高三一轮复习生物第38讲种群及其动态课件

第38讲

种群及其动态【基础回顾】1、什么是种群，种群有哪些特征？2、种群最基本的数量特征是？3、调查种群密度常用的方法有哪些？4、决定种群密度的是？5、种群的性别比例与种群密度有什么关系？6、预测种群数量的变化趋势具有重要意义的种群特征是？阅读教材P2-5页相关内容，完成下列问题种群的特征种群的数量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考点一

种群的特征种群的空间特征均匀分布随机分布集群分布1种群的数量特征（1）种群的概念

生活在一定_________的同种生物____________的集合。区域全部个体

判断：下列叙述中属于种群的是？说明理由1．一个池塘中的全部鱼

2．一片草地上的全部蒲公英

3．两个池塘中的所有鲤鱼

4．一片草地上的全部绵羊5．一座山上所有老年的兔子√√不是同种生物不在同一区域不是全部个体同一地点同种生物全部个体（幼年、成年、老年）种群三要素：种群两单位：是生物_______的基本单位是生物________的基本单位繁殖进化种群具有一定的

限制。时间和空间1、种群密度——种群最基本的数量特征种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度种群的个体数量

面积或体积公式：调查方法样方法标记重捕法黑光灯诱捕法逐个计数：针对范围小，个体较大的种群；（最准确）其他方法航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等陆生生物水生生物研究意义：濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究种群密度≠种群数量黑光灯是一种特制的气体放电灯，能发出波长为360nm左右的紫外光波，这种紫外线一般是人眼不可见的，所以叫做“黑光”。但是很多的趋光性昆虫却很喜欢这段波长的光。|黑光灯诱捕法|1.装置不属于样方法，是：去除取样法在一个封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查动物，随着连续的捕捉，导致种群内个体数逐渐减少，造成每次捕获数逐次递减，但捕获的总累积数则逐渐增加，当单次捕获数降到0时，捕获的总累积数就等于该种群的总个体数。2.原理误差比较大，和历年的数据进行比较得出种群数量的等级评估出危害程度累积捕获数(x)每次捕获数(y)y=-0.2x+18.7黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于生态系统中的何种信息传递？不同。前者利用了昆虫的趋光性，属于物理信息；后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理，属于化学信息。|样方法|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，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。1.原理2.适用范围例：植物种群密度、某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。多用于植物，对于活动能力弱、活动范围小的动物和昆虫卵同样适用①选择调查对象双子叶植物单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株。双子叶草本植物则容易辨别个体数目。②取样关键随机取样，不能掺入主观因素。③取样方法五点取样等距取样④样方面积植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100m2，灌木为16m2，草本植物为1m2。(方形地块)(狭长地块)确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果(估算值)能更接近真实的情况（一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。）A1A2A3A4A5蒲公英的密度：________蒲公英总数：____花生的密度：________花生总数：____1.4个/m21403.2个/m2320计数原则：“计上不计下,计左不计右”|标记重捕法|在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，来估计种群密度。1.原理2.适用范围活动能力强、活动范围大动物。种群数量(N)首次被标记个数(M)重捕数(n)重捕中被标记个数(m)=种群数量(N)=M×nm|标记重捕法|标记重捕法——注意事项标记物不能过分醒目，否则易被天敌捕食；

且在调查期间不能消失标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活动；标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕概率相等；确保调查期间没有个体迁入、迁出、出生、死亡；每次捕获的样本数量不能太少，以减小偶然误差；|标记重捕法|种群数量(N)首次被标记个数(M)重捕数(n)重捕中被标记个数(m)=种群数量(N)=M×nm标记重捕法——误差分析①若被标记个体的标志脱落，则估算值偏_____；②若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏_____；③若被标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏_____；④如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估算值偏_____；⑤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_____；大大大小小⑥若被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获，则估算值偏_____；⑦若被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获，则估算值偏_____；大小不影响⑧重捕时，捕获的标记个体受伤死亡，会影响统计结果吗？生物科技进展P6调查种群数量的其他方法在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时，样方法、标记重捕法就不适用。例如：我国东北长白山脉北部地区至少有27只东北虎和42只东北豹对其数量调查方法是：例如：大熊猫的种群数量调查方法：例如：对鲸、长臂猿等哺乳动物以及鸮、秧鸡等鸟类开展了野外种群数量的监测红外触发相机采集了大量大熊猫的粪便，通过分析其中的微卫星DNA分子标记基于声音的个体识别技术种群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种群中各年龄期的个体数目的比例可预测种群密度通过影响种群出生率来影响种群密度1种群的数量特征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。单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比率单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比率1种群的数量特征年龄结构稳定型衰退型增长型稳定型增长型衰退型稳定型增长型衰退型稳定型增长型种群密度越来越大数目保持相对稳定种群密度

越来越小

增长型稳定型衰退型年龄结构出生率死亡率性别比例1.【深度思考】年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢?不一定。这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄结构，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。所以，年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度；

年龄结构是预测种群密度变化趋势的主要依据。

1种群的数量特征性别比例雌雄相当型雌多雄少型雌少雄多型多见于高等动物多见于人工控制的种群多见于营社会生活的昆虫

注意：不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。【深度思考】2.

利用人工合成的性引诱剂（信息素）诱杀害虫的原理是什么？以上实例说明性别比例是通过影响什么间接影响种群密度的？性别比例通过影响出生率，间接影响种群密度；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，改变了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。1.定义组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局叫做种群的空间特征。2.类型随机分布均匀分布集群分布最广泛存在2种群的空间特征说明:“＋”表示促进或增加，“－”表示抑制或减少。【检测】(2021·长沙模拟)如图为某同学建构的种群各数量特征之间关系的模型图，下列有关叙述正确的是(

) DA.①②③④分别指的是出生率、死亡率、迁入率和迁出率B.可利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征⑤，进而影响种群数量C.“三胎政策”的实施有利于调整⑥D.若通过调控环境条件使某动物的性成熟推迟，则②会下降

死亡率出生率迁入率迁出率性别比例年龄结构死亡率、出生率⑥性别比例②出生率考点二

种群数量的变化【基础回顾】1、数学模型是什么？J型曲线产生原因？曲线特点？并画出增长率和增长速率的坐标图2、S型曲线产生条件？形成原因？曲线特点？并画出增长率和增长速率的坐标图3、什么是K值？K值有什么应用？K/2有什么应用？4、种群数量变化的内容？产生原因？重要词语（概念）说写准确；知其要点：1、数学模型、曲线图、数学方程式、λ、增长率、增长速率2、“J”型曲线、“S”型曲线、环境容纳量、K值等。(1)研究方法：建构

模型。(2)一般步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的

→根据实验数据，用适当的

对事物的性质进行表达→检验或修正。数学假设数学形式1.种群数量变化的研究方法时间/min020406080100120140160180细菌数量/个1248163264128256512020406080100120140160180曲线图：直观，但不够精确数学公式：精确，但不够直观Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型的步骤如下：自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，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。①形成原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。实用情形：实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间2、种群数量变化“J”和“S”曲线（1）种群“J”型增长曲线②数学模型：Nt＝N0λtN0：t：Nt：λ：种群起始数量时间t年后种群的数量（第t+1年）该种群数量是一年前种群数量的倍数当λ＞1时，种群数量上升当λ＝1时，种群数量稳定当0＜λ＜1时，种群数量下降当λ＝0时，种群没有繁殖，在一代中死亡时间/t种群数量(N)坐标曲线图：①a段——②b段——③c段——④d段——⑤e段——准确分析“λ”曲线2、种群数量变化“J”和“S”曲线（1）种群“J”型增长曲线λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增长。λ＝1，种群数量维持相对稳定。λ<1，种群数量逐年下降。尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：(1)前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变？(2)第9年调查乌鸦的年龄结构，最可能表现为何种类型？为什么？(3)图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？图中显示第8年种群数量最少，对吗？(4)第16～20年乌鸦种群数量将如何增长？为什么？(1)基本不变(因λ＝1)。(2)稳定型。第10年时，种群的λ等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年年龄结构为稳定型。(3)不相同。在第4年到第10年间，λ＜1，说明种群数量在减少，到第9或第10年种群数量最少，而不是第8年最少。(4)“J”型增长，因λ＞1且恒定。当λ＞1时，种群数量上升当λ＝1时，种群数量稳定当0＜λ＜1时，种群数量下降当λ＝0时，种群没有繁殖，

下一代中死亡增长速率＝末数－初数单位时间＝Nt－No(个)T(年)Nt－No×100％增长率＝末数－初数＝初数No③“J”型增长特点：a.λ＞1且恒定,

没有K值;

b.增长率不受种群密度制约，增长率保持不变；增长率=λ—1c.增长速率逐渐增加。增长率≠增长速率:增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例，无单位；增长速率是指新增加的个体数与时间的比值，有单位（如个/年等）。时间/t种群数量(N)时间/t种群数量(N)理想条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等（实验条件，生物入侵到适宜的环境的初期）时间/t种群数量(N)“J”型曲线反映的种群增长率是一定的,而增长速率逐渐增加;（2）种群的“S”型增长①产生条件：②曲线特点：

资源和空间有限，受其他生物制约种群数量达到K/2时，增长速率最大种群数量达到___________(即K值)后，将停止增长环境容纳量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。种群数量增长到K值后不在增加原因:内因:种群的出生率和死亡率、迁入和迁出率相等外因:①自然界的资源和空间总是有限的；②当种群密度增大时，种内竞争就会加剧；捕食者数量也会增加。2、种群数量变化“J”和“S”曲线在环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。随时间的推移，环境阻力越来越大，增长率越来越小直至为0K现实条件：资源和空间有限，受其他生物制约增长速率先逐渐增大后逐渐减小的“S”型增长的增长率和增长速率变化比较项目“J”形曲线“S”形曲线形成原因数学模型增长特点增长率增长速率食物和空间充裕气候适宜没有敌害（理想条件）Nt=N0λtN0：起始数量t：时间Nt：t年后该种群的数量λ：一年前种群数量的倍数以指数形式增长，无最大值（K值）保持不变，为λ-1逐渐增加小结：种群数量达到K/2时，增长速率最大种群数量达到环境容纳量(即K值)后，将停止增长资源和空间有限，受其他生物制约增长率越来越小直至为0先逐渐增大后逐渐减小（环境阻力）（4）K值时间/t种群数量（N）KK2①定义在环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。K/2K值K值K值K/2（4）K值K2~K3之间⑤K值与K/2的应用野生生物资源的保护与利用有害生物的防治K值(环境最大容纳量)K/2(最大增长速率)减小环境阻力，增大K值增大环境阻力，降低K值捕鱼时：开始捕捞应在种群数量_______

时进行捕捞后的种群数量保持在

。防治害虫时：开始控制应在种群数量

时进行控制后的种群数量防止维持在

附近大于K/2K/2点（既保证有充足的捕捞量，又避免物质和能量的浪费）（此时种群的增长速率最大，恢复种群数量快）小于K/2K/2（避免种群达到最大增长速率）（避免种群的增长速率达最大，快速恢复种群数量）（如大熊猫的保护）(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)⑥研究种群数量变化及影响因素的意义：野生资源的合理利用和保护有害生物的防治重要意义（P16）濒危动物种群的保护、渔业下图表示的是种群数量增长曲线，据图分析：(1)图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？(2)曲线a、b哪个更符合自然界种群数量变化的实际情况？(3)图中阴影部分表示的含义是什么？2．(选择性必修2P9正文)同一种群的K值是固定不变的吗？ab同一种群的K值不是固定不变的，会受环境等因素的影响而改变。在生存斗争中被淘汰的个体数量。b曲线提示：b曲线的形成过程中始终存在环境阻力。种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的判断(1)在关键信息，当题干中出现“无环境阻力”、“理想条件下”、“种群刚迁入一个新的适应环境中的最初一段时间”等信息时，表明此时种群的增长呈“J”型。(2)当题干中出现了“有环境阻力”、“自然界中”、“资源和空间有限”、“在实验室中模拟人工饲养条件”等信息时，表明此时种群的增长呈“S”型假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是()A.甲点对应的种群数量B.乙点对应的种群数量C.丙点对应的种群数量D.丁点对应的种群数量D考点二

种群数量的变化种群数量变化的原因种群数量变化的类型：增长、下降、稳定、波动(1)非生物因素：包括阳光、温度、水等。①林下植物的种群密度主要取决于其受到的_________。②种子春季萌发、昆虫冬季死亡主要受_________影响。③非生物因素对种群数量的影响往往是_________的。光照强度温度综合性(2)生物因素①种内：___________②种间：主要包括种群间的_____、_____和_____关系。捕食竞争寄生种内竞争

提醒

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密度是相关的，称为密度制约因素，而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为非密度制约因素。传染病考点二

种群数量的变化

(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡

种群数量的波动

（1）有利于野生生物资源的合理利用及保护。（2）为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适时捕捞、采伐等提供理论指导。

（3）通过研究种群数量变动规律，为害虫的预测及防治提供科学依据。研究种群数量变化的意义（4）有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。考点三探究培养液中酵母菌种群数量的变化讨论探究思路：1.用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的

、_、_____、

等因素的影响实验设计原理：成分pHJS空间温度下降直至全部死亡营养物质消耗代谢产物积累2.在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“

”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“

”型曲线，而在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后，还会_

____________(原因：_____

____、_____________及___________等)。（教材P11页1、2、3、4）时间酵母菌数量温度、pH值、培养液的体积、浓度等讨论1：怎样进行酵母菌计数？抽样检测法——显微镜直接计数法（保持相同且适宜）pH等理化性质变化所致实验变量：自变量：因变量：无关变量：讨论2：本探究需要设置对照吗？如需要，怎样设计和操作？如不需要，请说明理由。因为随培养时间的延长，酵母菌种群数量的变化在时间上形成自身前后对照不需要2、实验步骤液体无菌均匀计数板上盖玻片边缘计数室底部7曲线（高压蒸汽灭菌）取样计数的时间要固定(控制无关变量,减小实验误差)以免产生较大误差,若先加培养液后盖盖玻片,会导致计数结果偏大五点取样法每mL培养液中酵母菌数量==A(平均每个中格酵母细胞数)×25×104×稀释倍数A1A2A5A3A4酵母菌计数计上不计下，计左不计右若后期酵母菌数量太多，难以计数，怎样操作？按一定倍数进行定量稀释，然后重新计数增长曲线的总趋势：三．实验结果与分析：

增长原因：

下降原因：先增加再降低。原因：

开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增。随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，有害代谢产物积累，pH等理化性质等改变，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。【实验视频】

检测员将1mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升酵母菌的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。

现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e5个中格80个小格内共有酵母菌n个，则上述水样中约有酵母菌▲个／mL酵母菌细胞个数／1mL＝

n/5×25×10000×稀释倍数＝n/5×25×10000×10＝5n×105

计数缺点：不能区分死菌与活菌个体小的细菌在显微镜下难以观察→计数结果多于实际活菌数活菌计数法：