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(共32张PPT)
第32讲 种群及其动态
主要考点 必备知识
考点一 种群的特征及种群密度的调查
考点二 种群数量的变化
考点三 实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
考点一
种群的特征及种群密度的调查
一、种群的特征
1. 种群：在　　　 　　内，　　　 　　　　形成的集合就是
种群。
一定空间范围
同种生物所有个体
(1)一“全”：指　　　　，包括各个年龄段的个体，有性别差异的生物包括　　　　。
(2)二“单”：指　　　　，种群是　　　　　　　　　，也是________的　　　　。
(3)三“同”：指同一　　、同一　　、同一　　的全部个体。种群具有一定的　　　　　限制，离开一定的时间和空间的种群是不存在的。
全部个体
雌雄个体
基本单位
生物繁殖的基本单位
生物进化
基本单位
物种
时段
区域
时间和空间
一、种群的特征
2.种群的空间特征
概念：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局，叫种群的空间特征
种群的特征
种群的数量特征
种群的空间特征
(主要内容)
(了解)
种群密度
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
年龄结构
性别比例
(最基本的数量特征)
种群的数量特征:
种群的空间特征:
均匀分布
随机分布
集群分布
一、种群的特征
3.种群的数量特征:
(1) 种群密度
①定义：指种群在单位面积（陆生生物)或单位体积(水生生物）中的个体数。
种群密度是种群最基本的数量特征。
②研究种群密度的意义：
③种群密度的调查方法：
濒危动物保护、农田杂草状况调查、渔业上捕捞强度的确定、农林害虫的监测和预报等
种群密度的调查方法 适用范围
逐个计数法 分布范围______、个体______的种群
估算法 样方法 ________________________________
标记重捕法 ________________________的动物
黑光灯诱捕法 ________________
较小
较大
植物或活动范围小和活动能力弱的动物
活动能力强、活动范围大
有趋光性的昆虫
调查种群数量的其他方法：①用红外触发相机拍摄照片和视频；②根据动物的粪便特征计数；③通过动物的声音特征进行计数。
黑光灯诱捕法
原理: 黑光灯是一种发射人眼看不见的、波长在365 nm左右的紫外线的电光源。 黑光灯具有很强的诱虫作用，是杀虫用灯的理想光源
适用范围: 对于有趋光性的昆虫，可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度
样方法
例如：调查草地上蒲公英的密度，农田中某种昆虫卵的密度，作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，都可以采用样方法。
调查植物，及活动能力弱、活动范围小的动物
一、种群的特征
③种群密度的调查方法——估算法：
调查方法：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
一、种群的特征
③种群密度的调查方法——估算法：
取样原则：随机取样，样方大小适中(即植物的大小不同，样方面积也应不同，如乔木样方面积可取100m2、灌木可取9 m2草本植物可取1m2);
样方数量依总面积而定
取样方法：
样方内计数
边角上的个体，计上不计下，计左不计右
五点取样法（方形地块）
等距取样法（狭长地块）
即只计数相邻两边及夹角上的个体
种群密度
种群的个体数量
空间大小（面积或体积）
通常选双子叶草本植物为调查对象，因单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，难以辨认；而双子叶植物则容易辨别个体数目
标记重捕法
适用范围：
：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
活动能力强，活动范围大的动物
重捕中标记个数(m)
重捕个体总数 (n)
=
初捕标记个体数(M)
种群数量(N)
M n
m
=
N
一、种群的特征
③种群密度的调查方法——估算法：
注意事项
a.调查期间，被调查个体没有迁入和迁出、出生和死亡；
b.标记物不能过于醒目，不能影响标记对象正常的生命活动；
c.标记物不易脱落，要能维持一定时间。
若由于某种原因，如标记物易脱落、标记物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等，则估算的种群密度会偏高；若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获、在被标记个体密集处捕获等，则估算的种群密度会偏低。
（2）出生率和死亡率
①概念：
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率。
一、种群的特征
出生率＞死亡率：种群密度
增大
出生率 =死亡率：种群密度
不变
出生率＜死亡率：种群密度
减小
自然增长率＝出生率－死亡率
②意义：
是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度
（3）迁入率和迁出率
①概念：
在单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比率。
迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小,直接影响种群大小和种群密度。
②意义：
研究一座城市的人口变化，迁入率和迁出率是不可忽略的因素。
估算一种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度和大小（ ）
×
（4）年龄组成
一个种群中各年龄期个体数目的比例。
①概念：
②类型：
增长型 稳定型 衰退型
特 点
种群密度的变化趋势
年老个体少，年幼个体多
各年龄期个体数比例适中
年老个体多，年幼个体少
越来越多
基本不变
越来越小
③意义：年龄组成在一定程度上能预测种群数量的变化趋势，通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度。
出生率>死亡率
出生率=死亡率
出生率<死亡率
一、种群的特征
种群中雄性个体和雌性个体所占的比例。
　　不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。
(5)性别比例
①概念：
一、种群的特征
利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而降低出生率，降低害虫的种群密度。。
直接影响出生率，间接影响种群密度。
②性别比例的应用：控制虫害
③性别比例的意义：
(1)年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。
(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。中国人口的增长——出生率>死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。
种群密度
种群的数量特征
最基本特征
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄结构
影响
性别比例
影响
预测未来动态的变化趋势
间接影响
决定（直接影响）
在研究城市人口变化中具有重要意义
一、种群的特征
考点二
种群数量的变化
1.研究方法：构建数学模型，其是用来描述一个系统或它的性质的数学
形式。
2.一般步骤：　　　　　　　　　　　→
提出合理的假设→
根据实验数据，用适当的　　 　　对事物的性质进行表达，
即建立数学模型→通过进一步实验或观察等，对模型进行　　　　　。
3.表达形式
①　　　 　　：科学、准确，但不够直观。
②　　 　：直观，但不够精确。
观察研究对象，提出问题
数学形式
检验或修正
数学方程式
曲线图
一、种群数量变化的研究方法
(3)曲线特点:
Nt = N0 λt
N0：某种动物种群的起始数量；
t：时间；
Nt：t年后该种群的数量；
λ：该种群数量是一年前种群数量的倍数，代表种群数量
增长倍数,不是增长率。
(2)数学模型：
(1)形成原因:
1. “J”形曲线
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他物种竞争等
种群数量是以一定的倍数连续增长的。
一、种群数量增长的曲线
实验室条件下或种群刚迁入一个适宜的环境时
(4)产生情形
O 时间
种群增长率
O 时间
种群增长速率
O 时间
种群数量
增长速率
增长率
Nt=N0λt,λ代表种群数量增长倍数,不是增长率。增长率=λ-1
看曲线的斜率(即过每一点的切线)
λ-1
“J”形图
种群原有个体数
增长率
（现有个体数-原有个体数）
λ
现有个体数
原有个体数
=
=
一、种群数量增长的曲线
增长速率
=
（现有个体数-原有个体数）
增长时间
⑸特点:
①当λ=1时，种群数量如何变化？
②当λ＞1时，种群数量如何变化？
③当λ＜1时，种群数量如何变化？
种群数量不变(相对稳定)
种群数量增长
种群数量下降
λ
现有个体数
原有个体数
=
种群数量变化符合数学公式Nt=N0×λt ，种群增长曲线不一定是“J”形。
④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
不一定；只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；
(6)拓展：
1. “J”形曲线
一、种群数量增长的曲线
②种群数量达到K/2时，增长速率最大
①种群数量达到环境容纳量（即K值）后，将停止增长
(3) “S”形增长速率曲线
资源和空间有限,天敌的制约等（即存在环境阻力）

(1)形成原因:
种群增长速率
时间
t0
t1
t2
一、种群数量增长的曲线
2. “S”形曲线
(2)曲线特点
一定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值时
K/2值时
⑷K值、K/2的不同表示方法：
一、种群数量增长的曲线
K/2
t0 t1 t2 时间
种群数量
K
a
b
c
d
e
甲
t0 t1 t2 时间
0 K/2 K 数量
增长速率
f
g
h
“S”形增长
增长速率
增长率
⑸特点:
乙
丙
一、种群数量增长的曲线
增大环境阻力
草原最大载畜量不超过K值
K值的应用
合理确定载畜量
增大K值，保护有益生物
降低K值，防治有害生物
K/2值的应用
K/2前防治有害生物如灭鼠、灭蝗，严防达到K/2处
砍伐树木、渔业捕捞后的种群数量要在K/2处
一、种群数量增长的曲线
⑹应用:
减小环境阻力
阴影表示环境阻力，始终存在，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。
环境阻力减小，K 值增大；
环境阻力增大，K 值减小。
0
100
200
300
400
1
2
3
4
5
6
7
时间/天
种群数量
环境阻力
食物不足
空间有限
种内斗争
天敌捕食
气候不适寄生虫
传染病等
K值:环境容纳量
⑺“J”形曲线和“S”形曲线的联系
一、种群数量增长的曲线
(1)大多数生物的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
(2)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。
(3)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
(4)同一种生物的 值不是固定不变的,而会受到环境的影响。在环境条件能维持的情况下, 值会在平均值附近上下波动；当 值偏离平均值时,种群会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
(5)种群的延续需要有一定的个体数量为基础。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。
1.种群数量的波动
二、种群数量的变化及影响因素
非生物
因素
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
许多植物种子春季萌发受气温升高影响
昆虫寒冷季节死亡受气温降低影响
干旱缺水使植物种群死亡率升高
动物种群在寻找水源的过程发生个体的死亡
气候干旱是飞蝗种群爆发式增长的主要原因
非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
二、种群数量的变化及影响因素
2. 影响种群数量变化的因素
（1） 非生物因素对种群数量变化的影响机理
生物因素
内部因素：种内斗争
外部因素：捕食、种间竞争、寄生
（2） 生物因素对种群数量变化的影响机理
二、种群数量的变化及影响因素
（3） 制约因素
① 密度制约因素：一般来说，____________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。如同样是缺少食物，种群密度______，该种群受食物短缺的影响就______。
食物和天敌
越高
越大
② 非密度制约因素：____________等气候因素以及____________等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度______。如在遭遇寒流时，有些昆虫种群不论其种群密度高低，所有个体都会死亡。
气温和干旱
地震、火灾
无关
1．实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的环境条件下，酵母菌种群数量呈“J”形曲线增长；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群数量呈“S”形曲线增长。
(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
2．实验流程
(1)酵母菌培养：液体培养基，无菌条件
(2)振荡培养基的目的：使酵母菌均匀分布于培养液中
(3)观察并计数细胞
①每天将含有酵母菌的培养液滴在计数板上盖玻片边缘,让培养液自行渗入，用滤纸吸去多余的培养液;②待酵母菌全部沉降到计数室底部，在显微镜下计数一个小方格内酵母菌的数量;③估算10 mL培养液中酵母菌总数
(4)步骤重复(2)、(3)：连续观察7天，统计数目
(5)绘图分析：将所得数值用曲线表示出来，得出酵母菌种群数量的变化规律
3. 结果分析
（1） 开始一段时间内，酵母菌的增长符合________
曲线增长模型。
“ ”形
（2） 培养后期，曲线下降的原因可能是_____________________________________________________________________________
营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的 等理化性质发生改变等
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
4.实验注意事项
(1) 如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每个小方格内含有5~10个酵母细胞为宜。
(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。
(3)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。
(4)该探究不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成对照;要获得准确的实验数据,必须进行重复实验,求得平均值。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
5. 血细胞计数板及相关计算
(1)血细胞计数板(如图所示)
血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格，每个大方格的面积为 加盖玻片后的深度为 ，因此，每个大方格的容积为 。中央的一个大方格为计数用，称为计数室。计数室的规格有两种：一种为 型，即一个计数室被分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格；另一种为 型，即一个计数室被分为16个中方格，每个中方格又分为25个小方格。这两种计数室都由400个小方格组成。
①在计数时,先统计5个中方格中的总菌数,求得每个中方格的平均值再乘以25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为a,菌液稀释倍数为b,则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL=1 cm3=1000 mm3,
1 mL菌液的总菌数=(a/5)×25×b×
10 000=50 000 a·b。
(2)计算公式
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化
5. 血细胞计数板及相关计算
（2）影响实验结果的误差分析及改进办法
影响因素 误差分析 改进办法
计数室内有气泡 由于酵母细胞没有染色，看起来是透明的，有气泡很容易被计数，使数值偏高；并且气泡会影响菌悬液的随机分布 若产生气泡，可用吸水纸将气泡吸出
有出芽的酵母菌 将出芽的酵母菌按两个计数，使数值偏高 计数时，只有当芽体与母细胞一样大的时候，才能计为两个
取样时没有振荡 如果吸取酵母菌密度大的地方，结果偏大，密度较小的地方，结果偏小 将培养液振荡均匀后取中部的液体进行计数
三、实验：培养液中酵母菌种群数量的变化

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