影響種群數(shù)量變化的因素 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修2

“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”在我國北方的原野上，各種草本植物在春夏時(shí)節(jié)種群密度越來越高，在秋冬時(shí)節(jié)則相反。討論1．導(dǎo)致這些植物種群數(shù)量出現(xiàn)季節(jié)性變化的主要環(huán)境因素是什么？陽光、溫度、水等非生物因素。討論2．這些植物種群的數(shù)量變化對當(dāng)?shù)貏?dòng)物種群的出生率和死亡率有什么影響？

春夏時(shí)節(jié)，草木繁盛，植食性動(dòng)物食物充足，出生率提高，死亡率降低；秋冬時(shí)節(jié)則相反；植食性動(dòng)物的種群數(shù)量變化，又會(huì)影響肉食性動(dòng)物的出生率和死亡率；種群“J”形增長時(shí)間/d種群數(shù)量/個(gè)123456400K=3753002001000種群“S”形增長

像“離離原上草”一樣，凡是影響種群重要特征的因素，都會(huì)影響種群數(shù)量變化。下面我們分別探討非生物因素和生物因素對種群數(shù)量變化的影響。資源和空間充裕、氣候適宜沒有天敵和其他競爭物種等資源和空間有限種群密度增大，種內(nèi)競爭加劇非生物因素生物因素江西生物組

東東老師學(xué)習(xí)目標(biāo)：1．通過分析和討論種群數(shù)量變化的相關(guān)資料，歸納影響種群數(shù)量變化的非生物因素和生物因素。2．通過分析和討論非生物因素影響種群數(shù)量變化的資料，說明陽光、溫度、水等非生物因素對種群數(shù)量變化的影響。3．通過分析和討論影響種群數(shù)量變化的生物因素，說明種內(nèi)競爭以及不同物種之間的相互作用對種群數(shù)量變化的影響。4．闡明種群研究在實(shí)踐中的應(yīng)用，培養(yǎng)保護(hù)野生動(dòng)物、合理利用生物資源等社會(huì)責(zé)任感。第1章種群及其動(dòng)態(tài)第3節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素非生物因素對種群數(shù)量變化的影響思考·討論

下表為某地人工樹林中，林下幾種草本植物的種群密度（平均值，單位：株/m2）隨林木郁閉度（林冠層遮蔽地面的程度）的調(diào)查數(shù)據(jù)。郁閉度00.20.40.60.81.0一年蓬15.313.510.87.44.32.4加黃10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0一年蓬加拿大一枝黃花刺兒菜討論1．影響該地草本植物種群密度的非生物因素是什么？討論2．在同樣的非生物因素的影響下，刺兒菜的種群密度變化與另外兩種的種群密度變化有較大差異，這是為什么？陽光不同植物對光照條件的適應(yīng)性不同討論3．除上述因素外，種群數(shù)量的變化還受哪些非生物因素的影響？試分別舉例說明。除光照條件外，種群數(shù)量的變化還受溫度、水、風(fēng)、火等非生物因素的影響。因素舉例影響方式陽光溫度水森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度光照強(qiáng)度會(huì)影響植物的光合作用強(qiáng)度在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物種子在春季萌發(fā)；蚊類等昆蟲在寒冷季節(jié)到來時(shí)一般會(huì)全部死亡種子萌發(fā)主要是受氣溫升高的影響；蚊類等昆蟲死亡主要是受氣溫降低的影響。溫度會(huì)影響酶的活性干旱缺水會(huì)使許多動(dòng)植物種群的死亡率升高；氣候干旱可使東亞飛蝗種群爆發(fā)式增長細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與；土壤濕度會(huì)影響蝗蟲產(chǎn)卵和孵化，同時(shí)會(huì)使青蛙等天敵死亡率上升閱讀教材P14頁第一二段，嘗試分析光照、溫度、水等非生物因素是如何影響種群數(shù)量變化的？并完成表格：

森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的

，即主要取決于林下植物受到的

。①陽光郁閉度光照強(qiáng)度②溫度種子春季萌發(fā)蚊類等昆蟲無法越冬鳥類秋季開始南遷溫度常常通過影響________________________________等影響種群的密度。出生率、死亡率、遷入率、遷出率③水分干旱導(dǎo)致蝗蟲種群爆發(fā)式增長干旱缺水會(huì)使許多植物種群的死亡率升高，動(dòng)物種群在尋找水源過程中常常發(fā)生個(gè)體的死亡細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與，影響滲透壓01非生物因素非生物因素，如陽光、溫度、水、無機(jī)鹽等，影響種群數(shù)量，非生物因素對種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的。對于動(dòng)物而言，食物的充足與缺乏是導(dǎo)致種群數(shù)量變化的重要因素。氣溫升高日照延長降水增多春夏時(shí)節(jié)動(dòng)植物種群普遍迅速增長食物增多動(dòng)物：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)部生物因素的影響。生物因素思考：種群數(shù)量變化是否受種群外部生物因素——其他生物的影響？說明種群數(shù)量的變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響。時(shí)間種群數(shù)量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是否受種群外部生物因素—其他生物的影響呢？02生物因素影響種群數(shù)量的其他生物因素思考·討論資料1：1934年，生態(tài)學(xué)家高斯選用了兩種形態(tài)和習(xí)性上很接近的草履蟲進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：取相等數(shù)目的雙小核草履蟲和大草履蟲，以一種桿菌為飼料，放在某個(gè)容器中培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：討論1．為何單獨(dú)培養(yǎng)的種群數(shù)量不能無限增長？怎樣解釋資料1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

單獨(dú)培養(yǎng)的種群數(shù)量的增長受到空間、資源等的限制，而且隨著種群數(shù)量的增長，種內(nèi)競爭會(huì)加劇，使死亡率升高、出生率下降；競爭力弱的數(shù)量會(huì)不斷下降生物因素02生物因素影響種群數(shù)量的其他生物因素思考·討論資料2：生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人員在90多年的時(shí)間里，對猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究。生物因素討論2．怎樣解釋猞猁和雪兔種群數(shù)量變化的同步周期性？條件對于猞猁猞猁種群出生率猞猁種群死亡率雪兔↑食物充足↑↓雪兔↓食物缺乏↓↑02生物因素影響種群數(shù)量的其他生物因素思考·討論討論3．猞猁和雪兔種群數(shù)量變動(dòng)哪個(gè)是因、哪個(gè)是果？條件對于雪兔條件對于猞猁猞猁種群出生率猞猁種群死亡率猞猁種群數(shù)量雪兔↑食物充足↑↓雪兔↓食物缺乏↓↑↓↑猞猁↑捕食壓力增大猞猁↓捕食壓力減小生物因素思維訓(xùn)練拓展請依據(jù)左圖曲線變化，在右圖括號(hào)中填寫獵物和捕食者種群數(shù)量的變化，思考兩者變化關(guān)系。（注：“+”表示增加，“-”表示減少）分析循環(huán)因果關(guān)系思維訓(xùn)練

生物學(xué)上許多生理或生態(tài)過程的因果關(guān)系是循環(huán)性的，即一定的事件作為引起變化的原因，所導(dǎo)致的結(jié)果又會(huì)成為新的條件，施加于原來作為原因的事件，使之產(chǎn)生新的結(jié)果，如此循環(huán)往復(fù)。分析循環(huán)因果關(guān)系思考：甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)是循環(huán)因果關(guān)系嗎？

在這個(gè)過程中，TRH和TSH含量增加是因，甲狀腺激素含量增加是果；甲狀腺激素含量增加又成為新的“因”，經(jīng)過反饋調(diào)節(jié)產(chǎn)生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循環(huán)往復(fù)，以至無窮，使血液中的甲狀腺激素含量維持在相對穩(wěn)定的水平。02生物因素影響種群數(shù)量的其他生物因素思考·討論討論4．除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動(dòng)的，還有其他因素嗎？

其他捕食者、其他植食性動(dòng)物的競爭、作為食物的植物、非生物因素、同種生物個(gè)體之間……生物因素除頂級捕食者外，每種動(dòng)植物都可能是其他某種生物的捕食對象，每種動(dòng)物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動(dòng)物種群會(huì)出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象。種群外部生物因素的影響（不同種生物之間）條件繁殖力產(chǎn)仔量食物豐富的年份正常繁殖3窩/只4~6幼仔/窩食物不足的年份20%~30%成熟雌性個(gè)體不繁殖下降(1)捕食關(guān)系森林中不同植物競爭陽光和養(yǎng)分，草原上非洲獅與獵豹競爭獵物，這也會(huì)導(dǎo)致種群數(shù)量的變化。(2)種間競爭

作為宿主的動(dòng)物被寄生蟲寄生，細(xì)菌或病毒引起傳染病，也會(huì)影響種群的出生率和死亡率等特征，進(jìn)而影響種群的數(shù)量變化。蜱是許多種脊椎動(dòng)物體表的暫時(shí)性寄生蟲菟絲子寄生在大豆螨蟲(3)寄生項(xiàng)目密度制約因素非密度制約因素概念舉例

一般來說，食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群密度是相關(guān)的。

氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等無關(guān)，對種群的作用強(qiáng)度與種群密度自然災(zāi)害。

同樣是缺少食物，種群密度越高，該種群受食物短缺的影響就越大。

在遭遇寒流時(shí)，有些昆蟲種群不論其密度，高低所有個(gè)體都會(huì)死亡。生物因素非生物因素種群數(shù)量制約因素生物因素外部的生物因素內(nèi)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(guān)系。循環(huán)因果關(guān)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(jié)構(gòu)、性別比例等種群特征種群數(shù)量種內(nèi)競爭(非密度制約因素)(密度制約因素)總結(jié)種群數(shù)量制約因素思考：研究種群的特征和數(shù)量變化規(guī)律，有何意義？在生產(chǎn)生活中用得上嗎？種群增長種群密度增大種內(nèi)競爭加劇種群增長受限遺傳變化生理變化行為變化①瀕危生物的保護(hù)資料1:2015年，我國科學(xué)家基于長期的野外觀測宣布：在我國東北長白山脈北部地區(qū)，共監(jiān)測到東北豹42只，其中，幼體2只，雄性和雌性的成體分別為21只和17只，未能判斷性別的成體2只。利用所學(xué)的種群知識(shí)，對東北豹的保護(hù)提出合理的建議。降低環(huán)境阻力，提高K值(或環(huán)境容納量)種群密度、出生率和死亡率、性別比例、年齡結(jié)構(gòu)等特征以及影響該種群數(shù)量變化的因素了解種群生存狀態(tài)預(yù)測種群的數(shù)量變化趨勢調(diào)查了解預(yù)測采取資料2：2020年2月，巴基斯坦聯(lián)邦政府宣布：全國進(jìn)入緊急狀態(tài)！這是巴基斯坦20多年不遇的大蝗災(zāi)，旁遮普省大片農(nóng)田受災(zāi)嚴(yán)重，每天都會(huì)損失3.5萬人的口糧！正在治蝗救災(zāi)工作如火如荼展開的時(shí)候，國內(nèi)傳出了這樣一條消息——中國將派出10萬只鴨子大軍，趕赴巴基斯坦撲滅蝗蟲！思考：利用所學(xué)的種群知識(shí)，請就如何防治蝗蟲提出合理的建議。

防治蟲害的方法有物理防治、化學(xué)防治、生物防治等。從近期效應(yīng)看，化學(xué)防治效果最明顯，但是會(huì)造成環(huán)境污染，也會(huì)傷及害蟲的天敵。從長遠(yuǎn)效應(yīng)看，生物防治是“長治久安”的方法，如引人天敵、利用性外激素誘捕雄蟲或干擾雌雄蟲正常交尾等。②有害生物的防治資料3：長江三角洲漁業(yè)的發(fā)展，要在保護(hù)魚類資源不受破壞的前提下，持續(xù)地獲得最大捕魚量。根據(jù)所學(xué)數(shù)學(xué)模型，請回答下列問題:思考：應(yīng)使被捕魚群種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？

應(yīng)使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平，因?yàn)樵谶@個(gè)水平上種群增長速率最大。③經(jīng)濟(jì)生物的高產(chǎn)圖1圖2圖3思考2：漁網(wǎng)網(wǎng)目不能過小，否則會(huì)影響來年魚的產(chǎn)量。這是為什么?請從種群特征的角度作出解釋。

漁網(wǎng)網(wǎng)目過小，許多幼魚被捕撈上來，影響魚種群的年齡結(jié)構(gòu)，從而影響種群出生率，造成來年魚的產(chǎn)量降低。思考3：據(jù)圖1可知，用這3種尺寸網(wǎng)目的漁網(wǎng)捕魚，能保持魚塘的持續(xù)高產(chǎn)嗎？請說明你的依據(jù)。

據(jù)圖1可知，捕撈比例26%，3種尺寸網(wǎng)目的漁網(wǎng)捕魚，魚塘中魚的密度整體是增加的，說明魚種群數(shù)量在不斷增加，所以能保持魚塘的持續(xù)高產(chǎn)。圖1圖2圖3思考4：如果提高捕撈比例，對種群數(shù)量有什么影響？

圖2捕撈比例為33%，魚塘密度處于動(dòng)態(tài)平衡，說明種群數(shù)量穩(wěn)定;當(dāng)捕撈比例提高到45%，魚塘密度下降，魚種群數(shù)量減少，所以提高捕撈比例，魚的種群數(shù)量會(huì)減少。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測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)，如下圖所示模型。請分析該圖所示二者數(shù)量變化的關(guān)系及影響因素。（1）對這種現(xiàn)象合理的解釋或概括是（

）A．與種內(nèi)競爭無關(guān)

B．二者總是此消彼長C．與植物種群數(shù)量無關(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)量過小，不足以制約獵物種群增長D獵物種群和捕食者種群數(shù)量隨時(shí)間而變化C

從本章內(nèi)容來看，這句話是很有道理的。例如，根據(jù)種群數(shù)量變化模型，可以預(yù)測種群數(shù)量變化的趨勢；根據(jù)種群數(shù)量變化規(guī)律及其影響因素，可以在物種保護(hù)、漁業(yè)管理、有害生物防治等方面制訂相應(yīng)對策。二、拓展應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用1．一本生態(tài)學(xué)專著上寫道：“當(dāng)能預(yù)報(bào)未來時(shí)，生態(tài)學(xué)就變成一門預(yù)測性科學(xué)；當(dāng)能決定未來時(shí)，生態(tài)學(xué)就變成了一門管理科學(xué)?！苯Y(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，談?wù)勀銓@句話的理解，有興趣的話，還可以査閱更多資料，了解生態(tài)學(xué)的研究進(jìn)展及其在實(shí)踐中的應(yīng)用。食物充足，沒有天敵，氣候適宜等。2．20世紀(jì)初，人們將駝鹿引入一個(gè)孤島。該種群1915-1960年的數(shù)量變化情況如下表。年份19151917192119251928193019341943194719501960數(shù)量2003001000200025003000400170600500600①用曲線圖示該種群1915-1943年的消長情況。②1915-1930年，該種群數(shù)量不斷增加，可能的原因有哪些？③該種群的數(shù)量后來急劇下降，可能的原因有哪些？作為食物的植物被大量取食，導(dǎo)致食物匱乏；自然災(zāi)害等。2．某地區(qū)由于秋天過早降溫，許多蝗蟲在產(chǎn)卵前死亡。第二年，該地區(qū)蝗蟲的種群密度明顯下降。對蝗蟲種群密度下降合理的解釋是（

）A．出生率下降B．死亡率上升C．遷入率下降D．遷出率上升復(fù)習(xí)與提高一、選擇題1．下列敘述符合種群密度概念的是（

）A．一公頃水稻的年產(chǎn)量B．每平方米草地中雜草的數(shù)量C．某湖泊每平方米水面鯽魚的數(shù)量D．某地區(qū)灰倉鼠每年新增的個(gè)體數(shù)CA3．根據(jù)種群年齡結(jié)構(gòu)，可以推測出生率、死亡率的變化趨勢。下列表述正確的是（

）A．年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的，出生率大于死亡率B．年齡結(jié)構(gòu)為增長型的，出生率大于死亡率C．年齡結(jié)構(gòu)為衰退型的，出生率大于死亡率D．年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的，出生率小于死亡率B5．用酵母菌釀酒的主要階段為：加料→接種→通氣培養(yǎng)→密封發(fā)酵。從接種后到密封前這一階段，酵母菌種群數(shù)量變化的曲線圖為（

）復(fù)習(xí)與提高一、選擇題4．關(guān)于種群的增長，下列表述正確的是（

）A．引入到新環(huán)境的種群，一定時(shí)間內(nèi)都能呈“J”形增長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，種群的增長都有在K值上下維持穩(wěn)定的趨勢D．自然界的種群增長到一定程度都會(huì)在K值保持穩(wěn)定，因此，都呈“S”形增長CC二、非選擇題復(fù)習(xí)與提高1．大樹杜鵑是一種集中分布于我國云南高黎貢山山區(qū)的高大喬木。它的分布范圍很小，很難引種到其他地方，是瀕危物種。大樹杜鵑林下凋落物厚，種子難以散布到土壤基質(zhì)層，因此在自然環(huán)境中發(fā)芽率很低；幼苗生長緩慢，要生長很長時(shí)間才能開花；植株耐寒能力弱，在-2℃環(huán)境下會(huì)死亡，幼樹死亡率高。請回答下列問題。（1）哪些環(huán)境因素影響了大樹杜鵑的種群數(shù)量？（2）有人建議，人工清除林下的凋落物以提高大樹杜鵑的種子發(fā)芽率，促進(jìn)種群數(shù)量增長。你如何看待這一建議？（3）由于大樹杜鵑植株高大、花大而艷麗，很有觀賞價(jià)值，因此存在人為破壞的風(fēng)險(xiǎn)。你對保護(hù)大樹杜鵑有哪些建議？枯枝落葉層、陽光、溫度。

這一問題需要避免從線性因果關(guān)系的角度去回答。僅僅從提高大樹杜鶴發(fā)芽率的角度看，這一建議有道理；但是，凋落物分解后會(huì)增加土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，如果人工除去，可能會(huì)造成土壤貧淆。

此題有一定開放性?？蓞⒖嫉慕ㄗh有加強(qiáng)宣傳教育；禁止買賣；在大樹杜鵬分布范圍內(nèi)，建立自然保護(hù)地等。二、非選擇題復(fù)習(xí)與提高2．普氏原羚是我國特有的瀕危動(dòng)物，現(xiàn)僅分布于我國青海湖周邊地區(qū)的草原上。1994年，我國普氏原羚的數(shù)量不足300只。近些年來，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。在牧場圍欄附近常可見到普氏原羚的尸骨