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1.概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度是种群最基本的数量特征。
知识回顾 种群是指在一定的空间范围内,同种生物所有个体形成的集合。
2.应用:濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的监测和预报、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。
种群密度及其调查方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
3.调查方法
种群密度及其调查方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
1..调查方法
(1)样方法:①方法步骤
②注意事项
a.样方大小应适中,如乔木的样方面积通常为100 m2,灌木的样方面积通常为9 m2,草本植物的样方面积通常为1 m2。
b.选取样方时,要注意随机取样,且样方数不宜过少。对于方形地块常用五点取样法,狭长地块常用等距取样法。
c.计数要准确:样方内的个体无论大小都要计数,若有正好在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如图所示。
种群密度及其调查方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
1..调查方法
(2)标记重捕法 :①方法步骤
②注意事项:
a.标记物应不易脱落、不能过于醒目。
b.标记物和标记方法不能影响标记对象正常的生理活动。
c.尽可能多地捕获和标记动物以减少误差。
d.给予充分时间,让标记个体与未标记个体混合均匀后再重捕,保证在重捕时标记个体与未标记个体被捕的概率相等。
e.调查期间,未出现大量个体的出生或死亡、大规模的迁入或迁出。
种群密度及其调查方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点1
1.出生率和死亡率:
在单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。一
般来说,繁殖能力强的种群出生率高,种群增长快,如鼠、蝗虫等动物。
2.迁入率和迁出率:单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值。
3.年龄结构
(1)概念:一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
种群的其他数量特征
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点2
3.年龄结构
(2)类型
种群的其他数量特征
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点2
增长型 稳定型 衰退型
模 型 图
特 点
①幼年个体多,老年个体少
②出生率>死亡率;
③种群数量增加
①各年龄期的个体数目相差不大
②出生率=死亡率
③种群数量稳定
①幼年个体少,老年个体多;
②出生率<死亡率;
③种群数量减少
3.年龄结构
(3)意义:在一定程度上预测种群数量的变化。
4.性别比例
(1)概念:种群中雌雄个体数目的比例。
(2)实例:在农业生产中,利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体→改变害虫种群正常的性别比例→降低害虫的出生率,进而降低该种害虫的种群密度。
种群的其他数量特征
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点2
1.出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度。
2.年龄结构通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度。
3.性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
种群的数量特征之间的联系
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点3
1.数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式,包括数学公式和曲线图
2.建立数学模型的方法步骤
建构种群增长模型的方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点3
3.实例:计算细菌繁殖n代后的数量,
若N代表细菌数量,n表示第几代,则在资源和生存空间没有限制的条件下,
细菌种群的增长不受种群密度增加的影响,
其种群数量的数学公式模型是Nn=2n。
种群的“J”形增长
1.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(理想状态)。
建构种群增长模型的方法
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点3
知识点4
2.建立模型
3.增长曲线
种群的“J”形增长
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点4
1.条件:资源和空间有限(现实状态)。
2.增长曲线
种群的“S”形增长
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点5
ab段
bc段
c点
cd段
de段
生物对环境的适应期,种群个体数量少,增长速率小
快速增长期
种群数量达到K/2,种群增长速率最大
种群密度增加,但种群增长速率减小(原因:资源和空间有限→随种群密度增加,种内竞争加剧→种群的出生率降低,死亡率升高)
种群数量维持相对稳定,即达到环境容纳量(K值),此阶段出生率和死亡率基本相等
3.环境容纳量(K值):一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
易错分析　关于K值的几个易错点
(1)种群数量达到K值后,不是一成不变的,而是围绕K值上下波动。
(2)同一种群的K值不是固定不变的:当环境遭到破坏时,K值会变小;当环境状况改善时,K值会变大。
(3)K值≠种群能达到的最大数量,种群能达到的最大数量是在某个特定时间出现的,一般来说,该值出现的时间短且大于K值。
(4)不同种群的K值一般不同。
种群的“S”形增长
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点5
1.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。
2.对于大多数生物来说,种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群,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.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。
4.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而衰退、消亡。因此,对那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种,需要采取有效的措施进行保护。
种群数量的波动
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点6
1.实验原理:酵母菌可以用液体培养基来培养;培养液中酵母菌数量的增长情况与培养液的成分、pH、温度等因素相关。
2.计数方法:抽样检测法。
　　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→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→估算试管中的酵母菌总数。
3.结果分析:在有限的环境条件下,酵母菌的种群数量大致呈现“S”形增长。后期由于营养物质的消耗、pH的变化等,生存条件逐渐恶化,酵母菌种群数量下降
培养液中酵母菌种群数量的变化
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点7
4.实验注意事项
(1)本实验不需要另外设置对照实验,因为不同时间取样已形成自身前后对照。
(2)从试管中吸取培养液进行计数之前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌混合均匀,减小误差。
培养液中酵母菌种群数量的变化
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点7
1.非生物因素
(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。
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
阳光
温度
水
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度,即主要取决于林下植物受到的光照强度
①许多植物的种子在春季萌发为新的植株,主要是受气温升高的影响;
②蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡,主要是受气温降低的影响
干旱缺水会使许多动植物死亡;气候干旱是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因
(2)非生物因素影响的特点
①同一非生物因素对不同动植物种群的影响是不同的。
②非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。例如,春夏时节动植物种群普遍迅速增长,气温升高、日照延长、降水增多是重要原因。
2.生物因素
(1)种群内部生物因素——种内竞争:种内竞争源于种群内部个体对空间和资源等的争夺,空间和资源等越有限、种群密度越大,则种内竞争越激烈、种群增长率越小。
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
(2)种群外部生物因素
①捕食与被捕食的关系
a.内容: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。
b.影响:食物匮乏时,动物种群会出现出生率降低、死亡率升高的现象;天敌对猎物种群数量同样具有影响。
②种间竞争关系:植物之间竞争阳光、养分等,动物之间竞争猎物等。如双小核草履虫和大草履虫是种间竞争关系(混合培养)。
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
混合培养初期,资源和空间充裕,两种草履虫的数量都增加;后期,大草履虫因为竞争力弱,数量不断减少最后消亡;双小核草履虫因为有竞争优势,在一定时间内,种群数量继续增长。
③寄生关系
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
3.制约因素的类型
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
密度制约因素 非密度制约因素
概 念
实 例
对种群数量的作用强度与该种群的密度相关的因素,如食物和天敌等生物因素
缺少食物时,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大
对种群数量的作用强度与该种群的密度无关的因素,如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
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
知识拓展
(1)密度制约因素对种群数量的影响存在反馈调节。
(2)非密度制约因素虽然没有反馈作用,但它们的作用可以通过密度制约因素的反馈调节来影响种群数量。
1.保护濒危动物:了解濒危动物种群的数量特征及影响该种群数量变化的因素,进而采取合理的保护对策。
影响种群数量变化的因素
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点8
种群研究的应用
知识点9
1.保护濒危动物:了解濒危动物种群的数量特征及影响该种群数量变化的因素,进而采取合理的保护对策。
2.渔业捕捞:在渔业上,种群数量为K值时进行中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物防治:适当采用化学和物理的方法控制有害生物的种群数量,通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量。
第3章 生态系统及其稳定性
一、必备知识
知识点9
种群研究的应用
1.一块地里的所有三倍体西瓜属于一个种群吗
不属于。种群中的个体在自然状态下能够交配并产生可育后代,三倍体西瓜高度不育
2.调查跳蝻、田鼠的种群密度时,均采用标记重捕法,这种说法正确吗
不正确。跳蝻的活动范围较小,应采用样方法调查其种群密度;田鼠的活动能力强、活动范围大,应采用标记重捕法调查其种群密度。
3.春节期间,城市人口密度变化的主要影响因素是出生率和死亡率,海洋孤岛上某动物种群密度变化的主要影响因素是迁入率和迁出率,这种说法正确吗
不正确。春节期间,城市人口密度变化的主要影响因素是迁入率和迁出率。生活在海洋孤岛上的动物,其种群密度变化的主要影响因素是出生率和死亡率。
第3章 生态系统及其稳定性
二、概念辨析
4.利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,可通过改变其年龄结构,进而使害虫种群密度降低,这种说法正确吗
不正确。利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体,改变的是其性别比例,并非年龄结构。
5.在种群的“S”形增长曲线中,有一段时期近似于“J”形增长曲线,该区段等同于“J”形增长曲线吗
不等同。“J”形增长曲线的增长率是恒定不变的,种群处于资源和空间充裕等理想状态下;“S”形增长曲线的增长率是逐渐减小的,种群的资源和空间条件总是有限的。
第3章 生态系统及其稳定性
二、概念辨析
6.下图为某农田的田鼠种群数量随时间的变化曲线图,当田鼠的种群数量达到300只即c点时,开始出现环境阻力,这种说法正确吗
不正确。环境阻力是始终存在的,只不过种群数量较少时,环境阻力较小。
7.使用血细胞计数板时,应先滴加培养液再盖盖玻片,以避免计数室产生气泡,这种说法正确吗
不正确。使用血细胞计数板时,应先盖盖玻片,再将培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。
第3章 生态系统及其稳定性
二、概念辨析
8.春夏时节,动物种群数量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,这种说法正确吗
不正确，气温属于非生物因素,食物属于生物因素。
9.鼠害发生时,采用物理和化学的方法控制现存害鼠的种群数量就能使鼠害得到有效防治,这种说法正确吗
不正确。鼠害发生时,既采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量,才能使鼠害得到有效防治。
10.在渔业上,当种群数量为K/2时进行捕捞最易得到最大日捕捞量,这种说法正确吗
不正确。要想获得最大日捕捞量应在种群数量达到K值时进行捕捞
第3章 生态系统及其稳定性
二、概念辨析
1、样方法和标记重捕法的误差分析
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.样方法误差分析
(1)取样不随机可能会导致估算值大于或小于实际值。
(2)样方面积越小,误差越大;样方个数越多,估算值越接近实际值。
(3)样方计数时,边界线上的个体若不计数会导致估算值小于实际值,若都计数会导致估算值大于实际值。
1、样方法和标记重捕法的误差分析
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
2.标记重捕法误差分析
1、样方法和标记重捕法的误差分析
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
典例 为调查某池塘的鲫鱼数量,调查人员进行了捕捞,第一次捕获鲫鱼108条,第二次捕获94条,其中18条有标记。调查人员根据以上数据估算的结果和实际数量相比出现了很大偏差。以下分析正确的是 (　 )
A.两次捕获的样本太小,导致估算数据小于真实数据
B.若第二次捕获引起鱼死亡,会直接影响估算的结果
C.根据以上数据能准确判断该鲫鱼种群的数目变化趋势
D.捕捞时渔网网眼太大会使估算数据偏小
D
2、有关种群的数量特征的实际应用
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.利用性引诱剂诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
2.将性引诱剂释放到田地里,干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
3.熊猫保护,如建立大熊猫自然保护区——降低死亡率。
3、种群数量变化曲线的相关分析
1.增长率和增长速率的比较
(1)增长率:单位时间内新增加的个体数占原有个体数的比例,且增长率=出生率-死亡率。
(2)增长速率:单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率)。
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.增长率和增长速率的比较
(3)计算方法(假设第t年某种群的数量为Nt,第t+1年该种群的数量为Nt+1)
①增长率=(Nt+1-Nt)/Nt×100%(无单位)
②增长速率=(Nt+1-Nt)/t(有单位,如个/年)
(4)“J”形增长和“S”形增长的增长率和增长速率的比较
3、种群数量变化曲线的相关分析
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
2.K值、K/2值的不同表示方法
3、种群数量变化曲线的相关分析
(1)图1中,c点时种群数量为K/2,de段种群数量为K值。
(2)图2中,t1时种群数量为K/2,t2时种群数量为K值。
(3)图3中,t1时种群数量为K值。
(4)图4中,猎物种群数量大于N2时,会引起捕食者种群数量增加;捕食者种群数量超过P2时,则引起猎物种群数量减少。两者相互作用,使猎物和捕食者的种群数量分别在N2和P2水平上保持动态平衡,从而判断出猎物和捕食者的K值分别为N2和P2。
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3.λ的解读
(1)λ与种群数量变化、年龄结构的关系
3、种群数量变化曲线的相关分析
λ的大小 种群数量变化 年龄结构类型
0<λ<1
λ=1
λ>1
减少
衰退型
维持稳定
稳定型
增加
增长型
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3.λ的解读
(2)λ曲线分析
a:λ>1且恒定不变,种群数量每年以固定倍数增加,呈现“J”形增长。
b:λ持续减小但始终大于1,种群数量仍在增加。
c:λ=1,种群数量维持稳定。
d:λ不断减小且小于1,种群数量减少。
e:λ不断增加但仍小于1,种群数量继续减少。
3、种群数量变化曲线的相关分析
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
典例 鲫鱼是微山湖中主要的鱼类之一,科学家曾经对微山湖鲫鱼种群的数量进行了13年的连续研究,结果如图所示(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)。下列分析正确的是(　 )
A.0~4年,该种群数量保持稳定,年龄结构为稳定型
B.第4~5年,该种群数量下降
C.第5~9年,该种群数量达到K值,并保持相对稳定
D.从第11年开始该种群数量不断增加,第13年达到新的K值
3、种群数量变化曲线的相关分析
C
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
1.血细胞计数板的结构:血细胞计数板有两个方格网,每个方格网刻有9个大方格,中央的一个大方格为计数室。每个计数室的面积为1 mm2,计数室与盖玻片的距离是0.1 mm,即计数室深度为0.1 mm,所以计数室的容积为0.1 mm3,如图1所示。
4、血细胞计数板的使用及计算
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
2.计数室的规格:计数室通常有两种规格,一种是25×16型,即一个计数室被分为25个中方格,每个中方格又被分为16个小方格,计数时需要统计4个顶角及中间共5个中方格中的酵母菌,如图2所示;另一种是16×25型,即一个计数室被分为16个中方格,每个中方格又被分为25个小方格,计数时需要统计4个顶角的中方格中的酵母菌,如图3所示。
4、血细胞计数板的使用及计算
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
3.计数规则(以计数酵母菌为例)
(1)对于压在小方格界线上的酵母菌,只计数相邻两边(计上不计下、计左不计右)及其夹角上的个体。
(2)若小方格内酵母菌数量过多,可先对样品进行适当稀释后,再重新制片,观察并计数。
(3)出芽的酵母菌,芽体大小达到或超过母细胞的一半时,可将芽体作为1个菌体计数。
(4)每个样品应至少计数三次,取平均值。
4、血细胞计数板的使用及计算
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
4.计算公式(以计数酵母菌为例)
4、血细胞计数板的使用及计算
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
典例 在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中,图1是一块规格为1 mm×1 mm×0.1 mm的血细胞计数板正面示意图,图2是计数室某一个方格中酵母菌分布示意图。有关叙述正确的是 (　 )
A.该血细胞计数板上有2个计数室,玻片厚度为0.1 mm
B.制片时,先用吸管滴加样液,再将盖玻片放在计数室上
C.图2所示方格中,酵母菌的数量应计为9个
D.接种后,需立即进行第一次抽样检测
4、血细胞计数板的使用及计算
D
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、种群研究的应用
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、种群研究的应用
b点的应用 消灭害虫应尽早进行,将种群数量控制在b点之前,严防种群数量增长进入加速期
c点(K/2)的应用 对有害生物:严防种群数量达到该点,如现存害鼠种群数量达到K/2,鼠害将难以控制
对有益生物:种群数量达到环境容纳量的1/2时,种群数量增长速率最大,故应把握K/2处的黄金开发点,实现种群数量快速增长
e点(K值)的应用 对有害生物:限制生存条件,增大环境阻力,降低环境容纳量,如封存粮食、硬化地面以降低害鼠的K值
对有益生物:改善生存条件,尽量升高K值,如建立自然保护区等
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、种群研究的应用
典例 太湖鲤鱼是一种重要的经济鱼类,如图为太湖鲤鱼种群数量的增长速率和种群数量之间的关系,下列叙述中错误的是 (　 )
A.种群数量为甲时增长最快,此时种群数量尚未达到K值
B.应将捕捞后的太湖鲤鱼种群数量控制在乙点水平
C.种群数量由乙到丙的过程中,太湖鲤鱼的出生率大于死亡率
D.若环境条件不发生改变,则太湖鲤鱼的种群数量将围绕丁上下波动
A
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
5、种群研究的应用
典例 太湖鲤鱼是一种重要的经济鱼类,如图为太湖鲤鱼种群数量的增长速率和种群数量之间的关系,下列叙述中错误的是 (　 )
A.种群数量为甲时增长最快,此时种群数量尚未达到K值
B.应将捕捞后的太湖鲤鱼种群数量控制在乙点水平
C.种群数量由乙到丙的过程中,太湖鲤鱼的出生率大于死亡率
D.若环境条件不发生改变,则太湖鲤鱼的种群数量将围绕丁上下波动
A
第3章 生态系统及其稳定性
三、能力提升
6、种群的存活曲线
1.概念:存活曲线是表示种群中全部个体死亡过程和死亡情况的曲线,横坐标是年龄,纵坐标是存活个体数的对数值。
2.类型
类型 特点 举例
Ⅰ型 (凸形) 大多数个体都能活到平均生理年龄,但达到这一年龄后,短期内几乎全部死亡 人类和很多高等动物
Ⅱ型(对角线形) 各年龄期死亡率相同 水螅、一些鸟类、小型哺乳动物
Ⅲ型 (凹形) 低龄死亡率极高,但是达到某一年龄后,死亡率就较低且稳定 牡蛎、树蛙

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