生物必修三復習-第4章-第1-2節(jié)課件

1、 第4章 種群和群落 考綱內容及能力要求 考向定位 1.種群的特征2.種群的數量變化3.群落的結構特征4.群落的演替5.探究培養(yǎng)液中酵母菌數量的動態(tài)變化6.土壤中動物類群豐富度的研究7.探究水族箱(或魚缸)中群落的演替1.種群密度的調查方法2.種群特征之間的內在聯系3.“J”型曲線和“S”型曲線形成的條件及特征4.“S”型曲線在實踐中的應用5.群落中各種生物之間的相互關系探究6.群落中的分層現象及影響條件7.群落演替的類型及過程8.人類活動對群落演替影響的探究第1節(jié) 種群的特征第2節(jié) 種群數量的變化基礎梳理 種群及其數量特征基礎梳理1種群的概念：在一定的自然區(qū)域內，_生物的全部個體。2種群數量

2、特征(1)種群密度概念：種群在單位面積或單位體積中的個體數。是種群最基本的_特征。調查方法：樣方法(_法和_法)和標志重捕法。同種數量五點取樣等距取樣(2)出生率、死亡率概念a.單位時間內新產生的個體數目占該種群個體總數的比率。b.單位時間內死亡的個體數目占該種群個體總數的比率。意義：是決定種群大小和_的重要因素。(3)遷入率、遷出率概念：對一個種群來說，單位時間內遷入或遷出的個體，占該種群個體總數的比率。意義：決定種群大小和種群密度的因素。種群密度(4)年齡組成概念：種群的年齡組成是指一個種群中各年齡期的個體數目的比例。類型：_、穩(wěn)定型和_。意義：可預測種群數量的_。(5)性別比例：種群中雌

3、雄個體數目的比例。3種群的空間特征：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。變化趨勢 增長型衰退型歸納整合 一、種群概念及其特點1.種群概念的理解(1)兩個要素：“同種”和“全部”“同種”：指同一物種，即種群是物種存在的具體形式?！叭俊保褐敢粋€群體，包括該物種的幼體和成體等。(2)兩個條件：“時間”和“空間”，即種群具有一定的時空限制，離開一定的空間和時間的種群是不存在的。(3)兩個基本單位種群是生物繁殖的基本單位。種群是生物進化的基本單位。(4)兩個方面內涵：它具有種群密度、年齡組成、性別比例、出生率和死亡率等一系列特征。外延：有復雜的種內關系。2.種群的特點：一個種群不是簡單個體

4、的累加，而是具有發(fā)展、自我調節(jié)、動態(tài)穩(wěn)定以及種群密度等一系列特征的有機整體。相互關系可圖示如下： 二、種群特征之間的關系1.在種群的四個基本特征中，種群密度是最基本的特征。種群密度越高，一定范圍內種群個體數量越多，即種群密度與種群數量呈正相關。1.在種群的四個基本特征中，種群密度是最基本的特征。種群密度越高，一定范圍內種群個體數量越多，即種群密度與種群數量呈正相關。2.影響種群數量變化的因素(1)決定因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率出生率、死亡率以及遷入率、遷出率是決定種群大小和種群密度的直接因素。出生率與死亡率及遷入率與遷出率的差值為正時，種群數量增加；反之，種群數量減少。(2)影響因素

5、自然因素：氣候、食物、天敵、傳染病等人為因素：如人工養(yǎng)殖3.年齡組成和性別比例則是通過影響出生率和死亡率而間接影響著種群密度和種群數量的，是預測種群密度(數量)未來變化趨勢的重要依據。如下：(1)年齡組成增長型：出生率死亡率增大；穩(wěn)定型：出生率死亡率基本不變；衰退型：出生率死亡率減小。(2)性別比例增長快；相對穩(wěn)定；增長慢。跟蹤訓練1(2009 年廣東卷)下列敘述中，不屬于種群空間特征描述的是（ ）A斑馬在草原上成群活動B每毫升河水中有9個大腸桿菌C稗草在稻田中隨機分布D木棉樹在路旁每隔5米種植解析：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局叫做種群的空間特征。種群的空間分布一般可概括為三

6、種基本類型：隨機分布、均勻分布和集群分布。B項為種群密度，不屬于空間特征。答案：B 2.(2008 年廣東卷)水華是水體富營養(yǎng)化常見的一種自然現象，從種群特征分析，水華屬于（ ）A不規(guī)則波動B不均勻分布C短期內暴長 D季節(jié)性消長解析：水體富營養(yǎng)化導致某些藻類等短時間內大量繁殖，這一現象若出現在海洋則為赤潮，若出現在淡水湖泊則為水華。從種群特征分析，水華屬于種群數量的短期內暴長。答案：C種群數量的變化 基礎梳理1.研究方法：構建數學模型的步驟：觀察研究對象，提出問題 根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達 。2.“J”型曲線(1)條件：理想環(huán)境； (2)公式： 。3.“S”型曲線(1

7、)條件：有限環(huán)境；(2)定義：種群經過一定時間的增長后，數量趨于穩(wěn)定的增長曲線；出合理的假設提通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正Nt=N0t(3)K值：又稱 ，在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群 。4.種群數量波動和下降的原因：氣候、食物、天敵、傳染病等。 方法提示：調查種群密度的常用方法1.樣方法調查植物種群密度的常用方法(1)兩個概念樣方：樣方也叫做樣本。從研究對象的總體中，抽取出來的部分個體的集合。隨機取樣：在抽樣時，總體中每一個個體被抽選的機會均等，且每一個個體被選與其他個體間無任何牽連，既滿足隨機性又滿足獨立性的取樣。最大數量環(huán)境容納量(2)常用的取樣方法

8、點狀取樣法。點狀取樣法中常用的為五點取樣法。這種方法適用于調查植物個體分布比較均勻的情況。等距取樣法。當調查對象的總體分布為長條形時，可采用等距取樣法。(3)適用范圍：植物和活動范圍小的動物如蚯蚓，另外調查某種昆蟲卵、作物植株上蚜蟲的密度、跳蝻的密度等也可用樣方法。(4)計算樣方內種群密度的平均值，即為該種群密度的估計值。2.標志重捕法調查動物種群密度的常用方法在標志重捕法中，為保證標志個體與非標志個體在重捕時的概率相等，標志技術及其操作應注意：(1)適用范圍：活動能力強、活動范圍大的動物。(2)標志物和標志方法必須不影響動物的身體正常，不會對動物的壽命和行為產生影響。(3)標志不能過分醒目。

9、因為過分醒目的個體，在自然界中有可能改變被捕食的概率，最終有可能改變樣本中標志個體的比例而導致結果失準。(4)標志符號必須能夠維持一定的時間，在調查研究期間不會消失。(5)根據重捕樣本中標志者的比例，估計該區(qū)域的種群總數，可計算出某種動物的種群密度：種群密度=標志個體數重捕個體數重捕中的標志個體數。歸納整合一、種群數量變化規(guī)律及分析1.類型(1)指數式增長“J”型曲線(2)邏輯斯蒂增長“S”型曲線二、關于種群數量變化的“S”型曲線的探討種群數量增長的“S”型曲線反映的是種群數量在一個有限環(huán)境中隨時間變化而變化的規(guī)律的曲線，如下圖。1.關于種群數量變化規(guī)律的探討：由圖中可看出，種群數量在不同時期

10、或期間的數量有多少之別，種群增長率也有快慢之分。2.關于制約因素的探討在02期間，食物、生存空間充裕，種內斗爭、天敵等因素的制約強度小。在14期間，環(huán)境中各制約因素的作用強度逐漸增大，在4時期及以后達到最大。3.關于“S”型曲線與“J”型曲線，波動曲線的包含與被包含關系在圖中，03期間，近似于“J”型曲線，可以說“S”型曲線包含了“J”型曲線，但這一段不等于“J”型曲線。(在“J”型曲線中瞬時增長率是不變的，而在“S”型曲線中該值是不斷變化的)4.“S”型曲線在生產實踐中的指導意義根據“S”型曲線的特點，由于在1/2K時增長率最大，因此，為了持續(xù)獲得較多的生物資源，一方面應設法增大環(huán)境容納量K

11、，如加強生物生存環(huán)境的管理，另一方面，捕撈、采伐應該在種群數量達到1/2K以上時進行，而且剩余種群數量應保持在1/2K左右。若要對有害生物進行防治，一方面應設法使其環(huán)境容納量K變小，另一方面通過引入天敵等措施，將種群數量盡量控制在較低水平。三、“J”型曲線和“S”型曲線的比較項目“J”型曲線“S”型曲線前提條件食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想狀態(tài)受空間、食物、天敵等制約的有限的自然狀態(tài)種群增長率增長率為常數(無限增長)隨種群密度上升而下降；0和K時的增長率為0，K/2時增長率最大K值的有無無K值有K值曲線形成的原因無種內斗爭，缺少天敵種內斗爭加劇，天敵數量增多聯系兩種增長曲線的差異

12、主要是因環(huán)境阻力的大小的不同，對種群增長的影響不同跟蹤訓練1(2009 年山東卷)右下圖曲線a、b表示兩類生物種群密度與存活率之間的關系。下列分析錯誤的是（ ）A曲線a代表的種群個體一般體型較大，營養(yǎng)級較高B依據曲線b,人工養(yǎng)蜂時種群密度中等最好C對大型動物遷地保護，遷移的種群密度不宜過大D種群密度為d時，曲線b代表的種群個體間競爭最劇烈解析：本題通過曲線圖的形式反映了種群密度和存活率之間的關系，要求學生具備能夠從圖示中獲取相關信息的能力。依據曲線b,種群密度中等時存活率最大，故B正確。曲線a代表的大型動物，由圖可知，種群密度越大存活率越低，對大型動物遷地保護，遷移的種群密度不宜過大，所以A、

13、C正確。D項中種群密度越大，種群個體間競爭越劇烈，故此d點不是曲線b代表的種群個體間競爭最劇烈的點。 答案：D2.(2008 年江蘇卷)下列選項中，對種群密度影響最嚴重的是（ ）A B C D編號生態(tài)系統(tǒng)采集對象現有生物量年增長率/%年采收量馬尾松林馬尾松200000 m321000 m3淡水湖泊鯽魚10000 m3353600kg山地甘草1000kg20300kg灘涂沙蠶10000kg30500kg解析：根據題意可知，馬尾松的年增長量為4000 m3 ，而年采收量為1000 m3，年采收量小于增長量；鯽魚的年增長量為3500kg，而年采收量為3600kg，年采收量與增長量持平；甘草的年增長量

14、為200kg，而年采收量為300kg，年采收量遠大于年增長量；沙蠶的年增長量為3000kg，而年采收量為500kg，年采收量小于增長量。答案：C熱點聚焦 種群數量變化規(guī)律和應用 為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，根據種群增長的S型曲線，應使被捕魚群的種群數量保持在K/2水平。這是因為在這個水平上( )A.種群數量相對穩(wěn)定B.種群增長量最大C種群數量最大D.環(huán)境條件所允許的種群數量最大解析：本題考查的知識點是“S”型增長曲線的生物學意義?？上然貞浄N群增長的“S”型曲線，在縱軸上找出K值和K/2值，然后再找出K/2值在“S”型曲線上所對應的點，仔細分析比較就可以發(fā)現，曲線在該點處

15、的斜率最大，而斜率表示的生物學意義就是增長率(單位時間內的增長量)，增長率大意味著在相同的時間內可獲得最大的生物量，種群在該點的恢復能力也是最強的。只有選項B符合題意，而選項A、C是種群個體數量在K值時所具有的特征，選項D是K值的定義。 答案：B 名師點睛: 漁業(yè)中通常以重量為產量的指標，影響資源重量的有兩個因素，即自然死亡率和漁撈死亡率(即捕魚量)；同樣也有兩個使資源重量增加的因素，即生長量和補充量。如要維持持久產量，就要使種群數量保持平衡，即要：自然死亡率+漁撈死亡率(即捕魚量)=生長量+補充量，這意味著在資源未利用期內，資源種群數量大致年復一年地保持平衡；當開始利用資源時，受利用種群數量

16、開始變小，漁撈死亡量(即捕魚量)必須由以下三種方式得到補償：更大的補充量；更大的生長量；減少自然死亡。當種群密度處于“S”型增長曲線的拐點K/2時，種群增長量最大。熱點訓練 加拿大一枝黃花屬雙子葉多年生草本植物，原產北美。作為觀賞植物引入我國，現已在一些地區(qū)蔓延成災，有“植物殺手”之稱，嚴重威脅這些地區(qū)的生物多樣性。 為了研究加拿大一枝黃花在某地區(qū)的分布與危害性，有人做了如下調查：將調查的地塊劃分成10等份，每份內取1個樣方，分別統(tǒng)計各樣方內的植物種類和數量，計算各種植物的種群密度。近五年植物種群變化的調查結果匯總如下：2000年2001年2002年2003年2004年加拿大一枝黃花1.95.

17、19.415.116.5狗牙根8.06.25.63.91.6巢菜3.02.11.10.20車前草3.02.00.400婆婆納3.22.81.71.30澤漆2.11.81.51.00小蘗2.21.91.51.21.0狗尾草3.22.51.51.10.6繁縷8.03.21.10.50卷耳5.41.41.000（1）該群落中加拿大一枝黃花與其他植物間的關系是_。（2）在所給的坐標系中繪出加拿大一枝黃花和繁縷的種群密度曲線。（3）本調查采用的方法是_，取樣的關鍵除應考慮樣方的大小和數量外，還應_；種群密度的計算方法是_。（4）從生物多樣性保護的角度考慮，本調查結果給我們的啟示是_。解析：（1）群落中加

18、拿大一枝黃花與其他植物生活在一起，共同爭奪空間和資源，故屬于競爭關系。（2）由題目可知，表中植物種群變化的調查結果是表示各種植物的種群密度變化，因此加拿大一枝黃花20002004年五年的種群密度（株/m2）依次為1.9、5.1、9.4、15.1、16.5，繁縷20002004年五年的種群密度（株/m2）依次為8.0、3.2、1.1、0.5、0，在坐標圖中分別畫出曲線。（3）根據題目，對植物種群密度的取樣調查為樣方法，也就是在被調查種群的生存環(huán)境內隨機選取若干個樣方，通過計數每個樣方內的個體數，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度。（4）加拿大一枝黃花屬于外來物

19、種，它的引入，嚴重威脅原地區(qū)的生物多樣性。從生物多樣性保護的角度考慮，應該重視外來物種的引進和管理，對外來物種引進應慎重，要加強生物安全性監(jiān)測、檢疫，運用多種手段有效阻止有害物種入侵。 答案：（1）競爭（2）如下圖（3）樣方法 隨機取樣 計算所有樣方中種群密度的平均值（4）某些外來物種的引入和管理不當會導致生態(tài)災難，引進外來物種應慎重，加強安全性監(jiān)測走進實驗室 基礎再現實驗課題：培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的變化 一、實驗原理1在含糖的液體培養(yǎng)基(培養(yǎng)液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成一個封閉容器內的酵母菌種群，通過細胞計數可以測定封閉容器內的酵母菌種群隨時間的推移而發(fā)生的數量變化。2養(yǎng)分、空間、溫度和

20、有毒排泄物等是影響酵母菌種群數量持續(xù)增長的限制因素。 3酵母菌計數方法：抽樣檢測法先將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入。多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。稍待片刻，待酵母菌細胞全部沉降到計數室底部，將計數板放在載物臺的中央，計數一個小方格內的酵母菌數量，再以此為根據，估算試管中的酵母菌總數。注意：從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數之前，要將試管輕輕震蕩幾次。 二、材料用具探究所需要的菌種和無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液、試管、血球計數板(2 mm2 mm0.1 mm方格)、滴管、顯微鏡等。過程設計1.方法步驟和記錄(1)取相同試管若干支，分別加入5 mL肉湯培養(yǎng)液，塞上棉塞。(

21、2)用高壓鍋進行高壓蒸汽滅菌后冷卻至室溫，標記甲、乙、丙等。(3)將酵母菌母液分別加入試管各5 mL，搖勻后用血球計數板計數起始酵母液個數，做好記錄。(4)將各試管送進恒溫箱，25 下培養(yǎng)7天。2.現象觀察每天同一時間，各組取出本組的試管，用血球計數板計數酵母菌個數，并作記錄，連續(xù)觀察7天。平均丙乙甲7654321起始時間（天）組別菌數（2.5104個） 3.實驗結論(1)根據表格中的平均值作出培養(yǎng)液中酵母菌種群數量7天中的變化曲線(根據實驗數據作出曲線)。(2)培養(yǎng)液酵母菌種群數量隨時間呈“S”型增長變化。4.實驗評價用你所在小組的記錄數值所描的種群數量的變化曲線與用平均值作出的曲線相比，其

22、相似程度怎樣？試作出解釋。答案：相似但不重合。各實驗小組在用血球計數板抽樣檢測時，由于酵母菌不均勻分布在各小方格中，計數小方格的酵母菌密度與培養(yǎng)液中的密度不一致，而全班各組的平均值與培養(yǎng)液密度較接近，所以小組曲線不能與各組平均值曲線重合。(根據你的實驗結果，作出相應回答)精題演習1(2009 年江蘇卷)某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數量的動態(tài)變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(yǎng)(見下表)，均獲得了“S”型增長曲線。根據實驗結果判斷，下列說法錯誤的是（ ）試管號培養(yǎng)液體積(mL)105105起始酵母菌數(103個)105510A4個試管內的種群初始階段都經歷了“J”型增長B4

23、個試管內的種群同時達到K值C試管內種群的K值與試管不同D試管內的種群數量先于試管開始下降 解析：本題考查的是種群的的特征以及種群的數量變化。當種群剛遷入一個新環(huán)境時，若環(huán)境適宜種群生存，又由于這時種群數量不多，環(huán)境中的食物、空間等適宜，沒有環(huán)境阻力，因此種群初始階段經歷了“J”型增長。接著環(huán)境阻力慢慢增大，種群開始經歷“S”型增長，K值指的是環(huán)境容納量，到達K值的時間是由環(huán)境阻力的大小決定的，因此B中4個試管內的種群到達K值的時間應不同。答案：B2.某生物興趣小組開展探究實驗，課題是“培養(yǎng)液中酵母菌種群數量與時間的變化關系”。實驗材料、用具：菌種和無菌培養(yǎng)液、試管、血球計數板(2 mm2 mm

24、方格)、滴管、顯微鏡等。酵母菌的顯微計數方法：血球計數板：是帶有微小方格刻度的玻璃片，用于在顯微鏡下對微生物計數。將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在計數板上，計數一個方格內的酵母菌數量，再以此為根據，估算試管中的酵母菌總數。連續(xù)觀察7天，并記錄每天的數值。根據以上敘述回答下列問題：(1)根據所學知識，該課題的實驗假設是：開始的一段時間內酵母菌呈“J”型增長，隨著時間的推移，_，酵母菌呈“S”型增長。(2)本實驗沒有另設對照實驗，原因是_。該實驗是否需要重復實驗？_，試解釋原因：_。(3)在吸取培養(yǎng)液計數前，要輕輕振蕩幾次試管，原因是_。如果一個小方格內酵母菌過多，難以數清，應當采取的措施是_。(4)請你

25、設計表格處理實驗數據。(5)在該實驗的基礎上，根據你對影響酵母菌種群生長的因素的推測，進一步確定一個研究實驗的課題。_。使酵母菌分布均勻環(huán)境中資源和空間變得有限該實驗在時間上形成前后對照需要為了提高數據的準確性增加稀釋倍數酵母菌的種群數量與營養(yǎng)物質(代謝廢物或溶氧量)的變化關系 平均3217654321起始時間次數答案：(4) 課時作業(yè) 1(2009年廣東卷)太平洋一個小島上的某野兔種群數量變化如下表：A19251930年 B19301935年C19401945年 D19451950年解析：種群變化率是單位時間內種群數量變化的情況。從表中可以看出，在1930年1935年內種群變化率是(990-398)/(1935-1930)=1184，同理，1925年1930年內種群變化率為39.6，1940年1945年與1945年1950年內種群變化率均為負值。答案：B 年份(年)1920192519301935194019451950數量(百只)1302003989901350129011902(2009年廣東卷)有