③第三单元第一讲种群的特征与数量变化.ppt

第三单元 种群和群落,种群和群落是生命系统很重要的两个层次，与生产关系联系密切，在复习中可注意以下几方面的内容： 1.整合、系统化：种群是生物进化和繁殖的基本单位，是生命系统的层次之一，群落又是种群的集合。可将与本单元相关的知识系统化：现代生物进化理论，生态农业的建立，生态系统的稳定性，细胞代谢等。同时，对各知识点的内部逻辑关系明确的知识也可设计成小的知识体系，如种群的特征等。,2.比较与模型化：通过比较，可以发现知识的内在规律和本质，如种内关系和种间关系，种间关系的不同类型，种群年龄组成的三种类型，种群的生长曲线等均可比较，同时这些关系还可用图表曲线等直观的模型表征，体现其内在的规律。,3.联系实际与探究：害虫的防治，人口的控制，生态环境的维持等重大问题解决的理论基础之一便是种群和群落，可将这些问题与相关原理结合起来，以深化对知识的理解，提高分析、探究的能力。同时，也要多观察生活，运用所学知识去解决、分析相关问题，向有关部门提出合理化建议。,1.种群特征分析,种群 (1) 特征 参数,种群密度：种群最基本的特征 初级种群参数,次级种群参数：性别比例、年龄组成等,(2)种群特征间的关系 种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种 群个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。 出生率、死亡率以及迁入、迁出是决定种群大小和种群密 度的直接因素。出生率高、迁入数量多时，种群数量增加； 死亡率高、迁出数量多时，种群数量减少。 年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间接 影响着种群密度和种群数量的，是预测种群密度(数量)未来 变化趋势的重要依据。,(1)性别比例 种群的性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例，此处 的“雌雄个体”为可育个体，不包括不具有生殖能力的 个体(如蜜蜂中的工蜂)。因此，种群的性别比例大致有 三种类型： 雌雄相当：多见于高等动物。 雌多于雄：多见于人工控制的种群，如奶牛等。 雄多于雌：多见于营社会性生活的昆虫，如蜜蜂、蚂 蚁等。,(2)预测种群密度(种群数量)的变化趋势 首先依据的是年龄组成情况，其次是性别比例，由此推 导预测出种群出生率和死亡率的关系，从而确定种群的 变化趋势。,年龄 组成 相同年龄组成情况下，如假设增长型的性别比例为：,增长型：出生率死亡率种群密度增大 稳定型：出生率死亡率种群密度基本不变 衰退型：出生率死亡率种群密度减少,种群密度增长快 种群密度相对稳定 种群密度增长慢,2.种群密度的研究方法取样调查法 (1)原理：一般情况下，要逐一计算某个种群的个体总数是 比较困难的，因此，研究者通常只计数种群的一小部 分，用来估计整个种群的种群密度，此方法称取样调查。,(2)方法步骤： 植物种群密度取样调查的常用方法样方法 确定调查对象 选取样方 (随机取样),五点取样法：在总体中按梅花形取5个样 方，每个样方要求一致，适用于总体 为非长条形 等距取样法：本法适用于长条形的总体， 先将调查总体分成若干份，由抽样比 例决定间隔或距离，然后按距离抽取 样方,计数(记录每个样方内的该种群的数量),计算种群密度：计算各样方内种群密度的平均值，即为 该种群的种群密度的估计值(单位：株/ 平方米) 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，并对其进行标志后，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)及其中标志的个数(N0)，然 后放回原来的环境,计算种群密度：利用公式 计算出N，即为该种群密度的估计值,(1)样方法除适用于植物外，还适用于活动范围较小的动物 如蚯蚓。 (2)标志重捕法(适用于活动范围较大的动物)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。,(3)关于标志： 标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生对于寿 命和行为的伤害。 标志不能过分醒目。 标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间 不能消失。,1.(2010临沂质检)某研究所对一条河流生态系统进行了几 年的跟踪调查，发现某种鱼进入此生态系统后的种群数 量增长率随时间的变化呈现如下图所示曲线。则在t1时该 种群的年龄组成类型、能反映该种群数量变化的曲线分别 是 ( ),A.衰退型和 B.增长型和 C.衰退型和 D.增长型和,解析：种群增长率在t1时最大，此时种群的年龄组成为增长型；根据种群增长率的曲线可知，种群数量变化的曲线对应图。,答案：B,1.种群的数量变化 (1)影响种群数量变化的因素,(2)种群数量变化的数学模型 种群大小决定于三个因素：起始种群个体数量；出 生率和迁入率；死亡率和迁出率。种群的数量变动首 先主要决定于和的对比关系，在单位时间内，前者 与后者的差就是种群数量的增长率。,2.种群数量变化的曲线模型 (1)“J”型曲线与“S”型曲线的比较,(2)内容比较,开放环境中种群的两种增长方式的差异，主要在于环 境的阻力对种群数量增长的影响，即： “J”型增长曲线 “S”型增长曲线,封闭环境中的种群数量变化模型 因在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群的数量变化曲线与“S”型曲线相比多了一个衰亡期。如恒定容积培养液中酵母菌或细菌的增长曲线如图所示。,3.相关原理的应用 (1)K值的应用 野生生物资源保护：保护野生生物生活的环境， 减小环境阻力增大K值 有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封 储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。,(2)K/2的应用 资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时种群 增长速率最大，再生能力最强把握K/2值处黄金开发 点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有 较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再 生，符合可持续发展的原则。 有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处 (若达K/2值处，可导致该有害生物成灾，如蝗虫的防控即 是如此)。,2.(2008上海高考)右图表示某物种迁入新 环境后，种群的增长速率随时间的变化 关系。在第10年经调查该种群数量 为200只，估算该种群在此环境中的环 境负荷量约为 ( ) A.100只 B.200只 C.300只 D.400只,解析：由图可知，该物种迁入新环境后，种群呈S型增长，第10年时增长速率最快，即种群数量达K/2，可估算此环境中的环境负荷量约为2002400只。,答案：D,右图曲线a、b表示两类生物种群密 度与存活率之间的关系。下列分析 错误的是 ( ) A.曲线a代表的种群个体一般体型较大，营养级较高 B.依据曲线b，人工养蜂时种群密度中等最好 C.对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大 D.种群密度为d时，曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈,解析 纵坐标为存活率，横坐标为种群密度，a种生物种群密度较小时，存活率最高，说明种内互助不很明显，一般个体较大，营养级别较高；对于生物b来说，种群密度中等时，存活率较高，种内斗争也就较弱。,答案 D,种群的概念 (1)两个要素：“同种”和“全部”。 (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。 (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。,(4)种群虽然是由许多同种个体组成的，但它不是个体 的简单相加，而是通过种内关系组成一个有机整 体。种群的特征是个体所不具有的，个体只能具有性 别、年龄、出生、死亡等特征。 (5)种群是物种的存在形式。,用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：,根据表中数据分析，下列结论正确的是 ( ) A.第1325天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快 B.第1729天，成虫增长率上升、死亡率下降 C.第2137天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关 D.第137天，成虫数量呈“J”型增长,解析 据图表可知，随培养时间的延长，个体数量不断增加，但增加速率先上升后下降。当个体数量达到一定程度后，种内斗争加剧，所以种群增长速率下降。,答案 C,红豆杉是我国珍贵濒危树种。南京中山植物园于上世纪50年代从江西引进一些幼苗种植于园内。经过几十年的生长繁殖，现在已形成了一个种群。请回答下列问题。 (1)在植物园引种栽培红豆杉的措施属于 。 (2)如果对红豆杉种群密度进行调查，常用的方法是 。将统计到的植株按高度(h)分为5级，每一级的植株数量见下表。,根据表中数据，在下面的坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图。,(3)由表中可以看出，此红豆杉种群的年龄结构属于 。 (4)研究表明，红豆杉的种子成熟后被某种鸟类吞食，果肉状的假种皮被消化而种子随粪便散播到山坡上再萌发生长。从种间关系看，鸟类与红豆杉之间存在 关系。,解析 (1)该题涉及濒危树种保护的措施，主要涉及就地保护(自然保护区)、迁地保护，由题意可知红豆杉是从江西引进的，应属于迁地保护。(2)该题涉及种群密度调查的方法，红豆属于植物，而植物适于用样方法。(3)该题涉及种群的年龄组成，从表中数据可知h10 cm占了120株，从而分析得出此种群属于增长型。(4)该题涉及群落中的种间关系，主要涉及捕食、竞争、互利共生、寄生等，而通过分析题意可知鸟类与红豆杉之间为捕食与互利共生。,答案 (1)迁地保护(易地保护) (2)样方法 柱形图见下图 (3)增长型 (4)捕食和互利共生(捕食和种间互助),(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成 分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲 线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。,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 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 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：将盖玻片放在计数板 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培养液中酵母菌总数 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,(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)结果的记录最好用记录表，表格如下：,(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 (5)溶液要进行定量稀释。 (6)计算1 mL菌液的数量。,(2009江苏高考)某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是 ( ),A.4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长 B.4个试管内的种群同时达到K值 C.试管内种群的K值与试管不同 D.试管内的种群数量先于试管开始下降,解析 和试管中培养液多，营养物质多，其内种群的K值大于试管和的。4个试管内种群的起始阶段因空间和食物等比较充裕，属于“J”型增长。接种量不同，种群的增长速率不同，不能同时达到K值，接种量大的先达到稳定期继而先进入衰亡期。,答案 B,酵母菌生长的测定 (1)测生长量 湿重法：将一定量的菌液离心或过滤，得到菌体， 反复洗涤后称湿重。 干重法：将离心后得到的菌体置于100105的烘 箱中烘干称重。 生理指标法：依据酵母菌的生理活动，如单位时间 内的耗氧量或CO2的释放量，用这些指标代表生长量。,(2)测细胞数目 血细胞计数法：将酵母菌置于血细胞计数器内，在显微 镜下计数。 涂片计算法：将一定量的菌液均匀地涂布在玻片的一定 面积上，经固定染色后在显微镜下计数。,随堂高考 1.(2009广东高考)下列叙述中，不属于种群空间特征描述的 是 ( ) A.斑马在草原上成群活动 B.每毫升河水中有9个大肠杆菌 C.稗草在稻田中随机分布 D.木棉树在路旁每隔5米种植,解析：组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。B项为种群密度，不属于空间特征。,答案：B,2.(2009广东高考)有关“探究培养液中酵母菌数量动态变 化”的实验，正确的叙述是 ( ) A.改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量)大小 B.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化 C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数 D.营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素,解析：营养条件变化，pH值和温度变化都会影响种群数量。,答案：D,3.(2008海南高考)下列四项中能正确表示某池塘鱼个体的 平均增长量与种群密度关系的是 ( ),解析：池塘鱼个体的平均增长量与个体的平均资源占有量有关。在一定的种群密度范围内，个体平均资源占有量充足，所以，个体平均增长量变化不大。种群密度过大时，因个体平均资源占有量不足，所以，随鱼类种群密度增加，鱼个体的平均增长量下降。,答案：B,4.(2008广东高考)取少量酵母菌液放入血球计数板直接计 数，测得的数目是 ( ) A.活细胞数 B.死细胞数 C.菌落数 D.细胞总数,解析：计数时无法区分出是活细胞还是死细胞，故测得的是细胞总数。,答案：D,5.(2009江苏高考)“标志(记)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 hm2(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 。 (3)综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(/)为 。 (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 。,解析：第(1)问比较简单。第(2)问要注意单位是“只 /hm2”，而题目调查样方的总面积是2 hm2，故按公式计算 后还要除以2。因题目交代田鼠重捕时更难捕捉，即题中重 捕的m值偏小，因此按公式计算下来的数值则偏大(m作分 母)。第(3) 问依据表中数据计算(1418)/