2012届《教学导航》高三生物复习课件：必修3第27讲种群特征、种群数量的变化.ppt

第27讲 种群特征、种群数量的变化,一、种群的概念及其特点 1种群的概念及其理解：种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。 (1)两个要素：“同种”和“全部”。同一物种在不同区域内可以有多个种群，但一个种群内的个体都为同一物种。 (2)两个条件：“时间”和“空间”。即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。而空间上和时间上的界限是随研究工作者的方便而划分的，如大到全世界的蓝鲸种群，小到实验室内饲养的一群小家鼠。,(3)两个方面：从生态学的观点来看，种群是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。从进化的观点来看，种群是生物进化的基本单位，也是基因库的最小单位。,2种群的特点。 (1)种群虽然是由许多同种个体组成的，但它绝对不是个体的简单相加，而是通过种内关系组成了一个有机整体，具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例等一系列特征。个体只具有性别、年龄、出生、死亡等特征。 (2)个体和种群之间是部分与整体的关系，每个个体携带有本种群基因库的部分基因。,二、植物种群密度的取样调查 1样方法中的两个概念。 (1)样方或样本：从研究对象的总体中抽取出来的部分个体的集合。 (2)随机取样：概念：在抽样时，如果总体中每一个个体被抽选的机会均等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连，那么这种既满足随机性又满足独立性的取样称为随机取样。要求：随机取样不允许掺入任何主观性，否则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果偏离实际值。,2样方的选取。 (1)样方数目的确定。取样多少随调查地段的总体面积而定。总体面积大，选取的样方数目宜多些；总体面积小，选取的样方数可少些。一般来说，选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。 (2)样方大小的确定：视被调查的植物类型而定。温带地区样方的大小，一般来说，乔木为100平方米，灌木为16平方米，草本为1平方米。视被调查对象的分布情况而定。一般来说，对于分布不规则的种群，多个小样方取样比少数大样方取样效果好。,(3)常用的样方选取方法：五点取样法和等距取样法。如下图：,3方法步骤。 (1)植物种群密度取样调查的常用方法样方法 确定调查对象；,计数(记录每个样方内的该种群的个体数量)； 计算种群密度：计算所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值(单位：株/平方米)。 (2)动物种群密度调查的常用方法标志重捕法 确定调查对象； 捕获并标记部分个体：在该种群生存环境中，均匀设置捕获点，捕获一部分个体，并对其进行标记后，再在原地将其放回，并记录个体数量(N1)；,重捕，计数：一段时间后，在原来的捕获点再次捕获一部分个体，并记录数量(N2)及其中被标记的个体数(N0)，然后放回原来的环境； 计算种群密度：利用公式N/N1N2/N0计算出N，即为该种群密度的估算值。,特别提醒： 样方法除了适用于植物外，还适用于活动范围较小的动物，如蚯蚓； 计数时，若有正好长在样方边缘上的个体，只计样方相邻两条边及其夹角处的个体(计上不计下、计左不计右)，对于悬殊大的样方应除去，即去掉最高值和最低值，然后取平均值。同种植物无论大小都应计数； 标志重捕法的前提条件是未标志和被标志个体有同样的被捕机会，而且在调查期间，没有个体出生、死亡、迁入、迁出等。,三、种群的数量特征及其内在联系 1种群的特征比较。,2.各特征之间的联系。 内在联系分析： (1)在种群的五个基本特征中，种群密度是最基本的特征。 (2)因为生物的繁殖能力和衰老、死亡都与年龄有密切的关系，所以种群的年龄结构会影响出生率和死亡率，并会进一步影响种群密度。可以根据当前种群的年龄组成情况，预测未来种群密度的发展趋势。,(3)不论哪种类型的性别比例，都是生物长期自然选择的结果，如果由于环境条件的改变或人类的干预，使其正常的比例发生变化，都会影响种群的出生率，并进一步影响种群的密度。 (4)迁入率和迁出率也是影响种群数量变动的直接因素。通过迁入和迁出，同一物种的不同种群之间也进行了基因交流，如果研究一座城市人口的变化，那么，迁入率和迁出率是不可忽视的因素。,四、种群增长的两种曲线比较 1相同点：它们都表示种群数量随时间变化而变化的关系，且都只研究种群数量变化中的增长问题。 2不同点：,图中阴影部分表示通过生存斗争被淘汰的个体。 在“S”型曲线中，种群数量为0K/2时，增长速率增大；种群数量由K/2K时，增长速率不断降低；当为K值时，种群增长速率为零，此时出生率等于死亡率，处于动态平衡中，增长速率曲线可用下图表示：,t1对应K/2值时，t2对应K值。 特别注意：种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等，而“J”型曲线和“S”型曲线都只研究了种群数量增长的规律。 3“S”型曲线在生产实践中的指导意义。 根据“S”型曲线的特点，由于在K/2时增长速率最大，因此若为了持续获得较多的生物资源，一方面应该设法增大环境容纳量K，如加强生物生存环境的管理；另一方面，捕捞、采伐应该在种群数量达到K/2以上时进行，而且剩余种群数量保持在K/2左右。若要对有害生物进行防治，一方面应该设法减小环境容纳量K，另一方面通过引入天敌等措施，将种群数量尽量控制在较低水平。,知识点1：种群的概念 【例1】下列有关种群的叙述中，不正确的是( ) A种群具有单独的生物个体不具备的特征 B种群是一个有机单元，不是个体的简单相加 C种群是许多同种生物成熟个体的总和 D种群是在一定空间和时间范围内的同种生物个体的总和,C,【思路点拨】种群是指一定时间、空间内同种生物个体的总和。不同的生物不属于同一个种群；同一时间、空间内的同种个体是一个种群，这些个体不仅包括所有成熟个体，也包括所有未成熟个体。但种群不是同种生物简单的相加，而是具有一系列个体所不具备的种群特征，如种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等。,【举一反三】下列叙述中属于种群的是( ) A一个池塘里的鱼 B一座山上的树 C一个公园里的草地 D一块油菜地里的油菜,D,知识点2：调查种群密度的方法 【例1】农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放置了100只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地放回，一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只，下列有关说法中错误的是( ) A该区域中鼠的种群密度较大，约为306只，必须积极防治 B这种调查方法称为样方法 C草原上鼠与牛、羊等是竞争关系，鼠害会严重影响畜牧业发展 D如果在两次捕鼠期间发生草原大火，统计结果是不准确的,B,【思路点拨】本题主要考查动物种群密度的调查方法。植物种群密度的取样调查常采用样方法。由于动物的活动能力强，范围大，不宜用样方法而常采用标志重捕法。估算种群密度可利用如下关系式：N第一次捕获并标志的鼠数第二次捕获的鼠数第二次捕获鼠中的标志鼠数，根据题意可知：N685412，N306。如果在两次捕鼠期间发生草原大火，个体被捕捉的概率就不相等，统计结果就不准确。,【举一反三】“标志重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体(M)全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数(m)占总捕获数(n)的比例，估计该种群的数量(N)。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2 hm。(1 hm10000 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：,(1)假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数(N)的计算公式_。 (2)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 高 。 (3)综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(/)为_。,NMn/m,144,89,(4)在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查(假设样方中只有这一种鼠)，平均每100 m2有3.6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为_ 。,2.51,知识点3：种群的特征 【例3】(2010广州一模)下列结合种群特征的概念图所作的分析，错误的是( ) A利用性引诱剂诱杀害虫会影响 B种群密度是种群最基本的数量特征 C预测种群数量变化的主要依据是 D春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的,【思路点拨】上图中的、分别是指死亡率、出生率、性别比例和年龄组成。利用性引诱剂诱杀害虫会影响性别比例；种群密度是种群最基本的数量特征；对于人还应考虑到迁入率和迁出率，即人口流动及国家政策等。 【答案】D 【规律方法】它们之间的相互关系可图示如图：,【举一反三】下图表示的是四种不同种群中不同年龄的个体所占的比例，其中种群密度可能会越来越小的是( ) 【规律方法】根据年龄组成来预测种群密度的变化趋势。年龄组成是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。年龄组成类型如下：,A,增长型(图A)：种群中幼年个体较多，老年个体较少，出生率死亡率，种群密度增大。 稳定型(图B)：种群中各年龄期个体数目的比例适中，出生率死亡率，种群密度基本不变。 衰退型(图C)：种群中幼年个体很少，老年个体很多。出生率死亡率，种群密度减小。,知识点4：影响种群数量的因素 【例4】(2010茂名一模)在不同温度和湿度条件下，蝗虫种群数量的变化如下图所示，正确的叙述是( ) A温度为32.5 时，蝗虫对湿度的适应范围最窄 B温度为35 时，相对湿度90%更有利蝗虫的生存 C在一定范围内，蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高 D温度与湿度对蝗虫种群数量的影响效果相同,【思路点拨】本题考查学生观察和分析图像的能力。温度为32.5 时，蝗虫对湿度的适应范围最宽，为80%100%；温度为32.5 时，相对湿度为90%更有利蝗虫的生存；上图无法体现D项所述。 【答案】C,【举一反三】下列选项中，对种群密度影响最严重的是( ),A. B C D 【解释】年采收量应当小于或等于年增长量，否则就会使种群密度降低，年采收量超过年增长量越多，种群密度降低程度越大，造成的影响越严重。同时，这种影响还与超采量和现有生物总量之间的比例有关，比例越大，影响更严重。 【答案】C,知识点5：研究种群数量变化的意义 【例5】在南海某岛上迁入一些农户，那里土地肥沃、气候宜人，若干年后，岛上人口增长如下图曲线所示，请回答：,(1)该岛在m年内，人口增长曲线近似_型曲线。当人口数量接近n线时，环境阻力越来越大，n线是该岛环境的 _。 (2)当人口数量强行增长到O点时，就会很快下降至P点，原因是人口剧增后，岛上生活资源发生短缺，各种人为因素使该岛的_遭到破坏，加上人们为争夺生活资源而发生_(如人口被迫离岛)等。,(3)若干年后，岛上人口数又从P点上升到Q点并稳定在n线上，以上说明该岛上生态环境的_能力是有限的，人类发展必须遵循生态系统的 _， 实现生态系统的良性循环。 (4)根据生态学原理，在该岛上合适的人口数量是_ 。,【思路点拨】人口数量为K/2时，食物、空间、能源等资源充足，最适合人类生存。 【答案】(1)“J” 允许的最大值(K值) (2)生态系统的稳定性 种内斗争 (3)自动调节 自身发展规律 (4)n/2,【举一反三】某海滩黄泥螺种群现存量为3000吨。正常状况下，每年该种群最多可增加300吨，为充分利用黄泥螺资源，又不影响可持续发展，理论上每年最多捕捞黄泥螺的量为( ) A3000吨 B1650吨 C1500吨 D不超过300吨 【思路点拨】不应超过种群增加的量，如果超过增加量将会破坏海滩黄泥螺种群的数量。,D,【规律方法】要从环境中充分利用某种群资源，而又不影响其可持续发展，就应当保持该种群在此环境中的最大增长速率。,探究培养液中酵母菌数量的动态变化 1实验原理 (1)在含糖的液体培养基(培养液)中，酵母菌繁殖很快，迅速形成一个酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。 (2)养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。 2实验流程 (1)分装：分别将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入1、2、3号试管中。 (2)接种：分别将等量酵母菌接种到3支试管中的培养液中混合均匀。,(3)培养与取样计数：将试管在28 条件下连续培养7 d。每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内，显微观察计数一个小方格内的菌种数，已知小方格的培养液厚度为0.1 mm，计算出培养液体积，换算出10 mL培养液中的酵母菌总数。 (4)分析结果得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化规律。,3实验中注意的问题 (1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。 (2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。 (3)每天计数酵母菌数量的时间要固定；溶液要进行定量稀释。,【例】将10毫升酵母液放在适宜温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表。请分析回答：,(1)表中样品的取样先后次序为 _。 (2)对酵母菌而言，10毫升该培养液的环境负荷量为_个。 (3)若第5次均匀取样时，样品中的酵母菌数量为760个/立方毫米，产生这一结果的原因是 _