必修3 第四单元种群和群落——第1讲 种群的基本特征及种群的数量增长

1、广东最新考纲广东最新考纲要求要求广东考纲解读广东考纲解读命题展望命题展望1 1. .种群的特征种群的特征1.1.掌握种群密度的调查方法，分掌握种群密度的调查方法，分析种群的特征之间的内在联系析种群的特征之间的内在联系结合生态结合生态系统、代系统、代谢、遗传谢、遗传变异等，变异等，考查本章考查本章基础内容基础内容2 2. .种群的数量变化种群的数量变化2.2.掌握掌握“J J”型曲线型曲线“S S”型曲线型曲线形成的条件及特征形成的条件及特征3 3. .群落的结构特征群落的结构特征3.3.举例举例“S S”型曲线在实践中的应型曲线在实践中的应用用4 4. .群落的演替群落的演替4.4.进行群落中

2、各种生物之间的相进行群落中各种生物之间的相互关系探究互关系探究实实验验5 5. .探究培养液中酵母探究培养液中酵母菌数量的动态变化菌数量的动态变化5.5.了解群落中的分层现象及影响了解群落中的分层现象及影响因素因素6 6. .土壤中动物类群丰土壤中动物类群丰富度的研究富度的研究6.6.明确群落演替的类型及过程明确群落演替的类型及过程7 7. .探究水族箱探究水族箱( (或鱼或鱼缸缸) )中群落的演替中群落的演替7.7.进行人类活动对群落演替影响进行人类活动对群落演替影响的探究的探究一、种群的特征一、种群的特征1 1种群的概念：种群的概念： 在在一定自然区域一定自然区域内的内的同种同种生物的生物

3、的全部全部个体。个体。要点要点: :(1)(1)一定的空间：这个空间内的同种生物与外界的一定的空间：这个空间内的同种生物与外界的个体隔离。个体隔离。(2)(2)一种生物的全部个体，个体之间相互联系。一种生物的全部个体，个体之间相互联系。种群种群密度密度概念概念种群在单位面积或单位体积中的个体数种群在单位面积或单位体积中的个体数意义意义是种群最基本的数量特征是种群最基本的数量特征调查调查方法方法样方法样方法( (五点取样法和等距取样法五点取样法和等距取样法) )和标志和标志重捕法重捕法出生出生率死率死亡率亡率概念概念单位时间内新产生或死亡的个体数目占该单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体

4、总数的比率种群个体总数的比率意义意义是决定种群大小和种群密度的重要因素是决定种群大小和种群密度的重要因素2.2.种群的数量特征种群的数量特征迁入迁入率迁率迁出率出率概念概念单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率体总数的比率意义意义决定种群大小和种群密度的因素决定种群大小和种群密度的因素年龄年龄组成组成概念概念一个种群中各年龄期的个体数目的比例一个种群中各年龄期的个体数目的比例类型类型类型有：增长型、稳定型和衰退型类型有：增长型、稳定型和衰退型意义意义可预测种群数量的变化趋势可预测种群数量的变化趋势性别比例性别比例种群中雌雄个体数目的比例种群中雌雄个

5、体数目的比例3.3.种群特征之间的关系种群特征之间的关系(1)(1)各种群特征的相互关系各种群特征的相互关系从年龄组成上看，从年龄组成上看，幼年幼年个体个体较多较多时，预示着将来时，预示着将来种群种群密度密度要要增大增大；而；而老年老年个体个体较多较多时，时，种群密度种群密度将会将会减小减小。从性别比例上看，因各种原因造成从性别比例上看，因各种原因造成性别比例失调性别比例失调，必，必然导致生殖上的混乱，引起然导致生殖上的混乱，引起种群个体数量的变动种群个体数量的变动。如利。如利用用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，就会使许，就会使许多的雌性个体不能完成交

6、配，从而使害虫的种群密度明多的雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。显降低。出生率出生率、死亡率死亡率则是则是决定种群大小的最直接原因决定种群大小的最直接原因。种群的四个基本特征中，种群的四个基本特征中，种群密度是最基本的特征种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，即种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，即种群种群密度密度与与种群数量种群数量呈呈正相关正相关。(2)(2)影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素决定决定( (直接直接) )因素：因素：出生率和死亡率出生率和死亡率、迁入率和迁出率迁入率和迁出率间接因素：间接因素：年龄组成年龄组成和性

7、别比例则是通过影响出生率和性别比例则是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度和种群数量的，是和死亡率间接影响种群密度和种群数量的，是预测种群预测种群密度密度( (数量数量) )未来变化趋势的重要依据未来变化趋势的重要依据。如下：。如下：年龄组成年龄组成增长型：出生率死亡率增长型：出生率死亡率种群密度增大种群密度增大稳定型：出生率稳定型：出生率死亡率死亡率种群密度基本不变种群密度基本不变衰退型：出生率死亡率衰退型：出生率死亡率种群密度减小种群密度减小性别比例：性别比例：增长快；增长快； 相对稳定；相对稳定； 增长慢。增长慢。【注意注意】年龄组成只是年龄组成只是预测预测种群密度变化趋势，但该趋势种

8、群密度变化趋势，但该趋势不一不一定能实现定能实现，因为影响种群数量变化的还有气候、食物、，因为影响种群数量变化的还有气候、食物、天敌等。天敌等。长期自然选择使不同生物种群都有一定的性别比例，长期自然选择使不同生物种群都有一定的性别比例，假若因各种因素改变了种群的性别比例，会引起种群数假若因各种因素改变了种群的性别比例，会引起种群数目改变。目改变。下列关于人口数量动态的描述中，错误的是下列关于人口数量动态的描述中，错误的是A.A.决定人口数量变化的因素是出生率、死亡率和迁移率决定人口数量变化的因素是出生率、死亡率和迁移率B.B.年龄组成是预测未来人口动态的主要依据年龄组成是预测未来人口动态的主要

9、依据C.C.人口数量问题既有其自然生理基础，又有其社会制约人口数量问题既有其自然生理基础，又有其社会制约因素因素D.D.影响不同人口种群出生率差异的因素主要是生育年龄影响不同人口种群出生率差异的因素主要是生育年龄和个体数和个体数下列结合种群特征的概念图所做的分析，错误的是下列结合种群特征的概念图所做的分析，错误的是A.A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响利用性引诱剂诱杀害虫会影响B.B.种群密度是种群最基本的数量特征种群密度是种群最基本的数量特征C.C.预测种群数量变化的主要依据是预测种群数量变化的主要依据是D.D.春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的

10、海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进海洋渔业生产中，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。下列不正确的解行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列不正确的解释是释是A.A.更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会B.B.减少捕捞强度，保持足够的种群基数减少捕捞强度，保持足够的种群基数C.C.维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复D.D.改变性别比例，提高种群出生率改变性别比例，提高种群出生率4.4.种群的空间特征种群的空间特征 组成种群的个体，在其生活空间中的位置状组成种群的个体，在其生活

11、空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征。态或布局，叫种群的空间特征。均匀型均匀型随机型随机型集群型集群型下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是A.A.斑马在草原上成群活动斑马在草原上成群活动B.B.每毫升河水中有每毫升河水中有9 9个大肠杆菌个大肠杆菌C.C.稗草在稻田中随机分布稗草在稻田中随机分布D.D.木棉树在路旁每隔木棉树在路旁每隔5 5米种植米种植二、调查种群密度的常用方法二、调查种群密度的常用方法1 1样方法样方法调查植物种群密度的常用方法调查植物种群密度的常用方法(1)(1)原则原则随机取样。随机取样。计算样方内种群密度的平均值，即为该种群密

12、度的估计算样方内种群密度的平均值，即为该种群密度的估计值。计值。(2)(2)适用范围：植物和活动范围小的动物适用范围：植物和活动范围小的动物( (如蚯蚓如蚯蚓) )，同，同时调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密时调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等也可用样方法。度等也可用样方法。(3)(3)常用的取样方法常用的取样方法五点取样法，这种方法适用于调查植物个体分布比较五点取样法，这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。均匀的情况。等距取样法：当调查对象的总体分布为长条形时，可等距取样法：当调查对象的总体分布为长条形时，可采用。采用。(4)(4)用样方法调查草地中植物种

13、群密度的关键用样方法调查草地中植物种群密度的关键调查关键：植物的识别和调查关键：植物的识别和随机取样随机取样。蒲公英其他植物计上不计下计上不计下, ,计左不计右计左不计右计数时，处理样方边缘上的个体的方法：一般而言，样计数时，处理样方边缘上的个体的方法：一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计。计。( (方框内相邻两边上及其夹角方框内相邻两边上及其夹角) )2.2.标志重捕法标志重捕法调查动物种群密度的常用方法调查动物种群密度的常用方法(1)(1)适用范围：活动能力强、活动范围大的动物适用范围：活动能力强、活动范围大的动

14、物(2)(2)标志重捕法中的标志技术标志重捕法中的标志技术标志物和标志方法必须对动物的身体不产生伤害标志物和标志方法必须对动物的身体不产生伤害标志不能过分醒目标志不能过分醒目( (原因：过分醒目的个体，在自然原因：过分醒目的个体，在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系，最终有可能改变界中有可能改变与捕食者之间的关系，最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真。样本中标志个体的比例而导致结果失真。) )标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间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。不能消失。(3)(3)根据重捕样本中标志者的比例，估计该区域的种群根据重捕样本中标志者的

15、比例，估计该区域的种群总数，可计算出某种动物的种群密度：总数，可计算出某种动物的种群密度： 标志个体数标志个体数重捕个体数重捕个体数 种群总数种群总数 重捕中的标志个体数重捕中的标志个体数4.4.植物、动物、微生物取样调查方法简单比较植物、动物、微生物取样调查方法简单比较标志重捕法标志重捕法样方法样方法对象对象活动范围大的动物个活动范围大的动物个体，如鼠、鸟等体，如鼠、鸟等植物或活动范围小的植物或活动范围小的动物动物注意注意问题问题调查时没有迁入和调查时没有迁入和迁出、出生和死亡迁出、出生和死亡标志物不能过分醒标志物不能过分醒目，不能影响标志对目，不能影响标志对象的正常生理活动，象的正常生理活

16、动，且不易脱落且不易脱落随机取样随机取样样方大小适中样方大小适中样方数量不宜太少样方数量不宜太少4.4.植物、动物、微生物取样调查方法简单比较植物、动物、微生物取样调查方法简单比较分类分类取样调查取样调查种群密度的计算公式种群密度的计算公式植物种植物种群密度群密度样方法样方法所有样方内种群密度和所有样方内种群密度和样方数样方数动物种动物种群密度群密度标志重捕标志重捕法法微生物微生物种群种群密度密度显微计数显微计数法法( (计数板计数板计数计数) )1mL1mL菌液的总菌数菌液的总菌数=(A/5)=(A/5)25251000010000B B(A(A为为5 5个中方格总菌数，个中方格总菌数，B

17、B为稀释倍数，为稀释倍数，2525为中方格数为中方格数) )或或1mL1mL菌液的总菌数菌液的总菌数=(A/5)=(A/5)4004001000010000B B(A(A为为5 5个小方格总菌数，个小方格总菌数，B B为稀释倍数，为稀释倍数，400400为小方格数为小方格数) ) 个体总数个体总数N N 再次捕获个体数再次捕获个体数n n 初次捕获标志数初次捕获标志数M M 重捕的标志个体数重捕的标志个体数m m种群是构成群落的基本单元。种群研究的核心问题种群是构成群落的基本单元。种群研究的核心问题是种群数量的变化规律。是种群数量的变化规律。(1)(1)研究种群数量变化的规律有着重要意义。试举

18、一研究种群数量变化的规律有着重要意义。试举一例：例： 。(2)(2)如图表示某小组的同学在进行双子叶草本植物苦如图表示某小组的同学在进行双子叶草本植物苦荬菜种群密度调查时确定的小样方之一，圆圈表示个荬菜种群密度调查时确定的小样方之一，圆圈表示个体。请将应该计数的圆圈涂黑。体。请将应该计数的圆圈涂黑。(3)(3)下表是该班级下表是该班级 10 10 个小组的调查结果，个小组的调查结果，则该地中苦荬菜的种群密度为则该地中苦荬菜的种群密度为 。组别组别1 1 2 2 3 3 4 4 5 56 67 7 8 8 9 9 1010株数株数/m/m2 20 0 2 2 3 3 3 3 4 4 1212 4

19、 4 2 2 3 33 3害虫防治害虫防治( (合理即可合理即可) )3 3株株/m/m2 2要大胆舍弃特别悬殊的数值，取多组邻要大胆舍弃特别悬殊的数值，取多组邻近数据的平均值：近数据的平均值：(2(23 33 34 44 42 23 33)3)8 83 3( (双选双选) )利用标志重捕法调查某丘陵地区利用标志重捕法调查某丘陵地区4km4km2 2区域中刺区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记猬的种群密度，第一次捕获并标记5050只刺猬，第二次捕只刺猬，第二次捕获获4040只刺猬，其中有标记的只刺猬，其中有标记的5 5只。下列说法中，正确的只。下列说法中，正确的是是A.A.标记个体与未标记个

20、体被捕获的概率有较大差异标记个体与未标记个体被捕获的概率有较大差异B.B.迁入率和迁出率影响该种群数量变化迁入率和迁出率影响该种群数量变化C.C.标记符号过分醒目可能增大刺猬被捕食的概率标记符号过分醒目可能增大刺猬被捕食的概率D.D.该种群的密度大约是该种群的密度大约是400400只只/km/km2 2下列探究实验不能达到实验目的的是下列探究实验不能达到实验目的的是A.A.通过取样器取样的方法可以采集、调查土壤中小动物通过取样器取样的方法可以采集、调查土壤中小动物的种类和数量，如鼠妇、蚯蚓等的种类和数量，如鼠妇、蚯蚓等B.B.随机选取若干样方，通过计数样方内某种双子叶植物随机选取若干样方，通过

21、计数样方内某种双子叶植物的个体数，可以求得该种群密度的个体数，可以求得该种群密度C.C.在蚜虫活动的范围内，可以用标志重捕法估算蚜虫的在蚜虫活动的范围内，可以用标志重捕法估算蚜虫的种群密度种群密度D.D.通过对酵母菌培养液抽样检测的方法，可以估算培养通过对酵母菌培养液抽样检测的方法，可以估算培养液中酵母菌的总数液中酵母菌的总数在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是是A.A.给海龟安装示踪器调查其洄游路线给海龟安装示踪器调查其洄游路线B.B.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线C.C.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系用

22、样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系D.D.用标志重捕法调查乌尔黄鼠的丰富度用标志重捕法调查乌尔黄鼠的丰富度三、种群数量的变化三、种群数量的变化1.1.建构种群增长模型建构种群增长模型构建数学模型的步骤：构建数学模型的步骤： 观察研究对象观察研究对象提出问题提出问题作出假设作出假设根据实验数根据实验数据用适当的数学形式表达据用适当的数学形式表达检验或修正。检验或修正。2.2.曲线图曲线图(1)“J”(1)“J”型曲线型曲线条件：条件：理想环境理想环境公式：公式：N Nt tN N0 0t t(2)“S”(2)“S”型曲线型曲线条件：条件：有限环境有限环境定义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于

23、稳定定义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。的增长曲线。K K值：又称值：又称环境容纳量环境容纳量，在环境条件不受破坏的情况，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持种群的下，一定空间中所能维持种群的最大数量最大数量。3.3.“J”J”型曲线和型曲线和“S”S”型曲线的差异及在生产中型曲线的差异及在生产中的应用的应用(1)(1)曲线的比较曲线的比较项目项目“J”“J”型曲线型曲线“S”“S”型曲线型曲线前提前提条件条件食物和空间条件充裕、食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等气候适宜、没有敌害等理想状态理想状态受空间、食物、天敌等制受空间、食物、天敌等制约的有限的自然状

24、态约的有限的自然状态种群种群的增的增长率长率增长率为常数增长率为常数( (无限增长无限增长) )随种群密度上升而下降；随种群密度上升而下降；0 0和和K K时的时的增长率为增长率为0 0，K/2K/2时增长率最大时增长率最大项目项目“J”“J”型曲线型曲线“S”“S”型曲线型曲线K K值的有无值的有无无无 K K 值值有有 K K 值值曲线形成曲线形成的原因的原因无种内斗争，缺少天敌无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天种内斗争加剧，天敌的数量增多敌的数量增多联系联系两种增长曲线的差异主要是环境阻力的大小两种增长曲线的差异主要是环境阻力的大小不同从而导致对种群增长的影响不同不同从而导致对种群增长

25、的影响不同(2)(2)种群数量变化规律在生产中的应用种群数量变化规律在生产中的应用一定面积的草原所能承载的放牧量是一定的，过度放一定面积的草原所能承载的放牧量是一定的，过度放牧就会使环境的稳定性受到破坏，使环境容纳量进一步牧就会使环境的稳定性受到破坏，使环境容纳量进一步下降，于是形成了另一种种群数量变化曲线下降，于是形成了另一种种群数量变化曲线突跃下突跃下降曲线降曲线( (如下图所示如下图所示) )。该曲线对于控制人口增长、害虫。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。防治、环境的治理保护等方面具有指导作用。保护珍稀动物必须从根本上保护其生存环境不受破坏保护珍稀动物

26、必须从根本上保护其生存环境不受破坏和改变，使其更好地生长，提高动物的环境容纳量。和改变，使其更好地生长，提高动物的环境容纳量。灭鼠和捕鱼的具体应用灭鼠和捕鱼的具体应用 1000010000注意事项注意事项灭鼠灭鼠捕鱼捕鱼K/2K/2( (最大增长率最大增长率) )不可盲目减少，以不可盲目减少，以至于获得至于获得K/2K/2最大限度利用，最大限度利用，维持维持K/2K/2K K( (最大环境容纳量最大环境容纳量) )降低降低K K值，改变环值，改变环境，使之不适合鼠境，使之不适合鼠生存生存保证鱼生存的环保证鱼生存的环境条件，尽量提境条件，尽量提升升 K K 值值性别比例性别比例使某一性别不育使某

27、一性别不育不能单一捕捉某不能单一捕捉某一性别一性别年龄组成年龄组成尽量减少幼体尽量减少幼体尽量保护幼体尽量保护幼体下图表示种群在理想环境中呈下图表示种群在理想环境中呈“J”J”型增长，在有环境型增长，在有环境阻力条件下呈阻力条件下呈“S”S”型增长，下列关于种群在某环境中数型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是量增长曲线的叙述，正确的是A.A.当种群数量到达当种群数量到达 e e 点后，点后， 种群数量增长率为种群数量增长率为 0 0B.B.种群增长过程中出现环境阻种群增长过程中出现环境阻 力是在力是在 d d 点之后点之后C.C.图中阴影部分表示克服环境图中阴影部分表示克

28、服环境 阻力生存下来的个体数量阻力生存下来的个体数量D.D.若该种群在若该种群在 c c 点时数量为点时数量为100100，则该种群的，则该种群的K K值是值是 400400( (双选双选) )下图表示某一生物种群在有限环境中的增长曲下图表示某一生物种群在有限环境中的增长曲线。下列有关叙述，正确的是线。下列有关叙述，正确的是A.K A.K 值是环境条件所允许达到的种群数量的最大值值是环境条件所允许达到的种群数量的最大值B.B.在在 K K 值时，种群的增长率最大值时，种群的增长率最大C.C.如果不考虑迁入迁出等其他因素，在如果不考虑迁入迁出等其他因素，在 K K 值时出生率等值时出生率等于死亡

29、率于死亡率D.D.建立自然保护区是为了降低野生生物的建立自然保护区是为了降低野生生物的 K K 值值如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是A.A.在在t t0 0t t2 2时间内，种群数量时间内，种群数量呈呈“J”J”型增长型增长B.B.若在若在t t2 2时种群的数量为时种群的数量为N N，则在则在t t1 1时种群的数量为时种群的数量为N N2 2C.C.捕获该鱼的最佳时期为捕获该鱼的最佳时期为t t2 2时时D.D.在在t t1 1t t2 2时，该鱼的种群数时

30、，该鱼的种群数量呈下降趋势量呈下降趋势 右图表示某物种迁入新环境后，种群的增长速率随时右图表示某物种迁入新环境后，种群的增长速率随时间的变化关系。在第间的变化关系。在第1010年时经调查该种群数量为年时经调查该种群数量为200200只，只，估算该种群在此环境中的环境负估算该种群在此环境中的环境负荷量约为荷量约为A.100A.100只只 B.200B.200只只C.300C.300只只 D.400D.400只只在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，需在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，需利用计数板对微生物细胞进行直接计数。计数板是一利用计数板对微生物细胞进行直接计数。计数板是一个特制的

31、可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数室内。计数室由室内。计数室由25251616400400个小室组成，容纳液体总个小室组成，容纳液体总体积为体积为0.1 mm0.1 mm3 3。某同学操作时将。某同学操作时将 1 mL 1 mL 酵母菌样品加酵母菌样品加 99 mL 99 mL 无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行渗无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行渗入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液，进行入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液，进行观察计数。观察计数。(1)(1)在实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：在实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：从静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数，从静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数，记录数据；记录数据；把酵母菌培养液放置在冰箱中；把酵母菌培养液放置在冰箱中；第七天再取样计数，记录数据，统计分析绘