1.3 影响种群数量变化的因素-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

第3节 影响种群数量变化的因素 本节学习目标 1、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？ 2、研究种群的数量变化在保护濒危物种、防治有害生物等方面有哪些应用？ 旧知识回顾：种群的数量特征 最基本的数量特征 直接 决定 （+） （-） （+） （-） 影响/预测 影响 种群密度 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 性别比例 年龄结构 【凡是影响种群重要特征的因素，都会影响种群的数量变化】 非生物因素 生物因素 那么，哪些因素可以影响种群数量的变化呢？ 3 1.有哪些非生物因素对生物种群数量变化有影响？ 2.哪些生物因素对生物种群数量变化有影响？ 3.影响种群数量的外部生物因素有哪些并举例说明？ 4.归纳总结影响种群数量变化的制约因素分为几类？ 任务：请同学自主阅读教材P13-16，小组合作完成以下问题 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 一年蓬 加拿大一枝黄花 刺儿菜 一.非生物因素 郁闭度: 林冠层遮蔽地面的程度 郁闭度大 郁闭度小 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.除了上述因素外，种群数量的变化还受哪些非生物因素的影响？ 温度、风、水、火 阳光 不同植物对光照条件的适应是有差异的 一.非生物因素 刺儿菜为阴生植物，更适于在低光照强度下生长。 6 一.非生物因素 郁闭度大 郁闭度小 影响光合作用强度 1.阳光： 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 。 郁闭度 光照强度 林冠层郁闭度大 林下植物种群密度低 林下光照强度低 林冠层郁闭度小 林下植物种群密度高 林下光照强度高 一.非生物因素 温度会影响酶的活性 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 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 一.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 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。 干旱缺水更容易爆发蝗灾 (细胞内许多生化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上升) 9 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；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。 一.非生物因素 非生物因素对种群数量变化的影响往往是 ___ ____ 的。 综合性 例.我国有一句古语“大树之下，寸草不生”。影响树下草本植物种群密度的主要非生物因素及原因分析正确的是(　 　) A.光照强度，因为大树林冠层郁闭度高 B.温度，因为大树下温度低 C.水分，因为大树根系分布广，吸水能力强 D.矿质元素，因为大树根系分布广，吸收矿质元素的能力强 A 例.下列关于影响种群数量变化的非生物因素的叙述，错误的是(　 　) A.并非所有的林下植物的种群数量都随郁闭度的增加而减少 B.春夏季节，气温升高、日照延长、降水较多，导致了动植物种群数量普遍迅速增长 C.在同样的非生物因素的影响下，不同种群的数量变化往往不同 D.干旱缺水会导致所有动植物种群数量减少 D 例．下列诗词与非生物因素对应错误的是(　 　) A．“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”——温度 B．“种豆南山下，草盛豆苗稀”——阳光 C．“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝”——温度 D．“劝君莫打枝头鸟，子在巢中望母归”——人类活动 　 D 1. 种群内部生物因素（同种生物之间） 种群增长 种内竞争加剧 种群增长受到限制 （配偶、领地、食物等） 二.生物因素 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。 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。 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。 种间竞争：两种或多种生物共同利用同样的有限资源和空间而产生的相互排斥现象。 影响：竞争者的出现使种群数量 、K 值 ，若两种生物竞争激烈，则较弱的种群可能消亡。 减少 减小 不同植物竞争阳光和养分，不同动物竞争猎物 2 种群外部的生物因素 生物因素 ①种间竞争 二.生物因素 2.种群外部的生物因素： （1）种间竞争 特点：生活环境、生活习性越相近的物种间竞争就越激烈。 “你死我活” ★竞争实力悬殊时 ★竞争实力相当时 “相互抑制” 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。 2.怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性？ 猞猁和雪免之间是捕食关系。 条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 雪兔 雪兔 食物充足 食物缺乏 猞猁和雪免之间是捕食关系。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。 17 二.生物因素 2.种群外部的生物因素： 条件 对于猞猁 猞猁种群出生率 猞猁种群死亡率 雪兔 雪兔 食物充足 食物缺乏 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 如此循环，二者的种群数量相互影响，是循环因果的关系。 （2）捕食 3.猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果？ 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，使雪兔种群数量得以恢复；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。 4.除猞猁外，影响雪兔种群数量变动的还有其他因素吗? 有。①其他捕食者②其他植食性动物的竞争 ③作为食物的植物④非生物因素等。 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 思考讨论:影响种群数量的其他生物因素 二.生物因素 2.种群外部的生物因素： （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___________，动物种群会出现_______________、________________的现象 捕食对象 出生率降低 死亡率升高 食物匮乏 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食物对种群数量的影响： 食物的增加可以使种群数量 ，K 值 ；食物减少则种群数量 ，K 值 ；若食物极度匮乏，种群可能消亡（即种群数量降为0）。 ②捕食性天敌对种群数量的影响： 捕食性天敌增加则种群数量 、K 值 ，但一般情况下种群数量不会降为0（因为捕食性天敌需要有食物来源保证自身存活）；捕食性天敌减少则种群数量 、K 值 。 增加 增加 减少 减小 减少 减小 增加 增加 2 种群外部的生物因素 生物因素 ②捕食 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。 二.生物因素 2.种群外部的生物因素： （3）寄生 寄生虫 细菌 病毒 出生率和死亡率 菟丝子寄生在大豆 螨虫 人蛔虫 生物因素 内部的生物因素 遗传变化 生理变化 行为变化 种群中繁殖能力高低是两种基因型，种群密度在较高的情况下，种群内繁殖能力较低的个体较多，在低密度情况下，种群内繁殖能力较高的个体较多。 种群数量上升时，种群内部个体之间的心理“紧张”，加强了对动物神经内分泌的刺激，影响垂体功能，导致其他激素分泌发生变化。 种群中的个体通常选择一定大小有利地段作为自己的领域，个体为争夺一定的自然资源而产生领域行为，领域行为对种群密度具有明显的调节作用。 二、生物因素 23 二.生物因素 项目 密度制约因素 非密度制约因素 概念 举例 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种群密度无关。 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。 在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其密度高低,所有个体都会死亡。 通过前面的学习，请大家总结一下种群数量制约因素。 例、影响种群数量变化的因素有很多。有些因素的作用是随种群密度而变化的，这种因素被称为密度制约因素；有些因素虽对种群数量起限制作用，但其作用强度和种群密度无关，被称为非密度制约因素。下列叙述错误的是(　　 ) A．遭遇寒流的某昆虫种群的所有个体都会死亡，寒流是非密度制约因素 B．持续38 ℃高温可以引起蚜虫种群数量的急剧下降，高温属于密度制约因素 C．害虫和食虫鸟种群数量在一定范围内波动，体现了密度制约因素影响种群数量 D．随着种群密度的增大，种群受食物短缺的影响越大，食物短缺属于密度制约因素 　 B 我国古书早有“旱极而蝗”的记载。有着“牧草王国”之称的呼伦贝尔大草原是我国面积最大的草原。由于过度放牧及高温干旱等异常气候，自2016年入夏以来，呼伦贝尔大草原多地蝗虫数量呈爆发式增长，蝗虫密集区域最高达到62只·m-2.受灾区域牧草被啃食得非常严重。回答下列问题： (1)根据资料所给的信息，请你推测2016年夏季呼伦贝尔大草原多地爆发蝗灾的非生物因素有          （答出1点）。这些非生物因素以及地震、火灾等自然灾害是影响种群数量的             （填“密度制约因素”或“非密度制约因素”）。 (2)研究发现，蝗虫喜欢在坚实的土地上产卵，且在坚实土壤中卵的孵化率较高。若在蝗虫繁殖期人为疏松土壤，可影响蝗虫的     （填种群的数量特征），从而降低其种群密度。   趁热打铁   高温、干旱 非密度制约因素 出生率 (3)蝗虫的数量变化与其食物来源密切相关，蝗虫喜食禾本科植物（包括小麦、玉米等），不喜食大豆、油菜等。科研人员对蝗虫感受气味信息的部位进行了初步研究，实验处理及结果如图所示： 图中①处可选择             提取物。该实验结果说明                  。 蝗虫不喜食植物（或油菜或大豆） 蝗虫感受气味信息的部位在触角，而不在口器 拓展： 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。 1. 猎物和捕食者种群数量变化的相关性。 猎物增多 捕食者增多 猎物减少 捕食者减少 食物 充足 大量吃猎物 食物 缺乏 少量吃猎物 思维训练：分析循环因果关系（p17） 2. 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。 3. 人类活动中是否也能找到类似的例子？ 负反馈调节: 血糖平衡调节、水盐平衡调节等 正反馈调节: 排尿反射、分娩、河流污染等 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 种群数量特征 影响因素 生存状态 种群数量 变化趋势 保护措施 调查 了解 预测 采取 三.种群研究的应用 2.经济生物的高产 K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 “黄金开发点” 1)中等强度的捕捞（捕捞量控制在K/2左右） 有利于持续获得较大的鱼产量。 2)渔网网目不应过小，否则会影响来年渔业产量。 3)“休渔期”和“禁渔区”。 渔网网目过小，许多幼鱼被捕捞上来，影响鱼种群的年龄结构，从而影响种群出生率，造成来年鱼的产量。 31 3.有害生物的防治 (K/2前防治) K 种群数量 时间 0 B C D E t1 t2 A K/2 增长速率 时间 t1 t2 K/2 K A B C 1)采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量，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。 2)有效保护或引入天敌生物，则有利于将农林害虫数量控制在较低的水平。 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。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，如引人天敌、利用性外激素诱捕雄虫或干扰雌雄虫正常交尾等。 32 要在K/2前防治有害生物，K/2时种群增长速率最大 K/2前防治 K/2 时间 种 群 数 量 增 长 速 率 2.有害生物的防治 种群研究的应用 防治虫害的方法有物理防治、化学防治、生物防治等。 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 啮niè 例.(2022·全国甲卷，5)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是( 　　) D A.甲、丙、乙 B.乙、甲、丙 C.丙、甲、乙 D.丙、乙、甲 [详解]分析题图可知,随着时间变化,甲曲线先增加后减少,乙曲线呈S形,丙曲线下降,在池塘中投放一批鱼苗后,由于一段时间内鱼没有进行繁殖,而且一部分鱼苗由于不适应环境而死亡,故种群数量下降,如曲线丙存活的个体重量增加,如曲线乙,种群总重量先增加后由于捕捞而减少,如曲线甲。综上可知,D正确。 34 例、如图表示某一动物种群迁入适宜环境后的增长曲线图，下列有关说法错误的是( ) A.此种群的增长曲线呈“S”形，该环境条件所 能维持的种群最大数量大约是500只 B.如果此种群是鱼类，则捕捞后的种群数量控 制在曲线的B点最合适 C.如果此种动物是老鼠，限制其种群数量的最好方法是尽量降低其K值 D.种群的增长速率最快点在B点，种群数量达到K值后，数量不变 D 例、如图为曾经在农业生态系统中喷洒DDT进行农药防治和引入天敌进行生物防治害虫过程中，害虫种群密度消长情况示意图(经济阈值是指害虫种群密度影响农业系统经济效益的最低值)。下列有关说法错误的是（ ） A.一般认为害虫防治主要是控制其种群大小而 不是彻底消灭害虫 B.a点开始进行生物防治，e点开始进行农药防 治 C.图中必须进行害虫防治的时间为a、d、e D.生物防治可利用生物之间的捕食关系或寄生关系 B a点开始进行的是农药防治，e点开始进行的是生物防治，×； 36 例.沙蝗的活动、迁徙有逐水而居”的倾向。某年，沙蝗从非洲经印度和巴基斯坦等国家向中亚迁徙，直到阿富汗以及我国西北边境，扩散和迁徙“戛然而止”。下列叙述正确的是（     ） A．沙蝗停止扩散的主要原因是种内竞争加剧 B．沙蝗种群的数量波动表现为非周期性变化 C．天敌对沙蝗的制约作用改变了沙蝗的生殖方式 D．若沙蝗进入我国西北干旱地区将呈现“J”型增长 B 例.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。请据图判断下列说法正确的是(　 　) 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 B 猎物和捕食者的数量在N2和P2水平上保持动态平衡，×； 分析题图，当捕食者种群数量减少时（P2→P1)，猎物由于天敌减少，其种群数量增加（N1→N2)；随着猎物种群数量增加(N2→N3)，捕食者由于食物充足，其数量也会随之增加（P1→P2);捕食者种群数量不断增加（P2→P3)，对猎物的捕食量增加，所以猎物的种群数量会减少（N3→N2)；随着猎物种群数量不断减少（N2→N1)，捕食者由于缺少食物，其种群数量也会不断减少（P3→P2)。 38 例.(多选)科学家通过研究种间捕食关系，构建了捕食者—猎物模型，如图甲所示（图中箭头所指方向代表曲线变化趋势）；图乙为相应的种群数量变化曲线。下列有关叙述不正确的是（        ） A．图甲中横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量 B．图甲中的N3和P3分别表示被捕食者和捕食者的K值 C．图乙中的 abcd时间段分别对应的是图甲中的①②③④区 D．图乙中的 b时间段内 N 种群数量变化的直接原因是出生率小于死亡率 AB 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 40 濒危物种保护 渔业生产 有害生物防治 种群数量特征 种群数量变化 种群密度（调查）、 出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成、 性别比例 综合影响 影响 调查后用于 水分 温度 种内竞争 种间 竞争、捕食、寄生 阳光 生物因素 （密度制约因素） 非生物因素 （非密度制约因素） 增长、稳定、波动、下降 本章知识网络 $$