摘要:
该高中生物学课件聚焦“影响种群数量变化的因素”,涵盖非生物因素(阳光、温度、水分等)和生物因素(种内竞争、种间竞争、捕食、寄生等)。课堂通过问题“植物种群数量变化对动物出生率和死亡率的影响”导入,结合季节变化分析动植物种群关系,以种群增长曲线为基础,借助调查数据、实验案例和表格对比构建学习支架,帮助学生梳理各因素作用机制。
其亮点在于融合生命观念(如刺儿菜对光照的适应性体现进化与适应观)、科学思维(如分析猞猁雪兔种群数据归纳负反馈调节,对比密度制约与非密度制约因素培养分类能力)和态度责任(如濒危生物保护、生物防治实例渗透生态责任)。采用问题驱动、数据探究和案例分析的教学方法,包含高斯实验、郁闭度表格等实证材料及高考习题,助力学生深化理解种群动态规律,也为教师提供详实教学资源,提升教学效果。
内容正文:
1.3 影响种群数量变化的因素
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
资源和空间有限
种群密度增大,种内斗争加剧
课堂导入
问: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何影响?
春夏时节,草木繁盛,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;植食性动物的种群数量变化,又会影响肉食性动物的出生率和死亡率。
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(林冠层遮阴地面的程度)变化的调查数据。
非生物因素
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
郁闭度小
郁闭度大
非生物因素
1.阳光
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的 ,即林下植物受到的 。
郁闭度
光照强度
林冠层郁闭度低
林下光照强度____
林下植物种群密度____
林冠层郁闭度高
林下光照强度____
林下植物种群密度____
高
高
低
低
——影响光合作用强度
非生物因素
1.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。
3. 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?
非生物因素
2.温度
种子春季萌发
蚊类等昆虫无法越冬
鸟类秋季开始南迁
——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
——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
非生物因素
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。
气候干旱更容易爆发蝗灾
非生物因素
非生物因素对种群数量变化的影响往往是 的。
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、降水增多也是重要因素。这说明什么?
综合性
(2025汕头期末)红喉雉鹑是我国特有的
一级保护动物。某科研团队采用红外相机
技术等方法,记录了四川某保护区的红喉
雉鹑繁殖季和非繁殖季日活动节律,结果见图。
下列叙述错误的是( )
A.红外触发相机记录的数据表示红喉雉鹑的种群密度
B.红喉雉鹑繁殖季活动规律与能量需求、季节等有关
C.非繁殖季的红喉雉鹑下午活动提前与气温下降有关
D.该调查为当地红喉雉鹑种群的监测和保护提供依据
A
习题巩固
在动物的栖息地布设若干台红外触发相机,恒温动物一靠近,就会触发相机自动拍摄照片或视频,通过计算机分析处理这些照片或视频,就能确定所调查动物的出现频率和种群数量,而种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数,因此红外触发相机记录的数据不能直接表示种群密度,A错误;繁殖季红喉雉鹑要觅食获取能量用于繁
殖活动,季节变化会影响食物资源、环境温度等,所以其在繁殖季的活动规律与能量需
求、季节等有关,B正确;非繁殖季是9月至次年3月,平均气温低于繁殖季,因此非繁殖季
的红喉雉鹑下午活动提前与气温下降有关,C正确。
9
生物因素
一、种群内部的生物因素
随着种群的增长, 会加剧,从而使种群的增长 ,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
受到限制
——种内竞争
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 、种群增长率越 。
激烈
小
资料: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:
1. 怎样解释混合培养的实验结果?
两者之间是竞争关系(种间竞争),竞争力弱的数量会不断下降。
2. 怎样解释混合培养条件下双小核草履虫K值减小?
因为大草履虫消耗了部分资源。
二、种群外部的生物因素
1.种间竞争:
不同植物竞争阳光和养分,草原上非洲狮与猎豹竞争猎物。
竞争实力相当时,“相互抑制”,此消彼长
竞争实力悬殊时,“你死我活”
资料:生活在加拿大北方森林中的猞猁捕食雪兔。研究人员在90多年时间里,对猞猁和雪兔的种群数量做了研究,结果如图:
二、种群外部的生物因素
2.捕食关系:
条件 对于雪兔 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↑ 食物充足
雪兔↓ 食物匮乏
讨论2. 怎样解释猞猁和雪兔种群数量变化的同步周期性?
讨论3. 猞猁和雪兔种群的数量变动哪个是因、哪个是果?
上升
下降
上升
上升
下降
下降
猞猁↑
捕食压力增大
猞猁↓
捕食压力减小
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
猞猁增多
雪兔减少
负反馈调节
如此循环,二者的种群数量相互影响,是循环因果的关系。
思维训练:分析循环因果关系(p17)
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。
+
正反馈调节
湖泊受到污染
鱼类等生物死亡
死鱼等腐烂
+
+
猞
猁
种
群
数
量
雪兔种群数量
2.捕食关系:
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。如果食物匮乏,动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象。
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
3.寄生
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 等特征,进而影响种群的数量变化。
寄生者可使宿主的种群数量 、K值 ,但宿主的种群数量一般不会降为0。
出生率和死亡率
二、种群外部的生物因素
菟丝子与植株
新型冠状病毒
减少
减小
螨虫
如气温干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。
例: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。
如食物和天敌等生物因素。
例:同样是缺少食物,种群密度越高,受食物短缺的影响就越大。
种群数量的制约因素
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%
1. 非密度制约因素:对种群数量的作用强度与种群密度无关。对应图中因素 。
2. 密度制约因素:对种群数量的作用强度与种群密度相关。对应图中因素 。
①
②
该因素自身不会因种群密度的大小而发生改变;一般是非生物因素。
1.密度制约因素:对种群数量的作用强度与该种群的密度相关。
2.非密度制约因素:对种群数量的作用强度与该种群的密度无关。
练: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:_____________________________
该因素自身会因种群密度的大小而发生改变;一般是生物因素。
温度、
食物、
水分、
风、
极端气候
竞争
天敌、
寄生者、
传染病、
种群研究的应用
1.濒危生物资源的保护:
减小 ,提高 , K值。如建立自然保护区,保护其环境。
2.经济生物的高产——渔业上捕捞量
①中等强度的捕捞(捕捞量控制在 左右)有利于持续获得较大的产量。
K/2值
②渔网网目不应过 。
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 ,从而影响种群 ,影响来年鱼的产量。
年份
网目大小
鱼塘密度
/
尾
增大
环境阻力
环境容纳量
年龄结构
出生率
小
3. 有害生物的防治——(1)鼠害防治
①采用 和 的方法控制现存害鼠的种群数量。
②通过减少其获得食物的机会降低 ,
使鼠害得到有效防治。
化学
物理
(2)对农林害虫的防治
如果一味依赖喷洒 的方法,既造成 ,又伤及害虫的 。
化学防治
生物防治
有效保护或引入 ,则有利于将害虫数量控制在较低的水平。
例:白蛾周氏啮小蜂是美国白蛾的寄生性天敌昆虫(寄生在白蛾蛹内),将人工繁育的白蛾周氏啮小蜂释放到林间,对美国白蛾等食叶害虫起到了良好的控制作用。
环境容纳量
农药
环境污染
天敌
天敌生物
绿僵菌感染蝗虫
(2025汕头一模)为预防由伊蚊传播引起的登革热,将α菌导入雄蚊后释放回自然界,未携带α菌的雌蚊与该种雄蚊交配后产下的卵不能孵化。下列分析错误的是( )
A.伊蚊与α菌的种间关系属群落水平的研究
B.α菌是调节伊蚊种群数量的密度制约因素
C.该方法通过改变性别比例从而降低出生率
D.采用“以蚊治蚊”的方法属于生物防治
C
习题巩固
不同物种之间的种间关系属于群落水平研究的问题,A正确;α菌通过寄生在伊蚊
体内,影响其种群数量的变化,其对伊蚊种群数量的作用强度与种群密度相关,属于密度
制约因素,B正确;根据“将α菌导入……与该种雄蚊交配后产下的卵不能孵化”推断,
该方法没有杀死雄蚊,没有改变性别比例,而是通过使卵不能孵化来降低种群的数量,C
错误;通过引入天敌、寄生虫或者信息素等防治属于生物防治,采用“以蚊治蚊”的方
法属于生物防治,D正确。
22
Lavf58.20.100
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