生物必修苏教生物群落的基本单位种群

生物必修苏教生物群落的基本单位种群第1页/共55页第一节生物群落的基本单位——种群第2页/共55页课标领航学习目标：1.明确种群的概念2．列举说明种群的特征和影响种群数量变动的因素3．样方法调查种群密度的基本方法能力目标：能尝试用样方法调查周边地区双子叶植物的种群密度，并能据所得数据进行准确计算，作出合理的分析和判断，提高探究、收集信息、分析和解决问题的能力情感目标：1.体验、领悟科学研究的方法，培养不断创新精神2．通过学习人类活动对种群数量变化的影响，形成可持续发展的观点第3页/共55页情景导引1859年，英国人托马斯·奥斯汀到澳州定居，带来的24只野兔，经一个世纪之后，这24只野兔的后代达到6亿只之多。导致植被破坏、水土流失。你能解释其中的缘由吗？第4页/共55页

核心要点突破实验探究创新知能过关演练第一节基础自主梳理第5页/共55页基础自主梳理一、种群的特征1．种群：在一定时间内占据一定空间的_____生物的_____个体。2．种群密度(1)概念：种群在单位面积或单位体积中的全部个体数。(2)调查方法为取样调查法。动物：___________；植物：_______。同种所有标志重捕法样方法第6页/共55页3．出生率和死亡率(1)概念：单位数量个体在单位时间内新出生或死亡的个体数。(2)意义：_____种群大小和密度的最直接因素。4．年龄结构(1)概念：一个种群中各年龄期的个体数目比例。(2)类型：_______：年幼个体较多，老年个体较少，出生率大于死亡率，密度将增大。决定增长型第7页/共55页________：各年龄期个体比例适中，出生率与死亡率大致相等，密度较稳定。________：老年个体较多，幼年个体较少，死亡率大于出生率，密度将减少。5．性别比例(1)概念：种群中雌雄个体数目的比例。(2)意义：在一定程度上_____种群密度。稳定型衰亡型影响第8页/共55页思考感悟1．我国严禁利用超声波等技术进行非医学需要的胎儿性别鉴定，从生物学角度分析它有什么意义？【提示】

会影响男孩和女孩的出生率，从而影响人口性别比例，不利于人口发展。第9页/共55页二、种群研究的核心问题及意义1．种群研究的核心问题：种群数量的变化。2．影响种群数量变化的因素(1)________________

、___________是决定种群数量变化的主要因素。(2)年龄组成、性别比例是_________________的主要依据。3．实践意义(1)保育______________。(2)监测、预报和有效控制__________。(3)监控人口数量。出生率和死亡率迁入和迁出预测种群数量变化珍稀濒危生物有害生物第10页/共55页三、种群数量的增长规律1．建立数学模型(1)地位：对种群进行动态研究过程中的___________。(2)过程：表达与验证。(3)目的：阐明__________________的规律及其调节机制。2．种群增长的“J”型曲线(1)形成的条件：食物和空间________、_________和没有敌害等理想条件下。关键环节自然种群动态变化条件充裕气候适宜第11页/共55页(2)公式：Nt＝N0λt。N0为种群__________，λ为每代的_______，Nt为种群第t代的数量。3．种群增长的“S”型曲线(1)形成条件：在有限的环境中，随种群密度的上升，种群个体间的竞争_____，以该种群生物为食的捕食者数量______。(2)K值：在_________的情况下，环境条件能维持的种群最大数量。起始数量增长率加剧增加有限环境第12页/共55页

思考感悟2．种群数量达到K值后，数量能维持恒定不变吗？为什么？【提示】

不能。由于环境是时刻发生变化的，故其容纳量也会发生变化，其数量会发生波动。第13页/共55页4．探究：培养液中酵母菌种群数量的变化(1)材料选择：_________繁殖速度快，个体小，作为研究种群变化的材料，容易建立具有代表意义的科学模型。(2)研究计划：根据已经掌握的知识，设计_________________；设计计数的时间和方法；设计研究结果的记录表格。(3)总结交流：用_____表示酵母菌数量随时间的变化过程。酵母菌酵母菌的培养条件曲线第14页/共55页核心要点突破种群密度变化的判断1．影响种群密度的因素第15页/共55页(1)直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出，出生率高、迁入多时，种群密度增大；死亡率高、迁出多时，种群密度减小。(2)间接因素：年龄结构、性别比例通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度。2．预测种群密度的变化趋势年龄结构和性别比例是影响种群密度的间接因素，是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。分别依据年龄结构和性别比例，推测出种群出生率和死亡率的关系，从而确定种群的变化趋势。第16页/共55页第17页/共55页根据下面甲、乙两个国家各年龄段的人口数量曲线图，判断下列叙述正确的是(

)例1第18页/共55页A．甲属于人口稳定型国家，乙属于人口衰退型国家B．甲属于人口增长型国家，乙属于人口稳定型国家C．甲属于人口增长型国家，乙属于人口衰退型国家D．甲属于人口衰退型国家，乙属于人口稳定型国家【尝试解答】

B

第19页/共55页【解析】本题主要考查年龄结构的类型及识图能力。第20页/共55页【互动探究】

(1)若干年后，甲国家、乙国家人口数量将发生怎样的变化？(2)采取什么措施可降低甲国家的人口数量？【提示】

(1)甲国家人口数量增加，乙国家人口数量基本不变。(2)实行计划生育，降低出生率。第21页/共55页跟踪训练下列有关种群的叙述，正确的是(

)①内蒙古草原上的全部牛是一个种群②池塘中所有的鱼是一个种群③稻田中所有的三化螟是一个种群④种群密度的决定因素是年龄结构、性别比例⑤影响种群密度大小的直接因素是出生率和死亡率A．①③⑤

B．②④C．②④⑤

D．③⑤第22页/共55页解析：选D。内蒙古草原上的全部牛一般不是由同一种牛组成的；池塘里的鱼也不是单一的物种；稻田里的三化螟是由同一种生物个体组成的，是一个种群；年龄结构和性别比例对种群密度不起决定性作用，出生率和死亡率才是决定种群密度大小的直接因素。第23页/共55页1．样方法(1)样方法的含义及适用范围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，将所有样方种群密度取平均值作为该种群密度的估计值。②适用范围：多用于植物和某些活动能力弱、活动范围小的动物，如某昆虫卵的密度、作物植株上的蚜虫的密度、跳蝻的密度等。种群密度的测定第24页/共55页(2)样方的选取①样方数目的确定。样方数目的多少随调查地段的总体面积而定。总体面积大，选取的样方数多些。一般地说，选取的样方越多，求得的种群密度越接近实际情况。②样方大小的确定依据。a．视调查的植物类型而定。温带地区样方的大小，一般地说，乔木为100m2，灌木为16m2，草本植物为1m2。b．视调查对象的分布情况而定。一般而言，对于分布不规则的种群，多数小样方取样比少数大样方取样效果好。③常用取样方法：五点取样法和等距取样法。第25页/共55页第26页/共55页特别提醒样方确定原则：(1)随机取样。(2)样本数量足够大。(3)取样过程不许掺入任何主观性。2．标记重捕法在被调查种群的样地中，捕获一部分个体，将这些个体进行标记后再放回到原来的环境中，经过一段时间后进行重捕，根据重捕取样中的标记比例，来估计该种群的种群密度，这种方法就叫做标记重捕法。第27页/共55页(1)标记重捕法适用于对动物种群的调查，对植物种群不适用。因为植物个体不能运动，不可能标记后再在种群中均匀分布。第28页/共55页第29页/共55页特别提醒(1)利用标记重捕法计算的种群密度要和实际相符必须满足以下两个条件：①该区域无较多个体出生和死亡。②该区域无较多个体迁入和迁出。(2)标记物和标记方法必须对动物不会产生伤害；标记符号不能过分醒目，如果过分醒目，可能会改变被标记个体在自然界中与其他生物的关系，从而导致结果失真；标记符号必须能维持一定的时间，在调查期间不能消失。第30页/共55页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，圆圈表示个体。例2第31页/共55页(1)请将应该计数的圆圈涂黑。(2)某调查小组对苦荬菜调查的结果进行统计。下表是10个小组的调查结果，则该块地苦荬菜的种群密度为________株/m2。组别12345678910株数0233484233第32页/共55页【尝试解答】

(1)略(只要是计数样方内部和相邻两边及顶角个体即可。不是相邻四边，如果每个样方都是四边都计数，肯定要比实际值偏大)(2)3(第1组和第6组明显偏离平均值，应舍弃不计)【解析】

(1)要遵循样方统计原则，选取任意相邻两边及其顶角个体涂黑。(2)选取的样方必须具有代表性，不具有代表性的样方应舍弃，如第1组和第6组。第33页/共55页跟踪训练

(2011年江苏泰州高二检测)生态工作者从东到西对我国北方A、B、C三种类型的草原进行调查。下表是不同调查面积的物种数量统计结果。

调查面

(cm×cm)草原类型10×1020×2040×4080×8090×90100×100110×110120×120130×130140×140A358141617192020…B35691113131313…C235888888…第34页/共55页在调查B草原某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤。①选取40cm×40cm为最佳样方面积。②在该物种分布较密集的地方取5个样方。③计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。第35页/共55页解析：所取样方应随机确定，样方面积应取物种种类数达到稳定的最小面积，分析表格可知为100cm×100cm时种群密度为各样方的平均数。答案：(1)选取的样方面积不对。应取物种种类数达到稳定的最小面积100cm×100cm。(2)取样方法不对。应在B草原中随机取样。(3)对种群密度值的估算方法不对。应以调查样方的单位面积中种群个体数量的平均数作为种群密度的估计值。第36页/共55页“J”型曲线“S”型曲线产生条件理想状态：(1)食物、空间条件充裕(2)气候适宜(3)没有敌害、疾病现实状态：(1)食物、空间有限(2)各种生态因素综合作用特点种群数量以一定的倍数连续增长种群数量达到环境容纳量K值后，将在K值上下保持相对稳定环境容纳量(K值)无K值有K值种群增长率保持稳定先增加后减少曲线种群数量增长的数学模型第37页/共55页1.“J”型数量增长的两种情形(1)实验室条件下。(2)当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。2．在自然条件下，曲线不像数学模型所预测的那样光滑、典型。3．“J”型和“S”型两种增长方式的差异主要在于有无环境阻力对种群数量增长的影响。第38页/共55页特别提醒(1)“J”型、“S”型增长曲线横坐标代表时间，纵坐标代表个体数量。若纵坐标改为增长率，则“J”型应为稳定不变；“S”型曲线对应的应为先增大后减小，其中在K/2时达到最大，K时为0。(2)“S”型曲线中的K/2，在生产中常被称为“控制点”，有益生物的数量控制在此点，会得到更快的增长，有害生物的数量控制在此点以下，会限制其快速增长。第39页/共55页用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：例3时间(天)15913172125293337成虫数(只)6102871131207270302327341第40页/共55页根据表中数据分析，下列结果正确的是(

)A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快B．第17～29天，成虫增长率上升、死亡率下降C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关D．第1～37天，成虫数量呈“J型”增长第41页/共55页【思路点拨】

本题考查影响种群数量变化的因素及数量增长模型。解答本题可从以下角度分析：(1)明确影响种群数量变化的因素。(2)回顾“J”型曲线和“S”型曲线的特点。(3)正确分析表格提供的信息进行解答。【尝试解答】C

第42页/共55页【解析】分析题目中的表格可知，第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是营养丰富、环境条件适宜；第17～29天，成虫增长率下降；第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关；第1～37天，成虫数量表现为“S”型增长，所以C正确。第43页/共55页跟踪训练

(2010年高考山东卷)右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(

)A．在K/2时控制有害动物最有效B．图示规律可作为控制人口增长的依据C．该图可用于实践中估算种群最大净补充量D．在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量第44页/共55页解析：选C。据图可知，K/2时种群的净补充量最大，所以控制有害动物应在其种群数量达到K/2之前，种群密度很小即该种群处于发展初期时进行控制最为有效；控制人口增长不能选择在K/2时，且控制人口不能通过控制死亡率实现，而是通过降低出生率实现；种群在K/2时净补充量最大，该图可以为实践中估算最大净补充量提供依据；在K/2时捕捞鱼类可使鱼类资源得到持续性发展，但要得到最大日捕捞量应在达到环境容纳量即K值时进行。第45页/共55页实验探究创新探究培养酵母菌种群数量的变化1．实验原理(1)酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生二氧化碳和酒精。(2)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(3)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线，在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。第46页/共55页2．设计对照实验试管编号ABC管内液体培养液/mL1010无菌水/mL10酵母菌/mL0.10.10.1温度条件/℃28528第47页/共55页3.实验步骤(1)将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。(2)将酵母菌接种入试管中的培养液中混合均匀。(3)将试管在28℃条件下连续培养7d。(4)每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测法：将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内，显微观察并计数一个小方格内的菌种数，已知小方格的培养液厚度为0.1mm，计算出培养液体积，