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Answer 1

生态因子对生物的生态作用
一．环境概述

二． 生态因子
1、定义：生态因子（ecological factors）是指环境中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接作用的环境要素。
2. 生态因子作用的一般特征（一般规律）
（1）综合作用；
（2）主导因子作用；
（3）直接作用和间接作用；
（4）阶段性作用；
（5）可调节（补偿）作用但不可代替性；
（6）限制性作用—耐度限制及耐度限制的调节。

限制因子（limiting factor）：
①限制生物生存和繁殖的关键性因子。
②在众多生态因子中，任何接近或超过某种生物的耐受性极限，而且阻止其生长、繁殖或扩散甚至生存的因素。

最小因素定律（law of minimum）：
能够影响生物的无数因子中，总有一个因素限制生物的生长、生存或繁殖。

耐性定律（law of tolerance）：
耐性（tolerance）：①指生物能够忍受外界极端条件的能力；②指单个有机体或种群能够生存的某一生态因子的范围。
又称shelford
耐性定律。任何一个生态因子在数量或质量上的不足或过多，即当其接近或达到某种生物的耐受性限制时，而使该种生物衰退或不能生存。
2. 生态因子作用的一般特征（一般规律）
耐性限度（the limits of tolerance）：
每个种只能在环境条件一定范围内生存和繁殖。也即生物种在其生存范围内，对任一生态因子的需求总有其上限与下限，两者之间的距离就是该种对该因子的耐性限度。
生物种的耐性曲线（见图例）：
耐性限制用曲线表示，称为耐性曲线（tolerance curve）。广幅分布生物与狭幅分布生物分布耐性曲线。
耐度限制的调节通过下列主要方式：
新环境适应：驯化培育
休眠——“逃避”限制
生理节律变化和其他周期性补偿变化
调节的目的是对恶劣环境的克服，通过这些方式，使体内生理、行为达到平衡，而抵抗恶劣环境。
三．生态因子对生物的生态作用
三．生态因子对生物的生态作用
（1） 光强的作用：生长发育、形态建构作用。典型例子—植物黄化现象（eitiolation phenomenon）。
（2）光质的作用：光合作用影响
红、橙光能对叶绿素有促进，绿光不被植物吸收称“生理无效辐射”。红光有利于糖的合成，蓝光有利于蛋白质的合成。
光对动物生殖、体色变化、迁徙、毛羽更换、生长发育有影响。

紫外光与动物维生素D产生关系密切，过强有致死作用，波长360nm即开始有杀菌作用，在340nm~240nm的辐射条件下，可使细菌、真菌、线虫的卵和病毒等停止活动。200~300nm的辐射下，杀菌力强，能杀灭空气中、水面和各种物体边面的微生物，这对于抑制自然界的传染病病原体是极为重要的。

三．生态因子对生物的生态作用
（3）光周期现象—生物对光的生态反应与适应
定义：生物对昼夜光暗循环格局的反应所表现出的现象称之为光周期现象。
生物和许多周期现象是受日照长短控制的，光周期是生命活动的定时器和启动器。

表1 不同纬度地区的日照时间 单位：h
三．生态因子对生物的生态作用
（3）光周期现象—生物对光的生态反应与适应
植物的光周期现象：
长日照植物、短日照植物、中日照植物、日照中植物。（不同光照时间对开花的作用而定）
动物的光周期现象：
鸟类的光周期现象最为明显，它的迁徙是由日照长短变化所引起的；鸟类及某些兽类的生殖也与日照长短有关，如雪貂、野兔和刺猬等都是随着春天日照长度增加而开始生殖（称为长日照兽类）；绵羊、山羊和鹿等总随着秋天短日照的到来而进入生殖期（称短日照兽类）。
三．生态因子对生物的生态作用
（1）温度与生物生长发育
生长：“三基点”——最低、最适、最高温度。
发育：植物的春化作用（某些植物要经过一个“低温“阶段才能开花结果）。
（2）生物对极端温度的适应
对低温适应——在形态、生理和行为方面的表现

中国南北方几种兽类颅骨长度的比较：
三．生态因子对生物的生态作用
说明了生活在高纬度地区的恒温动物其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。个体大的动物，其单位体重散热量相对减少（贝格曼Begman定律）（表）。
阿伦（Allen）规律：恒温动物身体的突出部分为四肢、尾巴、外身等在低温环境中有变小的趋势。
在生理方面，生活在低温环境中的植物通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。动物对低温的适应主要表现在代谢率与温度关系中的热中性区宽，下临界点温度以下的曲线率小等几个方面（图）。
（3）物候节律：
物候又称物候现象（phenological
phenomenon），是指生物的生命活动对季节变化的反应现象。物候学（pheology）则是指研究生物与气候周期变化相互关系的科学。
三．生态因子对生物的生态作用
（1）水因子对生物生长发育的作用：

水分不足，使植物萎蔫；使动物滞育或休眠。某些动物的周期性繁殖与降水季节密切相关，如澳洲鹦鹉遇到干旱年份，就停止繁殖；而某些龙脑香科植物遇到干旱年份却产生“爆发性开花结果”。

（2）生物对水因子的适应

三．生态因子对生物的生态作用
（2）生物对水因子的适应
植物依其对水分需求划分为水生植物、陆生植物两大类型。各类型下又分别划分为沉水植物、浮水植物、挺水植物、湿生植物、旱生植物和中生植物等。（图解）
陆生动物对水因子的适应
形态结构上的适应：以各种不同形态结构，使体内水分平衡。
行为上的适应：沙漠动物昼伏夜出；迁徙等。
生理上的适应：“沙漠之舟”骆驼可以17天喝水，身体脱水达体重的27%，仍然照常行走。它不仅具有贮水的胃，驼峰中还储藏丰富的脂肪，有消耗过程中产生大量水分；其血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。

三．生态因子对生物的生态作用
（1）氧的生态作用；
（2）氮的生态作用；
（3）CO2的生态作用（对动植物个体潜在的影响）；
①使植物气孔开度减少，减少蒸腾，提高水分利用。
②CO2 浓度相对提高，使C3植物光合作用不断增加（C4植物达到饱和点后则不随CO2 浓度提高，光合作用增加）。
③CO2 能促进植物的生长——植物生长速率随全球CO2 浓度的提高而增加。
④高浓度的CO2 能改变植物形态结构——幼苗分枝增多，叶面积指数加大等。
三．生态因子对生物的生态作用
（4）大气污染与植物；
①大气主要污染物对植物的危害（影响）
二氧化硫（SO2 ）对植物的影响：伤害阈值为0.25~0.55ppm，2~8小时；典型症状——叶片脉间呈不规则的点状、条状或块状坏死区。
氟化氢（HF）对植物的影响：伤害阈值>40ppm；典型症状——叶尖和叶缘坏死。
臭氧（O3）对植物的影响：伤害阈值0.05~0.15ppm 0.5~8小时；典型症状——叶面上出现密集的细小斑点。
乙烯对植物的影响：伤害阈值10~100ppb；典型症状——“偏上生长”致使叶片、花、果脱落。
②植物对大气的净化作用
吸收CO2，放出O2 ：造林绿化与人类维系呼吸；
吸收有毒气体：吸收二氧化硫（SO2 ）及氟化氢（HF）最优；
驱菌杀菌作用：有些植物分泌杀菌素，如1ha松柏林24小时分泌34kg杀菌素；
阻滞粉尘：针叶林阻粉尘量32~34吨/年，阔叶林68吨/年；
吸收放射性物质：吸收中子γ-射线。
三．生态因子对生物的生态作用
（4）大气污染与植物；
③大气污染监测——指示植物
a.作为指示植物的基本条件：
能够综合反映大气污染对生态系统影响的强度；
能够较早地发现污染（对大气污染敏感）；
能够同时检测多种大气污染物；
能够反映出一个地区的污染历史（基本年轮的化学分析）。
b．常见（用）的指示植物：地衣最敏感，0.015~0.105ppm二氧化硫下无法生存（但反应慢）。
④大气污染的植物监测
形态及生长量观测：IA=Wo/Wm；
群落生活力调查（见《城市生态学》——孟德政等译，1986）；
现场盆栽定点监测；
生理生化指标测定——光合作用，呼吸作用，气孔开放度，细胞膜透性，叶液PH值变化，植物体内酶体变化等。
三．生态因子对生物的生态作用
（1）土壤化学性质与植物的关系
①PH值 <3 或 >9对根系严重伤害 ②矿质营养元素与植物
（2）植物的盐害和抗盐性
植物的抗盐方式：
排除盐分——泌盐植物； 稀盐植物（稀释盐分）；
富集盐分； 拒绝吸收
（3）植物对土壤适应的生态类型
对PH值的适应——嗜酸性植物、嗜酸—耐碱植物、嗜碱—耐酸植物、嗜碱植物。
钙土植物、盐生植物、抗盐植物
（4）土壤污染的植物监测
土壤污染——重金属污染、如汞、镉、砷、化学农药污染等。
监测：植物群落调查，蔬菜及作物调查，实验分析

Answer 2

第一章 植物细胞

一、目的要求
了解植物细胞的基本结构特点和原生质的基本组成，掌握蛋白质的结构特征和酶的组成、分类特点，重点掌握酶促反应的影响因素和作用规律。
二、教学内容
1．一般了解
细胞壁，细胞膜，细胞质，细胞核，后含物。核酸，脂质，糖类。酶的作用特点，酶的作用机理。
2．一般掌握
原生质的胶体性质。酶的分类，酶的化学组成，酶浓度、激活剂、抑制剂对酶促反应速度的影响。
3．重点掌握
蛋白质的组成、结构和性质。酶和同功酶的定义，底物浓度、温度、pH对酶促反应速度的影响。
三、实验实训
1．显微镜的使用及细胞组织器官观察（细胞部分）
2．小麦萌发前后淀粉酶活性比较

第二章 植物组织和器官

一、目的要求
了解植物各种组织和根、茎、叶、花、果实和种子六大器官的结构组成特点，能够区分植物组织和器官结构上的异同点。掌握各器官组织的功能特点及生理作用。
二、教学内容
1．一般了解
分生组织和各种成熟组织的种类、特点、功能和分布，植物六大器官的结构组成和功用。
2．一般掌握
维管束、维管组织和维管系统的结构、种类和功能。植物根、茎、叶的变态，根尖及其分区特点，茎的形态特征，芽的类型、结构，茎的分枝和分蘖，幼苗的类型和特点。
3．重点掌握
表皮的基本结构和特点，植物根、茎的初生结构和植物叶子的结构特点，植物根内皮层的结构和功能。
三、实验实训
1．显微镜的使用及细胞组织器官观察（组织器官部分）

第三章 光合作用

一、目的要求
了解光合作用的原理，掌握光合色素的种类、作用特点及光合作用的影响因素，懂得通过提高光能利用率增加作物产量的方法。
二、教学内容
1．一般了解
光合作用的机理：原初反应，电子传递与光合磷酸化，二氧化碳的同化，光合作用的产物。
2．一般掌握
太阳辐射：太阳辐射，太阳光谱。
光合色素：叶绿体的基本结构，光合色素及其性质，影响叶绿素形成的环境因素。
3．重点掌握
光合作用的影响因素及生产潜力：影响光合作用的环境条件，光能利用率不高的原因，提高光能利用率的途径。
三、实验实训
1．叶绿素含量测定

第四章 呼吸作用

一、目的要求
了解呼吸作用的原理，掌握呼吸作用的生理指标及其测定方法，懂得通过调节呼吸作用提高作物产量的方法。
二、教学内容
1．一般了解
呼吸作用的生化过程：有机物的分解，电子传递与氧化磷酸化（生物氧化）。
2．一般掌握
呼吸作用的意义及类型：呼吸作用的概念，呼吸作用的意义，呼吸作用的生理指标。
3．重点掌握
呼吸作用的影响因素及调控应用：影响呼吸作用的环境条件，呼吸作用的调节，呼吸作用的应用。
三、实验实训
1．植物呼吸强度测定

第五章 植物体内有机物的代谢与运输

一、目的要求
了解植物体内有机物代谢的原理和途径，掌握植物体内有机物的运输系统、运输机理和同化物的运输与分配规律。
二、教学内容
1．一般了解
糖类（蔗糖、淀粉）、脂肪、核酸和蛋白质的合成与分解。
2．一般掌握
代谢源、代谢库，植物体内有机物的运输系统，筛管和伴胞的作用。
3．重点掌握
植物体内有机物运输的形式、方向和影响因素，植物体内有机物的运输与分配规律。

第二篇 植物生长与环境调控

第六章 植物生长与土壤环境

一、目的要求
了解土壤矿物的组成特点和土壤分类的基本知识，学习土壤的基本性质，掌握土壤质地、有机质转化与肥力的关系和土壤性质对植物生长发育的影响，重点掌握低产土壤的低产原因及主要改良措施。
二、教学内容
1．一般了解
土壤肥力，矿物质，粒级，土壤有机质的来源和组成，腐殖质的组分和性质。土壤酸碱性及改良，土壤胶体与吸收性能，土壤分类原则。
2．一般掌握
土壤有机质的转化过程及影响条件。土壤孔隙性、结构性及耕性。高产稳产田的培肥标准，低产土壤的低产原因及主要改良措施。
3．重点掌握
土壤质地类型及生产特性，团粒结构的创造。
三、实验实训
1．土壤样品的采集
2．土壤样品的制备和吸湿水含量测定
3．土壤有机质的测定
4．土壤容重的测定
5．土壤酸碱性的测定
6．土壤水溶性盐总量的测定

第七章 植物生长与水分

一、目的要求
了解植物体内水分的存在状态和生理功能，依据水势的特点掌握植物吸水动力和吸水过程、气孔运动规律、蒸腾作用的特点及在生产上的调控应用。学习土壤和大气中水分的存在状态和运动变化规律，掌握作物的需水规律及生产上的保障措施。
二、教学内容
1．一般了解：
植物含水量，露霜雾雹雨云，大气降水，土壤水，土壤水的调节。
2．一般掌握：
束缚水，自由水，植物吸水的动力，大气湿度，植物需水量，植物需水规律。
3．重点掌握：
水的生理功能。水势，水分的吸收，蒸腾作用，气孔运动。土壤含水量，土壤水的有效性。

第八章 植物生长与温度

一、目的要求
了解土壤热量的来源、土壤的变化规律，掌握土壤热性质、土壤温度的调节。了解气温状况的表征，掌握植物对热量的要求和温度条件对农业生产的影响。
二、教学内容
土壤的热量状况：土壤温度的重要性，土壤热性质，土壤温度状况。
气温：温度状况，和植物对热量的要求，温度与农作物生产和农产品质量。

第九章 植物生长与养分

一、目的要求
学习各种营养元素的生理作用和缺素症状，了解各种肥料的种类和使用特点、土壤中氮磷钾的存在转化和植物吸收养分的原理和方式，掌握植物营养的要求和施肥原理，特别是配方施肥在农业生产上的应用。
二、教学内容
1．一般了解
植物体内的营养元素，化肥和有机肥的种类、特点和使用，植物吸收营养的特点及方式，土壤养分的种类、特点及转化。
2．一般掌握
植物生长必需营养元素的认定、种类及生理作用，植物对养分的需求规律，作物施肥基本原理，营养元素间的相互作用。
3．重点掌握
肥料的系统鉴定方法，配方施肥的原理及应用。
三、实验实训
1．土壤碱解氮含量测定
2．土壤有效磷含量测定
3．土壤速效钾含量测定
4．肥料系统鉴定

第十章 植物生长与气候环境

一、目的要求
了解气候的种类，认识各种气候的形成特点及条件，掌握各种气候特别是灾害性天气对植物生长的影响，重点掌握我国农业节气特点和农田小气候的特征及改造、调节方法。
二、教学内容
1．一般了解：
风的形成，风的种类，风与农业生产的关系，气团，锋。
2．一般掌握：
气压，大气环流，寒潮，霜冻，倒春寒，低温冷害，连阴雨，洪涝，干旱，干热风，冰雹，台风。
3．重点掌握：
农田光照、温度、湿度、CO2分布，二十四节气，农田小气候。
三、实验实训
1．土壤温湿度及光照强度测定

第十一章 植物的环境胁迫生理

一、目的要求
了解环境污染及其对植物生长发育的影响，掌握植物对各种逆境的反应及适应机理，重点掌握环境污染的生物防治及植物的抗逆生理在农业生产上的应用。
二、教学内容
环境胁迫：环境胁迫，环境胁迫与植物，环境胁迫生理。
温度胁迫：抗冷性，抗冻性，抗热性，抵抗途径。
水分胁迫：抗旱性，抗涝性，抵抗途径。
盐碱胁迫：抗盐性，抵抗途径。
生物胁迫：抗病性，抗虫性，抵抗途径。
环境污染：环境污染，环境污染对植物的影响，抵抗途径。

第三篇 植物的生长、发育与繁殖

第十二章 植物的生长发育

一、目的要求
了解植物激素和植物生长调节剂的种类、特点和生理作用，掌握种子休眠的原因和打破休眠的方法，重点掌握植物生长规律及其在农业生产上的应用。
二、教学内容
1．一般了解
植物生长的细胞学基础，植物生长的基本规律，植物生长的影响因素，植物运动。
2．一般掌握
生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸的生理效应以及乙烯利、2,4-二氯苯氧乙酸等植物生长调节剂的作用。
3．重点掌握
种子的休眠，打破和延长休眠的方法，种子的萌发。

第十三章 植物的生殖、衰老和脱落

一、目的要求
了解植物生殖、衰老和脱落的生理过程，认识温度、光周期、营养状态和环境条件对植物成花的影响，掌握春化作用和光周期现象在农业生产上的应用。
二、教学内容
1．一般了解：
春化作用及其条件，碳氮比学说，花器官性别分化，开花、授粉与受精。
2．一般掌握：
光周期现象，植物按光周期分类，光周期诱导，植物衰老，器官脱落。
3．重点掌握：
春化作用、光周期在农业生产上的应用，种子、果实的发育。

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Answer 3

从当前国内外研究状况看，许多国家都重视偏向于草本农作物的研究，而在木本的绿化花卉林木上的研究较少，这也是今后科研者要努力的方向与目标，我国对这门新学科的研究具有起点优势，与发达国家在同一起跑线上，不像有些已发展一定高度的学科那样，研究水平距离甚远。

而在水生诱导的研究上，特别是木本植物的诱导上，我国当前的水平也已处于国际领先水平，包括木本植物通气组织形成的基础生理、形成条件、诱导工艺、基因位点、分子生物等方面。但水生诱导技术目前还是属于严格的人工诱导技术，如何让它发展为自然诱导天然栽培还需要展开较深层面的研究。

实现自然诱导是未来这门学科研究的主要方向，只有让植物在自然逆境下实现通气组织相关基因的快速表达，方可实现农业生产的大面积运用，才可使这门学科跳出水培花卉狭小的空间，走向与实现农业生产上的普遍应用，那么实现自然诱导有哪些重要的意义与需要完成的工作呢？

地球日趋变暖，两极冰层的逐渐融化，海平面的不断上升，地球淹水面积的逐年扩大，洪涝灾害的频频发生，对植物的影响将越来越大，陆地可生长植物的面积逐年减少，水面沼泽湿地的不断扩大，对长于地球陆地上的植物是一种生态的挑战及自然选择的开始。它直接影响到人们的生活与生产，最终危害的人类的生存与发展。

农业生产耕地的日趋减少，自然洪涝的农田灾害使经济植物的产量受到严重影响，只有人们主动地进行抗涝耐淹品种的选育，或者主动地开发可利用的水面，才是人类征服自然最有效最积极的方法。面对这些重大而急迫的课题，科学家们需对植物诱导展开全面的多层次的多角度的思考与研究，使这项技术更好地运用于农业生产。

根据目前的研究状况以及对这学科前景方向的充分估计，要解决植物的自然诱导天然生长还需从基因工程着手，特别是要展开各种类型植物厌氧适应的信号控制系统及厌氧相关基因家族的研究，并形成基因文库，弄清作用位点与启动扳机，更为重要的是克隆一些较为敏感的基因，并实现基因的成功的转导与表达，让植物一遇自然水环境胁迫，就能迅速地启动，快速地形成生理形态的适应，大大提高植物的抗逆性与适应性，不会因自然环境的水淹胁迫就造成大幅度的减产与损失。

也可通过基因工程培育更多能适于水面及沼泽地生长植物类型或生态适应性种群，让自然选择所造成的生态破坏减少到最低的程度。

农业科研部门必须把它作为一个重要的学科研究，展开诸如的生理、栽培、生产实用性等方面的研究，形成水上农业新格局，这对于水域开发，重造农业空间具有重要意义。形成了从诱导苗培育到栽培管理收获的整套技术路线与措施，让这种技术正真服务于大农业生产。

在不久的将来，水面与陆地具有同样的农业生产意义，诱导苗的培育与常规的种苗工程一样也具重要的地位，水生诱导型及湿生抗涝型品种的选育更是实现逆境栽培的一项重要工程。水生诱导为未来农业发展描绘出了美丽的画卷，如水上农场、水上菜园、水上果园、水上花园等水面栽培工程将会像陆地一样的普及与自然，它将成为人们农业生产的一个重要而全新的拓展空间。

该项技术的研究可以使每年洪涝受灾的损失降低到最小程度，可以打破土壤局限使原本不长植物的荒漠或无法生存的空间换上绿装，可以使占地球绝大多数面积的水变成栽培的重要资源，让水与土壤一样的重要，让水成为二十一世纪农业发展的重要战略资源，正真实现有水就可搞农业的伟大理想。

Answer 4

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