必修部分 第八章 第二节 种群和生物群落.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,点击考纲,把脉考情,1.,种群的特征,2.,种群的数量变化,3.,种群密度的取样调查,4.,研究种群数量变化的意义,5.,生物群落的概念,6.,生物群落的结构,1.,概述种群的特征,2.,分析比较种群数量增,长的,“,J,”,型与,“,S,”,型曲线，举例说明,K,值与,K,/2,在实践中的应用,3.,说出生物群落的概念和结,构,一、种群及其特征,1.,种群的概念：,生活在同一地点的,的一个群体。,2.,种群的特征,(1),种群密度,概念：单位空间内某种群的个体数量即种群密度,特点,不同物种的种群密度在同样的环境条件下,同一物种的种群密度也不是,的,调查方法：取样调查法,活动能力较强的动物：常,采用,法,植物：常采用,法,同种生物,差异很大,固定不变,标志重捕,样方,(2),出生率和死亡率,作用：对种群大小和种群密度起,作用。,(3),年龄组成,概念：一个种群中各年龄期个体数目的比例。,决定,分类,图示,类型,名称,各年龄,期比例,种群所,处时期,出生,率与死,亡率比较,幼年个体数较少，老年个体数较多,种群正处于,时期,出生率,死亡率,衰退型,衰退,图示,类型,名称,各年龄,期比例,种群所,处时期,出生率,与死,亡率比较,各年龄期的个体数目,种群正处于稳定时期,出生率,死亡率,比例适中,稳定型,研究意义：研究种群的年龄组成对于,有重要意义。,(4),性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。,预测种群数量的变化趋势,二、种群的数量变化及其意义,1.,种群数量的变化,(1),变化内容：增长、波动、,、下降等。,稳定,(2)“J”,型曲线,条件：,条件充裕、气候,、,没有敌害等,条件下，种群数量会连续增长,公式：,特点：种群数量,增长，无,K,值，种群迁入新环,境后，常常在一定时期内出现“,J”,型增长,食物（养料）和空间,适宜,N,t,=N,0,t,连续,理想,(3)“S”,型曲线,形成原因：,有限，使种内斗争加剧，以,该种群生物为食的天敌数量,，使,种群的出生率降低，死亡率增高，从,而使种群数量的增长率,特点：不能连续增长，当种群数量达到环境条件,所允许的,时，种群数量保持稳定,环境条件,增加,下降,K,值,(4),影响种群数量变化的因素,决定因素：,、迁入和迁出。,出生率和死亡率,2.,研究种群数量变化的意义,(1),有利于合理利用和保护,资源。,(2),有利于进行害虫防治。,野生生物,三、生物群落,1.,生物群落的概念,在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系,的,的总和。,2.,生物群落的结构,(1),水平结构：在水平方向上，由于地形的,、光照的,、,的大小等因素的影响，不同地段往往分布,着不同的种群，种群的密度也有差别。,(2),垂直结构：在垂直方向上，生物群落具有明显的,现象。,各种生物,起伏,明暗,湿度,分层,1.,种群内涵与外延,在一定自然区域内，同种生物的全部个体叫种群,(,须强,调两同：同一区域、同种生物；一全部：全部个体,),。,一个种群内的个体间可进行基因的自由交流，因此种,群是生物繁殖的基本单位；每个种群拥有其独特的基,因库，此基因库内基因频率的改变意味着生物的进化，,因而种群同时也是生物进化的基本单位；种群还是物,种的存在形式，是物种在自然界中存在的基本单位。,种群的外延是种内关系。,2.,种群的特征及其内在联系,种群作为有机单元，具有个体无法具备的特征,项目,特征,定义,特点或作用,种群,密度,单位空间内某种群的个体数量,不同物种，种群密度不同,同一物种，种群密度可变,调查方法,样方法,标志重捕法,项目,特征,定义,特点或作用,出生率和,死亡率,种群中单位数量在单位时间内新产生或死亡的个体数目,决定种群的大小和种群密度,迁入和,迁出,单位时间内迁入或迁出的个体数,直接影响种群的大小和种群密度,项目,特征,定义,特点或作用,年龄,组成,一个种群中各年龄期的个体数目的比例,三种类型：增长型、稳定型、衰退型,可预测种群数量的变化趋势,性别,比例,种群中雌雄个体数目的比例,在一定程度上影响种群密度,上述特征中，,“,种群密度,”,是种群最基本的数量特征，但其他特征对种群密度均有直接或间接的影响，如图所示：,调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，也可以采用样方法。对于有趋光性的昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查它们的种群密度。,年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。因为出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌有关，如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。此外种群数量还与迁入、迁出直接相关。,(2009,广东高考,),下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是,(,),A.,斑马在草原上成群活动,B.,每毫升河水中有,9,个大肠杆菌,C.,稗草在稻田中随机分布,D.,木棉树在路旁每隔,5,米种植,.,解题指导,选 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。,B,项为种群密度，不属于空间特征。,B,(1),年龄组成与性别比例对种群密度的影响年龄组成可通过影响出生率和死亡率而影响种群密度；性别比例则主要通过影响出生率影响种群密度。,(2),出生率、死亡率与自然增长率,出生率,种群中单位数量个体在单位时间内新产生的个体数目。,死亡率,种群中单位数量个体在单位时间内死亡的个体数目。,自然增长率出生率死亡率。,1.,种群作为一个有机单元，具有个体所不具备的典型特,征，以下关于种群特征及其内在关系的概念图中，,依次表示,(,),A.,种群密度年龄组成性别比例出生率死亡率迁出,B.,种群密度出生率死亡率性别比例年龄组成迁出,C.,出生率年龄组成性别比例迁出种群密度死亡率,D.,种群密度出生率死亡率年龄组成性别比例迁出,解析：,种群的特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率、迁入和迁出等，其中种群密度是最基本的数量特征，可直接取决于出生率和死亡率与迁入和迁出，同时，年龄组成可通过出生率与死亡率的变化来影响种群密度，性别比例也可通过影响出生率而制约种群密度。,答案：,D,1.,种群数量变化内涵,在自然界，种群数量总会因气候、食物、天敌、传染,病等多方面因素的影响而处于动态变化中，这种动态,变化包括种群数量的增长、波动、稳定和下降等。在,某些极端因素干扰下，甚至还会出现物种,(,种群,),的绝,灭，从而导致物种丰富度,(,生物多样性,),下降。,2.,种群的两种数量增长曲线及相关应用,(1),种群的两种数量增长曲线比较,项目,“,J,”,型曲线,“,S,”,型曲线,成因,食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害,环境资源有限,(,存在种内斗争、天敌等,),项目,“,J,”,型曲线,“,S,”,型曲线,特征,种群数量每年以一定,的倍数增长，第二年,数量是第一年的,倍,相关数学模型：,N,t,N,0,t,N,t,：第,t,年后种群的数,量,N,0,：种群的起始数量,：该种群数量是一,年前种群数量的倍数,t,：时间,(,年,),随着种群密度的增大，个体间对有限的空间、食物和其他生活条件的种内斗争必将加剧，同时以该种群生物为食的捕食者数量也会增加，从而使该种群数量的增长率下降。最终种群数量达到环境条件允许的最大值,(,以,K,表示,),项目,“,J,”,型曲线,“,S,”,型曲线,环境阻力,无,有,种群增长率,保持稳定不变,先上升而下降,有无,K,值,无,K,值,有,K,值,项目,“,J,”,型曲线,“,S,”,型曲线,增长曲线,(2)“S”,型曲线在生产中的应用,在对野生动植物资源的合理开发和利用方面，一般,将种群数量控制在环境容纳量的一半，即,K,/2,左右，,此时种群增长率最快，可提供的资源数量也最多，而,且不影响资源的再生。,当过度捕猎导致种群数量小于,K,/2,时，种群的增长率减慢，获取的资源数量将减少，而且还会影响资源的再生。,当种群数量大于,K,/2,时，种群增长率开始下降。所以在开发动植物资源时，种群数量大于,K,/2,时，就可以捕猎一定数量的该生物资源。,(2009,安徽高考,),用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表：,时间,(,天,),1,5,9,13,17,21,25,29,33,37,成虫数,(,只,),6,10,28,71,131,207,270,302,327,341,根据表中数据分析，下列结论正确的是,(,),A.,第,13,25,天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快,B.,第,17,29,天，成虫增长率上升、死亡率下降,C.,第,21,37,天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关,D.,第,1,37,天，成虫数量呈,“,J”,型增长,解题指导,选 据图可知，随培养时间的延长，个体数量不断增加，但增长速率先上升后下降。当种群密度达到一定程度后，种内斗争加剧，所以种群增长速率下降。,C,2.,某种群的年龄组成如甲图所示，增长曲线如乙图所示。,下列有关叙述正确的是,(,),A.,甲图的年龄组成是增长型，在,t,2,时期很可能属于这种年,龄组成,B.,甲图的年龄组成是稳定型，在,t,2,时期很可能属于这种年,龄组成,C.,甲图的年龄组成是增长型，在,t,1,时期很可能属于这种年,龄组成,D.,甲图的年龄组成是稳定型，在,t,1,时期很可能属于这种年,龄组成,解析：,甲图中，幼年个体数量较多，老年个体数量较,少，这种年龄组成属于增长型。在,t,1,时期，种群的出,生率高于死亡率，种群数量增长速率最快。,答案：,C,1.,种群与群落比较,种群,群落,概念,外延,“,同种生物,”,“,全部个体,”,一定,“,时间和空间,”,(,同种生物不同空间的种群可能存在,“,地理隔离,”,；同一空间不同时期的种群,“,年龄组成,”,可不断变化,),“,不同种生物,”,“,全部种群,”,一,定,空,间,配,置,垂直结构,与光照相关的,植物分层,与食物、栖息,场所相关的,动物分层,水平结构：随地形起伏、光照明暗及湿度大小不同，水平地段上植物分布有差异,种群,群落,基因,交流,状况,种群内不同个体间可进行天然基因交流，既无地理隔离，也无生殖隔离,种群是物种繁殖及生物进化的基本单位,群落内不同种群间具生殖隔离，故不同种群间不可进行天然基因交流,种群,群落,生物,彼此,关系,只具种内关系,(,或互助或斗争,),各种群内部具种内关系，不同种群之间具种间关系,(,互利共生、捕食、竞争、寄生等,),2.,群落的特征,(1),具有一定的种类组成：每个群落都是由一定种类的植,物、动物和微生物组成的，因此，种类组成是区别不,同群落的首要特征。一个群落中种群数量的多少及每,种生物个体数量的多少，是度量群落多样性的基础。,(2),具有一定的动态特征：生物群落是生态系统中的生命,部分，生命的特征是不停地运动，群落也是如此，其,运动形式包括季节变化、年际变化、演替和演化。,群落中各种群的种间关系类型及不同种群的空间分布情况均是长期自然选择及生物共同进化的结果。,生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。,(2008,海南高考,),一块甘蔗田弃耕几年后，形成了杂草地，该草地群落中,(,),A.,物种组成比甘蔗田简单,B.,动物没有分层现象,C.,物种组成比甘蔗田复杂,D.,植物没有垂直结构,解题指导,选 该杂草地中的生物构成群落，动植,物具有垂直分层现象。因甘蔗田弃耕后，人为干涉,因素消失，导致弃耕的甘蔗田物种组成更复杂。,C,群落的垂直分层现象是指群落中,“,不同种群,”,的空间,配置状况而不是同一种群内部的个体空间分布。,3.,下图为植物群落生长的分层现象，对此现象解释不正,确的是,(,),.,A.,分层现象是植物群落与环境条件相互联系的一种形式,B.,决定这种现象的环境因素除光照外，还有温度和湿度等,C.,种植玉米时，因植物群落分层现象的存在，所以要合理,密植,D.,在农业生产上，可以充分利用这一现象，合理搭配种植,的品种,解析：,一块田地中的玉米是一个种群，不存在群落特征，合理密植是为了削弱种内斗争以增加农作物的产量。,答案：,C,命,题,思,路,本考点内容包括种群的特征及数量变动、群落的组成、结构、群落演替及其类型等，高考命题着重考查种群与群落的内涵与外延，种群的数量变动及相关应用，群落的演替类型及演替实质，培养液中酵母菌种群数量的变动因素等,命,题,角,度,试题中往往以坐标曲线图、表格图等为背景材料，考查对种群特征的识记能力、种群数量变化规律的理解能力。关于种群与群落的概念内涵比较与外延界定，种群的两种增长曲线及种群数量变动的制约因素，群落的结构图表有关的信息转化题及种群密度调查等仍是,2011,年高考命题热点出处,(2009,江苏高考,),红豆杉是我国珍贵濒危树种。南京中山植物园于上世纪,50,年代从江西引进一些幼苗种植于园内。经过几十年的生长繁殖，现在已形成了一个种群。请回答下列问题。,(1),在植物园引种栽培红豆杉的措施属于,。,(2),如果对红豆杉种群密度进行调查，常用的方法是,。将统计到的植株按高度,(,h,),分为,5,级，每一级的植株数量见下表。,等级,a,级,b,级,c,级,d,级,e,级,高度,(cm),h,10,10h,30,30h,100,100h,300,h,300,数量,(,株,),120,62,32,16,6,根据表中数据，在下面的坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图。,(3),由表中可以看出，此红豆杉种群的年龄结构属于,。,(4),研究表明，红豆杉的种子成熟后被某种鸟类吞食，果肉状的假种皮被消化而种子随粪便散播到山坡上再萌发生长。从种间关系看，鸟类与红豆杉之间存在,关系。,解题指导,(1),该题涉及濒危树种保护的措施，主要,涉及就地保护,(,自然保护区,),、迁地保护，由题意可知红,豆杉是从江西引进的，应属于迁地保护。,(2),该题涉及种群密度调查的方法，植物用样方法。,(3),该题涉及种群的年龄组成，从表中数据可知,h10 cm,占了,120,株，从而分析得出属于增长型。,(4),该题涉及群落中的种间关系，主要涉及捕食、竞争、互利共生、寄生等，而通过分析题意可知鸟类与红豆杉之间为捕食与互利共生。,答案,(1),迁地保护,(,易地保护,),(2),样方法柱形图见下图,(3),增长型,(4),捕食和互利共生,(,捕食和种间互助,),种群密度的取样调查,1.,样方法,(1),概念：在被调查种群的生存环境内，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，把所有样方种群密度的平均值作为该,种群的种群密度。,(2),适用范围：植物的种群密度调查，昆虫卵、蚜虫和,跳蝻的密度等,(,这些生物运动能力弱，活动范围小,),。,(3),实习原理：通常只计数种群的一小部分，用来估计,整个种群的种群密度。,(4),方法步骤,确定调查对象,选定调查物种,选定调查该物种的范围,选取样方,样方选取的随机性,样方大小一般为草本,1 m,3灌木为,16 m,2,，乔木为,100 m,2,计数：每个样方内该种群的数量,计算种群密度：各个样方内种群数量的平均值,2.,标志重捕法,确定调查对象,捕获并标记部分个体：,在该种群生存环境中，均匀设置捕获点，捕获一部分个体，并对其进行标志后，再在原地将其放回，并记录个体数（,N,1,）,重捕，计数：,一段时间后，在原来的捕获点再次捕获一部分个体，并计数数量（,N,2,）及其中被标志的个体数（,N,0,），然后放回原来的环境,计算种群密度：利用公式,N/N,1,=N,2,/N,0,计算出,N,，即,为该种群密度的估计值,3.,两种典型调查方法的区别,标志重捕法,样方法,对象,活动范围大的动物个体，如鼠、鸟类等,植物或活动范围小的动物，如蚯蚓和虫卵等,标志重捕法,样方法,注意,问题,调查时没有迁入和,迁出、出生和死亡,标志物不能过于醒,目，不能影响标志,对象正常生理活动，,且不易脱落,随机取样,样方大小适中,样方数量不宜太少,“,标志,(,记,),重捕法,”,是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体,(,M,),全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数,(,m,),占总捕获数,(,n,),的比例，估计该种群的数量,(,N,),。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠,布氏田鼠进行了调查。,调查样方总面积为,2 hm,21 hm,2,10 000 m,2,),，随机布设,100,个鼠笼，放置,1,夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；,3,日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。,捕获数,/,只,标记数,/,只,雌性,个体数,雄性,个体数,初捕,32,32,14,18,重捕,36,4,18,18,(1),假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数,(,N,),的计算公式,。,(2),该草地布氏田鼠的平均种群密度为,只,/hm,2,。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相比可能会偏,。,(3),综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例,(/),为,。,(4),在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查,(,假设样方中只有这一种鼠,),，平均每,100 m,2,有,3.6,个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为,。,解题指导,标志重捕法的前提是，标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。据此可写出公式,M,/,N,m,/,n,，因此,N,Mn,/,m,。该草地中布氏田鼠的平均密度为,323642,144,只,/hm,2,。第一次被捕过的田鼠，再次被捕获的难度加大，故计算所得的平均种群密度比实际的高。根据两次捕获的田鼠中雌雄个体数可得种群中性别比例为,/,(14,18)/(18,18),32/36,8/9,。,答案,(1),N,Mn,/,m,(2)144,高,(3)8/9(,或,32/36),(4)2.51,1.(2009,江苏高考,),某小组进行,“,探究培养液中酵母菌种群,数量的动态变化,”,实验时，同样实验条件下分别在,4,个,试管中进行培养,(,见下表,),，均获得了,“,S”,型增长曲线。,根据实验结果判断，下列说法错误的是,(,),试管号,培养液体积,(mL),10,5,10,5,起始酵母菌数,(10,3,个,),10,5,5,10,A.4,个试管内的种群初始阶段都经历了,“,J”,型增长,B.4,个试管内的种群同时达到,K,值,C.,试管,内种群的,K,值与试管,不同,D.,试管,内的种群数量先于试管,开始下降,解析：,和,试管中培养液多，营养物质多，其内种,群的,K,值大于试管,和,的。,4,个试管内种群的起始阶段因空间和食物等比较充裕，属于,“,J”,型增长。接种量不同，种群的增长速率不同，不能同时达到,K,值，接种量大的先达到稳定期继而先进入衰亡期。,答案：,B,2.(2009,山东高考,),右图曲线,a,、,b,表示两,类生物种群密度与存活率之间的关系。,下列分析错误的是,(,),A.,曲线,a,代表的种群个体一般体型较大，营养级较高,B.,依据曲线,b,，人工养蜂时种群密度中等最好,C.,对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大,D.,种群密度为,d,时，曲线,b代表的种群个体间竞争最剧烈,解析：,纵坐标为存活率，横坐标为种群密度，,a,种生物种群密度较小时，存活率最高，说明种内互助不很明显，一般个体较大，营养级别较高；对于生物,b,来说，种群密度中等时，存活率较高，种内斗争也就较弱。,答案：,D,3.,如图表示一个生物群落中甲、乙两个种群的增长速率,随时间变化的曲线，下列叙述中不正确的是,(,),.,A.,甲、乙两种群可能为竞争关系，甲的竞争力小于乙，,竞争强度弱,强,弱,B.,t,2,t,3,时间内甲种群出生率下降，死亡率上升，但出,生率仍大于死亡率,C.,t,1,t,2,时间内甲、乙种群呈,“,S”,增长,D.,t,3,t,5,时间内甲、乙两种群的年龄组成不同,解析：,据甲乙种群增长率变化可以判断二者的关系为竞争。,t,1,t,2,时间内甲、乙种群增长率直线上升，呈,“,J”,型增长。根据甲乙种群增长率变化可以判断竞争强度：弱,强,弱。,t,2,t,3,时间内甲种群增长率大于零所以其出生率大于死亡率。,t,3,t,5,时间内甲的增长率小于零，乙的增长率大于零，二者年龄组成不同。,答案：,C,4.(2010,南通调研,),下图显示了蝌蚪的生长速率随种群密,度增加的变化情况,(,在同样的空间里，个数由,5,增加到,160),，图中曲线可以说明,(,),A.,食物短缺降低了蝌蚪存活率,B.,每只蝌蚪变态所需时间与种群密度呈负相关,C.,一定范围内，蝌蚪生长速率与种群密度呈正相关,D.,高种群密度下，能够变态为青蛙的可能性减小,解析：,题图显示了蝌蚪的生长速率随种群密度增加的变,化情况，未表示出与食物的关系。题图显示蝌蚪数目为,5,、,40,、,60,、,160,，蝌蚪质量达到,0.8 g,时变态所需时间分,别为,2,天、,3.5,天、,5,天、,9,天，可见种群密度越大，蝌蚪,生长速率越慢，蝌蚪变态所需时间越长，二者呈正相关；种群密度越大，蝌蚪生长速率越慢，二者呈负相关。,答案：,D,