2023届高三一轮复习生物：10.1种群及其动态课件(共51张PPT)

(共51张PPT)
选择性必修二
生物与环境
选择性必修二·生物与环境
第一讲 种群及其动态
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。
种群研究的中心问题是：种群的数量特征及其变化规律
一、种群的数量特征
种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。
种群密度是种群最基本的数量特征。
1.种群密度及其调查方法
种群密度的调查方法
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
样方法
×
√
×
×
标记重捕法
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
＝
2.其他数量特征
种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征不能反映种群数量的变化趋势。
出生率和死亡率：
迁入率和迁出率：
年龄结构：
性别比例：
单位时间内新产生（死亡）的个体数目占该种群个体总数的比值。
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值。
一个种群中各年龄期的个体数目的比例。
种群中雌雄个体数目的比例。
增长型
稳定型
衰退型
说明：“＋”表示促进或增加，“－”表示抑制或减少。
二、种群数量的变化
1、建构种群数量变化的数学模型
增长、波动、稳定、下降等。
在一段时间内，种群数量可能发生哪些变化？
2、种群的“J”形增长
模型假设：
①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；
②种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
建立模型：
t年后种群数量为：Nt=N0λt
【思考】种群数量变化符合以上公式时，种群数量变化曲线一定是“J”型吗？
不一定， λ＞1时，曲线呈J形；λ＜1时，种群数量逐年较少，曲线呈下降趋势。
3、种群的“S”形增长
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：
由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，使得种群的出生率降低，死亡率升高。当死亡率升高至与出生率相等时，种群的增长就会停止，种群数量稳定在一定的水平。
环境容纳量：
一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
环境容纳量：
一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
【思考】鼠害导致作物减产，蚊、蝇会传播疾病。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
【参考答案】
采取措施降低有害动物种群的环境容纳量：
将粮食和其他食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源;
室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所;
养殖或释放它们的天敌;搞好环境卫生;
【小试牛刀】关于种群的增长，下列表述正确的是( )
A.引人到新环境的种群，一定时间内都能呈“J”形增长
B.在环境条件变化的情况下，种群数量都会在K值附近波动
C.在环境条件不变的情况下，种群的增长都有在K值上下维持稳定的趋势
D.自然界的种群增长到一定程度都会在K值保持稳定，因此，都呈“S" 形增长
C
增长率和增长速率的比较
计算公式：
（1）增长率=（增长后的值-增长前的值）/增长前的值＝出生率－死亡率
（2）增长速率=（增长后的值-增长前的值）/时间
“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。
4、种群数量的波动
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。
如蝗灾就是蝗虫种群数量爆发增长的结果。
种群的衰退、消亡
2022年7月21日，世界自然保护联盟(IUCN)发布了最新的物种红色名录。在名录中，白鲟被正式宣告灭绝。
导致白鲟灭绝的原因是什么
栖息地遭到破坏；
人类滥捕滥杀；
三、影响种群数量变化的因素
综合性
捕食
寄生
阳光
温度
一、概念检测
1.种群数量变化受环境因素的影响。据此判断下列表述是否正确。
(1)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降。( )
(2)只有影响种群出生率和死亡率的环境因素才能影响种群数量。( )
2.在自然界，有些捕食者种群和猎物种群的数量变化呈现周期性的波动，如下图所示的模型。请分析该图所示二者数量变化的关系及影响因素。
(1)对这种现象合理的解释或概括是 ( )
A.与种内竞争无关
B.二者总是此消彼长
C.与植物种群数量无关
D.二者相互制约、互为因果
(2)捕食者种群和猎物种群的数量变化并不都符合该模型，对此不合理的解释是
A.该捕食者种群有多种猎物
B.该猎物种群有多种捕食者
C.猎物逃避捕食者的能力明显提高
D.捕食者种群数量过小，不足以制约猎物种群增长
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。
四、种群研究的应用
【资料】普氏原羚是我国特有的濒危动物，现仅分布于我国青海湖周边地区的草原上。1994年， 我国普氏原羚的数量不足300只。近些年来，由于采取了一系列保护措施，普氏原羚数量持续上升。据报道，2018年时其数量已达2793只，但它们面临的威胁依然存在。在牧场围栏附近常可见到普氏原羚的尸骨，有的是狼捕食后的残骸，有的是被围栏上的刺丝勾挂致死的。由于道路和牧场围栏阻隔，普氏原羚被隔离在13个分布区内。
(1)从遗传与进化的角度看，不同分布区的普氏原羚种群处于隔离状态，这对该物种的延续有什么不利影响
不利于种群繁殖和基因交流，可能降低种群基因多样性。
(2)我们可以采取哪些措施来保护普氏原羚
我们也发现了令人忧虑的事情，那就是新架设的带刺铁丝网围栏。这里的网围栏高度超过了1.2米，即使对于善于跳跃的普氏原羚，当它们在逃离捕食者的追捕时，这些带刺网的围栏都是一个不小的障碍。过了不久，我们果然看到一只普氏原羚挂死在网围栏上，尸体也已经被吃得七零八落。
——来源于2022年6月中科院公众号
2007年“青海湖普氏原羚特护区”在刚察县成立。在普氏原羚聚居区域兴建饮水池，留出简易通道，并由专人定期进行蓄水工作，从而解决普氏原羚过冬饮水和迁徙难的问题。铁丝网降低高度，方便普氏原羚迁移和交流，拆除的网围栏，政府按米进行了补偿。由普氏原羚毁坏的庄稼也有赔偿。
——来源于2021年6月生态环境部公众号
四、种群研究的应用
1.濒危动物的保护
通过调查准确了解该种群的生存状态，预测该种群的数量变化趋势，进而采取合理的保护对策。
2.渔业提高产量
中等强度的捕捞（捕捞量在K/2左右）有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治
①采用化学和物理方法控制现存有害生物的数量；
②通过减少食物、引入天敌等方式降低有害生物的环境容纳量。
渔网网目不能过小，否则会影响来年鱼产量。这是为什么 请从种群特征的角度作出解释。
网目过小会使幼鱼也被捕捞上来，影响鱼群的年龄结构，进而影响出生率，造成来年鱼产量降低。
五、探究·实践——培养液中酵母菌种群数量的变化
五、探究实践——培养液中酵母菌种群数量的变化
提出问题
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？
作出假设
酵母菌的种群数量经过一段时间的增长后趋于稳定，增长曲线呈“S”形。再继续培养，酵母菌的种群数量会逐渐下降。
探究思路
探究过程
计数方法：抽样检测
使用液体培养基；
本探究中有前后对照，可不单设空白对照组；
需要做重复试验以减少实验误差。
血细胞计数板
血细胞计数板的使用及相关计算
①添加培养液：先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。待酵母菌全部沉降到计数室底部后进行计数。
血细胞计数板的使用及相关计算
②计数：
每个大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。
中央大方格以细线等分为400个小方格。
计数一个小方格内的酵母菌数量a，再换算成1mL培养液中酵母菌总数A。
A=a×400 ×104
【小试牛刀】检测员将1mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e 5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻 个／mL。
5n×105
探究过程
计数方法：抽样检测
计数时间：每天在相同时间进行取样，连续观察若干天并记录数值。
使用液体培养基；
本探究中有前后对照，可不单设空白对照组；
需要做重复试验以减少实验误差。
将所得数值用曲线图或其他数学形式进行表示。
酵母菌种群数量经过一段时间的增长后趋于稳定，后期出现下降。
表达和交流
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
第一讲 种群及其动态
一、种群的数量特征
二、种群数量的变化
三、影响种群数量变化的因素
四、种群研究的应用
五、探究实践——培养液中酵母菌种群数量的变化