第四章種群和群落第1、2節種群的特征、種群數量的變化一、種群的數量特征1.種群是指在一定的________內，同種生物的________。基本特征有：________、出生率與死亡率、________、________。課前自主學案3.出生率與死亡率：決定種群________和________的直接因素。5.性別比例：種群中________個體數目的比例。利用________(信息素)誘殺________個體，破壞性別比例，降低該種群數目。二、種群數量的變化1.建構種群增長模型的方法(1)數學模型：用來描述一個系統或它的性質的______形式。(2)構建數學模型的方法步驟：提出問題→________→用適當的________形式表達→檢驗或修正。(3)數學模型的表達形式①數學方程式：優點是科學、________。②曲線圖：優點是________。2.種群增長的“J”型曲線含義：________________________條件下的種群，以________為橫坐標，________為縱坐標畫出曲線來表示，大致呈________。3.種群增長的“S”型曲線含義：在________條件下，種群經過一定時間的增長后，數量趨于________的增長曲線，呈“S”型。4.環境容納量：在環境條件________的情況下，一定空間中所能維持的種群________數量，又稱________。5.種群數量的波動和下降：(1)自然因素：________、食物、________、傳染病等。(2)人類活動的影響。6.研究種群數量變化的意義對于有害動物的防治、野生生物資源的________，以及瀕危動物種群的________，都有重要意義。【自我校對】一、1.自然區域個體的總和種群密度年齡組成性別比例2.樣方法標志重捕法3.大小密度4.增長型穩定型衰退型5.雌雄性引誘劑雄性二、1.（1）數學（2）提出合理的假設數學（3）①準確②直觀2.在食物(養料)和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想時間種群數量“J”型3.有限穩定4.不受破壞最大K值5.（1）氣候天敵6.保護和利用拯救和恢復

種群

一、概念：種群是指在一定區域的同種生物的全部個體。1.兩個要素：“同種”和“全部”。2.兩個條件：“時間”和“空間”。即種群具有一定的時空限制，離開一定的空間和時間的種群是不存在的。3.兩個方面宏觀方面：種群是生物繁殖的基本單位。微觀方面：種群是生物進化的基本單位。課堂互動學案二、特征及相互關系1.種群密度是最基本的數量特征。2.出生率和死亡率、遷入率和遷出率是直接決定種群密度變化的因素。3.性別比例是種群中雄性個體和雌性個體數目的比例。性別比例對種群密度也有一定的影響。4.三種類型年齡組成的比較性別比例影響種群密度的原因性別比例繁殖機會出生率種群密度各年齡階段中雌雄個體數量相當雌雄個體就有充分的交配繁殖機會決定了較高的出生率將逐漸增大雌多于雄或雄多于雌個體間交配繁殖機會較少出生率低將逐漸減小【例1】

a具有出生、性別、年齡、死亡等特征，b具有出生率、性別比例、年齡組成等特征，那么a和b的特征分別屬于(

)A.物種的個體，一個鯉魚種群B.物種的個體，一條鯉魚C.種群，一個鯉魚種群

D.種群，一條鯉魚【解析】出生、性別、年齡、死亡等是個體的特征，而出生率、性別比例和年齡組成等特征是個體無法體現的，只能體現于種群中。所以答案為A。【答案】A1.種群的特征是個體所不具有的，個體只能具有性別、年齡、出生、死亡等特征。2.同一物種在不同區域可以有多個種群，但一個種群內的個體一定屬于同一物種。規律方法1.脊椎動物在自然界長期存在的基本單位是(

)A.個體B.雌雄成對(♂♀)C.種群D.群落【解析】種群是生物生存的基本單位，也是生物進化的基本單位。不論是無脊椎動物還是脊椎動物，也不論是動物還是植物，自然界中的所有生物都是如此。個體離開了群體后都將不能長期生存。雌雄成對是種群內部的求偶繁殖行為，不是生存的基本單位。群落是通過復雜的種間關系而有機組合在一起的多種生物的集群，群落內部的各種生物都以種群為基本單位存在的。【答案】C

種群密度的調查——取樣調查法一、原理一般情況下，要逐一計算某個種群的個體總數是比較困難的，因此，研究者通常只計數種群的一小部分，用來估計整個種群的密度，此方法稱取樣調查法。二、方法1．標志重捕法一般用于活動頻繁、活動范圍廣的動物N∶N1＝M∶M1N：該種群數量；N1：第一次捕獲并標志的個體數；M：表示第二次捕獲的個體數；M1：第二次捕獲的個體數中含有的第一次標志的個體數(1)主要方法：捕獲一部分個體做上標記，放回原來的環境中，經過一段時間再進行重捕，稱為標志重捕法。(2)注意事項：①被標志的動物不能有大量的出生或死亡、不能有大規模的遷入或遷出，已標志個體與未標志個體在重捕時被捕的概率相等。②被標志的動物應盡量分布均勻后再進行捕獲。③在做標志時，標志物不應太大、太明顯，防止其他動物對標志動物的排斥或改變與捕食者之間的關系。④標志物和標志方法必須對動物的身體不產生傷害。如選用著色標志時，要注意色素無害、溶劑無毒，如果用切趾、剪翅等方法標志動物時，不能影響被標志動物正常的活動或者導致其產生疾病等。⑤標志符號必須能夠維持一定的時間，在調查研究期間不能消失。(3)計算公式：標志總數/N＝重捕個體中被標志的個體數/重捕數(注：N代表種群內個體總數)。2.樣方法一般用于植物，應注意以下幾點：隨機選取樣方、計算平均值、樣方的長和寬各1m、一般不選用蔓生和叢生的植物。(1)實驗步驟確定調查對象→選擇調查地段→確定樣方(符合隨機取樣原則)→設計計數記錄表→實地計數記錄→計算種群密度。(2)樣方的選取①樣方數目的確定：取樣的多少隨調查地段的總體面積而定，總體面積大，選取的樣方多些；總體面積小，選取的樣方少些，一般地說，選取的樣方越多，求得的種群密度越接近實際情況。②樣方大小的確定：選取的樣方大小隨植物類型而定。一般地說，北溫帶地區每個樣方的大小，喬木為100m2，灌木為16m2，草木為1m2。③常用的取樣方法五點取樣法：當調查的總體為非長條形時，可用此法取樣。先確定對角線的中點作為中心抽樣點，再在對角線上選擇四個與中心樣點距離相等的的點作為樣點。如圖所示。等距取樣法：當調查的總體為長條形，可用此法取樣。先將調查總體分成若干等份，由抽樣比率決定距離或間隔，然后按這一相等的距離或間隔抽取樣方的方法，叫做等距取樣法。如圖所示：(3)計數：計數每個樣方內的個體數(壓在樣方邊線上的個體遵照計上不計下，計左不計右的原則，一般統計上邊、左邊及相鄰夾角上的個體即可)，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計值。【例2】運用標志重捕法對動物進行野外調查，下列哪一個假設不符合要求(

)A.被標記的動物在種群中完全混合B.個體被捕捉的概率相等，與標記狀況、年齡和性別無關C.被標記的動物物種有明顯的群聚現象D.動物在行為上不受標記物的影響，標記物不脫落【解析】在進行標志重捕時應該將被標記的動物在種群中完全混合，個體被捕捉的概率相等，與標記狀況、年齡和性別無關。【答案】C規律方法2.有關樣方選取的敘述正確的是(

)A.只要是調查雙子葉草本植物的種群，樣方數目一定為10個B.只要是調查雙子葉草本植物的種群，樣方的大小一般為1m2C.樣方的大小和數目是固定的D.對喬木的調查取樣與雙子葉植物的調查取樣完全相同【解析】調查種群密度時取樣的樣方的大小和數目是不固定的，能保證統計結果的真實性即可。樣方數目太少會導致其統計結果誤差大，太多會多花費時間和精力。樣方的大小也不是固定的，一般來說測定對象個體大，樣方面積則大。例如雙子葉草本植物取樣1m2即可，而喬木取樣一般為100m2。【答案】B

種群數量變化一、種群數量變化內涵1.在自然界，種群數量總是在因氣候、食物、天敵、傳染病等多方面因素的影響而處于動態變化中，這種動態變化包括種群數量的增長、波動與下降等。在某些極端因素困擾下，甚至還會出現物種(種群)的滅絕，從而導致物種豐富度(生物多樣性)下降。2.“J”型增長曲線與“S”型增長曲線的分析(1)曲線圖解(2)聯系：兩種增長曲線的差異主要是由環境阻力大小不同，對種群增長的影響不同引起的。“J”型曲線反映的種群增長率是一定的；而“S”型曲線反映的種群增長率是先增大而后減小，在處達到最大，達K值時增長率為零。(3)種群“S”型增長曲線分析(4)K值變動的示意圖及應用1.種群數量的變化包括增長、波動、下降等；而“S”型曲線與“J”型曲線都只是研究種群數量增長的曲線。2.探究培養液中酵母菌種群數量的變化時；不需要設對照實驗。取樣的先后順序本身已構成了種群數量變化的前后對照。3.封閉環境中的種群數量變化模型：因在封閉環境中，無外源物質和能量的補充，種群的數量變化曲線與“S”型曲線相比多了一個衰亡期。如恒定容積培養液中酵母菌或細菌的增長曲線如圖所示：4.K值變動的示意圖(1)同一種生物的K值不是固定不變的，會受到環境的影響。在環境不遭受破壞的情況下，K值會在平均值附近上下波動；當種群偏離平均值的時候，會通過負反饋機制使種群密度回到一定范圍內。(2)環境遭受破壞，K值會下降，當生物生存的環境改善，K值會上升。5.種群數量變化曲線與種群增長率曲線(1)圖乙的O～f段相當于圖甲的a～c段；(2)圖乙的f點相當于圖甲的c點；(3)圖乙的f～g段相當于圖甲的c～d段；(4)圖乙的g點相當于圖甲的d～e段。二、研究生物種群數量變化的意義1.有利于野生生物資源的合理利用和保護以及瀕危動物種群的拯救和恢復。2.為人工養殖及種植業中合理控制種群數量、適時捕撈、采伐等提供理論指導。三、存活曲線存活曲線是表示一個種群在一定時期內存活量的指標，也是衡量種群增長的基本參數。一般分為三種類型，如圖所示：Ⅰ型：曲線呈凸型，表示在接近生理壽命前，只有少數個體死亡，而一旦達到生理壽命，則其死亡率大大增加。例如，大型獸類和人的存活曲線。Ⅱ型：曲線呈直線，各年齡段死亡率相等。許多生物的存活曲線接近Ⅱ型，如鳥類的存活曲線。Ⅲ型：曲線呈凹型，幼年期死亡率很高。如青蛙的存活曲線(蝌蚪時期死亡率很高，但一旦變成青蛙后，死亡率大大降低)。利用種群存活曲線特點，可指導有益動物的保護及有害動物的防治工作，如對有益動物可在其死亡率高的時期，設法降低其死亡率，同理對有害動物，則可人為增加其死亡率。【例3】下圖是某一資源動物遷入一個適宜的環境后增長曲線圖，請回答：(1)圖中表示種群數量最大的一點是：________。(2)圖中表示種群增長速度最快的一點是________。(3)該種群的增長曲線速度由緩慢逐漸加快是遷入第________年后開始的，環境阻力明顯增大是遷入第________年后開始的。(4)既要獲得最大的捕獲量，又經使該動物種群在更新能力不受破壞，應該使動物種群保持在圖中________點所代表的水平上。【解析】根據圖示可知該資源動物的增長曲線近似S型。種群數量最大的一點是d點，種群增長速度最快的一點是b點。環境阻力隨著種群數量的增加在逐漸增大，開始時由于種群數量小，環境條件適宜，環境阻力比較小，從第二年，種群數量明顯增加，環境阻力明顯增大。在種群數量上升最快的點，就是最佳捕撈的時期。【答案】(1)d

(2)b

(3)2

8

(4)b

影響種群數量變動的外部因素在自然界，影響種群數量變動的基本因素包括內部與外部因素。內部因素主要指決定種群繁殖特性的因素，包括出生率和死亡率、遷入和遷出、性別比例及年齡組成等。外部因素包括影響種群動態的食物、天敵、氣候等。(1)食物：食物對種群的生育力和死亡率有著直接或間接的影響，主要通過種內斗爭的形式體現。在食物短缺時，種群內部必然會發生激烈的競爭，并使種群中的個體不能存活或生殖。肉食動物對食物短缺比草食動物更加敏感，當獵物種群密度很低時，猛禽常常孵窩失敗。(2)天敵：從理論上講，天敵的數量和捕食效率如果能夠隨著獵物種群數量的增減而增減，那么，天敵就能夠調節或控制獵物的種群大小。(3)氣候：對種群影響最強烈的外部因素莫過于氣候，特別是極端的溫度和濕度條件。超出種群忍受范圍的環境條件可能對種群產生災難性的影響，因為它會影響種群內個體的生長、發育、生殖、遷移和散布，甚至會導致局部種群的毀滅。規律方法3.(2010安慶一中模擬)下圖中曲線Ⅱ表示的是牛被引入某孤島后的種群數量變化。如果當初被引入的是羊，則羊的種群數量變化曲線為(

)A.Ⅰ

B.Ⅲ

C.Ⅳ

D.V【解析】從曲線圖中可看出牛被引入后，初期種群數量增長較快，后來減慢，最后數量基本維持在環境容納量的水平，說明該孤島所能容納的牛種群數量也是有限的，一頭牛的食量比一頭羊要大，因此羊的容納量相應的要比牛多一些，羊被引入后會出現Ⅰ曲線的變化。【答案】A探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”一、方案設計1.提出問題培養一種酵母菌種群的數量是怎樣隨時間變化的？2.猜想假設酵母菌種群的數量隨時間呈S型增長變化。3.設計實驗(1)全班同學分成甲、乙、丙等若干實驗組。(2)分別用等量培養液，在相同適宜環境中培養等量酵母菌。(3)每天用血球計數板，采用抽樣檢測的方法計數一個小方格內的酵母菌數量并作記錄，連續7天。(4)7天后，各組向全班匯報本小組7天的數據，算出每一天數據的全班平均值，根據平均值畫出酵母菌種群數量的增長曲線。實驗探究學案二、實驗過程1.方法步驟和記錄(1)取相同試管若干支，分別加入5mL肉湯培養液，塞上棉塞。(2)用高壓鍋進行高壓蒸汽滅菌后冷卻至室溫，標記甲、乙、丙等。(3)將酵母菌母液分別加入試管各5mL，搖勻后用血