第23讲 种群和群落-备战2025年高考生物一轮复习精讲课件（新高考通用）

第23讲 种群和群落 目录 Contents 一 种群密度的调查方法 三 种群数量的变化及影响因素 二 种群的特征 第24讲 种群和群落 四 生态系统水平上的作用 【学习目标】 概念2 生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态； 2.1 不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落 2.1.1 列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率年龄结构、性别比例等特征 2.1.2尝试建立数学模型解释种群的数量变动 2.1.3 列举说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征 2.1.4 描述群落具有垂直和水平结构等特征，并可随时间而改变 2.1.5阐明一个群落替代另一个群落的演替过程，包括初生演替和次生演替两种类型 2.1.6 分析不同群落中的生物具有与该群落环境相适应的形态结构、生理特征和分布特点 第 ‹#› 页 在一定的空间范围内，同种生物的所有个体形成的集合 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合 在一定空间内，由生物群落与它的非生物因素互相作用而形成的统一整体 地球上的全部生物及其非生物环境的综合，构成地球上最大的生态系统 生物圈 生态系统 群落 种群 种群密度是种群最基本的数量特征。 种群密度的调查方法 逐个计数法 估算法 适用范围 分布范围较小、个体较大的种群 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 适用范围 有趋光性的昆虫 适用范围 植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻） 适用范围 活动能力强、活动范围大的动物 其他方法 航拍法、红外触发相机、粪便、声音等 抽样检测法 一 种群密度的调查方法 1)黑光灯诱捕法 利用昆虫的趋光性，用黑光灯诱捕昆虫的方法调查种群密度属于去除取样法(移动诱捕法)。 其原理为：在相对封闭的种群里，用同样的方法连续捕捉被调查的动物。随着连续捕捉，导致种群内个体逐渐减少，造成每次捕获数逐次递 减，但捕获的总累计数逐渐增加，当单次捕获数降为零时，捕获的总累积数等于该种群的总个体数. 单 次 捕 获 量 捕获累计量 2)抽样检测 显微镜观察 怎么取样？ 取样前要振荡，使酵母菌均匀分布 待酵母菌沉降到底部再计数 2)抽样检测 来自：汉水丑生 注意： 1. 血球计数板又称为血细胞计数板 2. 血球计数板直接计数无法区分微生物死活，因此计数值偏大 . 3. 可以通过台盼蓝染色的方法克服血球计数板无法区分微生物 死活的缺陷 血球计数板 2)抽样检测 现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个／mL。 【注意事项】 (1)先将盖玻片放在计数室上，再将培养液滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入，待酵母菌全部沉降到计数室底部再计数。 (2)从试管中吸出培养液进行计数之前需将试管轻轻振荡几次，使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。 （3）本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，应对每个样品计数三次，取其平均值。 (4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每个小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。 ②调查程序：  3)样方法 随机取样，样方大小适中，样方数量不宜太少。 ③取样: ①概念: 计上不计下,计左不计右 在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。 双子叶植物的种群密度 乔木一般为100 m2，灌木为16 m2，草本植物为1 m2 活动范围大，活动能力强的动物 在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体，做上标记（M）后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕（n） ，根据重捕到的动物中标记个体数（m）占总数的比例，来估计种群密度。 估算种群密度偏大/偏小 适用对象 计算公式 方法 误差分析 N= m（重捕中标记数） ╳M(总标记数） n（重捕个体数） 标志重捕法 4)标志重捕法 第 ‹#› 页 标志重捕法误差分析 分析以下实例中，可能存在下列各情况带来的误差： ①标记物易脱落；②被标记个体被再次捕获的机会降低；③标记物导致被标记个体易于被捕食；④被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体稀少处被捕获；⑤被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获且在被标记个体密集处被捕获；⑥标记物影响被标记个体的活动，使其被再次捕获的机会增大。 以上估算值将偏大 ，估算值将偏小 。 注意：判断的关键是分析再捕被标记数量的变化。 ①②③④ ⑤⑥ 4）标志重捕法 第 ‹#› 页 二 种群的特征 空间特征 数量特征 出生率、死亡率 种群密度 决定 迁入率、迁出率 决定 年龄组成 预测 性别比例 影响 均匀分布 随机分布 集群分布 1、种群密度 （1）定义 种群在单位面积或单位体积中的个体数。 （2）种群密度调查的应用 濒危动物保护；农田杂草状况调查；农林害虫的监测和预报；渔业上捕捞强度的确定。 2.1 种群的数量特征 2、出生率和死亡率 3、迁入率和迁出率 增长型 稳定型 衰退型 4、年龄结构 可影响出生率和死亡率，可预测种群数量的变化趋势。 2.1 种群的数量特征 直接影响种群数量变化 【思考】年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄结构为衰退型的种群呢？ 【答案】不一定。这是因为出生率和死亡率，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响，此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 2.1 种群的数量特征 5、性别比例 （1） 定义 种群中雌雄个体数目的比例。 （2）对种群数量的影响 影响出生率，进而影响种群密度。 6.应用实例 ①利用性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，改变性别比例，低密度。 ②渔网网目不能过小，防治影响鱼种群的年龄结构，从而影响鱼种群的出生率，造成来年鱼产量降低。 2.1 种群的数量特征 构建影响种群数量特征的概念图 1、种群数量变化的研究方法 （1）研究方法：建立数学模型 （2）建立数学模型的一般步骤 （3）表达形式 ①数学方程式：科学、准确，但不够直观。 ②曲线图：能直观地反映出种群的增长趋势，但不够精确。 三 种群数量的变化及影响因素 三 种群数量的变化及影响因素 1.“J”型增长数学模型 ①模型假设（形成条件） 在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等条件下，种群的数量每年以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。 种群数量表达式为Nt＝N0λt 【实例】分析曲线 ①a段：λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。 ②b段：λ减小，但仍大于1，群数量逐年增长，种群出生率大于死亡率。 ③c段：λ＝1，种群数量维持相对稳定。 ④d段：λ<1，种群数量逐年下降，种群死亡率大于出生率。 ⑤e段：λ呈上升趋势，但仍小于1，种群数量逐年下降，种群死亡率大于出生率。 ________________________________ ____________________________________________ _____________________________________________ _______________________________________________ ______________________________________________ 三 种群数量的变化及影响因素 2、种群的“S”型增长 资源和空间总是有限的，随种群密度增大，种内竞争加剧，从而使种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 ①环境容纳量（K值） ②K值是可以变化的 当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。 三 种群数量的变化及影响因素 K值的表示方法 K值的应用①保护野生资源：减少环境阻力，增大K值 实例：野生大熊猫数量锐减的原因是什么？ 栖息地遭到破坏，食物减少和活动范围缩小，K值变小。 应对措施是什么？ 建立自然保护区，改善栖息环境，从而提高环境容纳量是根本保护措施。 三 种群数量的变化及影响因素 K值的表示方法 三 种群数量的变化及影响因素 ②有害动物的防治：增大环境阻力，降低K值 实例：对鼠等有害动物的控制，如可以采取器械捕杀、药物防治，将粮食和其他食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌。 ③合理确定载畜量：草原最大载畜量不超过K值。 种群研究的应用 野生生物资源的合理利用和保护 有害生物的防治 保护濒危动物 渔业捕捞 鼠害防治 农业害虫防治 化学、物理方法 降低环境容纳量 农药防治 生物防治 中等强度（K/2）捕捞 三 种群数量的变化及影响因素 Nt = N0 × λt 种群个体数量 t N0 为该种群的起始数量，t 为时间 λ 为该种群数量是t之前种群数量的倍数 ⼀定的环境条件所能维持的种群最大数量 K值 ：环境容纳量： V max = K/2 有利 ⽣物利⽤ 有害 ⽣物处理 K/2之前 越早越好 维持K/2 捕捞剩余在K/2左右，获得最大持续产量， 有害生物及时控制数量，严防达到K/2 三 种群数量的变化及影响因素 4、种群数量的波动 （1）种群的数量变化 ①在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。 ②大多数种群的数量总是在波动中； ③处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群数量爆发增长； ④长久处于不利的条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 三 种群数量的变化及影响因素 （2）影响种群数量变化的因素 （1）非生物因素 ①在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。 ②非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 （2）生物因素 ①内部因素：种内竞争。由于食物和空间等资源越有限，种群密度越大，则种内竞争越激烈、种群增长率越小。 ②外部因素：食物、天敌，种间竞争，寄生 三 种群数量的变化及影响因素 1、群落概念： 在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合。 2、群落的特征：包括物种组成、种间关系、空间结构、群落演替等。 2.1 物种组成 （1）群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，决定群落最重要的因素。 （2）物种丰富度 一个群落中的物种数目。越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。 四 群落的结构 2.2 种间关系 捕食： —种生物以另—种生物为食的现象。 种间竞争： 两种或更多中生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥的现象。 寄生： —种生物从另—种生物（宿主）的体液、组织或已消化的物质中获取营养并通常对宿主产生危害的 现象。 互利共生： 两种生物长期共同生活在—起，相互依存，彼此有利。 被捕食者 先增加 先减少 捕食者 后增加 后减少 竞争(无优势种) 竞争(有优势种) 捕食 四 群落的结构 2.3 群落的空间结构 垂直结构 植物的垂直结构主要与光的利用有关 分层现象显著提高了群落利用阳光能环境资源的能力 ; 植物垂直分层为动物创造多样的栖息空间和食物条件 啄木鸟 杜鹃 画眉 水平结构 水平结构在非生物方面主要受光照强度、地 形、盐碱度和湿度等影响；在生物方面主要 受自身生长特点和人与动物影响有关 注意： 高山上各海拔分布着不同的植被类型。这种 分布并不属于群落的垂直结构，也不是群落的水平结构，有明显边界，地理学上称为“垂直地带性”分布。 2.3 群落的空间结构 注意：“浅水区”与“深水区”之间体现了水平结构 2.4 群落的演替 演替：是指随时间推移，⼀个群落被另⼀个群落代替的过程。 初生演替(从零开始) 从原先没有过植被，或虽存在过 植被但被彻底消灭了的地⽅。如 裸岩，⽕⼭岩，冰川泥等。 次生演替(从非零开始) 虽失去了原有植被，但⼟壤条件 甚⾄种⼦等繁殖体被保留。如弃 耕农⽥，野⽕烧⽥之后。 森林阶段 裸岩阶段 苔藓阶段 草本阶段 灌木阶段 地衣阶段 人类 改变 演替 速度 方向 2.4 群落的演替与优势种变迁 优势种：个体数量通常较多，占据竞争优势，通过竞争占有更多资源演替的最终结果，是达到当前环境允许的顶级群落。 森林阶段 裸岩阶段 苔藓阶段 草本阶段 灌木阶段 地衣阶段 逆行演替 群落收到干扰破坏，使演替过程倒退。逆行演替导致植物种类由多变少，结构由复杂到 简单，群落退化甚至消失。 顺行演替 演替早期植物群落经过一系列的变化，向逐渐符合当地生 态环境的演替过程。顺行演替一般表现为群落的植物种类 由少变多，结构由简单到复杂，由不稳定到比较稳定 顺行演替 生态位 生态位：指物种利用群落各种资源的幅度及该物种与群落中其他物种相互关系的总和，可以表示物种在群落中的地位、作用和重要性。 单⼀物种W越窄， 种内斗争越强 多个物种W重叠越多， 竞争越强 乙群落 种间竞争较强 种内斗争较弱 甲群落 种间竞争较弱 种内斗争较强 物种3 物种2 W 某物种 物种3 物种2 物种1 物种1 土壤中小动物丰富度的调查 群落的结构 四 群落的结构 Lavf58.28.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$null