第一章 种群及其动态（复习课件）-2024-2025学年高二生物上学期期末复习大礼包（讲+背+练）（人教版2019选择性必修2）

第1章 种群及动态 1.种群的数量特征 (1)种群数量越多，种群密度就越大(　　) (2)用样方法调查植物的种群密度时，要选择生长茂盛处取样(　　) (3)调查作物植株上蚜虫和跳蝻的种群密度时，都可以采用样方法(　　) (4)种群密度大的种群在未来的种群数量也一定较大(　　) (5)出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群密度的改变(　　) (6)年龄结构为增长型的种群，种群数量一定会越来越大(　　) (7)性别比例会影响出生率和死亡率，进而影响种群密度(　　) (8)出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还与气候、食物、天敌等因素相关(　　) (9)等距取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛卵的种群密度( ) (10)池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法( ) 易错辨析 2..种群数量的变化及影响因素 (1)环境容纳量是指种群的最大数量( ) (2)一个物种引入新地区后，一定呈“J”形增长( ) (3)“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(　　) (4)在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量(　　) (5)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定不变(　　) (6)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降(　　) (7)林冠层的郁闭度越大，林下植物获得的光照强度越大(　　) (8)气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素( ) (9)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的(　　) (10)降低农林害虫的K值是防治害虫的最根本措施，杀虫效果最好的时期是在害虫种群数量达到K值时(　　) 3..探究酵母菌种群数量的变化 (1)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去(　　) (2)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数(　　) (3)本实验可以不设置对照实验，但需要设置重复实验,需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。( ) (5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。( ) 一、 种群的数量特征 种群的概念： 在一定的自然区域内的同种生物的全部个体。 种群的数量特征 (1)种群密度 (2)出生率和死亡率 (3)迁入率和迁出率 (4)年龄结构 (5)性别比例 (最基本的数量特征) 1. 种群密度： 种群在单位面积或单位体积中的个体数， 是种群最基本的数量特征。 表示方法： ①小范围的水生生物——单位体积 ②大范围及陆生生物——单位面积 种群密度＝ 种群的个体数量 空间大小（面积或体积） 一、 种群的数量特征 数量特征 概念 意义 种群密度 出生率、 死亡率 迁入率、 迁出率 年龄结构 性别比例　　　 种群在单位面积或 单位体积中的个体数 种群密度是种群 最基本的数量特征 单位时间内新产生的个体(死亡的个体)数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率 直接决定种群密度的因素。要控制人口过度增长，必须降低出生率 在单位时间内迁入(迁出)的个体数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率 直接决定种群密度的因素 种群中各年龄期的个体数目比例 可预测种群密度的变化 种群中雌雄个体数目的比例 对种群密度也有一定的影响 通过影响出生率影响种群密度 一、 种群的数量特征 种群密度 = 种群的个体数量 / 面积或体积 种群数量不等于种群密度，即种群数量多，种群密度不一定大 种群密度 死亡率 迁入率 出生率 迁出率 性别比例 年龄组成 预测种群密度变化趋势的依据： 年龄组成。 年龄组成并不能决定种群的数量，只是预测种群密度的变化趋势。但这种趋势不一定能实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等环境因素的变化。 一、 种群的数量特征 (1)直接决定种群密度的因素是________________、________________。 (2)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构通过影响种群的________________，从而预测种群数量的变化趋势，性别比例能够影响种群的________间接影响种群密度。 一、 种群的数量特征 2.种群的数量特征之间的相互关系 增长型　 稳定型 衰退型　 年龄结构 出生率 死亡率 性别比例 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 出生率和死亡率 出生率 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 种群密度的调查方法 逐个计数法 估 算 法 (适用于分布范围较大，难以逐个计数的种群) (适用于分布范围较小，个体较大的种群) ①样方法 ②标记重捕法 ③黑光灯进行灯光诱捕法 ④抽样检测法 (适用于植物或活动范围小的动物，如调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等) 适用于活动能力强、活动范围大的动物，如鸟类、哺乳类等 (适用于有趋光性的昆虫) (适用于酵母菌等微生物) 调查大熊猫、东北虎、东北豹的种群密度 其他方法 航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等 1.样方法 二 、种群密度的调查方法 （1）过程： （2）取样的方法： 样方内部个体数 + 相邻两边及其夹角的个体数。个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。 确定调查对象 → 取样 计数每个 样方个体数 → → 以所有样方种群密度的平均值作为种群密度估计值 五点取样法 等距取样法 适用于非长条形样方 适用于长条形样方 取样的关键：随机取样 （3）计数方法： 2.标记重捕法 适用于活动能力强、活动范围大的动物，如鸟类、哺乳类等 （1）过程： 确定调查对象 → 捕获并标记个体，计数为 M 重捕，计数为 n， 其中被标记个体为m。 → 标志数(M) / 种群数量(N) = 重捕标志数(m) / 重捕个体数(n) （2）密度估算公式： (3)成立条件： 未标记个体和被标志个体都有同样被捕获的机会，在调查期间没有新个体的出生和死亡，没有迁入和 迁出。 (4)标志要求： 标记不能过于醒目；必须保证标记物和标记方法对动物不会产生寿命和行为上的伤害；标记符号必须能够维持一定的时间，在调查期间不能消失。 二 、种群密度的调查方法 2.标记重捕法 （4）利用标志重捕法估算种群密度的误差分析： 设种群数量为 N 只，第一次捕获 M 只并标记，第二次捕获了 n 只，其中有 m 只被标记 如标志物易脱落、被标记个体的被重捕机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等，造成 m ，则 N ； 若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标志个体密集处捕获等，造成 m ，则 N ； 若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。 根据公式 M / N ＝ m / n，得 N ＝ (M×n) / m 偏小 偏大 偏大 偏小 二 、种群密度的调查方法 三、种群数量的变化及应用 1.建构种群增长模型的方法 (1)数学模型： 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 (2)建立数学模型的步骤： 步骤: 观察研究对象,提出问题→提出合理的 _____→根据实验数据,用适当的_________表达→检验或修正。 假设 数学形式 (3)数学模型的表现形式： 精确但不够直观。 直观但不够精确。 ①数学方程式： ②曲线图： 4. 种群数量的波动和下降 种群数量的变化 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 三、种群数量的变化及应用 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: (1)“J”型曲线 ①形成条件: 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等 ②模型构建： 举例:在营养和生存空间没有限制的情况下, 某种细菌每20min就繁殖一代。 则2个细菌经过n代后,细菌数量Nn的计算公式是: “J”型曲线 “J”型曲线的数学模型: Nt=N0λt N0为该种群的起始数量,t为时间, Nt为t年后该种群的数量, λ代表该种群数量是一年前种群数量的倍数 Nn＝2∙2n 三、种群数量的变化及应用 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: ③“J”型曲线特点: 种群数量每年以一定的倍数增长。 O 时间 种群数量 当λ＞1时, ; 当λ＝1时, ; 当0＜λ＜1时, ; 当λ＝0时, 。 ④λ值的生物学意义: 种群数量上升 种群数量稳定 种群数量下降 种群没有繁殖,在一代中死亡 λ代表种群数量“增长倍数”，不是增长速率，也不是增长率。 三、种群数量的变化及应用 （2）种群增长的“S”型曲线 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: ①适用条件： 食物和空间条件有限、有敌害等有限的自然条件 ②模型构建： 自然界的资源 空间总是有限 种内斗争加剧 天敌增加 → 出生率降低 死亡率增高 → 死亡率增加到与出生率相等 → 种群增长停止 数量趋于稳定 → 存在环境阻力 ③“S”型曲线曲线特点: A B C 0 种群数量达到K/2时种群增长速率最大 种群数量达到环境容纳量后将停止生长（C点以后） 环境容纳量:在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。 三、种群数量的变化及应用 A B C 0 出生率大于死亡率, 此时种群增长速率最大; 0C段: B点: 出生率大于死亡率 出生率等于死亡率，此时种群的增长速率为零，种群数量趋于稳定，种群数量达到环境容纳量(即K值)。 种群数量达到最大,且种内斗争最剧。 （2）种群增长的“S”型曲线 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: C点: 三、种群数量的变化及应用 19 ④“S”型曲线决定因素(内因): 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 ⑤“S”型曲线影响因素(外因): 自然因素: , , 等 人为因素:_________ 人类活动 思考: 种群数量增长到K值后不再增加原因: 由以上内因和外因决定的 自然资源和空间是有限的 （2）种群增长的“S”型曲线 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: 天敌 传染病 三、种群数量的变化及应用 ④“S”型曲线决定因素(内因): 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 ⑤“S”型曲线影响因素(外因): 自然因素: , , 等 人为因素:_________ 人类活动 思考: 种群数量增长到K值后不再增加原因: 由以上内因和外因决定的 自然资源和空间是有限的 （2）种群增长的“S”型曲线 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: 天敌 传染病 三、种群数量的变化及应用 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: （3）图中阴影部分的含义是什么？ （1）图中B线的形成过程中何时出现了环境阻力？ （2）曲线A、B哪条更符合自然界的种群数量变化实况？ B曲线 表示环境阻力，按自然选择学说，就是生存斗争中被淘汰的个体数。 “J”型曲线无 K值, 无种内斗争, 无敌害。 例： B线自始至终存在环境阻力 三、种群数量的变化及应用 2. 种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线: （3）种群种群增长率与种群增长速率 增长速率＝(现有个体数－原有个体数)／增长时间 =(出生数－死亡数)/时间。(有单位，如个/年) 故增长率不能等同于增长速率。 种群增长速率就是曲线上通过每一点的切线(即斜率) ①增长率: ②增长速率: 增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100％ 举例: “一个种群有1000个个体，一年后增加到1100”，则该种群的增长率为: 举例: “一个种群有1000个个体，一年后增加到1100”，则该种群的增长速率为: [(1100-1000)/1000]×100%=10% (1100-1000)/1年=100个/年 三、种群数量的变化及应用 “J”型和“S”型曲线的增长速率变化:看曲线的斜率(即过每一点的切线) “J”型曲线 “S”型曲线 在“J”型曲线中，种群增长速率逐渐增大 在“S”型曲线中，种群增长速率先增大后减小 三、种群数量的变化及应用 ⑴图乙的fg段相当于图甲的 段 ⑵图乙的g点相当于图甲的 点 ⑶图乙的gh段相当于图甲的 段 ⑷图乙的h点相当于图甲的 段 增长速率变化: 0～K/2时逐渐增大 K/2～K时逐渐减小 在 K/2时达到最大 在K时增长速率为0 ac c cd de K/2 t0 t1 t2 时间 种群数量 K a b c d e t0 t1 t2 时间 0 K/2 K 数量 三、种群数量的变化及应用 “J”型和“S”型曲线增长率的变化:看(λ-1) 因为t年后种群的数量为: Nt=N0λt 增长率= (Nt－ Nt －1)/ Nt －1 N0λt－ N0λt －1 N0λt －1 = =λ-1 增长率＝(现有个体数－原有个体数)／原有个体数×100％ 三、种群数量的变化及应用 种群增长的“S”型曲线中 K 值与 K/2 值的分析 ①K 值不是一成不变的，K 值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K 值可能会下降；当环境条件状况改善时，K 值可能会上升。 ②在环境条件稳定，K 值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的，会在 K 值附近上下波动。当种群数量偏离 K 值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到 K 值。 ③K 值并不是种群数量的最大值，K值是环境容纳量；种群所达到的最大值会超过 K 值，但这个值存在的时间很短，因为环境条件已遭到破坏。 三、种群数量的变化及应用 图中 A、B、C、D 时间所对应的种群数量为 K 值， 图中 A′、C′、D′时间所对应的种群数量为 K/2 值。 不同曲线模型中“K 值”与“K/2 值” 三、种群数量的变化及应用 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1.实验原理: (1)用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的环境中,酵母菌种群呈“J”型增长;自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S”型增长。 (3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 （此方法是计得是活菌数和死菌数的总和）。 2. 实验流程: 平行重复的原则 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 3.血(球)细胞计数板 计数室 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 滴液处 1.每个大方格的面积为: 1 mm2 已知加盖玻片后的深度为0.1 mm; 2.每个大方格的容积为: 0.1 mm3 思考: (10-4mL) 3.血(球)细胞计数板 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 将样液稀释100倍，采用血球计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是________________________个/ mL。 1×108 5 4 3 4 4 1 mL培养液中细胞个数＝[A/(16×5)]×400× 104 ×稀释倍数 (注:5个中方格中总菌数为A) 1 mL培养液中细胞个数＝(20/16×5)×400× 104 ×100=1×108 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 连续观察7天，记录每天的数值。记录结果可设计成下面的记录表： 重复组 3组实验的平均值 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌增长曲线图 酵母菌增长速率曲线图 在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，还会转而下降直至全部死亡(营养物质消耗,代谢产物积累及pH变化所致)。 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验注意事项 (1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌: 应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。 (2)从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次,目的是 使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差 (3)本实验不需要设置对照实验 因不同时间取样已形成前后自身对照 (4)需要做重复实验 目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值 (5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 (6)接种后需立即进行第一次抽样检测计数(测起始数据） 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验注意事项 (7)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤 纸吸去。 (8)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。 (9)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，以每小方格内含有 4～5 个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。 (10)血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。 (11)清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。 四 、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 五、 种群数量的变化及影响因素 生物因素： 外部的生物因素 内部的生物因素: 种间竞争 捕食 寄生 非生物因素： 阳光 温度 水等 影响出生率、死亡率、迁人率、迁出率、年龄结构、性别比例等种群特征 种群数量 种内竞争 (非密度制约因素) (密度制约因素) 1.种群内部的生物因素（同种生物之间） 随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制，这说明种群数量的变化受到种群内部生物因素的影响。 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 、种群增长率越 。 激烈 小 五、 种群数量的变化及影响因素 2. 影响种群数量的其他生物因素 【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：与单独培养不同，混合培养开始时两个种群的数量也都有增长，但随后双小核草履虫个体数继续增加，而大草履虫个体数下降，最后完全消失。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。 五、 种群数量的变化及影响因素 讨论1 怎样解释双小核草履虫和大草履虫的数量变化？ 双小核草履虫和大草履虫之间是 关系， 的数量会不断下降。 竞争力弱 种间竞争 2. 影响种群数量的其他生物因素 五、 种群数量的变化及影响因素 讨论2 怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 猞猁和雪免之间是 关系。 捕食 作为猎物的雪兔种群数量上升时，猞猁因为 充足，其种群 上升， 下降， 会随之上升； 反之，作为猎物的雪兔种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群 下降， 上升， 会随之下降。 食物 出生率 死亡率 数量 出生率 死亡率 数量 雪免 → 猞猁 【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，对猞猁和雪免的种群数量做了研究，结果如下图所示。 五、 种群数量的变化及影响因素 讨论3 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 猞猁种群数量上升会加大对雪兔的捕食压力，导致雪兔 上升而种群 下降；雪兔种群数量下降时，导致猞猁食物匮乏，猞猁种群 下降、 上升，种群数量也下降；猞猁种群数量下降会减轻对雪兔的捕食压力，使雪免种群 得以恢复；雪兔种群数量上升，猞猁因食物充足，出生率 、死亡率 ，种群数量 。 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 死亡率 出生率 数量 上升 下降 上升 数量 死亡率 如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。 五、 种群数量的变化及影响因素 讨论4. 除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗? 有 ，还有其他捕食者、其他植食性动物的竞争、作为食物的植物以及非生物因素等。 由此可见，在自然界，任何一个种群都与其他种群有着密切的关系，其中捕食与被捕食的关系、相互竞争关系都是十分常见的。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，使各种生物种群数量控制在一定范围内。 五、 种群数量的变化及影响因素 1. 密度制约因素 2. 非密度制约因素 ① 概念：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。 ② 举例：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。 ① 概念：气温和干旱等气候因素（非生物因素）以及地震、火灾等自然灾害，对 种群的作用强度与种群密度无关。 ② 举例：在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。 拓展 影响种群数量变化的因素的另一种分类 五、 种群数量的变化及影响因素 研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。 六、种群研究的应用 1.濒危动物的保护 采取保护措施——降低环境阻力，提高K 值（环境容纳量） 调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征以及影响该种群数量变化的因素 了解种群生存状态 预测种群的数量变化趋势 2.生物资源的利用——指导渔业捕捞 A B C A B C ①研究表明： 中等强度的捕捞（捕捞量控制在 左右）有利于持续获得较大的鱼产量。 K/2 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”。 六、种群研究的应用 3.有害生物的防治 1）鼠害防治 ① 采用 化学 和 物理 的方法控制现存害鼠的种群数量； ② 通过减少其获得 食物 的机会降低其环境容纳量，使鼠害得到有效防治。 A B C A B C 何时防治？ 达到1/2K前 六、种群研究的应用 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 a.化学防治 b.生物防治 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。 六、种群研究的应用 最大捕捞量≠最大日捕获量 ①要持续获得最大捕捞量: K/2之后捕捞 ②要获得日捕获量: 应在种群密度最大时捕捞(de期即K值时) K/2 t0 t1 t2 时间 种群数量 K a b c d e 【易错提醒】 种群增长的“S”型曲线中 K 值与 K/2 值的应用 六、种群研究的应用 判断常考语句，澄清易混易错 1. 要防治鼠害，应在其数量达到K/2后采取措施 （　　） 2. 渔业中，中等强度的捕捞（捕捞量在K/2左右）有利于持续获得较大的鱼产量 （　 　） 3. 有效保护或引入天敌生物，有利于将农林害虫数量控制在较低的水平 （　 　） $$