高考生物一輪復(fù)習(xí)種群及其動態(tài)

第九單元生物與環(huán)境第1講種群及其動態(tài)考點(diǎn)一種群的數(shù)量特征種群:指在一定空間范圍內(nèi)，同種生物所有個(gè)體形成的集合。種群是組成生物群落的單位、物種的存在單位、繁殖單位、進(jìn)化單位、基因庫最小單位。物種：自然情況下能相互交配并產(chǎn)生可育后代的一群生物。種群的特征與個(gè)體的特征并不完全相同個(gè)體的特征:年齡、性別、出生、死亡等種群的特征：數(shù)量特征、空間特征、時(shí)間特征、遺傳特征?！痉N群特征是種群有的，但個(gè)體沒有的特征】數(shù)量特征：個(gè)體的多少，變化趨勢等空間特征：組成種群的個(gè)體在其生活空間中的位置狀態(tài)或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。一般可概括為三種基本類型：隨機(jī)分布、均勻分布和集群分布。遺傳特征：種群是進(jìn)化、遺傳、繁殖的單位；種群有一定的基因庫，以區(qū)別其他物種。種群研究的中心問題是種群的數(shù)量特征及其變化規(guī)律1．種群的數(shù)量特征：種群密度、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡結(jié)構(gòu)、性別比例（一）種群密度概念：種群在單位面積【陸地生物】或單位體積【水生生物】中的個(gè)體數(shù)。【注意種群密度的單位】特點(diǎn)：是種群最基本的數(shù)量特征。不同物種的種群密度不同，同一物種的種群密度在不同環(huán)境條件下也有差異。（遷徙、回游、災(zāi)害等）思考：是不是種群數(shù)量多，種群密度就大？不是，種群密度與種群數(shù)量呈正相關(guān)。但種群數(shù)量≠種群密度。因?yàn)榉N群密度強(qiáng)調(diào)的是單位面積或單位體積中的個(gè)體數(shù)，即種群數(shù)量多，種群密度不一定大。意義：種群密度反映種群在一定時(shí)期的數(shù)量,在瀕危動物保護(hù)、農(nóng)田雜草狀況調(diào)查、農(nóng)林害蟲的監(jiān)測和預(yù)報(bào)、漁業(yè)上捕撈強(qiáng)度的確定等，都需要對種群密度進(jìn)行調(diào)查研究。種群密度的調(diào)查方法調(diào)查種群數(shù)量的其他方法（課本P6）：紅外觸發(fā)相機(jī)【隱蔽、復(fù)雜環(huán)境中的猛禽和猛獸】、微衛(wèi)星DNA分子標(biāo)記【不同動物糞便有不同特征】、動物的聲音等抽樣檢測法：肉眼看不見的細(xì)菌、酵母菌等微生物(或血細(xì)胞）取樣器取樣法：活動能力強(qiáng)（不適合樣方法）、身體微?。ú贿m合標(biāo)志重捕法）的土壤小動物逐個(gè)計(jì)數(shù)法如調(diào)查某山坡上的珙桐(湖北神農(nóng)架的國家一級保護(hù)植物，因其花形酷似展翅飛翔的白鴿而被西方植物學(xué)家命名為“中國鴿子樹”)密度在多數(shù)情況下，逐個(gè)計(jì)數(shù)非常困難，需要采取估算的方法。黑光燈誘捕法原理:黑光燈是一種發(fā)射人眼看不見的、波長在365nm左右的紫外線的電光源。黑光燈具有很強(qiáng)的誘蟲作用，是殺蟲用燈的理想光源。估算相對密度：在該區(qū)域均勻放置適宜數(shù)量的黑光燈，每日統(tǒng)計(jì)捕捉到的該昆蟲的數(shù)量即可，這樣得到的并不是該種群的具體數(shù)量，而是多度等級。這種統(tǒng)計(jì)的意義主要在于與往年的情況進(jìn)行對比，預(yù)測害蟲的成災(zāi)程度。例如今年每個(gè)黑光燈每晚捕獲30只某害蟲，查閱往年的數(shù)據(jù)得知每個(gè)黑光燈每晚捕獲20只該種害蟲就會爆發(fā)嚴(yán)重的蟲災(zāi)，那么今年的蟲災(zāi)就已經(jīng)達(dá)到非常嚴(yán)重的程度了。樣方法①概念：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為該種群的種群密度估算值；②適用對象：植物、活動范圍小和活動能力弱的動物或蟲卵。如：昆蟲卵、樹葉上的蚜蟲、蚯蚓、跳蝻等?！緲臃椒ǖ恼{(diào)查對象要選熟悉的又容易計(jì)數(shù)的植物。如一般不選叢生或蔓生的單子葉草本植物，而選擇個(gè)體數(shù)目容易辨別的雙子葉草本植物?！刻骄?實(shí)踐：調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度③取樣方法：五點(diǎn)取樣法和等距取樣法（以長度為軸取樣）。④取樣關(guān)鍵：隨機(jī)取樣。(且選取平坦、開闊。被調(diào)查種群分布比較均勻的地段。)【為了確保所選擇的樣方具有代表性，不能摻入主觀因素。使通過樣方統(tǒng)計(jì)的結(jié)果（估算值）能更接近真實(shí)的情況】⑤計(jì)數(shù)方法：樣方內(nèi)部+相鄰兩邊和頂點(diǎn)【若有正好處在邊界線上的個(gè)體，應(yīng)遵循“計(jì)上不計(jì)下，計(jì)左不計(jì)右”的原則】。同種生物個(gè)體無論大小都要計(jì)數(shù)，如圖：注：圖甲為方形樣方，圖乙為圓形樣方，實(shí)心圈表示要統(tǒng)計(jì)或測量的個(gè)體，虛線表示圓形樣方的直徑⑥樣方的大小適中：視調(diào)查對象的大小及分布情況而定。通常喬木100m2、灌木16m2、草本1m2；如果該種群個(gè)體數(shù)較少，樣方面積可適當(dāng)擴(kuò)大；所取的樣方越大，調(diào)查的數(shù)據(jù)越接近真實(shí)。⑦樣方的數(shù)量不宜太少：樣方的多少與被調(diào)查地段的總面積呈正相關(guān)；樣方的數(shù)量依總面積而定。一般選取510個(gè)即能保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性?！緲臃降臄?shù)量太少，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果的誤差可能就較大；一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果越接近真實(shí)情況。但是，樣方數(shù)量太多，整體取樣花費(fèi)的時(shí)間、精力就越多。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，一定數(shù)量的樣方即可以保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性?！?8\*GB3⑧步驟：確定調(diào)查對象→選取樣方→計(jì)數(shù)→求樣方平均值，計(jì)算種群密度=9\*GB3⑨計(jì)算：設(shè)各樣方的種群密度分別為n1、n2、n3……nm，注意：要舍棄特別懸殊的數(shù)據(jù)，取多組鄰近數(shù)據(jù)的平均值。標(biāo)記重捕法①概念：在被調(diào)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個(gè)體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動物中標(biāo)記個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例，來估算種群密度；②適用對象：活動范圍大、活動能力強(qiáng)的動物。③過程：捕獲部分個(gè)體→做上標(biāo)記→放回環(huán)境→重捕→計(jì)算→估計(jì)種群密度計(jì)算公式：N(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))。④誤差分析設(shè)種群數(shù)量為N只，第一次捕獲N1只并標(biāo)記，第二次捕獲了N2只，其中有N0只被標(biāo)記，根據(jù)公式N1/N＝N0/N2，得N＝N2N1/N0。由此分析可知：a.若由于某種原因，如標(biāo)記物易脫落、被標(biāo)記個(gè)體的被重捕機(jī)會降低、標(biāo)記物導(dǎo)致被標(biāo)記個(gè)體易于被捕食、在被標(biāo)記個(gè)體稀少處捕獲等，均造成N0偏小，N偏大。b.若由于某種原因，如被標(biāo)記個(gè)體放回后還未充分融入該種群中就再次捕獲且在被標(biāo)記個(gè)體密集處捕獲等，造成N0偏大，N偏小。c.若在調(diào)查期間，調(diào)查區(qū)域有較多個(gè)體出生和死亡或遷入和遷出，也會造成估算中出現(xiàn)較大誤差。⑤注意問題1.標(biāo)記物和標(biāo)志方法對動物的壽命和行為不會產(chǎn)生傷害;2.標(biāo)記物要合適，不能過于醒目，不能影響被標(biāo)志動物正常的生活;3.標(biāo)志符號必須能夠維持一定的時(shí)間，在調(diào)查期內(nèi)不能脫落;4.重捕前時(shí)間必須足夠長，是標(biāo)記個(gè)體與未標(biāo)記個(gè)體分布均勻（越均勻越接近真實(shí)數(shù)值）5.未標(biāo)志和被標(biāo)志個(gè)體有同樣的被捕機(jī)會，在調(diào)查期間種群數(shù)量要穩(wěn)定，沒有大量遷入和遷出、出生和死亡的現(xiàn)象。6.捕獲的樣本不能太少，否則會出現(xiàn)偶然性，形成較大的誤差。7.為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確，可以多次實(shí)驗(yàn)，取平均值種群密度反映了種群在一定時(shí)期的數(shù)量，但是僅靠這一特征還不能反映種群數(shù)量的變化趨勢。要想知道種群數(shù)量的消長，還需要研究種群的出生率和死亡率等其他的數(shù)量特征。（二）出生率、死亡率：概念：單位時(shí)間內(nèi)新產(chǎn)生的或死亡的個(gè)體數(shù)目占該種群個(gè)體總數(shù)【指原來的數(shù)量，而不是變動后的數(shù)量】的比值【例1】截至2015年年末，我國大陸總?cè)藬?shù)約為13.7億，2015年出生1655萬人，我國大陸人口在這一年的出生率約為12‰?！纠?】2015年年末，我國大陸總?cè)藬?shù)約為13.7億，我國大陸死亡人口為975萬，死亡率約為7‰。意義：出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的重要因素。直接影響種群大小和種群密度。自然增長率=出生率死亡率類型：出生率>死亡率種群密度加大出生率=死亡率種群密度相對穩(wěn)定出生率<死亡率種群密度變小聯(lián)系社會：中國人口的增長，出生率>死亡率，不能只歸因于出生率高（三）遷入率、遷出率概念：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)【遷入或遷出前種群的數(shù)量】的比值意義：遷入率和遷出率也決定了種群密度的大小,直接影響種群大小和種群密度。（不是本質(zhì)，因?yàn)閷τ谝粋€(gè)種群來說遷出對另一個(gè)種群意味著遷入，如果研究一座城市人口變化，遷入率和遷出率是不可忽視的重要因素）【遷入率大于遷出率是城市人口劇增的重要原因】類型：遷入率>遷出率種群密度加大遷入率=遷出率種群密度相對穩(wěn)定遷入率<遷出率種群密度變小（四）年齡結(jié)構(gòu)概念：一個(gè)種群中各年齡期的個(gè)體數(shù)目的比例。幼年(尚無生殖能力)、成年(有生殖能力)、老年(喪失生殖能力)注意：此處成年≠青年或中年類型增長型穩(wěn)定型衰退型模型圖幼年>老年各年齡期個(gè)體數(shù)比例相當(dāng)老年>幼年曲線圖柱形圖年齡結(jié)構(gòu)增長型:意義：年齡結(jié)構(gòu)通過（間接）影響出生率和死亡率間接影響種群密度。可以預(yù)測種群密度的變化趨勢聯(lián)系社會：“三孩政策”——緩解人口老齡化問題思考：年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量一定能保持穩(wěn)定嗎？不一定。因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆珱Q定于年齡組成，還會受到食物、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。年齡組成為衰退型的種群，種群數(shù)量一般來說會越來越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敵、遷入率提高等原因而使種群數(shù)量增長的情況。（五）性別比例概念：又稱性比，指種群中雌雄個(gè)體數(shù)目的比例注意：①“雌雄個(gè)體”均指可育個(gè)體，不包括不具生殖能力個(gè)體，如蜜蜂中工蜂②性別比例不是1:1的種群不一定是衰退型種群，如蜜蜂、螞蟻種群③增長型種群性別比例若雌多于雄則增長快，若雌等于雄則相對穩(wěn)定，若雌少于雄則增長慢④不是所有種群都有性別比例，如雌雄同株植物類型：①雌雄相當(dāng)型：多見于高等動物，如猩猩等②雌多雄少型：多見于人工控制的種群，如豬、雞、奶牛等③雌少雄多型：營社會性生活的動物如白蟻、蜜蜂等意義：性別比例直接影響出生率，間接影響種群密度。聯(lián)系社會：法律禁止“非醫(yī)學(xué)需要的胎兒性別鑒定”等——控制我國人口性別比例應(yīng)用：控制蟲害，利用人工合成的性引誘劑（信息素，屬于化學(xué)信息）誘殺某種害蟲的雄性個(gè)體（生物防治），破壞害蟲種群正常的性別比例來降低出生率，就會使很多雌性個(gè)體不能完成交配，從而使該害蟲的種群密度明顯降低，達(dá)到控制害蟲數(shù)量的目的。*注意：正常的性別比例是指該種群正常狀態(tài)下經(jīng)過長期自然選擇形成的的性別比例，并不一定是雌雄相當(dāng)型。小結(jié)：①種群密度是最基本的特征。②出生率死亡率以及遷入率遷出率是決定種群大小和種群密度的直接因素。在具體環(huán)境中的種群要根據(jù)實(shí)際情況分析。③年齡結(jié)構(gòu)和性別比例間接影響種群密度和種群數(shù)量。年齡結(jié)構(gòu)既能影響出生率，又能影響死亡率，而性別比例只能影響出生率。④年齡結(jié)構(gòu)還可預(yù)測種群密度未來變化趨勢的重要依據(jù)。但這種趨勢不一定能實(shí)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。①～⑤分別代表種群密度、出生率、死亡率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例?？键c(diǎn)二種群數(shù)量的變化及影響因素生物建構(gòu)模型的方法：物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型1．種群數(shù)量變化的研究(1)研究方法：建立數(shù)學(xué)模型。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)形式表現(xiàn)形式：數(shù)學(xué)方程式【精確，但不夠直觀】、曲線圖【直觀地反映變化趨勢，但不夠精確】意義：是聯(lián)系實(shí)際問題與數(shù)學(xué)規(guī)律的橋梁，具有解釋、判斷和預(yù)測等重要功能。(2)一般步驟：觀察研究對象，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)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)→通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。2．種群數(shù)量增長的“J”形曲線和“S”形曲線問題探討：我們的手上難免沾染細(xì)菌。細(xì)菌的繁殖速率很快，因而我們要常洗手。假設(shè)在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌'每20min就通過分裂繁殖一代。第n代細(xì)茵數(shù)量的計(jì)算公式是什么？設(shè)細(xì)菌初始數(shù)量為N0，第一次分裂產(chǎn)生的細(xì)菌為第一代，數(shù)量為N0×2，第n代的數(shù)量為Nn=N0×2n。(1)“J”形曲線①前提條件：【理想狀態(tài)】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條件下（即無環(huán)境阻力）②數(shù)學(xué)模型：Nt＝N0λt【N0為該種群的起始數(shù)量，t為時(shí)間，Nt為t年后該種群的數(shù)量，λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù)】λ>1且恒定不變，種群呈“J”形增長。注意：種群數(shù)量變化符合數(shù)學(xué)公式Nt=N0×λt，種群增長曲線不一定是“J”形。J形增長的λ為定值；若λ不為定值，則說明種群數(shù)量變化非J形增長；λ=1，種群數(shù)量不變（相對穩(wěn)定）0<λ<1,種群數(shù)量下降λ=0，種群無繁殖，下一代滅亡③辨析“λ”、“增長率”、“增長速率”“λ”值內(nèi)涵：種群“J”形增長的數(shù)學(xué)模型：Nt＝N0λt，λ代表種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，不是增長率。λ代表某時(shí)段結(jié)束時(shí)種群數(shù)量為初始數(shù)量的倍數(shù)，不是增長率。增長率＝（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)原有個(gè)體數(shù)）/種群原有個(gè)體數(shù)×100%“J”形曲線增長率=(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%.“J”形曲線增長率也為定值例如：“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體，一年后增加到1100”，則該種群的增長率為:10%增長速率=（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)原有個(gè)體數(shù)）/增長時(shí)間“J”形曲線增長速率也為“J”形例如：“一個(gè)種群有1000個(gè)個(gè)體，一年后增加到1100”，則該種群的增長速率為:100個(gè)/年增長率不能等同于增長速率，種群增長速率就是曲線上通過每一點(diǎn)的切線(即斜率)④曲線分析a段——“λ”＞1且恒定，種群數(shù)量呈“J”型增長；b段——“λ”盡管下降，但仍大于1，此段種群出生率大于死亡率，種群數(shù)量一直增長；c段——“λ”＝1，種群數(shù)量維持相對穩(wěn)定；d段——“λ”＜1，種群數(shù)量逐年下降；e段——盡管“λ”呈上升趨勢，但仍未達(dá)到1，故種群數(shù)量逐年下降。⑤曲線特點(diǎn)：種群數(shù)量以一定的倍數(shù)連續(xù)增長，沒有K值。該曲線的起點(diǎn)不是原點(diǎn)；⑥存在情況：實(shí)驗(yàn)室條件下、遷移入新環(huán)境中最初的一段時(shí)間（如物種入侵）接近“J”形增長思考：生物遷入新環(huán)境一定會出現(xiàn)“J”形增長嗎？不一定理想化的情況在自然界中并不存在。那么，到底有哪些因素會影響到種群數(shù)量的變化呢？在大自然中，食物和空間是有限的，還存在種內(nèi)斗爭、種間競爭等環(huán)境阻力高斯對大草履蟲種群研究的實(shí)驗(yàn)(2)“S”形曲線①前提條件：資源和空間有限、天敵的制約等【存在環(huán)境阻力】自然條件（現(xiàn)實(shí)狀態(tài)）：②大草履蟲種群的增長曲線分析：0C段(不包括C):出生率大于死亡率B點(diǎn):出生率大于死亡率,此時(shí)種群增長速率最大;C點(diǎn):出生率等于死亡率，此時(shí)種群的增長速率為零，種群數(shù)量趨于穩(wěn)定，種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境容納量(即K值)，即K值后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定【通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)】。一定環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。③“S”形曲線分析ab段:種群基數(shù)小，需要適應(yīng)新環(huán)境，增長較緩慢；bc段:資源和空間豐富，出生率升高，種群數(shù)量增長迅速；cd段:資源和空間有限，種群密度增大，種內(nèi)競爭加劇，出生率降低，死亡率升高，種群增長減緩；de段:出生率約等于死亡率，種群增長速率幾乎為0，種群數(shù)量達(dá)到K值，且維持相對穩(wěn)定。注意：a.同一種群的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境的影響。如冬季植食性動物的食物減少其K值變小。增大環(huán)境阻力，K值降低，減小環(huán)境阻力，K值增大。實(shí)際上，K值≠種群數(shù)量的最大值，種群數(shù)量有可能超過環(huán)境容納量。b.種內(nèi)競爭對種群數(shù)量起調(diào)節(jié)作用，可改變種群數(shù)量，但不改變種群的環(huán)境容納量。K值與首次接種量的多少無關(guān)c.種群數(shù)量為K/2時(shí)，種群有最大持續(xù)產(chǎn)量，種群增長速率最大。d.“S”形曲線表示的種群增長通常又被稱為“邏輯斯蒂”增長曲線，因曲線符合“邏輯斯蒂方程”而得名。e.“S”形曲線的增長率和增長速率見右圖④辨析不同曲線模型中的“K值”與“K/2”圖中A、B、C、D時(shí)間所對應(yīng)的種群數(shù)量為K，A′、C′、D′時(shí)間所對應(yīng)的種群數(shù)量為K/2。⑤明確關(guān)于K值的三個(gè)易誤點(diǎn)1)K值是可變的。K值會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化，當(dāng)環(huán)境遭到破壞時(shí)，K值會下降，達(dá)到一個(gè)新的K值，當(dāng)環(huán)境條件改善時(shí)，K值會上升。如圖甲所示。2)一般情況下，達(dá)到K值后種群數(shù)量是可變的，會在K值附近波動。3)圖乙模型中：獵物種群數(shù)量超過N2，則引起捕食者種群數(shù)量增加；捕食者種群數(shù)量超過P2，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N2和P2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N2和P2。⑥種群“S”形增長曲線的K值與K/2值在實(shí)踐中的應(yīng)用B點(diǎn)的應(yīng)用控制害蟲數(shù)量應(yīng)盡早進(jìn)行，將種群數(shù)量控制于加速期(B點(diǎn)之前)，嚴(yán)防種群增長進(jìn)入加速期C點(diǎn)(K/2)的應(yīng)用對有害生物：嚴(yán)防種群數(shù)量達(dá)到該點(diǎn)，若鼠的數(shù)量達(dá)到K/2時(shí)，鼠害將難以控制對有益資源：黃金利用點(diǎn)，當(dāng)資源利用后維持于該點(diǎn)時(shí)將具最強(qiáng)更新能力，符合可持續(xù)發(fā)展原則E點(diǎn)(K值)的應(yīng)用對有害生物：限制生存條件，降低環(huán)境容納量，如封存糧食、硬化地面以限制鼠的種群數(shù)量對有益生物：改善生存條件，如建立自然保護(hù)區(qū)，提高環(huán)境容納量是保護(hù)大熊貓根本措施的小結(jié)：種群的“J”形增長和“S”形增長①“J”形和“S”形曲線之間的陰影部分表示由于環(huán)境阻力的存在，在生存斗爭中被淘汰的個(gè)體數(shù)目。②“J”形和“S”形曲線起點(diǎn)一定不能從“0”開始③“J”形和“S”形曲線的初始階段不能等同。由于“S”形曲線的初始階段環(huán)境阻力很小，可將其視為類似無環(huán)境阻力的理想環(huán)境，同時(shí)將“S”形曲線的初始視為類似于“J”形增長3．種群數(shù)量的波動和下降①大多數(shù)生物的種群數(shù)量總是在波動中。處于波動中的種群，在某些特定條件下可能出現(xiàn)種群爆發(fā)。種群數(shù)量的波動類型; 周期性波動：兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間相等的波動。少數(shù)物種的種群數(shù)量波動表現(xiàn)出周期性非周期性波動（不規(guī)則的波動）：兩個(gè)波峰之間相隔的時(shí)間不相等的波動。大多數(shù)物種的種群數(shù)量因氣候等發(fā)生非周期性波動②當(dāng)種群長久處于不利條件下，種群數(shù)量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。③種群的延續(xù)需要有一定的個(gè)體數(shù)量為基礎(chǔ)。當(dāng)一個(gè)種群數(shù)量過少，種群可能會由于近親繁殖等原因而衰退、消亡。對于那些已經(jīng)低于種群延續(xù)所需的最小種群數(shù)量的物種，需要采取有效保護(hù)措施進(jìn)行保護(hù)。4.影響種群數(shù)量變化的因素（1）影響因素就像“離離原上草”一樣，自然界的種群總是有盛有衰，數(shù)量處于不斷變動中。凡是影響種群重要特征的因素，都會影響種群的數(shù)量變化。（2）非生物因素1）陽光郁閉度：（也稱林冠層蓋度），林冠層遮蔽地面的程度舉例：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光照強(qiáng)度影響方式：①光照強(qiáng)度會影響植物的光合作用強(qiáng)度，光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源。②光照強(qiáng)度直接影響植物體的正常生長發(fā)育。2）溫度舉例：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)一般會全部死亡影響方式：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。溫度會影響酶的活性3）水分舉例：干旱缺水會使許多動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?！净认x將卵產(chǎn)在土壤中，含水量在10%～20%時(shí)最適合它們產(chǎn)卵和孵化。干旱時(shí)，蝗蟲的天敵，如青蛙、蟾、鳥類等數(shù)量減少，就更容易爆發(fā)蝗災(zāi)】缺水既可以使生物種群數(shù)量減少，也可以使其增加。影響方式：細(xì)胞內(nèi)許多生物化學(xué)反應(yīng)都需要水的參與；土壤濕度會影響蝗蟲產(chǎn)卵和孵化，同時(shí)會使青蛙等天敵死亡率上升小結(jié)：非生物因素對種群數(shù)量變化的影響往往是綜合性的【存在主次之分】。同一非生物因素對不同動植物種群的影響是不同的。例如，春夏時(shí)節(jié)動植物種群普遍迅速增長，除氣溫升高外，日照延長、降水增多也是重要因素。對于動物來說，食物日益充足也是導(dǎo)致種群增長的重要因素，這就涉及生物因素了；（3）生物因素1）種群內(nèi)部的生物因素隨著種群的增長，種內(nèi)競爭會加劇，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；2）種群外部的生物因素①種間競爭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，這也會導(dǎo)致種群數(shù)量的變化。②捕食關(guān)系：除頂級捕食者外，每種動植物都可能是其他某種生物的捕食對象，每種動物都需要以其他生物為食。如果食物匱乏，動物種群會出現(xiàn)出生率降低、死亡率升高的現(xiàn)象。③寄生：作為宿主的動物被寄生蟲寄生，細(xì)菌或病毒引起傳染病，也會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。（4）制約因素①密度制約因素A.概念：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。B.舉例：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。②非密度制約因素A.概念：氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對種群的作用強(qiáng)度與種群密度無關(guān)。B.舉例：在遭遇寒流時(shí)，有些昆蟲種群不論其種群密度高低，所有個(gè)體都會死亡。提醒：食物和天敵等生物因素對種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群的密度是相關(guān)的，稱為密度制約因素。而氣溫和干旱等氣候因素以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對種群的作用強(qiáng)度與該種群的密度無關(guān)，稱為非密度制約因素。5.種群研究的應(yīng)用研究種群的特征和數(shù)量變化的規(guī)律，在野生生物資源的合理利用和保護(hù)、有害生物的防治等方面都有重要意義。（1）對野生生物資源和瀕危物種的保護(hù)建立自然保護(hù)區(qū)：降低環(huán)境阻力，提高環(huán)境容納量（2）對野生生物資源的利用:（合理開發(fā)利用）：1）中等強(qiáng)度的捕撈（捕撈量控制在K/2左右），有利于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量。注意：中等強(qiáng)度的捕撈，持續(xù)獲得較大捕撈量在K/2左右≠最大日捕撈量在K值時(shí)2）漁網(wǎng)網(wǎng)目不應(yīng)過小，否則會影響來年漁業(yè)產(chǎn)量。思考：漁網(wǎng)的網(wǎng)目不能過小，否則會影響來年魚產(chǎn)量。這是為什么？請從種群特征的角度作出解釋。原因：如果漁網(wǎng)網(wǎng)目過小，許多幼魚也會捕撈上來，影響魚種群的年齡結(jié)構(gòu)，從而影響魚種群的出生率，造成來年魚產(chǎn)量降低。3）“休漁期”和“禁漁區(qū)”。思考：我們應(yīng)該怎樣來確定合適的捕撈量才能即不危及魚類種群的持續(xù)發(fā)展,又能獲得較高的魚產(chǎn)量?在S型曲線中，種群數(shù)量達(dá)到K/2時(shí)，種群增長速率最大，資源再生能力最強(qiáng)。保證捕撈或利用后，種群數(shù)量不得低于K/2。這樣既可獲得最大利用量，獲得較大收益，又可有利于種群的可持續(xù)發(fā)展，保持種群高速增長。（3）對有害生物防治:1）采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)有有害生物的數(shù)量（小于K/2），降低其增長速率；2）減少獲取食物的機(jī)會等降低環(huán)境容納量（K值）；3）有效保護(hù)或合理引入天敵【生物防治】舉例：鼠害發(fā)生時(shí)，既適當(dāng)采用化學(xué)和物理的方法控制現(xiàn)存害鼠的種群數(shù)量，又可以通過引入天敵、減少食物等方法，降低其環(huán)境容納量。思路：a.增大死亡率。具體措施：機(jī)械捕殺【物理防治】、藥物毒殺【化學(xué)防治】等。b.降低出生率。具體措施：施用避孕藥、降低生殖率的激素等。c.降低環(huán)境容納量。具體措施：養(yǎng)殖家貓捕食家鼠、搞好環(huán)境衛(wèi)生、硬化地面、安全儲藏食物等。降低有害生物環(huán)境容納量是防治有害生物的根本措施（4）為引進(jìn)外來物種提供理性的思考。必須考慮所引入的外來物種是否會構(gòu)成對原來物種的危害，即是否會構(gòu)成生物入侵。思維訓(xùn)練：分析循環(huán)因果關(guān)系在生物學(xué)上，許多生理或生態(tài)過程的因果關(guān)系是循環(huán)性的，也就是說，一定的事件作為引起變化的原因，所導(dǎo)致的結(jié)果又會成為新的條件，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)。若結(jié)果2與原因1相反，則屬于負(fù)反饋；若結(jié)果2比原因1程度加強(qiáng)，則屬于正反饋。思考1：甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)是循環(huán)因果關(guān)系嗎？下丘腦分泌促甲狀腺激素釋放激素（TRH)，TRH作用于垂體，促使垂體分泌促甲狀腺激素（TSH)；TSH隨血液循環(huán)到達(dá)甲狀腺，促使甲狀腺增加甲狀腺激素的合成和分泌。當(dāng)血液中的甲狀腺激素含量增加到一定程度時(shí)，又會抑制下丘腦和垂體分泌相關(guān)激素，進(jìn)而使甲狀腺激素的分泌減少。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。思考2：獵物和捕食者種群數(shù)量變化的相關(guān)性。猞猁種群數(shù)量上升會加大對雪兔的捕食壓力，導(dǎo)致雪兔死亡率上升而種群數(shù)量下降；雪兔種群數(shù)量下降時(shí)，導(dǎo)致猞猁食物匱乏，猞猁種群出生率下降、死亡率上升，種群數(shù)量也下降；猞猁種群數(shù)量下降會減輕對雪兔的捕食壓力，使雪免種群數(shù)量得以恢復(fù)；雪兔種群數(shù)量上升，猞猁因食物充足，出生率上升、死亡率下降，種群數(shù)量上升。如此循環(huán)，二者的種群數(shù)量是相互影響的，是循環(huán)因果的關(guān)系。思考3：人類活動中是否也能找到類似的例子？血糖調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)、排尿反射等?？键c(diǎn)三培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化酵母菌：單細(xì)胞真核生物，兼性厭氧，生長周期短，增殖速度快，在實(shí)驗(yàn)室條件下，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)酵母菌，可以觀察酵母菌種群數(shù)量隨時(shí)間變化的情況。還可以用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料探究酵母菌的呼吸方式材料用具：酵母菌、無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液、試管、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板、滴管、顯微鏡等(1)實(shí)驗(yàn)原理①用液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）培養(yǎng)酵母菌，種群的數(shù)量增長受培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)的空間、pH、溫度等因素的影響。②在理想環(huán)境中，酵母菌種群的增長呈“J”形曲線；在有限的環(huán)境條件下，酵母菌種群的增長呈“S”形曲線。在恒定培養(yǎng)液中當(dāng)酵母菌種群數(shù)量達(dá)到K值后，還會轉(zhuǎn)而下降直至全部死亡(營養(yǎng)物質(zhì)消耗、代謝產(chǎn)物積累及pH變化所致)。(2)酵母菌計(jì)數(shù)的方法：抽樣檢測法血細(xì)胞計(jì)數(shù)板及相關(guān)計(jì)算①血球計(jì)數(shù)板是一種專門用于計(jì)算較大單細(xì)胞微生物的一種儀器。血細(xì)胞計(jì)數(shù)板由一塊厚玻璃片特制而成，其中央有兩個(gè)計(jì)數(shù)室。每個(gè)計(jì)數(shù)室劃分為9個(gè)大方格（如上圖A所示）②0.10mm的含義：