生物必修三-4.1-4.2-種群和群落講課教案

1、第四章 種群(zhn qn)和群落第一節(jié) 種群(zhn qn)的特征第一頁，共35頁。馬尾松林稀樹草原一、種 群(一)概念：生活(shnghu)在同一區(qū)域內(nèi)的同種個(gè)體的集群。(二)要點(diǎn)：群內(nèi)個(gè)體(gt)間可以發(fā)生信息交流和基因交流第二頁，共35頁。(三)種群特征:、種群密度種群在單位面積(min j)或單位體積中的個(gè)體數(shù)量。一般用單位面積(min j)內(nèi)的數(shù)量來表示。種群密度種群的個(gè)體數(shù)量空間大?。娣e或體積）種群密度很高種群密度一般種群密度較高第三頁，共35頁。調(diào)查種群密度調(diào)查種群密度(md)的方法的方法 用樣方法調(diào)查模擬草地中紅色植物或綠色用樣方法調(diào)查模擬草地中紅色植物或綠色植物的種群密度

2、。植物的種群密度。 取樣原則：取樣原則：1、隨機(jī)取樣、隨機(jī)取樣 2、樣本數(shù)量足夠大、樣本數(shù)量足夠大 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)(j sh)原則原則 注意邊緣效應(yīng)：樣方頂邊、左邊及左注意邊緣效應(yīng)：樣方頂邊、左邊及左角處個(gè)體統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。角處個(gè)體統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。常用方法(fngf)：五點(diǎn)取樣法、等距取樣法估算的方法：樣方法，標(biāo)志重捕法第四頁，共35頁。標(biāo)志(biozh)重捕法 如：在調(diào)查金華北山(bi shn)褐地鼠種群數(shù)量中，我們捉了40只褐地鼠，將它們標(biāo)記后放回，并與該種群中的其他個(gè)體混合在一起。三天后，又捉了40只褐地鼠，在新捉的褐地鼠中，只有16只是有標(biāo)記的。假定在這段時(shí)間內(nèi)，褐地鼠無死亡，沒有受傷害，無遷入與遷出，

3、估算褐地鼠的種群數(shù)量。解：設(shè)該種群(zhn qn)的數(shù)量為N：則：40/N =16/40N=100(只)第五頁，共35頁。影響種群密度的因素主要有物種的個(gè)體大小個(gè)體大的物種密度低。生存資源供給的能力生存資源豐富的地方種群密度高。周期性變化環(huán)境條件的周期性變化引起種群密度周期性變化。如候鳥飛來時(shí)密度較高，飛走后密度為零。蚊子密度夏天高，冬天(dngtin)低外來干擾如農(nóng)田中灑農(nóng)藥后害蟲因大量死亡而密度很快下降天敵數(shù)量的變化如貓?jiān)龆鄬?dǎo)致鼠密度下降；青蛙增多導(dǎo)致害蟲減少偶然因素如流行病、水災(zāi)、旱災(zāi)第六頁，共35頁。(三)種群特征：種群有而其中的 個(gè)體(gt)不具有的特征。包括數(shù)量特征和空間特征。、種

4、群密度、出生率和死亡率 、遷入和遷出 、年齡組成、性別比例數(shù)量特征第七頁，共35頁。2、出生率和死亡率出生率和死亡率是種群數(shù)量及密度改變的直接表現(xiàn)。物種的內(nèi)部(nib)和外界因素影響都以改變出生率和死亡率。第八頁，共35頁。3 3、遷入率和遷出率、遷入率和遷出率 對于一個(gè)種群來說單位對于一個(gè)種群來說單位(dnwi)時(shí)間內(nèi)遷入時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個(gè)體，占該種群個(gè)體總數(shù)的比率，分別稱或遷出的個(gè)體，占該種群個(gè)體總數(shù)的比率，分別稱為遷入率或遷出率。為遷入率或遷出率。第九頁，共35頁。4、年齡組成：種群(zhn qn)中各年齡期個(gè)體所占比例。 一般分為幼年(尚無生殖能力)、成年(有生殖能力)和老年(喪失生

5、殖能力)三個(gè)階段。增長型、穩(wěn)定型和衰退型增長型年齡組成老年成年幼年增長(zngzhng)型特點(diǎn)是幼年個(gè)體數(shù)大于成年、老年個(gè)體數(shù)，種群的個(gè)體數(shù)越來越多。第十頁，共35頁。穩(wěn)定型 特點(diǎn)是各年齡期的個(gè)體數(shù)比例適中，種群中個(gè)體數(shù)目保持相對(xingdu)穩(wěn)定。穩(wěn)定型年齡組成老年成年幼年第十一頁，共35頁。衰退(shuitu)型： 特點(diǎn)是幼年個(gè)體數(shù)小于成年、老年個(gè)體數(shù)，種群密度越來越小。衰退型年齡組成老年成年幼年第十二頁，共35頁。5、性別(xngbi)比例：種群中雄性個(gè)體和雌性個(gè)體所占的比例。 一般分雌雄相當(dāng)、雌多雄少和雌少雄多三種類型：雌雄相當(dāng)型 這種類型(lixng)多見于高等動(dòng)物。第十三頁，共3

6、5頁。雌多雄少型 這種類型(lixng)常見于人工控制的種群及蜜蜂、獅群、象海豹等群體動(dòng)物。海豹營群體生活。成年雄海豹通過(tnggu)打斗，失敗的個(gè)體被逐出種群。群體中只有雌豹、幼豹和一只成年雄海豹。第十四頁，共35頁。雌少雄多型這種類型較為罕見。如家白蟻(biy)等營社會(huì)性生活的動(dòng)物。 蜜蜂若只考察有生殖能力(nngl)的雄蜂和蜂王，也可看做雌少雄多型。第十五頁，共35頁。種群數(shù)量(shling)（種群密度）遷入年齡(ninlng)組成性別(xngbi)比例死亡率遷出出生率預(yù)測影響第十六頁，共35頁。 空間(kngjin)特征第十七頁，共35頁。第二節(jié)第二節(jié)種群種群(zhn qn)數(shù)量數(shù)量

7、的變化的變化第十八頁，共35頁。問題問題(wnt)探探討：討： 在營養(yǎng)和生存空間在營養(yǎng)和生存空間(shn cn kn jin)沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每min就通過分裂繁殖一代。那么：就通過分裂繁殖一代。那么： n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是：代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是：第十九頁，共35頁。數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)模型：1、概念: 用來描述一個(gè)系統(tǒng)(xtng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2、數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式（1）函數(shù)(hnsh)（2）曲線圖精確(jngqu)更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢一構(gòu)建種群增長模型的方法第二十頁，共35頁。3 3、數(shù)學(xué)模型一般包括以下、數(shù)學(xué)模型一般包括以下(yx

8、i)(yxi)步驟：步驟：觀察研究(ynji)對象，提出問題提出合理的假設(shè)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)第二十一頁，共35頁。嘗試建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型：嘗試建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型：細(xì)菌細(xì)菌(xjn)種群的增長曲線種群的增長曲線細(xì)菌的數(shù)量個(gè)第二十二頁，共35頁。環(huán)頸雉實(shí)例：某海島上環(huán)頸雉種群(zhn qn)數(shù)量的變化第二十三頁，共35頁。實(shí)例：某海島上環(huán)頸雉種群數(shù)量(shling)的變化第二十四頁，共35頁。種群(zhn qn)增長的“J”型曲線： 產(chǎn)生(chnshng)條件： 理想狀態(tài)食物充足(chngz)，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等

9、。增長特點(diǎn)： 種群增長率不變量的計(jì)算：t年后種群的數(shù)量為 Nt=N0 t （N0為起始數(shù)量， t為時(shí)間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，下一年的數(shù)量是前一年的倍） 例子：外來物種入侵= -1第二十五頁，共35頁。自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時(shí)間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示(biosh)，曲線大致呈型。種群數(shù)量時(shí)間第二十六頁，共35頁。產(chǎn)生條件：(存在環(huán)境(hunjng)阻力)自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）食物等資源和空間總是有限的，種內(nèi)競爭不斷加劇，捕食者數(shù)量不斷增加(zngji)。導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高.當(dāng)出生率與死生率相等時(shí)，種群(zhn qn)的增長

10、就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平第二十七頁，共35頁。例生態(tài)學(xué)家高斯(o s)的實(shí)驗(yàn)：得出一個(gè)大草履蟲種群(zhn qn)的增長曲線。第二十八頁，共35頁。種群種群(zhn qn)增長的增長的“S”型曲線型曲線A 在環(huán)境條件不受破壞(phui)的情況下，一定空間中能所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱值增長速率最高點(diǎn)第二十九頁，共35頁。N2-N1增長率=N1N1：第一代個(gè)體數(shù) N2：第二代個(gè)體數(shù)在“J”型曲線(qxin)中增長率是不變的。在“S”型曲線中增長率隨著種群密度(md)的增大不斷減小。增長(zngzhng)速率=N2-N1單位時(shí)間在“J”型曲線中增長速率是不斷增大的。在“S”

11、型曲線中增長速率由小變大，到曲線中點(diǎn)（K/2）最大，以后又逐漸縮小。（所以種群數(shù)量處在K/2時(shí)最適合捕獲）種群增長的“J”型和“S”型曲線比較：=出生率-死亡率第三十頁，共35頁。思考與討論：表示“J”型增長(zngzhng)增長(zngzhng)率和增長(zngzhng)速率的分別是圖（）和（）表示“S”型增長(zngzhng)增長(zngzhng)率和增長(zngzhng)速率的分別是圖（）和（）ABCDADCBK/2KK第三十一頁，共35頁。影響種群數(shù)量(shling)變化的因素：氣候、食物、被捕食、傳染病、人類(rnli)活動(dòng)等種群數(shù)量變化(binhu)的類型：大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)之中的，在不利條件之下，還會(huì)急劇下降，甚至滅亡增長，穩(wěn)定，波動(dòng)、下降等四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降第三十二頁，共35頁。（1）有利于野生生物資源(shn