2025届高三生物一轮复习课件：种群及其动态

种群及其动态 一、种群 生活在一定自然区域内，同种生物的全部个体。 种群是物种繁殖、进化的单位。 注意：一个物种的分布范围在不同的地理位置形成多个种群； 一个种群内的个体属于同一个物种； 不同种群中的个体可以是同一个物种，也可以是不同物种。 种群1 种群2 种群3 提示：一定的区域，是指连续的区域，中间不能有间隔（地理隔离），如两个湖泊，这是两个区域。 二、种群密度 种群在单位面积或单位体积内的个体数。 注意：种群数量越多，并不一定种群密度就越大； 最基本的数量特征 决定种群密度的因素： 直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。 间接影响密度的因素是年龄结构（预测）和性别比例。 研究种群密度的意义： 濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、渔业上捕捞强度的确定等，都需要对种群密度进行调查研究。 种群密度的调查方法： 种群密度的调查方法有逐个计数法和估算法。逐个计数法适用于分布范围小、个体较大的种群；估算法适用于逐个计数非常困难的种群。 调查方法 适用范围 逐个计数法 分布范围较小、个体较大的种群（数量较少的濒危生物） 估算法 黑光灯诱捕法 样方法 标记重捕法 抽样检测法 调查培养液中酵母菌(微生物)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 在调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物，特别是猛禽和猛兽时 有趋光性的昆虫 植物和活动能力弱、活动范围小的动物 活动能力强，活动范围大的动物 样方法： 在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。 适用范围： 植物，及活动能力弱、活动范围小的动物。 例如：跳蝻、蚜虫、昆虫卵 跳蝻 蚜虫 调查草本植物的种群密度时，一般选择双子叶草本。 原因是单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以难以辨别是一株还是多株； 而双子叶植物则容易辨别个体数目。 制定调查方案 实施调查方案 样方 样方大小 样方多少 取样方法 样方内计数 随机取样 根据调查对象的大小和密度适当调整（一般草本1m2、灌木16m2、乔木100m2） 一般不少于5个，多一些计数结果更准确 边角上的个体，计上不计下，计左不计右 关键 核心 五点取样法（方形地块） 等距取样法（狭长地块） 样方法操作流程： (如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大) 标记重捕法： 在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记（M个）后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物（n个）中标记个体数（m个）占总个体数的比例，来估算种群密度。 适用范围： 活动能力强，活动范围大的动物 种群数量(N) 初捕标记数(M) 重捕总数(n) 重捕中标记数(m) = 注意事项：标记物不能产生伤害、不能过分醒目、不影响生活、不易脱落；调查期间无出生、死亡、迁入、迁出。 标记重捕法误差分析： ①若标记物脱落，会使计算出的种群数量偏_____； ②若被标记个体第二次不易再被捕获，被捕获的机率降低，会使计算出的种群数量偏_____； ③若标记物导致被标记个体易于被天敌发现，死亡率升高，会使计算出的种群数量偏_____； ④若在被标记个体稀少处捕获，会使计算出的种群数量偏_____； ⑤若在被标记个体密集处捕获，会使计算出的种群数量偏_____； ⑥若被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获，会使计算出的种群数量偏_____； ⑦重捕时有个体被捕捉后死亡，会使计算出的种群数量_________。 大 大 大 大 小 小 无影响 三、种群的其他数量特征 种群密度反映了种群在一定时期的数量，但无法体现种群数量的变化趋势。因此还需研究其他数量特征。 出生率：指在单位时间内新生的个体数目占该种群个体总数的比值。 死亡率：指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。 迁入/迁出率：单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。 年龄结构：一个种群中各年龄期的个体数目所占的比例。 性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。 年龄结构： 老年个体数 成年个体数 幼年个体数 增长型 稳定型 衰退型 年龄结构通过影响出生率和死亡率来影响种群密度。 年龄结构： 年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？ 不一定，因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。 种群的数量特征 种群密度 死亡率 出生率 年龄结构 性别比例 迁入率 迁出率 最基本 决定 决定 决定 决定 预测 影响 影响 影响 三、种群的其他数量特征 四、种群数量的两种增长模型 （一）“J”形增长 1.模型假设（环境条件）： 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 2.“J”形增长的数学模型公式： 公式：Nt=N0 λt N0 ：为起始数量 t ：为时间 Nt ：表示t年后该种群的数量 λ：表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 外来物种入侵早期、实验室中也可能存在该条件。 λ固定不变，且必须大于1； λ＝增长率＋1。 （一）“J”形增长 3.“J”形增长的增长率和增长速率 调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考： （1）前4年种群数量变化？ （2）图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？种群数量最少的时间？ （3）第10～16年乌鸦种群数量是“J”形增长吗？ （4）第8年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型？ 基本不变 不相同； 第10年； 不是，λ不是大于1的定值； 衰退型； （二）“S”形增长 种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。 1.形成原因（环境条件）： 资源和空间有限（存在环境阻力的条件） 2.适用对象： 一般自然种群的增长 外因：食物、空间、气候、天敌、疾病（溶解氧、有害代谢产物）等。 内因：随着种群数量增加，种内竞争加剧，限制了种群的增长。 3.环境容纳量： 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K 值。 K值并不是种群数量的最大值，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，无法长时间维持。 同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。 生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。 同一环境，不同种群的K值不同。 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。 （二）“S”形增长 4.“S”形增长的数学模型： K K/2 种群数量达到K/2时，增长速率最大；种群数量达到K值后，将保持相对稳定。 随着种群数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。 种群数量达到K值，种群增长速率几乎为0（出生率≈死亡率），种群增长率也几乎为0。 5.“S”形增长的增长率和增长速率： （二）“S”形增长 S型曲线增长率曲线 增长率 0 t1 时间 S型曲线增长速率曲线 增长速率 时间 0 t1 t2 （二）“S”形增长 6.K值与K/2值在实践中的应用： K值 减小环境阻力 → 增大K值 → 保护野生生物资源 增大环境阻力 → 降低K值 → 防治有害生物 草原最大载畜量不超过K值 → 合理确定载畜量 K/2值 渔业捕捞后的种群数量要在K/2值处 K/2值前防治有害生物，严防达到K/2值处 野生大熊猫种群数量锐减的最根本原因是野生大熊猫的栖息地遭到破坏，由于食物的减少和活动范围的缩小，K 值就会变小。 环境阻力 五、种群数量的变化 1.种群数量的波动： 在自然界，有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。 对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。 东亚飞蝗种群数量的波动 2.种群数量的爆发： 处在波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。 3.种群数量的下降： 当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。 六、影响种群数量变化的因素 1.非生物因素 在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，且其影响往往是综合性的。 如水分、温度、阳光等因素在特殊情况下能影响种群的出生率和死亡率，进而影响种群数量的变化。 一般来说，食物、天敌和传染病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，这些就称为密度制约因素。 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种群密度无关，这些就称为非密度制约因素。 2.生物因素 种群内部生物因素随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。 种间竞争、捕食等，都会影响种群数量；寄生虫也会影响宿主的出生率和死亡率等。 七、探究培养液中酵母菌种群数量的变化 对一支试管中的培养液中的酵母菌计数，可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。 养分、氧气、温度和代谢废物等是影响种群数量持续增长的限制因素。 实验步骤： ①酵母菌的培养：条件为液体培养基，无菌培养； ②振荡培养基：使酵母菌分布均匀； ③抽样； ④观察计数：先将盖玻片放在计数室上，然后将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入，再用吸水纸吸去多余的培养液，待细胞全部沉降到计数室的底部，再用显微镜进行计数并计算； ⑤重复步骤④，连续观察7天； ⑥绘图分析。 本实验不需要设置对照实验，因为酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照；但需要设置重复实验以确保结果的可靠性。 该实验需要做重复实验，取平均值，目的是尽量减少误差。 开始一段时间内，酵母菌的增长符合______形曲线增长模型。 de段曲线下降的原因可能有__________________________________________________ ___________________________________________________________。 “S” 营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等 $$