资源简介

(共64张PPT)
第27讲 种群及其动态
03
培养液中酵母菌种群数量的变化
01
种群的数量特征
02
种群的数量变化及影响因素
种群的定义：
在一定的空间范围内，同种生物所有个体形成的集合。
濒危动物保护、农田杂草状况调查、农林害虫的检测和预防、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。
种群研究的中心问题是：
种群的数量特征及其变化规律
种群密度是种群最基本的数量特征。
种群密度=
种群的个体数量
空间大小（面积或体积）
单位面积
单位体积
个体数
种群密度 种群数量
=
出生率和死亡率
单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群总个体数的比值
人口增长率=出生率-死亡率
迁入率和迁出率
单位时间内迁入或迁出的个体占该种群总个体数的比值
直接决定了种群密度
性别比例
种群中雌雄个体数目的比例
通过影响种群的出生率间接影响种群密度
年龄结构
种群中各年龄期的个体数目的比例
通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量的变化趋势
不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物。
幼年
成年
老年
增长型
稳定型
衰退型
年龄组成（年龄结构）
种群密度越来越大
数目保持相对稳定
种群密度越来越小
增长型
稳定型
衰退型
衰退型
增长型
稳定型
说出以下图示对应的年龄结构类型
年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？年龄组成为衰退型的种群呢
不一定。出生率、死亡率不完全决定于年龄结构，还受迁入率和迁出率的影响。此外，种群数量还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。
种群数量特征之间的相互关系
A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B.图1中的c为种群最基本的数量特征
C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同
D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度
典例 下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是（ ）
C
种群密度
性别比例
年龄组成
出生率
迁入率
死亡率
迁出率
年龄组成（结构）
性别比例
种群数量变化的特殊实例
(1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的；
(2)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；
(3)利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率；
(4)将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
1.(2022·河北衡水金卷)下列对种群特征的分析，正确的是(　　)
A.种群最基本的数量特征是迁入率、迁出率
B.种群数量在不断增长的过程中，没有死亡率才能导致其数量增长
C.预测种群数量未来变化趋势的主要依据是年龄结构
D.任何种群中雄性和雌性的数量比例均为1∶1
C
A
2.(2022·枣庄月考)研究人员通过增加或移走京燕巢中卵的数目以观察对鸟类的繁殖行为的影响，结果如右图所示。下列说法正确的是(　　)
A.京燕当前的出生率会影响次年的出生率
B.增加巢中卵的数量会使当年种群增长率降低
C.京燕通过调整繁殖行为使种群数量维持在K值
D.京燕繁殖行为的调整使种群年龄结构呈稳定型
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，都需要对种群密度进行调查研究。那么，有哪些调查方法呢？
调查某山坡上的珙桐密度
估算有趋光性的昆虫的种群密度
调查作物植株上蚜虫的密度
调查作物植株上跳蝻的密度
调查青蛙的种群密度
调查某种鼠的种群密度
调查生活在隐蔽、复杂环境中的动物，如猛禽、猛兽等
逐个计数法（适用于分布范围较小、个体较大的种群）
黑光灯诱捕法（适用于有趋光性的昆虫）
样方法（适用于植物及活动能力较弱的动物）
样方法
标记重捕法（适用于活动能力强，活动范围大的动物）
标记重捕法
红外触发相机计数、粪便DNA分子标记分析、个体声音识别
多数情况下，逐个计数非常困难。
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
其他方法
航拍法、红外触发相机、分析粪便、标记声音等
植物
昆虫卵
蚜虫
跳蝻
“中国鸽子树”
样方法
取样原则
样方大小？
样方多少？
取样方法？
取样原则？
如何计数？
取样原则（关键）：
随机取样
【思考】为什么强调随机取样？
为了使调查结果不受主观因素的影响，保证调查结果的准确性。
样方大小：
视调查对象的大小及分布情况而定
草本
灌木
乔木
样方面积1m2
样方面积9m2
样方面积100m2
当调查物种个体较大或者物种数目比较稀疏时，样方的大小可以适当扩大
样方数太多→工作量加大
样方数太少→偶然误差大
样方多少：
取样方法：
①五点取样法
方形地块
②等距取样法
狭长地块
计数方法
蒲公英——
其他植物——
9
位于边界线上的个体如何计数？
计数相邻两边及其夹角上的个体数量
一般“计上不计下，
计左不计右”
样方内＋相邻两边及其夹角上
个体数？
调查种群密度时，为保证调查结果的准确性，差距大的样方内数值也应如实记录，不应舍弃。
某兴趣小组调查加拿大一枝黄花，种群密度的结果如表所示。
其中，第四个样方中该植物的分布情况如图所示，则该植物种群密度是 株/m2。
8
取样原则“随机取样”
计数原则“计上不计下，计左不计右”
标志重捕法
确定调查对象
↓
捕获并标记个体(数量为M)
↓
重捕、计数
捕获个体数n
标记个体数m
↓
计算种群数量
重捕标记数
重捕个体总数
种群个体总数
标记总数
＝
N=
M n
m
种群数量
第一次捕捉标记数
重捕个体数
重捕标记数
标志重捕法
【练习】某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回。第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的为25条，由此估算该池塘中共有鲫鱼条数为多少？
≈386条
在被调查种群的活动范围内，捕获_______个体，做上______后再_________________，经过一段时间后进行_________，根据_____________中___________________________，来估算种群密度；
一部分
标记
放回原来的环境
重捕
重捕到的动物
标记个体数占总个体数的比例
让标记个体在群体中随机分布
时间太长，标记个体有可能迁出、或死亡

概念：
误差分析：主要取决于重捕中标记个体数（m）偏大或偏小
①若被标记个体再次被捕获的几率变小，则估算值偏_____；
②若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏___；
③若被标记个体的标志脱落，则估算值偏___；
④若因初次捕获并标记放回后，尚未混合均匀，就在密集处进行二次捕获，则估算值偏____；
⑤若标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估算值偏____；
大
大
大
小
小
①标志物不能过分醒目；
②标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动；
③标志物不易脱落；
④标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕，保证在重捕时被捕的概率相等；
⑤确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡；
......……
BD
3.(不定项)(2022·山东烟台模拟)种群密度是种群数量的主要特征，不同的种群采用不同的方法调查其种群密度，下列相关叙述中错误的是(　　)
A.正常情况下，通过标记重捕法获得的结果通常要比实际数值高
B.降低样方的面积便于统计个体数量，所以能降低调查的误差
C.植物种群一般采用样方法进行调查，动物一般采用标记重捕法进行调查
D.调查高速公路一侧某种绿化树的种群密度适合采用五点取样法进行取样
4.(2021·聊城模拟)去除取样法是调查活动能力较强动物种群密度的常用方法，其原理是：在一个封闭的种群里进行随机捕获并去除，随着捕捉次数的增加种群数量逐渐减少，每次捕获数也逐次递减，但捕获的总累积数逐渐增加。以单位捕获量为纵坐标，捕获累积量为横坐标，可以得到如图所示曲线。下列相关叙述错误的是(　　)
C
A.该曲线与横轴的交点M代表的数值可认为是种群数量的估计值
B.若每次捕获并标记再放回，下次捕获时只需统计未标记个体数
C.对于蚜虫、跳蝻等种群可采用此方法调查种群密度
D.该方法不能用来调查物种丰富度
03
培养液中酵母菌种群数量的变化
01
种群的数量特征
02
种群的数量变化及影响因素
在一段时间内，种群数量可能发生哪些变化？
增长、波动、稳定、下降等。
建构种群数量变化的数学模型
观察研究对象，提出问题
根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达，即建立数学模型
提出合理的假设
通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正
物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。
数学模型：以数学关系或坐标曲线图表示生物学规律。
精确，但不够直观
曲线图：
直观，但不够精确
数学方程式：
种群的“J”形增长
模型假设：
建立模型：
t年后种群数量为：Nt=N0λt
①食物和空间条件充裕
②气候适宜
③没有天敌
④没有其他竞争物种等
理想条件
特点：种群的数量每年以一定的倍数增长
λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，不是增长率
λ与J形种群增长的数量关系：
λ=
Nt+1
Nt
①当λ=1时，种群数量 ；
②当λ＞1时，种群数量 ；
③当0＜λ＜1时，种群数量 ；
④当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？
不变(相对稳定)
增长
下降
不一定； 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长；
种群“J”形增长的数学模型：Nt＝N0λt
1-4年，种群数量呈_____形增长；
4-5年，种群数量__________；
5-9年，种群数量__________；
9-10年，种群数量 ；
10-11年，种群数量________；
11-13年，种群数量_________________
_________________
前9年，种群数量第_____年最高；
9-13年，种群数量第____年最低。
“J”
增长
相对稳定
下降
下降
11-12年下降，12-13年增长
5
12
【实战演练1】据图说出种群数量如何变化
适应对象:
(1)实验室条件下；
(2)一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时(外来入侵物种)。
福寿螺
(原产中美洲的热带和亚热带地区)
紫茎泽兰
(原产美洲的墨西哥)
水葫芦
(原产于南美)
生态学家高斯的实验：在0.5mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量
种群增长特点：
种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。
种群数量呈现“S”形增长的原因：
种群的“S”形增长
①资源和空间有限
②种内竞争加剧
③存在天敌
④其他竞争的物种。
出生率下降，死亡率升高
种群数量为K/2，种群增长速率达到最大
资源和空间丰富，出生率升高，种群数量增长迅速
种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢
资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓
出生率约等于死亡率，种群增长速率几乎为0，种群数量达到K值，且维持相对稳定
特点：
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。
K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境已遭到破坏。
思考：K 值 （是/不是）种群数量的最大值？
不是
请据图分析：该种群的K 值为 。
K2
K值的四种表示方法
K值不是一成不变的
K值会随着环境的改变而发生变化，
当环境遭到破坏时，K值会下降；
当环境条件改善时，K值会上升。
1.从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制应当采取什么措施？
可将地面、墙体等硬化，将食品容器加固以及养猫等措施，降低老鼠的环境容纳量。
“J”形增长的种群，增长率保持不变；增长速率一直增大。
“S”形增长的种群，增长率一直减小；增长速率先增大后减小。
增长率=
增长个体数
原有个体数
增长速率=
增长个体数
增长个数所用的时间
λ-1
＝出生率－死亡率
环境阻力如何用自然选择学说内容解释
生存斗争中被淘汰的个体数。
“S”形曲线中，有一段时期近似于“J”形曲线，这一段不等同于“J”形曲线
影响种群数量变化的因素
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。
如食物、天敌、传染病等生物因素。
非密度制约因素：对种群的作用强度与该种群的密度无关。
如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。
B
1.(2020·山东卷，11)为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是(　　)
A.单独培养条件下，甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快
B.混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在10～12天增长缓慢的主要原因
C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”形增长
D.混合培养对乙藻的影响较大
3.(不定项)(2021·德州二模)影响昆虫种群数量的因素有很多，其中像食物、空间等因素对种群数量的影响随种群密度的大小而改变，称为密度制约因素；而寒冷、干旱等因素对种群数量的影响与种群密度无关，称为非密度制约因素。下列相关分析正确的是(　　)
A.密度制约因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现
B.天敌属于密度制约因素，流行性疾病属于非密度制约因素
C.若昆虫的种群数量超过K值，非密度制约因素作用会增强
D.非密度制约因素可通过影响出生率和死亡率影响种群密度
AD
种群研究的应用
(1)意义：研究种群的特征和数量变化的规律，在野生生物资源的__________________、有害生物的______等方面都有重要意义。
(2)应用(如图)
合理利用和保护
防治
2.渔网不能过小，否则会影响来年鱼的产量，为什么？
利用网目过大的渔网捕鱼时，年龄较大、个头较大的个体易被捕捉到，使之数量减少，而个体小、年龄小的个体不易被捕捉到，使幼龄个体比例上升，年龄结构变为增长型，反之，网目过小，幼龄个体都被捕捉，年龄结构改变成衰退型，鱼产量降低。
1.(科学思维)“J”形增长曲线的形成条件：________________________________
______________________。
食物和空间条件充裕、气候适宜、
没有天敌等
3.环境容纳量是指________________________________________________。
一定的环境条件所能维持的种群最大数量，又称K值
A
2.(2022·江苏苏州期初，10)右图中的甲、乙两条曲线分别表示燕鹆和蝗虫当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。下列相关叙述错误的是(　　)
A.研究燕鹆和蝗虫的关系属于种群层次
B.当种群数量处于S点时，年龄结构为稳定型
C.当燕鹆种群数量低于X点时，该种群数量会逐年下降
D.当种群数量较少时，曲线乙的种群会在短时间内快速增长
D
4.(2022·山东烟台调研)科学家通过研究捕食关系，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。下列叙述错误的是(　　)
A.图甲所示模型能表示捕食者和猎物的种群数量均能维持相对稳定
B.图甲中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.图甲中①②③④种群数量变化与图乙中a、b、c、d依次对应
D.图乙中P为猎物的种群数量，H为捕食者的种群数量
最大捕捞量≠最大日捕捞量
①种群数量超过K/2时及时使剩余量维持在K/2捕捞，可以获得可持续利用的最大捕捞量但不能获得最大日捕捞量。
②种群数量略多于K值时捕捞可获得最大日捕捞量。
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。对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中。
影响因素: 自然因素和人为因素（人类活动）
03
培养液中酵母菌种群数量的变化
01
种群的数量特征
02
种群的数量变化及影响因素
一、实验原理
J
S
抽样检测法
液体
无菌
均匀
计数板上盖玻片边缘
全部沉降到计数室
底部
7
二、实验流程
每天计数酵母菌数量的时间要固定
本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照
需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。
曲线
影响酵母菌种群数量增长的因素可能是什么？
营养物质减少，有害代谢产物积累，培养液pH值改变，不利于酵母菌生存等。
请设计实验验证：营养物质减少会影响酵母菌种群数量增长。
实验思路：
参照上述实验步骤设置A、B、C、D四组实验，A组不更换培养液，B组每3小时更换培养液，C组每12小时更换培养液，D组每24小时更换培养液，其他培养条件相同。每天定时进行抽样检测，绘制酵母菌种群数量增长曲线。
预期结果：最终酵母菌数量B＞C ＞ D ＞ A
1mm
计数室的体积=
1mm×1mm×0.1mm=0.1mm3
方格网有九个大方格，其中只有中间的一大方格为计数室，供微生物计数用
计数室
血细胞计数板
血细胞计数板的规格
规格：25×16
统计5个中方格，
共16×5=80个小方格
规格：16×25
统计4个中方格，
共25×4=100个小方格
1mL培养液中细胞个数：
=小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数
每个计数室共400个小格，
总容积为0.1mm3。
1.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用血细胞计数板(25×16型)对酵母菌进行计数。取1 mL培养液加9 mL无菌水，若观察到所选5个中方格内共有酵母菌80个，则培养液中酵母菌的种群密度为 。
2.若改为利用血细胞计数板(16×25型)对酵母菌进行计数。取1 mL培养液加99 mL无菌水，若观察到所选4个中方格内共有酵母菌400个，则培养液中酵母菌的种群密度为 。
4×107(个/mL)
1.6×109(个)
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。
2.显微镜计数时，对于压在方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则计数。
可以借助台盼蓝染色（死亡细胞呈蓝色）
如果没有染色，计数出来的数据会比真实值偏大。
1.(2022·枣庄期末)某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验，利用血细胞计数板(25×16型)对酵母菌进行计数。下列有关叙述正确的是(　　)
A.从静置试管中吸取底层酵母菌培养液进行计数
B.将培养液滴入血细胞计数板的计数室，待酵母菌全部沉降后盖上盖玻片
C.取1 mL培养液加9 mL无菌水，若观察到所选5个中格内共有酵母菌300个，则培养液中酵母菌的种群密度为1.5×108个/mL
D.连续观察七天，每天在相同时间取样计数并记录数据，绘成种群数量变化曲线，种群数量达到K值前呈“J”形增长
C
2.(2022·山西太原五中质检)某小组将100 mL酵母菌液放在适宜温度、一定营养条件下培养，在不同时间取样，用台盼蓝染色后，对酵母菌进行计数并得出增长速率曲线，结果如图。下列叙述正确的是(　　)
A
A.可用血细胞计数板对酵母菌进行计数
B.种群数量在B点达到最大，C点后营养物质减少，有害代谢产物增加
C.若某成员测出的活菌数比真实数据少，则原因一定是取样时未振荡
D.用台盼蓝染色的依据是活细胞膜的通透性增加，可被台盼蓝染成蓝色

展开更多......

收起↑