【課件】2023屆高三一輪復(fù)習(xí)生物：種群及其動態(tài)課件

選擇性必修二生物與環(huán)境選擇性必修二·生物與環(huán)境種群及其動態(tài)群落及其演替生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性人與環(huán)境第一講種群及其動態(tài)種群的定義：在一定的空間范圍內(nèi)，同種生物所有個體形成的集合。種群研究的中心問題是：種群的數(shù)量特征及其變化規(guī)律一、種群的數(shù)量特征種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。1.種群密度及其調(diào)查方法種群密度的調(diào)查方法調(diào)查某山坡上的珙桐密度估算有趨光性的昆蟲的種群密度調(diào)查作物植株上蚜蟲的密度調(diào)查作物植株上跳蝻的密度調(diào)查青蛙的種群密度調(diào)查某種鼠的種群密度調(diào)查生活在隱蔽、復(fù)雜環(huán)境中的動物，如猛禽、猛獸等逐個計數(shù)法（適用于分布范圍較小、個體較大的種群）黑光燈誘捕法（適用于有趨光性的昆蟲）樣方法（適用于植物及活動能力較弱的動物）樣方法標(biāo)記重捕法（適用于活動能力強，活動范圍大的動物）標(biāo)記重捕法紅外觸發(fā)相機計數(shù)、糞便DNA分子標(biāo)記分析、個體聲音識別樣方法×√××隨機取樣五點取樣法等距取樣法計數(shù)，計算每個樣方的種群密度求所有樣方種群密度平均值標(biāo)記重捕法確定調(diào)查對象↓捕獲并標(biāo)記個體(數(shù)量為M)↓重捕、計數(shù)捕獲個體數(shù)n標(biāo)記個體數(shù)m↓計算種群數(shù)量重捕標(biāo)記數(shù)重捕個體總數(shù)種群個體總數(shù)標(biāo)記總數(shù)＝2.其他數(shù)量特征種群密度反映了種群在一定時期的數(shù)量，但是僅靠這一特征不能反映種群數(shù)量的變化趨勢。出生率和死亡率：遷入率和遷出率：年齡結(jié)構(gòu)：性別比例：單位時間內(nèi)新產(chǎn)生（死亡）的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值。單位時間內(nèi)遷入或遷出的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比值。一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。種群中雌雄個體數(shù)目的比例。增長型穩(wěn)定型衰退型說明：“＋”表示促進或增加，“－”表示抑制或減少。二、種群數(shù)量的變化1、建構(gòu)種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型增長、波動、穩(wěn)定、下降等。在一段時間內(nèi)，種群數(shù)量可能發(fā)生哪些變化？觀察研究對象，提出問題提出合理的假設(shè)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達，即建立數(shù)學(xué)模型通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正2、種群的“J”形增長模型假設(shè)：①食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等；②種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。建立模型：t年后種群數(shù)量為：Nt=N0λt【思考】種群數(shù)量變化符合以上公式時，種群數(shù)量變化曲線一定是“J”型嗎？不一定，λ＞1時，曲線呈J形；λ＜1時，種群數(shù)量逐年較少，曲線呈下降趨勢。3、種群的“S”形增長生態(tài)學(xué)家高斯的實驗：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個大草履蟲，每隔24h統(tǒng)計一次大草履蟲的數(shù)量種群增長特點：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。種群數(shù)量呈現(xiàn)“S”形增長的原因：由于資源和空間有限，當(dāng)種群密度增大時，種內(nèi)競爭就會加劇，使得種群的出生率降低，死亡率升高。當(dāng)死亡率升高至與出生率相等時，種群的增長就會停止，種群數(shù)量穩(wěn)定在一定的水平。環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量?！舅伎肌渴蠛?dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊、蠅會傳播疾病。從環(huán)境容納量的角度思考，對家鼠等有害動物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施?【參考答案】采取措施降低有害動物種群的環(huán)境容納量：將糧食和其他食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源;室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵;搞好環(huán)境衛(wèi)生;【小試牛刀】關(guān)于種群的增長，下列表述正確的是()A.引人到新環(huán)境的種群，一定時間內(nèi)都能呈“J”形增長B.在環(huán)境條件變化的情況下，種群數(shù)量都會在K值附近波動C.在環(huán)境條件不變的情況下，種群的增長都有在K值上下維持穩(wěn)定的趨勢D.自然界的種群增長到一定程度都會在K值保持穩(wěn)定，因此，都呈“S"形增長C增長率和增長速率的比較計算公式：（1）增長率=（增長后的值-增長前的值）/增長前的值＝出生率－死亡率（2）增長速率=（增長后的值-增長前的值）/時間“J”形增長的種群，增長率保持不變；增長速率一直增大?！癝”形增長的種群，增長率一直減??；增長速率先增大后減小。4、種群數(shù)量的波動對于大多數(shù)生物來說，種群數(shù)量總是在波動中。處于波動狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。如蝗災(zāi)就是蝗蟲種群數(shù)量爆發(fā)增長的結(jié)果。種群的衰退、消亡2022年7月21日，世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)發(fā)布了最新的物種紅色名錄。在名錄中，白鱘被正式宣告滅絕。導(dǎo)致白鱘滅絕的原因是什么?棲息地遭到破壞；人類濫捕濫殺；三、影響種群數(shù)量變化的因素綜合性捕食寄生陽光溫度一、概念檢測1.種群數(shù)量變化受環(huán)境因素的影響。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1)林下光照較弱會使所有林下植物的種群數(shù)量下降。()(2)只有影響種群出生率和死亡率的環(huán)境因素才能影響種群數(shù)量。()2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化呈現(xiàn)周期性的波動，如下圖所示的模型。請分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。(1)對這種現(xiàn)象合理的解釋或概括是()A.與種內(nèi)競爭無關(guān)B.二者總是此消彼長C.與植物種群數(shù)量無關(guān)D.二者相互制約、互為因果(2)捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化并不都符合該模型，對此不合理的解釋是A.該捕食者種群有多種獵物B.該獵物種群有多種捕食者C.獵物逃避捕食者的能力明顯提高D.捕食者種群數(shù)量過小，不足以制約獵物種群增長密度制約因素：對種群數(shù)量的作用強度與該種群的密度相關(guān)。如食物、天敵、傳染病等生物因素。非密度制約因素：對種群的作用強度與該種群的密度無關(guān)。如氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害。四、種群研究的應(yīng)用【資料】普氏原羚是我國特有的瀕危動物，現(xiàn)僅分布于我國青海湖周邊地區(qū)的草原上。1994年，我國普氏原羚的數(shù)量不足300只。近些年來，由于采取了一系列保護措施，普氏原羚數(shù)量持續(xù)上升。據(jù)報道，2018年時其數(shù)量已達2793只，但它們面臨的威脅依然存在。在牧場圍欄附近?？梢姷狡帐显绲氖?，有的是狼捕食后的殘骸，有的是被圍欄上的刺絲勾掛致死的。由于道路和牧場圍欄阻隔，普氏原羚被隔離在13個分布區(qū)內(nèi)。(1)從遺傳與進化的角度看，不同分布區(qū)的普氏原羚種群處于隔離狀態(tài)，這對該物種的延續(xù)有什么不利影響?不利于種群繁殖和基因交流，可能降低種群基因多樣性。(2)我們可以采取哪些措施來保護普氏原羚?我們也發(fā)現(xiàn)了令人憂慮的事情，那就是新架設(shè)的帶刺鐵絲網(wǎng)圍欄。這里的網(wǎng)圍欄高度超過了1.2米，即使對于善于跳躍的普氏原羚，當(dāng)它們在逃離捕食者的追捕時，這些帶刺網(wǎng)的圍欄都是一個不小的障礙。過了不久，我們果然看到一只普氏原羚掛死在網(wǎng)圍欄上，尸體也已經(jīng)被吃得七零八落?！獊碓从?022年6月中科院公眾號2007年“青海湖普氏原羚特護區(qū)”在剛察縣成立。在普氏原羚聚居區(qū)域興建飲水池，留出簡易通道，并由專人定期進行蓄水工作，從而解決普氏原羚過冬飲水和遷徙難的問題。鐵絲網(wǎng)降低高度，方便普氏原羚遷移和交流，拆除的網(wǎng)圍欄，政府按米進行了補償。由普氏原羚毀壞的莊稼也有賠償。——來源于2021年6月生態(tài)環(huán)境部公眾號四、種群研究的應(yīng)用1.瀕危動物的保護通過調(diào)查準(zhǔn)確了解該種群的生存狀態(tài)，預(yù)測該種群的數(shù)量變化趨勢，進而采取合理的保護對策。2.漁業(yè)提高產(chǎn)量中等強度的捕撈（捕撈量在K/2左右）有利于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量。3.有害生物的防治①采用化學(xué)和物理方法控制現(xiàn)存有害生物的數(shù)量；②通過減少食物、引入天敵等方式降低有害生物的環(huán)境容納量。漁網(wǎng)網(wǎng)目不能過小，否則會影響來年魚產(chǎn)量。這是為什么?請從種群特征的角度作出解釋。網(wǎng)目過小會使幼魚也被捕撈上來，影響魚群的年齡結(jié)構(gòu)，進而影響出生率，造成來年魚產(chǎn)量降低。五、探究·實踐——培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化五、探究實踐——培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化提出問題培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？作出假設(shè)酵母菌的種群數(shù)量經(jīng)過一段時間的增長后趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。再繼續(xù)培養(yǎng)，酵母菌的種群數(shù)量會逐漸下降。探究思路培養(yǎng)酵母菌計數(shù)統(tǒng)計分析得出結(jié)論探究過程培養(yǎng)酵母菌計數(shù)統(tǒng)計分析得出結(jié)論計數(shù)方法：抽樣檢測使用液體培養(yǎng)基；本探究中有前后對照，可不單設(shè)空白對照組；需要做重復(fù)試驗以減少實驗誤差。血細(xì)胞計數(shù)板血細(xì)胞計數(shù)板的使用及相關(guān)計算①添加培養(yǎng)液：先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部后進行計數(shù)。血細(xì)胞計數(shù)板的使用及相關(guān)計算②計數(shù)：每個大方格的面積為1mm2，加蓋玻片后的深度為0.1mm。因此，每個大方格的容積為0.1mm3。中央大方格以細(xì)線等分為400個小方格。計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量a，再換算成1mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)A。A=a×400×104【小試牛刀】檢測員將1mL水樣稀釋10倍后，用抽樣檢測的方法檢測每毫升藍藻的數(shù)量；將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自行滲入計數(shù)室，并用濾紙吸去多余液體。已知每個計數(shù)室由25×16＝400個小格組成，容納液體的總體積為0.1mm3?，F(xiàn)觀察到圖中該計數(shù)室所示a、b、c、d、e5個中格80個小格內(nèi)共有藍藻n個，則上述水樣中約有藍藻

個／mL。5n×105

探究過程培養(yǎng)酵母菌計數(shù)統(tǒng)計分析得出結(jié)論計數(shù)方法：抽樣檢測計數(shù)時間：每天在相同時間進行取樣，連續(xù)觀察若干天并記錄數(shù)值。使用液體培養(yǎng)基；本探究中有前后對照，可不單設(shè)空白對照組；需要做重復(fù)試驗以減少實驗誤差。將所得數(shù)值用曲線圖或其他數(shù)學(xué)形式進行表示。酵母菌種群數(shù)量經(jīng)過一段時間的增長后趨于穩(wěn)定，后期出現(xiàn)下降。表達和交流影響酵母菌種群數(shù)量增長的因素可能是什么？營養(yǎng)物質(zhì)減少，有害代謝產(chǎn)物積累，培養(yǎng)液pH值改變，不利于酵母菌生存等。請設(shè)計實驗驗證：營養(yǎng)物質(zhì)減少會影響酵母菌種群數(shù)量增長。實驗思路：參照上