时藻类种数随滨螺密度的增大而增大, 大于150个/平方米时藻类种数随滨螺密度的减小而减小, 选项B、C都错。

【答案】D

例3.下图表示种群出生率、死亡率和培养时间的关系。据图回答:

(1) 种群数量呈______型增长, 在a时, 种群年龄组成为_______。

(2) 若上图为黄海某种鱼的种群变化情况, 则______点时的种 群大小能 提供最大 持续产量。

(3) 若在培养某细菌过程中, 因为基因 突变, 出现了能利用原有细菌的代谢废物生活的新类型细菌。这种情况下的细菌数量增长曲线是_____ (A/B/C/D) ;若在该培养液中继续接种酵母菌, 则该细菌数量最可能发生的变化是_______ (A/B/C/D) 。

【解析】该题考查种群年龄组成、数量变化以及种间关系, 同时考查信息转化能力和分析推理能力。a点增长速率最大, 是增长型;b点种群数量达到最大, 增长速率为零, 是稳定型。当环境变得有利时, K值会升高, 达到新的K值;当变得不利时, 如加入的酵母菌会与之争夺有限的营养物质, 及产生有害代谢产物, 使K值降低。

【答案】 (1) S增长型 (2) a (3) BD

例4.右图是根据酵母菌种群 数量随时 间变化实验 所绘出的 曲线图, 据图回答:

(1) 若要研究酵母菌能否进行无氧呼吸, 则实验中最好选择图中b点时的酵母菌作为材料, 原因是_______。

(2) 实验中接种酵母菌之前需要对葡萄糖溶液进行_______处理, 原因是______。

(3) 在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干, 抽样镜检, 视野下如图甲所示 (图中小点代表酵母菌) 。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后, 稀释100倍, 再抽样镜检, 视野下如乙图所示。

由图可知五 小时后酵 母菌密度 增加约______倍。

(4) 利用血细胞计数板进行酵母菌密度统计, 操作步骤如下:将酵母菌悬浮液摇匀, 用吸管吸取少量悬浮液向计数室中滴加→加盖玻片→静置后在显微镜下观察、计数。以上实验步骤测得的数据与正确操作时统计的数据相比_____。实验过程中还有哪些因素能导致测得数据大于实际值?_______ 。

(5) 若探究温度对酵母菌种群数量变化的影响, 某同学将三组装置分别置于5℃、15℃、25℃的恒温箱中, 发现酵母菌种群数量随温度升高而升高, 即得出25℃是酵母菌生长的最适温度。对吗?为什么?_______。

【解析】本题考查酵母菌种群数量变化、微生物培养等实验, 同时考查识图能力、计算能力和分析推理能力。

(1) 因为研究的是酵母菌能否进行无氧呼吸, 而酵母菌的生活力会影响实验结果。b点酵母菌增殖速度快, 代谢旺盛。

(2) 为了防止杂菌争夺酵母菌的营养物质及产生有害代谢产物不利于酵母菌生长。对葡萄糖溶液要进行灭菌处理。

(3) 计数时, 要将相邻两边及其顶角的酵母菌数目计算在内, 并且乘以稀释倍数。

(4) 先滴加培养液后盖盖玻片会因为液体的表面张力使盖玻片不能严密盖在血球计数板上, 使加入样液的体积大于0.001mm3。实验过程中若没有染色, 将死细胞计数在内会使测量值偏大。

(5) 只能得到酵母菌在25℃下生长状况比5℃、15℃好, 但不一定是最好, 应增设温度高于25℃的实验组。

【答案】 (1) b点酵母菌增殖速度快, 代谢旺盛 (2) 灭菌防止杂菌争夺酵母菌的营养物质及产生有害代谢产物不利于酵母菌生长 (3) 200 (4) 增大没有染色, 将死细胞计数在内没有摇匀, 从瓶底吸取培养液 (5) 不对大于25℃时的酵母菌生长情况不清楚, 应增设温度高于25℃的实验组。

五、巩固练习

1.棉蚜为世界性棉花害虫, 体型微小, 能附着于棉花植株上以吸取棉花汁液为食。为了监测棉蚜种群的发生情况, 避免虫害的发生, 某科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查结果如下表:

下列有关叙述中正确的是 ()

A.棉蚜靠捕食棉花的叶和茎而生存

B.调查棉蚜种群数量可采用样方法

C.调查期间棉蚜种群数量 的增长曲线呈“J”型

D.消灭棉蚜的最佳时间是7月10日

2.下列有关沿海滩涂生态研究的叙述, 不正确的是 ()

A.沿海滩涂不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现

B.将滩涂围垦改造成旅游 景区的过程属于群落的初生演替

C.人工围垦可能使群落演 替按照不同于自然演替的速度进行

D.调查沿海滩涂各种植物的种群密度属于群落水平研究的问题

3.“四大家鱼”混合饲养可以获得高产。青鱼栖息在水域底层, 以螺蛳等软体动物为食;草鱼栖息在中下层, 以水草为食;鳙鱼栖息在中上层, 以浮游动物为食;鲢鱼栖息在上层, 以浮游植物为食。请回答:

(1) 尝试为鳙 鱼构建一 条合理的 食物链:______。

(2) 青、草、鲢、鳙混养能够获得高产, 是由于它们_______和_______不相同, _______较弱, 从而可以有效地利用各种资源。

(3) 在研究某种鱼的存活率与种群密度之间关系时发现:随种群密度增大, 鱼的存活率先增大后减小。原因是低密度时, 随种群密度增大, _______增强, 存活率增大;高密度时, 随种群密度增大, _______增强, 存活率减小。

4.某兴趣小组为了探究培养液中酵母菌种群数量的变化, 设计了图1所示的实验装置, 并利用图2所示的计数室 (边长为1mm, 装液高度为0.1mm) 对培养液中的酵母菌进行计数。请分析回答:

(1) 分析图1所示的实验装置, 可以探究哪些问题?_______。

(2) 图1中无菌空气出口与入口相比空气成分含量发生的变化是_______。

(3) 若用一套图示的实验装置, 在恒温、恒培养液量、恒通气量的条件下连续培养7天。

1请设计一个进行培养液中酵母菌数量计数时的记录表。

2第五天与第二天在计数操作上的可能区别是第五天需。

参考答案

1.B

2.B

3. (1) 浮游植物→浮游动物→鳙鱼

(2) 占据的空间食物来源竞争

(3) 种内互助种内斗争

4. (1) 培养液中酵母菌种群数量是怎样随时间变化的?培养液中酵母菌种群数量是怎样随通气量变化而变化的?培养液中酵母菌种群数量是怎样随 培养液流 速的变化 而变化的?

(合理即可)

(2) CO2含量增加, O2含量减少

(3) 1见下表

2对取出的样液用无菌水进行稀释