基础生态学教案.docx

1、基础生态学教案基础生态学教案生 命 科 学 学 院适用专业：生物科学、生物技术编写日期：2009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

2、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。

3、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

4、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, 1-42、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, 1-103、李博

5、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

6、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

7、 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

8、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 阳性植物、阴性植物 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

9、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

10、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

11、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？

12、 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

13、如. 2002. 基础生态学. 高等教育出版社, 6-612、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, 11-513、李博主编. 1999. 生态学. 高等教育出版社, 10-424、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、Walter Larcher （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、Barbour M.G., Burk J.H., Pitts W.D., Gilliam F.S. and Schwartz M.W

14、. 1999. Terrestrial Plant Ecology. Addison Wesley Longman Inc. 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：

15、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

16、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

17、 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

18、与动态生命表；1、研究种群动态的参数 生命表的分析 种群增长率r/内禀增长率rm/瞬时增长率 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

19、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 Lotka-Voltarra模型 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

20、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

21、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

22、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, 63-1352、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, 52-1273、李博主编. 1999. 生态学. 高等教育出版社, 43-1114、周晓峰主编，19

23、99. 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、Walter Larcher （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、Barbour M.G., Burk J.H., Pitts W.D., Gilliam F.S. and Schwartz M.W. 1999. Terrestrial Plant Ecology. Addison Wesley Longman Inc. 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

24、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：生态位与竞争种群遗传结构对种群数量的影响适应与生活史对策最大可持续产量与人类

25、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： 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。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

26、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

27、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IV SDR 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：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 物种的不同性质：优势种、建群种等 物种多样性2、群落的结构特征 群落的时间特征 群落的空间特征 群落的营养结构群落的结构特征分析一、群落的物种构

28、成 1、生物多样性概念简述生物多样性定义，物种多样性与生物多样性生物多样性范围：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：边缘效应六、影响群落的结构的要素1、竞争2、捕食3、干扰4、空间异质性七、岛屿生物学现象，岛屿生态与自然保护群落的动态一、群落短期动态1、昼夜变化2、季节变化与年变化 二、 群落的演替1、群落演替的概念 定义 影响演替的内、外因素分析2、群落演替的类型划分 原生演替与次生演替 演替的其它划分方法与类型3

29、、三种不同的演替顶级理论 群落的分类1. 群落分类方法2. 群落分类排序本章小结：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 演替顶级 单元顶级、多元顶级、顶级格局； 波动影响演替的因素： 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、生物调节群落的分类与排序： 分类 群落是自然单位，可以分类 分类单位；排序 连续变化的 排序的原理和方法 课外作业：1、群落具有哪些基本特征？它和种群有哪些区别和联系？群落的性质如何？ 2、何为趋同适应、趋异适应？