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3节 影响种群数量变化的因素 第1章 种群及其动态 人教版高中生物 选择性必修 2 1.通过分析和讨论非生物因素影响种群数量变化的资料，说明阳光、温 度、水等非生物因素对种群数量变化的影响(重、难点)。 2.通过分析和讨论影响种群数量变化的生物因素，说明种内竞争以及不 同物种之间的相互作用对种群数量变化的影响(重、难点)。 3.阐明种群研究在实践中的应用，培养保护野生动物、合理利用生物资 源的社会责任感。 学习目标 黄河三角洲自然保护区环境的改善，吸引了大批珍惜鸟类在 此筑巢和繁殖；特殊的地理条件也决定了它在历史上就是蝗灾的 重灾区。为了合理的利用和保护野生生物资源、有效的防治有害 生物，研究种群的数量特征和数量变化的规律，是非常必要的。 凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化。 情境导入c 黄 河 三 角 洲 影响种群数量变化的因素 二 种群研究的应用 影响种群数量变化的因素 资源和空间有限 种群密度增大，种内竞争加剧 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 “J” 形增长 种群的“S”形增长 非生物 因素 生物 因素 K=375 2 3 400- 300- 200- 100- 0 5 6 时间/d 种群数量个 种群数量 4 1 影响种群数量变化的因素 任务1 非生物因素对种群数量变化的影响 资料1:为了提高人工林质量并促进人工林发展，目前最有效的策略是积极发展林下 植被，改善生物多样性。 郁闭度是反映森林结构和森林环境的一个重要因子。如表 为某地人工林，林下几种草 植物的种群密度(平均值，单位：株/m2)随郁闭度变化 的调查数据。 林冠层遮蔽地面的程度 2 0.4 .5 10.8 加拿 5 6.1 3 8.5 郁闭度小 郁闭度大 任 郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 浇 植为 一年蓬 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4 林下 如表 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 的调查数据°种群密度 — 一年蓬 林木郁闭度 影响种群数量变化的因素 I个 十 什 I E H √ I | ~ | 山 / X 上 ， 1 一 · Y 个 / I Z / 变化 I J /乂 1.影响该地草本植物种群密度的非生物因素是什么? 阳光(光照强度) 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 一枝黄花相比有较大差异，这是为什么? 不同种植物对光照条件的适应性是有差异的。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。 任务1 非生物因素对种群数量变化的影响 + 一年蓬 一加拿大一枝黄花 一 刺儿菜 0 0.2 0.4 0.6 林木郁闭度 种群密度 10 0.8 1 资料2: 黄河三角洲特殊的地理条件决定了它在历史上就是蝗灾的重灾区。研究表明， 蝗虫产卵对环境有明显的选择性，蝗虫喜欢在土质坚实、地势向阳、植被稀疏(覆盖 度在25%～50%之间)和土壤含水量为10%～20%的环境产卵。土质坚实可促进卵的发育； 土温变化幅度大，卵发育较快。 任务1 非生物因素对种群数量变化的影响 干湿指数 3.讨论蝗虫种群数量出现爆发式增长的主要环境因素。 温度、水等非生物因素。 4.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? 除光照、温度、水条件外，种群数量的变化还受风、火等非生物因素的影响。 如图所示：东亚飞蝗发生程度与温度、 干湿指数的关系 (“+”大发生年 “-”发生轻度年)。 任务1 非生物因素对种群数量变化的影响 温 度 / ℃ 干湿指数 5.这些因素会相互影响吗? 会 非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 如图所示：东亚飞蝗发生程度与温度、 干湿指数的关系 (“+”大发生年 “-”发生轻度年)。 任务1 非生物因素对种群数量变化的影响 温 度 / ℃ 影响种群数量变化的因素 任务2 影响种群数量的生物因素 资料3: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，结果如图所示。 80 40 0 1845185518651875188518951905191519251935 时 间 一 猞猁 雪兔 种 群 数 量 160 120 任务2 影响种群数量的生物因素 1.请据图分析猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果?请用“↑”和“↓”来 完善图示。 个 种群数量/千只 140- 雪兔 120- 100- 猞猁 80 60 40 20 0 18451855 1865 1875 18851895 1905 1915 1925 1935年份 对于猞猁 食物充足 食物缺乏 猞猁种群出生率 个 条件 雪兔 雪兔 猞猁种群死亡率 个 1.请据图分析猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果?请用“↑”和“↓”来 完善图示。 对于 雪兔 捕食压力 减小 捕食压力 增大 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↑ 雪 兔↓ 任务2 影响种群数量的生物因素 对于 猞猁 食物 充足 食物 缺乏 条件 猞猁↓ 猞猁个 猞猁 种群 出生率 猞猁 种 群 死亡率 猞猁种 群数量 个 ↓ 个 ↓ ↓ 个 任务2 影响种群数量的生物因素 资料4:如图是猎物种 群和捕食者种群数量随时间而变化的 曲线图。 时 间 → 猎 物 - 捕食者+ 猎 物 - 捕食者 - 2.请在图示括号中填写猎物和捕食者种群数量的变化，思考两者变化的关系 (注：“+”表示增加，“-” 表示减少。 ) 任务2 影响种群数量的生物因素 猎 物 + 捕食者 - 猎 物 + 捕食者+ 捕 食 者 种 群 数 量 相 对 值 猎 物 种 群 数 量 相 对 值 捕食者种群 猎 物 种 群 时间/d 甲状腺激素分泌的调节 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 。 下丘脑 促甲状腺 ( 一 ) 激素释放 激素 小 垂体 促甲状 腺激素 甲状腺 甲状腺激素 学习迁移 反馈调节 分级调节 (-) 资料5:1934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)。结果如图所示： 3.双小核草履虫和大草履虫种群数量的变化的原因是什么? 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 双小核草履虫 150 大草履虫 50 0 4 8 12 1620 24 200 150 100 50 0 4 8 12 1620 24 200 150 100 50 大草履虫 0 4 8 12 16 20 24 影响种群数量的生物因素 时间/d 单独培养双小核草履虫 任务2 时间/d 单独培养大草履虫 时间/d 混合培养 双小核草履虫 种 群 数 量 / 个 种 群 数 量 / 个 种 群 数 量 1 个 200 100 任务2 影响种群数量的生物因素 资料6: 绿僵菌感染蝗虫不仅可以直接杀死蝗虫，还能极大地削减蝗虫的繁殖力，由 此产生的亚致死作用限制了蝗虫的数量和集群能力。与之类似的蝗虫病毒、病原线虫， 以及通过转基因技术产生的毒性更强的真菌，亦可以起到类似的效果。 4.请分析绿僵菌对蝗虫种群的数量变化的影响：作为宿主的动物被寄生虫寄生，细菌 或病毒(绿僵菌引起 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。 5.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。 (1)非密度制约因素： 温 度 、 水 分 、 风 、 极 端 气 候 (2)密度制约因素： 食物、竞争、天敌、寄生者、传染病 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。 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。 任务2 影响种群数量的生物因素 密度制约因素 非密度制约因素 非密度制约因素 密度制约因素 食物，天敌，寄生者， 传染病 影响因素 阳光，温度，水分，风， 极端气候 6.根据上述材料，不同影响因素之间的关系：生物因素一般是_ 密 度_制约因 素，非生物因素多是非密度制约因素。有时非生物因素可以通过影响生物因 素发挥作用。 任务2 影响种群数量的生物因素 生物因素 非生物因素 1. 影响种群数量变化的因素 出 生 率 死 亡 率 ● · · · ( 内 因 ) 种 群 数 量 的 变 化 影响因素为 因 素 非 生 物 因 素 ( 外 因 ) 决定 生 物 通过 核心归纳 因素 举例 影响方式 阳光 森林中林下植物的种群密度主要 取决于林冠层的郁闭度 光照强度会影响植物的光合作用 强度 温度 在温带和寒温带地区，许多植物 种子在春季萌发；蚊类等昆虫在 寒冷季节到来时一般会全部死亡 种子萌发主要是受气温升高的影 响；蚊类等昆虫死亡主要是受气 温降低的影响；温度会影响酶的 活性 核心归纳 2.影响种群数量变化的非生物因素举例 因素 举例 影响方式 水 干旱缺水会使许多植物种群的死 亡率升高；气候干旱可使东亚飞 蝗种群爆发式增长 细胞内许多生物化学反应都需要 水的参与；土壤湿度会影响蝗虫 产卵和孵化，同时会使青蛙等天 敌死亡率升高 核心归纳 2.影响种群数量变化的非生物因素举例 1. 影响种群数量变化的因素 出 生 率 死 亡 率 ● · · · ( 内 因 ) 种 群 数 量 的 变 化 影响因素为 因 素 非 生 物 因 素 ( 外 因 ) 决定 生 物 通过 核心归纳 1.下列非生物因素与生物因素对种群数量的影响的叙述，不正确的是 A影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分和捕食 B.森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度 C. 许多植物种子在春夏季萌发，主要受温度影响 D. 东亚飞蝗爆发主要是气候干旱导致的，气温和干旱属于非密度制约因素 解析 影响动物种群增长的非生物因素主要是温度、水分，而捕食是生物因素，A 错误。 跟踪训练 B. 据 图 的 温 度 和 湿 度 范 围 可 知 ， 环 境 温 度 越 高 ， 该 昆 虫 生 活 所 需 要 的 最 适相对湿度也越大 C.由图可知，影响该昆虫种群数量变化的最适温度可能在32.5℃左右 D 湿度为90%左右，温度为32.5℃,该种群数量的K 值最大 线图。下列叙述错误的是 A.昆虫种群数量的变化是温度和湿度 等非生物因素与生物因素综合作用 的结果 32.5℃ 35℃ 95 100 相对湿度1% 2. (2023 ·湖南郴州高二统考)如图是某种昆虫受双因子影响下的种群数量变化曲 跟踪训练 种群数量 30℃ 080 90 85 解析 据图的温度和湿度范围可知，环境 温度越高，该昆虫生活所需要的最 适相对湿度也越大，B 正确； 由图可知，影响该昆虫种群数量变 湿度为90%左右，温度为32.5℃,该种群数量最大，但是K 值是在环境中长期稳 定的值，由图中曲线无法得知，D 错误。 35℃ 95 100 相对湿度1% 化的最适温度可能在32.5℃左右，此时种群数量最大，C 正确； 32.5℃ 90 跟踪训练 30℃ 85 种群数量 080 一 影响种群数量变化的因素 二 种群研究的应用 种群研究的应用 任务3 种群研究的应用 资料7: 科学研究发现，4 - 乙烯基苯甲醚 (4VA) 对群居性和散居性飞蝗的不同发育阶 段和性别都有很强的吸引力。4～5只蝗虫聚 集在一起的时候，就能产生4VA, 这种使蝗 虫集群的信息素号召蝗虫群居之后，从而使 蝗虫种群大规模迁飞啃食各地农田。 黄河三角洲地势低洼，易涝易旱的河滩、荒地或者耕作粗放的农田中，滋生着 大量的盐蒿、稗草等杂草，其对水分的适应性极强，同时也是蝗虫喜爱的食物。干 旱时，蝗虫的天敌：如青蛙、蟾蜍、鸟数量减少，就更容易爆发蝗灾。 蝗虫群聚的奥秘：4-乙烯基苯甲醚(4VA) 是飞蝗的群聚信息素 康 乐 中国科学院动物研究所 北京，中国 2020年8月13日 任务3 种群研究的应用 1.根据以上资料，请你从不同类别的因素分别列出防治蝗虫的方法。 ◆利用化学药剂及时治理高密度的蝗虫发生区。 可先用信息素募集当地蝗虫，待其成群集中 消杀。 (化学防治) ◆募集鸡、鸭等家禽来捕食蝗虫；使蝗虫感染 绿僵菌等病原微生物。 (生物防治) 任务3 种群研究的应用 1.根据以上资料，请你从不同类别的因素分别列出防治蝗虫的方法。 ◆通过蝗灾发生区的生态环境改造，消除适宜蝗虫发生的环境。 整治蝗区的水体条件，修筑堤坝，控制水位，耕垦湖滩荒地等。 任务3 种群研究的应用 资料8:黄河三角洲渔业的发展 最大捕鱼量。根据如图数学模型 ,要在保护鱼类资源不受破坏的前提下，持续地获得 ,请回答下列问题： 捕捞后使鱼群的种群数量处在K/2左右。因为此时种群的增长速率最大，有利于持 续 获 得 较 大 的 鱼 产 量 。 种群数量 K K/2 0 时间 1. 应使被捕鱼群的种群数量保持在什么水平?为什么? 种 群 数 量 增 长 速 率 时 间 2.渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼的产量。这是为什么?请从种群特征的 角度作出解释。 如果渔网网眼很小，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。 任务3 种群研究的应用 资料8: 黄河三角洲渔业的发展，要在保护鱼类资源不受破坏的前提下，持续地获得 最大捕鱼量。根据如图数学模型，请回答下列问题： 核心归纳 种群“S”形增长曲线的分析及在实践中的应用 (1)曲线分析 数量 饱和期：密度增长为0 b/ 加速期：数量增加，密度增长加快 适应期：个体数量少，密度增长慢 时间 e d 减速期：密度增长逐步减慢 转折期：数量为 K/2, 密度增长最快 K K/2 a 0 C/ b点的应用 消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期(b点之前),严防种 群增长进入加速期 C点(K/2值)的 应用 对有害生物：严防种群数量达到该点，如害鼠达到K/2时，鼠害将 难以控制 对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更 新能力，符合可持续发展原则 e点(K值)的 应用 对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化 地面以限制鼠的种群数量 对有益生物：改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区， 保护大熊猫 核心归纳 (2)实践应用 一段时间内种群数量的变化。下列相关叙述错误的是 A 为有效防治虫灾，应在b点之前及时控制种群密度 B.cd段种群数量上升的原因可能是环境发生改变 C.利用性引诱剂诱杀雄虫可防止d点出现 D.de段是采取措施降低了该害虫的K 值，该措施能有 效控制虫害 种群数量 3. (2023 ·湖南长沙高二期末)毛束象是一种广泛分布于南方等地的害虫，如图为 跟踪训练 解析 有害生物的防治应在K/2之前进行，即a点之前及时控制，A 错误； cd段种群数量上升的原因可能是环境发生改变，K 值 增 大 ，B 正确； 利用性引诱剂诱杀雄虫，改变性别比例可有效降低种群密度，防止毛束象爆发 式增长，即可防止d点出现，C 正确。 d C e 时间 b a 0 跟踪训练 种群数量 4.假设某种群的K值为200,如图表示该种群的(K值一种群数量)/K值与种群数 量的关系。下列分析错误的是 A.图 中S ₁ 所对应的种群增长速率最大 B.若该种群为海洋中的某种鱼，渔业 捕捞后种群数量应不低于S₃ C. 若该种群为农田中的东亚飞蝗，则对其防治越早越好 D.若该种群的栖息地遭到破坏，其K值会减小 种群数量 跟踪训练 ( K 值 - 种 群 数 量 ) / K 值 解析 当种群数量为K/2时，种群增长速率最大，此时 (K值-种群数量)/K值=0.5,对应S₃,A 错误； 为了保证持续收获海产品，使种群保持最大的 增长速率，渔业捕捞后种群数量应维持在K/2左 右，即(K 值-种群数量)/K 值=0 .5,对应S₃,B 正 确 ； 1.00 S₁ 0.75- S₂ 0.50- S₃ 0.25- S₄ S₅ 0L 50 100 150 200 种群数量 对蝗虫等害虫的防治，需将其数量控制在S₃ 点之下，对其防治越早越好，C 正确。 跟踪训练 ( K 值 - 种 群 数 量 ) / K 值 种内竞争 捕食 种间竞争 寄生 有害生 物防治 影响种群 数量变化 的因素 应 用 内部因素 外部因素 课堂小结 阳光 温度 水 保护濒 危动物 非生物因素 生物因素 渔业 【判断正误】 (1)树林中林下植物的种群密度直接取决于林冠层的郁闭度( ×) (2)春夏时节动物种群迅速增长受气温升高、食物充足等多种非生物因素的综合影 响( ×) (3)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( (4)要防治鼠害，应在其数量达到K/2后采取措施( ×) (5)仅采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，就一定能使鼠害得到有效 防 治 ( × ) (6)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( 五 分 钟 查 落 实 【要语必背】 1.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。应当 指出的是，非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 2.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，称 为密度制约因素，而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，称为非密度制约因素。 3.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。 【长句表达】 1. 渔业捕捞中，让鱼的数量维持在K/2左右的原因： K/2时种群的增长速 率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用 2.控制有害动物的最有效措施： 在其数量越少的时候防治越好，通过断 绝食物、水源等恶化其栖息环境来降低环境容纳量 。 3.据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性： 自 然 生 态 系 统中猎物增多会导致捕食者增多，捕食者增多会使猎物数量减少，猎物 数量减少会引起捕食者数量减少，最终使猎物和捕食者在一定水平上保 持动态平衡。 本 课 结 束 $$