高三一輪復習生物第38講種群及其動態(tài)課件

第38講

種群及其動態(tài)【基礎回顧】1、什么是種群，種群有哪些特征？2、種群最基本的數量特征是？3、調查種群密度常用的方法有哪些？4、決定種群密度的是？5、種群的性別比例與種群密度有什么關系？6、預測種群數量的變化趨勢具有重要意義的種群特征是？閱讀教材P2-5頁相關內容，完成下列問題種群的特征種群的數量特征種群密度出生率和死亡率遷入率和遷出率年齡結構性別比例考點一

種群的特征種群的空間特征均勻分布隨機分布集群分布1種群的數量特征（1）種群的概念

生活在一定_________的同種生物____________的集合。區(qū)域全部個體

判斷：下列敘述中屬于種群的是？說明理由1．一個池塘中的全部魚

2．一片草地上的全部蒲公英

3．兩個池塘中的所有鯉魚

4．一片草地上的全部綿羊5．一座山上所有老年的兔子√√不是同種生物不在同一區(qū)域不是全部個體同一地點同種生物全部個體（幼年、成年、老年）種群三要素：種群兩單位：是生物_______的基本單位是生物________的基本單位繁殖進化種群具有一定的

限制。時間和空間1、種群密度——種群最基本的數量特征種群在單位面積或單位體積中的個體數就是種群密度。種群密度種群的個體數量

面積或體積公式：調查方法樣方法標記重捕法黑光燈誘捕法逐個計數：針對范圍小，個體較大的種群；（最準確）其他方法航拍法、紅外觸發(fā)相機、分析糞便、標記聲音等陸生生物水生生物研究意義：瀕危動物保護、農田雜草狀況調查、農林害蟲的檢測和預防、漁業(yè)上捕撈強度的確定等，都需要對種群密度進行調查研究種群密度≠種群數量黑光燈是一種特制的氣體放電燈，能發(fā)出波長為360nm左右的紫外光波，這種紫外線一般是人眼不可見的，所以叫做“黑光”。但是很多的趨光性昆蟲卻很喜歡這段波長的光。|黑光燈誘捕法|1.裝置不屬于樣方法，是：去除取樣法在一個封閉的種群里，用同樣的方法連續(xù)捕捉被調查動物，隨著連續(xù)的捕捉，導致種群內個體數逐漸減少，造成每次捕獲數逐次遞減，但捕獲的總累積數則逐漸增加，當單次捕獲數降到0時，捕獲的總累積數就等于該種群的總個體數。2.原理誤差比較大，和歷年的數據進行比較得出種群數量的等級評估出危害程度累積捕獲數(x)每次捕獲數(y)y=-0.2x+18.7黑光燈誘捕昆蟲和性外激素誘殺害蟲的原理相同嗎？分別屬于生態(tài)系統中的何種信息傳遞？不同。前者利用了昆蟲的趨光性，屬于物理信息；后者利用了昆蟲之間通過化學物質傳遞信息的原理，屬于化學信息。|樣方法|在被調查種群的分布范圍內，隨機選取若干個樣方，通過計數每個樣方內的個體數，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計值。1.原理2.適用范圍例：植物種群密度、某種昆蟲卵的密度、作物植株上蚜蟲的密度、跳蝻的密度等。多用于植物，對于活動能力弱、活動范圍小的動物和昆蟲卵同樣適用①選擇調查對象雙子葉植物單子葉草本植物常常是叢生或蔓生的，從地上部分難以辨別是一株還是多株。雙子葉草本植物則容易辨別個體數目。②取樣關鍵隨機取樣，不能摻入主觀因素。③取樣方法五點取樣等距取樣④樣方面積植物的大小不同，樣方面積也應不同。如喬木的樣方面積為100m2，灌木為16m2，草本植物為1m2。(方形地塊)(狹長地塊)確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過樣方統計的結果(估算值)能更接近真實的情況（一般而言，樣方越多，其統計結果越接近真實情況。但是，樣方數量太多，整體取樣花費的時間、精力就越多。從統計學上看，一定數量的樣方即可以保證統計結果的真實性。）A1A2A3A4A5蒲公英的密度：________蒲公英總數：____花生的密度：________花生總數：____1.4個/m21403.2個/m2320計數原則：“計上不計下,計左不計右”|標記重捕法|在被調查種群的活動范圍內，捕獲一部分個體，做上標記后再放回原來的環(huán)境，經過一段時間后進行重捕，根據重捕到的動物中標記個體數占總個體數的比例，來估計種群密度。1.原理2.適用范圍活動能力強、活動范圍大動物。種群數量(N)首次被標記個數(M)重捕數(n)重捕中被標記個數(m)=種群數量(N)=M×nm|標記重捕法|標記重捕法——注意事項標記物不能過分醒目，否則易被天敵捕食；

且在調查期間不能消失標記物和標記方法不能影響標記對象正常的生理活動；標記個體需與未標記個體混合均勻后再重捕，保證在重捕時被捕概率相等；確保調查期間沒有個體遷入、遷出、出生、死亡；每次捕獲的樣本數量不能太少，以減小偶然誤差；|標記重捕法|種群數量(N)首次被標記個數(M)重捕數(n)重捕中被標記個數(m)=種群數量(N)=M×nm標記重捕法——誤差分析①若被標記個體的標志脫落，則估算值偏_____；②若被標記個體易被天敵捕食，則估算值偏_____；③若被標記個體變得更難被調查者捕捉，則估算值偏_____；④如果標記的個體因標記過于醒目，易被調查者發(fā)現，則估算值偏_____；⑤若因個體間相互接觸，未被標記的個體也沾上了標記顏料，則估算值偏_____；大大大小小⑥若被標記個體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標記個體稀少處被捕獲，則估算值偏_____；⑦若被標記個體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲且在被標記個體密集處被捕獲，則估算值偏_____；大小不影響⑧重捕時，捕獲的標記個體受傷死亡，會影響統計結果嗎？生物科技進展P6調查種群數量的其他方法在調查生活在隱蔽、復雜環(huán)境中的動物，特別是猛禽和猛獸時，樣方法、標記重捕法就不適用。例如：我國東北長白山脈北部地區(qū)至少有27只東北虎和42只東北豹對其數量調查方法是：例如：大熊貓的種群數量調查方法：例如：對鯨、長臂猿等哺乳動物以及鸮、秧雞等鳥類開展了野外種群數量的監(jiān)測紅外觸發(fā)相機采集了大量大熊貓的糞便，通過分析其中的微衛(wèi)星DNA分子標記基于聲音的個體識別技術種群種群密度出生率和死亡率遷入率和遷出率年齡結構性別比例種群中各年齡期的個體數目的比例可預測種群密度通過影響種群出生率來影響種群密度1種群的數量特征種群密度反映了種群在一定時期的數量，但是僅靠這一特征還不能反映種群數量的變化趨勢；要想知道種群數量的消長，還需要研究種群的其他數量特征。單位時間內新產生(或死亡)的個體數目占該種群個體總數的比率單位時間內遷入(或遷出)的個體數目占該種群個體總數的比率1種群的數量特征年齡結構穩(wěn)定型衰退型增長型穩(wěn)定型增長型衰退型穩(wěn)定型增長型衰退型穩(wěn)定型增長型種群密度越來越大數目保持相對穩(wěn)定種群密度

越來越小

增長型穩(wěn)定型衰退型年齡結構出生率死亡率性別比例1.【深度思考】年齡結構為穩(wěn)定型的種群，種群數量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？年齡結構為衰退型的種群呢?不一定。這是因為出生率和死亡率不完全決定于年齡結構，還會受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數量還受遷入率和遷出率的影響。所以，年齡結構通過影響出生率和死亡率來影響種群密度；

年齡結構是預測種群密度變化趨勢的主要依據。

1種群的數量特征性別比例雌雄相當型雌多雄少型雌少雄多型多見于高等動物多見于人工控制的種群多見于營社會生活的昆蟲

注意：不是所有種群都有性別比例，如某些雌雄同株的植物?！旧疃人伎肌?.

利用人工合成的性引誘劑（信息素）誘殺害蟲的原理是什么？以上實例說明性別比例是通過影響什么間接影響種群密度的？性別比例通過影響出生率，間接影響種群密度；利用人工合成的性引誘劑（信息素）誘殺某種害蟲的雄性個體，改變了害蟲種群正常的性別比例，就會使很多雌性個不能完成交配，從而使該種害蟲的種群密度明顯降低。1.定義組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局叫做種群的空間特征。2.類型隨機分布均勻分布集群分布最廣泛存在2種群的空間特征說明:“＋”表示促進或增加，“－”表示抑制或減少?！緳z測】(2021·長沙模擬)如圖為某同學建構的種群各數量特征之間關系的模型圖，下列有關敘述正確的是(

) DA.①②③④分別指的是出生率、死亡率、遷入率和遷出率B.可利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制特征⑤，進而影響種群數量C.“三胎政策”的實施有利于調整⑥D.若通過調控環(huán)境條件使某動物的性成熟推遲，則②會下降

死亡率出生率遷入率遷出率性別比例年齡結構死亡率、出生率⑥性別比例②出生率考點二

種群數量的變化【基礎回顧】1、數學模型是什么？J型曲線產生原因？曲線特點？并畫出增長率和增長速率的坐標圖2、S型曲線產生條件？形成原因？曲線特點？并畫出增長率和增長速率的坐標圖3、什么是K值？K值有什么應用？K/2有什么應用？4、種群數量變化的內容？產生原因？重要詞語（概念）說寫準確；知其要點：1、數學模型、曲線圖、數學方程式、λ、增長率、增長速率2、“J”型曲線、“S”型曲線、環(huán)境容納量、K值等。(1)研究方法：建構

模型。(2)一般步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的

→根據實驗數據，用適當的

對事物的性質進行表達→檢驗或修正。數學假設數學形式1.種群數量變化的研究方法時間/min020406080100120140160180細菌數量/個1248163264128256512020406080100120140160180曲線圖：直觀，但不夠精確數學公式：精確，但不夠直觀Nn=2nN代表細菌數量，n表示第幾代數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。建立數學模型的步驟如下：自然界有類似細菌在理想條件下種群增長的形式，如果以時間為橫坐標，種群數量為縱坐標畫出曲線來表示，曲線則大致呈“J”形。①形成原因：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。實用情形：實驗室條件下、當一個種群剛遷入到一個新的適宜環(huán)境時的最初一段時間2、種群數量變化“J”和“S”曲線（1）種群“J”型增長曲線②數學模型：Nt＝N0λtN0：t：Nt：λ：種群起始數量時間t年后種群的數量（第t+1年）該種群數量是一年前種群數量的倍數當λ＞1時，種群數量上升當λ＝1時，種群數量穩(wěn)定當0＜λ＜1時，種群數量下降當λ＝0時，種群沒有繁殖，在一代中死亡時間/t種群數量(N)坐標曲線圖：①a段——②b段——③c段——④d段——⑤e段——準確分析“λ”曲線2、種群數量變化“J”和“S”曲線（1）種群“J”型增長曲線λ>1且恒定，種群數量呈“J”形增長。λ盡管下降，但仍大于1，此段種群出生率大于死亡率，則種群數量一直增長。λ＝1，種群數量維持相對穩(wěn)定。λ<1，種群數量逐年下降。盡管λ呈上升趨勢，但仍未達到1，故種群數量逐年下降。調查某地烏鴉連續(xù)20年的種群數量變化，如圖所示，圖中λ表示該種群數量是一年前種群數量的倍數，請思考：(1)前4年種群數量應為增大、減小還是基本不變？(2)第9年調查烏鴉的年齡結構，最可能表現為何種類型？為什么？(3)圖中第4年和第10年的烏鴉種群數量是否相同？圖中顯示第8年種群數量最少，對嗎？(4)第16～20年烏鴉種群數量將如何增長？為什么？(1)基本不變(因λ＝1)。(2)穩(wěn)定型。第10年時，種群的λ等于1，說明第10年種群數量與第9年相同，因此第9年年齡結構為穩(wěn)定型。(3)不相同。在第4年到第10年間，λ＜1，說明種群數量在減少，到第9或第10年種群數量最少，而不是第8年最少。(4)“J”型增長，因λ＞1且恒定。當λ＞1時，種群數量上升當λ＝1時，種群數量穩(wěn)定當0＜λ＜1時，種群數量下降當λ＝0時，種群沒有繁殖，

下一代中死亡增長速率＝末數－初數單位時間＝Nt－No(個)T(年)Nt－No×100％增長率＝末數－初數＝初數No③“J”型增長特點：a.λ＞1且恒定,

沒有K值;

b.增長率不受種群密度制約，增長率保持不變；增長率=λ—1c.增長速率逐漸增加。增長率≠增長速率:增長率是指新增加的個體數占原來個體數的比例，無單位；增長速率是指新增加的個體數與時間的比值，有單位（如個/年等）。時間/t種群數量(N)時間/t種群數量(N)理想條件：食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵等（實驗條件，生物入侵到適宜的環(huán)境的初期）時間/t種群數量(N)“J”型曲線反映的種群增長率是一定的,而增長速率逐漸增加;（2）種群的“S”型增長①產生條件：②曲線特點：

資源和空間有限，受其他生物制約種群數量達到K/2時，增長速率最大種群數量達到___________(即K值)后，將停止增長環(huán)境容納量種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。種群數量增長到K值后不在增加原因:內因:種群的出生率和死亡率、遷入和遷出率相等外因:①自然界的資源和空間總是有限的；②當種群密度增大時，種內競爭就會加?。徊妒痴邤盗恳矔黾?。2、種群數量變化“J”和“S”曲線在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間所能維持的種群最大數量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。隨時間的推移，環(huán)境阻力越來越大，增長率越來越小直至為0K現實條件：資源和空間有限，受其他生物制約增長速率先逐漸增大后逐漸減小的“S”型增長的增長率和增長速率變化比較項目“J”形曲線“S”形曲線形成原因數學模型增長特點增長率增長速率食物和空間充裕氣候適宜沒有敵害（理想條件）Nt=N0λtN0：起始數量t：時間Nt：t年后該種群的數量λ：一年前種群數量的倍數以指數形式增長，無最大值（K值）保持不變，為λ-1逐漸增加小結：種群數量達到K/2時，增長速率最大種群數量達到環(huán)境容納量(即K值)后，將停止增長資源和空間有限，受其他生物制約增長率越來越小直至為0先逐漸增大后逐漸減?。ōh(huán)境阻力）（4）K值時間/t種群數量（N）KK2①定義在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間所能維持的種群最大數量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。K/2K值K值K值K/2（4）K值K2~K3之間⑤K值與K/2的應用野生生物資源的保護與利用有害生物的防治K值(環(huán)境最大容納量)K/2(最大增長速率)減小環(huán)境阻力，增大K值增大環(huán)境阻力，降低K值捕魚時：開始捕撈應在種群數量_______

時進行捕撈后的種群數量保持在

。防治害蟲時：開始控制應在種群數量

時進行控制后的種群數量防止維持在

附近大于K/2K/2點（既保證有充足的捕撈量，又避免物質和能量的浪費）（此時種群的增長速率最大，恢復種群數量快）小于K/2K/2（避免種群達到最大增長速率）（避免種群的增長速率達最大，快速恢復種群數量）（如大熊貓的保護）(如為防鼠害而封鎖糧食、清除生活垃圾、保護鼠的天敵等)⑥研究種群數量變化及影響因素的意義：野生資源的合理利用和保護有害生物的防治重要意義（P16）瀕危動物種群的保護、漁業(yè)下圖表示的是種群數量增長曲線，據圖分析：(1)圖中b曲線的形成過程中何時出現了環(huán)境阻力？(2)曲線a、b哪個更符合自然界種群數量變化的實際情況？(3)圖中陰影部分表示的含義是什么？2．(選擇性必修2P9正文)同一種群的K值是固定不變的嗎？ab同一種群的K值不是固定不變的，會受環(huán)境等因素的影響而改變。在生存斗爭中被淘汰的個體數量。b曲線提示：b曲線的形成過程中始終存在環(huán)境阻力。種群增長的“J”型曲線和“S”型曲線的判斷(1)在關鍵信息，當題干中出現“無環(huán)境阻力”、“理想條件下”、“種群剛遷入一個新的適應環(huán)境中的最初一段時間”等信息時，表明此時種群的增長呈“J”型。(2)當題干中出現了“有環(huán)境阻力”、“自然界中”、“資源和空間有限”、“在實驗室中模擬人工飼養(yǎng)條件”等信息時，表明此時種群的增長呈“S”型假設某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈S型增長，該種群的增長率隨種群數量的變化趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家禽，則應在種群數量合適時開始捕獲，下列四個種群數量中合適的是()A.甲點對應的種群數量B.乙點對應的種群數量C.丙點對應的種群數量D.丁點對應的種群數量D考點二

種群數量的變化種群數量變化的原因種群數量變化的類型：增長、下降、穩(wěn)定、波動(1)非生物因素：包括陽光、溫度、水等。①林下植物的種群密度主要取決于其受到的_________。②種子春季萌發(fā)、昆蟲冬季死亡主要受_________影響。③非生物因素對種群數量的影響往往是_________的。光照強度溫度綜合性(2)生物因素①種內：___________②種間：主要包括種群間的_____、_____和_____關系。捕食競爭寄生種內競爭

提醒

食物和天敵等生物因素對種群數量的作用強度與該種群的密度是相關的，稱為密度制約因素，而氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災等自然災害，對種群的作用強度與該種群的密度無關，稱為非密度制約因素。傳染病考點二

種群數量的變化

(1)大多數生物的種群數量總是在波動中。處于波動狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現種群爆發(fā)(2)當種群長久處于不利條件下，種群數量會出現持續(xù)性的或急劇的下降。(3)當一個種群的數量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡

種群數量的波動

（1）有利于野生生物資源的合理利用及保護。（2）為人工養(yǎng)殖及種植業(yè)中合理控制種群數量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。

（3）通過研究種群數量變動規(guī)律，為害蟲的預測及防治提供科學依據。研究種群數量變化的意義（4）有利于對瀕危動物種群的拯救和恢復?？键c三探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化討論探究思路：1.用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)液的

、_、_____、

等因素的影響實驗設計原理：成分pHJS空間溫度下降直至全部死亡營養(yǎng)物質消耗代謝產物積累2.在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“

”型曲線；在有限的環(huán)境條件下，酵母菌種群的增長呈“

”型曲線，而在恒定培養(yǎng)液中當酵母菌種群數量達K值后，還會_

____________(原因：_____

____、_____________及___________等)。（教材P11頁1、2、3、4）時間酵母菌數量溫度、pH值、培養(yǎng)液的體積、濃度等討論1：怎樣進行酵母菌計數？抽樣檢測法——顯微鏡直接計數法（保持相同且適宜）pH等理化性質變化所致實驗變量：自變量：因變量：無關變量：討論2：本探究需要設置對照嗎？如需要，怎樣設計和操作？如不需要，請說明理由。因為隨培養(yǎng)時間的延長，酵母菌種群數量的變化在時間上形成自身前后對照不需要2、實驗步驟液體無菌均勻計數板上蓋玻片邊緣計數室底部7曲線（高壓蒸汽滅菌）取樣計數的時間要固定(控制無關變量,減小實驗誤差)以免產生較大誤差,若先加培養(yǎng)液后蓋蓋玻片,會導致計數結果偏大五點取樣法每mL培養(yǎng)液中酵母菌數量==A(平均每個中格酵母細胞數)×25×104×稀釋倍數A1A2A5A3A4酵母菌計數計上不計下，計左不計右若后期酵母菌數量太多，難以計數，怎樣操作？按一定倍數進行定量稀釋，然后重新計數增長曲線的總趨勢：三．實驗結果與分析：

增長原因：

下降原因：先增加再降低。原因：

開始時培養(yǎng)液的營養(yǎng)充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數量劇增。隨著酵母菌數量的不斷增多，營養(yǎng)消耗，有害代謝產物積累，pH等理化性質等改變，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數量下降?！緦嶒炓曨l】

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酵母菌的數量；將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自行滲入計數室，并用濾紙吸去多余液體。已知每個計數室由25×16＝400個小格組成，容納液體的總體積為0.1mm3。

現觀察到圖中該計數室所示a、b、c、d、e5個中格80個小格內共有酵母菌n個，則上述水樣中約有酵母菌▲個／mL酵母菌細胞個數／1mL＝

n/5×25×10000×稀釋倍數＝n/5×25×10000×10＝5n×105

計數缺點：不能區(qū)分死菌與活菌個體小的細菌在顯微鏡下難以觀察→計數結果多于實際活菌數活菌計數法：