2022-2023学年人教版选择性必修2 第1章 第3节　影响种群数量变化的因素 学案

1、第3节影响种群数量变化的因素学习目标素养定位1.举例说明阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响2.举例说明不同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响3.阐明种群研究在实践中的应用1.通过分析和讨论影响种群数量变化的资料,说明阳光、温度、水分等非生物因素以及生物因素对种群数量变化的影响。(科学思维)2.通过研究影响种群数量变化的生物因素和非生物因素,认同种群研究的重要社会意义,提升社会责任感。(社会责任)3.基于对生物学过程中存在因果关系的循环性的认识,探讨人类活动对种群及环境的影响。(科学思维)一、非生物因素1.在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。2.举例(1

2、)森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度。(2)许多植物的种子在春季萌发为新的植株,主要受气温升高的影响;蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,主要受气温降低的影响。(3)干旱缺水会使许多植物种群死亡率升高;动物缺水可导致个体的死亡;而气候干旱会使东亚飞蝗呈爆发式增长。3.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。二、生物因素1.内部因素种内竞争。2.外部因素(1)捕食关系:除顶级捕食者外,每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象,每种动物都需要以其他生物为食,使各种生物种群数量控制在一定范围内。(2)种间竞争关系:不同植物竞争阳光和养分,

3、不同动物竞争食物和生存空间,导致种群数量的变化。(3)寄生关系:宿主被寄生生物寄生,影响种群的出生率和死亡率,进而影响种群的数量变化。3.制约因素的类型(1)密度制约因素:食物和天敌等生物因素。(2)非密度制约因素:气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。三、种群研究的应用研究种群的特征和数量变化的规律,在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。(1)森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,这表明光照强度可影响植物种群密度。()(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。()提示:出生率、死亡率、迁入率、迁出率都会影响种群密度。(3)影响

4、种群数量变化的生物因素有阳光、温度、水等。()提示:阳光、温度、水等是非生物因素。(4)种群数量变化会受到种群内部因素的影响。()(5)研究种群的特征和数量变化规律,可以预测种群数量的变化趋势。()探究一非生物因素对种群数量变化的影响资料1:下表为某地人工柳树林中,林下几种草本植物的种群密度(平均值,单位:株/m2)随林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)变化的调查数据。郁闭度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黄花10.49.56.15.63.01.2刺儿菜3.74.38.54.42.21.0资料2:我国北方原野上,各种草本植物在春夏时节萌发

5、兴盛,种群密度逐渐增大,而到了秋冬季节个体数量大减。资料3:芦苇、泽泻等水生植物只能长在浅水或水边;红树、柳树等只能长在水源附近;松、杉、柏等能长在比较干旱处,仙人掌、沙棘等可长在极干旱的沙漠。鸭子、青蛙只可在水中或水源附近活动,而鹰、黄羊、沙鼠等可在干旱的陆地自由活动。结合教材P14第12段,思考讨论下列问题。问题(1):资料1中,影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花有较大差异,这是为什么?提示:光照强度。刺儿菜生长需要的光照强度小于一年蓬、加拿大一枝黄花。问题(2):从资料2、3可以看出影响种群数量的因素分别是

6、什么?提示:资料2:温度;资料3:水分。问题(3):非生物因素对种群数量变化的影响往往是单一性的还是综合性的?提示:综合性的。1.在不同温度和湿度条件下,蝗虫的种群数量变化如下图所示,下列叙述正确的是(C)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,相对湿度为90%时更有利于蝗虫的生存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方式相同解析:温度为32.5 时,蝗虫对湿度的适应范围最广,在80%100%的相对湿度范围均有分布;温度为35 时,相对湿度95%更有利蝗虫生存;在一定范围内,蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高;温度与湿

7、度对蝗虫种群数量的影响方式不同,温度影响体内酶的活性,而湿度影响产卵等生命活动。2.下列描述中,没有体现非生物因素对种群数量变化影响的是(C)A.蝶类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡B.一年蓬的种群密度随林木郁闭度的增加而降低C.引起传染病的某种病毒使某种群的种群密度降低D.火山喷发时火山口附近的植物几乎全部死亡解析:蝶类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,主要体现了气温对种群数量变化的影响;一年蓬的种群密度与林冠层的郁闭度有关,即与光照强度有关,体现了阳光对种群数量的影响;引起传染病的某种病毒对种群数量变化有影响,该种病毒属于影响种群数量变化的生物因素;火山喷发时火山口附近的植物几乎全

8、部死亡,体现了自然灾害对种群数量变化的影响。探究二生物因素对种群数量变化的影响活动:阅读教材P1416,分组讨论完成以下问题。问题(1):“思考讨论影响种群数量的其他生物因素”中,怎样解释资料1的实验结果?提示:双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系,竞争力弱的数量会下降。问题(2):猞猁和雪兔的关系是什么?除了猞猁外,影响雪兔种群数量变化的还有哪些因素?提示:捕食与被捕食的关系。其他的捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物以及非生物因素。问题(3):猞猁和雪兔种群的数量变化哪个是因,哪个是果?提示:猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力,导致雪兔死亡率上升而数量下降;雪兔数量下降会导致猞

9、猁食物匮乏,猞猁种群的出生率下降,死亡率升高,种群数量也随之下降;猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力,使雪兔的种群数量得以恢复;雪兔种群数量上升,猞猁的食物充足,出生率上升,死亡率下降,种群数量上升。二者的种群数量是相互影响的,是互为因果、因果循环的关系。问题(4):除此之外还有哪些生物因素影响种群数量的变化?提示:种内互助、寄生、互利共生等。有关生物因素的两点总结(1)当被捕食者数量增加,捕食者数量会增加;当捕食者数量增加时,需要捕食的食物增多,又会使被捕食者数量减少,所以捕食者和被捕食者种群数量的变化互为因果,是循环因果关系。(2)影响种群数量变化的生物因素包括种内关系和种间关系。种内

10、关系包括种内互助和种内竞争等,种间关系包括捕食、种间竞争、寄生、互利共生等,生物因素和非生物因素是种群数量变化的外因,出生率和死亡率、迁入率和迁出率是种群数量变化的内因。外因通过内因影响种群数量的变化。3.关于影响种群数量变化的因素,下列叙述不正确的是(A)A.林冠层的郁闭度较高,会使所有林下植物的种群数量下降B.种群外部生物因素可以影响生物的繁殖力,进而影响种群数量C.种群数量变化受到内因和外因的影响,外因通过内因而起作用D.气候干旱是引起东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因解析:林冠层的郁闭度较高,遮挡部分阳光,会使部分林下植物的种群数量下降,但有些阴生植物的种群数量不会下降。4.影响种群数量

11、变化的因素分两类,一类是密度制约因素,即影响程度与种群密度有密切关系的因素;另一类是非密度制约因素,即影响程度与种群密度无关的因素。下列相关叙述不正确的是(B)A.食物不足导致种内竞争加剧属于密度制约因素B.病原体和寄生虫抑制种群数量增长的强度与种群密度无关C.降水量属于非生物因素,同时也属于非密度制约因素D.捕食和种间竞争会通过影响出生率和死亡率影响种群数量的变化解析:病原体和寄生虫的致病力和传播速度是随着种群密度的增加而增加的,因此病原体和寄生虫抑制种群增长的强度与种群密度有关。探究三种群研究的应用资料1:渔业生产中,要求渔网的孔眼必须达到一定大小,否则会影响来年鱼的产量。资料2:赤眼蜂将

12、卵产在棉铃虫的卵内,赤眼蜂的幼虫以棉铃虫卵里的营养物质为食物,因而使棉铃虫的卵不能孵化。放养棉铃虫的天敌赤眼蜂虽不能彻底消灭棉铃虫,但是能将棉铃虫的种群数量控制在较低的水平。问题(1):渔业生产中,渔网的孔眼不能过小。从种群数量特征的角度分析其原因是什么?提示:较小的幼鱼不被捕获,可确保捕捞后的鱼群中幼鱼占多数,年龄结构为增长型有利于种群数量的快速增长。问题(2):利用赤眼蜂能够防治棉铃虫的原因是什么?与化学农药相比较,这种生物防治有何优点?提示:赤眼蜂将卵产在棉铃虫卵中,使棉铃虫的卵不能孵化。防止环境污染、不产生抗药性、不会对棉铃虫的其他天敌造成毒害、节约生产成本等。问题(3):研究种群的特

13、征和数量变化的规律,有什么意义?提示:在野生生物资源的保护和合理利用、有害生物的防治等方面有重要意义。保护濒危动物、防治有害动物、开发与利用野生资源应用措施目的保护濒危动物保护野生动物的生存环境,减小环境阻力增大K值防治有害生物增大环境阻力减小K值在种群数量达到K/2以前尽早采取相应措施防止害虫数量快速增长资源开发与利用捕捞或收获后的种群数量应维持在K/2保证持续获取高产量5.海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,有利于资源的可持续利用。下列解释不正确的是(D)A.更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会B.减少捕捞强度,保持足够的种群基数C.维持良好的年龄结构,有利于种群数量的

14、恢复D.改变性别比例,提高种群出生率解析:海洋渔业生产中,合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞,会使更多幼小的个体逃脱,得到生长和繁殖的机会,减少了捕获个体的数量,保持足够的种群基数,使种群的年龄结构变为增长型,有利于种群数量的恢复。 真实情境农作物中有85%依赖于昆虫传粉,比如水果、蔬菜、坚果以及油料作物等。美国加州大杏仁更是完全依靠昆虫传粉来保证生产;我国的油菜如果没有昆虫传粉,有可能减产1/4。植物和农作物的繁衍生息,离不开传粉昆虫,它们是自然界“生”的动力。然而,我们正在失去这些“传粉工”,在这个群体里,雄蜂的数量更是持续下降,那么,包括雄蜂在内的传粉昆虫数量的下降,会掀起怎样的波澜?又

15、是谁威胁了这些“传粉工”的生命?探究:(1)试从人口急剧增加的危害方面分析雄蜂数量下降的原因。提示:随着人口急剧膨胀,人类活动给自然环境带来诸多改变,很多原始植被破坏严重,这会导致野生传粉昆虫栖息地的丧失,雄蜂的生境呈现碎片化,使雄蜂的数量下降。(2)试从全球气候变化的角度分析雄蜂数量下降的原因。提示:大部分的昆虫能够生存至今,需要一个长期的进化和适应过程,如果出现大范围的气候变化,会导致大区域传粉昆虫不能适应变化了的气候,数量下降。课堂小结随堂检测1.下面哪些因素属于影响种群数量的非生物因素(D)捕食领域行为气候寄生阳光温度A.B.C.D.解析:捕食、领域行为、寄生均属于影响种群数量的生物因

16、素;气候、阳光、温度均属于影响种群数量的非生物因素。2.为保护美洲某草原的鹿群,自1907年开始人工捕猎美洲狮和狼。若干年后,鹿种群的数量变化如图所示。以下分析不正确的是(B)A.1905年前,鹿的数量保持在4 000头左右主要是有捕食者B.1925年前后,该区域内鹿种群的K值是保持在100 000头C.1927年后,鹿的数量迅速减少的主要原因是草场被破坏D.鹿、美洲狮、狼等在该生态系统中相互依存、相互制约解析:1905年前,由于有天敌美洲狮和狼等捕食者的存在,鹿的数量被抑制在4 000头左右;1925年前后,鹿种群数量约100 000头,由于种群种内竞争激烈,导致种群数量下降并稳定至4 00

17、0头左右,可见环境容纳量(即K值)并非100 000头;由于草场连续7年损耗,食物减少,导致1927年后鹿的数量迅速减少;鹿和美洲狮、狼是捕食关系,美洲狮和狼是竞争关系,它们在该生态系统中相互依存、相互制约,维持生态系统相对稳定。3.生物有两种繁殖策略:速度策略(r策略)和环境容纳量策略(K策略)。采取r策略的生物通常是一些小型生物,如果蝇、鼠、沙漠蝗虫等,适应食物或温度这些波动因素。下列叙述正确的是(D)A.r策略的种群与生物因素无关,其种群数量和外界环境同步波动B.r策略的生物能在短时间内产生较多的后代,种群数量呈“J”形增长C.将沙漠蝗虫的数量控制在K/2以下,就能有效防止沙漠蝗灾的发生

18、D.东北虎属于K策略的生物,其有效保护措施是改善它们的栖息环境,以提高K值解析:r策略的种群与生物因素有关,但通常受到非生物因素的控制,多变且难以预测;r策略的生物能在短时间内产生较多的后代,但生存环境中仍然存在阻力,种群数量不呈“J”形增长;对于有害生物,在种群数量低于K/2时控制最有效,但沙漠蝗虫属于r策略的生物,能在短时间内产生较多的后代,种群数量控制在K/2以下不一定就能有效防止沙漠蝗灾的发生。4.一种当地从未分布的新杂草出现在某农田生态系统中,排挤了原有的杂草而成为主要的杂草种类,对农作物造成了危害。回答下列问题:(1)当新杂草种群密度处于较长期的相对稳定阶段,表明其种群数量已达到了;若连续阴雨和低温的气候变化使该杂草种群数量明显下降,这种影响种群数量的因素属于制约因素,该因素对种群