种群的特征 高二上学期生物苏教版选择性必修2

第一章种群第一节种群的特征一、种群的特征

1、种群：例：下列叙述中属于种群的是（）A．一个池塘中全部的鱼B．一片草地上的全部蒲公英C．两个草原上的全部蒲公英D．一片森林中的全部杨树

E.一片森林中全部的毛白杨一块地里的所有三倍体西瓜BE注：种群不是生物个体数量的简单相加，而是由同种生物个体组成的具有整体性和统一性的群体；生态学上把在特定时间占据一定空间的同种生物的所有个体的集合称为种群；2、种群的特征种群的数量特征种群的空间特征种群密度出生率和死亡率迁入率和迁出率年龄结构性别比例均匀分布随机分布集群分布二、种群的空间特征：种群在空间中的位置或布局；均匀分布随机分布集群分布三、种群的数量特征（一）种群密度1、定义：是指在单位面积或空间内某种群的个体数量；种群密度是种群最基本的数量特征。集群飞迁时君主斑蝶种群密度很高国家一级保护动物普氏原羚种群密度很低积极思维：如何调查某块草原上蒲公英的种群密度？2、种群密度的调查方法：方法一：直接计数法/逐个计数法：

调查分布范围较小，个体较大、个体数量较少的种群；

方法二：估算法：

调查分布范围较大，个体较小，数量多的的种群；

（1）样方法②适用范围：植物或活动范围较小的动物（如蜗牛、蚜虫、跳蝻、昆虫卵等）①概念：通过计算若干样方中某种生物的全部个体数，再以其平均数估算种群整体数量的方法。②调查过程：a、确定调查对象：一般不选不容易计数的丛生或蔓生的单子叶植物，而选个体数目容易辨别的双子叶植物；丛生蔓生双子叶√b、选取样方适用于长条地形取样方法五点取样法：等距取样法：适用于正方形或不规则形地块；取样关键：要做到随机取样；五点取样法等距取样法样方大小：一般情况下，草本：1m×1m；灌木：4m×4m；乔本：10m×10mc、计数：计数习惯：数上不数下，数左不数右；统计样方内部个体数和相邻两边及其夹角上的植物总数；右图中蒲公英有

株；9d、计算种群密度：所有样方取平均值；例1：某同学对某地蒲公英数量调查结果如下（样方大小为1m2），则该地蒲公英的种群密度约为

株/m2。样方编号12345株数345444例2：某同学在牛首山调查珍稀蝶类——中华虎凤蝶幼虫的种群密度，得出5个样方（样方面积为1m2）的种群数量分别为4、6、8、8、9只。那么，该同学该怎样计算该种蝶幼虫的种群密度（单位：只/hm2）？N＝（4＋6＋8＋8＋9）／5＝7只／m2＝70000只／hm2(注意1hm2=10000m2)注：①理论上，样方数量越多，测得种群密度的数值与实际偏差越小，但实践中，取样的样方数量过多会增加实验实施的难度；②探究行道树上某种活动能力弱的蜘蛛采用

法；③青蛙的卵分布于水边30-50厘米处，若要调查青蛙卵的种群密度，应该采用

法；积极思维：调查一口池塘中鲤鱼的种群密度，调查草原上某种鼠的种群密度，调查树林中某种鸟的种群密度也可以用样方法吗？若不可以，那么如何估算它们的种群密度？判断：用样方法调查蒲公英种群密度时，应在分布较密的地区取样(

)等距取样等距取样×（2）标志重捕法：①含义：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体进行标志后，再放回原来的生活环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中被标志的个体数占总个体数的比例，来估算种群密度；②前提：被标志个体与未被标志个体在重捕时被捕获的概率相等；方法二：估算法：

调查分布范围较大，个体较小，数量多的的种群；

活动能力强、活动范围大的动物；如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类、昆虫；③适用范围：④调查过程：捕获部分个体做上标记后放回原来的环境(记录个体数为M)一段时间后重捕并计数(重捕到的个体总数n，重捕到的标记个体数m)估算种群密度N计算公式：个体总数(N)重捕中标记个体数(m)重捕个体数(n)＝初次捕获并标记数(M)标志重捕法注意事项：a.标志物和标志方法不能影响被标志动物的正常生命活动，也不能导致它们产生疾病或被感染等；b.标志符号不能过分醒目，否则被标志动物容易受到捕食者攻击；c.标志符号持续存留时间不短于研究时间；d.数量变动：在研究期间，没有较多个体的出生和死亡，也没有较多个体的迁入和迁出；例：调查一块方圆2hm2的农田中田鼠的数量时，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获了42只，将捕获的田鼠经标记后原地释放。数日后，在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼，捕获38只，其中有上次标记的个体12只。则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只？种群密度是多少？解：N＝（42×38）／12＝133只种群密度=133/2≈67只/hm2①若被标记个体变得更难捕捉，则估算值偏_____；②若被标记个体易被捕食，则估算值偏___；③若被标记个体的标志脱落，则估算值偏___；④若因个体间相互接触，未被标记的个体也沾上了标记颜料，则估算值偏____；⑤如果标记的个体因标记过于醒目，易被实验人员发现，则估算值偏____；⑥若标志过程中，使用有害性的标志，致使被标志的个体放回后出现部分死亡，则估算值偏____；大大大小小大标记重捕法误差分析：

种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势；要想知道种群数量的消长，还需要研究种群的其他数量特征。资料一：东北豹每年1-2月交配繁殖，每胎产2～3仔,2～3岁性成熟。鼠年产数窝，每窝5～20只，幼鼠出生2～3个月后便性成熟。繁殖能力的差别是造成东北豹数量难长而鼠患难绝的重要原因；资料二：1949年-2022年我国人口的出生率和死亡率曲线图：（二）出生率和死亡率1、出生率：死亡率：2、出生率、死亡率与种群密度的关系3、意义：出生率>死亡率：

出生率=死亡率：出生率<死亡率：出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素；种群密度增大；种群密度相对稳定；种群密度减小；单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率；单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率；资料三：我国人口每到节假日，尤其是春节就会有大流量迁徙，造成城市人群密度大幅降低；资料三：我国人口每到节假日，尤其是春节就会有大流量迁徙，造成城市人群密度大幅降低；（三）迁入率和迁出率1、迁入率：迁出率：2、迁入率、迁出率和种群密度的关系

迁入率＞迁出率，种群密度增大；迁入率≈迁出率，种群密度相对稳定；迁入率＜迁出率，种群密度减小；单位时间内迁入某种群的个体数占该种群个体总数的比率称为迁入率；单位时间内迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率称为迁出率；3、意义：迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素；资料四：据统计，1990—2021年间，我国0-14岁少年儿童的人口占总人口的比例由27.69%下降到17.95%；15-59岁人口的比例占63.35%；65岁及以上老龄人口比例由5.57%上升到13.5%。（四）年龄结构1、定义：2、类型增长型稳定型衰退型年龄结构是指一个种群中各年龄阶段的个体数占整个种群个体数的百分比。增长型：幼年个体较少，老年个体较多，出生率<死亡率，种群密度会越来越小；稳定型：增长型稳定型衰退型幼年个体较多，老年个体较少，出生率>死亡率，种群密度会在一段时间内越来越大；各年龄段的个体数目比例相当，出生率=死亡率，种群密度会在一段时间内保持相对稳定；衰退型：可以预测种群密度的变化方向；3、意义:说出以下图示对应的年龄结构类型：A_________B_________C_________D_________E_________F_________增长型稳定型衰退型衰退型增长型稳定型资料五：我国人口性别比例调查20世纪80年代以来，我国出生人口的男女性比持续升高，1982年第三次人口普查显示全国的出生人口性别比例为108.5（以100名女婴所对应的男婴数目为结果）2010年第六次人口普查的这一数据为121.2，严重偏离了世界人口性别比例的正常值102～107。对此，我国政府采取了多种措施进行综合治理。例如，禁止非医学需要的胎儿性别鉴定和非医学需要的性别选择性人工流产，启动了“关爱女孩行动”。（五）性别比例1、概念：2、类型：雌雄相当型多见于高等动物雌多雄少型多见于人工控制的种群雌少雄多型多见于营社会生活的昆虫种群中雌雄个体数量的比例；利用性引诱剂诱杀雄性害虫（五）性别比例3、意义:4、应用:利用人工合成的性引诱剂(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体→破坏种群正常的性别比例→降低害虫种群密度。通过影响出生率间接影响种群密度保护濒危动物、调查农田杂草状况、监测和预报农林害虫、确定渔业的捕捞强度、人口数量的监控等。(1)出生率、死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群数量的变化(

)(2)年龄结构为增长型的种群，种群数量一定会越来越大(

)(3)出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还与气候、食物、天敌等因素有关(

)(4)若出生率大于死亡率，则种群密度一定增大(

)√√××研究种群数量的意义：判断：种群数量（种群密度）年龄结构迁入率出生率死亡率迁出率性别比例预测影响++--种群数量特征之间的关系：例：说出序号表示的种群的数量特征①_________②_________③_________④_________⑤_________种群密度出生率死亡率年龄结构性别比例1.下面关于种群的叙述正确的是①湖泊中所有的鱼是一个种群②内蒙古草原上的全部牛是一个种群③一片稻田中所有的稗草是一个种群④决定种群密度大小的因素是年龄组成和性别比例⑤种群密度的大小决定于出生率和死亡率A．②③⑤B．①④⑤C．④⑤D．③⑤D2.某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是A.将样方内的个体进行标记后再计数B.进行随机取样，适当扩大样方的面积C.采用等距取样法，适当减少样方数量D.采用五点取样法，适当缩小样方面积B习题巩固：3.某同学为了调查某区域内麻雀和黄鹂的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。捕获结果统计如表所示，下列叙述错误的是项目麻雀/只黄鹂/只第一次捕捉46(标志后放生)43(标志后放生)第二次捕捉42(其中6只标志)36(其中9只标志)A.为了结果的可靠性，标志物对标志对象的生理习性不能有影响B.该区域麻雀大约有322只，黄鹂大约有172只C.该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群D.若被标志的个体被再次捕获的概率下降，则计算的结果应偏小DA.利用性引诱剂诱杀害虫会影响③B.增长型种群的数量增长是由于①＞②C.预测种群数量变化的主要依据是④D.我国计划生育政策的目的是通过降低②来控制人口过度增长。B4.下列对种群特征概念图所作分析,错误的是5.如图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述不正确的是A.甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率B.丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度C.丁为年龄结构，每种类型中包括幼年、成年和老年三个年龄段D.种群密度是种群最基本的数量特征，调查方法有标志重捕法和样方法等A6.下图是某种群的数量特征示意图，下列相关叙述错误的是A.M、H分别指的是迁入率、迁出率B.N表示死亡率，N与G的差值为自然增长率C.年龄结构能预测种群数量的变化趋势D.用性引诱剂诱杀雄虫可降低害虫种群密度B积极思维：

我们的手上难免沾染细菌。细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。假设在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细蔺'每20min就通过分裂繁殖一代。（1）请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写在表格中。时间分钟20406080100120140160细菌数量2

4

8163264128256（2）如果用N表示细菌的数量，n表示细菌的代数（设子一代为第一代），请试着写出细菌种群数量的数学公式。72h后数量是多少？Nn=1×2n2216（4）在一个培养瓶中，细菌数量会一直按这个曲线描述的趋势增长吗?如何验证你的观点？不会，因为培养瓶中的营养物质和空间是有限的。（3）若以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的数量增长曲线图：1、数学模型：二、种群数量变化的数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式；细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量？研究实例在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响1.观察研究对象，提出问题。研究方法2.提出合理的假说。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。4.通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。3.根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型。2、建立数学模型：3、数学模型表现形式：数学公式、曲线图；优点缺点数学公式曲线图精确不直观能直观地反映变化趋势不精确（一）“J”型增长模型在理想条件下，如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”形。这种类型的种群增长称为“J”形增长。1、定义：2、适用条件：①食物和空间条件充裕；②气候适宜；③没有天敌；④没有其他竞争物种等的理想条件下；例1：1859年，一位来到澳大利亚定居的英国人在他的农场中放生了24只野兔。一个世纪之后，这24只野兔的后代竟超过6亿只。漫山遍野的野兔不仅与牛羊争食牧草，还啃啮树皮，造成植被破坏，导致水土流失。后来，人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。例2：20世纪30年代，人们将环颈雉引入某地一个岛屿。1937-1942年，这个种群数量的增长如下图所示。3、“J”形增长实例：4、“J”型增长的数学模型公式：（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数）Nt=N0

λt

（λ＞1）5、种群“J”型曲线的增长率和增长速率增长率：增长速率：指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数；指单位时间内增长的数量；增长率=（增长后的值-增长前的值）/增长前的值增长速率=（增长后的值-增长前的值）/时间5、种群“J”型曲线的增长率和增长速率λ－1理想化的情况在自然界中并不存在。那么，有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食……积极思维：生态学家高斯把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，不更换到更大容器中，不添加新的培养液，然后每隔24小时统计一次大草履虫的数量，第5天后基本维持375个左右，结果如下表：时间/d种群数量/个K=375时间0123456数量520137319369375373请绘制大草履虫的种群增长曲线：（二）“S”型增长模型种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形,这种类型的种群增长称为“S”形增长；1、定义：①资源和空间有限；②存在天敌和其他竞争物种的自然条件下；2、适用条件：3、“S”型增长曲线模型构建K值：种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢；资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速；资源和空间有限，种群密度增大，种内斗争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓；出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定。ab段:bc段:cd段:de段:又称环境容纳量，指一定环境条件所能维持的种群最大数量；注：①同一种群的K值不是固定不变，会受到环境因素的影响；②

K值不是种群数量的最大值，种群数量在K值上下波动，保持动态平衡；据图分析：该种群的K

；K24、“S”型增长曲线的增长率和增长速率增长率受种群密度制约，密度越大，增长率越小；①增长速率先增大后减小，最后为0；②当种群数量为k/2时，增长速率达到最大；K值与K/2值在实践中的应用:①对野生生物资源和濒危物种的保护:建立自然保护区，提高环境容纳量a.渔业捕捞应在

；b.捕捞后鱼的种群数量维持在

；因为捕鱼后保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。K/2以后K/2②对野生生物资源的利用:千岛湖捕鱼的盛况③对有害生物防治:在

捕杀；降低环境容纳量，K/2前总结分析：种群“J”形和“S”形增长曲线之间的关系环境阻力食物不足空间有限种内竟争天敌捕食气候、传染病等1.某种群生活在一个较理想的环境中，则此种群数量增长的曲线是

。2.某种群生活在一个有限制的自然环境中，种群的个体数量增长的曲线可能是

。3.图中两曲线间的阴影部分代表

，按自然选择学说，就表示在

中被淘汰的个体数量。“S”形“J”形环境阻力生存斗争②但大多数生物的种群来说，种群数量总是在波动中。处在波动状态的种群，在特定条件下可能出现种群爆发；如蝗灾、赤潮等；东亚飞蝗种群数量的波动③当种群长久处于不利条件下，种群数量会持续性的或急剧的下降。三、种群数量的波动①在自然界，有的种群能够在一段时间内维持数量的相对稳定；④当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。例1：下图为种群数量增长曲线，不考虑迁入和迁出，下列有关叙述不正确的是A．种群的数量变化除了“J”形和“S”形增长，还有稳定、波动和下降等B．bc段种群增长速率逐渐下降，是因为出生率小于死亡率C．自然状态下种群数量达到K值时，种群的增长速率接近于0D．当环境条件发生变化时，种群的K值也会发生相应的变化B例2：科学家对某荒原上的子午沙鼠种群数量进行连续多年的调查，获得如图所示信息。下列叙述正确的是:A．第5年的子午沙鼠种群属于衰退型B．第10年和第20年的子午沙鼠种群数量相同C．第1～5年，子午沙鼠种群增长模型呈“S”形D．第15～20年，子午沙鼠种群数量一直减少D四、实验：探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化酵母菌是兼性厌氧型真核生物，有氧条件下，进行出芽生殖；（一）实验原理:在理想的条件下,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线；随着时间推移，由于营养物质的消耗，有害代谢产物的积累、pH的改变，酵母菌数量呈S形增长。计算酵母菌数量可用抽样检测法，可采用血球计数板计数的方法，进行显微镜计数；四、实验：探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化活性干酵母，载玻片、盖玻片、滴管、试管、锥形瓶、血球计数板、显微镜、天平，质量分数为５％的葡萄糖溶液（或马铃薯培养液或肉汤培养液）；（二）实验器材和试剂：（三）探究步骤：(1)用天平称量0.1g活性干酵母，放入盛有500mL质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，置于适宜的条件下(如室温25℃或28℃)培养1天，记录初始种群数量；(2)定时取样和计数：在此后连续6天的培养中，每天定时取样，在显微镜下用血球计数板计数；(3)以时间为横坐标，以1mL培养液中的酵母菌种群数量为纵坐标，画出坐标曲线图，分析曲线走向，揭示酵母菌种群数量变化规律；（四）酵母菌的计数实物图正面图侧面图计数室1、计数工具——血球计数板注：一块血球计数板有两个计数室；计数室（中间大方格）的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，其体积为0.1mm3

，合1×10-4mL。2、血球计数板常见的两种规格及计数方法规格一：计数室分为25（双线边中格）×16（小格）计数室计数室是由25（中）×16（小）=400个小格组成计数方法：每1mL菌液中所含的酵母菌个数计算公式：酵母细胞数/ml＝酵母细胞数/ml＝（80个小格内酵母菌数/80）×400×104×稀释倍数（5个中方格内酵母菌数/5）×25×104×稀释倍数计数四个拐角的中方格＋中间中方格，共5个中方格（80个小格）中酵母菌数；规格二：计数室分为16（双线边中格）×25（小格）计数方法：每1mL菌液中所含的酵母菌个数计算公式：酵母细胞数/ml＝酵母细胞数/ml＝（100个小格内酵母菌数/100）×400×104×稀释倍数（4个中方格内酵母菌数/4）×16×104×稀释倍数计数室是由16（中）×25（小）=400个小格组成计数四个拐角的中方格（100个小格）中酵母菌数；3、血球计数板的使用方法；（简记“先盖后滴”）先将盖玻片盖在计数板上，用滴管将培养液滴在盖玻片的边缘，让培养液自行渗入计数室，多余的培养液用滤纸吸去；片刻后，待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，运用样方法计数小方格内的酵母菌数量；①应该先盖玻璃片再加计数悬液,因为盖玻片和计数板之间的凹槽形成的狭缝空间的体积是固定的,加液体时靠虹吸作用将液体吸入.如果反之,则盖玻片可能由于已加入的液滴的表面张力作用使其未能严密的盖到计数板表面上,使计数室内的体积增大,从而使计数结果偏高；②易产生气泡，影响观察和计数；积极思维：为什么要先盖盖玻片，再加样液？4、血球计数板的清洗：使用完毕后，将血球计数板在水龙头上用水柱冲洗，切勿用硬刷洗刷，洗完后自行晾干或用吹风机吹干；镜检，观察每个小格内是否有残留菌体或其他沉淀物，若不干净，则必须重复洗涤至干净为止。注：①每天定时取样，取样前，要先将试管振荡摇匀，使酵母菌在培养液中均匀分布，以减少计数误差；②制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数；③显微镜计数时，对于压在方格线上的酵母菌，应计数左上角两边及顶角上酵母菌数；④若方格内酵母菌数量过多，难以数清，则可将培养液定量稀释一定倍数后再计数；⑤本实验酵母菌每天的数量变化可形成前后对照；⑥需要做几次重复计数，并记录方格内酵母菌的数量，便于取平均值，提高实验的准确性；⑦本实验计数