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高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-153-第四章种群和群落一、本章知识结构二、新课程标准1、列举种群的特征2、尝试建立数学模型解释种群的数量变动3、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化4、描述群落的结构特征5、土壤中动物类群丰富度的研究6、调查当地自然群落中若干种生物的生态位7、阐明群落的演替8、探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替三、预测新课标高考热点1、种群的概念2、列举种群的特征，了解各特征之间的关系3、会用数学方法(“样方法”和“标志重捕法”)对种群密度进行统计4、了解建构种群增长模型的方法，并尝试建立种群的增长模型。5、教学模型解释种群数量的变化。6、探究培养液中酵母菌种群数量的变化。7、关注人类活动对种群数量变化的影响，了解引起种群数量变化的网索。8、通过研究“土壤中动物类群的丰富度”和“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”，掌握有关群落的基本知识9、描述群落的结构特征10、阐明群落的演替11、探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-154-清单四八种群的特征一、知识结构种群定义：种群在单位面积或单位体积中的个体数。密度调查方法：样方法、标志重捕法。出生率：单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率。死亡率：单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。定义：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，分别称为迁入率和迁出率。效应：研究一个种群数量变化不可忽视的因素。定义：是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。增长型类型：稳定型衰退型定义：是指种群中雌雄个体数目的比例。效应：在一定程度上影响种群的密度应用：利用信息索(性引诱剂)诱杀某种害虫的雄性个体，从而降低害虫的种群密度。二、要点精析【要点一】种群的概念种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。(1)两个要素：“同种”和“全部”。(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）两个方面【要点宾破】种群并不是许多同种个体的简单相加．而是一个有机单元，它具有种群密度、年龄组成、性别比例、出生率和死亡率、迁入和迁出(或迁入率和迁出率)等特征。同一物种在不同区域可以有多个种群，但一个种群内的个体都为同一物种，【要点二】种群的特征及其内在联系1、种群的特征①种群的密度③出生率和死亡率③迁入和迁出年龄组成年龄组成和性别比例性别比例宏观方面：种群是生物繁殖的基本单位微观方面：种群是生物进化的基本单位迁入率和迁出率种群的特征高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-155-④年龄组成⑤性别比例2种群的几种特征之间的关系因为生物的繁殖能力和衰老、死亡都与年龄有密切的关系，所以种群的年龄组成会影响种群的出生率和死亡率，并会进一步影响种群密度。另外，种群未来的出生率和死亡率，可以根据当前的年龄组成预测，所以，我们根据当前种群的年龄组成情况，可以预测未来种群密度的发展趋势。不论哪种类型的性别比例，都是生物长期自然选择的结果．如果由于环境条件的改变或人类的干预，使其正常的比例发生变化，都会影响种群的出生率，并进一步影响种群的密度，迁入和迁出也是影响种群数量变动的直接因素。通过迁入和迁出，物种的不同种群之间也进行了基因交流。种群几种特征之间的关系，可用右图表示：【画龙点睛】(1)种群的特征是个体所不具有的。(2)种群密度是一个种群的首要特征。种群的其他特征也会影响种群的密度。【要点三】种群密度的取样调查方法种群密度通常以单位面积(或体积)内的生物个体数目表示。种群密度分为两种：绝对密度(即单位面积或空间上的个体数目)和相对密度(即表示生物数量多少的相对指标)。1、绝对密度的测定方法有：(1)总数量调查计数某地段中全部生活的某种生物的数营。对某些脊椎动物可以直接调查其总数量，如用航空摄影调查某块草原上的全部黄牛；计数集中于繁殖地的海豹等。(2)取样调查在一般情况下，总数量调查比较困难．研究者只计数种群的一小部分，用以估计种群整体，这称为取样调查法。①植物种群密度的取样调查常用样方法。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。常用的取样方法有点状取样法、等距取样法等。②动物种群密度的取样调查常用标志重捕法(捉放法)。在一个有比较明确界限的区域内，捕捉一定数量的动物个体标志后放回原环境．经过一个适当时期(标志个体与未标志个体重新充分混合分布)，再进行重捕。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╱重捕标志个体数。2、相对密度的测定方法有：诸如捕获率、遇见率、洞口数、粪堆数、其他活动痕迹、鸟的鸣声、毛皮收购量、渔获量等都可以是动物种群数量估计的依据。【画龙点睛】由于获得生物个体数量资料的难易程度与调查目的的不同，各种动植物种群数量的调查方法各不相同。在能够准确获得单位面积(或体积)中个体数目时，可以使用绝对密度表示种群数量。在无法准确获得单位面积(或体积)中个体数目时．可以使用相对密度表示种群数量。主要掌握绝对密度高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-156-的测定方法。【要点四】存活曲线（1）I型：曲线呈凸型，表示在接近生理寿命前只有少数个体死亡。例如大型兽类和人的存活曲线。（2）II型：曲线呈对角线，各年龄段死亡率相等。许多类生物接近Ⅱ型。（3）III型：曲线呈凹型幼年期死亡率很高．藤壶的存活曲线接近Ⅲ。【画龙点睛】①从年龄组成上来看，I型曲线属于增长型种群，Ⅱ型曲线属于稳定型种群，Ⅲ型曲线属于衰退型种群。②存活曲线以环境条件和对有限资掠的竞争为转移。例如，人类的存活曲线因营养、医药卫生条件不同有很大的变化。如果环境变得合适，死亡率变得很低，种群就会突然爆发。不少农业害虫爆发就是这种情况。高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-157-清单四九种群的数量变化一、知识结构概念建构种群增长模型的方法：数学模型研究实例研究方法实例：20世纪30年代，美国一个岛屿上的环颈雉的增长概念：在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线大致呈“J”型模型假设：在食物条件充裕、气候适宜、没有天敌等条件下，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。其中N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数特点：种群数量连续增长实例：生态学家高斯的大草履虫实验概念：种群经过一定时间的增长后，数量趋稳定的增长曲线，称为“S”型曲线。环境容纳量(K值)：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最大数量产生原因：自然资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加。特点：种群数量达到K值后将停止生长，有时在K值左右保持相对稳定。自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。对野生动物的乱捕滥猎人工控制种群的不断增加影响结果：大多数种群的总是在波动之中，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡研究意义：合理利用、保护野生生物资源，防治害虫等。二、要点精析【要点一】建构种群增长模型的方法观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。【画龙点睛】数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。种群增长的“J”型曲线种群增长的“S”型曲线影响种群数量的因素人为因素：种群数量的波动和下降种群数量的变化高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-158-【要点二】种群数量增长的两种曲线1、在理想状态下的种群增长——“J”型曲线种群在“无限”环境中，即假定环境中空间、食物等资源是无限的，因而其增长率不随种群本身的密度而变化，这类增长通常呈指数增长，又称为“J“型增长。【画龙点睛】严格地说，与数学模型相同的种群，只限于“世代不相重叠的离散型增长的生物种群(增长不连续、分步的)”。侧如，一年生植物和许多一年生殖一次的昆虫。2、在有限环境下的种群增长——“S’型曲线种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线，随着生活时间的延续．环境条件限制作用愈加明显，逐渐接近环境的负载量，即K值，数量就会停止增长，呈现“S’型曲线。【画龙点睛】(1)种群数量由0→K╱2时，增长率增大；种群数量为K／2时，增长率最大；种群数量由K／2→K时，增长率不断降低。(2)在K值时，种群增长率为零，即出生率＝死亡率，但种群数量达到最大。3、种群增长的“J”型和“S”型曲线的比较种群数量的“J”型和“S”型增长是两种典型情况，虽不一定完全与自然界中种群增长的实际情况吻合，但它说明了种群增长的一些机制。自然界的情况是相当复杂的，种群的增长有的接近“J”型，有的接近“S”型，中间还有许多过渡类型。即使是同一物种，在不同的环境条件下也会有不同形状的增长曲线。另外，自然种群的数量达到K值时，仍有变动．其变动方式或有周期性，或不规则，稳定在K值上不变是不现实的。当一个种群迁入一个新环境后，常常在一定时期内呈“J”型增长。两种增长方式的差异，主要在于环境阻力的作用。【画龙点睛】①如果种群数量N趋近于零，表示几乎全部空间尚未被利用，种群接近于“J”型增长。②如果种群数量N趋近于K值，表示空间几乎全部被利用，种群增长曲线为“S”型。③当种群数量N由零逐渐增大到K值时，表示种群增长的“剩余空间”逐渐缩小，种群的增长潜能就会降低．这种抑制种群增长的效应称为拥挤效应或环境阻力④种群两种增长曲线的比较见下表。“S”型曲线“J”型曲线前提条件环境资源有限种群增长率随种群密度上升而下降保持稳定有无K值有K值无K值【要点三】研究种群数量变化的意义研究种群的数量变化规律，不仅具有一定的理论意义，而且具有重大的实践意义。例如．在对待鱼类的捕捞问题上，人们总是希望每年既能捕到较多的鱼．又不危及鱼类种群以后的持续生存，也就是希望长期获得较高的鱼产量。这就需要研究捕捞量与种群数量变化之间的关系，调查种群的现有数量，对种群的数量变化做出预测等。因此，种群的数量变化规律是种群研究的核心问题。【画龙点睛】具体应用于以下两个方面：(1)野生生物资源的合理开发利用：一般将种群数量控制在环境容纳量一半(1/2K值)时，种群增长速度最快，可提供的资源数量最多。当种群数量大于1/2K值时，可以猎捕一定数量该生物资源，且获得量最大。过度猎取时，种群增长速度快。但资源总量减少。(2)农林害虫的防治。高中生物必修知识清单3-4必修Ⅲ·稳态与环境·种群和群落-159-【要点四】探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化（1）实验原理①酵母菌属兼性厌氧型微生物，有氧时产生二氧化碳和水，无氧时产生二氧化碳和酒精。②用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。③在理想的无限环境中．酵母苗种群的增长呈“J”型曲线，在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。（2）设计对照实验试管编号ABC管内液体培养液／mL1010无菌水／mL10酵母液／mL0.10.10.1温度条件28℃5℃28℃(3)实验步骤①将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。②将酵母菌接种人试管中的培养液中混合均匀。③将试管在28℃条件下连续培养7d。④每天取样计数酵母苗数量。采用抽样检测方法：将盖玻片放在计数板上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入到计数板小方格内，显微观察计数一个小方格内的菌种数，已知小方格的培养液厚度为0.1mm，计算出培养液体积，换算出10mL培养液中酵母菌总数。⑤分析结果、得出结论：将所