1、第1节 种群的相对稳定 1.举例说明种群的概念,辨析种群特征之间的关系。2.学会调查种群密度的方法。3.分析“J”型、“S”型增长曲线的含义,并应用于生产、生活实例。4.分析影响种群数量变化的因素,并了解种群数量的调节及其作用。一 二 三 一、种群的特征 1.种群数量(1)调查动物种群数量的常用方法:标志重捕法。(2)公式:种群数量N=nmM(M为第一次捕获并标志数,n为第二次捕获数,其中被标志数为m)2.种群密度(1)概念:单位空间内种群的个体数量称为种群密度。(2)调查方法 生物类别 种群数量/密度统计方法 种群数量少,分布范围小,个体较大,易观察 直接计数或标记推断法 植物和活动能力弱、
2、活动范围小的动物 样方法 较活跃、活动范围较大的动物 标志重捕法 一 二 三 3.出生率和死亡率(1)出生率:单位时间内种群新生个体数占种群数量的百分比。(2)死亡率:单位时间内种群死亡个体数占种群数量的百分比。出生率 死亡率 分类 理想条件 最大出生率 最低死亡率 实际条件 生态出生率 生态死亡率 影响因素 性成熟速度、每次产仔(卵)数、每年生殖次数、繁殖年龄的长短等 生理条件、捕食者、疾病、气候条件等 关系 出生率大于死亡率的种群,种群数量增高,种群密度增加 应用举例 长期以来,我国人口的出生率一直高于死亡率,因此将控制人口增长,实行计划生育定为基本国策 一 二 三 4.年龄结构(1)概念
3、:各年龄组的个体数在种群中所占的比就是年龄结构。(2)类型:增长型、稳定型、衰退型。(3)作用:对预测种群数量的变化趋势具有决定作用。一 二 三 类型 增长型 稳定型 衰退型 种群特征 繁殖前期个体数大于繁殖期、繁殖后期个体数 各年龄期个体数比例适中 繁殖前期个体数小于繁殖期、繁殖后期个体数 出生率与死亡率 出生率死亡率 出生率=死亡率 出生率死亡率 种群数量变化趋势 增大 稳定 减小 一 二 三 5.性别比(1)概念:指种群中雄雌性个体数之比。(2)应用:农业上常用性引诱剂诱杀雄性害虫,破坏害虫种群的性别比,从而降低害虫的种群密度。一 二 三 二、种群数量的变动 1.种群的指数增长(1)条件
4、:理想条件,包括食物充足、空间充裕,气温适宜,没有敌害。(2)数学模型:Nt=N0t。(3)增长曲线:“J”型曲线。2.种群的逻辑斯蒂增长(1)条件:有限条件,包括资源和空间有限,种内斗争,种间斗争,生物与无机环境的斗争。(2)曲线:“S”型曲线。(3)K值:“S”型曲线的最大值。一 二 三 三、种群数量的调节与平衡 1.环境容纳量:由环境资源所决定的种群限度就称为环境容纳量。2.种群数量的调节(1)密度制约因素的反馈调节 对一个生物种群来说,种群密度越大,个体之间对资源的竞争越激烈。例如动物与食物的关系就是这样。像食物这样,其作用随种群密度的大小而变化的种群调节因素称为密度制约因素。(2)非
5、密度制约因素的作用 非密度制约因素:刮风、下雨、降雪、变温等气候因素称为非密度制约因素。作用:一般是猛烈的、灾难性的。非密度制约因素本身对种群数量没有反馈作用,但可以通过密度制约因素的反馈机制来调节。1 2 4 3 1.种群各特征之间的联系 1 2 4 3(1)在种群的特征中,种群密度是最基本特征。(2)出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群数量和种群密度的直接因素。出生率和迁入率高,死亡率和迁出率低时,种群密度增加;相反,种群密度减少。1 2 4 3 2.种群数量的两种增长类型(1)种群的指数增长:在理想环境中,即空间、资源无限,不存在任何天敌,无捕食者、寄生者和竞争者的条件下,或当种群
6、迁入一种新环境后的一段时间内,种群的增长为指数增长,若用坐标图来表示,就会呈现出“J”型曲线,其特征为种群数量连续增长,模型为Nt=N0t。(2)种群的逻辑斯蒂增长:一般在有限的自然环境中,种群数量接近于K值时,种群就不再增长,种群的增长曲线为“S”型。两种增长方式的差异,主要在于环境阻力对种群数量增长的影响,按自然选择学说,它就是通过生存斗争淘汰的个体数。1 2 4 3(3)种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较 “J”型曲线“S”型曲线 产生条件 理想状态:食物和空间条件充裕;气候适宜;没有敌害、疾病 现实状态:食物和空间有限;各种生态因素综合作用 特点 种群数量以一定的倍数连续增长
7、种群数量达到环境容纳量K 值后,将在 K 值上下保持相对稳定 1 2 4 3 “J”型曲线“S”型曲线 环境容纳量(K 值)无 K 值 有 K 值 增长曲线 1 2 4 3 K值变动的示意图:同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动;当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节机制使种群数量回到正常范围内。1 2 4 3 3.对种群增长曲线及其种群增长率、增长速率对应关系的分析(1)种群增长率和增长速率的区别 增长率是指种群中增加的个体数占原来个体数的比例,通常以百分比表示。增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数=出生率-死
8、亡率=(出生数-死亡数)/(单位时间单位数量)。增长速率是指单位时间内增加的个体数。在坐标图上可用某时间内对应的数量曲线的斜率表示,斜率大则增长速率大。增长速率=(现有个体数-原有个体数)/增长时间=(出生数-死亡数)/增长时间。1 2 4 3(2)种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的不同 说明:图甲为种群数量的“S”型增长曲线,图乙为其增长速率曲线。两图中t1时种群数量为K/2。在t1时种群增长速率最大;在t2时种群数量最多,但种群增长速率为零,而且出生率等于死亡率,因此种群增长率也为零。1 2 4 3(3)“S”型增长曲线的开始部分不是“J”型增长曲线。“S”型增长曲线的种群增长率是逐渐减
9、小的,而“J”型增长曲线的种群增长率始终保持相对不变。“J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线。如某个种群迁入一个食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的理想环境,迁入后种群数量马上就会呈指数形式增长,不存在环境阻力;而“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段,始终存在环境阻力。1 2 4 3 4.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(1)血球计数板的结构和使用 血球计数板是由一块比普通载玻片厚的特制玻片制成的。玻片中有四条下凹的槽,构成三个平台。中间的平台较宽,其又被中间的一短横槽隔为两半,每半边上面刻有一个方格网。方格网上刻有9个大方格,其中只有中间的一个大方格为计数室
10、,供微生物计数用。这一大方格的长和宽各为1 mm,深度为0.1 mm,其体积为0.1 mm3。计数室通常有两种规格:一种是大方格内分为16中格,每一中格又分为25小格;另一种是大方格内分为25中格,每一中格又分为16小格。但是不管计数室是哪一种规格,它们都有一个共同的特点,即都是由1625=2516=400个小方格组成。1 2 4 3 1 2 4 3(2)血球计数板的使用注意事项(以计数酵母菌为例)。样品稀释的目的是便于酵母菌的计数,以每小方格内含有45个酵母细胞为宜,一般稀释10倍即可。将稀释后的酵母菌悬液用吸管吸取一滴置于盖玻片的边缘,使菌液缓缓渗入,多余的菌液用吸水纸吸取,稍待片刻,使酵
11、母菌全部沉降到血球计数室内。计数时,如果使用1625规格的计数室,要按对角线位,取左上、右上、左下、右下4个中格(即100个小格)的酵母菌数;如果规格为2516的计数板,除了取其4个对角方位外,还需再数中央的一个中格(即共80个小方格)的酵母菌数。当遇到位于方格线上的酵母菌,一般只计数方格的相邻两边(上方和左方线或下方和右方线)及其顶角的酵母菌。题型一 题型二 题型三 题型一 种群的数量特征 【例1】下列结合种群特征的概念图所做的分析,错误的是()A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响 B.种群密度是种群最基本的数量特征 C.预测种群数量变化的主要依据是 D.春运期间,广州人口数量变化主要取决于图中的
12、 题型一 题型二 题型三 解析:概念图中的分别是指死亡率、出生率、性别比和年龄结构。利用性引诱剂诱杀害虫会影响性别比。种群密度是种群最基本的数量特征。年龄结构是预测种群数量变化的主要依据。春运期间,广州人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率。答案:D 题型一 题型二 题型三 题型二 种群增长的特点 【例2】种群在理想环境中,呈“J”型曲线增长(如下图曲线甲);在有环境阻力的条件下,呈“S”型曲线增长(如下图曲线乙)。若该图表示蝗虫种群增长曲线,下列有关叙述正确的是()A.环境阻力出现在曲线d点之后 B.防治蝗虫虫害应该在曲线c点之后 C.“S”型曲线表示种群数量与食物的关系 D.呈“S”型增长的
13、蝗虫,其数量可能会超过K值 题型一 题型二 题型三 解析:题图中阴影部分表示环境阻力,其是在a点之后出现的。图中c点时,种群数量为K/2,此时,种群增长速率最大,防治蝗虫虫害应在c点之前。“S”型曲线不能表示种群数量与食物的关系。种群的环境容纳量是一个相对值,当种群数量达到最大时,仍然处于变化中,有可能超过K值。答案:D 题型一 题型二 题型三 题型三 种群数量的调节 【例3】在野外试验站,研究棉蚜发生期开放和封闭条件下,不同初始密度(1头/叶和20头/叶)的棉蚜种群密度变化,各实验组均放置规格、数量相同的棉叶,结果如下图。有关叙述错误的是()题型一 题型二 题型三 A.初始密度相同的种群,开
14、放条件下先于封闭条件下衰退,可能与迁出有关 B.初始密度相同的种群,开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值,可能与迁入有关 C.开放和封闭条件下,种群数量并非均在达到K值时开始衰退 D.开放和封闭条件下,种内斗争均在种群衰退时开始减弱 解析:由题图中数据可知,一片叶子上棉蚜的环境容纳量约为750头,只有开放20头/叶的种群数量在达到K值时开始衰退,其他条件下的种群数量均在未达到K值时开始衰退。种群在开始衰退时种内斗争最激烈,所以导致一些个体死亡,进入衰退期。答案:D 1 2 3 4 5解析:A属于增长型,将来种群数量会增加。B、C属于稳定型,在一段时间内种群数量保持相对稳定。D属于衰退型,在接下
15、来的一段时间内种群数量会下降甚至灭绝。答案:D 1下面是一个种群的年龄分布图,哪个种群灭绝的机会最大?()1 2 3 4 52下列有关种群数量调查的方法,正确的是()A.调查蝗虫幼虫跳蝻,用标志重捕法 B.调查马尾松,小样方划分为1 m2左右 C.调查蒲公英,可在生长旺盛的地方选取几个样方 D.调查趋光性农业害虫,可用“黑光灯”诱捕计数法 解析:蝗虫幼虫跳蝻活动力弱,故用样方法。小样方面积因植物而异,草本植物在1 m2以上,灌木在10 m2以上,乔木在100 m2以上,马尾松属乔木,小样方面积划分为100 m2左右。调查蒲公英,应该注意在调查区域随机选取样方,如果只选择生长旺盛区域,则会导致调
16、查结果偏大。“黑光灯”发出紫外线,利用昆虫的趋光性,将其杀死后统计数量。答案:D 1 2 3 4 53a具有出生、性别、年龄、死亡等特征,b具有出生率、性别比、年龄结构等特征,那么a和b的特征分别属于()A.物种的个体,一个鲤鱼种群 B.物种的个体,一条鲤鱼 C.种群,一个鲤鱼种群 D.种群,一条鲤鱼 解析:出生率、性别比、年龄结构等特征是种群具有的,出生、性别、年龄、死亡则是个体所具有的特征。答案:A 1 2 3 4 54下列关于种群数量变化的叙述,不正确的是()A.在理想条件下,种群数量增长可用一定的数学模型表示 B.一个物种引入新的地区后,其种群数量一定呈指数增长 C.对家鼠等有害动物的
17、控制,要尽量降低其K值 D.研究一个呈“S”型曲线增长的种群的增长速率可预测其K值 解析:在理想条件下,种群数量增长符合“J”型增长模型。一个物种引入新的地区后,如果环境不适宜其生存,则其种群数量不会呈指数增长。降低家鼠K值,才能控制其数量增长。“S”型曲线的增长速率先增大后减小,最大值出现在K/2处,故根据种群的增长速率可预测其K值。答案:B 1 2 3 4 55当种群数量达到K值时,可能出现的现象是()A.生态因素对该种群的影响没有作用 B.种群的数量保持相对稳定 C.食物将不再是限制种群发展的因素 D.出生率再也不会超过死亡率 解析:当种群的数量达到最大值K时,种群数量一般不再增长,此时的环境条件刚好维持生物的生活,所以种群的数量可能会暂时保持相对稳定。答案:B
