1-3 影响种群数量变化的因素【课件】生物选择性必修2

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第3节影响种群数量变化的因素

第1章种群及其动态

[学习目标]

1.通过研究环境因素、种内关系及种间关系,明确影响种群数量变化的

因素。

2.通过研究影响种群数量变化的生物因素和非生物因素,认同种群研究的重要社会意义,提升社会责任感。

3.基于对生物学过程中存在因果循环关系的认识,探讨人类活动对种群及环境的影响。

课前自主预习案

一、非生物因素

1.种群的等特征直接决定种群密度,因此,凡是影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。

2.在自然界,种群的数量变化受到等非生物因素的影响。

3.干旱缺水会使许多植物种群的升高,种群密度;动物种群在寻找水源的过程中也常常发生个体的死亡,种群密度下降。而对东亚飞蝗来说,气候干旱正是种群的主要原因。

4.非生物因素对种群数量变化的影响往往是的。

出生率和死亡率、迁入率和迁出率

阳光、温度、水

死亡率

降低

爆发式增长

综合性

二、生物因素

1.随着种群的增长,会加剧,从而使种群的增长受到限制,这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。

2.大草履虫和双小核草履虫在单独培养时,两者的数量都呈;混合培养开始时,,但随后双小核草履虫个体数目继续增加,而大草履虫的个体数下降,最后完全消失。说明二者之间的关系是,而且在食物不足时,在竞争中占劣势。

3.在自然界,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系,其中.

的关系、的关系都是十分常见的。除外,每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象,每种动物都需要以其他生物为食。

种内竞争

“S”形增长

两个种群数量也都有增长

竞争

大草履虫

捕食与被

捕食

相互竞争

顶级捕食者

4.作为宿主的动物被寄生虫,细菌或病毒引起,也会影响种群的等特征,进而影响种群的数量变化。

5.一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的

是相关的,这些因素称为;而等气候因素以及等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为。

三、种群研究的应用

1.研究种群的特征和数量变化的规律,在、

等方面都有重要意义。

寄生

传染病

出生率和死亡率

密度

密度制约因素

气温和干旱

地震、火灾

非密度制约因素

野生生物资源的合理利用和保护

有害生物的防治

2.在濒危动物的保护方面,能预测,进而采取合理的保护措施。

3.在渔业上,捕捞量应在左右,有利于持续获得较大的鱼产量,原因是

。

4.在有害生物的防治方面,有效,有利于将害虫数量控制在较低水平。

种群的数量变化趋势

K/2

K/2时种群的增长速率最大

保护或引入天敌生物

预习自测

1.判断有关“影响种群数量变化的非生物因素”说法的正误。

(1)种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等是决定种群数量的外部因素。()

(2)同一种非生物因素对不同生物的影响相同。()

(3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。()

×

×

√

2.判断有关“影响种群数量变化的生物因素”说法的正误。

(1)大草履虫和双小核草履虫属于同一物种。()

(2)每种动植物都会被其他某种生物捕食。()

(3)种群数量的变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响。()

(4)采用化学和物理方法控制鼠的种群密度效果更好。()

(5)培养瓶中细菌种群数量达到K值前,密度对其增长的制约逐渐减弱。()

3.判断有关“种群研究的应用”说法的正误。

(1)中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量。()

(2)鼠害发生时,只通过采用物理和化学的方法控制现存害鼠的种群数量就可以。

()

(3)防治农林害虫时,一味地依赖喷洒农药,既会造成环境污染,又会伤及害虫的天敌。()

×

×

√

×

×

√

×

√

课堂互动探究案

探究点一非生物因素对种群数量变化的影响

[情境1]阅读教材P13“思考·讨论”,回答下列问题。

[思考](1)从情境1中可以看出,影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么

提示:光照强度。

(2)情境1中,在同样的非生物因素的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的有较大差异,这是为什么

提示:刺儿菜生长需要的光照强度小于一年蓬、加拿大一枝黄花。

(3)除上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素影响

提示:种群数量的变化还受温度和湿度等非生物因素影响。

[情境2]研究人员调查1928～1977年某灰鹭种群数量变化,结果如下图。

[思考](1)调查灰鹭种群数量的方法是什么

提示:标记重捕法。

(2)灰鹭种群1964年后增长曲线是哪种类型

提示:因为有K值,所以是“S”形增长曲线。

(3)影响灰鹭种群数量变化的主要因素是什么

提示:温度。

(4)除此之外,还有哪些非生物因素会影响灰鹭种群数量变化

提示:水分、气候等因素。

[情境3]芦苇、泽泻等水生植物只能长在浅水或水边;红树、柳树等只能长在水源附近;松、杉、柏等能长在比较干旱处,仙人掌、沙棘等可长在极干旱的沙漠。鸭子、青蛙只可在水中或水源附近活动,而鹰、黄羊、沙鼠等可在干旱的陆地自由活动。

[思考](1)情境3中不同植物生活在不同的区域,影响其种群密度的主要非生物因素是什么

提示:主要是水分的含量。

(2)情境3中影响鸭子、青蛙、黄羊等动物的种群密度的非生物因素是什么除此之外,还有哪些因素影响其种群密度

提示:水分。除此之外,它们的食物即植物的分布也会影响种群密度。

(3)干旱缺水对种群数量影响是否相同

提示:不同。干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高。动物种群会因缺少食物及在寻找水源的过程中发生个体死亡。但是对于东亚飞蝗来说,气候干旱会使其种群

爆发式增长。

[归纳总结]有关非生物因素的三点总结

(1)影响种群数量变化的非生物因素有阳光、温度、水分等,影响水生动物种群数量变化的原因还有含氧量等。这些因素都会影响种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率等进而影响种群密度。

(2)同一种非生物因素对不同生物的影响不同。

(3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的,种群数量的变化是多种非生物因素共同作用的结果。

[应用]下列哪种非生物因素对种群数量的调节有影响()

A.阳光B.温度

C.气候D.以上都有影响

D

解析:阳光、温度以及气候条件等均会对种群数量产生影响,从而调节种群数量。

探究点二生物因素对种群数量变化的影响

1.种群内部生物因素对种群数量变化的影响

[情境1]一支试管里的酵母菌,在繁殖多代后,种群数量不再增加,甚至会

下降。

[思考](1)上述情境说明影响酵母菌种群数量的非生物因素有哪些

提示:营养、生存空间。

(2)影响酵母菌种群数量的生物因素有哪些

提示:酵母菌的种内竞争。

[归纳总结]影响种群数量变化的内部生物因素除了种内竞争,还有种内互助,例如蚂蚁、蜜蜂等的种内互助。

2.种群外部生物因素对种群数量变化的影响

[情境2]生态学家选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验:取相等数目的双小核草履虫和大草履虫,用一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养,这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。单独培养和混合培养时曲线图如下图所示:

[思考](1)两种草履虫混合培养时种群个体数量发生怎样的动态变化

提示:相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。随着双小核草履虫数量的增加,争夺食物的优势越来越大,最终大草履虫失去了食物来源而灭亡。

(2)这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质,这能够说明什么

提示:混合培养时由于这两种草履虫具有相似的生活习性(二者以同一种杆菌为食),随着两种草履虫数量的增加,相互之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势。两种草履虫没有分泌杀死对方的物质,进一步证明了该实验结果源于两种草履虫争夺资源,这就是竞争。

(3)请尝试列举类似大草履虫和双小核草履虫的竞争关系。

提示:大象与狮子争夺水源、水稻与稗草竞争阳光及土壤中的营养等。

(4)竞争对种群数量的影响是什么

提示:竞争的结果常表现为相互抑制,例如水稻和稗草;有时表现为一方占优势,另一方处于劣势甚至灭亡,例如大草履虫和双小核草履虫。

[情境3]生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。经过90多年的调查研究,猞猁和雪兔种群数量变化如下:

[思考](1)用90多年的调查研究结果分析猞猁和雪兔种群数量的波动情况,你能发现什么规律

提示:猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。例如,从1845年到1855年间,猞猁数量的增加导致雪兔减少;而雪兔的减少,又会造成猞猁减少,之后雪兔又大量增加。这就是猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性。可概括表示为“先增加者先减少,后增加者后减少”。

(2)猞猁和雪兔的种间关系是什么

提示:捕食。

(3)除猞猁外,影响雪兔种群数量变化的还有其他因素吗

提示:影响雪兔种群数量变化的因素还有雪兔的食物、传染病等。

(4)捕食者对被捕食者的意义是什么

提示:捕食者与被捕食者的关系是在漫长的进化过程中形成的,被捕食的往往是体弱患病的或遗传特性较差的个体,从而防止了疾病的传播和不利遗传因素的延续。

[情境4]冬虫夏草是一种名贵中药。蝙蝠蛾的幼虫被真菌侵入体内,菌丝逐渐充满虫体,变为菌核使虫体的组织破坏,残留外皮。夏季菌核萌发,从幼虫的口或头部长出有柄的子座,似直立小草。

[思考](1)这种真菌和幼虫的关系是什么

提示:寄生。

(2)寄生者会不会影响寄主种群数量的变化

提示:会,寄生者导致寄主生病甚至死亡,即寄主的环境适应能力相应下降,寄生者只是不直接导致寄主死亡,却仍对寄主有所伤害。

[归纳总结]有关生物因素的两点总结

(1)当被捕食者数量增加,捕食者数量也会增加;当捕食者数量增加时,需要捕食的食物增多,又会使被捕食者数量减少,所以捕食者和被捕食者种群数量的变化互为因果,是循环因果关系。捕食者和被捕食者种群数量变化呈同步周期性。可概括表示为“先增加者先减少,后增加者后减少”。例如:在森林中,当害虫数量增加时,食虫鸟类由于食物丰富,数量也会增多,这样,害虫种群的增长就会受到抑制。

(2)生物因素和非生物因素是种群数量变化的外因,都是通过种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率起作用的。出生率和死亡率、迁入率和迁出率就是影响种群数量变化的内因。只有影响种群数量内因的生物因素和非生物因素才会影响种群数量。

[应用]从生物种间关系角度看,下列谚语或古诗中表现为种间竞争关系的是()

A.螳螂捕蝉,黄雀在后

B.种豆南山下,草盛豆苗稀

C.春色满园关不住,一枝红杏出墙来

D.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开

B

解析:“螳螂捕蝉,黄雀在后”体现了种群间捕食关系;“种豆南山下,草盛豆苗稀”体现了杂草和大豆之间的竞争关系;“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”体现了植物的向光性;随海拔升高,温度降低,“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”体现了温度对植物开花的影响。

探究点三种群研究的应用

[情境]①东北豹是我国一级保护动物,2023年,科学家基于长期的野外观测查明:在我国东北长白山北部地区,共监测到东北豹42只,其中,幼体2只,雌性和雄性的成体分别为21只和17只,未能判断性别的成体2只。

②渔业生产中,要求渔网的孔眼必须达到一定大小,否则会影响来年鱼的

产量。

③某地农业部门建议在棉花栽培中可以利用赤眼蜂来防治棉铃虫。赤眼蜂产卵在棉铃虫的卵内,赤眼蜂的幼虫以棉铃虫卵里的营养物质为食物,因而使棉铃虫的卵不能孵化。放养棉铃虫的天敌——赤眼蜂虽不能彻底消灭棉铃虫,但是能将棉铃虫的种群数量控制在较低的水平。

[思考](1)保护东北豹可采取哪些措施

提示:对于濒危动物保护采取一系列的措施,如全面禁猎、禁止商业性砍伐林木、建立自然保护区、国家公园等。

(2)渔网的孔眼必须达到一定大小,原因是什么从种群特征的角度分析。

提示:使较小的幼鱼不被捕获,以确保捕捞后的鱼群中幼鱼占多数,年龄结构为增长型。

(3)棉铃虫和赤眼蜂的关系是什么

提示:寄生。

(4)研究种群的特征和数量变化的规律,有什么意义

提示:在野生生物资源的保护和利用、有害生物的防治等方面有重要意义。

[归纳总结]农业生产可以将生物间的寄生和捕食关系用于生物防治,如我国用七星瓢虫防治蚜虫和用灰喜鹊防治松毛虫等。生物防治与化学防治相比的优点是利用寄生和捕食关系来防治农林害虫,这样可以减少环境污染、害虫抗药性,而且对害虫的天敌没有毒害作用,对于维持生态系统的稳定有重要意义。

[应用]研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素,对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有着重要意义。下列有关说法正确的是()

A.采取措施降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量

B.消灭捕食者,引入被捕食者是保护濒危动物的根本措施

C.在田鼠种群数量达到K/2时进行防治,消耗的防治成本最低

D.鱼类养殖中,在接近K/2时进行捕捞有利于鱼类的可持续增产

A

解析:采取措施如减少其食物来源,增加其天敌的数量,破坏其栖息环境等,降低环境容纳量,能从根本上限制有害动物的种群数量增长;建立自然保护区,给濒危动物创造更宽广的生存空间,改善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量,是保护濒危动物的根本措施;在种群数量达到K/2前防治,防治成本最低;鱼类养殖过程中,捕捞后的剩余量接近于K/2时,有利于鱼类资源的可持续增产。

课堂小结

完善概念图记忆节节清

1.在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。

2.捕食、竞争和寄生都会引起种群数量的变化。

3.研究种群的特征和数量变化的规律,在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面有重要意义。

4.中等强度的捕捞(捕捞量在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。

随堂反馈

1.判断下列有关影响种群数量变化的生物因素的表述是否正确。

(1)某林场中繁殖力极强的老鼠种群数量的增长会受密度制约。()

(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。()

(3)捕食会使某一物种灭绝。()

√

×

×

2.为保护美洲某草原的鹿群,自1907年开始人工捕猎美洲狮和狼。若干年

后,鹿种群的数量变化如图所示。以下分析不正确的是()

A.1905年前,鹿的数量保持在4000头左右主要是有捕食者

B.1925年前后,该区域内鹿种群的K值是保持在100000头

C.1927年后,鹿的数量迅速减少的主要原因是草场被破坏

D.鹿、美洲狮、狼等在该生态系统中相互依存、相互制约

B

解析:1905年前,由于有天敌美洲狮和狼等捕食者的存在,鹿的数量被抑制在4000头左右;1925年前后,鹿种群数量约100000头,由于种群种内斗争剧烈,导致种群下降并稳定至4000头左右,可见环境容纳量(即K值)并非100000头左右;由于草场连续7年损耗,食物减少,导致1927年后鹿的数量迅速减少;鹿和美洲狮、狼是捕食关系,美洲狮和狼是竞争关系,它们在该生态系统中相互依存、相互制约,维持生态系统相对稳定。

3.下图中曲线Ⅰ表示某种群的出生率,曲线Ⅱ表示其死亡率。则()

A.种群在c点之前呈“J”形曲线增长,c点之后呈“S”形曲线增长

B.种群数量增长最快的时期是a点对应的时期

C.c点时此种群的个体总数达到环境容纳量

D.曲线表明种群数量变化受食物的影响

C

解析:由图可知,随着时间的变化种群死亡率逐渐升高,出生率逐渐下降,c点时出生率等于死亡率,说明此种群的个体总数在c点之前呈现增长趋势,

c点之后呈现下降趋势,种群数量增长最快的时期位于a点之前;从曲线中不能得出种群数量变化受食物影响的结论。

4.(不定项选择)如图甲表示某一经济鱼类的种群特征,图乙是某时期该鱼类种群的年龄结构曲线,下列分析错误的是()

A.图乙为c点后该经济鱼类年龄结构曲线

B.在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量

C.估算一个种群的出生率和死亡率,即可确定种群密度的大小

D.d点时种群数量达到最大值

A