浙江省余姚中学高中生物-种群和群落复习课件-浙科版必修3

第四章种群概念?生态学上，把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。第一节种群的特征种群特征个体特征年龄性别年龄结构性比率……出生死亡出生率死亡率密度分布型一、出生率和死亡率：单位时间出生个体数占种群总个体数的百分比或千分比。单位时间死亡个体数占种群总个体数的百分比或千分比。出生率：死亡率：－＝自然增长率决定种群兴衰二、年龄结构：三、性比率：大多数物种的种群，性比率基本保持1：1请思考：如果这个比率被破坏了，会有什么影响？四、种群密度及调查方法某个种群在单位空间或面积内的个体数量。标志重捕法1、种群密度2、调查方法捕捉A条B条，其中被标记的C条求种群密度不会对动物产生伤害不能过分醒目要能维持一定时间标记重捕放回如何调查一个岛上绵羊的种群密度？（1）标志重捕法：（常用于动物的种群密度的调查方法）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,可得,N=m（重捕中标志数）M(总标志数）n（重捕个体数）例：一个学生估算一块木头下面鼠妇的种群数量（假定在24h内，鼠妇无死亡，没有受到伤害，无迁入迁出，并且在此区域内是均匀分布的）。他捉了40只鼠妇，将他们标记后放回，并与该种群中的其他个体混合在一起。24h后，他又捉回了40只鼠妇，在新捉的鼠妇中，只有16只是标记的，求该种群的数量？如何调查一片草地中蒲公英的种群密度？（2）样方法①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样方1，样方2，样方3，样方4……样方nN1N2N3N4Nn种群密度=（N1+N2+N3+N4+…+Nn）/n②使用范围：多用于植物五点取样法：等距取样法：记数方法：——蒲公英——其他植物样方边缘上的个体的处理：只计样方相邻的两条边上(计上不计下，记左不计右)五、种群分布型集群分布（最常见）种群个体的分布很不均匀，常成群、成簇、成块或成斑块的密集分布。成因：a环境资源分布不均，丰富与贫乏镶嵌；b植物传播种子的方式使其以母株为扩散中心；c动物的社会行为使其结合成群。实例：广泛存在。如放牧中的羊群，培养基上微生物菌落的分布，蚂蚁、瓢虫等的分布，人类的分布等。均匀分布种内竞争人为保持种群的个体等距分布，或个体间保持一定的均匀的距离。成因：主要是由于种群内个体之间的竞争。实例：自然种群中极其罕见，常见于人工栽培的种群（如农田、人工林、果林等）。随机分布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指每一个体在种群分布领域中各个点出现的机会均等，且某一个体的存在不影响其他个体的分布。原因：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。实例：蜘蛛的分布，面粉中黄粉虫的分布，杂草等的分布。六、种群的存活曲线年龄0最大寿命存活数量的对数ⅠⅡⅢ类型Ⅰ（凸型）类型Ⅱ（对角线型）类型Ⅲ（凹型）接近生理寿命前死亡率低，达到后死亡率高。各年龄段死亡率相同低龄死亡率高，度过危险期后死亡率低且稳定种群密度出生率、死亡率决定密度大小种群数量直接影响年龄组成预测变化趋势性比率影响密度大小外界环境决定种群数量变化的关系图自我检查1、举例说出种群的概念占有一定空间和时间的同一物种个体的集合体。下列各项属于种群的有。Ａ、一片农田中的全部水稻Ｂ、一个农民种的全部水稻Ｃ、一个池塘中全部鲫鱼Ｄ、一个池塘中全部鱼E、一片森林中的全部杂草F、一窝蚂蚁ACF2、列举种群的特征预测一个国家或地区的人口数量未来动态的信息主要来自于（）A．现有人口数量和密度B．目前的年龄组成C．男女之间的性比率D．出生率和死亡率B第二节种群的增长方式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。时间（min)020406080100120140160180分裂次数0细菌数量（个）1248163264128256512123456789填写下表：计算一个细菌在不同时间（单位为min）产生后代的数量。讨论1:※如果N表示细菌数,n表示细菌繁殖的代数,写出计算细菌种群数量的计算公式:0100200300400500600020406080100120140160180200Nn＝２n※利用表格中的数据画出细菌数量增长曲线一、种群增长的数学模型1.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式4.数学模型建构的步骤2.数学模型的表现形式:3.建构数学模型的意义:描述、解释和预测种群数量的变化。数学方程式Nn＝2n准确曲线图直观细菌每20min分裂一次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列出表格，根据表格画曲线，推导公式。Nn=2n，N代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正研究实例研究方法观察研究对象，提出问题提出合理的假设根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正实例1：澳大利亚野兔实例1：澳大利亚本来并没有兔子。1859年，24只欧洲野兔从英国被带到了澳大利亚。这些野兔发现自己来到了天堂。因为这里有茂盛的牧草，却没有鹰等天敌。这里的土壤疏松，打洞做窝非常方便。于是，兔子开始了几乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的数量达到6亿只以上，遍布整个大陆。实例2：凤眼莲（水葫芦）凤眼莲原产于南美，1901年作为花卉引入中国.由于繁殖迅速，又几乎没有竞争对手和天敌，我国目前有184万吨.它对其生活的水面采取了野蛮的封锁策略，挡住阳光，导致水下植物得不到足够光照而死亡。A:澳大利亚野兔和凤眼莲出现这种增长的原因有哪些？问题探讨2：①没有天敌②充足的食物③广阔的生活空间B:能不能用细菌的数量变化模型来表示野兔和凤眼莲的增长情况？二、种群的指数增长(“J”型增长)1、产生条件：理想状态——（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ为年均增长倍率．）2、种群“J”型增长的数学模型：Nt=N0λt食物充足，空间不限，气候适宜，没有敌害等；3、增长特点：起始增长很慢，但随着种群基数的加大，增长会越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长，其增长势头强大。种群的个体数量指数增长时间A:“J”型增长能一直持续下去吗？原因是什么问题探讨3：B:在实际生态环境中种群的数量又是怎样增长的呢？①自然界的资源和空间总是有限的：食物不足、空间有限等②种内斗争就会加剧③捕食者增加④另外还有气候不适、寄生虫、传染病等不能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。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。环境容纳量：①产生条件：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．三、种群的逻辑斯谛增长(“Ｓ”型增长)②增长特点：种群起始呈加速增长，K/2时增长最快，此后便开始减速增长，到K值时便停止增长或在K值上下波动。种群数量“S”型增长曲线KK/2种群数量增长率时间D点:出生率＝死亡率，即种群数量处于K值。B点:出生率与死亡率之差最大，即种群数量处于K/2值。（种群数量）P77讨论：家鼠繁殖力极强，善于打洞，偷吃粮食，传播疾病危害极大，请同学们讨论应该采取哪些措施控制家鼠数量？(1)通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。四、研究种群数量变化的意义老鼠机械捕杀施用激素药物捕杀施用避孕药养殖或释放天敌将食物储存在安全处降低繁殖率减少数量增大环境阻力降低环境容纳量打扫卫生硬化地面（2）有利于野生生物资源的合理利用及保护思考1：怎样做才是保护大熊猫的根本措施？建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。思考2：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率最大。（3）为引进外来物种提供理性的思考“J”型曲线“S”型曲线形成条件适用范围增长率变化K值理想条件下资源无限自然条件下资源有限实验室和种群迁入新的环境中最初的一段时间内的增长一般自然种群的增长不变变化无有K/2小结：“J”型曲线和“S”型曲线比较第三节种群的数量波动及调节大部分种群数量的非周期波动阅读回答：影响种群非周期性波动的因素是什么？少数种群数量的周期波动阅读回答：影响北极旅鼠种群周期性波动的主要因素是什么？阅读回答：影响猞猁种群数量周期性波动的主要因素是什么？外源性调节因素气候、食物、捕食、疾病和寄生等。非种群密度制约因素：气候---最强烈的外源性因素，如极端的温度和湿度。种群密度制约因素：捕食、寄生、疾病等对种群密度调节起重要作用。密度升高，抑制增长的作用增大；密度减小，抑制增长作用降低。例如：内源性调节因素行为调节社群等级、领域性等社群行为可以限制种群数量，合理分配食物和栖息地，使种群密度维持稳定。内分泌调节密度增加→压力增大→刺激中枢神经→内分泌代谢紊乱（生长激素、性激素分泌减少、抗体减少）→出生率下降、死亡率提高→种群数量减少结论！直接反映种群的繁荣与衰退的特征是种群密度。能够直接决定种群大小变化的特征是出生率和死亡率。能够预测种群变化方向的特征是年龄结构。能够间接影响种群个体数量变动的特征是性比率。巩固练习1、自然界中生物种群增长常表现为“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种群增长率在各阶段是不相同的C“S”型增长曲线表示了种群数量和时间无关D种群增长不受种群密度制约B2、在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如左图所示。下列四图中能正确表示小球藻种群数量增长率随时间变化趋势的曲线是（）D种群增长率种群增长率种群增长率种群增长率小球藻个体数⑴如果种群处在一个理想的环境中，没有自然和空间的限制，种群内个体数量的增长曲线是____,用达尔文的进化理论解释，这是由于生物具有__________特性。⑵如果将该种群置入有限制的自然环境中，种群内个体数量的增长曲线是_____，用达尔文进化理论分析图中的阴影部分表示___________________________________________。⑶影响种群密度的主要因素是种群的_______、_______、___________和_____________。3、下图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，清仔细分析图中去先后回答下列问题：ab个体数时间ab在生存斗争过程中淘汰的个体过度繁殖死亡率出生率性别比例年龄组成请据图作答：(1)图示A、B、C各为什么类型？(2)种群C的密度会______，在我国实行计划生育是因为我国人口的年龄组成是图______所示的类型，若不实行计划生育，我国人口种群密度会逐年______。人口控制的目标是力争使人口年龄的组成趋于图_____。(3)濒于灭绝的生物其年龄组成的类型可能是_____。老年个体数成年个体数幼年个体数ABC基础落实各种群特征之间的关系迁入死亡率种群密度出生率性别比例年龄组成迁出预测影响决定决定种群研究的核心问题种群数量简述种群特征之间的关系直接影响一则笑话疯子：“让所有的人都死光，就留我一个！”旁人：“如果你自己种粮食，谁给你织布？”疯子：“那就再留个织布的吧。”旁人：“你会做木工吗？会打铁吗？”疯子：“再留一个木工和一个铁匠吧。”