讲种群的特征和数量变化.ppt

第4章种群和群落 展示考纲考频 1 种群的特征 2 种群的数量变化 3 探究培养液中酵母菌数量的动态变化 实验 一 种群的特征1 种群的概念种群是在一定的 同种生物的 2 种群的数量特征 1 种群密度 种群在单位空间内的个体数量 是种群最基本的数量特征 调查种群密度的常见方法有和标志重捕法 2 出生率和死亡率 在单位时间内新产生或死亡的个体数占该种群个体总数的比率 出生率减去死亡率为种群 3 迁入率和迁出率 单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率 自然区域内 全部个体 样方法 自然增长率 4 一个种群中各年龄期个体数目的比例 对于种群数量的变化趋势具有重要意义 有以下三种类型 年龄组成 预测 5 性别比例 指种群中雌雄个体的数目比例 3 种群的空间特征 1 概念 组成种群的个体 在其生活空间中的或 2 类型 分布 分布 分布 二 种群的数量变化1 内容 种群数量变化包括种群数量的 下降 和稳定几个方面 位置状态 布局 随机 均匀 集群 增长 波动 2 种群数量增长的两种模型3 种群数量波动和下降的原因 受 传染病等因素的影响 4 研究种群数量变化的意义 对于有害动物的防治 野生生物资源的 以及濒危动物种群的 都有重要意义 气候 食物 天敌 保护和利用 拯救和恢复 思考辨析1 判断关于种群特征说法的正误 1 用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系 2 某同学拟调查一个面积为100hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度 可设计在该种植物密集处设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目的方案 3 出生率 死亡率及迁入率 迁出率都直接影响种群数量的变化 4 两个池塘中的鲤鱼应属一个种群 5 橡树种子常在母树附近形成集群是空间特征 由于微甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征 2 判断关于种群数量变化的正误 1 培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈 J 型增长 2 对于 S 型曲线 同一种群的K值是固定不变的 与环境因素无关 3 气候 食物 天敌 传染病等都是影响种群数量变化的外界因素 4 不同种生物K值各不相同 但同种生物的K值固定不变 5 城市人口增长的决定因素是出生率和死亡率 6 种群在空间分布上只有均匀分布和随机分布 7 种群数量的变化包括种群数量的增长 波动和下降等 1 种群 个体与物种的关系 1 种群概念及理解种群是指生活在的生物的个体 两个要素 同种 和 全部 a 同种 指同一物种 即种群是物种存在的具体形式 b 全部 指一个群体 包括该物种的幼体和成体等全部个体 两个条件 时间 和 空间 即种群具有一定的时空限制 离开一定的空间和时间的种群是不存在的 种群的特征分析 一定区域 同种 全部 两个方面a 从生态学的观点来看 种群是生物繁殖的基本单位 又是生物群落的基本组成单位 b 从进化的观点来看 种群是生物进化的基本单位 也是基因库的最小单位 2 种群与个体的关系 种群虽然是由许多同种个体的组成的 但它并不是个体的简单相加 而是通过组成了一个有机整体 个体和种群之间是部分与整体的关系 每个个体携带有本种群的部分基因 种内关系 基因库 特别提醒 1 种群的特征是个体所不具有的 个体只能具有性别 年龄 出生 死亡等特征 2 同一物种在不同区域可以有多个种群 但一个种群内的个体一定属于同一物种 3 种群与物种的关系 种群是指一定区域内同种个体的总和 即种群是物种存在的形式 是物种在自然界存在的基本单位 物种是指能够在自然状态下相互 并且产生的一群生物 交配 可育后代 2 影响种群密度的因素分析 1 种群密度与种群数量特征之间的关系 2 预测种群密度变化趋势方法分析 首先依据年龄组成 其次依据性别比例 对于年龄组成为增长型的种群 一般还有如下关系 特别提醒 1 种群密度是最基本的特征 种群密度越高 一定范围内种群个体数量越多 即种群密度与种群数量呈正相关 2 出生率 死亡率以及迁入率 迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素 出生率与死亡率及迁入率与迁出率的差值为正数时 种群数量增加 反之 种群数量减少 3 年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的 是预测种群密度 数量 未来变化趋势的重要依据 4 除此之外 气候 天敌 传染病等都会影响种群密度 3 样方法与标志重捕法的比较 1 2014年广州模拟 下列结合种群特征的概念图所做的分析 错误的是 A 利用性引诱剂诱杀害虫会影响 B 种群密度是种群最基本的数量特征C 预测种群数量变化的主要依据是 D 春运期间 广州人口数量变化主要取决于图中的 解析 分析题图 分别指死亡率 出生率 性别比例和年龄组成 它们之间的相互关系可用下图表示 春运期间 广州人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率 答案 D 1 种群数量变化内涵在自然界 种群数量总在因气候 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 波动与下降等 在某些极端因素困扰下 甚至还会出现物种 种群 的灭绝 从而导致物种丰富度 生物多样性 下降 2 J 型增长曲线与 S 型增长曲线的分析 1 曲线图解 种群数量变化的分析 2 联系 两种增长曲线的差异主要是由环境阻力大小不同 对种群增长的影响不同引起的 3 种群 S 型增长曲线分析 3 两曲线的比较 知识拓展 研究种群增长曲线在实践中的应用 1 K值的应用 野生生物资源的保护 保护野生生物生活的环境 减小环境阻力 增大K值 有害生物的防治 增大环境阻力 如为防鼠害而封储粮食 清除生活垃圾 保护鼠的天敌等 降低K值 2 K 2值的应用 资源开发与利用 种群数量达环境容纳量的一半时 即K 2值的种群增长速率最大 再生能力最强 维持被开发资源的种群数量在K 2值处 可实现 既有较大收获量又可保持种群高速增长 从而不影响种群再生 符合可持续发展的原则 有害生物的防治 务必及时控制种群数量 严防其达K 2值处 若达K 2值处 可导致该有害生物成灾 如蝗虫的防控即是如此 2 如图为种群在不同环境条件下的增长曲线 据图回答问题 1 A曲线呈 J 型 表示种群在 的增长 2 B曲线呈 S 型 表示种群在 的增长 阴影部分表示 用达尔文进化理论解释 这是 的结果 3 若 S 型曲线表示某个鼠群迁入一个新的生态系统后的增长曲线 那么 K点以后 曲线出现平区的原因是 4 根据种群变动的曲线 解释投药灭鼠在短期内能控制鼠害 但很快又会鼠灾泛滥的原因 对此 应采取哪些有效措施 解析 1 没有环境阻力情况下 种群呈现 J 型增长 2 有环境阻力情况下 种群呈现 S 型增长 4 采取的措施应该是能够降低鼠的环境容纳量 可从减少栖息地以及减少食物供应方面分析 答案 1 无环境阻力下 2 有环境阻力情况下环境阻力导致的种群个体数实际增长与理论值的差异生存斗争 3 受食物短缺等因素的限制 种群在达到环境容纳量以后 在一段时间内不再增加 4 老鼠种群的抗药性增强 毒杀一部分个体 剩余的个体数目在环境容纳量以下 会呈指数式增长 很快会恢复到原来数量原则上是降低环境负载能力 无污染 具可行性 如严密封储粮食 清除生活垃圾 生物防治 保护老鼠天敌等 硬化地面 其他方法 符合以上原则即可 探究培养液中酵母菌种群数量的变化1 实验原理 1 在含糖的液体培养基 培养液 中酵母菌繁殖很快 迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群 通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化 2 养分 空间 温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素 3 自然界中资源和空间总是有限的 酵母菌种群呈 S 型增长 2 实验方法与步骤提出问题 作出假设 讨论探究思路 制订计划 实施计划 按计划中确定的工作流程认真操作 做好实验记录 分析结果 得出结论 将记录的数据用曲线图表示出来 3 实验过程 1 将500mL质量分数为5 的葡萄糖溶液注入锥形瓶中 2 将0 1g活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀 并置于适宜的条件下培养 3 每天定时取样计数酵母菌数量 采用方法测定1mL培养液中酵母菌个体的平均数 4 分析结果 得出结论 将所得数值用曲线图表示出来 分析实验结果 得出酵母菌种群数量的变化规律 尝试绘出酵母菌种群数量的变化曲线 4 酵母菌计数方法 显微计数法先将盖玻片放在计数室上 用吸管吸取培养液 滴在盖玻片边缘 让培养液渗入 吸去多余滤液 片刻后 待酵母菌全部沉降到计数室底部 将计数板放在载物台中央 计数一个方格内酵母菌数量 以此为据 估算酵母菌总数 抽样检测 5 表达和交流 1 根据实验数据可得如图所示曲线 增长曲线的总趋势是先再 原因是在开始时培养液的营养物质充足 空间充裕 条件适宜 因此酵母菌大量繁殖 种群数量剧增 随着酵母菌数量的不断增多 营养物质消耗 pH变化等 生存条件恶化 酵母菌死亡率高于出生率 种群数量下降 2 影响酵母菌种群数量的因素可能有 温度 及等 6 注意事项 1 显微镜计数时 只计固定的相邻两个边及其顶角上的酵母菌 2 从试管中吸出培养液计数前 需将试管轻轻几次 目的是使培养液中的酵母菌分布 减少误差 3 每天取样酵母菌的时间要固定 4 溶液要进行定量稀释 计算1mL菌液的数量 增加 降低 养分 pH 有害代谢废物 振荡 均匀 特别提醒 酵母菌生长的测定 1 测生长量 湿重法 将一定量的菌液离心或过滤 得到菌体 反复洗涤后称湿重 干重法 将离心后得到的菌体置于100 105 的烘箱中烘干称重 生理指标法 依据酵母菌的生理活动 如单位时间内的耗氧量或CO2的释放量 用这些指标代表生长量 2 测细胞数目 血细胞计数法 将酵母菌置于血细胞计数器内 在显微镜下计数 涂片计算法 将一定量的菌液均匀地涂布在玻片的一定面积上 经固定染色后在显微镜下计数 3 酵母菌生长的最适宜温度在20 30 之间 能在pH为3 7 5的范围内生长 在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖 大约每1 5 2h增殖一代 某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化 进行了如下实验 实验操作步骤如下 第一步 配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液 第二步 利用相同多套装置 按下表步骤操作 第三步 用血球计数板计数装置中起始酵母菌数目 做好记录 第四步 将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养 第五步 连续7天 每天随机抽时间取样计数 做好记录 回答下列问题 1 改正实验操作步骤中的一处错误 2 某同学第5天在使用血球计数板计数时做法如下 振荡摇匀试管 取1mL培养液并适当稀释 稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液 先将 放在计数室上 用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘 让培养液自行渗入 多余培养液 制作好临时装片 显微镜下观察计数 在观察计数时只记 填 被 或 不被 染成蓝色的酵母菌 3 如所使用的血球计数板有16个中方格 每1个中方格中有25个小方格 每1个小方格容积为0 1mm3 1mL 1000mm3 请推导出1mL培养液中酵母菌细胞的计算公式 酵母菌细胞个数 mL 解析 本题考查培养液中酵母菌数量的动态变化实验 1 该实验中要注意在每天同一时间 定时 取样 否则会由于时间不同而影响结果的准确性 2 在用血球计数板计数时 要将清洁干燥的计数室上加盖专用的盖玻片 用吸管吸取稀释后的酵母菌悬液 滴于盖玻片的边缘 让培养液自行渗入 多余的培养液要用滤纸吸去 显微镜下观察计数时 先用低倍镜 再转换高倍镜观察 因活细胞不能被台盼蓝染色 故计数时只记不被染成蓝色的酵母菌 3 计算每毫升菌液中所含的酵母菌个数的公式为 平均每个小方格的酵母菌数 400 104 稀释倍数 答案 1 第五步中应每天同一时间 定时 取样 2 盖玻片用滤纸 吸水纸 吸去 不被 3 平均每个小方格的酵母菌数 400 104 稀释倍数 例1 假定当年种群数量是一年前种群数量的 倍 右图表示 值随时间变化的曲线 下列相关叙述错误的是 A 0 a年 种群数量不变 其年龄组成是稳定型B a b年 种群数量下降 其年龄组成是衰退型C b c年 种群数量增加 种群呈 S 型增长D c d年 种群数量增加 其年龄组成是增长型 种群的特征与数量变化的关系 解析 本题考查种群数量的变化与种群的年龄组成以及种群增长的关系 由题干可知 当年种群数量 一年前种群数量 种群增长率 当年种群数量 一年前种群数量 一年前种群数量 故由公式可知 种群增长率 1 0 a年 值等于1 种群增长率为0 种群数量不变 其年龄组成是稳定型 a b年 值小于1 增长率小于0 种群数量减少 其年龄组成是衰退型 b c年 值先小于1后大于1 种群数量先减少后增加 种群不呈 S 型增长 c d年 值等于2 增长率大于0 种群数量增加 其年龄组成是增长型 答案 C 例2 2014年淄博摸拟 某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查 如图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长速率随时间的变化曲线 请分析回答 种群的数量增长 1 图A B能反映鱼种群数量变化的曲线是 2 t2时期后 种群数量 其主要原因是 3 在t1时该种群的年龄组成可能为 型 4 若在t2时种群数量为K 为了保护这种鱼类资源不被破坏 以便持续地获得最大捕鱼量 应使这种鱼的种群数量保持在 水平 因为此时 5 如果这条河流受到轻度污染 则对此生态系统不产生明显影响 如果出现恶性污染事件 则会导致绝大多数水生动 植物死亡 河流生态系统遭到严重破坏 请运用生态学原理分析其原因 解析 种群增长速率与时间的关系曲线表明 在一定时间范围内 种群增长速率随时间的推移逐渐增加 超过这个时间范围 种群增长速率随时间的推移会下降 直到种群增长速率为零 即单位时间种群数量不再增长 其原因是种群密度增大 种内斗争加剧 同时捕食者的数量增多 限制了种群数量的增加 也就是负反馈调节 生态系统之所以能保持相对稳定是由于生态系统中物质循环和能量流动达到一种动态平衡状态 生态系统本身具有自我调节能力 能够抵抗一定限度的外来干扰 但是外来干扰超过一定的限度 生态系统的稳定性就会遭到破坏 答案 1 B 2 不再增加食物和空间不足 捕食者数量增加 种内斗争加剧 或其他合理答案 3 增长 4 K 2种群增长速率最大 或种群的增长速率最快 5 生态系统具有一定的自我调节能力 但有一定的限度 当外来干扰超过这一限度时 生态系统的相对稳定状态就会遭到破坏 例3 研究种群数量的变化规律对于野生资源的利用和保护有重要意义 如图是某海域野生鱼类在实施了休渔保护后的种群增长曲线 请据图回答下列问题 1 图中表示种群数量最大的点是 2 图中表示种群增长速率最快的点是 3 该种群的增长速率由缓慢逐渐加快是从 点开始的 环境阻力明显增大是从 点开始的 4 既要获得最大捕获量 又要使该动物资源的更新能力不受破坏 应使该动物群体的数量保持在图中 点所代表的水平上 S 型曲线的形成原因 5 在图中的ab段 能否认为种群数量的增长曲线呈 J 型 为什么 6 在b点 种群数量增长快的原因是什么 解析 本题主要考查 S 型曲线的形成原因及增长速率的变化 S 型曲线的成因是环境资源有限 种群有K值 S 型曲线中种群的增长速率先变大 后变小 达到K值时 种群的增长速率为0 由于在K 2值时 种群的增长速率最大 所以利用野生生物资源应在K 2值时 这时种群数量的恢复速度最快 获得的野生生物资源较多 且不影响可持续发展 S 型曲线的起始段与 J 型曲线相似 但有着本质的区别 S 型曲线是在资源和空间有限的条件下的种群增长曲线 而 J 型曲线是在理想的 有无限资源和空间条件下的种群增长曲线 K 2值时种群增长速率最大 这时 由于种群已有足够的初始数量 且食物 空间资源充足 种群的出生率很大 而死亡率很小 故种群的增长速率最大 增长速度最快 答案 1 d 2 b 3 ac 4 b 5 不能 因为 S 型曲线与 J 型曲线并不重合 图中种群数量的增长仍然受到环境阻力的影响 并不是理想的条件 6 在b点时 生物已达到一定的数量 而且已经适应了环境 此时的资源和空间比较充足 天敌较少 种群增长速率最快 本小节结束请按ESC键返回