九單元生物與環(huán)境

1、種群數(shù)量特征種群的特征概念空間特征種群數(shù)量變化種群數(shù)量變化數(shù)學(xué)模型種群增長的“J”型曲線種群增長的“S”型曲線K值變動的示意圖（二）種群特征（二）種群特征1 1、數(shù)量特征、數(shù)量特征種群在單位面積或體積中個體的數(shù)量稱為種群密度。種群在單位面積或體積中個體的數(shù)量稱為種群密度。（2 2）種群密度的調(diào)查方法）種群密度的調(diào)查方法（1 1）種群密度）種群密度最基本的數(shù)量特征最基本的數(shù)量特征一般步驟：一般步驟：a.取樣面積，樣方大小一般為一平方取樣面積，樣方大小一般為一平方米的正方形（米的正方形（物種不同樣方的面積可能不同物種不同樣方的面積可能不同）b.隨機(jī)隨機(jī)取多個樣方（取多個樣方（五點取樣法、等距取樣法

2、五點取樣法、等距取樣法）注：與豐富度調(diào)查比較：注：與豐富度調(diào)查比較：c.算出每個樣方的種群密度，求算出每個樣方的種群密度，求平均數(shù)平均數(shù)即的種群密度即的種群密度樣方法樣方法豐富度調(diào)查方法：取樣器取樣的方法進(jìn)行采集、調(diào)查豐富度統(tǒng)計方法：記名計算法；目測估計法注：活動能力較弱的動物如：蚜蟲、跳蝻等以及昆蟲卵的種群密度也適用樣方法。問：讓你選擇一種草本植物去調(diào)查它的種群密度你會選： A 單子葉植物 B 雙子葉植物 單子葉草本植物：常叢生或蔓生，從地面很難辨別是一株還是多株；葉片呈條形或披針型，平行脈。雙子葉草本植物：從地面容易辨別個體數(shù)目；葉脈呈網(wǎng)狀脈。 讓你選擇一種遺傳病去調(diào)查遺傳方式或發(fā)病率：

3、A 單基因遺傳病 B 多基因遺傳病樣方計數(shù)原則：正方形記相鄰兩邊，若是圓呢？若某些樣方偏差太大，怎么辦？5.(2010海南生物，18)某同學(xué)擬調(diào)查一個面積為100 hm2的草上某種雙子葉草本植物的種群密度，設(shè)計了四個調(diào)查方案，其中最可行的是 ()A.計數(shù)該草地上該種植物的全部個體數(shù)目B.設(shè)計1個1 m2樣方，計數(shù)樣方中該種植物的個體數(shù)目C.隨機(jī)設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物個體數(shù)目D.在該種植物密集處設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物的個體數(shù)目 = 捕獲數(shù)捕獲數(shù) （全標(biāo)記）（全標(biāo)記） 重捕標(biāo)志數(shù)重捕標(biāo)志數(shù)重捕總數(shù)重捕總數(shù) 種群數(shù)量種群數(shù)量 （N N） 種群密度種群密度

4、= = 種群數(shù)量（種群數(shù)量（N N） 校園面積校園面積標(biāo)志重捕法標(biāo)志重捕法問：土壤中的小動物例如蚯蚓等能用標(biāo)志重捕法嗎？不能，標(biāo)志重捕法只適用于活動能力強(qiáng)，活動范圍大的動物，而蚯蚓只能用樣方法。問：標(biāo)志時要注意什么？1.不影響它的生存2.不影響你的收獲例：在某池塘中，第一次捕獲鯽魚條，做上標(biāo)記后放回，第二次捕獲了例：在某池塘中，第一次捕獲鯽魚條，做上標(biāo)記后放回，第二次捕獲了鯽魚條，其中有標(biāo)記的條，請估算這個池塘中共有鯽魚多少條？鯽魚條，其中有標(biāo)記的條，請估算這個池塘中共有鯽魚多少條？N=386問：若捕獲一次后的魚再捕獲的概率下降，實際個體數(shù)：大于386若標(biāo)記后的魚死亡率提高，實際個體數(shù)：大于3

5、86趨光性的昆蟲：趨光性的昆蟲：黑光燈誘捕法黑光燈誘捕法（3）影響種群密度的因素）影響種群密度的因素= 捕獲標(biāo)記數(shù)捕獲標(biāo)記數(shù)：106106重捕標(biāo)志數(shù)：重捕標(biāo)志數(shù)：2525重捕總數(shù)：重捕總數(shù)：9191 種群數(shù)量種群數(shù)量 ：N N 出生率和死亡率出生率和死亡率概念：概念：是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目。是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)目。是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)是指種群中單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目。死亡的個體數(shù)目。遷入率和遷出率遷入率和遷出率概念：對于一個種群來說，概念：對于一個種群來說，單位時間內(nèi)遷入或遷出的單位時間內(nèi)遷入或遷出的

6、個體，占該種群個體總數(shù)個體，占該種群個體總數(shù)的比率的比率是影響種群密度（種群數(shù)量變化）的決定因素（直接因素）年齡組成年齡組成a.a.概念：種群的年齡組成是指一個種群中各年齡期概念：種群的年齡組成是指一個種群中各年齡期個體數(shù)目的比例。個體數(shù)目的比例。b.類型類型增長型增長型穩(wěn)定型穩(wěn)定型衰退型衰退型增長型增長型穩(wěn)定型穩(wěn)定型衰退型衰退型年齡組成年齡組成 幼多、老少幼多、老少比例適中比例適中幼少、老多幼少、老多出生率出生率/ /死亡率死亡率種群密度種群密度變化趨勢變化趨勢大于大于1 1等于等于1 1小于小于1 1越來越大越來越大一段時間一段時間內(nèi)穩(wěn)定內(nèi)穩(wěn)定越來越小越來越小注：注：能預(yù)測種群數(shù)量變化趨勢

7、。能預(yù)測種群數(shù)量變化趨勢。既然是預(yù)測就不能說一定發(fā)生既然是預(yù)測就不能說一定發(fā)生影響種群密度的因素影響種群密度的因素:a.非生物因素非生物因素 b.生物因素生物因素問：某島嶼上的金絲猴種群：幼年比例大，老年比例小，金絲猴的數(shù)量一定會增問：某島嶼上的金絲猴種群：幼年比例大，老年比例小，金絲猴的數(shù)量一定會增多嗎？多嗎？例：人們使用含三丁基錫、三苯基錫等有機(jī)錫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附著生長，但近年來的研究發(fā)現(xiàn)油漆中的有機(jī)錫可釋放入海，對多種生物造成毒害。有關(guān)該污染物的部分研究如下，請回答：有機(jī)錫污染導(dǎo)致某海域一種魚的年齡組成發(fā)生改變（如圖12），請預(yù)測該種群數(shù)量的

8、變化趨勢。由增長型變成衰退型，種群數(shù)量下降由增長型變成衰退型，種群數(shù)量下降性別比例性別比例a.a.概念：指雌雄個體數(shù)目在種群中所占的比例。概念：指雌雄個體數(shù)目在種群中所占的比例。雌雄相當(dāng)雌雄相當(dāng) 多見于高等動物多見于高等動物 如黑猩猩、猩猩等如黑猩猩、猩猩等雌多于雄雌多于雄 多見于人工控制的種群多見于人工控制的種群 如雞、鴨等如雞、鴨等 有些野生動物在繁殖時期也是雌多于雄，如象海豹有些野生動物在繁殖時期也是雌多于雄，如象海豹雄多于雌雄多于雌 多見于營社會性生活的昆蟲多見于營社會性生活的昆蟲 如家白蟻如家白蟻b.b.類型：類型：注意：年齡組成和性別比例都是通過影響出生率和死亡率來間接影響種群密度

9、注意：年齡組成和性別比例都是通過影響出生率和死亡率來間接影響種群密度c.c.應(yīng)用：利用人工合成的應(yīng)用：利用人工合成的性引誘劑性引誘劑誘殺害蟲的誘殺害蟲的雄性個體雄性個體，破壞了害蟲種群，破壞了害蟲種群正常的性正常的性別比例別比例，就會使，就會使很多雌性個體很多雌性個體不能完成交配，從而使害蟲的種群密度明顯降低。不能完成交配，從而使害蟲的種群密度明顯降低。 （4 4） 種群數(shù)量特征之間的關(guān)系分析種群數(shù)量特征之間的關(guān)系分析 （1）水稻的均勻分布（2）雜草的隨機(jī)分布（3）瓢蟲的成群分布2.2.空間特征空間特征注意：與垂直分布和水平分布的區(qū)別群落的空間特征（三）種群的數(shù)量變化（三）種群的數(shù)量變化1.建

10、構(gòu)種群增長的方法數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。研究方法：觀察對象提出問題提出假設(shè)給出適當(dāng)數(shù)學(xué)形式實驗檢驗或修改數(shù)學(xué)形式：數(shù)學(xué)方程式、曲線圖更直觀地反映種群數(shù)量的增長趨勢2.種群增長的“J”型曲線（1）前提條件(判斷依據(jù))若出現(xiàn)以下五種情況即可判斷為“J”型曲線理想條件下；實驗室條件下；食物和空間條件充裕、氣候適宜和沒有敵害等幾個條件同時滿足；外來物種入侵早期階段；無環(huán)境阻力狀況。自然界確有自然界確有類似類似細(xì)菌細(xì)菌在理想條件下在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為種群數(shù)量增長的形式，如果以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線來表示，曲線橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線

11、來表示，曲線大致大致呈呈“”型。型。種群增長的種群增長的“J”型曲線：型曲線：Nt=N0t種群增長曲線種群增長曲線不變不變種群數(shù)量（Nt）時間（t）0abc種群數(shù)量（Nt）時間（t）0abcN0特點：種群內(nèi)個體數(shù)量增長速率特點：種群內(nèi)個體數(shù)量增長速率 ；增長率；增長率 ；無K值。 一直增大問：ab段為什么個體數(shù)量增長緩慢？bc段為什么增長迅速？與起始數(shù)量N0有關(guān)（N0為起始數(shù)量， t為時間，Nt表示t年后該種群的數(shù)量，為該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)。）斜率一直增大3.種群增長的“S”型曲線（1）條件：資源有限的環(huán)境中，種群密度上升，種內(nèi)個體間的競爭加劇，）條件：資源有限的環(huán)境中，種群密度上

12、升，種內(nèi)個體間的競爭加劇，捕食者數(shù)量增加捕食者數(shù)量增加種群增長曲線種群增長曲線種群增長的“S”型曲線種群數(shù)量時間0KK/2特點：有最大值K值，K/2時斜率最大，增長速率最大。種群增長速率時間t0KK/2t1t2應(yīng)用：K值如何保護(hù)大熊貓？ K/2捕魚群的種群數(shù)量保持在 什么水平？生活資源(食物) 空間 種內(nèi)斗爭 陽光溫度水分捕食競爭零出生率死亡率遷入率遷出率出生率和死亡率例：2008年，在重慶武隆某地下洞穴的水體中發(fā)現(xiàn)了一種數(shù)量少、眼睛退化的“盲魚”。下列有關(guān)敘述，正確的是A盲魚眼睛的退化是黑暗誘導(dǎo)基因突變的結(jié)果B種群密度是限制盲魚種群增長的關(guān)鍵生態(tài)因素 C洞內(nèi)水體中溶解氧的增加將提高盲魚種群的

13、K值 D盲魚作為進(jìn)化研究的材料體現(xiàn)生物多樣性間接使用價值種群密度不是生態(tài)因素而是種群的特征變異（基因突變）在前，（黑暗是環(huán)境）選擇在后。環(huán)境決定生物進(jìn)化的方向間接使用價值是生物的生態(tài)功能，科研價值是直接使用價值水生生物的種群數(shù)量（K值）制約的主因素是水中的溶解氧問：該圖表示“J”型增長還是“S”型增長？“J”型增長：增長速率不斷增大“S”型增長：增長速率先增大，后減小，最后為0）提示：出生率死亡率=增長速率4.K值變動的示意圖同一種生物的K值不是固定不變的。（1）環(huán)境沒破壞，（2）環(huán)境遭受破壞， K值會在平均值附近上下波動；當(dāng)種群偏離平均值的時候，會通過負(fù)反饋機(jī)制使種群密度回到一定范圍內(nèi)。 K

14、值會下降；當(dāng)生物生存的環(huán)境改善，K值會上升。A.若a點時環(huán)境因素發(fā)生變化，但食物量不變，則a點以后個體數(shù)量變化不符合“S”型增長B.若該種群出生率提高，個體數(shù)量的增加也不會大幅超過b點C.天敵的大量捕食會導(dǎo)致該種群個體數(shù)量下降，下降趨勢與bc段相似D.年齡組成變動會導(dǎo)致該種群個體數(shù)量發(fā)生波動，波動趨勢與cd段相似例：某生態(tài)系統(tǒng)中生活著多種植食性動物，其中某一植食性動物種群個體數(shù)量的變化如圖所示。若不考慮該系統(tǒng)內(nèi)生物個體的遷入與遷出，下列關(guān)于該種群個體數(shù)量變化的敘述，錯誤的是 解析：本題考查生態(tài)系統(tǒng)中影響種群數(shù)量波動的因素。從圖中個體數(shù)量隨著季節(jié)的變化在K值附近波動可以看出，該生態(tài)系統(tǒng)是一個相對

15、穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。當(dāng)外界環(huán)境改變、出生率和死亡率的變化、天敵的捕食、年齡結(jié)構(gòu)的變動，種群個體數(shù)量還是在K值附近左右波動，所以a點時環(huán)境因素發(fā)生變化時，個體數(shù)量變化還是符合邏輯斯蒂增長，所以答案是A。 種群數(shù)量時間0KK/2環(huán)境阻力“S”曲線“J”曲線陰影部分代表環(huán)境阻力，也可表示達(dá)爾文自然選擇學(xué)說中被淘汰的部分?？臻g特征數(shù)量特征種群特征包括均勻分布隨機(jī)分布集群分布種群密度最核心取決于出生率死亡率遷入率遷出率年齡結(jié)構(gòu)性別比例增長型穩(wěn)定型衰退型預(yù)測種群密度變化種群數(shù)量變化改變類型穩(wěn)定減少增加波動下降增長生物因素有K值，增長速率先增大，到K/2最大，再減小?！癑”型增長“S”型

16、增長無K值，增長速率一直增大，增長率不變。非生物因素1.1.在野外試驗站，研究棉蚜蟲發(fā)生期開放和封閉條件下、不同初始密度（1 1和2020頭/ /葉）的棉蚜種群密度變化，各實驗組均放置規(guī)格、數(shù)量相同的棉葉，結(jié)果如下圖。有關(guān)敘述正確的是A.A.初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下衰退，可能與遷出有關(guān)B.B.初始密度相同的種群開放條件下先于封閉條件下達(dá)到密度峰值，可能與遷入有關(guān)C.C.開放和封閉條件下種群數(shù)量均達(dá)到K K值時開始衰退D.D.開放和封閉條件下種內(nèi)斗爭均在種群衰退時開始減弱. . 解析：標(biāo)中四條曲線，涉及兩組變量開放與封閉、初始密度不同。A、B兩選項在初始密度相同的背景下，分析開

17、放或封閉條件下的有關(guān)指標(biāo)，其實可以理解為：與封閉條件相比，開放狀態(tài)下存在著棉蚜的遷入或遷出問題，因此A、B的描述合乎情理，均正確。而C、D兩項更強(qiáng)調(diào)讀懂圖中曲線，其中C項，可觀察開放條件下1頭/葉的曲線，它達(dá)到K值后穩(wěn)定一定時間后才開始衰退，故C描述錯誤；種群的衰退指出生率小于死亡率，表現(xiàn)為年幼個體數(shù)量少于老年個體數(shù)量，而種內(nèi)斗爭不僅與種群個體數(shù)量（或種群密度）呈正相關(guān)，而且還受資源的影響，若個體數(shù)量小幅減少，而食物減少更多，則種內(nèi)斗爭未必在種群衰退時開始減弱。 2.在生態(tài)學(xué)研究中，下列方法與研究目的不相符的 A給海龜安裝示蹤器調(diào)查其洄游路線 B給大雁佩戴標(biāo)志環(huán)調(diào)查其遷徙路線 C用樣方法研究固

18、著在巖礁上貝類的種群關(guān)系 D用標(biāo)志重捕法調(diào)查達(dá)烏爾黃鼠的豐富度3.某島嶼棲息著狐和野兔，生態(tài)系統(tǒng)相對穩(wěn)定。后來有人登島牧羊、捕食野兔和狐，狐也捕食羔羊。第五年，島上狐瀕臨滅絕，但野兔數(shù)量大大超過人登島前的數(shù)量。第6年，野兔種群爆發(fā)了由兔瘟熱病毒引起的瘟疫，其數(shù)量驟減。回答問題：（1）人登島后的第5年，與登島前相比，野兔種內(nèi)競爭強(qiáng)度_（增加、減小、不變）（2）一般情況下，被捕食者傳染病的流行程度將隨捕食者種群密度的增加而（增強(qiáng)、減弱、不變）增加減弱5.(2010海南生物，18)某同學(xué)擬調(diào)查一個面積為100 hm2的草上某種雙子葉草本植物的種群密度，設(shè)計了四個調(diào)查方案，其中最可行的是 ()A.計數(shù)

19、該草地上該種植物的全部個體數(shù)目B.設(shè)計1個1 m2樣方，計數(shù)樣方中該種植物的個體數(shù)目C.隨機(jī)設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物個體數(shù)目D.在該種植物密集處設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物的個體數(shù)目 5.(2010海南生物，18)某同學(xué)擬調(diào)查一個面積為100 hm2的草上某種雙子葉草本植物的種群密度，設(shè)計了四個調(diào)查方案，其中最可行的是 ()A.計數(shù)該草地上該種植物的全部個體數(shù)目B.設(shè)計1個1 m2樣方，計數(shù)樣方中該種植物的個體數(shù)目C.隨機(jī)設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物個體數(shù)目D.在該種植物密集處設(shè)置1 m2樣方若干，計數(shù)每個樣方中該種植物的個體數(shù)目 （1）水稻的均勻分布（2）雜草的隨機(jī)分布（3）瓢蟲的成群分布2.2.空間特征空間特征注意：與垂直分布和水平分布的區(qū)別群落的空間特征（三）種群的數(shù)量變化（三）種群的數(shù)量變化1.建構(gòu)種群增長的方法數(shù)學(xué)模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。研究方法：觀察