高中生物人教版必修三第四章種群和群落(整章課件)

1、第四章種群和群落生物群落的基本單位種群生物群落的構(gòu)成生物群落的演替第一節(jié) 種群的特征1、什么是種群？生態(tài)學上把在一定時間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個體稱為種群。 斑馬種群課堂小練下列各項屬于種群的有。 、一片農(nóng)田中的全部水稻 、一片森林中的全部蕨類 、一口池塘中全部鯽魚 、一片森林中的全部蛇 E、一片草原上全部老鼠2、種群特征數(shù)量特征主要有:種群密度、年齡組成、性別比例、出生率、死亡率等。種群特征包括數(shù)量特征、空間特征和遺傳特征2.1 種群密度單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個體的數(shù)量，它是種群結(jié)構(gòu)最基本的參數(shù)。種群密度很高種群密度較高種群密度一般怎樣調(diào)查種群密度樣方法：標志重捕法： 通過計算

2、若干樣方中某種生物的全部個體數(shù)，然后以其平均密度估計種群總體平均密度的方法 N=n（重捕個體數(shù)）m（重捕中標志數(shù)） 標志數(shù)樣方法：某同學在牛首山調(diào)查水杉的種群密度，得出5個樣方（樣方面積為1hm2）的種群數(shù)量分別為4、6、8、8、9棵。那么，該同學給怎樣計算該植物的種群密度（單位：棵/hm2）？標志重捕法在調(diào)查一塊方圓2hm2的農(nóng)田中田鼠的數(shù)量時，放置100個捕鼠籠，一夜間捕獲了42只，將捕獲的田鼠經(jīng)標記后在原地釋放。數(shù)日后，在同一地點再放置同樣數(shù)量的捕鼠籠，捕獲了38只，其中有上次標記的個體12只。則該農(nóng)田中田鼠的種群數(shù)量大概有多少只？2.2 年齡組成指一個種群中各年齡段的個體數(shù)量的比例年齡

3、組成對于預測種群數(shù)量的未來變化具有重要意義。老年成年幼年增長型年齡組成類型增長型：特點是幼年個體大量成長為成年產(chǎn)生后代，老年個體死亡的少，出生的比死亡的多，種群的個體數(shù)越來越多。穩(wěn)定型年齡組成類型 穩(wěn)定型：特點是各年齡期的個體數(shù)比例適中。在一定時期內(nèi)出生的新個體數(shù)接近衰老死亡的個體數(shù)。種群中個體數(shù)目保持相對穩(wěn)定。老年成年幼年衰退型年齡組成類型 衰退型：特點是老年期個體數(shù)目較多而幼年期的個體數(shù)目偏少。新出生的個體不能補償衰老死亡的個體數(shù)。種群密度越來越小。老年成年幼年2.3 性別比例性別比例在一定程度上影響著種群密度指種群中具有生殖能力的雌雄個體數(shù)量比例。試舉一個既不造成環(huán)境污染，又能防治農(nóng)業(yè)蟲

4、害的方法。請思考問題一：長期以來，我國的人口增長很快，主要原因是什么？問題二：控制我國人口增長的措施？2.4 出生率和死亡率出生率：種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)量死亡率：種群單位數(shù)量的個體在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)量出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的最直接因素種群密度年齡組成性別比例遷移率出生率死亡率決定密度 大小決定密度 大小預測變化 趨勢影響密度大小外界環(huán)境 怎樣建構(gòu)種群數(shù)量增長的模型？種群的數(shù)量是怎樣變化的？哪些因素會影響種群數(shù)量的變化？如何利用種群數(shù)量的變化規(guī)律為生產(chǎn)實際所用？第2節(jié) 種群數(shù)量的變化數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式。大腸桿菌一、建構(gòu)種

5、群增長模型培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)基一、建構(gòu)種群增長模型思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代時間分鐘20406080100120140160180細菌數(shù)量(2)根據(jù)上表，寫出n代細菌數(shù)量的計算公式。(1)請你計算出一個細菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量:一、建構(gòu)種群增長模型（3）將數(shù)學公式（N=2n)變?yōu)榍€圖曲線圖與數(shù)學方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？直觀，但不夠精確。一、建構(gòu)種群增長模型思考：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某1個細菌每20分鐘分裂繁殖一代數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式 建立數(shù)學模型一般包括以下步驟：觀察研究對象，提出問題提出合理的假設

6、通過進一步的實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質(zhì)進行表達細胞每20min分裂一次資源空間無限多，細菌種群的增長不受種群密度增加的影響Nnn觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對自己所建立的模型進行檢驗或修正細菌的數(shù)量個 理想條件下細菌數(shù)量增長的推測：自然界中有此類型嗎？二、種群增長的“J”型曲線1859年，24只野兔 6億只以上的野兔近100年后實例1：澳大利亞野兔實例2：鳳眼蓮繪出上述實例中相關生物的增長曲線示意圖討論1：出現(xiàn)這種增長的原因有哪些？“J”型增長的數(shù)學模型 1、模型假設： 理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；（N0為起始數(shù)量， t為時間，N

7、t表示t年后該種群的數(shù)量，為年均增長率） 2、種群 “J”型增長的數(shù)學模型公式：Nt=N0 t 種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的倍。例生態(tài)學家高斯的實驗：種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線，稱為“S”型曲線“J”型增長能一直持續(xù)下去嗎？大草履蟲種群的增長曲線討論2：大草履蟲的增長呈“S”型曲線的原因有哪些？存在環(huán)境阻力自然條件（現(xiàn)實狀態(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，導致該種群的出生率降低，死亡率增高。當出生率與死亡率相等時，種群的增長就會停止，有時會穩(wěn)定在一定的水平。三、種群增長的“S”型曲線種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K

8、值）后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。 K值：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最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量。三、種群增長的“S”型曲線 討論4：從環(huán)境容納量（K值）的角度思考：（1）對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？（2）對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么 措施？建立自然保護區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量?？梢圆扇〈胧┙档陀泻游锓N群的環(huán)境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。三、種群增長的“S”型曲線種群數(shù)量種群增長的“J”型曲線（在理想狀態(tài)下的種群增長）種群增長

9、的“S”型曲線（在有限環(huán)境下的種群增長）大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，四、種群數(shù)量的波動和下降 東亞飛蝗種群數(shù)量的波動在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡課后調(diào)查：長江流域，近百年有多少物種消失或瀕臨滅絕?同時探究在其背后的原因。例：我國自13931990年以來人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下： 繪出上述時間內(nèi)我國人口數(shù)量變化的曲線示意圖。 按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)怎樣的狀況？ 鑒于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什么措施？年份1393157817641849192819821990億0.60.62.04.14.710.311.6 我國人口的調(diào)節(jié)：總方針控制人口的增長，提高人口的素質(zhì)；目標2000前力爭把中國平

10、均人口自然增長率控制在12.5內(nèi)，期望本世紀中葉穩(wěn)定在1516億；措施堅持優(yōu)生優(yōu)育，計劃生育；掃除青壯年文盲，實行九年制義務教育。 蒼鷺的保護云豹的保護野豬的保護救護被困的鯨魚全力防蝗減災有利于野生生物資源的合理利用及保護。通過研究種群數(shù)量變動規(guī)律，為害蟲的預 測及防治提供科學依據(jù)。為引進外來物種提供理性的思考。 研究種群數(shù)量變化有何意義？第三節(jié) 群落的構(gòu)成概念： 生態(tài)學上把同一時間內(nèi)、占據(jù)一定空間 的相互之間有直接和間接聯(lián)系的各種生物種群的集合。組成： 動物、植物、微生物 判斷：一個池塘中的魚類是一個種群？ 是一個群落？一、生物群落概念： 生態(tài)學上把同一時間內(nèi)、占據(jù)一定空間 的相互之間有直接

11、和間接聯(lián)系的各種生物種群的集合。組成： 動物、植物、微生物物種豐富度：群落中物種數(shù)目的多少一、生物群落二、群落中的種間關系1、互利共生例：說說二者之間的關系？舉例說明還有哪些生物之間也存在這種關系？時間數(shù)量0思考：單獨培養(yǎng)種群增長的模式是什么？為什么？思考：種群之間競爭的資源包括哪些？ 食物 水分、空間、陽光、無機鹽等。思考：混合培養(yǎng)時，二者是否會相互影響？為什么？2、競爭3、捕食思考：圖中的捕食者應該是誰？為什么？ 思考：B減少后A如何變化？ 思考：“大魚吃小魚”，是否為捕食？ 4、寄生體液、組織液、已消化利用的物質(zhì)。同種生物： 種內(nèi)互助、種內(nèi)斗爭不同種生物： 互利共生、捕食、競爭、寄生二、

12、群落中的種間關系思考：生存斗爭、種內(nèi)斗爭、競爭的關系？ 生存斗爭種內(nèi)斗爭種間斗爭競爭1、樺木林中出現(xiàn)云杉幼苗后，不斷生長，最 終樺木林被云杉林取而代之。2、狼以兔為食，兔以草為食。3、地衣中的真菌與藻類4、白蟻與它腸內(nèi)的鞭毛蟲5、菟絲子與大豆6、根瘤菌與大豆7、鳥與羽虱判斷：下列生物之間的關系？ 例題2008廣東：菟絲子葉片退化，莖黃色或黃褐色，常生長于龍眼、柑橘等果樹的樹冠層。下列有關菟絲子和果樹關系的敘述，正確的是影響果樹的光合作用吸收果樹的水分和養(yǎng)分競爭土壤水分和營養(yǎng)共同生活，互惠互利例題2008天津：為研究人工生態(tài)系統(tǒng)中大草履蟲和櫛毛蟲間捕食關系的影響因素，設計兩組實驗：實驗一：在培養(yǎng)

13、液中依次加入大草履蟲和櫛毛蟲，得到種群數(shù)量變化曲線（見甲圖）；實驗二：在培養(yǎng)液中先加入沉渣作隱蔽場所，再同時加入大草履蟲和櫛毛蟲，得到種群數(shù)量變化曲線（見乙圖）。 據(jù)實驗判斷，錯誤的是( )A.沉渣對櫛毛蟲的種群數(shù)量變化無影響B(tài).大草履蟲以櫛毛蟲為食C.培養(yǎng)液為上述生態(tài)系統(tǒng)提供能量D.大草履蟲的能量除用于自身代謝外，其余部分流入櫛毛蟲ABD 例題：為了研究第、兩類細菌的種間竟爭關系，某同學將這兩類細菌放入適宜培養(yǎng)液中混合培養(yǎng)，實驗測定了混合培養(yǎng)液中第類細菌在第一代（Zt）時所占的百分比與第二代（Zt+1）時所占總數(shù)的百分比之間的關系。如圖實線表示實際觀察到（Zt+1）和（Zt）的關系，虛線表示

14、假設（Zt+1）=（Zt）時的情況。請據(jù)圖推測，混合培養(yǎng)數(shù)代以后第和第類細菌數(shù)量的變化的趨勢是（ ） A第與第類都減少 B第與第類都增加C第增加，第類減少 D第增加，第類減少 D麻雀總是成群地在森林的上層的活動，吃高大喬木的種子。山雀、黃腰柳鶯、和紅鶴等鳥類總是森林的中層營巢。血雉和棕尾雉則是典型的森林底層鳥類，吃地面上的苔鮮和昆蟲。三、群落的結(jié)構(gòu)（一）群落的空間結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu)1、林中垂直方向分布植物依次是什么？ 喬木、灌木、草本2、出現(xiàn)差異的原因是什么？ 光照強度、溫度等差異3、動物在垂直方向上存在差異原因是什么？ 食物4、還有什么群落垂直結(jié)構(gòu)明顯？ 高山、海洋池塘生物群落中，荷花、蘆葦?shù)葘⑶o

15、葉高高地挺出水面；睡蓮、滿江紅、浮萍等浮于水面；金魚藻等則生長于水底。鰱魚在水體淺層、青魚、蝦、蚌等在水底，泥鰍、鱔魚等則在水底淤泥中生活。生物群落結(jié)構(gòu)垂直結(jié)構(gòu) 群落分層現(xiàn)象水平結(jié)構(gòu) 群落在水平狀態(tài)下的格局或片狀分布（二）群落的空間結(jié)構(gòu)水平結(jié)構(gòu) 分布不均勻的原因：地形、土壤濕度、光照等。例1、受水制約，蘆葦、澤瀉等水生植物只能長在淺水或水邊；紅樹、柳樹等只能長在水源附近；松、杉、柏樹等能長在比較干旱處，仙人掌、沙棘等可長在極干旱的沙漠。鴨子、青蛙只可在水中或水源附近活動，而鷹、黃羊、沙鼠等可在干旱的陸地自由活動。五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究研究方法: 五 探究：土壤中小動物類群豐富度

16、的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 豐富度的統(tǒng)計方法: 五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 豐富度的統(tǒng)計方法: 一是記名計算法二是目測估計法五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 豐富度的統(tǒng)計方法: 一是記名計算法二是目測估計法問題: 五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 豐富度的統(tǒng)計方法: 一是記名計算法二是目測估計法問題: 制定計劃: 五 探究：土壤中小動物類群豐富

17、度的研究研究方法: 取樣器取樣的方法進行采集、調(diào)查 豐富度的統(tǒng)計方法: 一是記名計算法二是目測估計法問題: 制定計劃: 實施計劃:準備取樣采集小動物觀察和分類統(tǒng)計和分析討論五 探究：土壤中小動物類群豐富度的研究第4章 種群和群落第4節(jié) 群落的演替第4章 種群和群落第4節(jié) 群落的演替考點：P781.演替的概念和類型2.人類活動對群落演替的影響第4節(jié) 群落的演替例1:關于群落演替的敘述，錯誤的是A群落演替是一個群落替代另一個群落的過程B只有群落的結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞，才會出現(xiàn)群落 的演替C群落的初生演替速度通常非常緩慢 D群落的初生演替在海洋和陸地均可發(fā)生第4節(jié) 群落的演替例1:關于群落演替的敘述，

18、錯誤的是A群落演替是一個群落替代另一個群落的過程B只有群落的結(jié)構(gòu)受到干擾或破壞，才會出現(xiàn)群落 的演替C群落的初生演替速度通常非常緩慢 D群落的初生演替在海洋和陸地均可發(fā)生第4節(jié) 群落的演替一 演替的概念:第4節(jié) 群落的演替一 演替的概念: 隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。第4節(jié) 群落的演替一 演替的概念: 隨著時間的推移，一個群落被另一個群落代替的過程。二 演替的類型:裸巖上的演替裸巖上的演替裸巖階段裸巖上的演替裸巖階段地衣階段裸巖上的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段裸巖上的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段裸巖上的演替裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段裸巖上的演替

19、裸巖階段地衣階段苔蘚階段草本植物階段灌木階段森林階段(喬木階段)棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草小灌木棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草小灌木灌木林棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草小灌木灌木林喬木（樹林）棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草小灌木灌木林喬木（樹林）所有棄耕的農(nóng)田都能演替成樹林嗎?棄耕農(nóng)田上的演替一年生雜草 多年生雜草小灌木灌木林喬木（樹林）所有棄耕的農(nóng)田都能演替成樹林嗎?在干旱的荒漠上很難形成樹林二 演替的類型:二 演替的類型:1.初生演替2.次生演替二 演替的類型:1.初生演替 在一個從來沒有

20、被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如：沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。2.次生演替二 演替的類型:1.初生演替 在一個從來沒有被植物覆蓋的地面，或者是原來存在過植被、但被徹底消滅了的地方發(fā)生的演替。如：沙丘、火山巖、冰川泥上進行的演替。2.次生演替 原有的植被雖已不存在，但原有土壤條件基本保留，甚至還保留了植物的種子或其他的繁殖體（如能發(fā)芽的地下莖）的地方發(fā)生的演替。如火災過后的草原、過量砍伐的森林、棄耕的農(nóng)田上進行的演替。三 人類活動對群落演替的影響三 人類活動對群落演替的影響例2:下列有關人類活動對群落演替影響的表述，正確的是 A.人類活動對群落的影

21、響都是破壞性的B.人類活動可以任意對生物與環(huán)境的相互關系加以控制C.人類活動往往使群落按照不同于自然演替的方向和 速度進行演替D.人類活動對群落的影響要遠小于其他自然因素的影 響三 人類活動對群落演替的影響例2:下列有關人類活動對群落演替影響的表述，正確的是 A.人類活動對群落的影響都是破壞性的B.人類活動可以任意對生物與環(huán)境的相互關系加以控制C.人類活動往往使群落按照不同于自然演替的方向和 速度進行演替D.人類活動對群落的影響要遠小于其他自然因素的影 響三 人類活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替三 人類活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替三 人類

22、活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替過度放牧導致草原退化三 人類活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替過度放牧導致草原退化過度砍伐導致森林破壞三 人類活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替過度放牧導致草原退化過度砍伐導致森林破壞污水排放，破壞水域生物群落三 人類活動對群落演替的影響1.人類的許多活動正在影響著群落的演替2.人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向進行 四 退耕還林、退牧還草、退田還湖四 退耕還林、退牧還草、退田還湖為什么大面積圍湖造田是洪災頻繁發(fā)生的原因之一？四 退耕還林、退牧還草、退田還湖為什么大面積圍湖造田是洪災頻繁發(fā)生的原因之一？ 大面積圍湖造田，使湖面大大縮小，減小了蓄洪容積，降低了蓄洪能力，導致洪災頻繁發(fā)生。 四 退耕還林、退牧還草、退田還湖為什么大面積圍湖造田是洪災頻繁發(fā)生的原因之一？ 大面積圍湖造田，使湖面大大縮小，減小了蓄洪容積，降低了蓄洪能力，導致洪災頻繁發(fā)生。 20