生物学科竞赛辅导生态学-1辩析.ppt

生命系统及其与环境关系的基本原理 主要内容 生命系统的概念和基本特征 生命系统与环境的基本关系 如何理解生命系统 一般系统和生命系统的概念 系统——由若干相互作用、相互依存的组成部分结合成的，具有一定结构和特定功能的综合体 开放系统——系统不断与外界进行能量、物质和信息的交换 耗散结构 封闭系统——系统与外界有少量的能量和信息交换，但没有物质交换 孤立系统——系统与外界没有任何的能量、物质和信息的交换 自组织系统 自组织系统：自我形成、自我调控、自我演化、自我消亡。。。的系统 生命系统 物理系统（如一些热力学系统） 化学反应系统 星系和宇宙系统 自组织系统的特征 宏观性和复杂性（多样性） 开放性 过程描述的非线性 自适应的演化（不断出新） 自组织升级（产生更高级系统） 跨层次整体效应的自我涌现 自相似、突变与选择 自组织对称、破缺与升级 生命系统是自组织系统，符合上述特征 自组织理论简介 发端于20世纪70年代 耗散结构理论——自组织理论的起始 协同学——排队过桥 突变论——垒沙堆和雪崩 混沌——水龙头实验 超循环理论——鸡和蛋 分形——有限的花园需要无限的篱笆 分形 Fractal 自相似 无标度 精细结构 迭代产生 并行 适合描述生物形态结构的数学工具 要求： 遗传的确定性； 外界条件的塑性影响； 一定程度上的随机性； 混沌 无序中的有序、无规则中的规则、未确定中的确定 混沌吸引子 生命的本质特征 同一性与多样性; 有序与灵活的结构； 新陈代谢； 应激性和运动； 内稳态； 生长与发育； 繁殖与遗传； 适应与改造环境 有关于“生命本质”的一些观点和理论 生机论：将生物现象归结为一种非物质的“活力” 机械论：将生命现象简单的归结为物理和化学的过程——一架结构极其复杂的机器 目的论：生命在于它的目的性——盲人钟表匠 有关于“生命的本质”的一些观点和理论 还原论：生物的一切都可用越分越细的方式（如分子和分子相互作用）及规律来说明 整体论：生物各组成部分规律加起来不等于整体的规律——整体往往大于部分之和。 生命系统的结构 系统中组分的构成方式和相互关系 系统组分（子系统）的多样性 组分在系统中的相对位置 组分之间的关系 外貌是结构的外部表征，也属于广义的结构范畴 系统的结构是一种物质实体，是存在的标志，也是一个系统区别于其它系统的“质”的属性 结构研究极其重要——结构生物学 等级层次结构 层次性 多层次 尺度 自相似 多样性、复杂性和同一性 极其多样 根本同一 生物多样性与复杂性 生物多样性的层次 个体 遗传信息 生态系统 复杂性 描述复杂性：组分中等联系最复杂 算法复杂性 生命系统的主要过程 系统中各种事物运行或发展所进行的活动 能量和物质代谢 信息传递 生长发育 生产和繁殖（再生产） 组分间相互作用 自我调节 涨落、破缺、生态平衡 内稳态、反馈、阈限、突变点 环境的基本概念和类型 生命系统与非生物环境 生命系统与环境的基本关系 基本形式 生态作用 生态适应 生态反作用 作用形式 质 量 持续时间 生命系统与生物环境 生命系统与环境的基本关系 横向关系 竞争 合作 寄生。。。 纵向关系 亲缘关系 环境对生命系统的作用 生命系统与环境的基本关系 综合性 非等价性 可补偿性和不可替代性 阶段性 直接性和间接性 生命系统对环境因子的响应和耐受性 生命系统与环境的基本关系 生命系统对环境因子的响应 三基点 资源利用曲线 生态幅 生态位 生态位宽度 生态位重叠 基础生态位和实际生态位 耐受性及其调整——驯化 生态位宽度和胁迫 限制因子和主导因子 生命系统与环境的基本关系 限制因子：接近或超过耐受极限的因子 最小因子定律 耐受定律 主导因子 如何理解生命系统 系统边界 组分还是环境 过程还是功能 进化与发育 模型 * * 生命是自组织系统 生命是自组织系统 生命是自组织系统 环境概念注意主体 按环境尺度 全球 区域 地区 生态系统 种群 按人类影响程度 人工 自然 耐受下限 生理紧张带 不能耐受带 最适值 适宜范围 生理紧张带 不能耐受带 耐受上限 *