生物一轮复习27种群的特征和数量变化.ppt

2016生物一轮复习第27讲 种群的特征和数量变化 一 种群的数量特征 下列叙述中属于种群的是 1 一片草地上的全部蛇 2 一个池塘里的全部鲤鱼 3 某村子中全部青年男女 4 某集市上卖的全部的同种白菜 种群是一个有机单元 不等于个体的简单累加 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2户养的是山羊 这块草原上的8群羊是 a 六个种群b 一个种群c 两个种群d 八个种群 c 要点 一定的空间 这个空间内的同种生物与外界的个体隔离 一种生物的全部个体 个体之间相互联系 种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 下列有关个体 种群 物种的叙述错误的是 a 同一种群内的个体一定属于同一物种b 不同种群的个体可能属于同一物种c 个体与种群之间既有区别又有联系d 物种是所有种群的集合 d 物种 能够在自然条件下相互交配并产生可育后代的一群生物 种群数量 出生率和死亡率 性别比例 年龄组成 迁入率和迁出率 如果你是三江县计划生育部门的分管领导 你会关注该种群的哪些方面呢 种群密度 种群特征种群有的 但个体没有的特征 1 种群密度 2 表示方法 小范围的水生生物 单位体积 大范围及陆生生物 单位面积 1 含义 种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度 是种群最基本的数量特征 同一环境中 不同物种的种群密度有无差异 同一环境中 同一物种的种群密度是固定不变的吗 想一想 种群密度 种群的个体数量 空间大小 面积或体积 3 种群密度的调查方法 分布范围小 个体较大的种群 分布范围大 个体较小的种群 估算 取样调查 估算方法 不运动或活动范围小的生物 逐个计数 n1 n2 n3 n4 nn 取样的方法 五点取样法 等距取样法 取样的关键 随机取样 样本数量足够大 不能掺入主观因素 样方法 草本 1m 1m 样方大小 灌木 4m 4m 乔木 10m 10m 记数方法 蒲公英 其他植物 注意 方框内 相邻两边 左 上 及其夹角上的个体 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 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 活动能力强的动物 标记 第1次捕捉12只 标志 第2次捕捉10只 有标志4只 放回原种群 只 30只 土壤中的小动物调查的方法 取样器取样的方法进行采集调查 原因 土壤小动物有较强的活动能力且身体微小 不适于用样方法或标志重捕法 微生物的调查方法 血球计数板计数法 如培养液中酵母菌的种群数量调查 镜检计数方法 方格内细胞的计数方法同样方法 计算方法 血球计数板盖玻片下的培养液厚度0 1mm 每方格面积为1mm 1mm 注意 吸取营养液时应将试管轻轻振荡几次 种群密度的取样调查 随机取样 1 定义 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 举例 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 2 出生率和死亡率 2 作用 出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素 直接影响种群大小和种群密度 自然增长率 出生率 死亡率 要控制人口过度增长 必须降低出生率 3 迁入率和迁出率 1 概念 对一个种群来说 单位时间内迁入或迁出的个体 占该种群个体总数的比率 分别称为迁入率和迁出率 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也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 4 年龄组成 1 概念 种群中各年龄期个体所占比例 一般分为幼年 尚无生殖能力 成年 有生殖能力 和老年 丧失生殖能力 三个阶段 2 类型 一般分三种类型 增长型 特点是幼年个体多 老年个体少 出生的比死亡的多 种群数量发展趋势增大 稳定型 特点是各年龄期的个体数目比例适中 出生的个体数接近衰老死亡的个体数 种群数量发展趋势基本不变 衰退型 特点是幼年个体比例小 老年个体比例大 新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数 种群数量发展趋势减小 意义 预测种群数量的变化趋势 5 性别比例 一个种群中雌雄个体数目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 性引诱剂诱杀某害虫雄性个体 破坏性别比例 害虫的种群密度下降 意义 影响种群密度的变动 雌雄相当型 多见于高等动物 黑猩猩 雌多雄少型 人工控制的种群 鸡 雌少雄多型 社会性活动的群体 蜜蜂 只考虑具有繁殖能力的个体 种群密度 种群数量 出生率和死亡率 性别比例 年龄组成 迁入率和迁出率 二 种群的空间特征 均匀 随机 集群 存活曲线 存活曲线是表示一个种群在一定时期内存活的指标 也是衡量种群增长的基本参数 一般分为三种类型 i型曲线呈凸型 表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡 如大型兽类和人的存活曲线 ii型曲线呈对角线 各年龄死亡率相等 许多种类的生物存活曲线接近于ii型 如许多鸟类以及小型哺乳动物iii型曲线呈凹型 幼年期死亡率较高 如藤壶的存活曲线 如海产鱼类 海产无脊椎动物 例 下列关于人口数量动态的描述中错误的是 a 决定人口数量变化的因素有出生率 死亡率和迁移率b 年龄组成是预测未来人口动态的主要依据c 人口数量问题既有其自然生理基础 又有其社会制约因素d 影响不同人口种群出生率的原因是生殖年龄和个体数 d 人与一般动物不同 影响其出生率的因素除了自身的生理基础 生殖年龄等 社会因素也是重要的影响因素 如人的生育观念和计划生育制度等 影响种群数量变化的因素 种群的数量变化包括增长 波动 稳定 下降等 其影响因素主要有 1 内因 起始种群个体数量 导致种群数量增加的因素 出生率和迁入率 导致种群数量减少的因素 死亡率和迁出率 2 外因 自然因素 气候 食物 天敌 传染病等 人为因素 种植业 养殖业发展 砍伐森林 猎捕动物 环境污染等 在营养和生存空间没有限制的情况下 某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代 问题探讨 1 n代细菌数量的计算公式是 2 72小时后 由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少 nn 2n 解 n 60min 72h 20min 216nn 2n 2216 三 种群数量变化 在理想状态下 细菌每20分钟分裂一次 请填下表 并根据表中数据 绘出细菌种群的增长曲线 2 4 8 16 32 64 128 256 512 描述 解释和预测种群数量的变化 常常需要建立数学模型 在上面的问题探讨活动中 你已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数学模型 建构种群增长模型的方法 数学模型 1 概念 运用数学的方法 把生物的数量等用图 表 曲线 公式等形式来进行表达 建立数学模型一般包括以下步骤 数学模型建构的一般过程 提出问题 作出假设 建立模型 模型的检验与修正 3 类型 曲线图 数据分析表格式 数学方程式 nn 2n 方程式 精确 曲线图 直观 产生条件 理想状态 食物充足 空间不限 环境适宜 没有天敌等 增长特点 种群数量每年以一定的倍数增长 第二年是第一年的 倍 量的计算 t年后种群的数量为 nt n0 t n0为起始数量 t为时间 nt表示t年后该种群的数量 1为年均增长率 适用情形 实验室条件下 当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间 j 型增长的数学模型 二 种群增长的 j 型曲线 1曲线图 种群数量 时间 增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数 就是j s型曲线的斜率 增长速率 现有个体数 原有个体数 增长时间 增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率 不是j s型曲线斜率 增长率 现有个体数 原有个体数 原有个体数 4 增长特点 种群的增长率是一定的 种群数量没有上限 时间 种群数量 增长率 时间 思考 理想化的情况在自然界中并不存在 那么 到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢 环境阻力 种群密度越大环境阻力越大 大草履虫数量增长过程如何 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 种群增长的 s 型曲线 k 375 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 s 型增长曲线 2 适用范围 1 数量变化特点 种群经过一定时间的增长后 数量趋于稳定 稳定于 k值 资源和空间有限的种群 自然种群 3 形成原因 种群密度增加 种内斗争加剧 死亡率升高出生率降低 增长率降低 思考 k值是否固定不变呢 4 k 值 k值变动的示意图 1 同一种生物的k值不是固定不变的 会受到环境的影响 在环境不遭受破坏的情况下 种群数量会在平均值附近上下波动 当种群偏离平均值的时候 会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内 2 环境遭受破坏 k值会下降 当生物生存的环境改善时 k值会上升 种群增长速率不断低 种群数量k 2 k值时 3 对种群增长的 s 型曲线的分析 种群数量达到k值时 种群增长速率为零 但种群数量达到最大 且种内斗争最剧烈 种群数量在k 2值时 种群增长速率最大 种群数量由0 k 2值时 种群增长速率增大 k 2 转折期 增长速率最快 k值 环境容纳量 加速期 个体数量增加 增长加速 潜伏期 个体数量较少增长缓慢 减速期 增长缓慢 饱和期 增长速率为零 4 种群增长的 j 型曲线和 s 型曲线的比较 特别提醒 种群数量变化包括增长 波动 稳定 下降等 而 j 型曲线和 s 型曲线只研究了种群数量增长的规律 j 型曲线反映的种群增长率是一定的 而 s 型曲线所反映的种群增长率是随种群密度逐渐减小的 不能认为 s 型曲线的开始部分就是 j 型曲线 只能表述为 近似 或 相当于 研究种群数量变化规律的意义 研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素 对于有害动物的防治 野生生物资源的保护和利用 以及濒危动物种群的拯救和恢复 都有重要意义 2 k值的表示方法 图中a b c d时间所对应的种群数量为k值 a c d 时间所对应的种群数量为k 2值 3 k值与k 2在实践中的应用 四 探究酵母菌种群大小的动态变化 液体培养基来培养 酵母菌数量和时间为坐标作曲线 探究步骤 将0 1g活性干酵母接种于无菌马铃薯或肉汤培养液 放置于适宜的条件下培养 定时取样 在血球计数板上用显微镜观察并计数 估算出1ml溶液中酵母菌的数量 并绘制出坐标曲线图 振荡 时间要固定 小方格界线上只计数相邻两边及其顶角的酵母菌 血球计数板 问题 1 计数时对于压在小方格界线上的酵母菌应如何处理 2 计数时若每个小格中酵母菌数太多 应如何处理 3 该实验是否需要对照实验 4 该实验是否需要重复实验 一定体积培养液中微生物种群数量变化规律不同于开放环境中的两曲线模型 它属于封闭环境中种群的数量变化 因后期无外源物质和能源的补充 其数量变化比 s 型曲线多了一个衰亡期 如下图 特别提醒 1 用血细胞计数板测得的酵母菌数量 既包括活细胞 也包括死细胞 2 显微镜计数时 对于压在小方格边线上的酵母菌 应只计固定的相邻线及其顶点的酵母菌 迁移拓展 某同学根据下表 调查草原中某