北京市海淀区高三生物一轮复习教研《种群、群落、生态系统》课件

单击此处编辑母版标题样式,编辑文本,第二级,第三级,第四级,第五级,种群、群落、生态系统,海淀区,2018,届高三生物一轮复习教研,1,人民教育出版社生物室-谭永平,2,进化与适应,统一与多样,稳态与变化,生物与环境,群体与共存,生命观念,人民教育出版社生物室-谭永平,3,2010年北京卷生物试题,5. 保护生物多样性是实现人类社会可持续发展的基础。下列对生物多样性的理解正确的是,A生物多样性的丰富程度与自然选择无关,B群落演替过程中的生物多样性逐渐降低,C物种多样性比较高的生态系统相对稳定,D遗传多样性较低的种群适应环境能力强,4,2011年北京卷生物试题,2.在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是,A.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,C.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,5,2012年北京卷生物试题,2.从生命活动的角度理解，人体的结构层次为,A.原子、分子、细胞器、细胞,B.细胞、组织、器官、系统,C.元素、无机物、有机物、细胞,D.个体、种群、群落、生态系统,6,2012年北京卷生物试题,3.金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。如果去除金合欢蚁，则金合欢树的生长减缓且存活率降低。由此不能得出的推论是,A.金合欢蚁从金合欢树获得能量,B. 金合欢蚁为自己驱逐竞争者,C.金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者,D.金合欢蚁和金合欢树共同（协同）进化,7,2013年北京卷生物试题,4.安第斯山区有数十种蝙蝠以花蜜为食。其中，长舌蝠的舌长为体长的1.5倍。只有这种蝙蝠能从长筒花狭长的花冠筒底部取食花蜜，且为该植物的唯一传粉者。由此无法推断出,A长舌有助于长舌蝠避开与其他蝙蝠的竞争,B长筒花可以在没有长舌蝠的地方繁衍后代,C长筒花狭长的花冠筒是自然选择的结果,D长舌蝠和长筒花相互适应，共同（协同）进化,8,2014年北京卷生物试题,4.为控制野兔种群数量，澳洲引入一种主要由蚊子传播的兔病毒。引入初期强毒性病毒比例最高，兔被强毒性病毒感染后很快死亡，致兔种群数量大幅下降。兔被中毒性病毒感染后可存活一段时间。几年后中毒性病毒比例最高，兔种群数量维持在低水平。由此无法推断出,A病毒感染对兔种群的抗性具有选择作用,B毒性过强不利于维持病毒与兔的寄生关系,C中毒性病毒比例升高是因为兔抗病毒能力下降所致,D蚊子在兔和病毒之间的协同（共同）进化过程中发挥了作用,9,2015年北京卷生物试题,4,大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设,4,种处理区，各处理区均设,7,个,10 m,10 m,的观测点，每个观测点中设有均匀分布的,25,处小蚂蚁诱饵投放点。在开始实验后的第,1,天和第,85,天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见表。对本研究的实验方法和结果分析，表述错误的是,:,处理区,小蚂蚁出现率的变化,(,),定时灌溉,不驱走大蚂蚁,增加,35,驱走大蚂蚁,增加,70,不灌溉,不驱走大蚂蚁,减少,10,驱走大蚂蚁,减少,2,A,小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长,B,采集实验数据的方法是样方法,C,大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围,D,土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围,10,2016年北京卷生物试题,3. 豹的某个栖息地由于人类活动被分隔为F区和T区。20世纪90年代初，F区豹种群仅剩25只，且出现诸多疾病。为避免该豹种群消亡，由T区引入8只成年雌豹。经过十年，F区豹种群增至百余只，在此期间F区的,A. 豹种群遗传（基因）多样性增加,B. 豹后代的性别比例明显改变,C. 物种丰（富）度出现大幅度下降,D. 豹种群的致病基因频率不变,11,2017年北京卷生物试题,3酸雨指pH小于5.6的大气降水。在实验室中模拟酸雨喷淋樟树和楝树的树苗。结果发现，楝树的高度比对照组低约40%，而樟树的高度没有明显差异。结合生态学知识所作的合理推测是,A酸雨对楝树种群中个体的株高影响较明显,B酸雨对樟树种群密度的影响比对楝树的大,C森林生态系统物种丰（富）度不受酸雨影响,D楝树生长的群落中，其他树种都不耐酸雨,12,年份,题号,分值,知识板块,能力板块,核心素养,2010,5,、,31,（,5,）,6,分,+,生物多样性、演替、稳态,理解、综合运用,理性思维、社会责任,2011,2,6,分,生态学研究方法与目的,实验探究、综合运用,理性思维、科学探究,2012,2,、,3,6,分,+,种间关系、协同进化、自然选择与适应,理解、获取信息,生命观念、理性思维,2013,5,6,分,种间关系、协同进化、自然选择与适应,理解、获取信息,生命观念、理性思维,2014,5,6,分,种间关系、协同进化、自然选择与适应,理解、获取信息,生命观念、理性思维,2015,5,6,分,生态因子对种群的影响、样方法等,理解、获取信息、,实验探究,理性思维、科学探究,2016,3,6,分,种群的特征、群落的物种丰富度、种群基因频率的变化、生物多样性,理解、获取信息、,综合运用,理性思维、社会责任,2017,3,6,分,种群的特征、群落的物种丰富度、生态因素,理解、获取信息、,实验探究、,理性思维、科学探究、社会责任,13,2017考试说明,种群及其数量的变化,II,群落的结构特征和演替,II,生态系统的结构,I,生态系统中物质循环和能量流动,II,生态系统的稳定性,I,生态农业,I,人类活动与环境保护,I,14,2017考试说明,种群及其数量的变化,II,群落的结构特征和演替II,生态系统的结构,I,生态系统中物质循环和能量流动 II,生态系统的稳定性,I,生态农业,I,人类活动与环境保护,I,15,16,重要概念2,组成生态系统的生物成分和非生物成分互相影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态。,17,2.1不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落,2.1.1 列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征,2.1.2 尝试建立数学模型解释种群的数量变动,2.1.3 举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征,2.1.4 描述群落具有垂直结构和水平结构等特征，并可随时间而改变,2.1.5 阐明一个群落替代另一个群落的演替过程，包括初生演替和次生演替两种类型,2.1.6 分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点,18,2.2 生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递,2.2.1 阐明生态系统由生产者、消费者和分解者等生物因素以及阳光、空气、水等非生物因素组成，各组分紧密联系使生态系统成为具有一定结构和功能的统一体,2.2.2 讨论某一生态系统中生产者和消费者通过食物链和食物网联系在一起形成复杂的营养结构,2.2.3 分析生态系统中的物质在生物群落与无机环境之间不断循环，并呈现出能量单向流动和逐级递减的规律,2.2.4 举例说明利用物质循环和能量流动规律人们能够更加科学地规划和有效地利用生态系统中资源的途径,2.2.5 解释生态金字塔表征了食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系,2.2.6 阐明某些有害物质会通过食物链不断地富集的现象,2.2.7 举例说出生态系统中物理、化学和行为信息的传递对生命活动的正常进行、生物种群的繁衍和种间关系的调节起着重要作用,2.2.8 分析特定生态系统的生物与非生物因素决定其营养结构,19,2.3 生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定,2.3.1 解释生态系统具有保持或恢复自身结构和功能相对稳定，并维持动态平衡的能力,2.3.2 举例说明生态系统的稳定性会受到自然或人为因素的影响，如气候变化、自然事件、人类活动或外来物种入侵等,2.3.3 阐明生态系统在受到一定限度的外来干扰时，能够通过自我调节维持稳定,20,2.4 人类活动对生态系统的动态平衡有着深远的影响，保护生态环境是人类生存和可持续发展的必要条件,2.4.1 探讨人口增长会对生态环境造成压力,2.4.2 关注全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破坏、酸雨、荒漠化和环境污染等全球性生态环境问题对生物圈的稳态造成威胁，同时也影响到人类的生存和可持续发展,2.4.3 概述生物多样性对维持生态系统稳态以及人类生存和发展的重要意义，并尝试提出人与环境和谐相处的合理化建议,2.4.4 举例说明根据生态学原理、采用系统工程的方法和技术，达到资源多层次和循环利用的目的，使特定区域中的人和自然环境均受益,2.4.5 形成“环境保护需要从我做起”的意识,21,生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递,不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落,生态系统通过自我调节作用抵御和消除一定限度的外来干扰，保持或恢复自身结构和功能的相对稳定,生命系统的联系,种群,群落,生态系统,人类活动对生态系统的动态平衡的影响及保护生态环境,22,生命系统,生命系统必须有三个条件：,具有组成系统的若干组成成分,各组分之间相互作用、相互制约、形成一个统一有机的整体,具有特定的功能,系统的非分解性,-,整体不等于各个孤立的局部之和。,相互依赖相互作用的各组分，只要构成了超越各组分之上的系统，必定会产生一个新质,-,即系统的本质。,23,生命系统的进阶,-,每一阶段都有新,“,质,”,变化，请具体阐述,种群,群落,生态系统,个体,种群,个体,种群,个体,新,“,质,”,物质,能量,信息,生命系统的开放性,生命系统通过自我调节保持相对稳定,人类活动的影响,获得与损耗平衡是为稳态,24,生态学的概念,生态学是研究有机体与其周围环境，包括非生物环境和生物环境的相互作用的科学。,-,德,Haeckel,（,1866,）,生态学是研究生态系统的结构和功能的科学。,-,美,Adum,（,1956,）,生态学是研究生命系统和环境系统相互作用、相互关系的科学。,-,中 马世骏 （,1972,）,生命的动态-概念本身发展演化,25,通常的定义,生态学是研究生物及其环境之间的关系的科学。,生态学是研究种群、群落和生态系统为中心的,宏观,生物学。,生态学的研究重点：生态系统各组成成分之间，尤其是生物与环境、生物与生物之间的相互作用。,26,生态学的,10,个规律,要 点,这些规律是什么？,生态学的授课实践使得学生学习生态学时常常陷入的某些一般性错误。本目录是为克服这些错误而设计的，既不全面，也不互相排斥，但是希望它将作为有用的指南。,规律,1,：生态学是科学,生态学是一门纯科学学科，目标是了解有机体与其广阔环境的相互关系。分清楚科学观点与生态学知识的政治和社会影响这一件事是十分重要的。,27,A2,T,EN RULES IN ECOLOGY?,Key Notes,What are these rules?,The authors experience of teaching ecology has given them experience of some common pitfalls which ecology students often make. This list, designed to counter these pitfalls, is neither comprehensive nor mutually exclusive, but we hope will nevertheless serve as a useful guide to protocol.,Rule 1,Ecology is a science.,Ecology is a purely scientific discipline which aims to understand the relationships between organisms and their wider environment. It is important to segregate political and social impacts of ecological understanding from the scientific viewpoint.,28,规律,2,：生态学只有按照进化论才可理解,有机体巨大的多样性，以及其形态学、生理学和行为的变异的丰富性，全都是亿万年进化的结果。这个进化历史对于每一个个体都留下了不能去除的影响。我们今天发现的种种模式，只有按照进化论的观点才可能有意义。,规律,3,：“对物种有利”现象并不存在,对于那些看起来对个体是代价高昂的有机体行为模式，认为其出现是由于“对物种有利”的这种想法是一个非常普遍的误解。这是绝对和完全错误的。自然选择将会有利于那些传给大多数后裔的基因，即使这些基因有可能导致物种种群大小的下降。,29,Rule 2,Ecology is only understandable in the light of evolution.,The huge diversity of organisms, and the wealth of variety in their morphologies, physiologies and behavior are all the result of many millions of years of evolution. Thos evolutionary history has left an indelible impression on each and every individual. It is only possible to make sense of the patterns we find today in the light of this evolutionary legacy.,Rule 3,Nothing happens for the good of the species.,A very common misconception is the idea that patterns of behavior in organisms which appear to be costly to an individual occur for the good of the species. This is absolutely and completely wrong. Natural selection will favor those genes which are passed on to the most offspring, even if these genes may cause a reduction in the speciespopulation size.,30,规律,4,：基因和环境都很重要,有机体自己所处的环境，对于它在开放的各种选择中决定取舍上，具有重要的作用。决定有机体构造的基因，同样具有根本的重要性。这两方面因素的基本性质及其相互作用，对于理解生态学都是很重要的。,规律,5,：理解复杂性要求模型,生态学是一复杂的对象，几乎每一个尺度都有大量变异,亿万个种，每种有大量基因变异，在复杂和动态的环境中有变化着的数量和随时间而改变的行为。为了理解它，必需清楚的认明特异问题，然后形成可以检验的假设。以数学的思想方法构造假说常常是很有用的，可以躲开在语言模型中不能避免的含糊不清和混淆。数学模型在生态学里被广泛的应用。,31,Rule 4,Genes and environment are both important.,The environment an organism finds itself in plays an important role in determining the options open to that individual. The genes which define an organisms makeup are also of fundamental importance. To understand ecology it is important to appreciate the fundamental nature of both of these factors and the fact that they interact.,Rule 5,Understanding complexity requires models.,Ecology is a complex subject, with huge variation at almost every scale-millions of species, each with considerable genetic variation, varying numbers and ever-changing behaviors in a complex and dynamic environment. To understand it,it is necessary to clearly identify specific questions and then formulate hypotheses which can be tested. It is often very useful to frame the hypothesis in mathematical terms to avoid ambiguity and confusion which are often inevitable in a verbal model. Mathematical models are widely used in ecology.,32,规律,6,：“讲故事”是危险的,在打算解释生态学种种模式或相互关系的时候，人们很容易滑到虚假世界之中，每一个观察都很容易的被某特设的断言（所谓的“讲故事”）所解释。无论如何，编制理由去推进假设实际上是应该避免的。,规律,7,：要有分层次的解释,对于任何观察，常常可以识别出一个直接的原因，但这种因果解释往往是资料不足的，我们需要进一步探索，以达到更完全的抓住情况。即使是现象已经被“解释”了，更进一步和更深入的解释也是很好的，它允许我们看见更完全的情景。,33,Rule 6,Story-telling is dangerous.,In attempting to explain ecological patterns or relationships, it is easy to slip into a make-believe world where every observation is readily explained by some ad hoc assertion story-telling. The temptation to advance hypotheses as facts should be avoided at all costs.,Rule 7,There are hierarchies of explanations.,For any observation there is often an immediate cause that can be diagnosed. Often this causal explanation is insufficiently informative and we need to probe deeper to reach a fuller grasp of the situation. Even if a phenomenon is explained there may well be further and deeper explanations which allow us to see the fuller picture.,34,规律,8,：有机体具有很多限制,有机体表现出来的形态、功能和环境适应力的总多样性是令人惊叹的，每个个体（和每一个种，但较少程度）则在相对较小的约束范围中运转。约束基本上有两类：（,i,）物理的，（,ii,）进化的。由于这些约束，进化从来就没有达到“完善”过，有机体基本上是许多妥协的杂烩。,35,Rule 8,There are multiple constraints on organisms.,Whilst the total diversity of form, function and environmental resilience exhibited by organisms is awe-inspiring, each individual (and, to a slightly lesser extent, each species) operates within a relatively narrow range of constraints. Constraints fundamentally take two forms, (i) physical and (ii) evolutionary. Evolution cab never reach perfection because of these constraints and organisms are essentially hotchpotches of numerous compromises.,36,规律,9,：机会是重要的,随机事件在生态学中起关键性的作用。林冠中出现林窗或沙丘在风暴后裂口，对于当地动植物区系将有重要的影响，但是，林窗和裂口出现的时间和地点都是不可预测的。机会的作用也与有机体过去进化综合在一起。生态学中机会事件的重要性并不意味着生态学中的模式是完全不可预测的，但是它必然是位于预言细节的潜在水平之边缘。,规律,10,：在生态学家心目中的生态学边界,生态学是一门广泛的科学，覆盖着生物和物理环境，从而作为潜在相关的，很少有被排除在外的了。数学、化学和物理学都是理解生态学的基本工具。,37,Rule 9,Chance is important.,Chance events play a critical role in ecology. The opening of a gap in a forest canopy or the breaching of a sand dunce after a storm will have a major impact on the ecology of the local fauna and flora, but both are unpredictable in either time or location. The importance of chance events in ecology does not mean ecological patterns are wholly unpredictable, but it necessarily places boundaries on the potential level of predictive detail.,Rule 10,There boundaries of ecology are in the mind of the ecologist.,Ecology is a broad science, covering both organisms and physical environments and hence excludes little as potentially relevant. Mathematics, chemistry and physics are tools essential to the understanding of ecology.,38,生态学的,10,个规律,规律,1,：生态学是科学,规律,2,：生态学只有按照进化论才可理解,规律,3,：“对物种有利”现象并不存在,规律,4,：基因和环境都很重要,规律,5,：理解复杂性要求模型,规律,6,：“讲故事”是危险的,规律,7,：要有分层次的解释,规律,8,：有机体具有很多限制,规律,9,：机会是重要的,规律,10,：在生态学家心目中的生态学界限,39,生态系统,生态系统,=,非生物环境,+,生物群落,生态系统的具体表述,：在一定的时间和空间范围内，,生物与生物之间,、,生物与非生物,（如温度、湿度、土壤、各种有机物和无机物）之间，通过不断的物质循环和能量流动而形成的,相互作用、相互依赖,的一个生态学功能单位。,40,生物群落与非生物环境相互作用,非生物环境,生物群落,气候、土壤决定,影响,气候、土壤,物质和能量,驱动,物质和能量,回归,41,生态系统的组成成分,请列举生态系统中的生物和非生物因素？,说出各组分的作用及相互关系？,非生物环境：（,）,生产者：绿色植物和化能细菌等自养生物。,消费者：主要由动物组成。直接或间接从植物获得能量。,分解者：分解已死的动植物残体的异养生物。,42,生态系统,非生物环境,生物成分,能源：,太阳能、化学能、地热能,气候因子：,温度、湿度、风,生物代谢材料：,CO,2,、,O,2,、无机盐、 水,基质和媒介：,水、空气、土壤、砂 砾、岩石,生产者：植物和化能细菌,消费者：动物等,分解者：细菌和真菌等,43,土壤,空气,25%,水,25%,矿物质,25%,有机质,5%,44,思考：,人们喜欢森林的木材价值和优美环境，森林中有许多病虫树，死树和风倒木，请分析是否应该及时清理？原因？,45,生态系统的结构,有了生态系统的组分，一个生态系统是否可以正常运转了？,形态结构,营养结构,46,食物链和食物网,生物之间通过捕食关系建立起的联系。,植物所,固定的太阳能,通过一系列的取食和被取食，在生态系统内不同生物之间的传递关系，称为食物链。,47,食物链和食物网,植物所,固定的太阳能,通过一系列的取食和被取食，在生态系统内不同生物之间的传递关系，称为食物链。,碎屑食物链：枯枝落叶,真菌,红松鼠、花鼠,腐食食物链：动物尸体,丽蝇；动物尸体,秃鹰,捕食食物链：藻类,甲壳类,小鱼,大鱼,寄生食物链：哺乳动物,跳蚤,细滴虫,48,营养级,一个营养级是指处于食物链某一环节上的所有生物的总和。,营养级的关系并不是简单的一种生物与另一种生物之间的关系，而是某一层次上的生物和另一层次生物之间的关系。,49,思考：,分析表格，,为什么食物链的环节不会无限？,分析表格，,呈现了生态系统中哪些内容？,分析表格，那个因素对于生态系统食物链长度贡献最大？,50,生态系统的功能,信息传递,物质循环,能量流动,51,能量流动,思考：在生态系统中，存在着哪些形式的能量？能量是如何固定、传递、利用、散失的？,52,思考：,为什么生态系统需要不断的太阳能补充能流，才能维持下去？,能量流动的特点：单方向、逐级递减、不循环,53,物质循环,观察以下几个物质循环的过程，回答问题,54,C,的循环,55,库,生态系统中有元素滞留的子系统叫做库。,如：,大气中,的,C,是一个库，,植物体内,的,C,又是一个库。,C,在大气和植物之间的循环，实际上是,C,在库与库之间的迁移。,以上两个库之间的周转时间是,3000,年。,56,N,的循环,57,S,的循环,58,P,的循环,59,H,2,O,的循环,60,思考：,物质循环中营养物质的主要形式？,研究以上循环的目的？,从地球表面到大气然后又返回的元素循环中，哪一种元素对生物体最重要？,生物群落在物质循环中起那些作用？,请对物质循环做一个总结,61,物质循环,生态系统中的物质（主要是生物为维持生命所需的各种营养元素）从大气、水域或土壤中，通过以绿色植物为代表的生产者吸收进入食物链，然后转移到草食动物和肉食动物等消费者，最后被以微生物为代表的分解者分解转化回到环境中。这些释放出的物质又再一次被植物利用，重新进入食物链，参加生态系统的物质再循环。这个过程就是物质循环。,62,信息传递,阅读材料：,红三叶草是繁殖力很强的牧草植物，常形成较纯的群落，排挤其他的杂草植物。红三叶草含有多种异黄酮类物质，这些,异黄酮类物质及其在土壤中被微生物分解而成的衍生物对其他植物的发芽有抑制作用，红三叶草的花的色彩和形状吸引当地的土蜂和其他昆虫来传粉。这些昆虫可以通过舞蹈或释放某些化学物质吸引更多同伴一起完成传粉采蜜等行为。,63,信息传递,以上材料涉及到哪些类型的信息？,物理信息,化学信息,行为信息,营养信息,信息发生对象之间有何种关系？,信息传递对于生态系统的意义？,64,生态系统三大功能的关系？,物质,能量,信息,承载,驱动,联系,调控,65,反馈与稳态的自我调节,系统中某一成分变化引起其他成分发生一系列的变化，而后者的变化最终又回过来影响首先变化的成分。,如果反馈的作用能够抑制或减少最早发生变化的成分的改变，就称为负反馈；,如果反馈的作用能够加剧或增加最早发生变化的成分的改变，就称为正反馈。,负反馈抑制变化能够维持系统的稳态,正反馈加剧变化使系统更加偏离稳态,66,抵抗力稳定性,恢复力稳定性,区,别,实质,核心,影响,因素,保持自身结构功能,相对稳定,恢复自身结构功能相对稳定,抵抗干扰、保持原状,遭到破坏、恢复原状,一般地说，生态系统,中物种丰富度越大，,营养结构越复杂，抵,抗力稳定性越高,一般地说，生态系统中物种,丰富度越小，营养结构越简,单，恢复力稳定性越高,67,联系,（,1,）一般呈相反关系，抵抗力稳定性越强的生态系,统，恢复力稳定性越弱，反之亦然,（,2,）二者是同时存在于同一生态系统中的两种截,然不同的作用力，它们相互作用共同维持生态系统,的稳定,如下图所示：,68,生态系统的共同特性,是生态学的一个结构和功能单位，属于生态学上最高层次,内部具有自我调节、自我组织、自我更新的能力,具有能量流动、物质循环、信息传递三大功能,是一个动态的系统，有自我调节机制保持其稳态。,69,种群的概念,生活在,一定空间中同种个体的组合。,强调了种群的分布和数量，强调了种群是一种,“,生命系统,”,（不仅与环境相互关系，种群内部个体之间存在着遗传信息交换等种内关系）,。（生命系统的开放性）,动物常以种群的形式存在，所以种群通常是动物生态研究的重点,70,阅读材料：黑松鸡的灭绝,黑松鸡曾经遍布美国马萨诸塞州，而且从缅因州到德拉威州都有分布。,1880,年，由于数量的减少，黑松鸡只能局限分布在马萨诸塞州的马沙文雅岛。到,1916,年，黑松鸡的数量增加到了,2000,只左右。但是，由于经过一场大火灾、大风和一个寒冷的冬天，而且有一群短翅鹰飞来捕食黑松鸡，使得黑松鸡的成鸟数量不足,50,对。此后，其数量继续减少，,1927,年仅有,20,只，,1932,年见到最后的一只。,最小种群原则,71,种群数量决定该,种群对生态系统作用,的大小,例如：,研究有害动物或杂草：,研究某种经济动植物：,研究某种濒危物种：,-该物种的危害程度,-该物种的可利用程度,-该物种的濒危程度,72,种群动态,种群动态：研究种群数量在时间上和空间上的变动规律。即研究下列问题：,1,有多少,/(,数量和密度,),2,哪里多、哪里少？（分布）,3,怎样变动？（数量变动和扩散迁移）,4,为什么这样变动（种群调节）,研究方法：野外调查（假说）、实验研究（证实），通过数学模型进行模拟研究。,应用：在生物资源的合理利用、生物保护及病虫害防治,73,种群的特征,数量特征,空间分布特征,遗传特征,74,种群统计学,种群的基本参数：,1,种群密度，是种群的最基本特征；,2,初级种群参数，包括出生率、死亡率、迁入和迁出，这些参数与种群的密度变化密切相关。,3,次级种群参数，如年龄结构、性比、种群增长率、分布型等。,75,种群数量,种群密度,年龄组成,性别比例,出生率,死亡率,迁入率,迁出率,预测,保障,影响,影响,决定,决定,种群,数量特征,76,年龄结构：,各个年龄或年龄组的个体数占整个种群个体总数的百分比,。,解释年龄结构可以预测种群数量变化的原因？,77,种群个体的迁入、迁出、迁移,有何意义？,逃避捕食者,逃避竞争,逃避不利条件,调节种群数量,改变分布范围,基因交流,/,避免近亲繁殖 有利于物种进化,水平,1,水平,2,水平,3,78,调查种群密度的方法有哪些？,（,1,）样方法,（,2,）标志重捕法,79,1.,样方法的适用范围：,植物和移动较慢的动物,(,易被记录,),测定种群密度、,群落的物种丰富度,2.,样方法的取样原则：,随机取样,80,3.,样方的多少会影响调查结果吗？为什么？,4.,在统计样方中个体数量时，如何处理样方边缘上的个体？,一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计。,81,标志重捕法的适用范围及误差分析,1.,适用于测定一定区域中快速移动的生物的种群密度，也用于追踪个体的迁移。,2.,如果发生以下情况，使用标志重捕法是否准确？,在重捕之前隔了太长时间：,种群密度可能已经改变，估算出的数据不准确。,在第一次取样后，间隔时间很短就进行重捕：,被标记个体还未与为标记个体充分混匀，会出现较大误差。,82,标记重捕法：用于不断移动位置直接计数很困难的动物。在调查样地上，随机捕获一部分个体进行标记后释放，经一定期限后重捕，即：,N=M,n/m,。其中,M,：标记个体数,n,：重捕个体数,m,：重捕样中标记数,N,：样地上个体总数。,83,应用标志重捕法需要满足哪些条件？,标志个体释放后应与其他个体均匀混合，使标志个体和未标志个体被捕机率相等；,研究区域成相对封闭状态，调查期间，没有迁入或迁出，没有新的出生和死亡。,标志方法不会伤害动物和影响动物的行为。,84,种群的增长模型,增长率,=,自然增长率,+,净迁移率,=,（出生率,-,死亡率）,+,（迁入率,-,迁出率）,85,86,“,增长率”和“增长速率”,增长率与增长速率是不同的。增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例，是一个百分比，无单位；增长速率是指新增加的个体数与时间的比值，即,dN,dt,，有单位（如个,/,年等）。,例如，某一种群的数量在某一单位时间,t,（如一年）内，由初数量,N,o,（个）增长到末数量,N,t,（个），则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的计算分别为：,增长速率,末数初数,单位时间,N,t,N,o,(,个,),T(,年,),100,增长率,末数初数,N,t,N,o,N,o,N,o,出生率死亡率,87,“J”,型曲线的增长速率和增长率,88,“S”,型曲线的增长速率和增长率,89,种群的分布类型,90,分析思考,将生活在新泽西的营养物贫瘠的松树荒地上的,东方强棱蜥,和生活在内布拉斯加营养物丰富的高草草地上的,东方强棱蜥,相互移植，一段时间后结果如图。,描述实验结果？,实验结果表明？,对本实验的解释？,91,92,如何判断种群之间的区别是遗传因素还是环境造成的？,93,相互移植实验,移植研究比较了个体在其固有环境中的表型和移植到不同环境中的表型。,相互移植包括在两个地点间个体的互换，如果固有和移植个体的表型值在两种环境之间没有变化，那么我们就可以确认所测性状是遗传决定的。也就是说特征值反映了个体来源的种群基因型而不是生活的环境。如果实验结果是与表型变化与环境变化相一致，那么特征值反映了个体生活的环境而不是其基因型。当然中间结果是可能的。在这种情况下，可能做出如下结论：反应规范经过了进化修饰。,94,种群和物种有何区别与联系？,种群：,生活在一定区域的同种生物的全部个体,物种：,能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。,种群是物种的具体存在单位、繁殖单位和进化单位。,种群是物种存在的基本单位，也是物种进化的基本单位。种群还是生物群落的基本组成单位,。即群落是由物种的种群所组成的。,95,群落,占有一定空间和时间的多种生物种群的集合体。,由于植物多以群落的形式存在（森林、灌丛、草原、荒漠、水生植被等），所以群落通常是植物生态研究的重点。,植物群落的集合通常就是我们常说的,“,植被,”,。,96,从种群到群落，产生哪些新质？,-,群落的基本特征,（1）具有一定的物种组成,（2）具有一定的空间结构,（3）,不同物种之间存在相互影响,（4）,具有一定的动态特征,97,1.,物种组成,群落的物种组成是区别于不同群落的首要特征,物种丰富度,是指群落中物种数目的多少,优势种,是指对群落的结构和群落环境的形成有明显控制作用的植物种。,群落的不同层次可以有各自的优势种。,98,垂直结构,水平结构,表现特点,：,分层现象,表现特点,：,分区现象,（,斑块,现象）,各种生物在空间上的分布,入侵种常导致群落的,垂直结构和水平结构,都发生变动,群落的空间结构,99,提高光能利用率、减少对日光、水分矿质营养的竞争,分层越复杂，对环境利用越充分,群落分层性是评估生态环境质量的一种指标,群落垂直分层,100,不同生物多呈集群分布或表现为,斑块状镶嵌,于不同地段（成片）,水平成片的分布格局与种子传播方式，以及地形的起伏、光照的明暗、湿度的高低等环境因素有关。,水平结构,101,种间关系,种间关系类型,物种,主要特征,1,2,竞争,-,-,相互有害,捕食,+,-,1,（捕食者）,有利，,2,受害,寄生,+,-,1,（寄生者）,有利，,2,受害,互利,+,+,彼此都有利,偏利,+,0,1,有利，,2,无影响,偏害,-,0,1,受害，,2,无影响,中性,0,0,彼此互不影响,（,+,）表示有利，,（,-,）表示有害，（,0,）表示既无利又无害,102,随着时间推移，一些物种（优势种）取代另一些物种（优势种）、一个群落类型取代另一个群落类型，直至出现一个稳定的群落。群落的这种依次取代现象就叫演替。,演替有一定的方向性和阶段性,演替终止在一种稳定状态或阶段，形成,顶极群落,。,群落演替,103,发生在裸岩上的,演替过程,森林阶段,裸岩阶段,地衣阶段,苔藓阶段,草本植物阶段,灌木阶段,弃耕农田上的,演替过程,乔木蔚然成林,荒芜,一年生杂草,多年生杂草,小灌木丛,比较弃耕农田上的演替与裸岩上的演替过程,104,、光裸的岩地上首先定居的生物为什么不是苔藓和草本植物，而是地衣？,、地衣阶段为苔藓的生长提供了怎样的基础？为什么苔藓能够取代地衣？,、在森林阶段，群落中还能找到地衣、苔藓、草本植物和灌木吗？,思考：,105,演替类型,演替条件,演替时间,原生演替,次生演替,始于没有植被和任何植物繁殖体，没有土壤的裸地,始于没有植被但在土壤或基质中留有植物繁殖体的裸地,较长,较短,群落演替的类型,106,演替,原生演替,次生演替,物种多样性增加；群落结构复杂稳定,顶极群落,保持原状,无外力干扰,受到破坏,群落演替的规律,107,演替的特征,（,1,）群落演替是有一定方向。规律的，随时间而变化的有序过程。,（,2,）演替是生物和环境反复作用，发生时间和空间的不可逆变化。,（,3,）物理环境一定程度上决定着演替的类型、方向和速度，但演替是群落本身所控制的。,（,4,）群落演替到与环境处于平衡时，演替就不再进行，以相对稳定的群落为发展顶极。,108,演替的趋势,能量,生物量、有机质增加，净生产量减少，呼吸量增加，生产量与呼吸消耗趋与相等,物质循环,物质封闭循环，保持养分能力加强,群落组成与结构,生物数目多样化，结构复杂化，生态位分离化，,K,对策生物逐渐取代,R,对策生物，成为优势种,稳定性,稳定性增强,109,群落演替的影响因素,植物繁殖体的迁移、散布和动物的活动性是群落演替的先决条件。,群落内部环境的变化是演替的动力。,种内种间的关系是演替的催化剂。,外界环境条件的变化是诱因。,人类活动是重要的影响因素。,110,学生的收获,理解生命活动的本质，,了解系统分析的思想和方法，,提高对生命系统与环境关系的认识，,树立人与自然和谐发展的观念，,增强生态保护、建设的责任感,。,111,社会责任,112,