生物奥林匹克竞赛培训讲义(个体生态学)
生物奥赛培训教程PPT课件
培养基配制
种子扩大培养
空气除菌 发酵设备
培养基灭菌
发酵生产
下游处理
十、微生物发酵工业
• 发酵生产——中间控制
– 温度——菌体生长和积累代谢产物的最适温度往 往是不同的，变温控制；
– pH值——微生物的生长和发酵的最适pH值往往不 同，变化控制；
– 溶氧——氧是制约发酵进行的重要因素，加强溶氧 ；
十、微生物发酵工业
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁——革兰氏染色 结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色 番红复染
• 原核微生物的结构与功能——原生质体
– 细胞膜：控制运输、维持渗透压、合成细胞壁、着生 鞭毛等
– 核区（拟核） – 特殊的休眠结构——芽孢（内生孢子）
• 原核微生物的结构与功能——细胞壁外结构
– 糖被：保护、屏障、储存、吸附、信号识别 – 鞭毛：运动 – 菌毛（纤毛）：吸附 – 性毛：参与传递遗传物质
• d.酶合成调节的意义：既保证代谢需要，又避 免细胞内物质和能量浪费，增强适应性。
资料：谷氨酸的生产调节
• 谷氨酸棒状杆菌能够利用 葡萄糖，经过复杂的代谢 过程形成谷氨酸；但当终 产物——谷氨酸的合成过 量时，就会抑制谷氨酸脱 氢酶的活性，从而导致合 成途径中断。当谷氨酸因 消耗而浓度下降时，抑制 作用就会被解除，该合成 反应又重新启动。
• 肝炎病毒
–甲型肝炎病毒呈球形，无囊膜，核酸为单链 RNA；
–乙型肝炎病毒呈球形，具有双层外壳结构， 外层相当一般病毒的囊膜，核酸为双链DNA。
七、微生物的营养
• 微生物的营养要求
1. 碳源【糖类、脂肪、有机酸】： 能源物质，构成菌体和代谢产物
2. 氮源【无机氮源：氨水、硫酸铵、尿素、硝酸钠； 有机氮源：发酵菌丝体、酒糟】： 构成菌体和代谢产物，硝化细菌的能源物质
高中生物奥林匹克竞赛辅导专题讲座_专题一、二、三
专题一生命的物质根底[知识梳理]一、组成生物体的化合物〔一〕无机化合物1．水是生命之源水是细胞的重要成分，一般发育旺盛的幼小细胞中含水量较大，生命活力差的细胞组织中含水量较小，休眠的种子和孢子中含水量一般低于10％。
水分子具有极性，每个水分子均可与其它四个水分子之间形成氢键。
水分子的极性与氢键的形成使水分子具有特殊的性质，如水分子具有较强的黏滞性。
黏滞性使水分子较其它液体均具有较强的外表X力，这有助于水从根运输到茎再到叶；水从叶片的气孔蒸发，对导管中的水产生蒸腾拉力，水的黏滞性使这种拉力一直延伸到根部。
外表X力使水分子可以水生昆虫在水面上跳动。
自由水的功能：代谢物质的良好溶剂，水是促进代谢反响的物质，水参与原生质结构的形成，水有调节各种生理作用的功能。
2．无机盐它在体内通常以离子状态存在，常见的阳离子有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋等；常见的阴离子有Cl－、SO42－、PO43－、HPO42－、H2PO4－、HCO3－等。
各种无机盐离子在体液中的浓度是相对稳定的，其主要作用有：对细胞的渗透压和pH起着重要的调节作用。
有些离子是酶的活化因子，如Mg+、Ca2+；有些离子是合成有机物的原料,如PO4+可用于合成磷酸、核苷酸等，Fe2+可用于合成血红蛋白等。
生物生存环境的PHX围为3~8.5。
细胞中的各种离子有一定的缓冲能力，使细胞内的PH保持相对恒定，以利细胞维持正常的生命活动。
动物体内无机盐与其作用一览表〔二〕、有机化合物1．碳是组成生物体的最根本元素碳原子核最外层有四个价电子，可与碳、氢、氧与氮原子形成四个强共价键。
碳原子与碳原子之间可以单键相结合，可也以双键或三键相结合。
碳原子能相互连接成链或环，从而生成各种大分子，这些结构称为有机物的碳链骨架。
碳链骨架结构的排列方式和长短，决定了有机化合物的根本性质。
2．糖类〔1〕．生物学功能糖类的主要功能有：构成生物体的重要成分，如糖被、〔植物、细菌、真菌等的〕细胞壁的成分；是细胞的主要能源物质。
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第一章生物学的学习策略和解题技巧一、树立正确的生物学观点树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一，正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器，有了正确的生物学观点，就可以更迅速更准确地学到生物学知识。
所以在生物学学习中，要注意树立生命物质性、结构与功能相统一、生物的整体性、生命活动对立统一、生物进化和生态学等观点。
1．生命物质性观点生物是由物质组成，一切生命活动都有其物质基础。
从万物之灵的人类到单细胞的细菌，以及无细胞结构的病毒等，所有生物都是由碳、氢、氧、氮、硫、磷、钙、铁、铜等几十种化学元素组成的，并且这几十种化学元素在无机自然界都是可以找到的。
生物体能够完成各种各样的生命活动，而一切生命活动都是通过一定的生命物质来实现的，如果没有生命物质也就没有生命活动。
2．结构与功能相统一的观点结构与功能相统一的观点包括两层意思：一是有一定的结构就必然有与之相对应功能的存在；二是任何功能都需要一定的结构来完成。
例如叶的表皮是无色透明的，表皮细胞排列紧密，向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。
表皮的这种结构的存在，就既利于阳光透过，又能防止叶内水分过多地散失，还能保护叶内部不受外来的伤害；而阳光透入，防止水分散失，保护叶内组织，又需要一定的结构来完成，这就是表皮。
3．生物的整体性观点系统论有一个重要的思想，就是整体大于各部分之和，这一思想也完全适合生物领域。
不论是细胞水平、组织水平、器官水平，还是个体水平，甚至包括种群水平和群落水平，都体现出整体性的特点。
例如，细胞膜、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体、中心体、质体、液泡等细胞器都有其特有的功能，但是只有在它们组成一个整体——细胞的时候才能完成新陈代谢的功能，如果离开了细胞的整体，单独的一个细胞器是无法完成它的功能的。
4．生命活动对立统一的观点生物的诸多生命活动之间，都有一定的关系，有的甚至具有对立统一的关系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。
2021年高中生物奥赛培训考点讲义汇总
中学生物奥赛夏令营课程《普通动物学》讲义一、生物的分类系统现代分类系统是根据生物所有性状的异同，综合起来分门别类，称为自然分类法，它采用了阶梯从属的等级，分为界、门、纲、目、科、属、种七个等级。
如果某一等级内种类繁多，还可划分出中间等级如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等。
通过分类系统，可以了解各物种之间的亲缘关系和每一个物种在生物界中的地位。
二、生物的界级分类随着生物科学的发展，对生物的分界产生了不同的观点，出现了不同的分界方法，如两界说、三界说、五界说、六界说等。
在显微镜发明以前，由林奈提出了两界说，把生物分为植物界和动物界。
三界说是在用显微镜发现单细胞生物后产生的，在1866年由赫克尔提倡，把生物分成单细胞的原生生物界和植物界、动物界。
五界说是1969年由惠特克提出的，把生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界，此说更完善地反映出生物的进化历程，得到大多数生物学家的承认。
也有一些学者主张，将现在生活在地球上的生物，分为六大类群：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、植物界、真菌界和动物界。
动物类群的多样性【知识概要】一、无脊椎动物主要门的基本特征无脊椎动物的主要特点是身体的中轴没有由脊椎骨组成的脊柱，这类动物各主要门的基本特征如下表所示。
无脊椎动物主要门的基本特征门种的数量分布体制主要特点胚层体腔对称分节肛门腔肠动物约l万水生，大部海产 2 无辐射对称－－有刺细胞，中胶层扁形动物 1.2万水生、寄生、少数陆生3 无两侧对称－－有焰细胞线形动物约1.7万水生，土壤中 3 固体腔两侧对称－＋只有纵肌，周期性蜕皮环节动物约1.3万水生、土壤中 3 体腔两侧对称＋＋有刚毛棘皮动物约9500 水生、全为海产 3 体腔幼虫两侧对称，成体次生性两侧对称－＋有管足和水管系软体动物10余万水生、部分陆生 3 体腔两侧对称－＋身体分头、足、躯干和外套膜，有外套膜分泌的壳节肢动物100余万水生、陆生，土壤中3 体腔两侧对称＋＋有头、胸、腹的分化，有甲壳质外骨骼和分节的附肢1．腔肠动物门——水娘水螅是腔肠动物的代表，是营淡水生活的水螅纲动物。
生物学联赛普通生态学教案(个体生态学)
个体生态学主编：吴波修订：彭鹏生态学（ecology ）是研究生物与其环境相互关系的科学。
所给的定义，生态学是研究有机体与其周围环境，包括非生物环境和生物环境相 互关系的科学。
当今社会面临的 五大问题主要包括：人口、环境、资源（粮食和 能源）。
当今生态学研究的 三大方向主要包括：（1）全球环境变化；（2）生态系统 的可持续性发展；（3）生物多样性的保护。
、环境与生态因子的概念1.环境环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间及其中可以直接或间接影响生物体或生物群体生存和发展的一切事物的总和。
在生态学中，环境是相对于生物这一主体的，环境是指围绕着生物体或者生物群体的一切事物的总和 ；在环境 科学中，环境是以人类为主体的，环境是指围绕着人群的空间以及其中可以直接 或间接影响人类生活和发展的各种因素的总体 。
由于生态学以生物的不同层次为 对象进行研究，不同层次的对象对应的环境不同。
2. 生态因子环境因子是从环境中分离出来的条件单位，如气候因子、土壤因子、地形因 子和生物因子等。
生态因子是在环境因子中，对生物起直接作用的因子，如对生物形态、结构、生长、发育、生理、生化等有影响的环境因子。
生态因子的总和 为生态环境。
在生态学中，将有机体生活和发育不可缺少的生态因子（食物、热、 02等对于动物，光、CO 2和水对于植物）称为生存条件。
特定群落的生态因子的 总和（无机环境）称为生境。
（1）生态因子按照属性来分：① 非生物因素：温度、光、水、PH 、氧等理化因子;生物学基础知识复习学案 全国生物学联赛辅导教案 生态学-1按照Haeckel 最初②生物因素：同种和异种生物。
（2）生态因子按照性质来分:①气候因子非生物因素;②土地因子既包含生物因素，又包含非生物因素;③生物因子生物因素;④人为因子生物因素。
（3）生态因子按照稳定性和作用来分:①非周期因子（土壤、种间关系、地心引力）：影响种群的数量和分布，不影响发育周期;②原初周期性因子（光、温度）：固定周期，生物可很好地适应;③次生周期性因子（降水、大气湿度、生物量、种内关系）：周期性不固定, 适应性较差。
生物奥林匹克竞赛培训(生态学)4
• 这些循环的路径包括生物与非生物二者, 同时也包含一些地质与地理作用在內, 因 此称为生物地球化学循环。
（2） 生物小循环：环境中元素经生物吸收，在 生态系统中被相继利用，然后经过分解者的 作用再为生产者吸收、利用。
三、生物地球化学循环的类型
根据物质在循环时所经历的路径不同，从 整个生物圈的观点出发，并根据物质循环过 程中是否有气相的存在，生物地球化学循环 可分为：
二、营养级位之内的生态效率 •
量度一个物种利用食物能的效率，即同化能量的有效程度。
（一）同化效率Assimilation efficiency ：
• 被植物吸收的日光能中被光合作用所固 定的能量比例，或被动物摄食的能量中 被同化了的能量比例。 • Ae=An/In • 肉食动物的同化效率高于植食动物。
• 绿色植物为起点到食草动物进而到食肉动物的食物 链。 • 如植物——植食性动物——肉食性动物。 • 如草原上的青草－ 野兔－ 狐狸－ 狼； • 在湖泊中，藻类——甲壳类——小鱼——大鱼。
（2）碎屑食物链(detritus food chain)
• 以动、植物的遗体被食腐性生物（小型土壤动 物、真菌、细菌）取食，然后到他们的捕食者 的食物链。植物残体——蚯蚓——线虫类—— 节肢动物。
The Carbon Cycle
CO2 in atmosphere (reservoir) Burning of CO2 dissolved Fire fossil fuels Respitation in ocean (reservoir)
Reservoirs Processes/ Locations Trophic Levels/ Organisms
3.生长效率
• 肉食动物的净生长率低于草食动物。 • 不同动物类群有不同的生长效率。
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Lx = (nx +nx+1)/2 Tx = Lx ex = Tx/nx
L2 = (32 + 16)/2 = 24
T2 = 24 + 10 + 2 = 36 e2 = 36/32 = 1.13
2.生命表的类型
• （1）动态生命表（dynamic life table） 就是根据同年出生的所有个体进行存活 数动态资料编制而成的生命表（同龄群 生命表、水平生命表），上述表3-1是一 个藤壶（Balanus glandula）的动态生命 表（Conell,1970）。
• 一个在资源有限的空间中生长的简单种群，其增长可简 单的描述成“S‖型曲线 (S-shaped)。 • 在种群增长早期阶段，种群数量N很小，N/K值也很小， 因此1-N/K接近于1，其抑制效应可忽略不计，种群增长 实质上为rN，呈几何增长。然而，当N变大时，抑制效 应增高，直到当N= K时，[1-（N/K）]等于0，这时种群 增长为零，种群达到了一个稳定的大小不变的平衡状态。 • 密度制约的发生导致r随密度增加而降低，这与r保持不 变的非密度制约性情况相反。S曲线可以解释并描述为 非密度制约增长方程乘上一个密度制约因子，得到逻辑 斯谛方程（logistic equation）。 • t时间种群增长率=内禀增长率×种群大小×密度制约因 子 dN/dt=r· N[1-(N/K)]
• 年龄比例：种群中各个年龄级的个体数占 种群个体总数比例。 • 年龄金字塔（age pyramid）：自下而上按 龄级由小到大的顺序将各龄级个体数或百 分比用图形表示。它表示种群的年龄结构 分布（population age distribution）。一般 用一系列不同宽度的横框叠合而成，横框 的数目表示年龄组数，横框的宽度表示该 年龄组的个体数或百分比。理论上分为三 种类型：
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2.重要值(importance value)
• 在森林群落中，Curtis等（1951）提出 用重要值来表示每一个物种的相对重要 性。 • 森林群落：重要值=相对密度（%）＋相 对频度（%）＋相对显著度（%）。 • 草原群落：重要值=相对密度（%）＋相 对频度（%）＋ 相对盖度（%） 。
四、生物多样性(biodiversity)
（八）各物种不具有同等重要性
在一个群落中，有些物种对群落的结构、 功能以及稳定性具有重大贡献，而有些 物种却处于次要和附属地位。根据它们 在群落中的地位和作用，物种可以分为 优势种、建群种、亚优势种、伴生种以 及偶见种或罕见种。
群落交错区
• 在多数情况下，不同群落类型之间 都存在过渡地带，被称为群落交错 区（ecotone），并导致明显的边缘 效应。
（一）生物多样性及水平 • 1.生物多样性：生物种的多样化和变异性以 及物种生境的生态复杂性。 • 2.三个水平： 遗传多样性：生物个体中所包含的遗传信息 的总和。 物种多样性：地球上多种多样的生物类型及 种类。 生态系统多样性：是生物圈中生物群落、生 境和生态过程的丰富程度。
3. 物种多样性的含义
• 6.高度（ height ）：
高度比 =某物种的高度/最高物种的高度 X 100%。 • 7.重量（ Weight）:衡量种群生物量 （ Biomass ）或现存量的指标。 草本或小灌木可用排水法；大树:V= shf, 其中s为胸高断面积；h为高;f为形数（可 查表）。
• 8.体积（Volume）：占有空间大小的量度。
二、群落的基本特征
• (一) 具有一定的物种组成 • （二）群落中各物种间相互联系 • （三）群落具有自己的内部环境 • （四）群落具有一定的结构 • （五）具有一定的动态特征 • （六）具有一定的分布范围 • （七）群落具有边界特征 • （八）群落中各物种不具有同等的群 落学重要性
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抗毒素：机体抵抗外毒素而产生的抗体 。
毒素：
二、放线菌
放线菌是丝状单细胞原核生物，革兰氏染色阳性反应，以孢子繁殖，陆生性较强，其他结构与细菌基本相同。
营养生长阶段，菌丝内无隔，故一般呈多核的单细胞状态。
01
02
抗生素主要由放线菌产生,而其中90%又由链霉菌属产生。如链霉素、土霉素、抗真菌的制霉菌素、卡那霉素等都是链霉菌的次级代谢产物。（青霉素、头孢霉素、灰黄霉素等抗生素是真菌产生）
2. 特殊结构
（二）鞭毛 (flagellum)
许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。 鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。
芽孢
芽胞的形成与发芽
细菌形成芽胞的能力是由菌体内的芽胞基因决定的。
一个细菌只形成一个芽胞，一个芽胞发芽也只生成一个菌体，细菌数量并未增加。 因而芽胞不是细菌的繁殖方式，而是细菌的休眠体。
在细菌中与抗热、抗紫外线和抗化学物质有关的结构是： 芽孢 B．荚膜 细胞壁 D．包含体
鞭毛菌分类
单毛菌 双毛菌 丛毛菌 周毛菌
鞭毛是运动器官。
01
鞭毛有抗原性。
02
鞭毛的功能
2.特殊结构
（三）菌毛 (filus/fimbriae)
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。
菌毛蛋白具有抗原性。
染色体DNA的复制与分离 细胞壁扩增 细胞分裂
外毒素：革兰氏阳性菌生长过程中不断向外界环境分泌的一种毒性蛋白。
类毒素:用0.3% —0.4%甲醛溶液对外毒素进行脱毒处理，可获得失去毒性担仍保留其原有免疫原性（抗原性）的生物制品。
高中生物竞赛辅导-生态学
响（4种实验条件）： 0.10%CO2、30℃ (1) 0.10%CO2、20℃ (2) 0.03%CO2、30℃ (3) 0.03%CO2、20℃ (4) 从以上实验可以得知，对实验2、实 验4和P点起到限制作用的因素分别是 光 A．光强度、0.03%CO2、温度 合 B．0.10%CO2、光强度、温度 速 率 C．温度、光强度、CO2浓度 D．温度、0.03%CO2、光强度
AC
像温度等环境中对生物的生长、发育、繁殖、行为和分 布有着直接或间接影响的环境要素就称为生态因子，除了温 度以外还包括湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物 等等。生态因子中生物生存所不可缺少的环境条件，也称生 物的生存条件。
二）、生物与生态因子关系的基本规律
1．最小因子法则(law of the minimum)
生物竞赛辅导3 ——生态学
生态学概述
1. 什么是生态学（Ecology） • 研究生物与环境相互依赖、制约和协调关系的科学。
• 1869，德国进化论者海克尔提出“oecology”。
• 1893(美)一次生态学会议, 把这个词简化确定为“ecology”。
• 1950s后，数学的引入发展成定量科学
• 近代生态破坏所带来的恶果日益严重和明显，生态学才引起全社
会的重视。
生态学一览
1.2 生态学的分支学科
• 基础(纯粹)生态学
• 按组织层次分：个体(种群、群落、生态系统、 分子)生态学等 • 按生物类别分 动物（植物、微生物、真菌） 陆地（海洋、河口、淡水）生
高中生物竞赛复习课件动物生态学——第一、二章-绪论、个体生态
喜马拉雅？太高 了，飞不上去！
我们的爱情盛开 在高山之巅
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2.2.5 动物栖息基底及其生态作用
概念 基底指动物生命活动过程中在其表面栖息与活动 或在其内部生活的物质。 动物栖息基底的类型 水体基底（固体基底和颗粒状基底） 陆地基底（岩石、沙地和土壤） 水体基底对动物的影响
固着动物海葵
钻蚀动物
豆斑蝥
动物的水盐平衡调节
海洋动物：等渗动物和低渗动物
淡水动物
（1）水生动物的渗透压调节
（2）陆生动物的渗透压调节 呼吸、蒸发和排泄失水 昆虫，鸟类，哺乳类各显神通防止过度蒸发失水
2.2.4 大气及其生态作用
大气的基本概况 大气是指地球表面到高空1100或1400公里范围内的 空气层；大气的成分复杂，标准状态下，氮占78％， 氧为21％，氦气等占 0.94%,二氧化碳为0.032%。 大气的生态作用 (1)氧对动物的影响 广氧性动物和狭氧性动物 (2)二氧化碳含量对动物的影响 (3)风对动物的影响 (4)海拔与大气压力对动物的影响
限制因子
概念：在许多生态因子中，任何接近或超过某 种生物的耐受性极限，而阻止生物生 长、繁殖、分布、生理机能正常或者生 存的因素就是限制因子 任何生态因子均可成为限制因子，可以因生物 所处的环境不同或不同的发育阶段而产生差异
水中的氧气不会成
为鱼的限制因子
鱼的密度过大
使水中的氧气
成为鱼的限制因子
动物生态学
第一章
绪论
1.1 生态学的定义 1.2 生态学研究对象或内容
1.1 生态学(Ecology)的定义
高中生物竞赛课件生态学——生态学概述及个体生态学4
第二节 生物与环境关系的基本原理
四、耐受限制和生态幅 （二）生物对生态因子耐受性的特点 6.生物对环境条件的缓慢而微小的变化具有一定的 调整适应能力。 7.自然界中有许多生物实际上并不总是在某一特定 环境因子最适范围内生活，常常由于其他生物的竞 争而将其从最适宜的生境中排挤出去，结果它们只 能生活在占有更大竞争优势的地方。
第二节 生物与环境关系的基本原理
四、耐受限制和生态幅 （一）谢尔福德耐受性定律 基于最小因子定律和限制因子的概念，美国生态学 家,Shelford于1913年提出了耐受性定律：当某生 物所处一个环境中的任何一个生态因子在数量上或 质量上不足或过多时，都会使该生物衰退甚至不能 生存。这个生物所能耐受的某种生态因子在数量或 质量上的不足（下限）和过多（上限）的最大范围， 称为耐受范围，又称为生态幅或生态价。 生态幅由生物的遗传特性所决定。
第二节 生物与环境关系的基本原理
二、利比希最小因子定律 该定律的基本内容是：低于某种生物需要的最小量 的任何特定因子，都是决定该种生物生存和分布的 根本因素。 利比希最小因子定律的适用范围：生物与环境之间 的各种因子必须严格稳定（即物质和能量的输人和 输出处于平衡状态，比如处于不同温度条件下的青 蛙所需要的最小O2量是不同的），并且不同的因 子之间有不可替代性。否则，这个定律就不适用。 例如，环境中有大量锶而钙缺乏，软体动物能利用 锶来代替钙。
第一节 环境与生态因素
二、环境因子和生态因子 环境因子是指某特定生物体或生物群体周围一切的 全部环境要素的总和，包括空间及直接或间接影响 该生物 体或生物群体生存和繁殖的各种因素。生 态因子则是环境因子中对生物起作用的因子，也就 是指环境中对生物的 生长、发育、繁殖、行为和 分布有着直接或间接影响的环境要素，如温度、湿 度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。可 见，生态因子就是生物生存、发育和繁殖所不可缺 少的环境因素，因而又称为生物的生存条件。所有 生态因子构成生物的生态环境。 注：海拔高度不属于生态因子。