第43講 種群及其動態(tài)-【高效備考】高考生物一輪復習課件

第43課時種群及其動態(tài)一、種群的數(shù)量特征二、種群數(shù)量的變化及影響因素三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化課標要求核心素養(yǎng)1．列舉種群具有種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結構、性別比例等特征。2．嘗試建立數(shù)學模型解釋種群的數(shù)量變動。3．舉例說明陽光、溫度和水等非生物因素以及不同物種之間的相互作用都會影響生物的種群特征。4．探究培養(yǎng)液中某種酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化。1.生命觀念：通過分析生長素的發(fā)現(xiàn)過程和分析植物激素間的相互作用，建立普遍聯(lián)系的觀點。2.科學思維：通過植物向性運動的結果、生長素生理作用的兩重性曲線及對兩重性實例的分析，通過學習其他植物激素的種類及作用，培養(yǎng)用邏輯思維解決問題的能力。3.科學探究：通過“生長素類調節(jié)劑促進插條生根的最適濃度”及“與植物激素相關的實驗設計”的實驗，掌握實驗設計及對實驗結果的分析與評價能力。4.社會責任：通過其他植物激素在農業(yè)生產方面的應用，形成關注社會、關注人體健康的理念。一、種群的數(shù)量特征種群的概念：在一定的自然區(qū)域內的同種生物的全部個體。種群的數(shù)量特征(1)種群密度(2)出生率和死亡率(3)遷入率和遷出率(4)年齡結構(5)性別比例(最基本的數(shù)量特征)數(shù)量特征概念意義種群密度出生率、死亡率遷入率、遷出率年齡組成性別比例種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)種群密度是種群最基本的數(shù)量特征單位時間內新產生的個體(死亡的個體)數(shù)目占該種群個體總數(shù)(年初個體總數(shù))的比率直接決定種群密度的因素。要控制人口過度增長，必須降低出生率在單位時間內遷入(遷出)的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)(年初個體總數(shù))的比率直接決定種群密度的因素種群中各年齡期的個體數(shù)目比例可預測種群密度的變化種群中雌雄個體數(shù)目的比例對種群密度也有一定的影響通過影響出生率影響種群密度一、種群的數(shù)量特征1.種群的數(shù)量特征一、種群的數(shù)量特征2.種群的數(shù)量特征之間的相互關系種群密度死亡率遷入率出生率遷出率性別比例年齡結構種群密度=種群的個體數(shù)量/面積或體積注意：種群數(shù)量不等于種群密度，即種群數(shù)量多，種群密度不一定大易錯提醒：年齡組成并不能決定種群的數(shù)量，只是預測種群密度的變化趨勢。但這種趨勢不一定能實現(xiàn)，還要看影響種群密度變化的其他因素，如氣候、食物、天敵等環(huán)境因素的變化。(1)直接決定種群密度的因素是________________、________________。(2)年齡結構和性別比例不直接決定種群密度，年齡結構通過影響種群的________________，從而預測種群數(shù)量的變化趨勢，性別比例能夠影響種群的________間接影響種群密度。一、種群的數(shù)量特征2.種群的數(shù)量特征之間的相互關系增長型

穩(wěn)定型衰退型年齡結構出生率死亡率性別比例出生率和死亡率遷入率和遷出率出生率和死亡率出生率3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征種群密度的調查方法逐個計數(shù)法估算法(適用于分布范圍較大，難以逐個計數(shù)的種群)(適用于分布范圍較小，個體較大的種群)①樣方法②標記重捕法③黑光燈進行燈光誘捕法④抽樣檢測法(適用于植物或活動范圍小的動物，如調查某種昆蟲卵的密度、作物植株上蚜蟲的密度、跳蝻的密度等)適用于活動能力強、活動范圍大的動物，如鳥類、哺乳類等(適用于有趨光性的昆蟲)(適用于酵母菌等微生物)[易錯提醒]調查種群數(shù)量的其他方法：用紅外觸發(fā)相機拍攝照片和視頻；根據(jù)動物的糞便特征計數(shù)；通過動物的聲音特征進行計數(shù)。調查大熊貓、東北虎、東北豹的種群密度3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征(1)樣方法：確定調查對象選擇容易辨別個體數(shù)目的

葉草本植物,不選叢生或蔓生，難以辨認”的

葉草本植物雙子單子

取樣取樣關鍵：__________。隨機取樣

常用取樣方法五點取樣法等距取樣法適用于非長條形樣方適用于長條形樣方

計數(shù)3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征(1)樣方法：

計數(shù)同種生物個體無論大小都要計數(shù)，若正好在邊界線上，應“計上不計下，計左不計右”，即只計數(shù)相鄰兩邊及夾角上的個體。

計算某植物種群密度＝______________________________。各個樣方種群密度的平均值[易錯提醒]

①樣方大小確定方法為根據(jù)被調查生物的種類和分布情況確定樣方的大小。草本植物樣方的大小一般以

1m2

的正方形為宜，如果該種群個體數(shù)較少，樣方面積可適當擴大。如喬木的樣方面積為100m2，灌木為16m2。②樣方法調查時要強調“隨機”取樣，原因是為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過樣方法統(tǒng)計的結果(估算值)能更接近真實的情況。③調查時若樣方的數(shù)量太少，其統(tǒng)計結果的誤差可能就較大；一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計結果越接近真實情況。但是，樣方數(shù)量太多，整體取樣花費的時間、精力就越多。從統(tǒng)計學上看，一定數(shù)量的樣方即可以保證統(tǒng)計結果的真實性。3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征(1)樣方法：第1次12只第2次捕獲10只有標記的4只多少只30只12410=總數(shù)種群數(shù)量(N)首捕標記數(shù)(M)重捕總數(shù)(n)重捕中標記數(shù)(m)=公式：捕獲標記放回重捕步驟：N只M只n只:其中m只帶標記(2)標記重捕法：3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征誤差分析若被標記個體變得更難被調查者捕捉，則估算值偏_____；若被標記個體易被天敵捕食，則估算值偏___；若被標記個體的標志脫落，則估算值偏___；若因個體間相互接觸，未被標記的個體也沾上了標記顏料，則估算值偏____；如果標記的個體因標記過于醒目，易被調查者發(fā)現(xiàn)，則估算值偏____；大大大小小初次捕獲并標記數(shù)(M)個體總數(shù)(N)重捕獲的標記個體數(shù)(m)再次捕獲的個體數(shù)(n)=(2)標記重捕法：3.種群密度的調查方法一、種群的數(shù)量特征(1)種群數(shù)量越多，種群密度就越大()(2)用樣方法調查植物的種群密度時，要選擇生長茂盛處取樣()(3)調查作物植株上蚜蟲和跳蝻的種群密度時，都可以采用樣方法()(4)種群密度大的種群在未來的種群數(shù)量也一定較大()(5)出生率和死亡率及遷入率和遷出率都直接影響種群密度的改變()(6)年齡結構為增長型的種群，種群數(shù)量一定會越來越大()(7)性別比例會影響出生率和死亡率，進而影響種群密度()(8)出生率和死亡率不完全取決于年齡結構，還與氣候、食物、天敵等因素相關()(9)等距取樣法適合調查灌木類行道樹上蜘蛛卵的種群密度()(10)池塘中變形蟲、草履蟲這些單細胞動物的種群密度的調查可用抽樣檢測法()4.種群數(shù)量的波動和下降種群數(shù)量的變化

種群增長的“J”型曲線

種群增長的“S”型曲線二、種群數(shù)量的變化及影響因素二、種群數(shù)量的變化及影響因素1.種群數(shù)量變化的研究方法建立______模型。(1)研究方法：數(shù)學觀察研究對象，提出問題→提出合理的假設→根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)腳____________對事物的性質進行表達→通過進一步實驗或觀察等，對模型進行_______________。數(shù)學形式

檢驗或修正

(2)研究步驟：[易錯提醒]數(shù)學模型一般以方程式、公式、曲線和柱形圖等形式呈現(xiàn)。二、種群數(shù)量的變化及影響因素2.種群的“J”形增長和“S”形增長(1)種群的“J”形增長：①模型

種群數(shù)量時間增長速率時間增長率時間②原因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③公式N0：為起始數(shù)量；t：為時間；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)。[易錯提醒]

λ≠增長率：λ為某時段結束時種群數(shù)量為初始數(shù)量的倍數(shù)，而非增長率；增長率＝[(末數(shù)－初數(shù))/初數(shù)]×100%

＝[(N0λt＋1－N0λt)/N0λt]×100%

＝(λ－1)×100%。二、種群數(shù)量的變化及影響因素2.種群的“J”形增長和“S”形增長(1)種群的“J”形增長：1-4年，種群數(shù)量__________4-5年，種群數(shù)量__________5-9年，種群數(shù)量__________9-10年，種群數(shù)量_______10-11年，種群數(shù)量_____________11-13年，種群數(shù)量_____________________前9年，種群數(shù)量第_______年最高9-13年，種群數(shù)量第______年最低呈“J”形增長增長相對穩(wěn)定下降下降11-12年下降，12-13年增長512據(jù)圖說出種群數(shù)量如何變化二、種群數(shù)量的變化及影響因素2.種群的“J”形增長和“S”形增長(1)種群的“J”形增長：二、種群數(shù)量的變化及影響因素又稱__________,指一定的環(huán)境條件所能維持的____________。(2)種群的“S”形增長①模型②K值環(huán)境容納量

種群最大數(shù)量

概念：原因：種內競爭出生率死亡率出生率死亡率2.種群的“J”形增長和“S”形增長K值的表示方法K值與K/2的應用K/2值漁業(yè)捕撈后的種群數(shù)量要在K/2處K/2前防治有害生物，嚴防達到K/2處K值減小環(huán)境阻力→增大K值→保護野生生物資源增大環(huán)境阻力→降低K值→防治有害生物草原最大載畜量不超過K值→合理確定載畜量二、種群數(shù)量的變化及影響因素2.種群的“J”形增長和“S”形增長①K值并不是種群數(shù)量的最大值:K值是環(huán)境容納量，即在保證環(huán)境不被破壞的前提下所能容納的最大值；種群所達到的最大值會超過K值，但這個值存在的時間很短,因為環(huán)境會遭到破壞。②K值不是一成不變的：K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化,當環(huán)境遭到破壞時，K值會下降；當環(huán)境條件改善時，K值會上升。③在環(huán)境不遭受破壞的情況下,種群數(shù)量會在K值附近上下波動,當種群數(shù)量偏離K值的時候，會通過負反饋調節(jié)使種群數(shù)量回到K值。二、種群數(shù)量的變化及影響因素2.種群的“J”形增長和“S”形增長K值不是一成不變的“J”形增長“S”形增長K值聯(lián)系比較種群的“J”形和“S”形增長,完成下表：任務一種群“J”形增長曲線表明生物種群具有過度繁殖潛能。種群“S”形增長是生物在自然界環(huán)境阻力作用下的必然結果。陰影表示環(huán)境阻力，兩條曲線數(shù)量差表示被淘汰的個體數(shù)。環(huán)境阻力減小，K值增大；環(huán)境阻力增大，K值減小。環(huán)境阻力食物不足空間有限種內斗爭天敵捕食氣候不適傳染病等種群數(shù)量1234567400時間/d3002001000K值無K值有K值二、種群數(shù)量的變化及影響因素3.種群數(shù)量變化的影響因素生物因素：外部的生物因素內部的生物因素:種間競爭捕食寄生非生物因素：陽光溫度水等捕食者與被捕食者之間往往體現(xiàn)出循環(huán)因果關系。循環(huán)因果關系對維持穩(wěn)態(tài)有重要作用。影響出生率、死亡率、遷人率、遷出率、年齡結構、性別比例等種群特征種群數(shù)量種內競爭(非密度制約因素)(密度制約因素)(非生物因素為非密度制約因素，但光照等非生物因素為密度制約因素)(1)密度制約因素:①概念:一般來說，_____________等___________對種群數(shù)量的作用強度與該種群密度是______的；②舉例:同樣是缺少食物，種群密度______，該種群受食物短缺的影響就_____；(2)非密度制約因素:①概念:___________等_________以及___________等________，對種群的作用強度與種群密度_______；②舉例:在遭遇寒流時,有些昆蟲種群不論其密度______，所有個體都會死亡。食物和天敵相關越高越大氣溫和干旱生物因素氣候因素地震、火災自然災害無關高低(生物因素的特點)【思考】生物因素都是密度制約因素,非生物因素都是非密度制約因素()(生物因素一般都是密度制約因素)(非生物因素為非密度制約因素，但光照等非生物因素為密度制約因素)二、種群數(shù)量的變化及影響因素3.種群數(shù)量變化的影響因素×誤認為種群數(shù)量最大值為K值或誤認為種群數(shù)量不會超過K值K值即環(huán)境容納量，它是指一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量。種群在某些時段，可能由于環(huán)境條件變化或內部因素的影響，其數(shù)量偶爾超過K值或偶爾在K值以下，即在K值上下波動，故K值并非任一時刻種群的最大值，如下圖甲中A、B均非K值，下圖甲模型中:

獵物種群數(shù)量超過

，則引起捕食者種群數(shù)量增加；捕食者種群數(shù)量超過

，則引起獵物種群數(shù)量減少，兩者相互作用，使獵物和捕食者的數(shù)量分別在

和

水平上保持動態(tài)平衡。從而判斷獵物和捕食者的K值分別為

和

。P3P2P1獵物捕食者獵物種群數(shù)量/N捕食者種群數(shù)量/PN2P3N3P2N2P1N1P2N2P3N2P2N2P2N2P2誤認為種群數(shù)量最大值為K值或誤認為種群數(shù)量不會超過K值(1)環(huán)境容納量是指種群的最大數(shù)量()(2)一個物種引入新地區(qū)后，一定呈“J”形增長()(3)“J”形曲線是發(fā)生在自然界中最為普遍的種群增長模式()(4)在理想條件下，影響種群數(shù)量增長的主要因素是環(huán)境容納量()(5)不同種生物種群的K值各不相同，但同種生物種群的K值固定不變()(6)林下光照較弱會使所有林下植物的種群數(shù)量下降()(7)林冠層的郁閉度越大，林下植物獲得的光照強度越大()(8)氣溫、干旱、傳染病等都屬于非密度制約因素()(9)非生物因素對種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的()(10)降低農林害蟲的K值是防治害蟲的最根本措施，殺蟲效果最好的時期是在害蟲種群數(shù)量達到K值時()三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化理想的無限環(huán)境中呈“_____”形曲線有限環(huán)境條件下呈“_____”形曲線。培養(yǎng)液的_____、空間、____、溫度等因素的影響。1.實驗原理成分

pHJS抽樣檢測法培養(yǎng)基種類：種群增長影響因素：增長規(guī)律：檢測方法：液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化2.實驗過程酵母菌培養(yǎng)：振蕩培養(yǎng)液：取樣觀察并計算：重復(2)(3)步驟：液體培養(yǎng)基，無菌條件目的是使酵母菌均勻分布于培養(yǎng)基中①將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在血細胞計數(shù)板上蓋波片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，用濾紙吸去多余的培養(yǎng)液②靜置數(shù)分鐘,待細胞全部沉降到計數(shù)室底部,將計數(shù)板放在在載物臺中央,計數(shù)一個小方格內酵母菌數(shù)量③估算10mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)連續(xù)測定7天,匯圖分析三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化(1)開始一段時間內，酵母菌的增長符合“________”形曲線增長模型。(2)de段曲線下降的原因可能有__________________________________________________________________________________。S

營養(yǎng)物質隨著消耗逐漸減少，有害產物逐漸積累，培養(yǎng)液的pH等理化性質發(fā)生改變等3.結果分析(2)顯微鏡計數(shù)時，對于壓在小方格界線上的酵母菌:應遵循“計上不計下，計左不計右”的原則計數(shù)。(1)從試管中吸出培養(yǎng)液進行計數(shù)前，需將試管輕輕振蕩幾次,目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布,減小誤差(3)本實驗不需要設置對照實驗因不同時間取樣已形成前后自身對照(4)需要做重復實驗目的是盡量減少誤差，需對每個樣品計數(shù)三次，取其平均值(5)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。(6)接種后需立即進行第一次抽樣檢測計數(shù)(測起始數(shù)據(jù)）4.實驗注意事項及分析三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化(7)制片時，先將蓋玻片放在計數(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。多余培養(yǎng)液用濾

紙吸去。(8)制好裝片后，應稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部，再用顯微鏡進行觀察、計數(shù)。(9)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數(shù)清，應當稀釋培養(yǎng)液重新計數(shù)，以每小方格內含有4～5個酵母細胞為宜。稀釋培養(yǎng)液時要進行定量稀釋，便于計算。(10)血細胞計數(shù)板必須保持干燥，否則培養(yǎng)液將不能滲入計數(shù)室。(11)清洗血細胞計數(shù)板的正確方法是浸泡和沖洗，不能用試管刷或抹布擦洗。沖洗干凈后不能用紗布或吸水紙擦干，應自然晾干或烘干或用吹風機吹干。4.實驗注意事項及分析三、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)格一：25×16型A1A2A3A4A5規(guī)格二：16×25型A1A3A2A4酵母菌計數(shù)滴液處1.每個大方格的面積為:1mm2已知加蓋玻片后的深度為0.1mm;2.每個大方格的容積為:0.1mm3=思考:(10-4mL)1mL=103mm3酵母菌計數(shù)將樣液稀釋100倍，采用血細胞計數(shù)板(規(guī)格為1mm×1mm×0.1mm)計數(shù)，觀察到的計數(shù)室中細胞分布見圖3，則培養(yǎng)液中藻細胞的密度是___________個/mL。1×108543441mL培養(yǎng)液中細胞個數(shù)＝[A/(16×5)]×400×104×稀釋倍數(shù)(注:5個中方格中總菌數(shù)為A)1mL培養(yǎng)液中細胞個數(shù)＝(20/16×5)×400×104×100=1×108=100×400×104×稀釋倍數(shù)A1+A2+A3+A416×25型A1A2A4A31mL樣品中酵母菌數(shù)=A1、A2、A3、A4分別為四個中方格中的酵母菌數(shù)。A1+A2+A3+A4100×400÷0.1mm3×稀釋倍數(shù)1mm3=10-3mL抽樣檢測法估算試管中的酵母菌總數(shù)酵母菌計數(shù)(1)制片時，先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管將培養(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()(2)制好裝片后，應稍待片刻，待酵母菌全部沉降到計數(shù)室底部，再用顯微鏡進行觀察、計數(shù)()(3)本實驗可以不設置對照實驗，但需要設置重復實驗,需對每個樣品計數(shù)三次，取其平均值()(4)如果一個小方格內酵母菌過多，難以數(shù)清，應當稀釋培養(yǎng)液重新計數(shù)。稀釋的目的是便于酵母菌懸液的計數(shù)。()(5)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。()√1.(2022·高考全國卷甲)在魚池中投放了一批某種魚苗，一段時間內該魚的種群數(shù)量、個體重量和種群總重量隨時間的變化趨勢如右圖所示。若在此期間魚沒有進行繁殖，則圖中表示種群數(shù)量、個體重量、種群總重量的曲線分別是(

)

A．甲、丙、乙 B．乙、甲、丙C．丙、甲、乙

D．丙、乙、甲經典真題√2．(2022·山東等級考)根據(jù)所捕獲動物占該種群總數(shù)的比例可估算種群數(shù)量。若在某封閉魚塘中捕獲了1000條魚售賣，第2天用相同方法捕獲了950條魚。假設魚始終保持均勻分布，則該魚塘中魚的初始數(shù)量約為(

)A．2×104條 B．4×104條C．6×104條 D．8×104條解析：由題干信息“根據(jù)所捕獲動物占該種群總數(shù)的比例可估算種群數(shù)量”，可假設該種群總數(shù)為x，則有1000/x＝950/(x－1000)，計算得出x＝2×104，即該魚塘中魚的初始數(shù)量為2×104條，A符合題意。經典真題√3．(2020·江蘇選擇考)下列關于探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實驗的敘述，錯誤的是(

)A．將酵母菌接種到培養(yǎng)