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基础生态学教案

生命科学学院

适用专业：

生物科学、生物技术

编写日期：

20XX年6月

总学时和时数分配

计划讲授54学时

第一部分绪论2学时

第二部分生物与环境11学时

第三部分种群生态学12学时

第四部分群落生态学11学时

第五部分生态系统生态学10学时

第六部分应用生态学6学时（可根据教学实际情况，在以上章节中穿插

或渗透到相应的理论讲授部分）

机动或串讲2学时

教案讲授表

教案内容

教学设计

第一部分绪论

基本内容：

一、 生态学的定义

二、 生态学历史、对象与范围

三、 生态学的分支科学、交叉学科

四、 生态学发展动态

五、生态学的研究方法

新课导入：

从理解生命活动过程入手，分析任何生物的生存和发展都需要从环境中获取资源，环境对生物而言就是资源的同意语；在这种情况性生物就与环境产生了生态关系；生态学就是研究这种关系的一门科学。

教学重点：

生态学的本质与内容：

环境对生物的决定和塑造作用，生物对环境的适应；适应环境的生物对环境的改变作用。

教学难点：

生态学的研究方法论：

观察法；实验法

科学研究的基本思路。

教学内容解析（概念、原理、范例）：

主要概念：

生态学生物环境非生物环境种群群落生态系统生物圈副生物圈进化生态学化学生态学GAIA学说

内容分析：

生态学的定义

介绍生态学的概念。

应包括不同作者的定义，但应该对最为简单的、最为广泛采用的定义有肯定的赞同。

生态学研究历史、对象与范围

简单介绍生态学的发展历史，以及在各个阶段的研究的中心内容。

重点介绍生态学的研究对象。

生态学的分支科学、交叉学科

1.分枝学科

2.与生物学分支学科的交叉；

3.生态学在生命科学体系中的应用性学科；

4.生态学与自然科学相关学科的交叉；

5.生态学与人文社会科学的交叉。

生态学的发展动态

1.作为基础科学的生态学的发展动态；

2.生态学应用领域及其应用学科的发展动态；

3.生态哲学、生态智慧

生态学的研究方法

1.科学研究的基本方法；

2.生态学的观察、实验

3.生态学如何以小见大：

样方技术，取样技术

本章小结：

生态学是什么？

——研究对象，概念，分支学科，交叉学科

形成和发展；——主要的历史阶段，代表性任务，重要学术著作

现状如何？

——对象变化；手段变化；范围扩大

如何学习？

课外作业：

1、什么是生态学？

你认为生态学的本质是研究什么？

2、生态学的研究层次有哪些？

这些层次在生态学不同的发展时期各有哪些偏重？

3、生态学的发展分为那几个时期？

各时期的主要代表人物是哪些？

各时期的研究对象有什么特点？

4、现代生态学的发展有哪些特点？

如何认识“生态学的社会化、生态学必须科学化”？

建议读物：

1、孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如.2002.基础生态学.高等教育出版社,1-4

2、孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编.1992.普通生态学.高等教育出版社,1-10

3、李博主编.1999.生态学.高等教育出版社,1-9

本章计划课时为2.

20分钟

20分钟

20分钟

20分钟

40分钟

展开问题的思路：

不同历史时期生态学研究对象的扩大与解决人类生存发展问题的关联性

参与性讨论：

如何认识社会生态化、生态社会化？

如何认识生态学和生物学其他学科在认识论上的异同？

启发思考：

 目前人类面临的资源环境问题为什么需要生态学来进行引领？

教案内容

教学设计

第二部分个体生态学

基本内容：

一、环境因子及生物对环境因子的适应

二、环境因子：

光

三、环境因子：

温度

四、环境因子：

水

五、环境因子：

土壤及其它非生物因子

新课导入：

从自然界中获取物质和能量构建自身是生物生长发育的必然过程，认识自然界生物可利用物质和能量的状态、性质、数量、时间和空间的变化，是生态学研究的基础。

这些能量和物质以及影响能量和物质的因素及其对生物的影响就构成了个体生态学的研究内容。

教学重点：

生态因子作用的特点：

综合、主导、限制、直接/间接、阶段性、不可替代和相互补偿

光、温、水、土——对生物有什么用？

生物如何获得取这些资源？

正常条件下生物如何适应（时间、空间变化）？

太多、太少将产生什么影响？

生物如何适应？

形态结构、生理生化、行为适应

教学难点：

生物的适应组合；适应辐射

教学内容解析（概念、原理、范例）：

主要概念：

物种（种），种群，环境生态因子环境因子

主导因子最小因子法则耐受性法则限制因子生态幅适合度指示生物驯化休眠滞育内稳态阳性植物叶面积指数光饱和点昼行性动物光周期现象短日照植物Bergman规律Allen规律三基点活动积温物侯少浆液植物恒渗植物团粒结构

内容分析：

第一节环境因子及生物对环境因子的适应

本节介绍环境因子（生态因子）的定义。

并解释在环境学中与生态学中“环境”概念上的差异（范围的限定）。

本节介绍环境因子作用的规律，其中包括生态学的一些基本定律（或规律）。

包括许多生态学最基本的理论问题。

一、 环境、环境因子及其类别

1、环境的概念，环境因子与生态因子

2、非生物因子与生物因子

3、直接因子和间接因子

4、大环境、小环境；内环境与外环境

二、 生态因子作用的规律和生物的适应特征

1生态因子作用的综合性生物的适应组合

2非等价性，主导因子

3不可替代性与互补性

4限制作用：

最小因子法则/耐受性法则；三基点

5大环境和小环境

三、 生物对环境因子的适应途径

1、形态适应

2、生理适应：

驯化；内稳态机制

3、行为适应：

休眠、迁徙、滞育等。

适应的遗传基础（稍提即可）

第二节环境因子：

光

一、 陆生环境中的光因子

1、光在时间和空间的上的分布特点

2、光强度对植物的生态影响

⑴阳性植物、阴性植物

⑵光补偿点、饱和点

3、光照强度对动物的影响

4、光的周期性变化对动物和植物的生态效应

二、水生环境的光因子

1、水体光的分布特点

2、水生生物对光的适应

第三节环境因子：

温度

一、温度的分布特征与生态意义

1、温度的分布特征

2、温度的生态意义：

代谢；分布

二、温度对生物分布和生命活动的影响

1、极端低温/高温对生物的影响

2、生物表现的形态适应：

动物表现的形态适应—

（1）BERGMAN规律；

（2）ALLEN规律等

3、生物表现的生理适应：

极端高温对生物的影响与生物的生理适应

4、生物表现的行为适应

5、温度与生物的发育：

（1）有效积温；

（2）物候

第四节环境因子：

水

一、 水的分布与水因子的生态意义

1、水陆环境的主要差异

2、水的理化性质

3、水的生态意义（组份，代谢介质，分布，形态塑造）

二、生物对水因子的适应

1、水、陆生植物对水因子的适应

（1）水生植物

（2）陆生植物

2、动物对水因子的适应

（1）水生动物的渗透压调节

（2）陆生动物对干旱的适应

（3）适应组合

第五节环境因子：

土壤及其它非生物因子

一、土壤因子

1、土壤的生态意义

2、土壤的物理性质对生物的影响

3、土壤的化学性质对生物的影响

4、土壤环境与动物的适应

二、 火因子

1、火烧的影响及其生态作用

2、植物/动物对火因子的适应

三、人类活动对生物的影响

1、人类活动对生物的积极意义：

（1）选择

（2）伴人适应与进化

2、人类活动对环境因子的改变：

生态破坏与环境污染

（2）人类活动对生物的生态影响

四、生物对环境的适应表现

1、趋同适应与生活型

2、趋异适应与生态型

再强调：

环境因子的综合作用

本章小结：

生态因子的特点及其对生物的影响方式；

生物对生态因子的适应

课外作业：

1、生态因子一般被分为哪五大类型？

哪些是直接作用？

哪些是间接作用？

生态因子作用有什么特点？

2、Liebig的最小因子法则和Shelford的耐受性法则分别是说明生态因子作用的什么特点？

生物的耐受曲线在生态幅宽狭不同的生物中，其图形上有什么特点？

3、多个生态因子的综合作用对生物的适合度有何影响？

请举例说明。

4、生物对生态因子的限制作用的调整主要表现在哪些方面？

它们分别是对哪些生态条件的适应？

具有哪些生态意义？

5、内稳态生物和非内稳态生物在适应环境的方式、能力上有何差异？

内稳态生物如何保持其稳态机制的？

6、举例说明什么是适应组合？

生物为什么要出现适应组合？

7、光在时间和空间上的配置对植物和动物产生哪些影响？

它们又是如何适应这些变化的？

8、温度有哪些生态意义？

低温和高温对生物会产生哪些影响？

植物和动物如何在形态、生理、行为上进行适应？

为什么温度能够限制生物的分布？

9、什么叫有效积温？

利用它在实际生产中有哪些价值？

10、水环境和陆生环境有哪些不同？

植物在适应方式上又有何不同？

11、水生动物和陆生动物在对水因子方面的适应中主要面临哪些矛盾？

它们又如何适应？

12、水体介质及其低氧环境对生物的形态和结构及其能量耗散产生哪些影响？

13、盐碱土对植物有哪些不利影响？

盐土植物对植物的适应方式有哪些？

建议读物：

1、孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如.2002.基础生态学.高等教育出版社,6-61

2、孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编.1992.普通生态学.高等教育出版社,11-51

3、李博主编.1999.生态学.高等教育出版社,10-42

4、周晓峰主编，1999.中国森林与生态环境。

北京：

中国林业出版社。

5、任海，彭少麟，2001.恢复生态学导论。

北京：

科学出版社。

.

6、WalterLarcher（翟志席、郭玉海等译），1997.植物生理生态学。

北京：

中国农业大学出版社。

7、BarbourM.G.,BurkJ.H.,PittsW.D.,GilliamF.S.andSchwartzM.W.1999.TerrestrialPlantEcology.AddisonWesleyLongmanInc.

本章计划课时为12.

3学时

2学时

2学时

3学时

2学时

根据内容时间分配

180分钟，其中：

20分钟

20分钟

20分钟

20分钟

15分钟

15分钟

40分钟

20分钟

120分钟，其中：

30分钟

40分钟

10分钟

30分钟

10分钟

120分钟，其中：

15分钟

20分钟

15分钟

20分钟

15分钟

15分钟

20分钟

120分钟，其中：

10分钟

10分钟

40分钟

30分钟

30分钟

120分钟,其中：

10分钟

15分钟

15分钟

10分钟

10分钟

10分钟

15分钟

15分钟

20分钟

20分钟

展开问题的思路：

讲述生态因子：

根据三基点展开；

讲授生物的适应：

从形态、生理生化、行为等方面展开

参与性讨论：

4、什么叫生理分布区和生态分布区？

二者的区别和联系是什么？

5、大环境和小环境对生物的生态效应有何不同？

举例说明。

启发思考：

生物对环境因子的适应特征、现状的分布与地球历史变化过程有什么联系？

人类是如何干扰和影响生物适应环境的？

教案内容

教学设计

第三部分种群生态学

基本内容：

一、种群的结构

二、种群的数量动态

三、种群的遗传与进化

四、种间关系

五、种群的行为

新课导入：

种群是生物物种在自然界存在的形式和基本功能单位，探讨物种数量、质量、分布、发展动态是种群生态学的核心，也是生态学的核心内容之一。

教学重点：

种群增长模型（与密度相关的）；种群调节方式（假说）；

繁殖成效亲本投入、繁殖成本；繁殖格局：

一次与多次，生活年限和繁殖；

繁殖策略：

K选择和r选择；R-C-S型生活史式样；

生物的性行为：

有/无性生殖；性别系统，婚配制度；他感作用；性选择。

种内关系：

密度效应——最后产量衡值法则，—3/2自疏法则；

种间关系：

竞争和生态位，植物的防卫作用；植物与食草动物之间的协同进化

教学难点：

种群的遗传变异，物种的形成与分化

教学内容解析（概念、原理、范例）：

主要概念：

构件单体生物构件生物密度年龄结构性比植物的建筑学结构生命表净生殖率内禀增长率瞬时增长率周限增长率环境阻力环境容量最大连续产量水华时滞效应生态入侵基因库遗传漂变瓶颈效应建立者效应

中性学说配子选择亲属选择群体选择性选择渐变群工业黑化适应辐射r-K连续体社会等级领域性亲代投入利它行为协同进化生态位ZNGI他感效应（异种抑制效应）偏利共生互利共生

内容分析：

第一节种群的结构

一、 种群的概念

种群的定义、种群在不同学科中的称谓。

种群定义所表现的时空、遗传和数量特征。

二、 种群的各种参数

1、种群大小与密度

2、种群的分布，种群分布的判断

3、种群概念的扩展：

单体生物与构件生物，构件

4、种群的结构特征：

年龄结构与性比

第二节种群动态

一、生命表与种群动态参数

生命表的编制；静态生命表与动态生命表；

1、研究种群动态的参数

⑴生命表的分析

⑵种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率

⑶周限增长率

2、生存曲线

二、 种群动态的模型研究

1、指数增长模型

2、LOGISTIC增长模型

3、与密度有关的不连续增长模型

4、具时滞效应的、与密度有关的不连续增长模型

三、自然种群的数量变化

1、季节性增长

2、周期性波动

3、种群大爆发与种群的灭亡

四、种群调节

1、种群调节概念

2、种内竞争动物与植物种内竞争的差异

3、种群调节各学说简介与评价

第三节种群的遗传与进化

一、 种群遗传学基本概念

1、种、种群和进化

2、遗传和变异

3、哈迪—魏伯格原理

二、生物的进化要素

1、突变和重组

2、自然选择

3、基因流动

4、随机遗传漂变

三、进化中的自然种群

1、种群内遗传平衡多态现象

2、生活史对策

（1）r和K对策

（2）C、S和R对策

四、物种的形成

1、物种形成过程

2、物种形成机制

3、种的形成方式

第四节种间关系

一、 种间竞争

1、种间竞争模型

⑴ Lotka-Voltarra模型

⑵ Tilman模型

2、竞争排斥原理

3、生态位理论

4、自然种群的种间竞争表现

二、 捕食关系

1、捕食关系的概念：

广义与狭义的概念

2、种间竞争模型

Lotka-Voltarra捕食模型

4、自然界捕食关系的表现

5、捕食关系在生物控制中的作用：

Holling反应的应用

三、 寄生关系

1、有关寄生的各种概念：

寄生、拟寄生、内/外寄生

2、寄生作用与协同进化

四、其它种间关系

1、互利共生

2、种间关系的各种表现与实际判断问题

第五节种群的行为

一、植物种群的密度效应

最后产量恒值法则与-3/2自疏法则

二、动物种群的各类社会行为及其生物学意义

1、啄序

2、社群等级

3、领域行为

三、行为的适应性和遗传性

四、家系选择和集团选择

本章小结：

种群的数量（时间）、种群在空间上的分布、质量、

种群的动态变化

种群的适应（生活史）：

大小、生长发育、繁殖和扩散

课外作业：

1、为什么说种群是物种在自然界存在的基本单位和进化单位？

2、种群的密度和分布有什么区别和联系？

种群的不同分布形式对种群的发展各有哪些影响？

4、动态生命表和静态生命表有哪些不同？

如果研究一个区域的人口的发展动态，你认为两种生命表各有何优劣点？

5、关键因子分析是怎样反映环境因子对种群发展影响的？

6、比较分析种群增长的非密度制约指数增长模型（离散型和连续型）、密度制约增长模型（离散型和连续型）成立的条件和建模的要求，各模型具有哪些生态学意义。

7、比较分析自然选择和遗传漂变对种群进化的作用特点。

8、自然选择按照选择的结果分为哪种类型？

并举例说明。

9、物种的形成为什么要经过生殖隔离？

生殖隔离有哪些形式和方式？

11、有性生殖和无性繁殖在生态适应中各具有什么利弊？

为什么大多的植物都选择雌雄同株的性别系统？

12、领域性行为和社会等级对于生物适应环境有何积极意义？

13、根据Lotka-Volterra中间竞争的模型，说明竞争排斥和共存的条件。

14、根据Tilman的ZNGI模型说明植物竞争的特点及其相互排斥和共存的条件。

16、利用有关模型说明动物捕食者和猎物之间的周期性数量波动。

17、植物对食草动物的取食有哪些适应机制？

二者之间是如何协同进化的？

18、寄生生物如何适应寄生生活的？

二者之间是如何协同进化的？

建议读物：

1、孙儒泳，李庆芬，牛翠娟，娄安如.2002.基础生态学.高等教育出版社,63-135

2、孙儒泳，李博，诸葛阳，尚玉昌编.1992.普通生态学.高等教育出版社,52-127

3、李博主编.1999.生态学.高等教育出版社,43-111

4、周晓峰主编，1999.中国森林与生态环境。

北京：

中国林业出版社。

5、任海，彭少麟，2001.恢复生态学导论。

北京：

科学出版社。

.

6、WalterLarcher（翟志席、郭玉海等译），1997.植物生理生态学。

北京：

中国农业大学出版社。

7、BarbourM.G.,BurkJ.H.,PittsW.D.,GilliamF.S.andSchwartzM.W.1999.TerrestrialPlantEcology.AddisonWesleyLongmanInc.

本章计划课时为14.

2学时

4学时

4学时

3学时

1学时

根据内容时间分配

120分钟，其中：

15分钟

25分钟

20分钟

30分钟

30分钟

240分钟，其中：

10分钟

30分钟

10分钟

10分钟

30分钟

20分钟

20分钟

20分钟

20分钟

20分钟

10分钟

20分钟

20分钟

240分钟，其中：

10分钟

10分钟

40分钟

15分钟

30分钟

20分钟

15分钟

20分钟

40分钟

10分钟

20分钟

10分钟

180分钟,其中：

30分钟

20分钟

20分钟

15分钟

10分钟

10分钟

15分钟

10分钟

20分钟

20分钟

60分钟,其中：

10分钟

20分钟

15分钟

15分钟

展开问题的思路：

围绕种群的关键问题：

有多少？

在哪里？

什么因素影响和决定了它的多少和分布？

以后将发生什么变化？

理论分析重点：

l生态位与竞争

l种群遗传结构对种群数量的影响

l适应与生活史对策

l最大可持续产量与人类的合理利用

参与性讨论：

比较分析r选择和K选择的异同点，并根据他们的特点说明在生物保护中应采取的对策。

结合生态位和资源利用曲线说明资源供给和生态位幅度与竞争的关系。

启发思考：

l结合植物和动物在结构组成和生活特性的特性，说明植物种群和动物种群的在研究方式上应有的特点。

l竞争、寄生等生物之间的关系为什么最后并不发展到完全消灭另外一种生物的地步？

这些对人类社会有什么启示？

教案内容

教学设计

第四部分群落生态学

基本内容：

一、生物群落的基本概念

二、群落的结构特征分析

三、群落的动态

新课导入：

生物群落是生态系统中的生物成分，在生物地球化学循环中承担调节者的作用。

群落的物种组成状况如何，物种是如何分布和配置的？

将向什么方向发展，构成群落生态学的研究重点。

教学重点：

群落的物种组成：

种类组成；种类数量特征；种间的关联

群落的结构：

生活型——垂直结构（层片；层次）；水平结构（镶嵌性）；外貌；季相群落交错区，边缘效应

影响群落结构的因素（竞争，干扰，空间异质性，迁入迁出（岛屿生物学效应）

群落的动态：

演替——演替系列，演替顶级

影响演替的因素：

内因植物的繁殖体动物活动生物关系改变；内部环境改变；外因：

外接环境改变，人类干扰

演替与功能：

植被去除、植被恢复、生物调节

教学难点：

岛屿生物学理论；

演替顶级理论和学说；

群落的分类与排序

教学内容解析（概念、原理、范例）：

主要概念：

群落群落交错区机体论学派个体论学派优势种建群种显著度（相对）多度、密度、盖度（比）频度优势度重要值IVSDR生物多样性生活型生活型谱等生活型线生态等值种垂直结构外貌层片季相边缘效应同资源种团等价种抽彩式竞争MacArthur平衡说空间异质性演替原生演替次生演替群丛群系植被型纬向地带性经向地带性垂直地带性三向地带性潮间带

内容分析：

u生物群落的基本概念

一、 生物群落的概念

二、 生物群落的基本特征简介

1、群落的物种组成

⑴物种的不同性质：

优势种、建群种等

⑵物种多样性

2、群落的结构特征

⑴群落的时间特征

⑵群落的空间特征

⑶群落的营养结构

u群落的结构特征分析

一、群落的物种构成

1、生物多样性概念简述

⑴生物多样性定义，物种多样性与生物多样性

⑵生物多样性范围：

研究中心，遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。

（3）物种多样性的度量

2、影响物种多样性的因素

二、 群落的结构单元

1、生活型及其划分

2、层片及其划分

三、 垂直结构与水平结构

四、群落的外貌与季相，

五、群落交错区：

边缘