高中生物必修三《种群和群落》课件.ppt

种群和群落 调查种群密度的方法 样方法 标志重捕法 种群的特征 种群密度 最基本的因素 出生率和死亡率 决定因素 迁入率和迁出率 年龄组成和性别比例 种群的数量变动 构建种群增长模型的方法 种群增长J曲线 种群增长S曲线 种群数量变动波动和下降 群落结构 群落水平上研究的问题 群落的物种结构 群落的空间结构 垂直结构和水平结构 群落的演替 初级演替和次级演替 人类活动对群落演替的影响 种群 在一定的自然区域内 同种生物的全部个体形成种群 种群的要点 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 举例 一块油菜园的油菜 一个草原上所有的黄牛 1 样方法 多用于植物 某些昆虫卵 作物植株上的蚜虫 跳蝻等种群 在被调查种群的分布范围内 随即选取若干个样方 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 A 样方的多少 样方的大小 一般草本植物以1m2的正方形为宜 灌木以16m2 乔木以100m2 B 取样的方法 五点取样法 等距取样法 C 取样的关键 选取代表性样本的一般原则 随机取样 样本数量足够大 不能掺入主观因素 边缘效应 样方边缘上的个体 一般而言 样方的顶边 左边及左角处的个体统计在内 其他边缘不做统计 1 种群密度的概念 2 调查种群密度的方法 标志重捕法 活动能力比较强的动物 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 调查某草原田鼠数量时 在设置1公顷的调查区域 放置100个捕鼠笼 一夜间捕获鼠32只 将捕获的鼠经标记后在原地释放 数日后 在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼 这次共捕获30只 其中有上次标记过的个体10只 那么该地区田鼠种群的个体总数是多少 注意事项 标记个体在种群要均匀分布没有较多的个体出生或死亡以及迁入和迁出标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生寿命和行为的伤害标志不能过于醒目标记符号必须能够维持一定时间 在调研期间不能消失 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 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 年龄组成 预测种群的变化趋势 性别比例 1 雌雄相当型 类型多见于高等动物 2 雌多雄少型 常见于人工控制的种群及蜜蜂等 3 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 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 间接影响种群密度的变化 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 出生率和死亡率 通常以a 表示 出生率 种群中单位数量个体在单位时间内出生的新个体数 死亡率 种群中单位数量个体在单位时间内死亡的个体数 出生率和死亡率是种群数量及密度改变的直接表现 c 出生率 死亡率种群密度 增加 降低 趋于稳定 要控制人口过度增长 必须降低出生率 迁入和迁出率 某种群单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率 分别称为迁入或迁出率 对城市的考察要重视迁入和迁出 数学模型的建构步骤 研究实例 研究方法 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 Nn 2nN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 J 型增长的数学模型 1 产生条件 理想状态 食物充足 空间不限 气候适宜 没有敌害等 N0为起始数量 t为时间 Nt表示t年后该种群的数量 为年均增长率 2 种群 J 型增长的数学模型公式 Nt N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长 第二年是第一年的 倍 种群数量 时间 调查发现某种一年生的植物 当年播种当年开花结果 的种群在存在下列情形 1 因某种原因导致该植物中大约只有80 的种子能够发育成成熟植株 2 该植物平均每株可产生400粒种子 3 该植物为自花传粉植物 目前种子数量为a 则t年后该植物的种子数量N可以表示为 A 320at B 400aX0 8t C aX320t D 0 8aX400t C 在食物 养料 和空间等有限的条件下 种群数量呈现S型增长趋势 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 种群增长的 S 型曲线 种群数量达到环境所允许的最大值 K值 后 将停止增长并在K值左右保持相对稳定 k 2 如果长期过度捕捞 种群数量的恢复需较长时间 如果外界的环境发生剧烈变化 种群还有可能绝灭 种群数量变化的应用 捕捞量的确定 K 2 捕捞量至 K 2值资源再生能力最强 有利于种群的可持续发展 又获得较大收益 如图表示有限环境中某一种群增长的曲线 下列有关叙述正确的是 K值是环境条件所允许达到的种群数量最大值 在K值时 种群的增长率最大 如果不考虑迁入迁出等其它因素 在K值时出生率等于死亡率 假设这是鱼的种群 当种群达到K值时开始捕捞 可持续获得最高产量A B C D 影响种群数量变化的因素 气候 食物 被捕食 传染病 人类活动等 大多数种群的数量总是在波动之中的 在不利条件之下 还会急剧下降 甚至灭亡 四 种群数量的波动和下降 补充实验 培养液中酵母菌种群数量的变化 实验原理 酵母菌是兼性厌氧型微生物 养分 空间 温度和有毒代谢物等是影响种群数量增长的限制因素 在理想的环境下 酵母种群呈J型曲线 在有限的环境下 酵母种群呈S型曲线 实验材料 血球计数板 肉汤培养基实验步骤 配制培养基灭菌接种培养计数 实验要注意的几个事项 1酵母计数方法 抽样检测法 边缘效应 计数上边线和左边线上的细胞数 2本实验不需要设置对照实验 因为本实验在时间上已经形成前后自身对照3本实验需要做重复实验 能提高实验数据的准确性4如果每个方格内的酵母过多 可用无菌水清洗 酵母菌的新陈代谢类型 兼性厌氧型 无氧呼吸 有氧呼吸 群落的概念 同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合 叫做群落 包括这个区域内所有有生命的物质必需包括生产者 分解者和消费者 一 群落的物种组成 针叶林 苔原 热带雨林 常绿阔叶林 落叶阔叶林 物种的组成是区别不同群落的重要特征 群落中物种数目的多少称为丰富度 不同群落其优势种不同 探究 土壤中小动物类群丰富度P75页 采集方法 取样器取样 丰富度统计方法 1 记名计算法 2 目测估计法 二 种内与种间关系 种内关系 1 种内互助 指同种生物的不同个体之间的分工合作 互相帮助的现象 例如 蚂蚁 蜜蜂等营群体生活的昆虫 2 种内斗争 指同种生物个体之间 由于争夺食物 空间或配偶等发生的斗争 两种或者两种以上生物相互争夺资源和空间 生物数量 时间 生物A 生物B 生物A 生物B 生物数量 时间 捕食 生物数量 时间 生物A 生物B 一种生物以另一种生物作为食物数量 先增加者先减少 后增加者后减少 生物A为被捕食者 生物B为捕食者 生物数量 时间 A宿主 寄主 B寄生虫 寄生 对寄主有害 对寄生生物有利 生物数量 时间 A宿主 寄主 B寄生虫 体表寄生 体内寄生 互利共生 切叶蚁与真菌 生物A 生物B 相互依存 彼此有利 同生死 共患难 生物数量 时间 种间关系 表示有利 表示有害 彼此有利相互依存 地衣 根瘤 一方有利一方受害 彼此抑制 种群A得利种群B有害 蛔虫和人 水稻和稗草 羊与草狼与羊 1 下图为生活在同一培养缸中的两个群体M和N的种群密度变化曲线 对曲线的下列解释 正确的是 A M以N为食B N以M为食C M与N无捕食关系D M和N的数量改变相同 B 2 弗莱明发现 在细菌培养基中偶然出现的青霉菌周围 没有细菌生长 经持续的研究 他分离出了青霉素 右图中能正确表示青霉菌与其他细菌 以金色葡萄球菌为例 之间关系的是 A 图 b表示青霉菌B 图 a表示青霉菌C 图 a表示青霉菌D 图 b表示青霉菌 C 三 群落的空间结构 垂直结构的概念 是指群落在空间上的垂直分层现象 一 群落的空间结构 垂直结构 1 引植物分层的主要原因是 光照强度 2 引起动物分层的主要原因是 食物 栖息场所等 3 引起水域分层的主要原因是 阳光 温度 食物和含氧量 不同种群在水平方向上的分区现象 水平结构 1 水平结构的特点 植物群落水平结构的主要特征就是它的镶嵌性 2 导致镶嵌性出现的原因 植物个体在水平方向上的分布不均匀造成的 从而形成了许多小群落 3 分布不均匀的原因 地形 土壤湿度和盐碱度 光照强度 生物自身生长特点 人和动物的影响等 群落演替的概念 随着时间的推移 一个群落被另一个群落代替的过程 就叫做演替 生物演替发展的趋势 物种多样化 结构复杂化 功能完善化 群落的演替类型 1 初生演替 primarysuccession 在一个从来没有被植物覆盖的地面 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 如 沙丘 火山岩 冰川泥上进行的演替 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 森林阶段 乔木阶段 群落演替的类型 裸岩上的演替 2 次生演替 secondarysuccession 原有的植被虽已不存在 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的繁殖体 如能发芽的地下茎 的地方发生的演替 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 一年生杂草 多年生杂草 小灌木 灌木林 乔木 树林 所有弃耕的农田都能演替成树林吗 弃耕农田上的演替 比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程 过度放牧 导致草原退化 过度砍伐 导致森林破坏 污水排放 破坏水域生物群落 人类活动的影响 人类活动的影响 使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 下面是反映人与环境关系的三种模式图 请分析回答 1 下列对 环境容量 的理解错误的是 多选 A 环境容量是指生态系统对人口的承载能力B 随着生产的发展 环境容量在不断加大C 人类可以局部地改造环境 从而使人口数量超越环境容量D 生态环境的平衡是人类生存的前提和人类改造自然的基础 BC 2 按照人与环境关系的理想程度排