教育专题：41种群的特征 (2).ppt

第第1节节 种群的特征种群的特征生命系统的结构层次生命系统的结构层次细细胞胞组组织织器器官官系系统统个个体体种种群群群群落落生生态态系系统统生生物物圈圈+无机环境无机环境（一）种群的概念：（一）种群的概念：在在一定的自然区域内一定的自然区域内，同种生物同种生物的的全部个体全部个体称为种群。称为种群。例例 ：下列各项属于种群的有下列各项属于种群的有(多选多选)_。、一片农田中的全部水稻、一片农田中的全部水稻 、一片森林中的全部蕨类、一片森林中的全部蕨类 、一口池塘中全部鲫鱼、一口池塘中全部鲫鱼 D D、一片森林中的全部蛇、一片森林中的全部蛇 牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保护草原，又能取得最好经济效益？护草原，又能取得最好经济效益？在在单位面积单位面积或或单位体积单位体积中的个体数。中的个体数。概念：概念：是种群是种群最基本最基本的数量特征的数量特征。如何调查一片草地中蒲公英的数量？如何调查一片草地中蒲公英的数量？A.样方法样方法含义：含义：在被调查种群的分布范围内，在被调查种群的分布范围内，随机选取随机选取若干个样方若干个样方，通过计数，通过计数每个样方内的个体数每个样方内的个体数，求得求得每个样方的种群密度每个样方的种群密度，以所有样方种群，以所有样方种群密度的密度的平均值平均值作为该种群的作为该种群的 种群密度估计值种群密度估计值使用范围：多用于植物、活动范围较小的动物使用范围：多用于植物、活动范围较小的动物（昆虫卵、蚜虫、跳蝻）昆虫卵、蚜虫、跳蝻）1、调查种群密度的方法、调查种群密度的方法A.样方法样方法 关键点：随机取样关键点：随机取样样方大小：样方大小：草本草本:1m 乘乘 1m灌木灌木:5m 乘乘 5m乔木乔木:20m 乘乘 20m 如如:马尾松、山毛榉马尾松、山毛榉五点取样法五点取样法等距取样法等距取样法常用的取样方法：常用的取样方法：五五点取样法、等距取样法点取样法、等距取样法调查群体调查群体为非长条形为非长条形时用时用调查群体为长条形时用调查群体为长条形时用样方边缘上个体的处理原则：样方边缘上个体的处理原则：左上原则左上原则例：在调查某种植物的密度时，共选取例：在调查某种植物的密度时，共选取了了k k个样方，每个样方的个体数分别为个样方，每个样方的个体数分别为n n1 1,n,n2 2,n,n3 3n nk k株，每个样方的面积均为株，每个样方的面积均为s s平方米，则该种群的密度为多少？平方米，则该种群的密度为多少？(n(n1 1+n+n2 2+n+n3 3+n+nk k)/（ksks）(2013 海南高考海南高考)某小组用样方法调查草地中某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。下列做法某种双子叶植物的种群密度。下列做法错误错误的是的是（）A.随机取样随机取样B.选择植物生长茂盛处取样选择植物生长茂盛处取样C.根据调查数据估算该种群密度根据调查数据估算该种群密度D.根据地段的形状确定取样方法根据地段的形状确定取样方法 B B.标志重捕法标志重捕法含义：在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体含义：在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体 ，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进，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数的比行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例，来估计种群密度。例，来估计种群密度。1 1、取样标记、取样标记2 2、放回后充分混合、放回后充分混合3 3、再取样、再取样4 4、计数、计数N：种群数量：种群数量M:标记个体数标记个体数n:重捕个体数重捕个体数m:重捕中被标记数量重捕中被标记数量例：调查某草原田鼠数量时，在设置例：调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调公顷的调查区内，放置查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头，头，将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在将捕获的鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获获30头，其中有上次标记过的个体头，其中有上次标记过的个体10 头。请回头。请回答下列问题：答下列问题：（1）该地区田鼠种群个体总数为）该地区田鼠种群个体总数为_（2）事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，）事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏相比可能会偏_。96高高指种群在指种群在单位单位时间内时间内新产生新产生的个的个体数量体数量占该种群个体总数的比率占该种群个体总数的比率。指种群在指种群在单位单位时间内时间内死亡死亡的个体的个体数量数量占该种群个体总数的比率占该种群个体总数的比率。出生率：出生率：死亡率：死亡率：（1 1）概念：）概念：（2 2）与种群密度的关系）与种群密度的关系决定决定种群密度的种群密度的最直接最直接因素因素迁入率：迁入率：（1 1）概念：）概念：（2 2）与种群密度的关系）与种群密度的关系迁出率：迁出率：单位单位时间时间迁入迁入某种群的个体数某种群的个体数占该种群个体总数的比率。占该种群个体总数的比率。单位单位时间时间迁出迁出某种群的个体数某种群的个体数占该种群个体总数的比率。占该种群个体总数的比率。决定决定种群密度的种群密度的直接直接因素因素（1 1）概念：）概念：指一个种群中指一个种群中各年龄期各年龄期的个的个体数目的体数目的比例比例。（2 2）类型：）类型：增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型增长型增长型幼年个体幼年个体_，老年个体，老年个体_；较多较多较少较少在一段时间内越来越大在一段时间内越来越大大于大于出生率出生率_死亡率；死亡率；种群的密度会种群的密度会_。稳定型稳定型各年龄段的个体数目各年龄段的个体数目_；比例相当比例相当大致相等大致相等一段时间内保持相对的稳定一段时间内保持相对的稳定出生率和死亡率出生率和死亡率_；种群的密度会在种群的密度会在_衰退型衰退型幼年个体幼年个体_，中老年个体，中老年个体_；死亡率死亡率_出生率；出生率；种群的密度会种群的密度会_。较多较多较少较少越来越小越来越小大于大于（1 1）概念：）概念：种群中种群中雌雄雌雄个体数量的个体数量的比例比例。（2 2）与种群密度的关系）与种群密度的关系影响影响出生率，出生率，不影响不影响死亡率。（一定死亡率。（一定程度程度上影响种群密度的变化）上影响种群密度的变化）（3 3）与种群密度的关系）与种群密度的关系影响影响出生率出生率和和死亡率。死亡率。（可以预测可以预测种群的数量变化种群的数量变化）种群的空间特征：种群的空间特征：水稻的空间分布水稻的空间分布某种杂草的空间分布某种杂草的空间分布瓢虫的空间分布瓢虫的空间分布均匀分布型均匀分布型随机分布型随机分布型集群分布型集群分布型种群密度种群数量(最基本的特征)迁入率迁出率年龄组成性别比例出生率和死亡率直接影响决定大小直接影响预测影响直接影响种群各特征之间的关系(2013 浙江高考浙江高考)下列关于出生率的叙述，正确的是下列关于出生率的叙述，正确的是()A 若某种群年初时的个体数为若某种群年初时的个体数为 100，年末时为，年末时为 110，其中新生个体数为其中新生个体数为 20，死亡个体数为，死亡个体数为 10，则该种群的，则该种群的年出生率为年出生率为 10%B 若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近比越接近 1 1，则出生率越高，则出生率越高 C 若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高出生率会更高 D 若比较三种年龄结构类型的种群，则稳定型的出生若比较三种年龄结构类型的种群，则稳定型的出生率最高率最高 B二、种群数量的增长规律二、种群数量的增长规律方法：方法：建立建立数学模型数学模型理理想想情情况况实实际际情情况况1 1、理想情况：、理想情况：食物食物（养料）和（养料）和空间空间条件充裕、条件充裕、气候适宜气候适宜和和没有敌害没有敌害等。等。假定种群的起始数量为假定种群的起始数量为N0（亲代）（亲代），而且每代的，而且每代的增长率增长率（）都保持不）都保持不变，且变，且世代间不重叠世代间不重叠，那么该种群后，那么该种群后代中第代中第t代的数量代的数量Nt为多少？为多少？公式：公式：Nt=N0t.条件：条件：建立数学模型：建立数学模型：“J”型曲线型曲线1 1、理想情况、理想情况Nt=N0t种种群群数数量量时间时间O“J”型曲线型曲线种群数量种群数量连续增长连续增长；增长率（增长率（）不变不变。1 1、种群增长的、种群增长的“J J”型曲线型曲线产生条件：产生条件：理想状态理想状态食物充足，空间不限，食物充足，空间不限，环境适宜，没有天敌等；环境适宜，没有天敌等；增长特点：增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的第二年是第一年的倍。倍。量的计算：量的计算：t t年后种群的数量为年后种群的数量为 N Nt t=N=N0 0 t t （NN0 0为起始数量，为起始数量，t t为时间，为时间，NNt t表示表示t t年后该种群的数年后该种群的数 量，）量，）适用情形：适用情形：实验室条件下、当一个种群刚迁入实验室条件下、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到一个新的适宜环境时的最初一段时间例例1 1：实验室培养一种细菌，给予充足的营：实验室培养一种细菌，给予充足的营养物质等条件，该细菌每养物质等条件，该细菌每2020分钟繁殖一代，分钟繁殖一代，则一昼夜后一个该细菌将发展成个体数为则一昼夜后一个该细菌将发展成个体数为_个的细菌种群。个的细菌种群。例例2：若某种群有成鼠：若某种群有成鼠a头（计算时作为亲代）头（计算时作为亲代），每头雌鼠一生产鼠，每头雌鼠一生产鼠16头，各代雌雄性别比头，各代雌雄性别比例均为例均为1：1，子代幼鼠均发育为成鼠，所有，子代幼鼠均发育为成鼠，所有个体的繁殖能力均相等，则从理论上计算，个体的繁殖能力均相等，则从理论上计算，第第n代产生的子代数为代产生的子代数为_头。头。A.a16n B.a16n-1 C.a8n D.a8n-1 C272 问题：问题：“J”型增长能一直持续下去吗？型增长能一直持续下去吗？存在环境阻力存在环境阻力自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就自然界的资源和空间总是有限的；种内竞争就会加剧；捕食者增加。会加剧；捕食者增加。当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会当种群数量增加到一定阶段时，种群数量就会稳定在一定的水平。稳定在一定的水平。思考：思考：在自然界中，种群增长的在自然界中，种群增长的“J J”型型曲线应该从哪些方面进行修正呢？曲线应该从哪些方面进行修正呢？2 2、实际情况：、实际情况：K种种群群数数量量时间时间OK/2种群数量有种群数量有最大值最大值（K值）；值）；“S”型曲线型曲线增长率在增长率在K/2时增速最快时增速最快2 2、实际情况：、实际情况：（1）前提条件：资源有限的条件下。）前提条件：资源有限的条件下。（2）特点：种群数量增长到一定数量后保持）特点：种群数量增长到一定数量后保持不变，数量增长到不变，数量增长到K/2时，增长率开始下降，时，增长率开始下降，到到K值是增长率为值是增长率为0.（K为最大值）为最大值）（3）形成原因：初期资源充足，敌害较少，）形成原因：初期资源充足，敌害较少，种群增长快。随种群数量增加，种内斗争加激，种群增长快。随种群数量增加，种内斗争加激，天敌增加，种群数量开始下降直到平衡。天敌增加，种群数量开始下降直到平衡。33种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系图乙的图乙的fgfg段相当于图甲的段相当于图甲的acac段段图乙的图乙的g g点相当于图甲的点相当于图甲的c c点点图乙的图乙的ghgh段相当于图甲的段相当于图甲的cdcd段段图乙的图乙的h h点相当于图甲的点相当于图甲的dede段段K/2abcdghfe甲甲乙乙种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线0K/2时逐渐增大时逐渐增大K/2 K时逐渐减小时逐渐减小在在 K/2时达到最大时达到最大在在K时增长速率为时增长速率为0增长速率变化：增长速率变化：种群数量变化：种群数量变化：在在K值时达到最大值时达到最大t0t1t22 种群增长的种群增长的“”型曲线型曲线在生产中的应用在生产中的应用K/2 种群增长曲线的生产生活中的应用：种群增长曲线的生产生活中的应用：有害动物的防治，应通过有害动物的防治，应通过降低降低其环境容纳量其环境容纳量 受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖受保护动物的拯救和恢复，应通过改善其栖 息环境，息环境，提高提高K K值值。生产上的捕获期应确定在种群数量略比生产上的捕获期应确定在种群数量略比K/2K/2多多 时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（时最好；而杀虫效果最好的时期在潜伏期（K/2K/2以以下下）。）。K/2的的应应用用资资源源开开发发与与利利用用：种种群群数数量量达达环环境境容容纳纳量量的的一一半半时时种种群群增增长长速速率率最最大大，再再生生能能力力最最强强把把握握K/2值值处处黄黄金金开开发发点点，维维持持被被开开发发资资源源的的种种群群数数量量在在K/2值值处处，可可实实现现“既既有有较较大大收收获获量量又又可可保保持持种种群群高高速速增增长长”，从从而而不不影影响响种种群群再再生，符合可持生，符合可持续发续发展的原展的原则则。K/2例例2：某湖泊最多容纳鲫鱼种群量约：某湖泊最多容纳鲫鱼种群量约3000吨，经取样调查，该湖泊中现有鲫鱼吨，经取样调查，该湖泊中现有鲫鱼2000吨，为使该湖泊中鲫鱼有最大增长速度，吨，为使该湖泊中鲫鱼有最大增长速度，现在应捕捞多少吨鲫鱼为宜（现在应捕捞多少吨鲫鱼为宜（）A.500吨吨 B.1000吨吨 C.1500吨吨 D.不能捕捞不能捕捞A例例1：右图表示某种群数：右图表示某种群数量随时间变化的曲线，从量随时间变化的曲线，从图中可以看出该种群的图中可以看出该种群的K值为值为_，该种群在，该种群在 _点处增长速度最快。点处增长速度最快。种种群群的的个个体体数数量量时间时间1005025075dabcc100三、影响种群数量的因素三、影响种群数量的因素气候气候、食物食物、天敌天敌、传染病传染病等。等。动物栖息地环境的破坏；动物栖息地环境的破坏；生物资源的过度开发和利用；生物资源的过度开发和利用；环境污染。环境污染。2、人为因素、人为因素1、自然因素、自然因素:四四 研究种群数量变化的意义研究种群数量变化的意义（1）在野生生物资源的合理利用和保护）在野生生物资源的合理利用和保护方面有重要意义。方面有重要意义。例如：鱼的合理捕捞例如：鱼的合理捕捞（2）对合理控制种群数量、适时捕捞采）对合理控制种群数量、适时捕捞采伐等提供合理的依据。伐等提供合理的依据。（3）为害虫的预测、防治提供科学依据。）为害虫的预测、防治提供科学依据。比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别J J型曲线型曲线S S型曲线型曲线前提条件前提条件种群增长率种群增长率有无有无K K值值曲线曲线环境资源无限环境资源无限环境资源有限环境资源有限保持稳定保持稳定先升后降先升后降无，无，持续保持增长持续保持增长有有K K值值环境阻力环境阻力环境阻力环境阻力K K值：值：环境容纳量环境容纳量食物不足食物不足空间有限空间有限种内斗争种内斗争天敌捕食天敌捕食气候不适气候不适寄生虫寄生虫传染病等传染病等种群在种群在没有环境阻力没有环境阻力的条件的条件下呈现下呈现“J J”型增长，实际型增长，实际上上是是“S S”型增长的最初阶段型增长的最初阶段，“J J”型增长是一定时间内型增长是一定时间内的的增长方式，增长方式，最终是以最终是以”S S”型增长结束型增长结束，这是，这是生态因素生态因素和物种本身相互影响的结果和物种本身相互影响的结果时间时间种种群群数数量量J J型曲型曲线线S S型型曲线曲线K K值值比较种群增长两种曲线的联系与区别比较种群增长两种曲线的联系与区别41用达尔文的观点分析用达尔文的观点分析“J J”、“S S”曲线曲线时间时间种种群群数数量量J J型曲型曲线线S S型型曲线曲线K K值值1 1、“J J”型曲线用达尔文的观点分析表明生物型曲线用达尔文的观点分析表明生物具有具有过度繁殖过度繁殖的特性。的特性。2 2、图中阴影部分表示：、图中阴影部分表示：环境阻力，环境阻力，种群密度种群密度越大越大 环境阻力越大环境阻力越大3 3、用达尔文的观点分析指：通过、用达尔文的观点分析指：通过生存斗争生存斗争被被淘汰淘汰的个体数量，也即代表自然选择的作用。的个体数量，也即代表自然选择的作用。“J J”型曲线表明生型曲线表明生物具有什么特性？物具有什么特性？图中图中阴影部分阴影部分表示表示什么？什么？探究酵母菌种群大小的动态变化探究酵母菌种群大小的动态变化课题研究课题研究研究目的研究目的推荐器材推荐器材 通过建立反映种群动态变化的通过建立反映种群动态变化的数学模型数学模型，分别说明种群个体数量的分别说明种群个体数量的增长规律增长规律以及种群以及种群外部环境外部环境因素和种群因素和种群内部因素内部因素对种群对种群对种群对种群个体数量的制约。个体数量的制约。研究过程研究过程提出问题：提出问题：作出假设：作出假设：设计实验：设计实验：酵母菌种群大小怎么变化？酵母菌种群大小怎么变化？酵母菌种群大小按酵母菌种群大小按“S”型曲线型曲线变化变化500mL质量分数质量分数5葡萄糖葡萄糖0.1g活性干酵母活性干酵母实施实验：实施实验：得出结论：得出结论：分析结果：分析结果：酵母菌种群大小按酵母菌种群大小按“S”型曲线型曲线变化。变化。时间（时间（h）24681012141618酵母菌数量（个酵母菌数量（个mL-1）110180280520620580620625625时间时间hO酵母菌的数量酵母菌的数量/个个mL-1100200300400500600700 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 甲图表示某种鼠迁入新的环境后增长率随时间的变甲图表示某种鼠迁入新的环境后增长率随时间的变化曲线，请分析回答：化曲线，请分析回答：（1）乙图中能反映鼠种群数量变化的曲线是（）乙图中能反映鼠种群数量变化的曲线是（）（2）对该鼠的种群密度的调查，在一定范围内，）对该鼠的种群密度的调查，在一定范围内，t1时进行第一次捕获并标志时进行第一次捕获并标志25只，在只，在t2时进行第二次时进行第二次捕捉，共捕获未标志的捕捉，共捕获未标志的30只，标志的只，标志的10只，该鼠的只，该鼠的种群数量应为（种群数量应为（）A大于大于100只只 B等于等于100只只 C小于小于100只只 D约为约为75只只（3）该鼠在）该鼠在t2时期后，种群数量不再增长的主要原时期后，种群数量不再增长的主要原因是因是 。（4）在）在t1时该种群的年龄组成最可能为时该种群的年龄组成最可能为 ，判，判断的依据是断的依据是 。BA种内斗争加剧，捕食者数量增加种内斗争加剧，捕食者数量增加增长型增长型种群幼年个体多，种群密度越来越大种群幼年个体多，种群密度越来越大甲甲乙乙【精精题选题选粹粹】图为图为某种群在不同生某种群在不同生态环态环境中的增境中的增长长曲曲线线，请请仔仔细细分析分析图图中曲中曲线线后回答下列后回答下列问题问题：(1)如果种群如果种群处处在一个理想的在一个理想的环环境中，没有境中，没有资资源和空源和空间间的限制的限制,种群内个体的增种群内个体的增长长曲曲线线是是_，用达，用达尔尔文文进进化的化的观观点分析点分析,这这是由于生物具有是由于生物具有 _ 特性。特性。(2)如果将如果将该该种群置于有限制的自然种群置于有限制的自然环环境中，种群内境中，种群内个体数量的增个体数量的增长长曲曲线线是是_，用达，用达尔尔文的文的进进化化观观点分析点分析图图中的阴影部分中的阴影部分表示表示_。(3)影响种群密度的主要因素是种群影响种群密度的主要因素是种群的的_、_、_和和_。a过渡繁殖过渡繁殖b通过生存斗争被淘汰的个体数量通过生存斗争被淘汰的个体数量年龄组成年龄组成 性别比例性别比例 出生率出生率死亡率死亡率练习练习1、预测某地区人口动态的主要依据（、预测某地区人口动态的主要依据（）A.现有人口数量现有人口数量 B.现在的性别比例现在的性别比例 C.出生率、死亡率及迁入和迁出率出生率、死亡率及迁入和迁出率 D.目前的年龄组成目前的年龄组成D2、某生态学家考察某草原后，认为未来几年，、某生态学家考察某草原后，认为未来几年，该草原鼠害将非常严重，该生态学家作出这样预该草原鼠害将非常严重，该生态学家作出这样预测的依据是（测的依据是（）A.鼠群的数量和密度鼠群的数量和密度 B.鼠群的年龄结构鼠群的年龄结构 C.鼠群的性别比例鼠群的性别比例 D.出生率、死亡率及迁入和迁出率出生率、死亡率及迁入和迁出率B返回返回