***2018년에 정리한 내용입니다***
***삐뚤빼뚤한 글씨체지만 열심히 적어보았습니다***
생명과학1
04. 자연 속의 인간
[1] 생태계의 구성과 기능
1. 생물과 환경의 상호작용
1) 생태계의 구성 및 관계
(1) 작용 : 환경이 생물에 영향을 준다.
(2) 반작용 : 생물이 환경에 영향을 준다.
(3) 상호 작용 : 생물과 생물이 서로 영향을 주고받는다.
2) 빛과 생물
(1) 빛의 세기와 식물 : 양지 식물의 광합성량이 많음. 양엽이 음보다 잎이 두껍고 작으면 울타리 조직이 발달해 있음
(2) 빛의 파장과 조류의 분포 : 깊이에 따라 투과되는 빛의 파장 차이 때문에 깊이에 따라 서식하는 해조류가 다름
① 녹조류 : 투과력이 약한 적색광을 이용 → 수심이 얕은 곳에 분포
② 홍조류 : 투과력이 강한 청색광을 이용 → 수심이 깊은 곳에 분호
(3) 광주기성 : 식물의 개화에 영향을 미치는 가장 중요한 요인은 지속적인 암기의 길이이다.
① 장일식물 : 밤의 길이가 짧아지고 낮의 길이가 길어지는 봄과 초여름에 꽃이 핀다.
② 단일식물 : 밤의 길이가 길어지고 낮의 길이가 짧아지는 가을에 꽃이 핀다.
③ 조류의 산란 : 대부분의 새는 봄에 일조시간이 길어지면 산란한다.
(4) 굴광성 : 옥신에 이해 식물의 굴광성 나타남
3) 온도와 생물
(1) 식물 : 낙엽, 단풍(저온 → 엽록소 파괴)
(2) 동물 : 계절형(계절에 따라 몸의 크기, 채색이 달라짐), 정온 동물의 온도 적응(북극 여우와 사막 여우)
4) 라운키에르의 생활형
: 겨울눈의 위치에 따라 지상식물, 지표 식물, 반지중 식물, 지중 식물, 1년생 식물, 수생 식물로 분류
2. 개체군
■ 개체군 : 한 지역에서 같이 생활하는 동일한 종으로 이루어진 집단
1) 개체군의 밀도 : 개체군의 출생과 이입, 사망과 이출에 의해 조절됨, 사망과 출생의 영향을 더 많이 받음
2) 개체군의 생장 곡선과 생존 곡선
(1) 생장 곡선
① 이론적 : J자형 생장 곡선
② 자연적 : S자형 생장 곡선
→ 이유 : 환경저(공간 부족, 먹이 부족, 노폐물의 증가, 경쟁 등)
(2) 생존 곡선 : 시간에 따른 생존 개체수를 나타낸 것
→ 굴 : 초기 사망률 높음
→ 다람쥐(히드라)형 : 사망률 일정
→ 사람 : 생리적 수명을 거의 다하고 사망
3) 연령 피라미드
① 발전형
② 안정형
③ 쇠퇴형
4) 개체군의 주기적 변동 : 계절의 변화, 피식(눈신 토끼와 스라소니) 등의 의해 개체군의 크기 변함
5) 개체군 내의 상호 작용
| 상호작용 | 예시 | |
| 텃세 | 일정 공간을 점유하고 다른 생물의 침입을 막는 현상, 밀도 분산 효과 | 물개, 얼룩말, 까치, 은어 |
| 순위제 | 개체군 내의 힘의 강약에 따라 서열을 정해 질서를 유지하는 현상 | 닭, 큰뿔양 |
| 리더제 | 개체군 내의 우위에 있는 한 개체가 물이의 행동을 유도하여 질서 유지 | 기러기, 양, 늑대 |
| 사회생활(분업) | 구성원의 역할이 분담되고 전문화된 사회를 이룸 | 개미, 꿀벌 |
| 가족생활 | 혈연관계의 개체들이 모여 독립된 개체군을 형성하여 생활 | 사자, 호랑이, 제비 |
3. 군집
■ 군집 : 한 지역에서 서로 밀접한 관계를 맺으며 생활하는 개체군들의 집합
1) 구성
(1) 생산자, 소비자, 분해자
(2) 먹이 사슬, 먹이 그물
(3) 생태적 지위 : 각 개체군들이 군집 내에서 차지하는 위치
- 먹이 지위 : 개체군이 먹이 사슬에서 차지하는 위치
- 공간 지위 : 개체군이 차지하는 서식공간
2) 구조
(1) 층상 구조 : 교목층, 아교목층, 관목층, 초본층, 선태층, 지중층
(2) 군집 조사 : 방형구법
① 우점종 : 어느 군집 에서 개체수가 많고 넓은 면적을 차지하면 그 군집을 대표할 수 있는 개체군
→ 상대 밀도, 상대 빈도, 상대 피도의 합(중요치)이 가장 큰 경우
② 희소종 : 개체수가 적은 개체군
③ 지표종 : 그 군집에서만 발견되어 그 군집의 특징을 나타내는 종
■ 밀도 : 특정 종의 개체 수 / 방형구 전체의 면적
■ 빈도 : 특정 종이 출현한 방형구의 수 / 방형구 전체의 면적
■ 피도 : 특정 종이 점유하는 면적 / 방형구 전체의 면적
■ 상대밀도 : (특정 종의 개체 수 / 조사한 모든 종의 밀도의 합) * 100
■ 빈도 : (특정 종의 빈도 / 조사한 모든 종의 빈도의 합) * 100
■ 피도 : (특정 종의 피도 / 조사한 모든 종의 피도의 합) * 100
3) 군집 내의 상호 작용
| 상호작용 | 예시 | ||
| 경쟁 | 먹이나 서식지에 대한 요구 고건이 비슷한 두 종류 이상의 개체군이 같은 장소에 서식하는 경우 경쟁배타원리에 의하여 한 종이 멸종 | 애기짚신벌레와 짚신벌레 | |
| 분서 | 환경 요구 조건이 비슷한 개체군이 생활 공간, 먹이 등을 나누어 가짐으로 경쟁을 피함 | 은어(하천 중앙)와 피라미(하천 가장자리) | |
| 공생 | 편리공생 | 한 쪽은 이익을 얻고 다른 쪽은 이익도 손해도 없음 | 거북(+)과 빨판상어, 숨이고기(+)와 해삼 |
| 상리공생 | 양쪽 모두 이익을 얻음 | 흰동가리와 말미잘, 콩과식물과 뿌리혹박테리아 | |
| 기생 | 한 쪽은 이익, 다른 쪽은 해를 입음 | 벼룩과 개 | |
| 포식과 피식 | 먹고 먹히는 관계, 포식자를 피식자의 천적이라 함 | 스라소니와 눈신토끼, 얼룩말과 사자 | |
■ 상리공생하는 종들은 생태적 지위가 같지 않다.
4) 군집의 천이
(1) 천이 : 어떤 지역의 생물 군집의 구성과 특성이 시간이 지남에 따라 변하는 현상, 개척자 → ··· → 극상으로 진행
(2) 1차 천이 : 화산섬과 같은 불모지에서 시작되는 천이
① 건성 천이 : 척박한 땅 → 지의류(개척자) → 이끼류, 초본 → 관목 → 양수림 → 혼합림 → 음수림
② 습성 천이 : 빈영양호 → 부영양호 → 습원(습생식물이 개척자) → 초본(초원) → 관목 → 양수림 → 혼합림 → 음수림
(3) 2차 천이 : 산사태, 산불 이후 다시 시작되는 천이
유기물이 풍부하여 천이가 빠르게 진행된다.
초원(초본이 개척자) → 관목 → 양수림 → 혼합림 → 음수림
4. 물질 순환과 에너지 흐름
1) 물질의 생산과 소비
(1) 식물의 물질 생산량
① 총생산량 = 호흡량 + 순생산량
② 생장량 = 순생산량 - (피식량 + 고사량)
(2) 현존량(=생체량) : 현재 그 식물 군집이 가지고 있는 유기물의 총량
① 원시림 : 생산량과 소비량이 균형 이룸, 현존량 > 순생산량
② 천이 초기, 농경지 : 현존량 < 순생산량
2) 물질 순환
(1) 질소 순환
① 질소 고정 : 공기 중 질소 (N2) ---질소고정세균---> 암모늄 이온(NH4+)
---방전---> 질산 이온(NO3-)
② 질화작용 : 토양 속 암모늄 이온 (NH4+) ---아질산균---> 아질산 이온(NO2-) ---질산균---> 질산 이온 (NO3-)
③ 질소동화작용 : 뿌리로 흡수된 NH4+, NO3- --------> 단백질 등의 질소 화합물
④ 분해자의 분해 : 사체 속 질소 유기 화합물 ---미생물---> 암모늄 이온(NH4+)
⑤ 탈질소작용 : 토양 속 질산 이온 (NO3-) ---탈질소세균---> 공기 중 질소(N2)
(2) 탄소 순환
3) 에너지 흐름 : 순환하는 물질과 함꼐 이동한 에너지는 순환하지 않고 열에너지 형태로 생태계 밖으로 방출됨
(1) 생체피라미드 : 상위 영양 단계로 갈수록 개체 수, 생체량, 에너지양이 감소
(2) 에너지 호흡
① 에너지 효율 : (현 영양단계가 보유한 에너지 총량 / 전 영양단계가 보유한 에너지 총량) * 100(%)
② 상위 영양 단계로 갈수록 에너지 효율 증가(↑)
4) 생태계 평형 : 생태계를 구성하는 생물 군집, 개체 수, 물질의 양, 에너지 흐름이 일정하게 유지되는 안정된 상태
먹이 그물에 의해 유지
[2] 생물 다양성과 환경
1. 생물 다양성
1) 생물 다양성 : 생태계의 기능 및 안정성 유지에 중요한 역할을 한다.
① 유전적 다양성
- 생물 종에서 유전자가 다양한 정도를 의미함
- 유전적 다양성이 높은 종은 환경이 급격하게 변하거나 전염병이 발생했을 때 살아남을 수 있는 확률이 높다.
② 생물 종 다양성
- 한 생태계 내에 존재하는 생물 종의 다양성 정도를 의미한다.
- 생물 종 수와 분포 비율을 모두 포함한다.
- 종의 수가 많을수록, 분포 비율이 고를수록 종 다양성이 높다.
③ 생태계 다양성
- 삼림, 열대 우림, 습지, 갯벌, 초원, 호수, 강, 바다 등 다양성 생태계를 의미한다.
- 생태계에 속하는 생물과 무생물 사이의 관계에 대한 다양성을 포함한다.
2. 생물 다양성의 보존
1) 생물 다양성의 감소 원인
① 서식지 파괴 : 농지 확장, 벌채, 도시 개발 등으로 인해 생물의 서식지가 감소되거나 없어진다.
② 서식지 단편화 : 도로나 철도 건설 등과 같은 인간의 활동으로 대규모의 서식지가 소규모로 분할된다.
③ 외래종의 도입 : 외래종은 천적이 없으면 대량 번식할 수 있어 고유종의 생존을 위협하게 된다.
④ 불법 포획과 남획 : 포획은 동물을 잡는 행위이며, 남획은 과도하게 많이 잡는 행위
⑤ 환경오염 : 농약, 생물 하수, 공장 폐수, 배기가스 등으로 인해 환경이 오염되어 생물 다양성이 감소한다.
2) 생물 다양성 보전 대책
① 서식지 보전
② 단편화된 서식지 연결
③ 멸종 위기 생물 종의 보전