【課件】2023屆高三一輪復(fù)習(xí)生物：種群及其動(dòng)態(tài)課件

選擇性必修二生物與環(huán)境選擇性必修二·生物與環(huán)境種群及其動(dòng)態(tài)群落及其演替生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性人與環(huán)境第一講種群及其動(dòng)態(tài)種群的定義：在一定的空間范圍內(nèi)，同種生物所有個(gè)體形成的集合。種群研究的中心問(wèn)題是：種群的數(shù)量特征及其變化規(guī)律一、種群的數(shù)量特征種群密度：種群在單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)。種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。1.種群密度及其調(diào)查方法種群密度的調(diào)查方法調(diào)查某山坡上的珙桐密度估算有趨光性的昆蟲(chóng)的種群密度調(diào)查作物植株上蚜蟲(chóng)的密度調(diào)查作物植株上跳蝻的密度調(diào)查青蛙的種群密度調(diào)查某種鼠的種群密度調(diào)查生活在隱蔽、復(fù)雜環(huán)境中的動(dòng)物，如猛禽、猛獸等逐個(gè)計(jì)數(shù)法（適用于分布范圍較小、個(gè)體較大的種群）黑光燈誘捕法（適用于有趨光性的昆蟲(chóng)）樣方法（適用于植物及活動(dòng)能力較弱的動(dòng)物）樣方法標(biāo)記重捕法（適用于活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍大的動(dòng)物）標(biāo)記重捕法紅外觸發(fā)相機(jī)計(jì)數(shù)、糞便DNA分子標(biāo)記分析、個(gè)體聲音識(shí)別樣方法×√××隨機(jī)取樣五點(diǎn)取樣法等距取樣法計(jì)數(shù)，計(jì)算每個(gè)樣方的種群密度求所有樣方種群密度平均值標(biāo)記重捕法確定調(diào)查對(duì)象↓捕獲并標(biāo)記個(gè)體(數(shù)量為M)↓重捕、計(jì)數(shù)捕獲個(gè)體數(shù)n標(biāo)記個(gè)體數(shù)m↓計(jì)算種群數(shù)量重捕標(biāo)記數(shù)重捕個(gè)體總數(shù)種群個(gè)體總數(shù)標(biāo)記總數(shù)＝2.其他數(shù)量特征種群密度反映了種群在一定時(shí)期的數(shù)量，但是僅靠這一特征不能反映種群數(shù)量的變化趨勢(shì)。出生率和死亡率：遷入率和遷出率：年齡結(jié)構(gòu)：性別比例：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生（死亡）的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。單位時(shí)間內(nèi)遷入或遷出的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。增長(zhǎng)型穩(wěn)定型衰退型說(shuō)明：“＋”表示促進(jìn)或增加，“－”表示抑制或減少。二、種群數(shù)量的變化1、建構(gòu)種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、下降等。在一段時(shí)間內(nèi)，種群數(shù)量可能發(fā)生哪些變化？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)，即建立數(shù)學(xué)模型通過(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2、種群的“J”形增長(zhǎng)模型假設(shè)：①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；②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)量為：Nt=N0λt【思考】種群數(shù)量變化符合以上公式時(shí)，種群數(shù)量變化曲線一定是“J”型嗎？不一定，λ＞1時(shí)，曲線呈J形；λ＜1時(shí)，種群數(shù)量逐年較少，曲線呈下降趨勢(shì)。3、種群的“S”形增長(zhǎng)生態(tài)學(xué)家高斯的實(shí)驗(yàn)：在0.5mL培養(yǎng)液中放入5個(gè)大草履蟲(chóng)，每隔24h統(tǒng)計(jì)一次大草履蟲(chóng)的數(shù)量種群增長(zhǎng)特點(diǎn)：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。種群數(shù)量呈現(xiàn)“S”形增長(zhǎng)的原因：由于資源和空間有限，當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)就會(huì)加劇，使得種群的出生率降低，死亡率升高。當(dāng)死亡率升高至與出生率相等時(shí)，種群的增長(zhǎng)就會(huì)停止，種群數(shù)量穩(wěn)定在一定的水平。環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。環(huán)境容納量：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量?！舅伎肌渴蠛?dǎo)致作物減產(chǎn)，蚊、蠅會(huì)傳播疾病。從環(huán)境容納量的角度思考，對(duì)家鼠等有害動(dòng)物的控制，應(yīng)當(dāng)采取什么措施?【參考答案】采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量：將糧食和其他食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源;室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵;搞好環(huán)境衛(wèi)生;【小試牛刀】關(guān)于種群的增長(zhǎng)，下列表述正確的是()A.引人到新環(huán)境的種群，一定時(shí)間內(nèi)都能呈“J”形增長(zhǎng)B.在環(huán)境條件變化的情況下，種群數(shù)量都會(huì)在K值附近波動(dòng)C.在環(huán)境條件不變的情況下，種群的增長(zhǎng)都有在K值上下維持穩(wěn)定的趨勢(shì)D.自然界的種群增長(zhǎng)到一定程度都會(huì)在K值保持穩(wěn)定，因此，都呈“S"形增長(zhǎng)C增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率的比較計(jì)算公式：（1）增長(zhǎng)率=（增長(zhǎng)后的值-增長(zhǎng)前的值）/增長(zhǎng)前的值＝出生率－死亡率（2）增長(zhǎng)速率=（增長(zhǎng)后的值-增長(zhǎng)前的值）/時(shí)間“J”形增長(zhǎng)的種群，增長(zhǎng)率保持不變；增長(zhǎng)速率一直增大?！癝”形增長(zhǎng)的種群，增長(zhǎng)率一直減小；增長(zhǎng)速率先增大后減小。4、種群數(shù)量的波動(dòng)對(duì)于大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，種群數(shù)量總是在波動(dòng)中。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)。如蝗災(zāi)就是蝗蟲(chóng)種群數(shù)量爆發(fā)增長(zhǎng)的結(jié)果。種群的衰退、消亡2022年7月21日，世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)發(fā)布了最新的物種紅色名錄。在名錄中，白鱘被正式宣告滅絕。導(dǎo)致白鱘滅絕的原因是什么?棲息地遭到破壞；人類(lèi)濫捕濫殺；三、影響種群數(shù)量變化的因素綜合性捕食寄生陽(yáng)光溫度一、概念檢測(cè)1.種群數(shù)量變化受環(huán)境因素的影響。據(jù)此判斷下列表述是否正確。(1)林下光照較弱會(huì)使所有林下植物的種群數(shù)量下降。()(2)只有影響種群出生率和死亡率的環(huán)境因素才能影響種群數(shù)量。()2.在自然界，有些捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化呈現(xiàn)周期性的波動(dòng)，如下圖所示的模型。請(qǐng)分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。(1)對(duì)這種現(xiàn)象合理的解釋或概括是()A.與種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)關(guān)B.二者總是此消彼長(zhǎng)C.與植物種群數(shù)量無(wú)關(guān)D.二者相互制約、互為因果(2)捕食者種群和獵物種群的數(shù)量變化并不都符合該模型，對(duì)此不合理的解釋是A.該捕食者種群有多種獵物B.該獵物種群有多種捕食者C.獵物逃避捕食者的能力明顯提高D.捕食者種群數(shù)量過(guò)小，不足以制約獵物種群增長(zhǎng)密度制約因素：對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群的密度相關(guān)。如食物、天敵、傳染病等生物因素。非密度制約因素：對(duì)種群的作用強(qiáng)度與該種群的密度無(wú)關(guān)。如氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害。四、種群研究的應(yīng)用【資料】普氏原羚是我國(guó)特有的瀕危動(dòng)物，現(xiàn)僅分布于我國(guó)青海湖周邊地區(qū)的草原上。1994年，我國(guó)普氏原羚的數(shù)量不足300只。近些年來(lái)，由于采取了一系列保護(hù)措施，普氏原羚數(shù)量持續(xù)上升。據(jù)報(bào)道，2018年時(shí)其數(shù)量已達(dá)2793只，但它們面臨的威脅依然存在。在牧場(chǎng)圍欄附近?？梢?jiàn)到普氏原羚的尸骨，有的是狼捕食后的殘骸，有的是被圍欄上的刺絲勾掛致死的。由于道路和牧場(chǎng)圍欄阻隔，普氏原羚被隔離在13個(gè)分布區(qū)內(nèi)。(1)從遺傳與進(jìn)化的角度看，不同分布區(qū)的普氏原羚種群處于隔離狀態(tài)，這對(duì)該物種的延續(xù)有什么不利影響?不利于種群繁殖和基因交流，可能降低種群基因多樣性。(2)我們可以采取哪些措施來(lái)保護(hù)普氏原羚?我們也發(fā)現(xiàn)了令人憂慮的事情，那就是新架設(shè)的帶刺鐵絲網(wǎng)圍欄。這里的網(wǎng)圍欄高度超過(guò)了1.2米，即使對(duì)于善于跳躍的普氏原羚，當(dāng)它們?cè)谔与x捕食者的追捕時(shí)，這些帶刺網(wǎng)的圍欄都是一個(gè)不小的障礙。過(guò)了不久，我們果然看到一只普氏原羚掛死在網(wǎng)圍欄上，尸體也已經(jīng)被吃得七零八落。——來(lái)源于2022年6月中科院公眾號(hào)2007年“青海湖普氏原羚特護(hù)區(qū)”在剛察縣成立。在普氏原羚聚居區(qū)域興建飲水池，留出簡(jiǎn)易通道，并由專(zhuān)人定期進(jìn)行蓄水工作，從而解決普氏原羚過(guò)冬飲水和遷徙難的問(wèn)題。鐵絲網(wǎng)降低高度，方便普氏原羚遷移和交流，拆除的網(wǎng)圍欄，政府按米進(jìn)行了補(bǔ)償。由普氏原羚毀壞的莊稼也有賠償?！獊?lái)源于2021年6月生態(tài)環(huán)境部公眾號(hào)四、種群研究的應(yīng)用1.瀕危動(dòng)物的保護(hù)通過(guò)調(diào)查準(zhǔn)確了解該種群的生存狀態(tài)，預(yù)測(cè)該種群的數(shù)量變化趨勢(shì)，進(jìn)而采取合理的保護(hù)對(duì)策。2.漁業(yè)提高產(chǎn)量中等強(qiáng)度的捕撈（捕撈量在K/2左右）有利于持續(xù)獲得較大的魚(yú)產(chǎn)量。3.有害生物的防治①采用化學(xué)和物理方法控制現(xiàn)存有害生物的數(shù)量；②通過(guò)減少食物、引入天敵等方式降低有害生物的環(huán)境容納量。漁網(wǎng)網(wǎng)目不能過(guò)小，否則會(huì)影響來(lái)年魚(yú)產(chǎn)量。這是為什么?請(qǐng)從種群特征的角度作出解釋。網(wǎng)目過(guò)小會(huì)使幼魚(yú)也被捕撈上來(lái)，影響魚(yú)群的年齡結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響出生率，造成來(lái)年魚(yú)產(chǎn)量降低。五、探究·實(shí)踐——培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化五、探究實(shí)踐——培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化提出問(wèn)題培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？作出假設(shè)酵母菌的種群數(shù)量經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定，增長(zhǎng)曲線呈“S”形。再繼續(xù)培養(yǎng)，酵母菌的種群數(shù)量會(huì)逐漸下降。探究思路培養(yǎng)酵母菌計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論探究過(guò)程培養(yǎng)酵母菌計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論計(jì)數(shù)方法：抽樣檢測(cè)使用液體培養(yǎng)基；本探究中有前后對(duì)照，可不單設(shè)空白對(duì)照組；需要做重復(fù)試驗(yàn)以減少實(shí)驗(yàn)誤差。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的使用及相關(guān)計(jì)算①添加培養(yǎng)液：先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)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。待酵母菌全部沉降到計(jì)數(shù)室底部后進(jìn)行計(jì)數(shù)。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板的使用及相關(guān)計(jì)算②計(jì)數(shù)：每個(gè)大方格的面積為1mm2，加蓋玻片后的深度為0.1mm。因此，每個(gè)大方格的容積為0.1mm3。中央大方格以細(xì)線等分為400個(gè)小方格。計(jì)數(shù)一個(gè)小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量a，再換算成1mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)A。A=a×400×104【小試牛刀】檢測(cè)員將1mL水樣稀釋10倍后，用抽樣檢測(cè)的方法檢測(cè)每毫升藍(lán)藻的數(shù)量；將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上，用吸管吸取少許培養(yǎng)液使其自行滲入計(jì)數(shù)室，并用濾紙吸去多余液體。已知每個(gè)計(jì)數(shù)室由25×16＝400個(gè)小格組成，容納液體的總體積為0.1mm3?，F(xiàn)觀察到圖中該計(jì)數(shù)室所示a、b、c、d、e5個(gè)中格80個(gè)小格內(nèi)共有藍(lán)藻n個(gè)，則上述水樣中約有藍(lán)藻

個(gè)／mL。5n×105

探究過(guò)程培養(yǎng)酵母菌計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論計(jì)數(shù)方法：抽樣檢測(cè)計(jì)數(shù)時(shí)間：每天在相同時(shí)間進(jìn)行取樣，連續(xù)觀察若干天并記錄數(shù)值。使用液體培養(yǎng)基；本探究中有前后對(duì)照，可不單設(shè)空白對(duì)照組；需要做重復(fù)試驗(yàn)以減少實(shí)驗(yàn)誤差。將所得數(shù)值用曲線圖或其他數(shù)學(xué)形式進(jìn)行表示。酵母菌種群數(shù)量經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的增長(zhǎng)后趨于穩(wěn)定，后期出現(xiàn)下降。表達(dá)和交流影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的因素可能是什么？營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，有害代謝產(chǎn)物積累，培養(yǎng)液pH值改變，不利于酵母菌生存等。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少會(huì)影響酵母菌種群數(shù)量增長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)思路：參照上