生物必修三复习第4章第1-2节.ppt

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1、第4章 种群和群落,第1节 种群的特征第2节 种群数量的变化,基础梳理,基础梳理,1种群的概念：在一定的自然区域内，_生物的全部个体。2种群数量特征(1)种群密度概念：种群在单位面积或单位体积中的个体数。是种群最基本的_特征。调查方法：样方法(_法和_法)和标志重捕法。,同种,数量,五点取样,等距取样,(2)出生率、死亡率概念a.单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。b.单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。意义：是决定种群大小和_的重要因素。(3)迁入率、迁出率概念：对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率。意义：决定种群大小和种群密度的因素。

2、,种群密度,(4)年龄组成概念：种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。类型：_、稳定型和_。意义：可预测种群数量的_。(5)性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。3种群的空间特征：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。,变化趋势,增长型,衰退型,归纳整合,一、种群概念及其特点1.种群概念的理解(1)两个要素：“同种”和“全部”“同种”：指同一物种，即种群是物种存在的具体形式。“全部”：指一个群体，包括该物种的幼体和成体等。(2)两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。(3)两个基本单位种群是生物繁殖的基本单位。种群是

3、生物进化的基本单位。,(4)两个方面内涵：它具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率等一系列特征。外延：有复杂的种内关系。2.种群的特点：一个种群不是简单个体的累加，而是具有发展、自我调节、动态稳定以及种群密度等一系列特征的有机整体。,相互关系可图示如下：,二、种群特征之间的关系,1.在种群的四个基本特征中，种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。,1.在种群的四个基本特征中，种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。2.影响种群数量变化的因素(1)决定因素：出生率和死亡率、迁

4、入率和迁出率出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率与死亡率及迁入率与迁出率的差值为正时，种群数量增加；反之，种群数量减少。(2)影响因素自然因素：气候、食物、天敌、传染病等人为因素：如人工养殖,3.年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间接影响着种群密度和种群数量的，是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。如下：(1)年龄组成增长型：出生率死亡率增大；稳定型：出生率死亡率基本不变；衰退型：出生率死亡率减小。(2)性别比例增长快；相对稳定；增长慢。,跟踪训练,1(2009 年广东卷)下列叙述中，不属于种群空间特征描述的是（）A斑马在草原上成群活动

5、B每毫升河水中有9个大肠杆菌C稗草在稻田中随机分布D木棉树在路旁每隔5米种植,解析：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局叫做种群的空间特征。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布。B项为种群密度，不属于空间特征。答案：B,2.(2008 年广东卷)水华是水体富营养化常见的一种自然现象，从种群特征分析，水华属于（）A不规则波动B不均匀分布C短期内暴长 D季节性消长,解析：水体富营养化导致某些藻类等短时间内大量繁殖，这一现象若出现在海洋则为赤潮，若出现在淡水湖泊则为水华。从种群特征分析，水华属于种群数量的短期内暴长。答案：C,基础梳理,1.研究方法：构建数学

6、模型的步骤：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。2.“J”型曲线(1)条件：理想环境；(2)公式：。3.“S”型曲线(1)条件：有限环境；(2)定义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线；,出合理的假设,提通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正,Nt=N0t,(3)K值：又称，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群。,4.种群数量波动和下降的原因：气候、食物、天敌、传染病等。方法提示：调查种群密度的常用方法1.样方法调查植物种群密度的常用方法(1)两个概念样方：样方也叫做样本。从研究对象的总体中，抽取出来的部分个体的集合。

7、随机取样：在抽样时，总体中每一个个体被抽选的机会均等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连，既满足随机性又满足独立性的取样。,最大数量,环境容纳量,(2)常用的取样方法点状取样法。点状取样法中常用的为五点取样法。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。等距取样法。当调查对象的总体分布为长条形时，可采用等距取样法。(3)适用范围：植物和活动范围小的动物如蚯蚓，另外调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等也可用样方法。(4)计算样方内种群密度的平均值，即为该种群密度的估计值。,2.标志重捕法调查动物种群密度的常用方法在标志重捕法中，为保证标志个体与非标志个体在重捕时的概率相等，标

8、志技术及其操作应注意：(1)适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。(2)标志物和标志方法必须不影响动物的身体正常，不会对动物的寿命和行为产生影响。(3)标志不能过分醒目。因为过分醒目的个体，在自然界中有可能改变被捕食的概率，最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失准。(4)标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不会消失。(5)根据重捕样本中标志者的比例，估计该区域的种群总数，可计算出某种动物的种群密度：种群密度=标志个体数重捕个体数重捕中的标志个体数。,归纳整合,一、种群数量变化规律及分析1.类型(1)指数式增长“J”型曲线(2)逻辑斯蒂增长“S”型曲线,二、关于种群数量变化的

9、“S”型曲线的探讨种群数量增长的“S”型曲线反映的是种群数量在一个有限环境中随时间变化而变化的规律的曲线，如下图。,1.关于种群数量变化规律的探讨：由图中可看出，种群数量在不同时期或期间的数量有多少之别，种群增长率也有快慢之分。2.关于制约因素的探讨在02期间，食物、生存空间充裕，种内斗争、天敌等因素的制约强度小。在14期间，环境中各制约因素的作用强度逐渐增大，在4时期及以后达到最大。3.关于“S”型曲线与“J”型曲线，波动曲线的包含与被包含关系在图中，03期间，近似于“J”型曲线，可以说“S”型曲线包含了“J”型曲线，但这一段不等于“J”型曲线。(在“J”型曲线中瞬时增长率是不变的，而在“S

10、”型曲线中该值是不断变化的),4.“S”型曲线在生产实践中的指导意义根据“S”型曲线的特点，由于在1/2K时增长率最大，因此，为了持续获得较多的生物资源，一方面应设法增大环境容纳量K，如加强生物生存环境的管理，另一方面，捕捞、采伐应该在种群数量达到1/2K以上时进行，而且剩余种群数量应保持在1/2K左右。若要对有害生物进行防治，一方面应设法使其环境容纳量K变小，另一方面通过引入天敌等措施，将种群数量尽量控制在较低水平。,三、“J”型曲线和“S”型曲线的比较,跟踪训练,1(2009 年山东卷)右下图曲线a、b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是（）,A曲线a代表的种群个体一般

11、体型较大，营养级较高B依据曲线b,人工养蜂时种群密度中等最好C对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大D种群密度为d时，曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈,解析：本题通过曲线图的形式反映了种群密度和存活率之间的关系，要求学生具备能够从图示中获取相关信息的能力。依据曲线b,种群密度中等时存活率最大，故B正确。曲线a代表的大型动物，由图可知，种群密度越大存活率越低，对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大，所以A、C正确。D项中种群密度越大，种群个体间竞争越剧烈，故此d点不是曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈的点。答案：D,2.(2008 年江苏卷)下列选项中，对种群密度影响最严重的是（）,A B

12、 C D,解析：根据题意可知，马尾松的年增长量为4000 m3，而年采收量为1000 m3，年采收量小于增长量；鲫鱼的年增长量为3500kg，而年采收量为3600kg，年采收量与增长量持平；甘草的年增长量为200kg，而年采收量为300kg，年采收量远大于年增长量；沙蚕的年增长量为3000kg，而年采收量为500kg，年采收量小于增长量。答案：C,热点聚焦,为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上()A.种群数量相对稳定B.种群增长量最大C种群数量最大D.环境条件所允许的种群数量最大,解析：本题考查

13、的知识点是“S”型增长曲线的生物学意义。可先回忆种群增长的“S”型曲线，在纵轴上找出K值和K/2值，然后再找出K/2值在“S”型曲线上所对应的点，仔细分析比较就可以发现，曲线在该点处的斜率最大，而斜率表示的生物学意义就是增长率(单位时间内的增长量)，增长率大意味着在相同的时间内可获得最大的生物量，种群在该点的恢复能力也是最强的。只有选项B符合题意，而选项A、C是种群个体数量在K值时所具有的特征，选项D是K值的定义。答案：B,名师点睛:渔业中通常以重量为产量的指标，影响资源重量的有两个因素，即自然死亡率和渔捞死亡率(即捕鱼量)；同样也有两个使资源重量增加的因素，即生长量和补充量。如要维持持久产量

14、，就要使种群数量保持平衡，即要：自然死亡率+渔捞死亡率(即捕鱼量)=生长量+补充量，这意味着在资源未利用期内，资源种群数量大致年复一年地保持平衡；当开始利用资源时，受利用种群数量开始变小，渔捞死亡量(即捕鱼量)必须由以下三种方式得到补偿：更大的补充量；更大的生长量；减少自然死亡。当种群密度处于“S”型增长曲线的拐点K/2时，种群增长量最大。,热点训练,加拿大一枝黄花属双子叶多年生草本植物，原产北美。作为观赏植物引入我国，现已在一些地区蔓延成灾，有“植物杀手”之称，严重威胁这些地区的生物多样性。为了研究加拿大一枝黄花在某地区的分布与危害性，有人做了如下调查：将调查的地块划分成10等份，每份内取1

15、个样方，分别统计各样方内的植物种类和数量，计算各种植物的种群密度。近五年植物种群变化的调查结果汇总如下：,（1）该群落中加拿大一枝黄花与其他植物间的关系是_。（2）在所给的坐标系中绘出加拿大一枝黄花和繁缕的种群密度曲线。（3）本调查采用的方法是_，取样的关键除应考虑样方的大小和数量外，还应_；种群密度的计算方法是_。（4）从生物多样性保护的角度考虑，本调查结果给我们的启示是_。,解析：（1）群落中加拿大一枝黄花与其他植物生活在一起，共同争夺空间和资源，故属于竞争关系。（2）由题目可知，表中植物种群变化的调查结果是表示各种植物的种群密度变化，因此加拿大一枝黄花20002004年五年的种群密度（株

16、/m2）依次为1.9、5.1、9.4、15.1、16.5，繁缕20002004年五年的种群密度（株/m2）依次为8.0、3.2、1.1、0.5、0，在坐标图中分别画出曲线。（3）根据题目，对植物种群密度的取样调查为样方法，也就是在被调查种群的生存环境内随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，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。,（4）加拿大一枝黄花属于外来物种，它的引入，严重威胁原地区的生物多样性。从生物多样性保护的角度考虑，应该重视外来物种的引进和管理，对外来物种引进应慎重，要加强生物安全性监测、检疫，运用多种手段有效阻止有害物种入侵。答案：（1）

17、竞争（2）如下图（3）样方法 随机取样 计算所有样方中种群密度的平均值（4）某些外来物种的引入和管理不当会导致生态灾难，引进外来物种应慎重，加强安全性监测,走进实验室,基础再现,实验课题：培养液中酵母菌种群数量的变化,一、实验原理1在含糖的液体培养基(培养液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间的推移而发生的数量变化。2养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响酵母菌种群数量持续增长的限制因素。,3酵母菌计数方法：抽样检测法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。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待酵

18、母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。注意：从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。二、材料用具探究所需要的菌种和无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血球计数板(2 mm2 mm0.1 mm方格)、滴管、显微镜等。,过程设计,1.方法步骤和记录(1)取相同试管若干支，分别加入5 mL肉汤培养液，塞上棉塞。(2)用高压锅进行高压蒸汽灭菌后冷却至室温，标记甲、乙、丙等。(3)将酵母菌母液分别加入试管各5 mL，摇匀后用血球计数板计数起始酵母液个数，做好记录。(4)将各试管送进恒温箱，25 下培养7天

19、。2.现象观察每天同一时间，各组取出本组的试管，用血球计数板计数酵母菌个数，并作记录，连续观察7天。,时间（天）,组别,菌数（2.5104个）,3.实验结论(1)根据表格中的平均值作出培养液中酵母菌种群数量7天中的变化曲线(根据实验数据作出曲线)。,(2)培养液酵母菌种群数量随时间呈“S”型增长变化。,4.实验评价用你所在小组的记录数值所描的种群数量的变化曲线与用平均值作出的曲线相比，其相似程度怎样？试作出解释。答案：相似但不重合。各实验小组在用血球计数板抽样检测时，由于酵母菌不均匀分布在各小方格中，计数小方格的酵母菌密度与培养液中的密度不一致，而全班各组的平均值与培养液密度较接近，所以小组曲

20、线不能与各组平均值曲线重合。(根据你的实验结果，作出相应回答),精题演习,1(2009 年江苏卷)某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“S”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是（）,A4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B4个试管内的种群同时达到K值C试管内种群的K值与试管不同D试管内的种群数量先于试管开始下降,解析：本题考查的是种群的的特征以及种群的数量变化。当种群刚迁入一个新环境时，若环境适宜种群生存，又由于这时种群数量不多，环境中的食物、空间等适宜，没有环境阻力，因此种群初始阶段经历了“J”

21、型增长。接着环境阻力慢慢增大，种群开始经历“S”型增长，K值指的是环境容纳量，到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的，因此B中4个试管内的种群到达K值的时间应不同。答案：B,2.某生物兴趣小组开展探究实验，课题是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。实验材料、用具：菌种和无菌培养液、试管、血球计数板(2 mm2 mm方格)、滴管、显微镜等。酵母菌的显微计数方法：血球计数板：是带有微小方格刻度的玻璃片，用于在显微镜下对微生物计数。将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。连续观察7天，并记录每天的数值。根据以上叙述回答下列问题：,(

22、1)根据所学知识，该课题的实验假设是：开始的一段时间内酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，_，酵母菌呈“S”型增长。(2)本实验没有另设对照实验，原因是_。该实验是否需要重复实验？_，试解释原因：_。(3)在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，原因是_。如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是_。(4)请你设计表格处理实验数据。(5)在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测，进一步确定一个研究实验的课题。_。,使酵母菌分布均匀,环境中资源和空间变得有限,该实验在时间上形成前后对照,需要,为了提高数据的准确性,增加稀释倍数,酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或

23、溶氧量)的变化关系,答案：(4),课时作业,1(2009年广东卷)太平洋一个小岛上的某野兔种群数量变化如下表：A19251930年 B19301935年C19401945年 D19451950年,解析：种群变化率是单位时间内种群数量变化的情况。从表中可以看出，在1930年1935年内种群变化率是(990-398)/(1935-1930)=1184，同理，1925年1930年内种群变化率为39.6，1940年1945年与1945年1950年内种群变化率均为负值。答案：B,2(2009年广东卷)有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验，正确的叙述是（）A改变培养液的pH值不影响K值(环境容纳量

24、)大小B用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化C取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数D营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素,解析：养分、空间、温度和有毒排泄物等都是影响微生物种群数量持续增长的限制因素。pH值的变化影响微生物的生长。样方法是调查植物种群密度的方法。对酵母菌计数时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，多余培养液用滤纸吸去，稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。对培养液中的酵母菌计数时不能用普通载玻片。答案：D,4.(2009年湛江

25、一模)在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，视野下如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，视野下如乙图所示。,根据实验结果判断，以下叙述正确的是（）A培养5小时后，酵母菌种群密度增加200倍左右B5小时内，酵母菌经历了约6个细胞周期C在这段培养时间里，酵母菌的一个细胞周期所需的时间平均为1.3小时 D培养5小时后，酵母菌种群数量已经达到K值,解析：本题主要考查样方法，计算方法就是具体取样方，对照前后数量，后者再乘以稀释倍数。答案：A,6.(2009年上海卷)蓍草是菊科植物的一个种。采集同一山坡不同海拔高度的蓍草种子，种在海拔高度为零的某一花园中，植株高度如右图所示。下列叙述中，正确的是（）A原海拔高度不同的蓍草株高的差异表现出物种多样性B不同海拔高度蓍草之间不能杂交或杂交不育C研究遗传差异是否影响蓍草株高，需原海拔处的数据D图示结果说明蓍草株高的变化受到花园生境的影响,解析：不同海拔高度的蓍草仍为同一物种；研究遗传差异是否影响蓍草株高，须观察蓍草种子在不同海拔高度的生长情况和需原海拔处的数据作对照。答案：C,祝,您,学业有成,