第34講 種群及其動(dòng)態(tài)【知識(shí)導(dǎo)圖+拓展訓(xùn)練】 高考生物一輪復(fù)習(xí) 課件（全國(guó)通用）

第34講種群及其動(dòng)態(tài)種群任何物種都不可能以單一個(gè)體生存和繁衍。在一定的空間范圍內(nèi)，同種生物所有個(gè)體形成的集合就是種群。一、種群的數(shù)量特征種群密度出生率和死亡率遷入率和遷出率年齡結(jié)構(gòu)性別比例（一）種群密度及其調(diào)查方法1、種群密度2、種群密度的調(diào)查方法3、樣方法4、標(biāo)記重捕法1、種群密度概念種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)，就是種群密度。研究種群密度的意義瀕危動(dòng)物保護(hù)、農(nóng)田雜草狀況調(diào)查、農(nóng)林害蟲的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、漁業(yè)上捕撈強(qiáng)度的確定等，都需要對(duì)種群密度進(jìn)行調(diào)查研究。種群密度種群的個(gè)體數(shù)量空間大?。娣e或體積）=種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。2、種群密度的調(diào)查方法逐個(gè)計(jì)數(shù)法估算法樣方法標(biāo)記重捕法黑光燈誘捕法有趨光性的昆蟲其他方法（P6：生物科技進(jìn)展）---調(diào)查分布范圍較小、個(gè)

體較大的種群3、樣方法調(diào)查過(guò)程在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過(guò)計(jì)數(shù)每個(gè)樣方的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)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估算值。應(yīng)用范圍一般適用于植物,也可以用于昆蟲卵的數(shù)量調(diào)查及一些活動(dòng)范圍較小的動(dòng)物,如作物植株上的蚜蟲、跳蝻等。5、標(biāo)記重捕法調(diào)查過(guò)程這種方法是在被調(diào)查種群的活動(dòng)范圍內(nèi),捕獲一部分個(gè)體,做上標(biāo)記后再放回原來(lái)的環(huán)境，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動(dòng)物中標(biāo)記個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例,來(lái)估算種群密度。初次捕獲并標(biāo)記數(shù)(M)個(gè)體總數(shù)(N)重捕獲的標(biāo)記個(gè)體數(shù)(m)再次捕獲的個(gè)體總數(shù)(n)=計(jì)算方法4、標(biāo)記重捕法應(yīng)用范圍活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍大的動(dòng)物。種群密度反映了種群在一定時(shí)期的數(shù)量，但是僅靠這一特征還不能反映種群數(shù)量的變化趨勢(shì)；要想知道種群數(shù)量的消長(zhǎng)，還需要研究種群的其他數(shù)量特征。（二）出生率和死亡率1、概念2、與種群密度的關(guān)系1、概念出生率出生率是指在單位時(shí)間內(nèi)出生的新個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。死亡率是指在單位時(shí)間內(nèi)死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。死亡率出生率新出生個(gè)體數(shù)起始時(shí)的個(gè)體總數(shù)=死亡率死亡個(gè)體數(shù)起始時(shí)的個(gè)體總數(shù)=2、與種群密度的關(guān)系直接決定種群密度的大小。出生率＞死亡率，種群數(shù)量增長(zhǎng)。出生率＜死亡率，種群數(shù)量下降。出生率＝死亡率，種群數(shù)量保持穩(wěn)定。（二）遷入率和遷出率1、概念2、與種群密度的關(guān)系1、概念對(duì)一個(gè)種群來(lái)說(shuō),單位時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個(gè)體占該種群個(gè)體總數(shù)的比值,分別稱為遷入率或遷出率。遷入率和遷出率也決定了種群密度的大小，直接影響種群大小和種群密度。遷入（出）率遷入（出）個(gè)體數(shù)起始時(shí)的個(gè)體總數(shù)=2、與種群密度的關(guān)系（三）年齡結(jié)構(gòu)1、概念與類型2、與種群密度的關(guān)系1、概念與類型年齡結(jié)構(gòu)是指一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。概念類型通過(guò)影響出生率和死亡率，間接影響種群密度，可預(yù)測(cè)種群密度和種群數(shù)量的變化趨勢(shì)。2、與種群密度的關(guān)系（四）性別比例1、概念2、與種群密度的關(guān)系1、概念性別比例，又稱性比，是指種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。性別比例通過(guò)影響出生率，間接影響種群密度。2、與種群密度的關(guān)系各種群數(shù)量特征之間的關(guān)系種群密度出生率直接決定（+）（-）（+）（-）死亡率遷入率遷出率

影響（預(yù)測(cè)）年齡結(jié)構(gòu)影響性別比例（五）探究實(shí)踐1、單子葉植物和雙子葉植物的形態(tài)區(qū)別單子葉草本植物常常是叢生或蔓生的，從地上部分難以辨別是一株還是多株。單子葉植物的葉片一般呈條形或披針形，葉脈一般是平行脈。雙子葉草本植物則易于辨別個(gè)體數(shù)目。雙子葉植物的葉脈一般是網(wǎng)狀脈。2、調(diào)查計(jì)劃樣方大小一般以1平方米的正方形為宜。如果個(gè)體較少可以適當(dāng)擴(kuò)大樣方。取樣的關(guān)鍵是做到隨機(jī)取樣。取樣方法有：五點(diǎn)取樣法和等距取樣法。計(jì)算各個(gè)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估計(jì)值。邊線個(gè)體的計(jì)數(shù)原則：計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右。二、種群數(shù)量的變化（一）構(gòu)建種群增長(zhǎng)模型的方法1、數(shù)學(xué)模型的概念2、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的步驟3、數(shù)學(xué)模型的表示方法4、兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)1、數(shù)學(xué)模型的概念數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。2、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的步驟細(xì)菌每20min分裂一次在資源和空間無(wú)限多的環(huán)境中，細(xì)菌種群的增長(zhǎng)不會(huì)受種群密度增加的影響Nn=2n，

N代表細(xì)菌數(shù)量，n表示第幾代觀察、統(tǒng)計(jì)細(xì)菌數(shù)量，對(duì)自己所建立的模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正研究實(shí)例研究方法觀察研究對(duì)象，提出問(wèn)題提出合理的假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正提出問(wèn)題作出假設(shè)建構(gòu)模型檢驗(yàn)、修正模型3、數(shù)學(xué)模型的表示方法數(shù)學(xué)公式和坐標(biāo)曲線圖。4、兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)（1）數(shù)學(xué)公式能準(zhǔn)確反映種群數(shù)量，但不夠直觀。(2)坐標(biāo)曲線圖能直觀地反映種群數(shù)量的變化趨勢(shì),但不夠準(zhǔn)確。（二）種群的“J”形增長(zhǎng)1、“J”形增長(zhǎng)的概念2、“J”形增長(zhǎng)模型的構(gòu)建3、“J”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線4、實(shí)例1、“J”形增長(zhǎng)的概念在理想條件下，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(lái)表示，曲線則大致呈“J”形。這種類型的種群增長(zhǎng)稱為“J”形增長(zhǎng)。2、“J”形增長(zhǎng)模型的構(gòu)建模型假設(shè)在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒(méi)有天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)物種等，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長(zhǎng),第二年的數(shù)量是第一年的λ倍。建立模型t年后種群數(shù)量表達(dá)式為：Nt＝N0?λt（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，λ表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。）

2、“J”形增長(zhǎng)模型的構(gòu)建“J”形增長(zhǎng)曲線圖注意：該曲線的起點(diǎn)不是原點(diǎn)。3、“J”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率=(末數(shù)一初數(shù))/初數(shù)=(λ-1)時(shí)間/t增長(zhǎng)率λ-1種群的增長(zhǎng)率保持不變。3、“J”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率=(末數(shù)一初數(shù))/初數(shù)=(λ-1)增長(zhǎng)率=0，種群數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定增長(zhǎng)率>0，種群數(shù)量增長(zhǎng)增長(zhǎng)率<0，種群數(shù)量下降①當(dāng)λ=1時(shí)②當(dāng)λ＞1時(shí)③當(dāng)0＜λ＜1時(shí)④當(dāng)λ=0時(shí)種群滅亡3、“J”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線增長(zhǎng)速率時(shí)間增長(zhǎng)速率種群的增長(zhǎng)速率一直增大。4、實(shí)例①實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的微生物種群。②外來(lái)物種剛引入適宜環(huán)境后的一段時(shí)間(如資料1和資料2中的種群)J形增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？（三）種群的“S”形增長(zhǎng)1、高斯實(shí)驗(yàn)和“S”形增長(zhǎng)的概念2、“S”形增長(zhǎng)模型構(gòu)建的過(guò)程3、K值4、“S”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線5、K值的應(yīng)用1、高斯實(shí)驗(yàn)和“S”形增長(zhǎng)的概念生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)做過(guò)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在0.5ml培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲，然后每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲的數(shù)量。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出了如圖所示的結(jié)果。高斯實(shí)驗(yàn)1、高斯實(shí)驗(yàn)和“S”形增長(zhǎng)的概念種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)曲線呈“S”形。這種類型的種群增長(zhǎng)稱為“S”形增長(zhǎng)。“S”形增長(zhǎng)的概念2、“S”形增長(zhǎng)模型構(gòu)建的過(guò)程模型假設(shè)自然條件下，資源和空間有限，存在天敵和其他競(jìng)爭(zhēng)的物種。建立模型K/2時(shí)間K種群數(shù)量debact/2tab段：種群基數(shù)小，需要適應(yīng)新環(huán)境，增長(zhǎng)較緩慢bc段：資源和空間豐富，出生率升高，種群數(shù)量增長(zhǎng)迅速cd段：資源和空間有限，種群密度增大，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加

劇，出生率降低，死亡率升高，種群增長(zhǎng)減緩de段：出生率等于死亡率，種群增長(zhǎng)速率為0，故種群

達(dá)到K值，且維持相對(duì)穩(wěn)定一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。3、K值概念同一種群K值變動(dòng)及其原因K值不是固定不變的，K值受環(huán)境因素發(fā)生變化，生存空間增大和資源增多，K值會(huì)增大，否則K值會(huì)減小，甚至滅絕。4、“S”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)率曲線增長(zhǎng)速率t0t/2t時(shí)間0K/2K數(shù)量增長(zhǎng)速率gh增長(zhǎng)速率變化:0~K/2時(shí)逐漸增大K/2~K時(shí)逐漸減小在K/2時(shí)達(dá)到最大在K時(shí)增長(zhǎng)速率為04、“S”形增長(zhǎng)的增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)率曲線增長(zhǎng)率增長(zhǎng)率受種群密度制約,密度越大，增長(zhǎng)率越小。①人類對(duì)生物資源開發(fā)利用時(shí)，如漁業(yè)捕撈、放牧等，必須保證環(huán)境中的種群數(shù)量不低于K/2，以保證最大持續(xù)捕獲量。5、K值的應(yīng)用②在有害生物防治方面，可通過(guò)降低K值，從根本上限制有害生物種群數(shù)量的快速增長(zhǎng)。例如：可通過(guò)封閉糧食、清除生活垃圾、室內(nèi)地面硬化等方法防治鼠害。③保護(hù)瀕危生物，要建立自然保護(hù)區(qū)，改善棲息環(huán)境，增大K值，提高環(huán)境容納量，這是保護(hù)瀕危動(dòng)物的根本措施。小結(jié)：比較種群增長(zhǎng)兩種曲線的聯(lián)系與區(qū)別J型曲線S型曲線條件種群增長(zhǎng)率種群增長(zhǎng)速率有無(wú)K值曲線環(huán)境資源無(wú)限環(huán)境資源有限保持穩(wěn)定一直減小無(wú)有K值環(huán)境阻力K值：環(huán)境容納量食物不足空間有限種內(nèi)斗爭(zhēng)天敵捕食氣候不適寄生蟲傳染病等先增后減一直增大（四）種群數(shù)量的波動(dòng)1、種群數(shù)量的穩(wěn)定2、種群數(shù)量的波動(dòng)3、種群數(shù)量的爆發(fā)4、種群數(shù)量的下降5、種群數(shù)量的消亡1、種群數(shù)量的穩(wěn)定在自然界中，有的種群能夠在一段時(shí)間內(nèi)維持?jǐn)?shù)量穩(wěn)定。2、種群數(shù)量的波動(dòng)大多數(shù)生物種群，種群數(shù)量總是在波動(dòng)之中。在K值不變的情況下，種群的波動(dòng)總是圍繞著K值上下波動(dòng)。想一想，種群波動(dòng)的原因是什么？3、種群數(shù)量的爆發(fā)處于波動(dòng)狀態(tài)的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。蝗災(zāi)、鼠災(zāi)、赤潮等就是種群數(shù)量暴發(fā)增長(zhǎng)的結(jié)果。4、種群數(shù)量的下降長(zhǎng)久處于不利的條件下，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。想一想，有哪些條件可以促進(jìn)爆發(fā)？想一想，長(zhǎng)期處于不利條件意味這什么？5、種群數(shù)量的消亡種群的延續(xù)需要有一定的個(gè)體數(shù)量為基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)種群數(shù)量過(guò)少，種群可能會(huì)由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。對(duì)于那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需的最小種群數(shù)量的物種，需要采取有效保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。（五）探究實(shí)踐1、計(jì)數(shù)方法2、對(duì)照與重復(fù)3、結(jié)果與結(jié)論1、計(jì)數(shù)方法（1）取樣方法：抽樣檢測(cè)法。（2）計(jì)數(shù)方法：顯微鏡血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法，應(yīng)用該法特別注意，一定要先蓋后滴。（3）振蕩的目的是使菌液濃度均勻。2、對(duì)照與重復(fù)（1）不需要設(shè)計(jì)對(duì)照，本實(shí)驗(yàn)前后形成對(duì)照。（2）本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，目的是使結(jié)果更準(zhǔn)確。3、結(jié)果與結(jié)論結(jié)果結(jié)論酵母菌的種群增長(zhǎng)符合“S”形增長(zhǎng)。三、影響種群數(shù)量變化的因素就像“離離原上草”一樣，自然界的種群總是有盛有衰，數(shù)量處于不斷變動(dòng)中。非生物因素生物因素陽(yáng)光溫度水種內(nèi)種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)種間種間競(jìng)爭(zhēng)捕食寄生凡是影響種群重要特征的因素，都會(huì)影響種群的數(shù)量變化。在自然界，種群的數(shù)量變化受到陽(yáng)光、溫度、水等非生物因素的影響。一、非生物因素類型非生物因素影響的特點(diǎn)（1）同一非生物因素對(duì)不同動(dòng)植物種群的影響是不同的。（2）各種非生物因素的影響往往是綜合性的，同時(shí)存在主次之分。例如，春夏時(shí)節(jié)動(dòng)植物種群普遍迅速增長(zhǎng)，除氣溫升高外，日照延長(zhǎng)、降水增多也是重要因素，而對(duì)于動(dòng)物來(lái)說(shuō)，食物日益充足也是導(dǎo)致種群增長(zhǎng)的重要因素，這就涉及生物因素了。種內(nèi)因素主要是種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。二、生物因素種內(nèi)因素隨著種群的增長(zhǎng)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇，從而使種群的增長(zhǎng)受到抑制，這說(shuō)明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響。影響種群數(shù)量的種間因素有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、捕食關(guān)系、寄生關(guān)系等。二、生物因素種間因素非生物因素和生物因素，在一般情況下，使種群數(shù)量控制在一定范圍，處于動(dòng)態(tài)平衡之中，即處于種群數(shù)量穩(wěn)態(tài)之中，這種動(dòng)態(tài)平衡是圍繞著K值上下波動(dòng)的。概念3、密度制約與非密度制約密度