生物必修蘇教生物群落的基本單位種群

生物必修蘇教生物群落的基本單位種群第1頁/共55頁第一節(jié)生物群落的基本單位——種群第2頁/共55頁課標(biāo)領(lǐng)航學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.明確種群的概念2．列舉說明種群的特征和影響種群數(shù)量變動的因素3．樣方法調(diào)查種群密度的基本方法能力目標(biāo)：能嘗試用樣方法調(diào)查周邊地區(qū)雙子葉植物的種群密度，并能據(jù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確計算，作出合理的分析和判斷，提高探究、收集信息、分析和解決問題的能力情感目標(biāo)：1.體驗(yàn)、領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)不斷創(chuàng)新精神2．通過學(xué)習(xí)人類活動對種群數(shù)量變化的影響，形成可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)第3頁/共55頁情景導(dǎo)引1859年，英國人托馬斯·奧斯汀到澳州定居，帶來的24只野兔，經(jīng)一個世紀(jì)之后，這24只野兔的后代達(dá)到6億只之多。導(dǎo)致植被破壞、水土流失。你能解釋其中的緣由嗎？第4頁/共55頁

核心要點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新知能過關(guān)演練第一節(jié)基礎(chǔ)自主梳理第5頁/共55頁基礎(chǔ)自主梳理一、種群的特征1．種群：在一定時間內(nèi)占據(jù)一定空間的_____生物的_____個體。2．種群密度(1)概念：種群在單位面積或單位體積中的全部個體數(shù)。(2)調(diào)查方法為取樣調(diào)查法。動物：___________；植物：_______。同種所有標(biāo)志重捕法樣方法第6頁/共55頁3．出生率和死亡率(1)概念：單位數(shù)量個體在單位時間內(nèi)新出生或死亡的個體數(shù)。(2)意義：_____種群大小和密度的最直接因素。4．年齡結(jié)構(gòu)(1)概念：一個種群中各年齡期的個體數(shù)目比例。(2)類型：_______：年幼個體較多，老年個體較少，出生率大于死亡率，密度將增大。決定增長型第7頁/共55頁________：各年齡期個體比例適中，出生率與死亡率大致相等，密度較穩(wěn)定。________：老年個體較多，幼年個體較少，死亡率大于出生率，密度將減少。5．性別比例(1)概念：種群中雌雄個體數(shù)目的比例。(2)意義：在一定程度上_____種群密度。穩(wěn)定型衰亡型影響第8頁/共55頁思考感悟1．我國嚴(yán)禁利用超聲波等技術(shù)進(jìn)行非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定，從生物學(xué)角度分析它有什么意義？【提示】

會影響男孩和女孩的出生率，從而影響人口性別比例，不利于人口發(fā)展。第9頁/共55頁二、種群研究的核心問題及意義1．種群研究的核心問題：種群數(shù)量的變化。2．影響種群數(shù)量變化的因素(1)________________

、___________是決定種群數(shù)量變化的主要因素。(2)年齡組成、性別比例是_________________的主要依據(jù)。3．實(shí)踐意義(1)保育______________。(2)監(jiān)測、預(yù)報和有效控制__________。(3)監(jiān)控人口數(shù)量。出生率和死亡率遷入和遷出預(yù)測種群數(shù)量變化珍稀瀕危生物有害生物第10頁/共55頁三、種群數(shù)量的增長規(guī)律1．建立數(shù)學(xué)模型(1)地位：對種群進(jìn)行動態(tài)研究過程中的___________。(2)過程：表達(dá)與驗(yàn)證。(3)目的：闡明__________________的規(guī)律及其調(diào)節(jié)機(jī)制。2．種群增長的“J”型曲線(1)形成的條件：食物和空間________、_________和沒有敵害等理想條件下。關(guān)鍵環(huán)節(jié)自然種群動態(tài)變化條件充裕氣候適宜第11頁/共55頁(2)公式：Nt＝N0λt。N0為種群__________，λ為每代的_______，Nt為種群第t代的數(shù)量。3．種群增長的“S”型曲線(1)形成條件：在有限的環(huán)境中，隨種群密度的上升，種群個體間的競爭_____，以該種群生物為食的捕食者數(shù)量______。(2)K值：在_________的情況下，環(huán)境條件能維持的種群最大數(shù)量。起始數(shù)量增長率加劇增加有限環(huán)境第12頁/共55頁

思考感悟2．種群數(shù)量達(dá)到K值后，數(shù)量能維持恒定不變嗎？為什么？【提示】

不能。由于環(huán)境是時刻發(fā)生變化的，故其容納量也會發(fā)生變化，其數(shù)量會發(fā)生波動。第13頁/共55頁4．探究：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化(1)材料選擇：_________繁殖速度快，個體小，作為研究種群變化的材料，容易建立具有代表意義的科學(xué)模型。(2)研究計劃：根據(jù)已經(jīng)掌握的知識，設(shè)計_________________；設(shè)計計數(shù)的時間和方法；設(shè)計研究結(jié)果的記錄表格。(3)總結(jié)交流：用_____表示酵母菌數(shù)量隨時間的變化過程。酵母菌酵母菌的培養(yǎng)條件曲線第14頁/共55頁核心要點(diǎn)突破種群密度變化的判斷1．影響種群密度的因素第15頁/共55頁(1)直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出，出生率高、遷入多時，種群密度增大；死亡率高、遷出多時，種群密度減小。(2)間接因素：年齡結(jié)構(gòu)、性別比例通過影響出生率和死亡率而間接影響種群密度。2．預(yù)測種群密度的變化趨勢年齡結(jié)構(gòu)和性別比例是影響種群密度的間接因素，是預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。分別依據(jù)年齡結(jié)構(gòu)和性別比例，推測出種群出生率和死亡率的關(guān)系，從而確定種群的變化趨勢。第16頁/共55頁第17頁/共55頁根據(jù)下面甲、乙兩個國家各年齡段的人口數(shù)量曲線圖，判斷下列敘述正確的是(

)例1第18頁/共55頁A．甲屬于人口穩(wěn)定型國家，乙屬于人口衰退型國家B．甲屬于人口增長型國家，乙屬于人口穩(wěn)定型國家C．甲屬于人口增長型國家，乙屬于人口衰退型國家D．甲屬于人口衰退型國家，乙屬于人口穩(wěn)定型國家【嘗試解答】

B

第19頁/共55頁【解析】本題主要考查年齡結(jié)構(gòu)的類型及識圖能力。第20頁/共55頁【互動探究】

(1)若干年后，甲國家、乙國家人口數(shù)量將發(fā)生怎樣的變化？(2)采取什么措施可降低甲國家的人口數(shù)量？【提示】

(1)甲國家人口數(shù)量增加，乙國家人口數(shù)量基本不變。(2)實(shí)行計劃生育，降低出生率。第21頁/共55頁跟蹤訓(xùn)練下列有關(guān)種群的敘述，正確的是(

)①內(nèi)蒙古草原上的全部牛是一個種群②池塘中所有的魚是一個種群③稻田中所有的三化螟是一個種群④種群密度的決定因素是年齡結(jié)構(gòu)、性別比例⑤影響種群密度大小的直接因素是出生率和死亡率A．①③⑤

B．②④C．②④⑤

D．③⑤第22頁/共55頁解析：選D。內(nèi)蒙古草原上的全部牛一般不是由同一種牛組成的；池塘里的魚也不是單一的物種；稻田里的三化螟是由同一種生物個體組成的，是一個種群；年齡結(jié)構(gòu)和性別比例對種群密度不起決定性作用，出生率和死亡率才是決定種群密度大小的直接因素。第23頁/共55頁1．樣方法(1)樣方法的含義及適用范圍①含義：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個樣方，通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，將所有樣方種群密度取平均值作為該種群密度的估計值。②適用范圍：多用于植物和某些活動能力弱、活動范圍小的動物，如某昆蟲卵的密度、作物植株上的蚜蟲的密度、跳蝻的密度等。種群密度的測定第24頁/共55頁(2)樣方的選?、贅臃綌?shù)目的確定。樣方數(shù)目的多少隨調(diào)查地段的總體面積而定?？傮w面積大，選取的樣方數(shù)多些。一般地說，選取的樣方越多，求得的種群密度越接近實(shí)際情況。②樣方大小的確定依據(jù)。a．視調(diào)查的植物類型而定。溫帶地區(qū)樣方的大小，一般地說，喬木為100m2，灌木為16m2，草本植物為1m2。b．視調(diào)查對象的分布情況而定。一般而言，對于分布不規(guī)則的種群，多數(shù)小樣方取樣比少數(shù)大樣方取樣效果好。③常用取樣方法：五點(diǎn)取樣法和等距取樣法。第25頁/共55頁第26頁/共55頁特別提醒樣方確定原則：(1)隨機(jī)取樣。(2)樣本數(shù)量足夠大。(3)取樣過程不許摻入任何主觀性。2．標(biāo)記重捕法在被調(diào)查種群的樣地中，捕獲一部分個體，將這些個體進(jìn)行標(biāo)記后再放回到原來的環(huán)境中，經(jīng)過一段時間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕取樣中的標(biāo)記比例，來估計該種群的種群密度，這種方法就叫做標(biāo)記重捕法。第27頁/共55頁(1)標(biāo)記重捕法適用于對動物種群的調(diào)查，對植物種群不適用。因?yàn)橹参飩€體不能運(yùn)動，不可能標(biāo)記后再在種群中均勻分布。第28頁/共55頁第29頁/共55頁特別提醒(1)利用標(biāo)記重捕法計算的種群密度要和實(shí)際相符必須滿足以下兩個條件：①該區(qū)域無較多個體出生和死亡。②該區(qū)域無較多個體遷入和遷出。(2)標(biāo)記物和標(biāo)記方法必須對動物不會產(chǎn)生傷害；標(biāo)記符號不能過分醒目，如果過分醒目，可能會改變被標(biāo)記個體在自然界中與其他生物的關(guān)系，從而導(dǎo)致結(jié)果失真；標(biāo)記符號必須能維持一定的時間，在調(diào)查期間不能消失。第30頁/共55頁如圖表示某小組的同學(xué)在進(jìn)行雙子葉草本植物苦荬菜種群密度調(diào)查時確定的小樣方之一，圓圈表示個體。例2第31頁/共55頁(1)請將應(yīng)該計數(shù)的圓圈涂黑。(2)某調(diào)查小組對苦荬菜調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計。下表是10個小組的調(diào)查結(jié)果，則該塊地苦荬菜的種群密度為________株/m2。組別12345678910株數(shù)0233484233第32頁/共55頁【嘗試解答】

(1)略(只要是計數(shù)樣方內(nèi)部和相鄰兩邊及頂角個體即可。不是相鄰四邊，如果每個樣方都是四邊都計數(shù)，肯定要比實(shí)際值偏大)(2)3(第1組和第6組明顯偏離平均值，應(yīng)舍棄不計)【解析】

(1)要遵循樣方統(tǒng)計原則，選取任意相鄰兩邊及其頂角個體涂黑。(2)選取的樣方必須具有代表性，不具有代表性的樣方應(yīng)舍棄，如第1組和第6組。第33頁/共55頁跟蹤訓(xùn)練

(2011年江蘇泰州高二檢測)生態(tài)工作者從東到西對我國北方A、B、C三種類型的草原進(jìn)行調(diào)查。下表是不同調(diào)查面積的物種數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果。

調(diào)查面

(cm×cm)草原類型10×1020×2040×4080×8090×90100×100110×110120×120130×130140×140A358141617192020…B35691113131313…C235888888…第34頁/共55頁在調(diào)查B草原某種雙子葉草本植物種群密度時，設(shè)計如下調(diào)查步驟。①選取40cm×40cm為最佳樣方面積。②在該物種分布較密集的地方取5個樣方。③計數(shù)每個樣方內(nèi)該植物的個體數(shù)。若計數(shù)結(jié)果由多到少依次為N1、N2、N3、N4、N5，則將N3作為種群密度的估計值。請指出以上設(shè)計步驟中的錯誤并加以改正。第35頁/共55頁解析：所取樣方應(yīng)隨機(jī)確定，樣方面積應(yīng)取物種種類數(shù)達(dá)到穩(wěn)定的最小面積，分析表格可知為100cm×100cm時種群密度為各樣方的平均數(shù)。答案：(1)選取的樣方面積不對。應(yīng)取物種種類數(shù)達(dá)到穩(wěn)定的最小面積100cm×100cm。(2)取樣方法不對。應(yīng)在B草原中隨機(jī)取樣。(3)對種群密度值的估算方法不對。應(yīng)以調(diào)查樣方的單位面積中種群個體數(shù)量的平均數(shù)作為種群密度的估計值。第36頁/共55頁“J”型曲線“S”型曲線產(chǎn)生條件理想狀態(tài)：(1)食物、空間條件充裕(2)氣候適宜(3)沒有敵害、疾病現(xiàn)實(shí)狀態(tài)：(1)食物、空間有限(2)各種生態(tài)因素綜合作用特點(diǎn)種群數(shù)量以一定的倍數(shù)連續(xù)增長種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量K值后，將在K值上下保持相對穩(wěn)定環(huán)境容納量(K值)無K值有K值種群增長率保持穩(wěn)定先增加后減少曲線種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型第37頁/共55頁1.“J”型數(shù)量增長的兩種情形(1)實(shí)驗(yàn)室條件下。(2)當(dāng)一個種群剛遷入一個新的適宜環(huán)境時。2．在自然條件下，曲線不像數(shù)學(xué)模型所預(yù)測的那樣光滑、典型。3．“J”型和“S”型兩種增長方式的差異主要在于有無環(huán)境阻力對種群數(shù)量增長的影響。第38頁/共55頁特別提醒(1)“J”型、“S”型增長曲線橫坐標(biāo)代表時間，縱坐標(biāo)代表個體數(shù)量。若縱坐標(biāo)改為增長率，則“J”型應(yīng)為穩(wěn)定不變；“S”型曲線對應(yīng)的應(yīng)為先增大后減小，其中在K/2時達(dá)到最大，K時為0。(2)“S”型曲線中的K/2，在生產(chǎn)中常被稱為“控制點(diǎn)”，有益生物的數(shù)量控制在此點(diǎn)，會得到更快的增長，有害生物的數(shù)量控制在此點(diǎn)以下，會限制其快速增長。第39頁/共55頁用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結(jié)果如下表：例3時間(天)15913172125293337成蟲數(shù)(只)6102871131207270302327341第40頁/共55頁根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)果正確的是(

)A．第13～25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快B．第17～29天，成蟲增長率上升、死亡率下降C．第21～37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關(guān)D．第1～37天，成蟲數(shù)量呈“J型”增長第41頁/共55頁【思路點(diǎn)撥】

本題考查影響種群數(shù)量變化的因素及數(shù)量增長模型。解答本題可從以下角度分析：(1)明確影響種群數(shù)量變化的因素。(2)回顧“J”型曲線和“S”型曲線的特點(diǎn)。(3)正確分析表格提供的信息進(jìn)行解答。【嘗試解答】C

第42頁/共55頁【解析】分析題目中的表格可知，第13～25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是營養(yǎng)豐富、環(huán)境條件適宜；第17～29天，成蟲增長率下降；第21～37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關(guān)；第1～37天，成蟲數(shù)量表現(xiàn)為“S”型增長，所以C正確。第43頁/共55頁跟蹤訓(xùn)練

(2010年高考山東卷)右圖表示出生率、死亡率和種群密度的關(guān)系，據(jù)此分析得出的正確表述是(

)A．在K/2時控制有害動物最有效B．圖示規(guī)律可作為控制人口增長的依據(jù)C．該圖可用于實(shí)踐中估算種群最大凈補(bǔ)充量D．在K/2時捕撈魚類最易得到最大日捕獲量第44頁/共55頁解析：選C。據(jù)圖可知，K/2時種群的凈補(bǔ)充量最大，所以控制有害動物應(yīng)在其種群數(shù)量達(dá)到K/2之前，種群密度很小即該種群處于發(fā)展初期時進(jìn)行控制最為有效；控制人口增長不能選擇在K/2時，且控制人口不能通過控制死亡率實(shí)現(xiàn)，而是通過降低出生率實(shí)現(xiàn)；種群在K/2時凈補(bǔ)充量最大，該圖可以為實(shí)踐中估算最大凈補(bǔ)充量提供依據(jù)；在K/2時捕撈魚類可使魚類資源得到持續(xù)性發(fā)展，但要得到最大日捕撈量應(yīng)在達(dá)到環(huán)境容納量即K值時進(jìn)行。第45頁/共55頁實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新探究培養(yǎng)酵母菌種群數(shù)量的變化1．實(shí)驗(yàn)原理(1)酵母菌屬兼性厭氧型微生物，有氧時產(chǎn)生二氧化碳和水，無氧時產(chǎn)生二氧化碳和酒精。(2)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。(3)在理想的無限環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”型曲線，在有限的環(huán)境下，酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。第46頁/共55頁2．設(shè)計對照實(shí)驗(yàn)試管編號ABC管內(nèi)液體培養(yǎng)液/mL1010無菌水/mL10酵母菌/mL0.10.10.1溫度條件/℃28528第47頁/共55頁3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)將10mL無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液加入試管中。(2)將酵母菌接種入試管中的培養(yǎng)液中混合均勻。(3)將試管在28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)7d。(4)每天取樣計數(shù)酵母菌數(shù)量，采用抽樣檢測法：將蓋玻片放在計數(shù)板上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入到計數(shù)板小方格內(nèi)，顯微觀察并計數(shù)一個小方格內(nèi)的菌種數(shù)，已知小方格的培養(yǎng)液厚度為0.1mm，計算出培養(yǎng)液體積，