第4章 种群与群落(复习)

3—4种群和群落(1)种群的特征(2)种群的数量变化(3)群落的结构特征(4)群落的演替IⅡII1、种群密度：（1）概念：是指单位空间（单位面积、体积）内某种群的个体数量。种群密度是种群最基本的数量特征。（2）特点：随种群的不同、环境的改变有差异。①相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。②不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。样方法、标志重捕法（3）调查方法：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。样方法：适用范围：注意随机取样，减小误差。植物种群密度，昆虫卵的密度，蚜虫、跳蝻的密度等。常用取样方法：创新设计：P208计数原则调查误差分析：对调查对象认识不准，统计偏差；样方的数目、大小不统一；调查地段种群分布不均匀。标志重捕法（1）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。（2）适用范围：（3）注意事项：①标志不能过分醒目。②标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。③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。（4）计算公式mnMN重捕的标志个体数再次捕获个体数初次捕获标志数个体总数活动能力强和范围大的动物。类型图例年龄比例出生率与死亡率大小种群密度变化增长型年幼个体大于年老个体数出生率＞死亡率增大稳定型各年龄期个体比例适中出生率≈死亡率稳定衰退型年幼个体小于年老个体数出生率＜死亡率减小2．出生率和死亡率意义：3．迁入率和迁出率意义：意义：年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。4．年龄组成决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。直接影响种群的数量变动，如城市人口的变化。5．性别比例意义：6．种群特征间的相互关系直接影响出生率，间接影响种群密度。种内关系种间关系出生率迁入率死亡率迁出率年龄组成性别比例创新设计：P2077．种群的空间特征项目类型原因模式图均匀型种群个体间的激烈竞争引起。随机型环境资源分布均匀一致集群型环境资源分布不均匀一、建构种群增长模型的方法数学模型：数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。1、影响种群数量变化的因素2、研究种群数量变化的意义：二、种群数量的变化种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的，所有能影响种群的出生率、死亡率和迁入、迁出的因素，都会影响种群数量的变化。如气候、食物、被捕食、寄生、传染病等。在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有重要意义。种群数量大于1/2K时，可猎取某野生生物资源。（此时可提供的资源数量最多，而又不影响资源的再生。）创新设计：P210项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件环境资源无限环境资源有限种群增长率不变变化（由于环境阻力）K值（环境负荷量）无K值种群数量在K值上下波动三、比较“J”型曲线和“S”型曲线环境容纳量（K值）：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。创新设计：P209种群增长的J型曲线（指数式增长）种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线。在食物（养料）和空间条件充裕，气候适宜、没有天敌等理想条件下，不受资源和空间的限制，种群的数量往往会连续增长。以某种动物为例，假定种群的数量为N0，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，该种群每年的增长率都保持不变，那么：一年后该种群的数量应为：N1＝N0·λ二年后该种群的数量为：N2＝N1·λ＝N0·λ2t年后该种群的数量应为：Nt＝N0·λtλ是代表增长倍数，不是增长率。自然环境，空间有限，食物有限，有捕食者（天敌）存在等非理想条件。种群增长的S型曲线必修三：P67第一段生产实践中，还有一种情况是种群增长大大超过了环境容量，致使环境中某些资源要素受到破坏，从而造成环境容量的下降。这样就形成了另一种种群数量变化曲线——突跃下降曲线（如图）。这是一种不正常的增长情况，例如过度放牧，草原不能复原。该曲线对于控制人口增长、害虫防治、环境的治理保护等方面具有指导作用。从上述分析中还可以知道，环境容量不是绝对不变的，它可以因“超载”而下降，也可以因整体的改善而有所增大。实验探究培养液中酵母菌数量的动态变化一．实验原理：1．在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。2．养分、空间、温度、pH和有毒代谢废物等是影响种群数量持续增长的限制因素。二.酵母菌计数方法：抽样检测法。先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。增长曲线的总趋势：四．实验结果与分析：开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。影响酵母菌种群数量的因素：先增加再降低。原因：可能有养料、温度、pH空间及有害代谢废物等。三、注意事项：1．提出的问题可以是：2．从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。3．本实验没有另设置对照实验，原因是该实验时间上形成前后自身对照。为提高实验数据的准确性，实验时应进行重复实验（多次计数）。培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？或者：在不同温度（以及通O2、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？原因使酵母菌分布均匀，减少误差。生物群落：物种丰富度：包括植物、动物和微生物。群落水平研究的问题：群落中物种数目的多少，是群落的首要特征。不同的群落，物种丰富度有差别，如热带雨林生物种类多，丰富度大；草原生物种类较少，丰富度小。种间关系、群落结构、物种多样性、优势种等一、生物群落的结构1、垂直结构2、水平结构在水平方向上由于光照强度、地形明暗、湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同的生物种群。创新设计：P214植物的分层与光有关。显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。种内关系种间关系种内互助种内斗争互利共生寄生竞争捕食白蚁与鞭毛虫、菟丝子与豆科植物、大小两个种的草履虫大豆与根瘤菌动物与大肠杆菌病毒与宿主二、群落中的生物关系意义：对失败者不利，但对种的生存是有利的。意义：有利于捕食、御敌、抵抗不良环境、繁衍后代等。创新设计：P2121、烟草叶片受到某种蛾幼虫的采食刺激后，会释放出挥发性的化学物质，这种化学物质白天会吸引此种蛾幼虫的天敌。依据此实例判断下列表述正确的是（）A.此种蛾的幼虫与天敌之间一定是捕食关系B.此种蛾的幼虫与烟草之间一定是竞争关系C.烟草的此种特性能使其免于各种昆虫的侵害D.自然选择会使控制烟草这种性状的基因频率提高答案：Ｄ实验土壤中动物类群丰富度的研究丰富度调查方法：丰富度的统计方法：注意事项：土壤动物调查一般不能采用标志重捕法理由是：取样器采集调查记名计算法和目测估计法大多数土壤动物身体微小，活动能力强。1、概念：2、演替原因：决定群落演替的根本原因存在于群落内部。即内因是群落演替的决定因素。群落之外的环境条件诸如气候、地貌、土壤和火等常可成为引起演替的重要条件。人对生物群落演替的影响远远超过其他所有的自然因子。即在外因中，人为因素是影响最大的因素。三、群落的演替创新设计：P214指群落随时间的推移，一定区域内一个群落被另一个群落所替代的过程①植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性。②群落内部环境变化③种内和种间关系的改变。④外界环境条件的变化。⑤人类的活动。演替过程只要不遭到人类的破坏和各种自然力的干扰，其总的趋势是直到达到顶极群落（经过演替而达到一定稳定的、自我维持的、成熟的群落，成为某一地位的优势群落，称为顶级群落）为止。演替的结果，群落的特征一般表现为物种多样性的增加，生物种类由少到多，结构由简单到复杂，由不稳定变得比较稳定，同时群落越来越能够充分地利用环境资源。3、演替类型：⑴初生演替概念：举例：特点：⑵次生演替概念：举例：特点：4、人类活动对群落演替的影响：在一个从来没有植被覆盖的地面，或者是原来存在过植被，但被彻底消灭了的地方发生的演替。演替缓慢如火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕的农田上进行的演替。次生演替是指在原有植被虽已不存在，但原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体（如能发芽的地下茎）的地方发生的演替。演替快速使群落演替按照不同自然的演替速度和方向进行。如裸地、裸岩、沙丘、冰川泥上进行的演替。实验：探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替实验原理：在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。但同时，这个人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，它会发生群落的演替。要求：1．水族箱必须是密封的，且是透明的，放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。2．组成成分：非生物成分、生产者、消费者和分解者。(注意：动物的个体不要太大，数量不要太多)3．各生物成分的数量不宜过多，以免破坏食物链。教材：P112