1.3影響種群數(shù)量變化的因素課件高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修22

第一章種群及其動(dòng)態(tài)第3節(jié)影響種群數(shù)量變化的因素分析影響種群數(shù)量變化的因素(生命觀念、科學(xué)思維)認(rèn)識(shí)生物學(xué)過程中存在因果循環(huán)關(guān)系(科學(xué)探究)闡明種群研究在資源利用和保護(hù)、有害

生物防治方面的應(yīng)用(科學(xué)思維)從近期效應(yīng)和長遠(yuǎn)效應(yīng)兩個(gè)方面探討人類活動(dòng)對(duì)種群及環(huán)境的影響(社會(huì)責(zé)任)學(xué)習(xí)目標(biāo)034 問題探討“離離原上草，一歲一枯榮。野火燒不盡，春風(fēng)吹又生?！痹谖覈狈降脑吧希鞣N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)境因素有陽光、溫度、適度等死亡率有什么影響?春夏時(shí)節(jié)植物種群密度越來越

高，當(dāng)?shù)貏?dòng)物有了更多的食物

來源出生率升高，死亡率降低

同時(shí)食物來源豐富，動(dòng)物間的

競爭程度減小也降低了死亡率

秋冬時(shí)節(jié)則相反，植物種群密

度降低，動(dòng)物食物匱乏，動(dòng)物

種群會(huì)出現(xiàn)出生率降低，死亡

率升高的現(xiàn)象。2.

這些植物種群的數(shù)量變化對(duì)當(dāng)?shù)貏?dòng)物種群的出生率和

問題探討種群的出生率和死亡率、遷入率和遷出率_等特征直接決定種群密度。因此，凡是影響種群重要特征的因素，都會(huì)影響

種群的數(shù)量變化。就像“離離原上草”一樣，自然界的種群總是有盛有衰，數(shù)

回顧舊知量處于不斷變動(dòng)中。

思考·討論

非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響

下表為某地人工柳樹林中，林下集中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)變化調(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加拿大一枝黃花10.49.56.15.63.01.2刺兒菜3.74.38.54.42.21.0

枝黃花刺兒菜年

蓬與一年蓬、加拿大一枝黃花的有較大差異，這是為什么刺兒菜為陰生植物更適于在低光照強(qiáng)度下生長，對(duì)光照強(qiáng)度敏感度比一年蓬，加拿大一枝黃花更低。種群數(shù)量的變化還受溫度和濕度、風(fēng)、火等非生物因素的影響，例如某山脈中，在該山脈的北部的鹿種群對(duì)于嚴(yán)寒的冬季氣候極為敏感，如果連續(xù)出現(xiàn)幾個(gè)嚴(yán)冬天氣，該山脈的鹿種群數(shù)量就會(huì)急劇下降，在沙漠地區(qū)，某些嚙齒動(dòng)物和鳥類的種群數(shù)量與降雨量有著直接關(guān)系，更格盧鼠棲居在沙漠的低地處，雖然它們具有貯存水分和長期干旱的生理適應(yīng)能力，但它們棲居的環(huán)境中必須保持一定的濕度，如果雨量不足，食料植物的生長發(fā)育就會(huì)受到影響，更格盧鼠的生殖能力就會(huì)很低。 思考·討論非生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響1.影響該草本植物種群密度的非生物因素是什么2.仕問件的非生物囚系的影啊下，刺幾采的種群密度變化水是任何生物都不可缺少的組成成分，生物的一切代謝活動(dòng)都

必須以水為介質(zhì)，水對(duì)生物的生存和延續(xù)來說是至關(guān)重要的。實(shí)例：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

尋找水源的過程中也常常發(fā)生個(gè)體的死亡。而對(duì)于東亞飛蝗來說，

干旱氣候正是其種群爆發(fā)式增長的主要原因。在自然界，種群的影響一、非生物因素非生物因素的種類新課講授(1)水1溫(2)

陽光陽光不僅為生物創(chuàng)造著適于生存的溫度條件，而且也為一切生命活動(dòng)提供了取之不盡的能源。綠色植物口有供助合作羅在葉綠傳中界吸

的

成有所有

些有生活實(shí)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收到的光照強(qiáng)度。實(shí)例1:在溫帶和寒溫帶地區(qū)，許多植物的種子在春季萌發(fā)為新

的植株，這主要是受溫度升高的影響。實(shí)例2:蚊類昆蟲在寒冷季節(jié)到來時(shí)一般會(huì)全部死亡，這主要是

受氣溫降低的影響。,

任的

影晶的

的有度體白使溫物蛋

和知識(shí)點(diǎn)睛①光照對(duì)生物的生理和分布起著決定性作用。例如，光照強(qiáng)弱影響植

物的分布，光照時(shí)間長短影響植物的繁殖等；光照還可以影響動(dòng)物的體色和繁殖等。②溫度同樣影響植物的分布、生長和發(fā)育。不同地帶由于溫度的差異

造成植物、動(dòng)物的種類不同、生理周期和生活習(xí)性的不同等(如溫帶

和熱帶動(dòng)植物分布和生理習(xí)性的區(qū)別)。③水分影響生物的生長發(fā)育，并決定陸生生物的分布。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。非生物因素影響的特點(diǎn)BOOK

基礎(chǔ)檢測(cè)1.不同的種群受同一環(huán)境因素影響，其種群數(shù)量變化趨勢(shì)相同(

×

)2.影響種群數(shù)量變化的主要因素只有水(×)3.光照只對(duì)陽生植物有影響，陰生植物不需要光(×

)2

新課講授

二

、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。

思考·討論影響種群數(shù)量的其他生物因素資料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)：與單獨(dú)培養(yǎng)不同，混合培養(yǎng)開始時(shí)兩個(gè)種群的數(shù)量也都有

增長，但隨后雙小核草履蟲個(gè)體數(shù)繼續(xù)增加，而大草履蟲個(gè)體數(shù)下降，最后完全消失。這兩種草履蟲都沒有分泌殺死對(duì)方的物質(zhì)。于這兩種草履蟲具有相似的生活習(xí)性(尤其是都能以同一種桿菌為食)當(dāng)它們被放在同一個(gè)容器中混合培養(yǎng)時(shí)，起初兩種草履蟲的數(shù)量較少，而食物(桿菌)的數(shù)量較多，因此表現(xiàn)為兩種草履蟲的數(shù)量均增加。但是，隨著兩種草履蟲種群數(shù)量的增加，相互之間對(duì)食物的爭奪表現(xiàn)為大草履蟲處于劣勢(shì)，雙小核草履蟲處于優(yōu)勢(shì)。隨著雙小核草履蟲數(shù)量的增加，雙小核草履蟲爭奪食物的優(yōu)勢(shì)越來越大，最終大草履蟲因失去了食物的來源而滅亡。兩種草履蟲沒有分泌殺死對(duì)方的物質(zhì)，進(jìn)一步證實(shí)了該實(shí)驗(yàn)結(jié)果緣于兩種草履蟲爭奪資源，這就是競爭。1.怎樣解釋資料1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

思考·討論

在合適的條件下，大草履蟲和雙小核草履蟲均能正常生長繁殖，由1008060402001845185518651875188518951905191519251935員在90多年的時(shí)間里，對(duì)猞猁和雪兔的種群數(shù)量做了研究，結(jié)資料1

|

生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人

思考·討論果如下圖所示。猞猁和雪免種

群數(shù)量變化曲線-雪兔———猞猁種群數(shù)量/千只14

0120年份就不斷增加；但當(dāng)猞猁數(shù)量過多時(shí)，雪免數(shù)量急劇下降，猞猁會(huì)因食物缺乏而饑餓或病死，造成數(shù)量下降；同時(shí)，這也給雪免提供了一個(gè)繁衍猞猁數(shù)量的周期性變化是在雪兔周期性變化之后。但二者相互制約互為因果。4.除猞猁外，影響雪兔種群數(shù)量變動(dòng)的還有其他因素嗎除猞猁對(duì)雪兔有影響外，雪兔還受到許多其他因素的影響，如雪兔所吃的植物也影響這個(gè)周期。當(dāng)雪免數(shù)量增加時(shí)，植物數(shù)量降低，當(dāng)降低到不足以養(yǎng)活雪兔種群時(shí)，雪免與其食料之間的相互關(guān)系就會(huì)成為決定種群動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵因素。 思考·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猞猁以雪免為食，當(dāng)雪免數(shù)量增加時(shí)，猞猁食物充足，猞猁數(shù)量也1

隨著種群的增長，種群數(shù)量的變化除了受到種群內(nèi)部生物因素的影響外，還受到種群外部生物因素的影響。(1)

種內(nèi)競爭：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)量變化受到種群內(nèi)部生物因素的影響。(2)

種間競爭：由于雙小核草履蟲和大草履

蟲都以一種桿菌為食物，混合培養(yǎng)與單獨(dú)培

養(yǎng)的種群數(shù)量的變化結(jié)果不同的是由種間競

爭造成的。(4)

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。(3)

捕食與被捕食的關(guān)系：生活

在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪

兔，其數(shù)量變化。(1)

食物和天敵等生物因素對(duì)種群數(shù)量的作用強(qiáng)度與該種群的密度是相關(guān)的。例如，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，因此，這些因素稱為密度

制約因素(2)氣溫、干旱等氣候因素，以及地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，對(duì)種群的作用強(qiáng)度與該種群的密度無關(guān)，因此被稱為非密度

制約因素。例如，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(huì)死亡。2密度制約因素和非密度制約因素

rffl知]

識(shí)延伸密度制約因素存在反饋調(diào)節(jié)：生物種群的相對(duì)穩(wěn)定和有規(guī)則的波動(dòng)和密度制約因素的作用有關(guān)。當(dāng)種群數(shù)量的增長超

過環(huán)境的負(fù)載能力時(shí)，密度制約因素對(duì)種群的作用增強(qiáng)，使

死亡率增加，而把種群數(shù)量降到滿載量以下。反之，密度制約因素作用減弱，使種群的數(shù)量增長。BOOK

基礎(chǔ)檢測(cè)1.生物因素對(duì)種群數(shù)量變化的影響大于非生物因素(

×

)2.種群數(shù)量變化不僅受外部因素的影響，還受自身內(nèi)部因素的影響。(√

)3.食物、天敵都可以成為影響種群數(shù)量變化的生物因

素(√)

新課講授

三

、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)

瀕危動(dòng)物的保護(hù)：通過調(diào)

查獲知種群密度、出生率和死亡率、

年齡結(jié)構(gòu)、性別比例等特征，以及

影響該種群數(shù)量變化的因素，才能

準(zhǔn)確了解該種群的生存狀態(tài)，預(yù)測(cè)

該種群的數(shù)量變化趨勢(shì)，進(jìn)而采取

合理的保護(hù)對(duì)策蘇由臘虎(2)

漁業(yè)捕撈：明確捕撈量和

種群數(shù)量變化之間的關(guān)系，確

定合適的捕撈量，秉持可持續(xù)

發(fā)展原則。從理論上說“S”形

增長的種群在種群數(shù)量達(dá)到K值

時(shí)，出生率與死亡率相等，這

時(shí)即使不捕撈，種群數(shù)量也不

會(huì)增加。研究表明中等強(qiáng)度的

捕撈(捕撈量在

2

左右)有利

于持續(xù)獲得較大的魚產(chǎn)量。(3)

在有害生物的防治方面，種群研究同

樣具有重要意義。例如，鼠害的防治等可以

從生物因素和費(fèi)生物因素共同考慮。在鼠害

發(fā)生時(shí)，既適當(dāng)采用化學(xué)和物理的方法控制

現(xiàn)存鼠害的種群數(shù)量，又通過減少其獲得食

物的機(jī)會(huì)等方法降低其環(huán)境容納量，才能使

鼠害得到有效防治。再如，對(duì)農(nóng)林害蟲的防

治，如果一味依賴噴灑農(nóng)藥的方法，既造成

環(huán)境污染，又傷及害蟲的天敵，而有效保護(hù)

或引入天敵生物，則有利于將害蟲數(shù)量控制

在較低的水平。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(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)。請(qǐng)分析以下生物學(xué)過程的因果關(guān)

系的循環(huán)性并回答問題。

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，反饋調(diào)節(jié)若含量過高促甲狀腺激素釋放激素

思維訓(xùn)練

分析循環(huán)因果關(guān)系1.甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)。細(xì)胞代謝下丘腦甲狀腺促甲狀腺激素甲狀腺激素垂體 思維訓(xùn)練分析循環(huán)因果關(guān)系2.獵物和捕食者種群數(shù)量變化的相關(guān)性抑制(-)獵物數(shù)量增加捕食者數(shù)量增加3.人類活動(dòng)中是否也能找到類似的例子大量人口需要更多資源