第1章種群及其動(dòng)態(tài)（單元知識(shí)清單）

第1章種群及其動(dòng)態(tài)知識(shí)清單1.1種群的數(shù)量特征1．種群：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。種群是生物進(jìn)化的單位，生物繁殖的單位。一個(gè)物種可以有多個(gè)種群。種群的數(shù)量特征：種群密度、出生率、死亡率、遷入率、遷出率、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例。其中種群密度是種群最基本的數(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)。不同物種種群密度通常不同，同一物種在不同時(shí)期的種群密度可能不同。（1）調(diào)查方法：①逐個(gè)計(jì)數(shù)法（準(zhǔn)確值）調(diào)查分布范圍小、個(gè)體較大的種群。如調(diào)查某山坡上的珙桐密度。②樣方法：適用于植物、活動(dòng)能力弱活動(dòng)范圍小的動(dòng)物，如昆蟲的卵、蚜蟲、跳蝻等。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，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)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。【實(shí)施步驟】準(zhǔn)備：觀察地形，排除隱患確定調(diào)查對(duì)象：選雙子葉植物（原因：單子葉植物常常叢生或蔓生，難以辨別株數(shù)）確定樣方：樣方多少（根據(jù)實(shí)際大小確定，越多越準(zhǔn)確）樣方大小（草本1m2、灌木9m2、喬木100m2）取樣方法：（五點(diǎn)取樣法—非條形地段，等距取樣法—條形地段）取樣原則：隨機(jī)取樣計(jì)數(shù)：樣方內(nèi)＋相鄰兩邊上（計(jì)上不計(jì)下,計(jì)左不計(jì)右）計(jì)算種群密度：求每個(gè)樣方內(nèi)種群密度平均值③標(biāo)記重捕法：適合活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍大的動(dòng)物設(shè)某種群總數(shù)為N，第一次捕獲標(biāo)記個(gè)體數(shù)M，第二次重捕個(gè)體數(shù)為n，其中已標(biāo)記的為m?？偯娣eS。則：種群數(shù)量=eq\f(n重捕個(gè)體數(shù),m重捕中標(biāo)記數(shù))×M(初次捕獲標(biāo)記數(shù))。種群密度=N/SA、誤差偏大的原因：標(biāo)記物脫落；被標(biāo)記個(gè)體易被天敵捕食；被標(biāo)記個(gè)體變狡猾，不易再次被捕。B、誤差偏小的原因：標(biāo)記物過于醒目或標(biāo)記物影響動(dòng)物活動(dòng)，導(dǎo)致比未標(biāo)記的更容易被重捕④黑光燈誘捕法（估算法）范圍：趨光性的昆蟲。出生率、死亡率：單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的個(gè)體數(shù)目或死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)的比值。直接決定種群密度。繁殖能力強(qiáng)的種群出生率高，種群增長快。人口增長：出生率>死亡率。不是只由出生率高造成的。計(jì)劃生育，降低出生率，控制人口數(shù)。二孩政策，提高出生率，提高人口數(shù)量，緩解人口老齡化。自然增長率=出生率死亡率遷入率、遷出率：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。直接決定種群密度。在研究城市人口變化時(shí)，遷入、遷出是重要因素。年齡結(jié)構(gòu)：一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。影響出生率和死亡率，進(jìn)而影響種群密度；可預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢(shì)。類型：增長型：出生率>死亡率；穩(wěn)定型：出生率≈死亡率；衰退型：出生率<死亡率。年齡結(jié)構(gòu)為增長型的種群，在后期種群數(shù)量，一定會(huì)增長嗎？請(qǐng)說明原因：不一定。這是因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆珱Q定于年齡結(jié)構(gòu)，還會(huì)受到食物、天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。7、性別比例：種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例。（有生殖能力的個(gè)體，工蜂不算。并不是所有種群都有性別比例。）影響出生率，進(jìn)而影響種群密度。應(yīng)用：利用人工合成的性引誘劑誘殺雄性害蟲，改變了害蟲的性別比例，降低了出生率，影響種群密度。1.2種群的數(shù)量變化1、數(shù)學(xué)模型是用來_描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)__的數(shù)學(xué)形式。通常有包括_數(shù)學(xué)公式_和_曲線圖__。建立數(shù)學(xué)模型一般包括以下步驟：觀察研究對(duì)象，提出問題，___提出合理的假設(shè)___，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)腳數(shù)學(xué)形式_對(duì)事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)，通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等對(duì)模型_進(jìn)行檢驗(yàn)和修正_。2、J形增長（1）條件:食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等理想條件下。（2）數(shù)學(xué)公式:Nt=N0.λt（N0是起始數(shù)量，t是時(shí)間，Nt指t年后的種群數(shù)量，λ表示種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)）。只有當(dāng)λ>1且不變時(shí)，種群增長才符合J形增長。增長率=λ1λ>1,種群密度增大（增長型）；λ=1,種群密度穩(wěn)定不變（穩(wěn)定性）；λ<1,種群密度減?。ㄋネ诵停?。曲線圖:增長率＝出生率—死亡率增長速率＝(現(xiàn)有個(gè)體數(shù)－原有個(gè)體數(shù))／增長時(shí)間×100%可見：“J”形曲線增長率不變，增長速率逐漸增大。S形增長（1）形成條件:自然界的空間和資源總是有限的。（2）形成原因：當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競爭就會(huì)加劇，天敵數(shù)量也會(huì)增加，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率增高。當(dāng)死亡率等于出生率時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平。（3）環(huán)境容納量（K值）:一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。（K值不是一成不變的，會(huì)隨環(huán)境改變而發(fā)生變化。在環(huán)境條件穩(wěn)定，K值一定的情況下，種群數(shù)量也不是一成不變的，會(huì)在K值附近上下波動(dòng)。）（4）曲線圖可見：“S”形曲線增長率逐漸減小，K值時(shí)增長率0；增長速率先增大后減小，K值時(shí)為0，K/2值時(shí)增長速率最大。K值時(shí)種群出生率等于死亡率，種群數(shù)量最大且保持相對(duì)穩(wěn)定。K值時(shí)種內(nèi)競爭最劇烈。b曲線的形成過程中何時(shí)出現(xiàn)了環(huán)境阻力？始終存在環(huán)境阻力。?陰影部分表示：在環(huán)境阻力下被淘汰的個(gè)體數(shù)量。在自然界，當(dāng)一種生物遷入一個(gè)條件適宜的新分布地時(shí)，初始階段一般會(huì)出現(xiàn)較快增長，但是，資源和空間總是有限的。當(dāng)種群密度增大時(shí)，種內(nèi)競爭就會(huì)加劇，這就會(huì)使種群的出生率降低，死亡率升高。當(dāng)死亡率升高至與出生率相等時(shí)，種群的增長就會(huì)停止，有時(shí)會(huì)穩(wěn)定在一定的水平?？梢?，種內(nèi)競爭對(duì)種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用。（5）應(yīng)用保護(hù)瀕危動(dòng)物和野生資源的根本措施是_保護(hù)環(huán)境、提高環(huán)境容納量_。如保護(hù)大熊貓的根本措施是建立自然保護(hù)區(qū)，從而提高環(huán)境容納量。在漁業(yè)資源開發(fā)時(shí)。捕魚的最佳時(shí)期是__種群數(shù)量大于K/2時(shí)__，捕撈后種群的數(shù)量應(yīng)該維持在_K/2__。對(duì)有害生物的防治：務(wù)必及時(shí)控制種群數(shù)量，嚴(yán)防種群數(shù)量達(dá)到K/2。4、種群數(shù)量的波動(dòng)（1）自然界，有的種群能在一段時(shí)間內(nèi)維持?jǐn)?shù)量的相對(duì)穩(wěn)定。（2）對(duì)大多數(shù)生物來說，種群數(shù)量總在波動(dòng)中。某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)，如蝗災(zāi)、鼠災(zāi)和赤潮等。當(dāng)種群長久處于不利條件，如遭遇人類亂捕濫殺和棲息地破壞，種群數(shù)量會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。5、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化（1）實(shí)驗(yàn)原理：用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，種群的增長受培養(yǎng)液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。（2）計(jì)數(shù)：采用抽樣檢測法。（3）操作：①先將蓋玻片放在計(jì)數(shù)室上②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。③多余培養(yǎng)液用濾紙吸去。④稍待片刻，待酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部后進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)。計(jì)算公式:每個(gè)大方格的體積為0.1mm3（104mL），故1mL培養(yǎng)液中細(xì)胞個(gè)數(shù)=（小方格中酵母菌平均數(shù)）x400x104×稀釋倍數(shù)?！咀⒁馐马?xiàng)】（1）顯微鏡計(jì)數(shù)時(shí)，對(duì)于壓在小方格邊線上的酵母菌，應(yīng)只計(jì)數(shù)相鄰兩個(gè)邊及其頂角的酵母菌。（2）吸取培養(yǎng)液前，需將試管輕輕振蕩數(shù)次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。（3）若酵母菌過多，應(yīng)將吸取的培養(yǎng)液進(jìn)行定量稀釋后再計(jì)數(shù)。（4）本實(shí)驗(yàn)不需另外設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榻湍妇N群數(shù)量的變化在時(shí)間上形成前后自身對(duì)照；但需要設(shè)置重復(fù)實(shí)驗(yàn)以確保結(jié)果的可靠性。（5）用臺(tái)盼藍(lán)染色，可避免將死細(xì)胞數(shù)目計(jì)入其中。1.3影響種群數(shù)量變化的因素1、非生物因素：在自然界，種群的數(shù)量變化受到 陽光、溫度、水等非生物因素的影響。例如，森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強(qiáng)度；而對(duì)于東亞飛蝗來說，氣候干旱正是其種群爆發(fā)式增長的主要原因。非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的。例如，春夏時(shí)節(jié)動(dòng)植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，日照延長、降水增多也是重要原因。2、生物因素：隨著種群的增長，種內(nèi)競爭會(huì)加劇，從而使種群的增長受到限制，這說明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部競爭的影響。在自然界，任何一個(gè)種群都與其他種群有著密切的關(guān)系，其中捕食的關(guān)系、種間競爭的關(guān)系都是十分常見的。此外，作為宿