高考生物一轮复习第27讲种群

生物与环境种群及其动态生态系统及其稳定性生态系统的结构种群的数量特征选择性必修2《生物与环境》群落及其演替人与环境种群数量的变化群落的主要类型群落的结构生态系统的功能生态系统的稳定性人类活动对生态环境的影响生物多样性及其保护影响种群数量变化的因素群落的演替物质循环能量流动信息传递生态工程第1章

种群及其动态第1节

种群的数量特征生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体。一个水池里的全部鱼×一个鱼缸里的全部金鱼√种群是物种繁殖、进化的单位温故知新：种群定义及判断依据1.种群:2.判断依据:①一定地域内②同种生物构成③全部个体的总和种群在

或

中的个体数。(2)种群密度是种群最基本的数量特征。种群的个体数

空间大小（面积或体积）单位面积单位体积陆地水体一、种群密度及调查方法1.种群密度:种群密度=（1）计算公式：注意：不是种群数量多，种群密度就大？牧民在承包的草场上该放养多少头羊，经济效益才最好?对于某水体中的鱼，何时捕？捕捞多少？才能既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用?在害虫种群密度达到多少时喷洒农药，既能减少环境污染,又能防止虫灾发生?一、种群密度及调查方法2.研究种群密度的意义：

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。一、种群密度及调查方法（1）逐个计数法适用范围分布范围较小、个体较大的种群--最准确“中国鸽子树”珙桐【说明】数量较少的濒危生物，即使分布范围较大，也可以采用逐个计数法计算种群密度。在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取什么方法呢？3.种群密度的调查方法一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法①黑光灯诱捕法b.适用范围:

a.原理:

黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365nm左右的紫外线的电光源。黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源。对于有_______的昆虫，可以用___________________的方法来估算它们的种群密度。黑光灯进行灯光诱捕趋光性紫外线黑光灯一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法②样方法B.适用范围:

A.概念:

在被调查种群的分布范围内，

选取

个

，通过计数每个样方的个体数，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算值。随机

若干

样方

适合调查植物，及

、

____________的动物。活动能力弱活动范围小蒲公英昆虫卵跳蝻蚜虫1.确定调查对象-双子叶植物“因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认”而双子叶植物则容易辨别个体数目。双子叶植物网状脉探究·实践:调查草地中某种双子叶植物的种群密度一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法②样方法单子叶植物叶条形或披针形制定调查方案实施调查方案样方样方大小样方多少取样方法样方内计数随机取样根据调查对象的大小和密度适当调整，一般不小于1m2一般不少于5个，多一些计数结果更准确边角上的个体，计上不计下，计左不计右关键核心2.实验流程探究·实践:调查草地中某种双子叶植物的种群密度一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法②样方法五点取样法等距取样法一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法②标记重捕法B.适用范围:

A.概念:

在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记（M个）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（n个）中标记个体数（m个）占总个体数的比例，来估算种群密度。活动能力强，活动范围大的动物。种群数量(N)首捕标记数(M)重捕总数(n)重捕中标记数(m)=捕获标记、放回重捕计算第一次取样并标记的数第二次取样的总数第二次取样带标记的数估算数目1314360.6只/hm2一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法③标记重捕法314=13N种群数量(N)首捕标记数(M)重捕总数(n)重捕中标记数(m)=N=60.6a.标志物不能过分醒目；b.标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动；c.标志物不易脱落；d.标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；e.确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡；一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法③标记重捕法D.注意事项:

标记重捕法导致种群总数出现误差的原因有哪些？偏大标记物脱落被标记个体部分死亡标记物太醒目，导致标记个体易被天敌捕食标记物使动物受惊吓，从而不易被捕到1234①重捕时间太短，初捕个体未充分融入；②标记物过于明显，使其第二次捕捉时更易被捕到。偏小总标记数

M重补标记数

m重补数n=种群总数NmM*

n=N一、种群密度及调查方法（2）估算法3.种群密度的调查方法③标记重捕法E.标记重捕法导致种群总数出现误差的原因:

“三看法”选择适合的种群密度调查方法一看个体数量少直接计数二看生物类型植物样方法二看生物类型活动能力小样方法多动物活动能力大标记重捕法一、种群密度及调查方法3.种群密度的调查方法除了以上三种种群密度的调查方法外，大家还能想到其他方法吗？①红外触发相机②动物的声音秧鸡鸮一、种群密度及调查方法4.种群密度调查的其他方法长臂猿种群密度的调查方法逐个计数法估算法适用范围分布范围较小、个体较大的种群黑光灯诱捕法样方法标记重捕法适用范围有趋光性的昆虫适用范围植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）适用范围活动能力强、活动范围大的动物其他方法航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音抽样检测法、菌落法等--最准确课堂小结出生率、死亡率迁入率、迁出率年龄组成性别比例01040302种群数量特征一、种群的其他数量特征

种群密度反映了种群在一定时期的数量，是种群密度是种群最基本的数量特征。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。二、出生率、死亡率为什么东北豹、大熊猫等动物在人为保护的措施下，种群数量仍不能迅速增长，而鼠、蝗虫等动物，尽管人们采取各种防除措施，却仍然数量繁多，屡屡为害？繁殖能力的差别是重要原因。东北豹每年最多生一胎，通常每胎产仔2~3只，偶尔有产仔1只或4只的情况，幼豹2~3岁后性成熟。老鼠45天左右可繁殖一次。母鼠生长2个月就可生殖，其怀孕到生产的时间一般在3-4周左右，其一年可生6-8胎，每胎能产仔5-10个。一般来说，繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。在

内

的个体数目占该种群

的比值即

。单位时间新产生（或死亡）个体总数出生率（死亡率）二、出生率、死亡率1.概念:【例1】2015年初，我国大陆总人口约为13.7亿，2015年出生1655万人，我国大陆人口在这一年的出生率约为_____‰。【例2】2015年初，我国大陆总人数约为13.7亿，死亡人口为975万，死亡率约为_____‰。12‰7‰127出生率和死亡率是直接决定种群大小和种群密度的重要因素。二、出生率、死亡率2.意义：出生率>死亡率种群密度增加出生率=死亡率种群密度稳定出生率<死亡率种群密度减少自然增长率=出生率

-

死亡率。迁入率和迁出率也是直接决定种群大小和种群密度的因素。2.意义：迁入率>迁出率种群密度增加迁入率=迁出率种群密度稳定迁入率<迁出率种群密度减少三、迁入率、迁出率1.概念：在

内

的个体数占

的

即迁入率（迁出率）。单位时间迁入（迁出）该种群个体总数比值一个种群中

的个体数目比例。老年个体数成年个体数幼年个体数增长型稳定型衰退型各年龄期四、年龄结构1.概念：2.类型：根据人口年龄结构的三种类型总结出年龄特征及未来发展趋势？三种类型的年龄结构比较类型增长型稳定型衰退型年龄特征幼年个体___，老年个体___各年龄期个体数_______幼年个体___，老年个体___发展趋势出生率___死亡率，种群密度_____出生率___死亡率，种群密度______出生率___死亡率，种群密度_____图示多少比例相当少多＞增大≈相对稳定＜减小四、年龄结构年龄结构通过影响

和

来影响种群密度。出生率死亡率分析种群的年龄结构四、年龄结构3.意义：可预测种群密度和数量的变化趋势。年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗?年龄组成为衰退型的呢？（1）不一定，因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还受到食物、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。（2）年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。指种群中

数目的比例。雌雄个体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四、性别比例1.概念：2.类型：3.意义：性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。四、性别比例4.与实践的联系：

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，就会使很多雌性个体不能完成交配，从而使该种害虫的种群密度明显降低。直接反映增长型稳定型衰退型年龄结构性别比例种群数量决定种群动态的数量变化迁入率出生率迁出率死亡率种群密度增加减少预测变化方向间接影响课堂小结第1章

种群及其动态第2节

种群数量的变化情景材料一

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，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。细菌的增殖（视频）细菌的生殖方式是怎样的？二分裂第n代细菌数量的计算公式是什么？时间（min)020406080100120140160180分裂次数0123456789数量（个）1Nn=2n248163264128256512观察分析提出问题做出假设建立数学模型对模型进行检验修正研究方法研究实例细菌每20min分裂一次，怎样计算繁殖n代的数量？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Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌数量，对模型进行检验或修正1.定义：一、建构种群增长模型的方法建立数学模型用来描述一个系统或它的性质的数学形式。2.步骤：0时间/min细菌数量/个10020030040050020406080100120140160180一、建构种群增长模型的方法建立数学模型时间(min)020406080100120140160180分裂次数0123456789数量（个）12481632641282565123.类型及优缺点：(1)数学公式(2)曲线图①优点：科学、精确②不足：不够直观①优点：直观②不足：不够精确1859年，一位来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，还啃噬树皮，造成植被破坏，导致水土流失。直到人们引入了黏液瘤病毒才使野兔的数量得到控制。

资料1一、建构种群增长模型的方法分析自然界种群增长实例资料220世纪30年代时，人们将环颈雉引入到美国的一个岛屿上，在最初的5年内，1937—1942年期间该种群数量的增长如左图所示一、建构种群增长模型的方法分析自然界种群增长实例理想状态：①食物充足，②空间不限，③气候适宜，④没有敌害等。①实验室条件下；②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时。二、种群的“J”形增长1.模型假设：2.适用对象：3.“J”形增长的数学模型公式：①公式：Nt=N0

λt②曲线式：N0：为起始数量t：为时间Nt：表示t年后该种群的数量λ：表示该种群数量是一年前种群数量的倍数

种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。Nt=N0

λ

t

种群起始数量t年后种群数量种群数量是1年前的倍数时间(年）(1)a段——λ＞1且恒定，种群数量呈“J”型增长。(2)b段——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。(3)c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。(4)d段——λ＜1，种群数量逐年下降。(5)e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数，单位（如个/年等）。增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占原有个体数的比率，无单位。增长率==出生率－

死亡率＝（Nt－Nt-1）／Nt-1×100％增长个体数原有个体数增长速率=增长个体数增长个数所用的时间＝dN/dt=曲线上某点的切线斜率N0“J”型增长的增长率和增长速率增长率＝（Nt－Nt-1）／Nt-1×100％=λ-1增长速率＝dN/dt（切线斜率）【实例】生态学家高斯的实验：

在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。经反复实验，结果如下图所示。

二、种群的“S”形增长大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快，第五天以后基本维持在375个左右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。①资源和空间有限②种群密度增大时出生率降低死亡率升高二、种群的“S”形增长1.“S”形增长的含义：2.“S”形增长形成原因：种内竞争加剧出生率＝死亡率时，种群稳定在一定的水平3.适用对象：一般自然种群的增长4.环境容纳量：一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。增长率==出生率-死亡率增长个体数原有个体数增长速率=增长个体数增长个数所用的时间“S”型增长的增长率和增长速率ABCDKK/2K/2K二、种群的“S”形增长5.“S”曲线的分析：BCDEA同一种群的K值是固定不变的吗？

不是，生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。K值是种群数量的最大值吗？K值是种群在一定环境条件下所能维持的种群最大数量，在环境条件没有变化的情况下，种群数量在K值上下波动，动态平衡。环境因素种群的出生率、死亡率、迁出和迁入率种群数量的变化食物、气候、天敌、传染病等增或减增长、波动、稳定、下降等直接因素：出生率、死亡率、迁入、迁出间接因素：年龄组成和性别比例重要因素：人类的活动自然因素：食物、气候、天敌、传染病等影响种群数量变化的因素小结实验原理提出问题作出假设探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践

在理想条件下，种群的增长呈“J”形曲线；在各种资源有限或者存在环境阻力的情况下，种群增长呈“S”形曲线。通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。培养液中酵母菌的数量是怎样随时间变化的?

培养液中的酵母菌数量一开始呈“J”形增长；随着时间的推移，

酵母菌数量呈“

”形增长。S探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践实验设计（1）变量设置时间酵母菌数量培养液的体积①自变量：________

②因变量：__________

③无关变量：_____________

（2）材料用具无菌马铃薯培养液或者肉汤培养液，显微镜等。酵母菌菌种培养液血细胞计数板对培养液中酵母菌数量定时检测并记录。将试管放在28℃的恒温箱中培养7天培养将酵母菌接种到支试管中接种每天取样计数酵母菌的数量，连续观察7天并记录这7天的数值。计数将10ml马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中准备探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践实验设计（3）设计思路如何利用血细胞计数板对酵母菌进行计数？①工具：血细胞计数板②方法：抽样检测法探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践实验设计（4）酵母菌计数计数板正面方格网计数室规格一：25×16型A1A2A3A4A5规格二：16×25型A1A3A2A4实验设计（4）酵母菌计数每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3。A1A2A3A4A51mL=103mm3计数一个小方格内酵母菌数量，再以此为依据估计培养液中酵母菌总数。1mL培养液中细胞个数：=小方格中细胞数量的平均值×400×104×稀释倍数探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践每个计数室共有400小格，总容积为0.1mm3。规格二（25×16）：1mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×25×104×稀释倍数规格一（16×25）：1mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×16×104×稀释倍数探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践16×25型计数板25×16型计数板探究培养液中酵母菌种群数量的变化探究.实践实验步骤酵母菌培养(3)将含有酵母菌的培养液滴在盖有载玻片的血细胞计数板上，在在显微镜下观察和计数，测定1mL培养液中的酵母菌个数。(1)液体培养基，无菌条件(2)取样时，要振荡培养基，目的是使酵母菌均匀分布于培养基中（4）连续测定7天,汇图分析探究.实践先将盖玻片放在计数室上，再用移液器或吸管将培养液滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入的目的是？探究培养液中酵母菌种群数量的变化避免因菌液过多顶起盖玻片而使计数室体积改变，另外，也可防止气泡产生。待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数的目的是？如果酵母菌未能全部沉降到计数室底部，要么能看清酵母菌但看不清格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。从试管中吸出培养液进行计数之前，建议你将试管轻轻振荡几次这是为什么？酵母菌会沉降在瓶底，轻轻振荡几次使培养液中酵母菌分布均匀，以减少误差。探究.实践如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当采取什么措施？探究培养液中酵母菌种群数量的变化稀释适当倍数对于压在小方格界线上的酵母菌应当怎样计数?只计相邻两边及其顶角上的酵母菌，一般遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。本实验需要设置对照吗?不需要对照,

在时间上形成前后自身对照。需要做重复实验吗?需要重复实验，对每个样品可计数三次，再取平均值，以提高实验数据的准确性。时间/天1234567数量/个结果用记录表记录，如下：单位（109

个/mL）0.120.893.475.236.136.797.02据实验结果绘制的曲线图接近哪种增长模型。随培养时间继续延长，培养液的环境容纳量会持续下降，酵母菌种群数量将下降。根据实验结果绘制出坐标曲线图探究.实践探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验结果绘图曲线图第1章

种群及其动态第3节

影响种群数量变化的因素

自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。直接决定种群密度是出生率和死亡率、迁入率和迁出率等。凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。非生物因素生物因素阳光温度水种内种间种间竞争捕食寄生影响种群数量的因素

森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的

，即主要取决于林下植物受到的

。林冠层郁闭度低影响光合作用强度郁闭度光照强度1.阳光：一、非生物因素林下植物种群密度高林下光照强度高林冠层郁闭度高林下植物种群密度低林下光照强度低温度常常通过影响________________________________等影响种群的密度。出生率、死亡率、迁