生态学实验二 生物统计学方法及应用

生态学实验二生物统计学方法及应用第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三1、认识和了解生物统计学的一般方法并能应用2、掌握叶绿素测定方法3、认识学校周边常见入侵植物及非入侵植物4、试验植物的勘查一、实验目的第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三二、实验原理Ⅰ-生物统计（一）生物统计的作用

生物统计是应用数理统计的原理和方法来分析和解释生物数量现象的一种基本方法。在生物科学实际研究或调查中，我们常获得的是样本资料，我们可以运用统计学的方法从这些样本资料去推断总体。

第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期三二、实验原理（1）运用统计学方法认识和了解变异的总体生物界普遍存在着变异，表现在不同种的生物或同种生物的个体之间。如同一组小鼠，即使是品种、性别、年龄相同，它们的体重、尾长和各种生理指标的数值会有所不同；对于同一处理下的同种植物的种子其萌发率、萌发速率会不一样。我们可以应用统计学的方法去揭示变异的规律、认识这种变异的趋势，认识这种变异的来源。（2）运用统计学方法揭示事物间的相互关系。

事物是相互联系的，我们可通过对事物一定数量的观察、统计和分析，揭示事物之间相互的关系。第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（二）统计方法简介1、描述性统计

对原始资料进行整理并作基本分析。生物统计的基本特点是以样本推断总体。如是大样本，则对数据整理后，从资料中计算出三个主要统计量，平均值、标准差及标准误。并以此来推测总体的特征。

平均数表示资料的集中性，标准差表示资料的离中性，标准误衡量平均数的可靠性。第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2、显著性统计（1）平均数间差异的比较在生物科学研究工作中常遇到2组或以上的数据的平均数，对它们之间进行比较，则有一个有无显著性差异的问题。平均数之间的比较要通过一定的统计方法，并且要注意抽样的合理性，否则没有可比性。3月8日出壳73只平均体重275.6g2个月的雏鸡4月15日出壳61只平均体重269.3g需要进行均数差异显著性检验第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2、显著性统计（2）属性资料的检验生物学研究中有许多性状不能直接用测量的方法进行衡量，如花色、雌雄、药物的治愈或无等，属于质量性状或属性性状，则可以应用属性性状的统计方法揭示其规律。如遗传学中的X2检验。（3）方差分析又称变异量分析。是进行多个平均数间的比较，是应用数学方法把试验中总变量剖分为不同变异原因所形成的各种变异，并进行显著性检验与多重比较。第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期三3、相关与回归分析

研究变量之间相互关系的密切程度，称为相关，以相关系数表示。如人的身高与体重存在一定的相关性。相关系数表示二者之间的相关程度。

回归是两个或以上变量存在的从属关系，即一个变量（x)变化时，引起另一个变量(y）的相应变化。变量之间的从属关系可以用回归分析的方法进行研究，根据实际数据建立的关系式称为回归方程，用以对某些指标进行预测和预报。如用胸围、身高来估计体重。第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（三）应用-数据的分组1、资料的整理分析把大量复杂的数据进行整理归类，使其系统化，便于统计分析。2、连续变量资料的整理与分组（１）求全距全距是数据内变数最大值与最小值之差。它是整个样本的变异幅度。（2）确定组数将全部变量按其数值大小分成若干组。组数的多少是根据变数的个数及组距的大小而定的。分组多求得的统计量越精确，但不便于计算，分组少则精确性差。（3）确定组距将资料全部变数值按其大小分成若干组，每组的距离相等，称为组距。

组距=全距/组数第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（三）应用—频次分布与频次分布图

资料分组后，将原始数据按所属组别依次划线归组，作成频次分布图。一般是频次直方图（带趋势线）演示第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红二、实验原理Ⅱ-叶绿素测定叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜。叶绿素吸收大部分红光和紫光但反射绿光，所以叶绿素呈现绿色。叶绿素为镁卟啉化合物，高等植物叶绿体中的叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，它们不溶于水，而溶于有机溶剂如乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等。第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红叶绿素可见光波段的吸收光谱，在蓝光和红光处各有一显著的吸收峰。叶绿素a最大的吸收光的波长在420-663nm；叶绿素b的最大吸收波长范围在460-645nm。第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红（1）分光光度计测定叶绿素a和b含量已知叶绿素a和叶绿素b的80%丙酮提取液在红光区的最大吸收峰分别为663nm和645nm.已知在波长663nm下，叶绿素a和b在该溶液中的吸光系数分别为82.04和9.27;在波长645nm下,叶绿素a和b在该溶液中的吸光系数分别为16.75和45.60;叶绿素含量测定第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红可根据加和性原则列出以下关系式：D663=82.04Ca+9.27CbD645=16.75Ca+45.60Cb其中D663和D645分别为叶绿素溶液在波长D663和D645nm时的吸光度；Ca和Cb为叶绿素a、b的浓度，以mg/L为单位。第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红根据公式可得：Ca=12.7D663-2.69D645Cb=22.9D645-4.68D663叶绿素总量Ct=Ca+Cb第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红由于叶绿素a、b在652nm的吸收峰相交，两者有相同的比吸收系数（均为34.5），也可以在此波长下测定一次光密度（D652）而求出叶绿素a、b总量：Ct=Ca+Cb=D652×1000/34.5第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红（2）便携式叶绿素仪测定叶绿素叶绿素吸收光谱的最强区域有两个：一个是在波长为640nm-660nm的红光部分，另一个在波长为430nm-450nm的蓝紫光部分.SPAD-502Plus通过测量叶子对两个波长段里的吸收率，来评估当前叶子中叶绿素的相对含量。下图显示了两种叶子样品中的叶绿素对于光谱的吸收率。第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红430-450nm640-660nm第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红*不可将仪器浸入水中，或用水直接对仪器进行清洗第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红不同生境植物叶绿素含量变化叶绿素不稳定，光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解。光—光是影响叶绿素形成的主要条件，从原叶绿素酸酯转化为叶绿素酸酯需要光，光过强，叶绿素又会受氧化而破坏；黑暗中生长的幼苗呈现黄白色。温度—叶绿素的合成是一素列酶促反应，其过程受温度影响，叶绿素形成的最低温度2℃，最适温度约30℃，最高温度约40℃，高温下叶绿素分解大于合成，低温下叶绿素解体慢。营养元素、氧气、水都能影响叶绿素的合成。不同生境有不同的环境条件，如不同的光照、水分、温度。因此，不同生境同种植物叶的叶绿素含量不同。植物不同生长时期叶绿素含量不同。第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2012-4-10韩山师范学院王桔红

三、实验用具

分光光度计、比色皿、电子天平、剪刀、研钵、漏斗、移液管（5ml）、量筒、10ml容量瓶、玻棒、小烧杯、小试管试剂：80%丙酮、石英砂、蒸馏水、定性滤纸、第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三1、调查学校周边及公园常见入侵植物及非入侵植物要求每小组对东丽湖、公园的常见入侵植物和非入侵植物植物进行辩认。2、试验植物种群的勘查及其生境的测定

（1）勘查所研究种群的分布、生境及主要生态因子特征。（2）要求同一种植物确定3个不同生境（或不同地段）的种群（3）地段之间相距较远（100m以上）（4）生境之间有明显的生态因子的差异如光照、土壤PH值、土壤湿度、土壤温度、海拔。四、实验步骤

第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三五、实验结果1、慧如公园常见植物种（种科名）2、小组勘查不同种群的生境结果第二十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期三三叶鬼针草（菊科）1组南美蟛蜞菊（菊科）2组薇甘菊（菊科）3组飞扬草（菊科）假臭草（菊科）红花酢浆草（