1.3影响种群数量变化的因素 课件-2024-2025学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

第1章 种群及其动态 第3节 影响种群数量变化的因素 教学目标 目标 01 02 03 归纳概括生物因素和非生物因素对种群数量变化影响的异同。 (科学思维、科学探究) 分析种群数量变化的影响因素，如何影响？(生命观念) 通过归纳种群数量变化在实践中的应用，养成关注生产实践、学以致用的态度。(社会责任) 2 种群的“J”形增长 种群的“S”形增长 资源和空间充裕、气候适宜 没有天敌和其他竞争物种等 资源和空间有限 种群密度增大，种内竞争加剧 K 种群数量 时间 0 时间（t） Nt N0 种群数量 思考：资源、空间、气候等因素都能影响种群数量变化，你能具体说一说影响种群数量变化的因素有哪些吗？ “J”和“S”曲线的比较 “离离原上草，一岁一枯荣。野火烧不尽，春风吹又生。”在我国北方的原野上，各种草本植物在春夏时节种群密度越来越高，在秋冬时节则相反。 四季交替万物变化（视频） 1. 导致这些植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么？ 阳光、温度、水等非生物因素 2. 这些植物种群的数量变化对当地动物种群的出生率和死亡率有什么影响？ 【问题探讨】 春夏时节，草木繁盛，植食性动物食物充足，出生率提高，死亡率降低，秋冬时节则相反。植食性动物的种群数量变化，又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。 种群数量 （种群密度） 凡是影响种群重要特征的因素 都会影响种群的数量变化 非生物因素 生物因素 出生率 迁入率 死亡率 迁出率 年龄组成 性别比例 如阳光、温度、水等 种内 种间 种间竞争、捕食、寄生 思考：非生物因素和生物因素都能影响种群数量，请尝试举出具体实例。 郁闭度：林冠层遮蔽地面的程度。 【思考.讨论】非生物因素对种群数量变化的影响 一、非生物因素 郁闭度大 郁闭度小 分析人工林调查数据（几种草本植物种群密度平均值，单位：株/m2） 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4 加拿大一枝黄花 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2 刺儿菜 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0 6 1. 影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？ 阳光 2.在同样的非生物因素的影响下，刺儿菜的种群密度变化与另外两种的种群密度变化有较大差异，这是为什么？ 不同植物对光照条件的适应性不同 【思考.讨论】非生物因素对种群数量变化的影响 一、非生物因素 3.除上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？ 除光照外，还受温度、水等非生物因素的影响。 4.请尝试分析光照、温度、水等非生物因素是如何影响种群数量变化的？ 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度，即主要取决于林下植物受到的光照强度。 林冠层郁闭度低 1.阳光：影响光合作用强度 林下植物种群密度高 林下光照强度高 林冠层郁闭度高 林下植物种群密度低 林下光照强度低 一、非生物因素 8 温度常常通过影响____________________________________等影响种群的密度。 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 气温升高，种子春季萌发 蚊类等昆虫无法越冬 鸟类秋季开始南迁 2.温度：温度会影响酶的活性 一、非生物因素 9 3.水分：细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压 一、非生物因素 干旱缺水：会使许多动植物种群的死亡率升高 气候干旱：可使东亚飞蝗种群爆发式增长 土壤湿度：会影响蝗虫产卵和孵化，蝗虫将卵产在土壤中，含水量在10%～20%时最适合它们产卵和孵化。同时干旱时，会使蝗虫的天敌，如青蛙、蟾、鸟类等数量减少，就更容易爆发蝗灾。 10 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 热带雨林 （1）如春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，日照延长、降水增多也是重要原因； （2）对于动物来说，食物日益充足也是导致种群增长的重要因素； 一、非生物因素 11 1.我国有一句古语“大树之下，寸草不生”。影响树下草本植物种群密度的主要非生物因素及原因分析正确的是(　　) A.光照强度，因为大树林冠层郁闭度高 B.温度，因为大树下温度低 C.水分，因为大树根系分布广，吸水能力强 D.矿质元素，因为大树根系分布广，吸收矿质元素的能力强 实战训练 2.下列关于影响种群数量变化的非生物因素的叙述，错误的是(　　) A.并非所有的林下植物的种群数量都随郁闭度的增加而减少 B.春夏季节，气温升高、日照延长、降水较多，导致了动植物种群数量普遍迅速增长 C.在同样的非生物因素的影响下，不同种群的数量变化往往不同 D.干旱缺水会导致所有动植物种群数量减少 生物 因素 生物内部因素 （种内竞争） 外部生物因素 （种间关系） 同种生物之间 种间竞争 捕食 寄生 二、生物因素对种群数量变化的影响 二、生物因素 种群 增长 种群密度增大 种内竞争加剧 种群增长受限 内因：遗传变异 结果：适者生存 1. 种群内部的生物因素 ——种内竞争 种内竞争源于种群内部个体对有限食物和空间等资源的争夺，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。 资料1:1934年，生态学家高斯选用了两种形态和习性上很接近的草履虫进行了以下实验：取相等数目的双小核草履虫和大草履虫，以一种杆菌为饲料，放在某个容器中培养。结果发现： 2.种群外部的生物因素： 【思考.讨论】影响种群数量的其他生物因素 二、生物因素 1. 怎样解释资料1中的实验结果？ 双小核草履虫和大草履虫之间是竞争关系，大草履虫竞争力弱的数量会不断下降 思考：不同植物之间也存在这种竞争关系吗？ ——①种间竞争 15 2.种群外部的生物因素 二、生物因素 森林中不同植物竞争阳光和养分 草原上非洲狮与鬣狗竞争猎物 ——①种间竞争 2.种群外部的生物因素： 【思考.讨论】影响种群数量的其他生物因素 二、生物因素 ——②捕食 资料2. 生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年的时间里，对猞猁和雪兔的种群数量做了研究， 结果如下图所示。 2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 猞猁种群数量 雪兔 雪兔 食物充足 食物缺乏 如此循环，二者的种群数量是相互影响的，是循环因果的关系。 3. 猞猁和雪兔种群数量变动哪个是因、哪个是果？ 2.种群外部的生物因素： 【思考.讨论】影响种群数量的其他生物因素 二、生物因素 ——②捕食 雪兔增多 猞猁增多 雪兔减少 猞猁减少 食物 充足 大量吃雪兔 食物 缺乏 少量吃雪兔 负反馈调节 【思维训练】循环因果关系：p17在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。 反馈调节机制 例1:甲状腺激素分泌的调节。 在这个过程中，TRH和TSH含量增加是因，甲状腺激素含量增加是果； 甲状腺激素含量增加又成为新的“因”，经过反馈调节产生抑制TRH和TSH分泌的新的“果”，如此循环往复，以至无穷，使血液中的甲状腺激素含量维持在相对稳定的水平。 【思维训练】循环因果关系：p17在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。 反馈调节机制 例2:猎物和捕食者种群数量变化的相关性。 捕食者 增加 导致 猎物 减少 导致 捕食者 减少 导致 猎物 增加 导致 【思维训练】循环因果关系：p17在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。 反馈调节机制 例3.人类活动中是否也能找到类似的例子？ 需要更多资源 更多的科技进步 有限资源消耗增加 资源耗竭，生态环境恶化 大量人口 2.种群外部的生物因素： 【思考.讨论】影响种群数量的其他生物因素 二、生物因素 ——②捕食 4. 请依据下图曲线变化，在右图括号中填写猎物和捕食者种群数量的变化，思考两者变化的关系。（注：“+”表示增加，“-”表示减少。） 5. 除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗？ 有。还有①其他捕食者、②其他植食性动物的竞争、③作为食物的植物以及④非生物因素等。 5.科学家通过研究种间捕食关系，构建了捕食者——猎物模型，如图所示。请据图判断下列说法正确的是(　　) A.该模型属于物理模型，反映了两物种之间的循环因果关系 B.曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节 C.利用该模型只能解释猎物的种群数量能维持相对稳定的原因 D.捕食者和猎物的环境容纳量分别是P3和N3 实战训练 2.种群外部的生物因素： 【思考.讨论】影响种群数量的其他生物因素 二、生物因素 ——②捕食 除顶级捕食者外，每种动植物都可能是其他某种生物的捕食对象，每种动物都需要以其他生物为食。如果食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。 2.种群外部的生物因素： 二、生物因素 作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌或病毒引起传染病，也会影响种群的出生率和死亡率等特征，进而影响种群的数量变化。 新型冠状病毒 菟丝子寄生在大豆 ——③寄生 螨虫 蜱虫 三、种群数量制约因素 思考：通过前面的学习，请大家总结一下种群数量制约因素。 项目 密度制约因素 非密度制约因素 概念 举例 一般来说，食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群密度是相关的。 气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等无关，对种群的作用强度与种群密度自然灾害。 同样是缺少食物，种群密度越高，该种群受食物短缺的影响就越大。 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度，高低所有个体都会死亡。 生物因素 非生物因素 有时非生物因素可以通过影响生物因素发挥作用，如本节问题探讨中的例子。 內源性因素（内因）：指调节种群密度的原因在种群内部，即种内关系，如行为调节、内分泌调节、遗传调节。 外源性因素（外因）：指调节种群密度的原因在于种群外部，如非生物因素和种间关系（竞争、捕食等） 环境容纳量的大小只与环境变化有关，内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小。 条件 繁殖力 产仔量 食物丰富的年份 正常繁殖 3 窝/只；4~6 仔/窝 食物不足的年份 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降 3.下列关于影响种群数量变化因素的叙述，错误的是(　　) A.一般来说，食物和天敌等生物因素属于密度制约因素 B.气候因素和自然灾害属于非密度制约因素 C.种内竞争会随着种群密度的增加而加剧 D.传染病对于种群数量变化的影响与该种群的密度大小无关 实战训练 4.一些种群在特定情况下的种群密度很小，以下不是由生物因素引起的是(　　) A.长势差的松林中松鼠的种群密度很小 B.家里养猫的农户院子里老鼠的种群密度几乎为0 C.冬季苍蝇的种群密度几乎为0 D.双小核草履虫较多的池塘中大草履虫的种群密度很小 思考：通过前面的学习，我们已经知道了制约种群数量因素，那么研究种群的特征和数量变化规律有什么意义呢？在生产生活中都有什么应用呢？ 四、种群研究的应用 1.濒危生物的保护： 调查 了解 预测 采取 种群数量特征 影响因素 生存状态 种群数量变化趋势 保护措施 降低环境阻力，提高K 值 四、种群研究的应用 ①研究表明：中等强度的捕捞（捕捞量控制在K/2左右）有利于持续获得较大的鱼产量。 2.生物资源的利用——指导渔业捕捞 ②渔网网目不应过小，否则会影响来年渔业产量。 ③“休渔期”和“禁渔区”。 四、种群研究的应用 如果渔网网目过小，许多幼鱼也会被捕捞上来，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。 思考：若想一次性获得最大捕捞量，什么时候捕捞？ 达到K值时 31 ① 防治的原理： ①在鼠害发生时，采用物理和化学方法；减少食物；有效保护或引入天敌生物 (K/2前防治) 降低其环境容纳量，使鼠害得到有效防治。 ② 防治的时期： ③ 防治的手段： 3.有害生物的防治： (K/2前防治) 四、种群研究的应用 ③白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫（寄生在白蛾蛹内），将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间，对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。 ②对农林害虫的防治，如果一味依赖喷洒农药的方法，既造成环境污染，又伤及害虫的天敌；有效保护或引入天敌生物，则有利于将害虫数量控制在较低的水平； 化学防治 生物防治 种群数量变化 生物因素 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄组成 性别比例 非生物因素 光照强度 温度 水 无机盐等 天敌 竞争者 食物等 决定 （内因） （外因） 通过 五、课堂小结 猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化 一、概念检测 1、种群数量变化受环境因素的影响。据此判断下列表述是否正确。 (1)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降。 ( ) (2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。 ( ) 2、在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示的模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。 (1)对这种现象合理的解释或概括是（ ） A.与种内竞争无关 B.二者总是此消彼长 C.与植物种群数量无关 D.二者相互制约、互为因果 六、练习与应用 练习与应用 一、概念检测 2、在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示的模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。 (2)捕食者种群和猎物种群的数量变化并不 都符合该模型，对此不合理的解释是 ( ) A.该捕食者种群有多种猎物 B.该猎物种群有多种捕食者 C.猎物逃避捕食者的能力明显提高 D.捕食者种群数量过小，不足以制约猎物种群增长 猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化 $$