生物群落的基本单位——种群.ppt

回顾：生命系统的结构层次,细胞,组织,器官,系统,个体,种群,群落,生态系统,生物圈,由形态相似、功能相同的一群细胞和细胞间质组合起来，称为组织。人体的组织分为上皮组织、结缔组织、神经组织和肌肉组织四种；植物：保护组织、输导组织、营养组织、机械组织、分生组织 。 组织是构成器官的基本成分，组织排序结合起来，组成具有一定形态并完成一定生理功能的结构，称为器官，例如胃、肠等；植物的器官有根、茎、叶、花、果实、种子 。 许多器官联系起来，成为能完成一系列连续性生理机能体系，称为系统。如由口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠、肛门以及肝、胆、胰等一系列器官联系起来，共同完成食物的消化和吸收，组成了消化系统。此外，还有运动、呼吸、泌尿、生殖、循环、神经和内分泌8个系统。,第一节 生物群落的基本单位 种群,第三章 生物群落的演替,列举种群的特征 说出种群数量增长的规律 说明制约种群数量变动的因素,学习目标,一、种群的概念,在生态学上，把一定时间内占据一定的空间的同种生物的所有个体成为种群(population),怎么理解种群,种群指同一种生物在某个时间段生活在某个区域内 种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传给后代，是繁殖的基本单位。 种群是进化的基本单位。同一种群的所有生物共用一个基因库。 种群是高于个体的一个层次,想一想： （1）日常生活用语中的鱼，老鼠，蛇，牛，羊，鸟等，分别叫（ ） A.一类动物 B.一种动物 C.种群 （2）生活在一个养鱼池中的生物有浮游动物，浮游植物，各种鱼类，还有多种微生物，每种生物的总和构成了什么？,都是指一类动物，而不是一种动物，不能看作是一个种群,非洲草原上的斑马种群,神农架的金丝猴种群,可可西里藏羚羊,1，下列叙述中，属于种群的是（ ） A 一片森林中的昆虫 B 一片山地的大狗尾草 C 一棵树上的寄生物 D 一座山峰的树 2，在一块草原上,有8户牧民,每户牧民各养了一群羊,其中,有6户养的是绵羊,有两户养的是山羊，这8群羊是( ) A 一个种群 B 两个种群 C 六个种群 D 八个种群 3，下列环境中的生物，属于种群的是（ ） A.一个公园中的草本花卉 B. 一个牧场里所有产奶的奶牛C. 一条河里所有的鱼 D. 一个蜂巢里所有的蜂 4，下列各项中，属于种群的是（ ） A,一株槐树上的全部槐尺蠖 B,一块朽木上的全部真菌 C,海洋中的全部藻类植物 D,广口瓶中饲养的全部果蝇,B,B,D,AD,二、种群的特征,种群密度 年龄组成 性别比例 出生率 死亡率,生物个体特征：寿命、性别、年龄,种群的特征,数量特征 空间特征 遗传特征 行为特征,种群的遗传特征：基因库、基因频率和基因型频率等,种群空间特征：,均匀型,随机型,集群型,空间格局 组成种群的个体在其空间中的位置状态或布局，称为种群空间格局。种群的空间格局大致可分为3类： 均匀型(uniform)均匀型分布，例如，在农田生态系统中，水稻的均匀分布 随机型(random)随机型分布，例如，森林地被层中的一些蜘蛛，面粉中的黄粉虫等。 成群型(clumped)成群分布是最常见的内分布型。,种群的数量特征：,单位面积或体积内某一种群的全部个体数量。,怎样调查种群密度,样方法,通过计算若干样方中某种生物的全部个体数，然后以其平均密度估算种群总体平均密度的方法。 样方1，样方2，样方3，样方4样方n N1 N2 N3 N4 Nn （N1+N2+N3+N4+Nn）/n,（多用于植物）,种群密度=,S,常用取样法,样方的大小 样方的大小应该根据所调查对象的大小和分布情况而定。 样方的数量 相对多一些较好，样方数量越多，统计的结果越接近真实情况。 取样方法 没有确定的位置，要做到随机取样。如等距取样法和五点取样法 如果在边缘处，计数时可以把左上相邻两边及夹角上及另一角上的计算在内，其余不计。,学生活动：,下面1个10cm*10cm绿色的正方形，代表一块面积为100m2的学校操场的草地。图中黑圆点代表一株蒲公英。请同学们估算一下我们学校操场草地上蒲公英的数量以及蒲公英的种群密度。,调查学校操场草坪上的蒲公英的种群密度！,100m2的草地,样方边缘上的个体的处理：计上不计下，记左不计右,例1、生态工作者对我国北方某草原进行调查，下表是不同调查面积的物种数量统计结果： 调查该草原某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤： 选取40cm40cm为最佳样方面积。 在该物种分布较密集的地方取5个样方。数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。 以上步骤中错误的是 ，并加以改正：,考场练兵,标记(志)重捕法,例：要调查某地某种群数量（N）， 捕获一部分个体（M） （标记个体数） 重捕个体数（n） 重捕中标记个体数（m） 假设重捕取样中标记比例与样地总数中的标记比例相等，求N,（动物）,可得,N=,因：M:N=m:n,注意：（1）标记不能影响动物的活动； （2）标记不能过于醒目 （3）标记符号必须能够维持一定的时间,适用范围：哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。,黄豆、红豆质地形状不同是否会干扰试验结果？ 应如何改进试验？,例、某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm2（1 hm210000 m2），随机布设100个鼠笼，放置1夜后, 统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。 该草地布氏田鼠的平均种群密度为 只/ hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉, 上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏 。,144,大,出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素,思考：熊猫和老鼠都属于哺乳动物，为什么种群密度相差如此之大？,2、出生率和死亡率,指种群在单位时间内新产生的个体数量占该种群个体总数的比率。,指种群在单位时间内死亡的个体数量占该种群个体总数的比率。,出生率：,死亡率：,（1）概念：,（2）与种群密度的关系,决定种群密度的最直接因素,生物必修3,3、迁入率和迁出率,迁入率：,（1）概念：,（2）与种群密度的关系,迁出率：,单位时间迁入某种群的个体数占该种群个体总数的比率。,单位时间迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率。,决定种群密度的直接因素,4、年龄结构：,（1）概念：,指一个种群中各年龄段的个体数量的比例。,（2）类型：,增长型 稳定型 衰退型,增长型,幼年个体_，老年个体_；,较多,较少,在一段时间内越来越大,大于,出生率_死亡率；,种群的密度会_。,稳定型,各年龄段的个体数目_；,比例相当,大致相等,一段时间内保持相对的稳定,出生率和死亡率_；,种群的密度会在_,衰退型,幼年个体_，中老年个体_；,死亡率_出生率；,种群的密度会_。,较多,较少,越来越小,大于,5、性别比例：,（1）概念：,种群中雌雄个体数量的比例。,（2）与种群密度的关系,一定程度上影响种群密度的变化。,雄性和雌性数量相当（人类） 雄性多于雌性（社会性昆虫） 雌性多于雄性（家养动物）,性别比例研究在农业上的应用。 在农业上，利用人工合成的性引诱剂诱杀种群的雄性个体，使雌性个体不能完成交配，从而使该种群的密度明显降低。 迁入和迁出对我国人口影响不大，而增加死亡率是违法的，因此只能降低出生率。 大熊猫应该增加数量，同样迁入和迁出影响不大，因此可通过提高出生率，降低死亡率来解决，比如让它们进行无性繁殖，人工为它们抚育幼崽，降低死亡率,一般来讲，人工控制的种群家养动物，雌性多于雄性。想想为什么？,（三）种群数量特征之间的关系,种群 密度,出生率、死亡率 迁入率、迁出率,种群数量,年龄组成,性别比例,练习,1、预测某地区人口动态的主要依据（ ） A.现有人口数量 B.现在的性别比例 C.出生率、死亡率及迁入和迁出率 D.目前的年龄组成,D,2、某生态学家考察某草原后，认为未来几年，该草原鼠害将非常严重，该生态学家作出这样预测的依据是（ ） A.鼠群的数量和密度 B.鼠群的年龄结构 C.鼠群的性别比例 D.出生率、死亡率及迁入和迁出率,B,返回,下图是依据我国三次人口普查数据绘制的人口年龄组成图。下面对上述三图的描述，其中完全正确的是 （ ）,A图（1）是增长型，从图（3）可以看出计划生育政策初见成效 B图（1）、图（2）、图（3）都是衰退型 C图（2）是典型的稳定型，可年看出计划生育政策初见成效 D图（1）、图（2）、图（3）都是稳定型,图为种群的三种存活曲线，请据图回答：,（1）曲线图中ab段表示甲动物_; ( 2 ) c 、d 段可表示乙动物_; ( 3 ）丙曲线表示_。如果丙为野生动物，据此我们应做好_的保护工作。,在中年以前死亡率很低,在幼年期死亡率可达 50 %,该动物幼年时死亡率极高,幼年个体,随堂检测：,二、种群数量的增长规律,当我们需要对所研究的种群动态进行分析、预报、决策、控制时往往都离不开数学知识的应用，而建立数学模型则是这个过程的关键环节。,0 20 40 60 80 100,20 21 22 23 24 25,分裂,细菌繁殖产生的后代数量,问题探讨,一、建构种群增长模型的方法,在营养和生存空间没有限制的情况下，某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代。讨论： n代细菌数量的计算公式？ 72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？,Nnn,解：n 60min x72h20min216 Nnn 2216,观察研究对象，提出问题,细胞每20min分裂一次,资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,Nnn,观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正,数学模型,用来描述一个系统或它的性质的数学形式建立数学模型一般包括以下步骤：,将数学公式（Nn2n）变为曲线图,曲线图与数学方程式比较，优缺点？,直观，但不够精确。,2 4 8 16 32 64 128 256 512,某海岛上环颈雉 种群数量的变化,二、种群增长曲线,“ J ”型增长的数学模型,1、产生条件：,理想状态食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；,（ N0为起始数量， t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，为年均增长率。）,2、种群 “ J ”型增长的数学模型公式：,Nt=N0 t,种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。,例：我国自13931990年以来人口统计数据如下： 以上人口增长曲线符合哪种类型？ 按照此曲线发展下去将会出现什么状况，鉴于我国人口的现状应当采取什么措施？,存在环境阻力,自然条件（现实状态）食物等资源和空间总是有限的，种内竞争不断加剧，捕食者数量不断增加。导致该种群的出生率降低，死亡率增高,当出生率与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平,“J”型增长能一直持续下去吗？,有实例证明吗？,例 生态学家高斯的实验,大草履虫种群的增长曲线,P67,种群数量达到环境所允许的最大值（K值）后，将停止增长并在K值左右保持相对稳定。,三、种群增长的“S”型曲线,实际： 有限环境（食物、空间），天敌 起始数量：N0(亲代) 每代增长率 ：,种群数量达到K值时， 种群,增长停止,种群数量在 K/2值时， 种群,增长最快,种群数量 小于K/2值时 种群,增长逐渐加快,种群数量 大于K/2值时 种群,增长逐渐减慢,问题探讨,探究酵母菌种群大小的动态变化,课题研究,研究目的,推荐器材,通过建立反映种群动态变化的数学模型，分别说明种群个体数量的增长规律以及种群外部环境因素和种群内部因素对种群对种群个体数量的制约。,研究过程,提出问题：,作出假设：,设计实验：,酵母菌种群大小怎么变化？,酵母菌种群大小按“S”型曲线变化,实施实验：,得出结论：,分析结果：,酵母菌种群大小按“S”型曲线变化。,1、同一种群的K值是固定不变的吗？,思考讨论,2、对大熊猫应采取什么保护措施？,3、对家鼠等有害动物的控制，应采取什 么措施？从环境容纳量的角度看，能 得到什么启发？,4、种群数量达到K值时，都能在K值维持 稳定吗？,对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌，等等。,“J”型曲线与“S”型曲线比较（图）,两种曲线增长方式的差异主要在于环境阻力对种群数量增长的影响使J型增长曲线S型增长曲线,时间,种群数量,S型曲线,J型曲线,例、在理想状态下和自然环境中某生物种群数量变化曲线，下列对阴影部分的解释正确的是 环境中影响生物增长的阻力 环境中允许种群增长的最大值 其数量表示种群内迁出的个体数量 其数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数 A、 B、 C、 D、,C,时间,种群数量,S型曲线,J型曲线,大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。,四、种群数量的波动和下降,东亚飞蝗种群数量的波动,种群的数量是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的，因此，凡是影响上述种群特征的因素，都会引起种群数量的变化。,环境因素,种群的出生率、死亡率、迁出和迁入,种群数量的变化,影响种群数量变化的因素,（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。,（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。,（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。,五研究种群数量变化有何意义？,（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。,云豹的保护,苍鹭的保护,野猪的保护,救护被困的鲸鱼,全力防蝗减灾,在一个相对封闭的小型牧场内，迁入一小群绵羊，8年后发展到500只左右，这个羊群数量会 A、维持在一个水平上 B、不断下降 C、缓慢上升 D、迅速上升,A,例1：实验室培养一种细菌，给予充足的营养物质等条件，该细菌每20分钟繁殖一代，则一昼夜后一个该细菌将发展成个体数为_个的细菌种群。,例2：若某种群有成鼠a头（计算时作为亲代），每头雌鼠一生产鼠16头，各代雌雄性别比例均为1：1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖能力均相等，则从理论上计算，第n代产生的子代数为_头。 A. a16n B. a16n-1 C. a8n D. a8n-1,C,272,例2：某湖泊最多容纳鲫鱼种群量约3000吨，经取样调查，该湖泊中现有鲫鱼2000吨，为使该湖泊中鲫鱼有最大增长速度，现在应捕捞多少吨鲫鱼为宜（ ） A. 500吨 B. 1000吨 C. 1500吨 D.不能捕捞,A,例1：右图表示某种群数量随时间变化的曲线，从图中可以看出该种群的K值为_，该种群在 _点处增长速度最快。,种群的个体数量,时间,100,50,25,0,75,d,a,b,c,c,100,例：在一个玻璃容器内，装入一定量的符合