九单元生物与环境.pptx

种种群群数量特征数量特征种群的特征种群的特征概念概念空间特征空间特征种群数量变化种群数量变化数学模型数学模型种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线K值变动的示意图值变动的示意图（二）种群特征（二）种群特征1 1、数量特征、数量特征种群在单位面积或体积中个体的数量称为种群密度。种群在单位面积或体积中个体的数量称为种群密度。（个（个（个（个/m/m/m/m2 2 2 2、kmkmkmkm2 2 2 2、m m m m3 3 3 3）（2 2）种群密度的调查方法）种群密度的调查方法（1 1）种群密度）种群密度最基本的数量特征最基本的数量特征一般步骤：一般步骤：a.取样面积，样方大小一般为一平方取样面积，样方大小一般为一平方米的正方形（米的正方形（物种不同样方的面积可能不同物种不同样方的面积可能不同）b.随机随机取多个样方（取多个样方（五点取样法、等距取样法五点取样法、等距取样法）注：与丰富度调查比较：注：与丰富度调查比较：c.算出每个样方的种群密度，求算出每个样方的种群密度，求平均数平均数即的种群密度即的种群密度样方法样方法丰富度调查方法：取样器取丰富度调查方法：取样器取样的方法进行采集、调查样的方法进行采集、调查丰富度统计方法：记名计算丰富度统计方法：记名计算法；目测估计法法；目测估计法注：注：活动能力较弱的动物活动能力较弱的动物如：蚜虫、跳蝻等以及昆如：蚜虫、跳蝻等以及昆虫卵虫卵的种群密度也适用样方法。的种群密度也适用样方法。问：问：让你选择一种草本植物去调查它的种群密度你会选：让你选择一种草本植物去调查它的种群密度你会选：A 单子叶植物单子叶植物 B 双子叶植物双子叶植物 单子叶草本植物：常丛生或蔓生，单子叶草本植物：常丛生或蔓生，从地面很从地面很难辨别是一株还是多株难辨别是一株还是多株；叶片呈条形或披针型，平行脉。叶片呈条形或披针型，平行脉。双子叶草本植物：从地面双子叶草本植物：从地面容易辨别容易辨别个体数目；叶脉呈网状脉。个体数目；叶脉呈网状脉。让你选择一种遗传病去调查遗传方式或发病率：让你选择一种遗传病去调查遗传方式或发病率：A 单基因遗传病单基因遗传病 B 多基因遗传病多基因遗传病样方计数原则：样方计数原则：正方形记相邻两正方形记相邻两边，若是圆呢？边，若是圆呢？若某些样方偏差若某些样方偏差太大，怎么办？太大，怎么办？5.(2010海南生物，海南生物，18)某同学拟调查一个面积某同学拟调查一个面积为为100 hm2的草上某种双子叶草本植物的种群密的草上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是度，设计了四个调查方案，其中最可行的是 ()A.计数该草地上该种植物的全部个体数目计数该草地上该种植物的全部个体数目B.设计设计1个个1 m2样方，计数样方中该种植物的样方，计数样方中该种植物的个体数目个体数目C.随机设置随机设置1 m2样方若干，计数每个样方中该样方若干，计数每个样方中该种植物个体数目种植物个体数目D.在该种植物密集处设置在该种植物密集处设置1 m2样方若干，计数样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目每个样方中该种植物的个体数目 =捕获数捕获数（全标记）（全标记）重捕标志数重捕标志数重捕总数重捕总数 种群数量种群数量（N）种群密度种群密度 =种群数量（种群数量（N N）校园面积校园面积标志重捕法标志重捕法问：土壤中的小动物例如蚯蚓等能用标志重捕法吗？问：土壤中的小动物例如蚯蚓等能用标志重捕法吗？不能不能，标志重捕法只适用于活动能力强，活标志重捕法只适用于活动能力强，活动范围大的动物，而蚯蚓只能用动范围大的动物，而蚯蚓只能用样方法样方法。问：标志时要注意什么？问：标志时要注意什么？1.不影响它的生存不影响它的生存2.不影响你的收获不影响你的收获例：在某池塘中，第一次捕获鲫鱼条，做上例：在某池塘中，第一次捕获鲫鱼条，做上标记后放回，第二次捕获了鲫鱼条，其中有标标记后放回，第二次捕获了鲫鱼条，其中有标记的条，请估算这个池塘中共有鲫鱼多少条？记的条，请估算这个池塘中共有鲫鱼多少条？N=386问：若捕获一次后的鱼再捕获的概率下降，实际个体数问：若捕获一次后的鱼再捕获的概率下降，实际个体数：大于大于386若标记后的鱼死亡率提高，实际个体数若标记后的鱼死亡率提高，实际个体数：大于大于386趋光性的昆虫：趋光性的昆虫：黑光灯诱捕法黑光灯诱捕法（3）影响种群密度的因素）影响种群密度的因素=捕获标记数捕获标记数：106重捕标志数：重捕标志数：25重捕总数：重捕总数：91 种群数量种群数量：N 出生率和死亡率出生率和死亡率概念：概念：出生率：出生率：出生率：出生率：是指种群中单位数量的个体在单位时间内新是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。产生的个体数目。死亡率：死亡率：死亡率：死亡率：是指种群中单位数量的个体在单位时间内是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。死亡的个体数目。迁入率和迁出率迁入率和迁出率概念：对于一个种群来说，概念：对于一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数个体，占该种群个体总数的比率的比率是影响种群密度（种群数是影响种群密度（种群数量变化）的决定因素（量变化）的决定因素（直直接因素接因素）年龄组成年龄组成a.a.概念：种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期概念：种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期个体数目的比例。个体数目的比例。b.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稳定型稳定型衰退型衰退型年龄组成年龄组成 幼多、老少幼多、老少比例适中比例适中幼少、老多幼少、老多出生率出生率/死亡率死亡率种群密度种群密度变化趋势变化趋势大于大于1 1等于等于1 1小于小于1 1越来越大越来越大一段时间一段时间内稳定内稳定越来越小越来越小注：注：能预测种群数量变化趋势。能预测种群数量变化趋势。既然是预测就不能说一定发生既然是预测就不能说一定发生影响种群密度的因素影响种群密度的因素:a.非生物因素非生物因素 b.生物因素生物因素问：某岛屿上的金丝猴种群：幼年比例大，老年比问：某岛屿上的金丝猴种群：幼年比例大，老年比例小，金丝猴的数量一定会增多吗？例小，金丝猴的数量一定会增多吗？例：人们使用含三丁基锡、三苯基锡等有机锡化合物的油漆例：人们使用含三丁基锡、三苯基锡等有机锡化合物的油漆涂于船只、海洋建筑物等的表面，有效防止了海洋生物涂于船只、海洋建筑物等的表面，有效防止了海洋生物附着生长，但近年来的研究发现油漆中的有机锡可释放附着生长，但近年来的研究发现油漆中的有机锡可释放入海，对多种生物造成毒害。有关该污染物的部分研究入海，对多种生物造成毒害。有关该污染物的部分研究如下，请回答：如下，请回答：有机锡污染导致某海域有机锡污染导致某海域一种鱼的年龄组成发生一种鱼的年龄组成发生改变（如图改变（如图12），请预），请预测该种群数量的变化趋测该种群数量的变化趋势。势。由增长型变成衰退型，种群数量下降由增长型变成衰退型，种群数量下降性别比例性别比例a.a.概念：指雌雄个体数目在种群中所占的比例。概念：指雌雄个体数目在种群中所占的比例。雌雄相当雌雄相当 多见于高等动物多见于高等动物 如黑猩猩、猩猩等如黑猩猩、猩猩等雌多于雄雌多于雄 多见于人工控制的种群多见于人工控制的种群 如鸡、鸭等如鸡、鸭等 有些野生动物在繁殖时期也是雌多于雄，如象海豹有些野生动物在繁殖时期也是雌多于雄，如象海豹雄多于雌雄多于雌 多见于营社会性生活的昆虫多见于营社会性生活的昆虫 如家白蚁如家白蚁b.b.类型：类型：注意：年龄组成和性别比例都是通过影响出生率和死注意：年龄组成和性别比例都是通过影响出生率和死亡率来间接影响种群密度亡率来间接影响种群密度c.c.应用：利用人工合成的应用：利用人工合成的性引诱剂性引诱剂诱杀害虫的诱杀害虫的雄性个雄性个体体，破坏了害虫种群，破坏了害虫种群正常的性别比例正常的性别比例，就会使，就会使很多雌很多雌性个体性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。低。（4 4）种群数量特征之间的关系分析种群数量特征之间的关系分析 （1）水稻的均匀分布）水稻的均匀分布（2）杂草的随机分布）杂草的随机分布（3）瓢虫的成群分布）瓢虫的成群分布2.2.空间特征空间特征注意：与垂直分布和水平分布的区别注意：与垂直分布和水平分布的区别群落的空群落的空间特征间特征（三）种群的数量变化（三）种群的数量变化1.建构种群增长的方法建构种群增长的方法数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。研究方法：研究方法：观察对象观察对象提出问题提出问题提出提出假设假设给出适当给出适当数学形式数学形式实验检验实验检验或修改或修改数学形式：数学形式：数学方程式数学方程式、曲线图曲线图更直观直观地反映种群数量的增长趋势2.种群增长的种群增长的“J”型曲线型曲线（1）前提条件）前提条件(判断依据判断依据)若出现以下五种情况即可判断为若出现以下五种情况即可判断为“J”型曲线型曲线理想条件下；理想条件下；实验室条件下；实验室条件下；食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足；个条件同时满足；外来物种入侵早期阶段；外来物种入侵早期阶段；无环境阻力状况。无环境阻力状况。自然界确有自然界确有类似类似细菌细菌在理想条件下在理想条件下种群数量增种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线标画出曲线来表示，曲线大致大致呈呈“”型。型。种群增长的种群增长的“J”型曲线：型曲线：Nt=N0t种种群群增增长长曲曲线线不变不变种群数量（种群数量（Nt）时间（时间（t）0abc种群数量（种群数量（Nt）时间（时间（t）0abcN0特点：种群内个体数量增长速率特点：种群内个体数量增长速率 ；增长率；增长率 ；无无K值。值。一直增大一直增大问：问：ab段为什么个段为什么个体数量增长缓慢？体数量增长缓慢？bc段为什么增长迅段为什么增长迅速？速？与起始数量与起始数量N0有关有关（N0为起始数量，为起始数量，t为时间，为时间，Nt表示表示t年年后该种群的数量，后该种群的数量，为该种群数量是一年为该种群数量是一年前种群数量的倍数。）前种群数量的倍数。）斜率一直增大3.种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线（1）条件：资源有限的环境中，种群密度上升，）条件：资源有限的环境中，种群密度上升，种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加种内个体间的竞争加剧，捕食者数量增加种种群群增增长长曲曲线线种群增长的种群增长的“S”型曲线型曲线种群数量种群数量时间时间0KK/2特点：有最大值特点：有最大值K值，值，K/2时斜率最大，时斜率最大，增长速率最大。增长速率最大。种群增长速率种群增长速率时间时间t0KK/2t1t2应用：应用：K值值如何保护大熊猫？如何保护大熊猫？K/2捕鱼群的种群数量保持在捕鱼群的种群数量保持在 什么水平？什么水平？生活资源生活资源(食物食物)空间空间 种内斗争种内斗争 阳光阳光温度温度水分水分捕食捕食竞争竞争零零出生率出生率死亡率死亡率迁入率迁入率迁出率迁出率出生率和死亡率出生率和死亡率例例：2008年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了年，在重庆武隆某地下洞穴的水体中发现了一种数量少、眼睛退化的一种数量少、眼睛退化的“盲鱼盲鱼”。下列有关叙述，。下列有关叙述，正确的是正确的是A盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果盲鱼眼睛的退化是黑暗诱导基因突变的结果B种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素种群密度是限制盲鱼种群增长的关键生态因素 C洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的洞内水体中溶解氧的增加将提高盲鱼种群的K值值 D盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使盲鱼作为进化研究的材料体现生物多样性间接使用价值用价值种群密度不是生态因素而是种群的特征种群密度不是生态因素而是种群的特征变异（基因突变）在前，（黑暗是环境）变异（基因突变）在前，（黑暗是环境）选择在后。环境决定生物进化的方向选择在后。环境决定生物进化的方向间接使用价值是生物的生态功能，科研价值是直接使用价值间接使用价值是生物的生态功能，科研价值是直接使用价值水生生物的种群数量（水生生物的种群数量（K值）制约的主因素是水中的溶解氧值）制约的主因素是水中的溶解氧问：该图表示问：该图表示“J”型增长还是型增长还是“S”型增长？型增长？“J”型增长：增长速率不断增大型增长：增长速率不断增大“S”型增长型增长：增长速率先增大，后减小，最后为：增长速率先增大，后减小，最后为0）提示：出生提示：出生率率死亡率死亡率=增长速率增长速率4.K值变动的示意图值变动的示意图同一种生物的同一种生物的K值不是固定不变的。值不是固定不变的。（1）环境没破坏，）环境没破坏，（2）环境遭受破坏，）环境遭受破坏，K值会在平均值附近上下值会在平均值附近上下波动波动；当种群偏离平均值的时候，会通过当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈负反馈机制机制使种群密度回到一定范围内。使种群密度回到一定范围内。K值会值会下降下降；当生物生存的环境；当生物生存的环境改善，改善，K值会值会上升上升。A.若若a点时环境因素发生变化，点时环境因素发生变化，但食物量不变，则但食物量不变，则a点以后个点以后个体数量变化不符合体数量变化不符合“S”型增长型增长B.若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过幅超过b点点C.天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与降趋势与bc段相似段相似D.年龄组成变动会导致该种群个体数量发生波动，年龄组成变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与波动趋势与cd段相似段相似例：某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植例：某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是变化的叙述，错误的是 解析：本题考查生态系统中影响种群数量波动的因解析：本题考查生态系统中影响种群数量波动的因素。从图中个体数量随着季节的变化在素。从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对稳定的生态系动可以看出，该生态系统是一个相对稳定的生态系统，具有一定的自我调节能力。当外界环境改变、统，具有一定的自我调节能力。当外界环境改变、出生率和死亡率的变化、天敌的捕食、年龄结构的出生率和死亡率的变化、天敌的捕食、年龄结构的变动，种群个体数量还是在变动，种群个体数量还是在K值附近左右波动，所值附近左右波动，所以以a点时环境因素发生变化时，个体数量变化还是点时环境因素发生变化时，个体数量变化还是符合逻辑斯蒂增长，所以答案是符合逻辑斯蒂增长，所以答案是A。种群数量种群数量时间时间0KK/2环境阻力环境阻力“S”曲线曲线“J”曲线曲线阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被文自然选择学说中被淘汰的部分淘汰的部分。空间特征空间特征数量特征数量特征种群特征种群特征包括包括均匀均匀分布分布随机随机分布分布集群集群分布分布种群密度种群密度最核心最核心取决于取决于出出生生率率死死亡亡率率迁迁入入率率迁迁出出率率年年龄龄结结构构性性别别比比例例增长型增长型稳定型稳定型衰退型衰退型预测种群密度变化预测种群密度变化种群数量变化种群数量变化改变改变类型类型稳定稳定减少减少增加增加波动波动下降下降增长增长生生物物因因素素有有K值，增值，增长速率先增长速率先增大，到大，到K/2最大，再减最大，再减小。小。“J”型型增增长长“S”型型增增长长无无K值，增长值，增长速率一直增大，速率一直增大，增长率不变。增长率不变。非非生生物物因因素素1.1.在野外试验站，研究棉蚜虫发生期开放和封闭条件在野外试验站，研究棉蚜虫发生期开放和封闭条件下、不同初始密度（下、不同初始密度（1 1和和2020头头/叶）的棉蚜种群密度变叶）的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如下图。有关叙述如下图。有关叙述正确的是正确的是A.A.初始密度相同的初始密度相同的种群开放条件下先种群开放条件下先于封闭条件下衰退，于封闭条件下衰退，可能与迁出有关可能与迁出有关B.B.初始密度相同的初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关与迁入有关C.C.开放和封闭条件下种群数量均达到开放和封闭条件下种群数量均达到K K值时开始衰退值时开始衰退D.D.开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱弱.解析：标中四条曲线，涉及两组变量解析：标中四条曲线，涉及两组变量开放与封闭、开放与封闭、初始密度不同。初始密度不同。A、B两选项在初始密度相同的背景下，两选项在初始密度相同的背景下，分析开放或封闭条件下的有关指标，其实可以理解为：分析开放或封闭条件下的有关指标，其实可以理解为：与封闭条件相比，开放状态下存在着棉蚜的迁入或迁与封闭条件相比，开放状态下存在着棉蚜的迁入或迁出问题，因此出问题，因此A、B的描述合乎情理，均正确。而的描述合乎情理，均正确。而C、D两项更强调读懂图中曲线，其中两项更强调读懂图中曲线，其中C项，可观察开放条件项，可观察开放条件下下1头头/叶的曲线，它达到叶的曲线，它达到K值后稳定一定时间后才开始值后稳定一定时间后才开始衰退，故衰退，故C描述错误；种群的衰退指出生率小于死亡率，描述错误；种群的衰退指出生率小于死亡率，表现为年幼个体数量少于老年个体数量，而种内斗争表现为年幼个体数量少于老年个体数量，而种内斗争不仅与种群个体数量（或种群密度）呈正相关，而且不仅与种群个体数量（或种群密度）呈正相关，而且还受资源的影响，若个体数量小幅减少，而食物减少还受资源的影响，若个体数量小幅减少，而食物减少更多，则种内斗争未必在种群衰退时开始减弱。更多，则种内斗争未必在种群衰退时开始减弱。2.在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的 A给海龟安装示踪器调查其洄游路线给海龟安装示踪器调查其洄游路线 B给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线 C用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系 D用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度3.某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后某岛屿栖息着狐和野兔，生态系统相对稳定。后来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羔羊。第来有人登岛牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羔羊。第五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛五年，岛上狐濒临灭绝，但野兔数量大大超过人登岛前的数量。第前的数量。第6年，野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引年，野兔种群爆发了由兔瘟热病毒引起的瘟疫，其数量骤减。回答问题：起的瘟疫，其数量骤减。回答问题：（1）人登岛后的第）人登岛后的第5年，与登岛前相比，野兔种内年，与登岛前相比，野兔种内竞争强度竞争强度_（增加、减小、不变）（增加、减小、不变）（2）一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将）一般情况下，被捕食者传染病的流行程度将随捕食者种群密度的增加而（增强、减弱、不变）随捕食者种群密度的增加而（增强、减弱、不变）增加增加减弱减弱