新课标：种群

第一节种群的特征 概念 Population 生活在一定区域的同种生物的全部个体 肯尼亚的斑马种群 种群特征 种群密度 出生率和死亡率 迁入和迁出率 年龄组成和性别比例 种群有的但个体没有的特征 种群密度 种群在单位面积或单位体积中的个体数量 种群最基本的数量特征 调查种群密度的方法1 样方法 含义 在被调查种群的分布范围内 随机选取若干个样方 通过计数每个样方内的个体数 求得每个样方的种群密度 以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 举例 选取1m2山地 计算马尾松为20棵 则该样方的马尾松密度为20 1 20 棵 m2 使用范围 多用于植物 在统计样方中个体数量时 遇到的问题之一是边缘效应 即如何处理样方边缘上的个体 一般而言 样方顶边 左边的个体统计在内 其他边缘不作统计 例1 用 样方法 调查蒲公英种群密度的过程是 选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块 将该地按照长度画成10等份 在每份的中央划一个大小为1m2的样方 选取一个该种群分布比较密集的长方形地块 将该地按照长度画成10等份 在每份的中央划一个大小不同的样方 计数每个样方内该种群数量 取其最大值作为种群密度的估计值 计数每个样方内该种群数量 取其平均值作为该种群密度的估计值A B C D B 例2 调查木本植物种群密度时 不具有代表性的样本应该是A 随机取样B 样方面积为lm2C 样本数量足够大D 调查期无大量砍伐 B 2 标志重捕法 设某种群的总数为N 第一次捕获标记的个体为M 第二次重捕的个体数为n 其中已标记的为m 则 可得 N m 重捕中标志数 M 总数 标志 n 重捕个体数 N M n m 在被调查种群的活动范围内 捕获一部份个体 做上标记后再放回原来的环境 经过一段时间后进行重捕 根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例 来估计种群密度 含义 适用于活动能力强的动物 例3 某同学在牛首山调查珍稀蝶类 中华虎凤蝶幼虫的种群密度 得出5个样方 样方面积为1hm2 的种群数量分别为4 6 8 8 9只 那么 该同学给怎样计算该种蝶幼虫的种群密度 单位 只 hm2 N 4 6 8 8 9 5 7只 hm2 例4 在调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时 放置100个捕鼠笼 一夜间捕获了42只 将捕获的田鼠经标记后在原地释放 数日后 在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼 捕获了38只 其中有上次标记的个体12只 则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只 N M n m N 42 38 12 133只 相关生物引起种群密度改变 1 物种的个体大小 个体大的物种密度低 2 生存资源的供给能力 生存资源丰富的地方种群密度高 3 周期性变化 环境条件的周期性变化引起种群密度周期性变化 如候鸟飞来时密度较高 飞走后密度为零 蚊子密度夏天高 冬天低 4 外来干扰 如农田中洒农药后害虫因大量死亡而密度很快下降 5 天敌数量的变化 如猫增多导致鼠密度下降 青蛙增多导致害虫减少 6 偶然因素 如流行病 水灾 旱灾 影响种群密度的主要因素 2 出生率和死亡率 1 概念 在单位时间内新产生 或死亡 的个体数目占该种群个体总数的比率 2 表达方式 通常以a 表示 3 举例说明 例如1983年我国平均每10万人口出生1862个孩子 该年度人口出生率为1 862 4 意义 出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现 种群的内部和外界因素影响都以改变出生率和死亡率来体现 1998年人口出生率和死亡率 单位 出生率 死亡率与种群密度的关系 增加 降低 出生率和死亡率决定种群密度大小 3 迁入率和迁出率 1 概念 在单位时间内迁入 或迁出 的个体数目占该种群个体总数的比率 2 意义 迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义 迁入率和迁出率决定了种群密度的大小 迁入率 迁出率种群密度增大 迁入率 迁出率种群密度减小 种群中各年龄期个体所占比例 幼年 尚无生殖能力 成年 有生殖能力 老年 丧失生殖能力 年龄组成和性别比例 年龄组成 年龄的三个阶段 年龄组成一般分三种类型 增长型 幼年个体多 老年个体少 特点 是幼年个体大量成长为成年产生后代 老年个体死亡的少 出生的比死亡的多 老年 成年 幼年 种群密度越来越大 老年 成年 幼年 在一定时期内出生的新个体数接近衰老死亡的个体数 种群中个体数目保持相对稳定 稳定型 特点是各年龄期的个体数比例适中 老年 成年 幼年 新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数 衰退型 特点是老年个体较多 幼年个体偏少 种群密度越来越小 几种年龄型种群的特点 年龄组成的意义 可以预测种群密度的变化方向 性别比例什么是性别比例 种群中雄性个体和雌性个体所占的比例 不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降 类型 一般分三种类型 雌雄相当型 特点是雌性和雄性个体数目大体相等 这种类型多见于高等动物 雌多雄少型 特点是雌性个体显著多于雄性个体 这种类型常见于人工控制的种群及蜜蜂 象海豹等群体动物 蜂群中几百只雄蜂 一只蜂王和几十万只工蜂都是雌蜂 雌少雄多型 特点是雄性个体明显多于雌性个体 这种类型较为罕见 如家白蚁等营社会性生活的动物 3 性别比例的应用 利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体 破坏害虫种群正常的性别比例 从而达到杀虫效果 4 性别比例的意义 影响种群密度的变动 蜜蜂若只考察有生殖能力的个体 也可看做雌少雄多型 2004年 中国性别平等与妇女发展状况 白皮书指出 我国男女 0至4岁 性别比例接近120 100 远超国际认同的可以容忍的最高警戒线107 人口出生性别比失衡会带来很多社会问题 我国男女比例失调婴儿性别比接近120 100 种群密度 种群特征与种群数量变化之间的关系 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 决定 性别比例 影响 预测 年龄组成 种群数量 直接影响 影响 种群的空间特征 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 均匀型 随机型 集群型 随机分布 randomdistribution 指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现的机会是相等的 并且某一个体的存在不影响其他个体的分布 随机分布比较少见 只有在环境资源分布均匀一致 种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生 例如 森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布 以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经常体现为随机分布 均匀分布 uniformdistribution 的特征是 种群的个体是等距分布 或个体间保持一定的均匀的间距 均匀分布形成的原因主要是由于种群内个体之间的竞争 例如 森林中植物为竞争阳光 树冠 和土壤中营养 根际 沙漠中植物为竞争水分都能导致均匀分布 虫害或种内竞争发生时也可造成种群个体的均匀分布 地形或土壤物理性状呈均匀分布等客观因素或人为的作用 都能导致种群的均匀分布 均匀分布在自然种群中极其罕见 而人工栽培的种群 如农田 人工林 由于人为保持其株距和行距一定则常呈均匀分布 集群分布 clumpeddistribution 的特征是 种群个体的分布很不均匀 常成群 成簇 成块或成斑块地密集分布 各群的大小 群间的距离 群内个体的密度等都不相等 但各群大都是随机分布 其形成原因是 环境资源分布不均匀 丰富与贫乏镶嵌 植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心 动物的社会行为使其结合成群 集群分布是最广泛存在的一种分布格局 在大多数自然情况下 种群个体常是成群分布 如放牧中的羊群 培养基上微生物菌落的分布 另外 人类的分布也符合这一特性 种群小结 概念 特征 在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和 种群密度 单位空间内某种群的个体数量 年龄组成 种群中各年龄期个体所占比例 性别比例 种群中雄性个体和雌性个体所占的比例 出生率 种群中单位数量个体在 死亡率 单位时间内出生 死亡 的新个体数 迁入率 种群在单位时间内迁入 迁出率 迁出 的个体 占该种群个体总数的比率 1 标志重捕法是调查种群密度的一种方法 下列说法正确的是A 重捕时间越长 最终所得的数据越准确 B 标记动物时为了清晰辨认 可采用较明亮颜色标记 C 被标记的生物个体要放回 经过一个适当时期后再重捕 D 标记重捕法适合所有动物种群 C 2 农业上为了有效地降低有害昆虫的种群密度 常采用在田间施放人工合成的性引诱剂的方法来治理 性引诱剂的治理主要是达到A 改变昆虫性别比例B 降低昆虫的出生率C 增加昆虫的死亡率D 改变昆虫的年龄组成 B 3 生态学家对某地区两个生物种群 和 的存活率进行了调查 结果如下图所示 下列关于对种群 和 实施重点保护时期的叙述正确的是A 种群 和 都为7 10岁B 种群 和 都为1 10岁C 种群 为0 1岁 种群 为6 7岁D 种群 为1岁以后各年龄期 种群 为7岁以后各年龄期 C 4 有一块草原上 有8户牧民 每户牧民各养了一群羊 其中 有6户养的绵羊有两户养的山羊 这8群羊是A 一个群落B 一个种群C 两个种群D 八个种群 C 5 如果一个种群的密度愈来愈小 下列选项中与之无关的是A 种群处于衰退期B 种群内雄性趋于不育C 种群死亡率超过出生率D 群落结构太复杂 D 6 决定种群个体数量变动的因素 主要是 种群密度和出生率 死亡率 年龄组成和性别比例 出生数量和死亡数量 迁出和迁入数量A B C D D 7 按一对夫妇一两个孩子计算 人口学家统计和预测 墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约20 40年 美国需要40 80年 瑞典人口将会相对稳定 德国人口将减少 预测人口的这种增减动态主要决定于A 种群数量和密度B 种群年龄结构C 种群性别比例D 出生率和死亡率 B 8 下面关于种群的叙述不正确的是A 种群中的个体之间可相互交配繁殖B 一个种群由许多同种个体组成C 种群的个体数量是经常变动的D 种群内的个体间常因空间和食物发生竞争 D 第2节种群数量的变化 中国水利网 宁波 昆明 武汉等地 人躺在铺满水葫芦的湖面上 可以不沉 上海去年3万吨的水葫芦打捞量 今年已翻了3倍有余 上升至10万吨 水葫芦所带来的水体富营养化 让越来越多的水中生物痛失 家园 国家地理 在几百年前 金丝猴在许多地区广泛分布 人口的增加和山林的破坏使金丝猴的分布区越来越小 现在 黔金丝猴的数量只有500 600只 处于濒危状态 只在贵州省的梵净山区生存 滇金丝猴生活在云南西北部 西藏东南端及四川西部长江上端金沙江上游的高山中 数量不到2000只 也处境濒危 怎样建构种群数量增长的模型 种群的数量是怎样变化的 哪些因素会影响种群数量的变化 如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用 种群数量的变化 数学模型 是用来描述一个系统或它的性质的数学形式 大肠杆菌 一 建构种群增长模型 培养大肠杆菌的培养基 一 建构种群增长模型 在营养和生存空间没有限制的情况下 某种细菌20min就通过分裂增殖一次 讨论 1 n代细菌数量的计算公式是什么 Nn n 研究实例 研究方法 细菌每20min分裂一次 观察研究对象 提出问题 在资源和空间无限多的环境中 细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 提出合理的假设 Nn 2n N代表细菌数量 n表示第几代 根据实验数据 用适当的数学形式对事物的性质进行表达 观察 统计细菌数量 对自己所建立的模型进行检验或修正 通过进一步实验或观察等 对模型进行检验或修正 细菌种群的增长曲线 种群数量 时间 理想条件下细菌数量增长的推测 自然界中有此类型吗 二 种群的数量变化 1 种群增长的 J 型曲线 自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式 如果以时间为横坐标 种群数量为纵坐标画出曲线来表示 曲线则大致呈 J 型 实例1 澳大利亚野兔 实例2 凤眼莲出现这种增长的原因有哪些 模型假设 在食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等条件下 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年的数量是第一年的 倍 建立模型 t年后种群数量为 Nt N0 t模型中各参数的意义 N0为某种动物种群的起始数量 t为时间 Nt表示t年后该种群的数量 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 J 型增长的数学模型 高斯 Gause 1934 把5个大草履虫置于0 5mL的培养液中 每隔24小时统计一次数据 经过反复实验 结果如下 高斯对大草履虫种群研究的实验 请你绘制大草履虫的种群增长曲线 例 生态学家高斯的实验 J 型增长能一直持续下去吗 大草履虫种群的增长曲线 讨论 大草履虫的增长呈 S 型曲线的原因有哪些 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 当出生率与死亡率相等时 种群的增长就会停止 有时会稳定在一定的水平 种群增长的 S 型曲线 二 种群的数量变化 2 种群增长的 S 型曲线 种群经过一定时间的增长后 数量趋于稳定的增长曲线 称为 S 型曲线 在环境条件不受破坏的情况下 一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量 又称K值 象大草履虫种群的K值是375个 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 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平 为什么 为了保护鱼类资源不受破坏 并能持续地获得最大捕鱼量 根据种群增长的S型曲线 应使被捕鱼群的种群数量保持在K 2水平 这是因为在这个水平上种群增长量最大 讨论 从环境容纳量 K值 的角度思考 1 对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施 2 对家鼠等有害动物的控制 应当采取什么措施 建立自然保护区 改善大熊猫的栖息环境 提高环境容纳量 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 种群增长的 S 型曲线 4 影响种群数量变化的因素 1 野生生物资源合理利用和保护 鱼类的捕捞2 害虫的防治 蝗虫的防治 研究种群数量变化有何意义 直接因素 出生率 死亡率 迁入 迁出 间接因素 食物 气候 传染病 天敌 重要因素 人类的活动 大多数种群的数量总是在波动之中的 四 种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动 在不利条件之下 还会急剧下降 甚至灭亡 课后调查 长江流域 近百年有多少物种消失或濒临灭绝 同时探究在其背后的原因 在FaroeIslands上 捕鲸现场成了血的海洋 例 我国自1393 1990年以来人口统计数据如下 绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图 按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况 鉴于我国人口的现状应当采取什么措施 我国人口的调节 总方针 控制人口的增长 提高人口的素质 目标 2000前力争把中国平均人口自然增长率控制在12 5 内 期望本世纪中叶稳定在15 16亿 措施