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 问题探讨： “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。 讨论： 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？ 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？ 阳光、温度、水等非生物因素。 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。 2 就像“离离原上草”一样，自然界的种群总是有盛有衰，数量处于不断变动中。直接决定种群密度是出生率和死亡率、迁入率和迁出率等。凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。 那么，哪些因素可以影响种群数量的变化呢？ 非生物因素 生物因素 阳光 温度 水 种内竞争 种间 种间竞争 捕食 寄生 影响种群数量的因素 自主阅读教材P13-14，小组合作完成以下问题。 1.举例说明不同非生物因素对生物种群数量变化的影响并分析这些影响的可能作用方式？ 2.非生物因素对生物种群数量变化的影响表现出什么样的特点并举例说明？ 3.非生物因素对种群数量变化的影响具有什么性。 一、非生物因素 4 一、非生物因素 郁闭度：林冠层遮蔽地面的程度。 1.阳光 郁闭度大 郁闭度小 非生物因素对种群数量变化的影响 思考.讨论 一年蓬 加拿大一枝黄花 下表为某地人工柳树林中，林下几种草本植物的种群密度（平均值，单位：株/m2）随林木郁闭度变化的调查数据。 刺儿菜 【讨论】 1、影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？ 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一年蓬、加拿大一枝 黄花的有较大差异，这是为什么？ 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？试分别举例说明。 阳光。 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。 还受温度、水、风、火等非生物因素的影响。 森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ，即主要取决于林下植物受到的 。 林冠层郁闭度低 影响光合作用强度----影响方式 郁闭度 光照强度 1.阳光： 一、非生物因素 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 8 温度会影响酶的活性---影响方式 2.温度： 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 迁入率、迁出率 出生率 死亡率 9 细胞内许多生物化学反应需要水的参与，影响渗透压---影响方式 3.水分： 干旱缺水使许多动植物死亡率升高 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。干旱时，蝗虫的天敌，如青蛙、蟾、鸟类等数量减少，就更容易爆发蝗灾。 ----气候干旱是东亚飞蝗呈爆发式增长的主要原因 10 非生物因素对种群数量变化的影响往往是 _______ 的。 综合性 （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。 条件 繁殖力 产仔量 食物丰富 正常繁殖 3 窝/只 4~6 仔/窝 食物不足 20%~30%成熟雌性个体不繁殖 下降 1.哪些生物因素对生物种群数量变化有影响？ 同学们自主阅读教材P14-16，小组合作完成以下问题。 2.影响种群数量的外部生物因素有哪些并举例说明？ 3.尝试将影响蝗虫种群数量变化的因素如温度、水分、风、食物、竞争、天敌、寄生者、传染病等进行分类。 二、生物因素 4.研究种群的特征和数量变化规律有什么意义？在生产生活中都有什么应用？ 12 随着种群的增长， 会加剧，从而使种群的增长 ，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 受到限制 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。 1.种群内部的生物因素： 二、生物因素 （同种生物之间） 13 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： 影响种群数量的其他生物因素 思考.讨论 单独培养 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： 影响种群数量的其他生物因素 思考.讨论 单独培养 混合培养 15 2.种群外部的生物因素： 影响种群数量的其他生物因素 思考.讨论 讨论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，竞争力弱的数量会不断下降 不同植物之间也存在这种竞争关系吗？ 单独培养 混合培养 森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，这也会导致种群数量的变化。 2.种群外部的生物因素： （1）种间竞争 17 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。 影响种群数量的其他生物因素 思考.讨论 讨论2: 怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 作为猎物的雪兔种群数量上升时，猞猁因为食物充足，其种群出生率上升，死亡率下降，数量会随之上升； 反之，作为猎物的雪兔种群数量下降时，猞猁因为食物匮乏，其种群出生率下降，死亡率上升，数量会随之下降。 猞猁和雪免之间是捕食关系。 18 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，导致雪兔种 群数量下降；雪兔种群数量下降 时，猞猁种群因食物匮乏数量也 下降；猞猁种群数量下降，使雪 免种群数量得以恢复；雪兔种群 数量上升，猞猁种群因食物充足 而数量上升。如此循环,二者的种群数量相互影响,是循环因果的关系。 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 思维训练 分析循环因果关系 循环因果关系： 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。 思考：甲状腺激素分泌的调节是循环因果关系吗？ 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。 “因” “果” “因” 果 2.种群外部的生物因素： （2）捕食 鹿捕食青草 猞猁捕食雪兔 卷起消化昆虫的叶片 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。 作为宿主的动物被_________寄生，________或________引起传染病，也会影响种群的_______________等特征，进而影响种群的数量变化。 寄生虫 细菌 病毒 出生率和死亡率 2.种群外部的生物因素： （3）寄生 螨虫 菟丝子寄生 蜱 22 问题: 尝试将影响蝗虫种群数量变化的因素如温度、水分、风、极端气候、食物、竞争、天敌、寄生者、传染病等进行分类。 食物、竞争、天敌、寄生者、传染病 温度、水分、风、极端气候 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的密度是相关的。 例如，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，因此，这些因素称为密度制约因素。 生物因素 非生物因素 气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素。 例如，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。 密度制约因素 非密度制约因素 影响种群数量变化的因素 非生物因素 生物因素 自然灾害（地震、火灾） 气候因素（气温、干旱） 阳光 种间 种内 种间竞争 捕食 寄生 种内竞争 密度制约因素 其作用强度随着种群密度的变化而变化 非密度制约因素 其作用强度与种群密度的变化无关 知识归纳 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 当堂训练　 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(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)。请据图判断下列说法正确的是(　　) 问题: 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？ 生产生活中都有什么应用呢？ 三、种群研究的应用 1.濒危生物的保护： 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。 在濒危动物的保护方面，只有通过调查获知种群密度、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，才能准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。 2.经济生物的高产： 28 为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平？为什么？ 指导渔业捕捞 K/2 K 达到K值时。 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。 原因：剩余鱼的种群数量接近K/2，此时鱼种群的增长速率较高。 若想一次性获得最大日捕捞量，什么时候捕捞？ （缺心眼） “黄金开发点” 28 （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。 3.有害生物的防治： (K/2前防治) （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； ①化学防治 ②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。 种群数量特征 种群数量变化 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 年龄组成、性别比例 综合影响 影响 1.濒危物种保 2.渔业生产 3.有害生物防治 调查后用于 非生物因素 （非密度制约因素） 水分 温度 等等 种内竞争 生物因素 （密度制约因素） 种间 竞争 捕食 寄生 阳光 课堂小结 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。 ( ) × × 练习与应用 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 D (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 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。 C 二、拓展应用 1. 一本生态学专著上写道：“当能预报未来时，生态学就变成一门预测性科学；当能决定未来时，生态学就变成了一门管理科学。”结合本章 所学知识，谈谈你对这句话的理解，有兴趣的话，还可以査阅更多资料，了解生态学的研究进展及其在实践中的应用。 从本章内容来看，这句话是很有道理的。 例如，根据种群数量变化模型，可以预测种群数量变化的趋势； 根据种群数量变化规律及其影响因素，可以在物种保护、渔业管理、有害生物防治等方面制订相应对策。 2. 20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛。该种群1915-1960年的数量变化情况如下表。 (1 ) 用曲线图表示该种群1915—1943年的消长情况。 (2 ) 1915—1930年，该种群数量不断增加,可能的原因有哪些？ (3）该种群的数量后来急剧下降，可能的原因有哪些？ 以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线图。 食物充足，没有天敌，气候适宜等。 作为食物的植物被大量取食，导致食物匿乏；自然灾害等。 典型例题： r-对策与K-对策是种群适应环境的两种形式，r-对策生物通常个体小，寿命短，产生多而小的后代，且对后代缺乏保护，K-对策生物则与之相反。下图所示为两种对策生物当年种群密度N1与下一年种群密度N1+1的关系，下列叙述错误的是（     ） A．蝗虫属于r-对策生物 B．当种群密度小于N1时，K-对策生物种群将会灭亡 C．K-对策种群的环境容纳量是N2 D．当种群密度N3时，r-对策生物种群年龄组成是衰退型  D $$