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选择性必修2

1.3 影响种群数量变化的因素 选择性必修2第1章 种群及其动态 种群的“J”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 种群的“S”形增长 资源和空间有限 种群密度增大时， 种内竞争就会加剧 非生物因素 生物因素 问题探讨 讨论 “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。 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，草木繁茂，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。 植食性动物种群数量的变化，又会影响肉食 性动物的出生率和死亡率。 种群的出生率和死亡率、 迁入率和迁出率等特征 直接决定种群密度。 本节聚焦 ● 讨论影响种群数量变化的因素，这些因素是如何影响种群特征的？ ● 研究种群的数量变化在保护濒危物种、防治有害生物的等方面有哪些应用？ 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 　　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（林冠层遮蔽地面的程度） 变化的调查数据。 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 任务一 影响种群数量变化的非生物因素 阅读教材P13思考·讨论内容，并分析： 1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么？ 2.分析资料中表格,三种草本植物的种群密度随郁闭度增大的变化情况 是____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 3.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、 加拿大一枝黄花有较大差异的原因是_____________________________。 阳光 随着郁闭度的增大，刺儿菜的种群密度先增大后减小， 而一年蓬和加拿大一枝黄花的种群密度逐渐减小。 不同植物对光照条件的适应是有差异的 任务一 影响种群数量变化的非生物因素 阅读教材P13思考·讨论内容，并分析： 4.除上述第1小题中所涉及的主要非生物因素之外，郁闭度是否会通过影响其他非生物因素进而影响种群数量变化，如果会，请举例说明：_________________________________________________________。 会，除阳光外还会影响温度、湿度、土壤含水量等 资料1 森林中林下植物的种群密度主要取决于林木的郁闭度即主要取决于 林下植物受到的光照强度。 资料2 在温带和寒温带地区，许多植物的种子在春季萌发为新的植株。 资料3 蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。 资料4 干旱缺水会使许多植物种群的死亡率升高，动物种群在寻找水源的 过程中也常常发生个体的死亡，而对于东亚飞蝗来说，气候干旱正 是其种群爆发式增长的主要原因。 气温 水分和温度 光照强度 任务一 影响种群数量变化的非生物因素 阅读教材P14思考·讨论内容，并分析： 5.除了光照条件外，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。 温度、风、水、火等的影响。 任务一 影响种群数量变化的非生物因素 阅读教材P13思考·讨论内容，并分析： 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 例如，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， 而对于动物来说，食物日益充足也是导致种群增长的重要因素， 这就涉及生物因素了。 林下植物的种群数量除主要受阳光限制外，还受什么因素影响？ 读了这段文字，你能提出什么问题吗？ 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。 种群的数量变化是否受种群外部生物因素——其他生 物的影响呢？ 二、生物因素 种群增长 种内竞争 加剧 限制 思考.讨论 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，混合影响种群数量的其他生物因素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。 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 1.单独培养时，双小核草履虫和大草履虫的种群增长曲线是 ____________，种群增长受到限制的原因是__________加剧。 2.混合培养时，双小核草履虫和大草履虫之间是______关系。 (1)实验初期，资源和空间相对充裕，所以两种草履虫的数量都增加的原因是_____________________________________。 (2)培养后期，大草履虫的数量不断减少甚至全部消失的原因是__________________________________________________。 (3)混合培养中的双小核草履虫的 K 值比单独培养时低的原因是__________________________________________________。 任务二 影响种群数量变化的生物因素 阅读教材P14-P15思考·讨论内容，并分析： “ S ”形 种内竞争 种间竞争 实验初期，资源和空间相对充裕，所以两种草履虫的数量都增加 在与双小核草履虫的种间竞争中不具优势 大草履虫消耗了部分资源(如食物) 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 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。 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 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。 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 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。 条件 猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 雪兔↑ 食物充足 ↑ ↓ 雪兔↓ 食物缺乏 ↓ ↑ 任务二 影响种群数量变化的生物因素 阅读教材P15思考·讨论内容，并分析： 1.猞猁和雪兔种群数量变化有同步周期性的原因是猞猁和雪兔之间 存在______关系。 (1)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______，死亡率______，数量会随之______； (2)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______，死亡率______，数量会随之______。 捕食 上升 下降 上升 下降 上升 下降 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 讨论 2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 猞猁和雪兔之间是捕食关系。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。 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 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 兔死亡率上升而种群数量下降；雪兔种群数量下降时， 导致猞猁食物匮乏，猞猁种群出生率下降、死亡率上 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，使雪兔种群数量得以恢复；雪兔种群数量 上升，猞猁因食物充足，出生率上升、死亡率下降，种 群数量上升。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。 条件 雪兔 条件 猞猁 猞猁 种群 出生率 猞猁 种群 死亡率 猞猁种群 数量 雪兔↑ 食物 充足 ↑ ↓ 雪兔↓ 食物 缺乏 ↓ ↑ ↑ ↑ 猞猁↓ 捕食压 力减小 猞猁↑ 捕食压 力增大 任务二 影响种群数量变化的生物因素 阅读教材P15思考·讨论内容，并分析： 猞猁和雪兔之间的种群数量关系在自然界普遍存在， 请将下图补充完整(“ + ”表示增加，“-”表示减少)。 + - - 猞猁和雪兔之间的种群数量关系在自然界普遍存在， 请将下图补充完整(“ + ”表示增加，“-”表示减少)。 体现了 4.猎物和捕食者之间的关系________(填“体现了”或“未体现”) 因果循环关系。 思维训练 分析循环因果关系 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？ 反馈调节机制 思考.讨论 影响种群数量的其他生物因素 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。 【知识归纳】 影响种群数量的其他生物因素 在生物界，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、相互竞争的关系者是十分常见的。 二、生物因素 捕食与被捕食关系 二、生物因素 内容 影响 举例 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。 食物匮乏，动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。 松鼠以红松、云杉等植物的种子为食，其种群数量与食物的丰歉密切相关： 食物丰富年份，每只松鼠平均能产3窝，每窝4~6只幼仔； 食物不足年份，会有20%~30%的成熟雌性个体不繁殖， 繁殖者每年产仔数也明显减少 天敌对猎物种群数量影响的例子更是不胜枚举。 竞争关系 二、生物因素 森林中不同植物竞争阳光和养分； 草原上非洲狮与猎豹竞争猎物： 非洲狮和猎豹会在同一区域捕猎； 非洲狮会在猎豹杀死猎物后到来，赶走猎豹以获得剩余的食物。 非洲狮还会杀死猎豹的幼崽，从而将猎豹的数量控制在一定范围内。 寄生关系 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。 二、影响因素与种群密度的关系 三、种群研究的应用 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。 飞蝗种群密度与群聚行为有关,群聚激素影响该行为的发生。 引自Guo, X.等. et al. 《自然》 584, 2020（8）. 三、种群研究的应用 1.濒危生物的保护 2.有害生物的防治 3.经济生物的高产 用这3种尺寸网目的渔网捕鱼， 能保持鱼塘的持续高产吗？请说明你的依据。 1.保持捕捞强度在_____左右更有利于保持鱼群的持续发展，原因是________________________________________________________。 2.使用_________网目的渔网捕鱼更有利于保持鱼群的持续发展，原因是________________________________________________________。 33% 该强度下捕获量保持较高水平且相对稳定，说明捕获量在 K/2左右， 因为在 K/2时，种群增长速率最大 160 mm 小网目捕鱼，捕获幼鱼较多，会影响种群的年龄结构 (使年龄结构呈衰退型)，进而影响种群数量，造成来年减产 渔网的网目不能过小，否则会影响来年鱼产量。 这是为什么？请从种群特征的角度作出解释。 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 阅读教材P16“种群研究的应用”。 下图为种群研究在濒危动物保护方面应用的思路， 请补充相关内容： 数量特征 生存状态 变化趋势 阅读教材P16“种群研究的应用”。 2.防治有害动物采取措施的时机是种群数量到达________前， 对农林害虫的防治，不建议一味依赖喷洒农药的方法， 原因是___________________________________________。 K/2 既造成环境污染，又伤及害虫的天敌 三、种群研究的应用--K值和K/2应用 (1)对于有害生物的防治，最根本的 措施是改善生态环境，______ K值，同时注 意及时控制种群数量，严防达到_____处。 (2)对于濒危生物保护，可以建立自然保护区， 改善它们的栖息环境，______K值。 (3)对于有益生物资源的采收，如海洋捕捞时应注意捕捞后，使种群数量在______左右，原因是____ ___。 降低 K/2 提高 K/2 此时种群增长速率最大， 可以在最短时间恢复种群数量 思考： 植物的生命活动会哪些受因素影响？ 练习与应用 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 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。 练习与应用 一、概念检测 （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 （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 D C 练习与应用 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，还可以查阅更多资料，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。 练习与应用 二、拓展应用 年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960 驼鹿种群数量 /只 200 300 1000 2000 2500 3000 400 170 600 500 600 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。 练习与应用 二、拓展应用 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。 与生物学有关的职业 植保员 复习与提高 一、选择题 1．下列叙述符合种群密度概念的是 （ ） A．一公顷水稻的年产量 B．每平方米草地中杂草的数量 C．某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量 D．某地区灰仓鼠每年新增的个体数 2．某地区由于秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡。第二年，该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降合理的解释是 （ ） A．出生率下降 B．死亡率上升 C．迁入率下降 D．迁出率上升 C 年产量不是总个体数 A 复习与提高 一、选择题 3．根据种群的年龄结构，可以推测出生率、 死亡率的变化趋势。下列表述正确的是 （ ） A．年龄结构为稳定型的，出生率大于死亡率 B．年龄结构为增长型的，出生率大于死亡率 C．年龄结构为衰退型的，出生率大于死亡率 D．年龄结构为稳定型的，出生率小于死亡率 B 复习与提高 一、选择题 4．关于种群的增长，下列表述正确的是（ ） A．引入到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长 B．在环境条件变化的情况下，种群数量都会在 K 值附近波动 C．在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在 K 值上下维持稳定的趋势 D．自然界的种群增长到一定程度都会在 K值保持稳定，因此，都呈“S”形增长 C 复习与提高 一、选择题 5．用酵母菌酿酒的主要阶段为 ：加料→接种→通气培养→密封发酵。从接种后到密封前这一阶段，酵母菌种群数量变化的曲线图为 （ ） C 复习与提高 二、非选择题 1．大树杜鹃是一种集中分布于我国云南高黎贡山山区的高大乔木。它的分布范围很小，很难引种到其他地方，是濒危物种。大树杜鹃林下凋落物厚，种子难以散布到土壤基质层，因此在自然环境中发芽率很低；幼苗生长缓慢，要生长很长时间才能开花；植株耐寒能力弱，在−2°C环境下会死亡，幼树死亡率高。请回答下列问题。 复习与提高 一、选择题 （1）哪些环境因素影响了大树杜鹃的种群数量？ （2）有人建议，人工清除林下的凋落物以提高大树杜鹃的种子发芽率，促进种群数量增长。你如何看待这一建议？ 枯枝落叶层、阳光、温度。 这一问题需要避免从线性因果关系的角度去回答。 仅仅从提高大树杜鹤发芽率的角度看，这一建议 有道理；但是，凋落物分解后会增加土壤中的营 养物质，如果人工除去，可能会造成土壤贫淆。 （3）由于大树杜鹃植株高大、花大而艳丽，很有观赏价值，因此存在人为破坏的风险。你对保护大树杜鹃有哪些建议? 加强宣传教育；禁止买卖；在大树杜鹏分布范围内， 建立自然保护地等。 2．普氏原羚是我国特有的濒危动物，现仅分布于我国青海湖周边地区的草原上。1994年，我国普氏原羚的数量不足300只。近些年来，由于采取了一系列保护措施，普氏原羚数量持续上升。据报道，2018年时其数量已达2 793只，但它们面临的威胁依然存在。在牧场围栏附近常可见到普氏原羚的尸骨，有的是狼捕食后的残骸，有的是被围栏上的刺丝勾挂致死的。由于道路和牧场围栏阻隔，普氏原羚被隔离在13个分布区内。 （1）从遗传与进化的角度看，不同分布区的普氏原羚种群处于隔离状态，这对该物种的延续有什么不利影响？ 不同分布区的普氏原羚处于隔离状态，这不利于该种群的 繁殖和基因交流，可能降低种群的基因多样性；还可能造 成近亲繁殖，出现较多有遗传缺陷的后代，不利于种群的 繁衍和物种的进化。 （2）有人建议大量捕杀狼等天敌以保护普氏原羚，你是否赞同这一建议？说说你的理由。 普氏原羚和狼都是生物进化的产物，是大自然的有机组成成分。 从协同进化的角度看，狼的存在有利于普氏原羚的进化。 （3）许多牧民响应政府号召主动拆除牧场围栏，但之后却出现家畜被狼、狐咬死的情况；严控放牧可以为普氏原羚腾出空间，但是会减少牧民的收入。应该如何协调保护普氏原羚与保障牧民利益的关系？ 提出政府在推行保护普氏原羚政策的同时，推出保护 当地牧民利益的举措，如发放补贴、开发其他产业等。 $$