種群和群落——探究生物群體的特征和變化規律【學習目標】1.從組成與變化的角度構建生物種群和群落的思維導圖，比較種群和群落水平上研究問題的不同。2.說出種群數量變化規律，從結構與功能、進化與適應的角度闡釋群落的形成與演替過程。3.從生物與環境相互作用的角度解釋生物與環境的適應性。試卷分值題型核心知識核心素養2021山東T102單選群落中生物的種間關系科學思維：藻類的單獨培養、混養及加入天敵；水生動物的養殖2021山東T112單選種群密度的調查方法及應用科學思維：處理數據計算種群數量或密度2021山東T193不定項選擇種群數量增長曲線科學思維：種群增長率2021山東T246非選擇題種群密度的調查方法及應用；植物的群落結構科學思維：樣方法調查取樣的關鍵、適用范圍及原因；群落垂直結構的優點2022山東T11C2單選植物的群落結構科學思維：群落空間結構的概念2022山東T122單選種群密度的調查方法及應用科學思維：標記重捕法的原理、條件、誤差分析2022山東T193不定項選擇種群數量增長曲線；種群數量的波動、下降及影響因素科學思維：判斷獲得最大持續捕撈量和數量變化情況、性別比例改變對曲線的影響、種群密度變化趨勢2022山東T2412非選擇題群落空間結構、優勢種、種間關系、生態位科學思維：種群的概念及特征；群落的物種組成以及豐富度的相關探究實驗；物種在群落中的生態位；群落的演替及其影響因素；2023山東T112單選種群的數量特征科學思維：種群概念的內涵、標記重捕法的原理、條件、誤差分析2023山東T193不定項選擇種群的數量變化科學思維：種群初始密度與種群增長速率的關系2023山東T2412非選擇題群落的結構及其演替科學思維：記名計算法的適用范圍、初生演替和次生演替的區別、人類活動對群落演替的影響、演替原因1.種群密度——種群最基本的數量特征（1）概念：種群在單位面積或單位體積中的個體數就是種群密度。種群密度調查方法逐個計數法----范圍較小，個體較大種群估算法黑光燈誘捕法---趨光性的昆蟲標記重捕法---活動能力強、活動范圍大的動物樣方法---多用于雙子葉植物，某些昆蟲卵、作物植株上的蚜蟲、跳蝻等種群等距取樣法五點取樣法取樣方法P6其他方法：糞便、聲音等一、種群的數量特征如：瀕危動植物、人口普查樣方法注意事項

（1）取樣關鍵：隨機取樣一定不能憑借個人意愿選擇（2）取樣方法：五點取樣法等距取樣法(理解應用)（3）樣方大小：草本、灌木、喬木（4）樣方內計數原則（5）估算種群密度的方法：計算所有樣方種群密度的平均值練一練：

某同學在牛首山調查珍稀蝶類——中華虎鳳蝶幼蟲的種群密度，得出5個樣方（樣方面積為1hm2）的種群數量分別為4、6、8、8、9只。那么，該同學應怎樣計算該種蝶幼蟲的種群密度（單位：只/hm2）？N＝(4＋6＋8＋8＋9)／5＝7只／hm22.標記重捕法：

=注意事項：☆無較多個體出生或死亡及遷入和遷出；☆標記物和標記方法對動物不會產生傷害；☆標記不能過于醒目；

☆標記符號能維持一定時間。11.調查一公頃范圍內某種鼠的種群密度時，第一次捕獲并標記39只鼠，第二次捕獲34只鼠，其中有標記的鼠15只。標記物不影響鼠的生存和活動并可用于探測鼠的狀態，若探測到第一次標記的鼠在重捕前有5只由于競爭、天敵等自然因素死亡，但因該段時間內有鼠出生而種群總數量穩定，則該區域該種鼠的實際種群密度最接近于（）（結果取整數）A.66只/公頃

B.77只/公頃

C.83只/公頃

D.88只/公頃B2021年山東卷2.種群其他的數量特征（1）出生率，死亡率（2）遷入率，遷出率（3）年齡結構（4）性別比例性別比例性別比例也一般分三種類型：①雌雄相當型：多見于高等動物；②雌多雄少型：常見于人工控制的種群及象、海豹等群體動物；③雌少雄多型：罕見;如家白蟻等營社會性生活的動物。不合理的性別比例會導致出生率下降引起種群密度下降。年齡結構下列結合種群特征的概念圖(圖1)所作的分析，正確的是

A．利用性引誘劑誘殺害蟲會影響③B．種群密度是種群最基本的數量特征。C．預測種群數量變化的主要依據是④D．春運期間，廣州人口數量變化主要取決于圖中的①②種群密度種群數量出生率和死亡率、遷入率和遷出率性別比例年齡組成預測變化方向直接影響影響數量變動決定種群的密度1.種群密度是種群最基本的數量特征2.出生率和死亡率、遷入率和遷出率是決定種群密度的直接因素。3.年齡組成可預測種群數量動態變化趨勢，通過影響出生率和死亡率，間接影響種群密度和種群數量。4.性別比例在一定程度上影響種群密度，通過影響出生率來間接影響種群數量變化。二、種群的數量特征之間的關系11.對某地灰松鼠群體中某年出生的所有個體進行逐年觀察，并統計了這些灰松鼠的存活情況，結果如圖。下列說法正確的是（）A.所觀察的這些灰松鼠構成一個種群B.準確統計該年出生的所有灰松鼠數量需用標記重捕法C.據圖可推測出該地的灰松鼠種內競爭逐年減弱D.對灰松鼠進行保護時應更加關注其幼體2023年山東卷D（一）“J”形增長（指數增長、無限增長）1.模型假設：理想條件（①食物、空間充足②氣候適宜③沒有敵害）2.數學模型：3.增長倍數：λ增長率（出生率-死亡率）：常數Nt=N0

λt

時間種群數量4.實例：澳大利亞野兔入侵、美國環頸雉的引入

外來物種入侵，在一定時期內，可看作“J”形增長在實驗室的實驗條件下，可實現“J”形增長種群的數量每年以一定的倍數增長，第二年是第一年的λ倍增長率（三維設計P279關注“λ”值內涵）“J”形曲線的種群增長率和增長速率“J”形曲線種群增長率“J”形曲線種群增長速率1.原因：①資源、空間有限②存在種內斗爭和天敵(自然狀態)2.數學模型：3.K值時間種群數量1.K值是個固定值嗎，為什么？2.從K值分析保護大熊貓、控制鼠害的根本措施3.“J”形曲線有K值嗎？降低K值：如嚴密封儲糧食；清除垃圾；硬化地面；保護老鼠天敵（二）“S”形增長（先增長，后穩定）增長速率變小增長速率變大K/2增長速率最大增長率=0（出生率=死亡率）增長速率種群數量K/2K分析年齡組成？增長速率先增大后減小，在K/2時達到最大符合S形曲線的種群，發展到最后會一直穩定嗎？“S”形曲線的種群增長率和增長速率①有害動物的防治，應通過降低其環境容納量（K值）②受保護動物的拯救和恢復，應通過改善其棲息環境，提高K值。③生產上的捕獲期應確定在種群數量為K/2以上時最好，而剩余種群數量應保持在K/2左右。增長率“S”形曲線的種群增長率增長速率K/2“S”形曲線的種群增長速率兩條曲線KJ形S形J形：不存在K值，持續增長環境阻力：通過生存斗爭淘汰的個體數“J”形曲線，增長率是常數；“S”形曲線，增長速率變化，先增后減不能認為“S”形曲線的開始部分是“J”形曲線。兩種增長方式的差異，主要在于環境阻力的作用。自然條件下，種群數量變化都是“S”形（包括外來物種入侵）除非題目有以下信息才考慮“J”形①理想條件②實驗室條件③食物、空間充裕，氣候適宜，沒有敵害同時滿足④外來物種入侵早期階段⑤無環境阻力區別：二、實驗結果與分析：增長曲線的總趨勢：先增加再降低開始時培養液的營養充足，空間充裕，條件適宜，因此酵母菌大量繁殖，種群數量劇增；隨著酵母菌數量的不斷增多，營養消耗，pH變化等，使生存條件惡化，酵母菌死亡率高于出生率，種群數量下降。一、實驗原理：①酵母菌是兼性厭氧型微生物②養分、空間、溫度和有毒代謝物等是影響種群數量增長的限制因素③在理想的環境下，酵母菌種群呈J形曲線；

在有限的環境下，酵母菌種群呈S形曲線。實驗材料：血細胞計數板、培養液、顯微鏡等實驗步驟：配制培養基滅菌接種培養計數實驗探究培養液中酵母菌數量的動態變化種群數量（個）時間（天）三、注意事項：1酵母菌計數方法：抽樣檢測法（計數上邊線和左邊線上的細胞數）先將蓋玻片放在計數室上，用吸管吸取培養液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養液自行滲入。多余培養液用濾紙吸去。稍待片刻，待細菌細胞全部沉降到計數室底部，將計數板放在載物臺的中央，計數一個小方格內的酵母菌數量，再以此為根據，估算試管中的酵母菌總數。2.每天計數酵母菌數量的時間固定3.從試管中吸出培養液進行計數之前，要將試管輕輕震蕩幾次，原因使酵母菌分布均勻，減少誤差。4.本實驗沒有另設置空白對照實驗，原因是該實驗時間上形成前后自身對照。為提高實驗數據的準確性，實驗時應進行重復實驗（多次計數）。5.如果一個小方格內酵母菌數量過多，難以數清，應稀釋一定倍數后重新計數大多數種群的數量總是在波動之中的

東亞飛蝗種群數量的波動種群數量的波動和下降影響種群數量的非生物因素1.陽光實例：森林中林下植物的種群密度主要取決于林冠層的郁閉度，即主要取決于林下植物受到的光照強度2.溫度實例：在溫帶和寒帶地區，許多植物的種子在春季萌發為新的植株，這主要是受到氣溫升高的影響；蚊蟲等昆蟲在寒冷季節到來時一般會全部死亡，這主要是受氣溫降低的影響3.水實例：干旱缺水會使許多植物種群的死亡率升高，動物種群在尋找水源的過程中也常常發生個體的死亡三、影響種群數量變化的因素影響種群數量的生物因素種群數量的變化情況包括增長、波動、下降，甚至死亡。影響因素有：①起始種群個體數量

（1）內因②導致種群數量增加的因素：出生率和遷入率③導致種群數量減少的因素：死亡率和遷出率①生物因素：包括種內關系（如種內斗爭）和種間關系（如種間競爭、捕食等）（2）外因②自然因素：氣候、食物、天敵、傳染病等③人為因素：種植業、養殖業發展，砍伐森林，獵捕動物，環境污染等思考：什么是密度制約因素和非密度制約因素？影響種群數量的生物因素除了種內競爭，不同物種間的競爭、捕食或者寄生關系也會影響種群的數量1.種內斗爭實例:角鹿會互相打斗爭配偶，成年鱸魚會以幼年鱸魚為食2.種間競爭實例：草原上非洲獅和獵豹爭獵物。3.捕食實例：松鼠以紅松等植物種子為，食物豐富時松鼠繁殖能力增強。4.寄生實例：動物被寄生蟲寄生，細菌或病毒引起的傳染病都能引起種群數量的變化。2.對瀕危動物如大熊貓應采取什么保護措施？3.對家鼠等有害動物的控制，應當采取什么措施？建立自然保護區，改善大熊貓的棲息環境，提高環境容納量。可以采取措施降低有害動物種群的環境容納量，如將食物儲藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來源；室內采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場所；養殖或釋放它們的天敵，等等。1.利用自然資源：

保持在K/2左右，能持續不斷的獲取資源又不破壞環境4.為引進外來物種提供理性的思考。必須考慮所引入的外來物種是否會構成對原來物種的危害，即是否會構成生物入侵。種群研究的應用生物入侵是指生物由原生存地經自然的或人為的途徑侵入到另一個新環境，對入侵地的生物多樣性、農林牧漁業生產以及人類健康造成經濟損失或生態災難的過程。途徑大多數外來種的傳入與人類活動有關。在對外交往中，人們有或無意將外來種引入了我國。但也有一些入侵種類屬于自然傳入，與人類活動無關或沒有明顯關聯。外來物種入侵三種途徑即有意識引進、無意識引進和自然入侵。有意識引進最初是出于農林牧漁生產、景觀美化、生態環境改造等目的從正規渠道引進的物種，但是引進后"演變"為入侵物種，比如，20世紀70年代，中國將原產南美洲的水葫蘆(鳳眼蓮)作為豬飼料引進，但水葫蘆已遍布華北、華東、華中、華南的河湖水塘。連綿1000公頃的滇池，水葫蘆瘋長成災，嚴重破壞了水生生態系統的結構和功能，已導致大量水生動植物死亡。靠自身的擴散傳播力或借助于自然力而傳入屬于自然入侵，微甘菊都是靠自然因素入侵中國的。紫莖澤蘭是從中緬、中越邊境自然擴散入我國的。薇甘菊可能是通過氣流從東南亞傳入廣東;稻水象甲也可能是借助氣流遷飛到中國大陸。無意識引入則是隨貿易、運輸、旅游等活動而傳入的物種，美國白蛾的入侵就屬于此類。

正確的引種會增加引種地區生物的多樣性

來生物入侵，也會極大豐富人們的物質生活，如美國于20世紀初從中國引種大豆，其種植面積從6000多萬畝增加到4億多畝，美國已成為大豆的最大生產國、出口國。就中國而言，早在公元前126年張騫出使西域返回后，中國歷史便揭開了引進外來物種的一頁，苜蓿、葡萄、蠶豆、胡蘿卜、豌豆、石榴、核桃等物種便開始源源不斷地沿著絲綢之路被引進到了中原地區，而玉米、花生、甘薯、馬鈴薯、芒果、檳榔、無花果、番木瓜、夾竹桃、油棕、桉樹等物種也非中國原產，也是歷經好幾百年陸續被引入中國的重要物種。

相反，不適當的引種則會使得缺乏自然天敵的外來物種迅速繁殖，并搶奪其他生物的生存空間，進而導致生態失衡及其他本地物種的減少和滅絕，嚴重危及一國的生態安全。此種意義上的物種引進即被稱為"外來物種的入侵"。由此，這種對等地生態環境，造成嚴重危害的外來物種即被稱為"入侵種"水葫蘆四、群落的結構概念：同一時間內，聚集在一定區域內各種生物種群的集合。（要注意，群落是一定時空條件下不同物種的天然群居）群落水平的研究問題：1.物種組成2.種間關系3.空間結構4.生態位5.群落的演替1.群落的物種組成——物種豐富度研究意義：物種組成事區分不同群落的重要特征，也是決定群落性質最重要的因素。物種豐富度：一個群落中，物種的數目（種類數），成為物種豐富度。規律：不同群落的物種豐富度不同，一般越靠近熱帶地區，單位面積的物種越豐富，豐富度越高，系統抵抗力穩定性越高。應用：合理放牧豐富度的調查方式

P30—研究土壤中小動物群類的豐富度注意事項1.取樣方法：取樣器取樣法（采集罐、吸蟲器、誘蟲器）

不適用于用樣方法或標記重捕法：活動能力強，個體微小2.統計方法：記名計算法目測估計法裝置A：（1）為了使空氣流通，土壤與花盆壁之間要留一定的空隙。（2）電燈燈罩：增強下方光照，使更多的光和熱集中到土壤樣方上。（3）利用小動物趨暗、趨濕、避高溫的特性裝置B：防止土壤小動物被吸走2.種間關系1.群落并不是不同物種機械集合，而是存在這復雜的種間關系，種間關系主要有：原始合作（互惠）、互利共生、種間競爭、捕食和寄生等。關系曲線：互利共生、原始合作

競爭（此消彼長）

競爭（你死我活）

捕食

3.空間結構思考：竹林中箭竹高低錯落有致，其在垂直結構上有分層現象嗎？4.生態位生態位：一個物種在群落中的地位和作用，包括所處的空間位置，占用資源的情況，以及于其他物種的關系等，稱為這個物種的生態位。意義：群落中每種生物都占據著相對穩定的生態位，這有利于不同生物充分利用環境資源，是群落中物種之間及生物與環境間協同進化的結果。5.群落的類型

（結合三維設計P287理解記憶）24.(3）若研究植物甲的生態位，通常需要研究的因素有______（填標號）。A.甲在該區域出現的頻率 B.甲的種群密度C.甲的植株高度 D.甲與其他物種的關系2022年山東卷【分析】生態位研究內容：植物：在研究領域內的出現頻率、種群密度、植株高度以及與其他物種的關系等。(2)動物：棲息地、食物、天敵以及與其他物種的關系等。ABCD6.群落的演替課本41頁，對演替過程及結果的描述。人類活動對演替的影響：

人類活動往往會使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度進行。有好有壞，即有積極作用，也有消極作用。在研究群落演替的基礎上，人類可以使自然環境變得更好，為了可持續發展，我國明確提出了退耕還林、還草、還湖和退牧還草。24.(12分)研究群落中植物類群的豐富度時；不僅要統計物種數，還要統計物種在群落中的相對數量。群落中某一種植物的