高中生物 4.1、2种群的特征 种群数量的变化配套课件 新人教版必修3.ppt

第1 2节种群的特征种群数量的变化 一 调查种群密度的方法1 样方法 1 适用范围 植物 活动范围小的动物 2 取样关键 不能掺入主观因素 3 常用取样方法 等距取样法 2 标志重捕法适用范围 的动物 点拨 样方法计数有一定的原则 同种植物无论大小都应计数 若有正好在边界线上的个体 应遵循 计上不计下 计左不计右 的原则 即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体 随机取样 五点取样法 活动能力强 活动范围大 二 出生率和死亡率 迁入率和迁出率某地区2010年出生5人 死亡2人 迁入25人 迁出13人 该地区总人口数为1000人 1 出生率 新出生的个体数目 个体总数 5 2 死亡率 2 3 迁入率 迁入的个体数目 个体总数 4 迁出率 13 死亡的个体数目 个体总数 25 迁出的个体数目 个体总数 三 年龄组成和性别比例1 写出图中各年龄组成的类型a b c 增长型 稳定型 衰退型 2 根据上图分析各年龄组成类型的特点以及种群密度变化的趋势3 性别比例种群中 数目的比例 增大 减小 雌雄个体 点拨 年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量 是预测种群密度 数量 未来变化趋势的重要依据 性别比例只影响出生率 四 种群数量的变化 种群数量 种群数量 时间 时间 o o k 1 种群增长的 j 型曲线 1 产生原因 在 气候适宜 等条件下 2 数学模型 n0为该种群的起始数量 t为时间 nt为t年后该种群的数量 代表该种群数量是一年前种群数量的倍数 3 曲线特点 食物和空间条件充裕 没有 敌害 nt n0 t 种群的数量以一定的倍数增长 2 种群增长的 s 型曲线 1 产生原因 环境条件的制约 包括资源 空间 食物和天敌等 2 曲线特点 种群数量达到环境条件所允许的最大值 k值 后将 有时在 值左右保持相对稳定 点拨 nt n0 t 代表种群数量增长倍数 不是增长率 1时 种群密度增大 1时 保持稳定 1时 种群密度减小 停止增长 k 思维判断 1 种群密度是种群最基本的数量特征 分析 种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数 种群其他特征的变化都会影响种群密度 2 动物种群密度调查都不能用样方法 分析 活动范围小的动物 如作物植株上的蚜虫 跳蝻等可以采用样方法 3 对于 s 型曲线 同一种群的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 分析 种群的k值 即环境容纳量是某一特定环境下的种群最大数量 环境改变 k值随之改变 4 气候 食物 天敌 传染病等都是影响种群数量变化的外界因素 分析 影响种群数量变化的外界因素主要是种群生存所需的资源和空间 还受气候 天敌和传染病等因素的影响 种群的特征及种群密度的调查方法1 种群数量特征的分析 1 种群密度是种群最基本的数量特征 2 出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素 3 年龄组成和性别比例不直接决定种群密度 但能够预测和影响种群密度的变化趋势 4 除以上条件外 气候 天敌 传染病等都影响种群密度的变化 2 种群密度的调查方法 植物或活动范围小的动物 活动范围大的动物 随机取样 样方大小适中 样方数量不宜太少 宜选用双子叶植物 标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同 调查期间没有大规模迁入和迁出 没有外界的强烈干扰 高考警示钟 1 种群数量不等同于种群密度种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数 强调 单位面积或单位体积 即种群数量增加 种群密度不一定增加 2 样方法的应用不仅能调查生物的种群密度 还能调查群落中植物的丰富度 典例训练1 2011 北京高考 在生态学研究中 下列方法与研究目的不相符的是 a 给海龟安装示踪器调查其洄游路线b 给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线c 用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系d 用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度 解题指南 1 知识储备 1 种群密度调查的适用范围和操作要点 2 种群密度调查与群落丰富度调查对象的区别 2 解题关键 熟悉丰富度的概念 关注种群密度调查的方法 解析 选d a项 要探究海龟的洄游路线 可以给海龟安装示踪器 以确定它的行程 b项 大雁活动范围大 要调查大雁迁徙路线需要给大雁佩戴标志环 c项 固着在岩礁上的贝类活动范围小 可以用样方法研究它们的种群关系 d项 达乌尔黄鼠属于同一种生物 即为一个种群的动物 可用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的种群密度 而丰富度的调查针对的是群落中的不同种群的生物 互动探究 1 若对选项b中大雁种群密度进行调查时 佩戴的部分标志环脱落 会导致计算值如何变化 提示 会导致计算值大于实际值 分析 设大雁种群密度为n 第一次捕获值n1 再捕获到的数目为n2 n2里面有标记的为n0 则 标志环脱落则n0减小 因此计算值n比实际数值大 2 选项d中达乌尔黄鼠为冬眠动物 用标志重捕法调查其种群密度 需注意些什么 提示 调查的时间 分析 达乌尔黄鼠一年内只有6个月的活动时间 且为典型的白昼活动动物 因而需要在其日活动频繁时进行种群密度调查 变式备选 下列关于种群密度调查的叙述中 合理的是 a 宜选择蔓生或丛生的单子叶植物作为调查对象b 宜采用样方法调查活动能力强的高等动物的种群密度c 一般而言 样方越多 其统计结果越接近真实情况d 种群密度能准确反映种群数量的变化趋势 解析 选c a项和b项中 蔓生或丛生的单子叶植物不易计数 而活动能力强的高等动物一般宜采用标志重捕法调查种群密度 c项中 一般而言 样方越多 其统计结果越接近真实情况 但是 样方数量越多 整体取样花费的时间 精力就越多 d项中 种群数量的变化趋势取决于种群的年龄组成 种群的数量变化1 两种曲线变化比较 环境资源无限 理想条件 环境条件有限 连续增长 增长率 种群数量连续增长 且维持稳定 增长到一定数量保持相对稳定 增长速率先增大 后减小 数量达稳定状态时 增长速率为0 值处增长速率最大 无k值 有k值 无种内斗争 缺少天敌 空间条件充裕 气候适宜 种内斗争加剧 捕食者数量增多等 2 曲线应用 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 如为防鼠害而封锁粮食 清除生活垃圾 保护鼠的天敌等 降低k值 2 k 2值的应用 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 高考警示钟 1 环境条件改变可影响k值 1 通过合理密植等增加种群数量但不能提高k值 2 灭鼠是通过环境条件的改变降低k值 方法是控制鼠的数量远小于k 2 2 增长率 增长速率 1 j 型曲线的增长率稳定不变 增长速率逐渐增加 2 s 型曲线的增长率逐渐降低 增长速率先增加后降低 典例训练2 2011 江苏高考改编 在野外实验站 研究棉蚜发生期和封闭条件下不同初始密度 1头 叶和20头 叶 的棉蚜种群密度变化 各实验组均放置规格 数量相同的棉叶 结果如图 下列叙述正确的是 a 初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退 可能与迁入有关b 初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值 可能与迁入有关c 开放和封闭条件下种群数量均达到k值时开始衰退d 开放和封闭条件下种内斗争均在种群密度衰退时开始减弱 解题指南 1 考查实质 本题考查种群的数量变化 同时考查从图中获取信息的能力和分析判断能力 2 解题关键 1 注意观察开放条件下1头 叶的曲线达到k值后稳定一段时间才开始衰退 2 明确种群的衰退指出生率小于死亡率 而种内斗争与个体数量没有直接的关联 解析 选b 封闭条件与开放条件相比 开放条件下更易发生种群个体的迁入和迁出 在相同初始密度下 开放条件下先于封闭条件下衰退 可能与种群个体的迁出有关 a项错误 同a项分析 开放的条件先达到峰值可能与种群个体的迁入有关 b项正确 可观察开放条件下1头 叶的曲线 它达到k值后稳定一定时间后才开始衰退 c项错误 种内斗争是指某一区域的同种个体为争夺有限的资源和空间而发生斗争的现象 若种群的个体数量较少且食物也少的情况下 种内斗争不一定减弱 开放和封闭条件下种群中个体数量减少 其资源也减少 所以种内斗争不一定减弱 d项错误 互动探究 1 题干中开放条件下比封闭条件下种群密度先衰退的原因是什么 提示 种内斗争程度剧烈 分析 开放条件下种群生存空间比封闭条件下大 种群增长的速率优于封闭条件下 此时种内斗争的程度也大于封闭条件下 2 题干中的曲线图与 s 型曲线图吻合吗 提示 不吻合 分析 无论在开放条件下 还是封闭条件下 题干中提供给棉蚜生存的棉叶数量是有限的 因而棉蚜种群密度曲线有下降的部分 这与 s 型曲线图不吻合 变式备选 2012 泉州模拟 如图表示有限环境中某一种群增长的曲线 下列有关叙述错误的是 k值是环境条件所允许达到的种群数量最大值 在k值时 种群的增长速率最大 如果不考虑迁入 迁出等其他因素 在k值时出生率等于死亡率 假设这是鱼的种群 当种群达到k 2值时开始捕捞 可持续获得最高产量a b c d 解析 选a 中 k值是在环境条件不受破坏的情况下 一定空间所能维持种群的最大数量 中 在k值时 种群的增长速率为零 在k 2值时 种群的增长速率最大 中 在不考虑其他因素的情况下 k值时出生率等于死亡率 种群数量保持稳定 中 鱼类在k 2值以上时开始捕捞 剩余量维持在k 2 既有利于资源的再生 又不会造成资源的浪费 可持续获得最高产量 探究培养液中酵母菌种群数量的变化1 实验原理 1 用液体培养基 培养液 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 3 计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 2 实验流程 3 基本技术要求 1 显微镜计数时 对于压在小方格界线上的酵母菌 同样方法的计数原则 数上线不数下线 数左线不数右线 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1ml培养液中酵母菌的数量 技巧点拨台 不同生物种群密度的调查方法1 样方法 1 适用范围 植物 活动能力弱的小动物 2 注意事项 样方的获取 随机取样 样方大小 具体情况分析 样方数量 不能过少 2 标志重捕法 1 适用范围 活动能力强的动物 2 注意事项 保持相对稳定 不能有大的迁入和迁出 出生和死亡 标记物 不能过于醒目 3 显微计数法 1 适用范围 培养液中培养的小生物 2 注意事项 吸出培养液计数前 轻轻振荡几次 计算时不要忘记稀释倍数的计算 2012 临汾模拟 下列关于 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验的相关操作 正确的是 a 培养用具必须经过严格的灭菌处理 培养液则不需灭菌b 培养酵母菌时 必须去除培养液中的溶解氧c 从瓶中吸出培养液进行计数之前 不必摇匀培养瓶中的培养液d 为了方便酵母菌计数 培养后期的培养液应先稀释后计数 解题指南 1 考查实质 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验的相关操作和注意事项 2 解题关键 酵母菌培养必须在无菌条件下操作 酵母菌是兼性厌氧生物 只有在有氧条件下才能快速生长繁殖 解析 选d 培养用具必须经过严格的灭菌处理 培养液也需灭菌 培养酵母菌时 培养液中必须有溶解氧时酵母菌才能正常生长繁殖 从瓶中吸出培养液进行计数之前 为了使酵母菌分布均匀要摇匀培养瓶中的培养液 为了方便酵母菌计数 培养后期的培养液应先稀释后计数 变式备选 某小组进行 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验时 同样实验条件下分别在4支试管中进行培养 见表 均获得了 s 型增长曲线 根据预测的实验结果从理论上分析 下列说法错误的是 a 4支试管内的种群在k 2时增长最快b 4支试管内的种群达到k值的时间 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 选b 当种群迁入一个新环境时 若环境适宜其生存 由于起初种群数量不多 环境条件 食物 空间充足 优越 天敌少 环境阻力小 种群表现出种群增长速率加快 一段时间后 种群数量增多 环境阻力使种群增长速率减缓 种群表现为 s 型增长 在k 2时4支试管内的种群增长最快 k值指的是环境容纳量 到达k值的时间与环境阻力大小有关 阻力越大 到达k值的时间越快 因此4支试管内的种群达到k值的时间不同 号试管内的环境阻力最大 因此最先达到k值并积累有毒物质 导致种群数量最先开始下降 所以4支试管内的种群达到k值所用的时间 变式备选 酿酒和做面包都需要酵母菌 这些酵母菌可以用液体培养基 培养液 来培养 了解培养液中酵母菌种群的增长情况 与发酵食品的制作有密切关系 下列有关 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 的实验 正确的叙述是 a 用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化b 改变培养液的ph不影响k值 环境容纳量 大小c 取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数d 营养条件并不是影响酵母菌种群数量变化的惟一因素 解题指南 1 考查实质 本题考查培养液中酵母菌数量动态变化的探究实验原理和实验步骤 2 解题思路 从该实验操作对象入手 明确实验调查方法 理清实验操作要点 分析实验现象 解析 选d a项 样方法适合于植物种群密度的调查 该实验的调查方法是抽样检测法 b项 培养液的ph影响k值 环境容纳量 大小 c项 取适量培养液滴于血细胞计数板后对酵母菌进行计数 d项 影响酵母菌种群数量变化的因素有营养条件 生存空间 ph和温度等 补充完善类实验的分析与解答 探究影响种群数量增长的因素 案例 2010 江苏高考 单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华 受到广泛关注 下面是有关铜绿微囊藻的研究 请回答问题 1 利用配制的x培养液培养铜绿微囊藻8d 每天定时测定其细胞数量 发现铜绿微囊藻数量呈指数增长 短时间内产生大量个体 这是因为铜绿微囊藻具有 等特性 2 某同学用x培养液培养铜绿微囊藻时 加入粉绿狐尾藻 一种高等水生植物 结果铜绿微囊藻生长受到明显抑制 重要的原因是这两种生物在利用 等资源时存在显著的竞争关系 3 也有人提出假设 粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长 请利用下列实验材料用具 完成实验设计 探究该假设是否成立 材料用具 铜绿微囊藻 粉绿狐尾藻 用于配制x培养液的各种无机盐 500ml锥形瓶 蒸馏水 显微镜 血球 细胞 计数板 盖玻片 玻璃缸 微孔滤膜 可以除菌 等 实验步骤 材料准备 在装有7000ml蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻 在适宜条件下培养8d 准备接种用的铜绿微囊藻 培养液配制 实验分组 取锥形瓶6只 分为两组 接种与培养 观察与统计 每天定时用血球 细胞 计数板对6只锥形瓶内铜绿微囊藻细胞进行计数 计算平均值 比较两组数据的差异 4 若 3 中假设成立 则实验结果是 命题人透析 1 铜绿微囊藻的生理特性 铜绿微囊藻是单细胞生物 个体小 无性繁殖并且世代周期短 因此繁殖速度快 铜绿微囊藻能进行光合作用 与粉绿狐尾藻共同生活在一起时 会争夺光照 无机营养 二氧化碳等 2 分析实验变量推导实验结果 变量分析 本实验中自变量为粉绿狐尾藻能否产生化学物质 因变量是铜绿微囊藻的生长情况 则对照组为空白对照 加入的是用蒸馏水配制的x培养液 实验组是用培养粉绿狐尾藻的玻璃缸中的滤液配制的x培养液 其他影响实验的变量 如铜绿微囊藻数量 生长条件等 为无关变量 结果分析 若假设成立 则粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长 对照组铜绿微囊藻呈指数增长 实验组铜绿微囊藻生长受抑制 3 补充完善类实验的解题关键 创造对照组和实验组需满足的条件 本实验的关键是配制对照组和实验组所需的培养液 配制的关键是利用好实验提供的材料用具 即实验组用玻璃缸中的水配制x培养液 对照组用蒸馏水配制x培养液 标准答案 1 个体小 世代周期短 无性生殖 2 光照 无机营养 二氧化碳 3 用蒸馏水配制x培养液 用微孔滤膜过滤玻璃缸中的水 用滤液代替蒸馏水配制x培养液 在对照组的3只锥形瓶中分别加入150ml用蒸馏水配制的x培养液 在实验组的3只锥形瓶中分别加入150ml用滤液配制的x培养液 在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻 并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养8d 4 对照组铜绿微囊藻呈指数增长 实验组铜绿微囊藻生长受抑制 阅卷人点评 得分要点 1 必须体现 世代周期短 无性生殖 2 至少 光照 无机营养 二氧化碳 等写出其中两点 3 必须要体现 用微孔滤膜过滤 滤液代替蒸馏水 必须体现作对照的等量原则 对照组的3只锥形瓶中分别加入150ml用蒸馏水配制的x培养液 在实验组的3只锥形瓶中分别加入150ml用滤液配制的x培养液 必须体现等量原则和控制变量原则 在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻 并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养8d 4 必须写出 对照组铜绿微囊藻增长 实验组受抑制 失分案例 1 错答为 繁殖速度快 2 答案不全 只答出一个条件 3 错答为 用蒸馏水做培养液 蒸馏水配制x培养液 4 只答出 实验组受抑制或对照组增长 1 甲 乙 丙是同一物种的三个种群 其年龄组成见表 三个种群年龄组成的类型为 a 甲是增长型 乙是稳定型 丙是衰退型b 甲是稳定型 乙是增长型 丙是衰退型c 甲是增长型 乙是增长型 丙是衰退型d 甲 乙 丙三个种群都是稳定型 解析 选a 表中数据表明 甲种群从幼年期 成年期 老年期的个体数量呈不断减少的趋势 为增长型 乙种群从幼年期 成年期 老年期的个体数量相对稳定 为稳定型 丙种群从幼年期 成年期 老年期的个体数量呈不断上升的趋势 为衰退型 2 以下有关种群的叙述 正确的是 a 对在自然环境中的种群而言 k值总是固定不变的b 在食物和空间条件充裕的条件下 种群数量增长曲线一定呈 j 型c 种群是生物进化的基本单位 种群基因频率的改变意味着新物种的形成d 调查某种昆虫卵的密度 作物植株上蚜虫的密度可以采用样方法 解析 选d k值不是固定不变的 而是在一定范围内波动 种群的 j 型增长曲线是理想状态下的一种动态变化 条件是食物和空间条件充裕 无天敌等 种群基因频率的改变意味着生物进化 新物种形成必须要有生殖隔离产生 3 某同学拟调查一个面积为100hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度 设计了四个调查方案 其中最可行的是 a 计数该草地上该种植物的全部个体数目b 设置1个1m2样方 计数样方中该种植物的个体数目c 随机设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目d 在该种植物密集处设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目 解析 选c 调查某地植物的种群密度 一般采用样方法 直接把该地区的所有该种植物统计一遍几乎是不可能的 利用样方法调查种群密度时 一般随机设置1m2的样方为宜 尽量选择多个样方 4 自然界中生物种群增长曲线常表现为 s 型增长曲线 下列有关种群 s 型增长的正确说法是 a s 型增长曲线表示了种群数量和食物的关系b s 型增长曲线表示了种群数量与时间无关c 种群增长率在各阶段是不相同的d 种群增长率不受种群密度制约 解析 选c 种群的 s 型增长曲线是指种群在一个有限环境中由于空间 食物和其他生活条件影响 随种群密度的增加 种内斗争和种间斗争加剧而出现的增长曲线 由于种群数量受环境条件的影响 在不同时间有所不同 因而其种群增长率在不同阶段各不相同 s型曲线中种群增长率随种群密度的上升而下降 5 如图为三个种群的年龄组成曲线图 请据图回答 1 三个种群密度增大趋势由大到小依次是 2 据统计 70年代初 我国人口年龄组成与图a相似 所以在这以后一段时间内的发展趋势是 因此我们要认真执行人口的 政策 3 利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体 最终使害虫种群年龄组成变