1.3 影响种群数量变化的因素-【省心备课】2024-2025学年高二生物同步教学精优课件（人教版2019选择性必修2）

1.3 影响种群数量变化的因素 贺老师 第1章 种群及其动态 1 时间（t） Nt N0 种群数量 K 种群数量 时间 0 资源和空间充裕、气候适宜 没有天敌和其他竞争物种等 非生物因素 生物因素 种群的“S”形增长 资源和空间有限 种群密度增大，种内斗争加剧 种群的“J”形增长 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？ 2 影响种群数量的变化的因素 非生物因素 生物因素 种群数量变化 阳光 温度 水 种内 种内竞争 种间 寄生 种间竞争 捕食 这些因素具体是如何影响种群数量的呢？ 影响 3 非生物因素 郁闭度大 郁闭度小 林冠层遮蔽地面的程度。 郁闭度： 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。那么，哪些因素可以影响种群数量的变化呢？那么，这些因素是如何影响种群数量变化的？同一种非生物因素对不同生物种群数量变化的影响是否相同？ 4 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 【资料1】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。 一年蓬 加拿大一枝黄花 刺儿菜 非生物因素 自变量，因变量 5 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。 刺儿菜为阴生植物，更适于在低光照强度下生长，对光照强度的敏感度比一年蓬、加拿大一枝黄花更低。 非生物因素 1 阳光 ——影响光合作用强度 郁闭度越高，光照强度越弱 6 非生物因素 2 温度 ——温度会影响酶的活性 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 种子春季萌发 蚊类等昆虫无法越冬 鸟类秋季开始南迁 出生率 死亡率 7 非生物因素 ——细胞内许多生物化学反应需要水的参与；影响渗透压 干旱缺水使许多动植物死亡率升高 ①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。 干旱缺水更容易爆发蝗灾 气候干旱是东亚飞蝗呈爆发式增长的主要原因 3 水分 ②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。 8 非生物因素对种群数量变化的影响往往是 的。 例如，春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，_________、_________也是重要因素。 综合性 日照延长 降水增多 非生物因素 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。 9 生物因素 1 种群内部的生物因素 随着 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，则种内竞争越激烈、种群增长率越小。 种群数量 种群内部的生物因素： 配偶、领地、食物等 10 2 种群外部的生物因素 生物因素 【资料2】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。这两种草履虫都没有分泌杀死对方的物质。结果发现： 两者之间是竞争关系（种间竞争）， 的数量会不断下降。 ①种间竞争 竞争力弱 怎样解释双小核草履虫和大草履虫的数量变化？ 11 2 种群外部的生物因素 生物因素 ①种间竞争 “你死我活” ★竞争实力悬殊时 ★竞争实力相当时 “相互抑制” 此消彼长 特点： 、 越相近，种间竞争就越激烈。 生活环境 生活习性 12 【资料3】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 种群外部的生物因素 生物因素 ②捕食 猞猁和雪免之间是捕食关系。 13 1. 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 食物匮乏 上升 下降 2 种群外部的生物因素 生物因素 ②捕食 2. 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 雪兔增多 猞猁减少 食物 充足 大量吃雪兔 食物 缺乏 雪兔被捕食减少 如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。 猞猁增多 雪兔减少 负反馈调节 14 思维训练：分析循环因果关系（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，如此往复循环。 反馈调节机制 例1:猎物和捕食者种群数量变化的相关性 猎物 减少 猎物 增加 捕食者 增加 捕食者 减少 湖泊受到了污染 鱼类等生物死亡 死鱼等腐烂 + + 正反馈调节 + 负反馈调节 15 2 种群外部的生物因素 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__________，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_______________、________________的现象 捕食对象 出生率降低 死亡率升高 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 16 菟丝子与植株 新型冠状病毒 螨虫 作为宿主的动物被寄生虫_______，细菌或病毒引起__________，也会影响种群的_________________等特征，进而影响种群的数量变化。 寄生 出生率和死亡率 传染病 2 种群外部的生物因素 生物因素 ③寄生 17 等，对种群数量的作用强度与种群密度是相关的 密度 10 50 100 500 1000 5000 10000 因素 ① 死亡数 5 25 50 250 500 2500 5000 死亡率 50% 50% 50% 50% 50% 50% 50% 因素 ② 死亡数 0 1 10 400 900 4900 9950 死亡率 0% 2% 10% 80% 90% 98% 99.3% 密度制约因素 （1）因素①为： 思考：通过前面的学习，请大家判断以下可能是由什么因素导致的？ 等，对种群数量的作用强度与种群密度无关。 非密度制约因素 制约因素的类型 （2）因素②为： 气温、干旱、地震、火灾 食物、天敌、生存空间 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。 如同样是缺少食物，种群密度越高，受食物短缺的影响就越大。 18 尝试将影响蝗虫种群数量变化的因素如温度，传染病，水分，风，天敌，寄生者、极端气候、食物、竞争，等进行分类。 (1)非密度制约因素：_______________________________ (2)密度制约因素：_________________________________ 温度、 食物、 制约因素的类型 水分、 风、 极端气候 竞争 天敌、 寄生者、 传染病、 密度制约因素： 非密度制约因素： 对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的 对种群的作用强度与该种群的密度无关 19 利用所学的种群知识，请就如何防治蝗虫提出合理的建议。 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。 种群研究的应用 从近期效应看，化学防治效果最明显，但是会造成环境污染，也会伤及害虫的天敌。 从长远效应看，生物防治是“长治久安”的方法，如引入天敌、利用性外激素诱捕雄虫或干扰雌雄虫正常交尾等。 绿僵菌感染蝗虫（寄生） 鸭子捕食蝗虫 2020年2月，巴基斯坦联邦政府宣布：全国进入紧急状态！这是巴基斯坦20多年不遇的大蝗灾，旁遮普省大片农田受灾严重，每天都会损失3.5万人的口粮！正在治蝗救灾工作如火如荼展开的时候，国内传出了这样一条消息——中国将派出10万只鸭子大军，赶赴巴基斯坦扑灭蝗虫！ 20 21 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 ①对这种现象合理的解释或概括是 （ ） D 猎物种群和捕食者种群数量随时间而变化 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 C 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P17 22 二、非选择题 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。 复习与提高P20 23 （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？ 例如，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。 24 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 决定 温度 阳光 水分、无机盐等 种内 种间 种间竞争 捕食 寄生 种内竞争 密度制约因素 非密度制约因素 影响因素 生物因素 非生物因素 （内因） （外因） 课堂小结 25 影响种群数量的变化的因素 非生物因素 生物因素 种群数量变化 外 因 阳光 温度 水 种内 种内竞争 种间 寄生 种间竞争 捕食 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 内因（直接原因） 这些因素具体是如何影响种群数量的呢？ 26 2. 20世纪初，人们将驼鹿引入一个孤岛。该种1915-1960年的数量变化情况如下表。 年份 1915 1917 1921 1925 1928 1930 1934 1943 1947 1950 1960 数量 200 300 1000 2000 2500 3000 400 170 600 500 600 （1）用曲线图示该种群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？ 食物充足，没有天敌，气候适宜等。 （3）该种群的数量后来急剧下降，可能的原因有哪些？ 作为食物的植物被大量取食，导致食物匮乏；自然灾害等。 27 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 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 C A B 28 复习与提高 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 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 C 29 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℃环境下会死亡，幼树死亡率高。请回答下列问题。 （1）哪些环境因素影响了大树杜鹃的种群数量？ 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。仅仅从提高大树杜鹃发芽率的角度看，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，可能会造成土壤贫瘠。 复习与提高 （3）由于大树杜鹃植株高大，花大而鲜艳，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？ （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？ 加强宣传教育，禁止买卖，在大树杜鹃分布范围内建立自然保护地等。 30 $$