【生物】影响种群数量变化的因素 2023-2024学年高二生物同步教学课件(2019人教版选择性必修2).pptx
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1、新教材 选择性必修二 生物与环境 第1章 种群及其动态1.3 1.3 影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素“离离原上草,一对一枯荣。野火烧不尽,春风吹又生。”在我国北方的原野上,各种草本植物的春夏时节种群密度越来越高,在秋冬时节则相反。讨讨 论论导致这些植物种群数量出现季节性导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么?变化的主要环境因素是什么?阳光、温度、水等非生物因素讨讨 论论2.2.这些植物种群的数量变化对当地动物群众的出生率和死亡率这些植物种群的数量变化对当地动物群众的出生率和死亡率 有什么影响?有什么影响?春夏时节,草木繁茂,植食性动物食物充足,出生率提高,死亡率降
2、低;秋冬时节则相反。植食性动物种群数量的变化,又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。讨论影响种群数量变化的讨论影响种群数量变化的因素,这些因素是如何影因素,这些因素是如何影响种群特征的?响种群特征的?研究种群的数量变化在保研究种群的数量变化在保护濒危物种、防治有害生护濒危物种、防治有害生物等方面有哪些应用?物等方面有哪些应用?种群的种群的“J J”形增长形增长资源资源和空间充裕、气候适宜和空间充裕、气候适宜没有天敌和其他竞争物种等没有天敌和其他竞争物种等种群的种群的“S S”形增长形增长资源资源和空间和空间有限有限种群密度增大时,种内竞争就会加剧种群密度增大时,种内竞争就会加剧就像“离离原上草”
3、一样,自然界的种群总是有盛自然界的种群总是有盛有衰,数量处于不断变动中有衰,数量处于不断变动中。种群密度种群密度出生率出生率死亡率死亡率迁入率迁入率迁出率迁出率+-影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。影响种群数量变化的因素非生物因素生物因素如:阳光、温度、水、无机盐如:天敌、竞争者、食物影响种群重要特征的因素,都会影响种群的数量变化。思考思考讨论讨论非生物因素对种群数量变化的影响非生物因素对种群数量变化的影响下表为某地人工柳树林,林下几种草本植物的种群密度(平均值,单位:株/m2)随林木郁闭度郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)变化的调查数据。(几种草本植物种群密度平均值,单位:株/m2
4、)郁闭度郁闭度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黄花10.49.56.15.63.01.2刺儿菜3.74.38.54.42.21.0一年蓬加拿大一枝黄花刺儿菜郁闭度郁闭度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加拿大一枝黄花10.49.56.15.63.01.2刺儿菜3.74.38.54.42.21.0思考思考讨论讨论非生物因素对种群数量变化的影响非生物因素对种群数量变化的影响 1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么?请描述这三种草本植物在该因素影响下,种群密度的变化。2.在同样的非生物因素
5、的影响下,刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花的种群密度变化有较大差异,这是为什么?3.除上述因素外,种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响?试分别举例说明。光照光照不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。除光照条件外,种群数量的变化还受温度、水、风、火等非生物除光照条件外,种群数量的变化还受温度、水、风、火等非生物因素的影响。因素的影响。在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响因素的影响非生物因素非生物因素光照光照水水温度温度土壤土壤一一、非非生生物物因因素素1.1.光光光照
6、强度、光照时间长短等影响植物的光合作用强度。例如例如:森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度。林冠层郁闭度低低林下光照强度高高林下植物种群密度高高林冠层郁闭度高高林下光照强度低低林下植物种群密度低低2.2.温度温度温度直接影响有机体的体温,体温的高低又决定了动物新陈代谢温度直接影响有机体的体温,体温的高低又决定了动物新陈代谢的强度,从而影响有机体的生长、发育、繁殖等。的强度,从而影响有机体的生长、发育、繁殖等。种子春季萌发种子春季萌发 温度间接影响气流、降水等,从而影响动植物的生存条件。温度间接影响气流、降水等,从而影响动植物的生存条件。蚊类冬季死
7、亡蚊类冬季死亡鸟类秋季南迁鸟类秋季南迁一一、非非生生物物因因素素3.3.水分水分 水是动物生存所必需的资源物质,也是最重要的生存条件之一。水是动物生存所必需的资源物质,也是最重要的生存条件之一。干旱使植物种干旱使植物种群死亡率升高群死亡率升高 对于陆生生物,获得和保持住体内水分是生命的首要问题。对于陆生生物,获得和保持住体内水分是生命的首要问题。对于水生生物,水分主要影响其渗透压。对于水生生物,水分主要影响其渗透压。动物寻找水源动物寻找水源过程个体死亡过程个体死亡气候干旱蝗虫气候干旱蝗虫爆发式增长爆发式增长一一、非非生生物物因因素素4.4.非生物因素对种群数量变化的影响往往是非生物因素对种群数
8、量变化的影响往往是综合性的综合性的。春夏时节动植物种群普遍迅速增长气温升高日照延长降水增多食物日益充足动物一一、非非生生物物因因素素思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素资料资料1 1:1934年,生态学家高斯选用了两种形态和习性相近的草履虫进行实验。取相等数目的双小核草履虫和大草履虫,以一种杆菌为饲料,放在某个容器中培养。结果发现:与单独培养不同,混合培养开始时,两个种群的数量也都有增长,但随后双小核草履虫个体数继续增加,而大草履虫个体数下降,最后完全消失。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。讨讨论论:1.怎样解释资料怎样解释资料1中的实验结果?中的实验结果?
9、双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系,竞争力弱的数量会不断下降。双小核草履虫大草履虫单独培养双小核草履虫单独培养大草履虫混合培养思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素结果分析:结果分析:1.具有相似的生活习性(以同一种杆菌为食)2.在同一个容器中培养时,起初两种草履虫的数量较少,而食物数量较多,因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。3.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,大草履虫处于劣势,双小核草履虫处于优势双小核草履虫处于优势。4.随着双小核草履虫数量的增加,争
10、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。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争夺资源,这就是竞争竞争。资料资料2:生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里,对猞猁和雪兔的种群数量做了研究,结果如下图所示:猞猁和雪兔种群数量变化曲线思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素讨讨论论:2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?猞猁和雪兔之间是捕食关系。作为猎物的雪兔种群数量上升时,猞猁因为食物充足,其种群出生率上升,死亡率下降,数量随之上升;
11、反之,作为猎物的雪兔种群数量下降时,猞猁因为食物匮乏,其种群出生率下降,死亡率上升,数量会随之下降。思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素猞猁和雪兔捕食关系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。从多年的调查看,雪兔和猞猁相互制约,使它们的种群数量在一定范围内波动。1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 1935 1845 1855 1865 1875 1885 1895 1905 1915 1925 193
12、5 年份年份雪兔猞猁种种群群数数量量/千千只只讨讨论论:3.猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因,哪个是果?猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因,哪个是果?猞猁猞猁种群数量雪兔雪兔死亡率雪兔雪兔种群数量猞猁猞猁出生率 死亡率猞猁猞猁种群数量雪兔雪兔出生率雪兔雪兔种群数量猞猁猞猁出生率 死亡率思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素猞猁和雪兔种群数量波动情况,你能发现什么规律?猞猁的存在对整个群落的稳定可能起什么作用?雪兔和猞猁相互制约,它们的种群数量保持在一定范围内波动。雪兔和猞猁相互制约,它们的种群数量保持在一定范围内波动。如此循环,二者的种群数量是相互影响的,是循环因果
13、的关系。条件条件对于对于猞猁猞猁猞猁猞猁种群种群出生率出生率猞猁猞猁种群种群死亡率死亡率猞猁种猞猁种群数量群数量雪兔食物充足雪兔食物缺乏条件条件对于对于雪兔雪兔猞猁捕食压力增大猞猁捕食压力减小思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素请依据左图曲线变化,在右图括号中填写猎物和捕食者种群数量的变化,思考两者变化的关系。(注:“+”表示增加,“-”表示减少。)思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素4、请依据左图曲线变化,在右图括号中填写猎物和捕食者种群数量的变化,思考两者变化的关系。(注:“+”表示增加,“-”表示减少。)思考思考讨论讨论影响
14、种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素循环因果关系:在生物学上,许多生理或生态过程的因果关系是循环性的,也就是说,一定的事件作为引起变化的原因,所导致的结果又会成为新的条件,施加于原来作为原因的事件,使之产生新的结果,如此循环往复。思考:甲状腺激素分泌的调节是循环因果关系吗?反馈调节机制 5.除猞猁外,影响雪兔种群数量变动的,还有其他因素吗?其他捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物、非生物因素、同种生物个体之间思考思考讨论讨论影响种群数量的其他生物因素影响种群数量的其他生物因素剩余资源:1KNKNK1-K值每个个体所占资源二二、生生 物物 因因 素素1.内部生物因素内部生物因
15、素种内斗争种内斗争种种群群增增长长种群密度种群密度增大增大种内竞争种内竞争加剧加剧种内增长种内增长受限受限行为行为变化变化生理生理变化变化遗传遗传变化变化1.内部生物因素内部生物因素种内斗争种内斗争 行为因素行为因素 例如:例如:领域行为对种群密度具有明显的调节作用。领域行为对种群密度具有明显的调节作用。领域行为是种内竞争资源的方式之一。占有者通过占有一定的空间而领域行为是种内竞争资源的方式之一。占有者通过占有一定的空间而拥有所需要的各种资源。拥有所需要的各种资源。生理因素生理因素例如:例如:当种群密度增加时,种内个体当种群密度增加时,种内个体“紧张紧张”增加,加强了中枢神经系统刺激,增加,加
16、强了中枢神经系统刺激,从而使激素水平发生变化,最终造成出生率下降。从而使激素水平发生变化,最终造成出生率下降。二二、生生 物物 因因 素素1.内部生物因素内部生物因素种内斗争种内斗争 遗传因素遗传因素例如:例如:在高密度条件下,种群中可能产生特别具有侵略性的大个体,其好斗性行为可能对种群动态发挥重要作用。种群密度下降种内竞争减弱自然选择压力变小死亡率下降种内变异增多种群密度增多种内竞争增强自然选择压力变大死亡率增加种内变异减少二二、生生 物物 因因 素素2.外部生物因素外部生物因素(1)捕食捕食草羚羊猎豹 除顶级捕食者外,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。
17、捕食者种群数量与被捕食者种群数量相互影响。二、生物因素二、生物因素2.外部生物因素外部生物因素(1)捕食捕食松鼠以红杉、云杉等植物的种子为食,其种群数量与食物的丰欠密切相关。每只松鼠平均能产3窝,每窝46只幼仔。食物充足:食物充足:有20%30%的成熟雌性个体不繁殖,产仔数也明显减少。食物不足:食物不足:二、生物因素二、生物因素2.2.外部生物因素外部生物因素(2)(2)种间竞争种间竞争 森林中不同植物竞争阳光和养分。非洲狮与猎豹竞争猎物。非洲狮会在猎豹杀死猎物后到来,赶走猎豹以获得剩余的食物;非洲狮还会杀死猎豹的幼崽,从而将猎豹的数量控制在一定范围内;二、生物因素二、生物因素2.外部生物因素
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