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2016生物一轮复习第27讲种群的特征和数量变化一、种群的数量特征下列叙述中属于种群的是：1.一片草地上的全部蛇。2.一个池塘里的全部鲤鱼。3.某村子中全部青年男女。4.某集市上卖的全部的同种白菜。种群是一个有机单元，不等于个体的简单累加在一块草原上有8户牧民，每户牧民各养了一群羊，其中有6户养的是绵羊，有2户养的是山羊，这块草原上的8群羊是（）A.六个种群B.一个种群C.两个种群D.八个种群C要点：１、一定的空间：这个空间内的同种生物与外界的个体隔离。２、一种生物的全部个体，个体之间相互联系。种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体下列有关个体、种群、物种的叙述错误的是（)A.同一种群内的个体一定属于同一物种B.不同种群的个体可能属于同一物种C.个体与种群之间既有区别又有联系D.物种是所有种群的集合D物种：能够在自然条件下相互交配并产生可育后代的一群生物种群数量出生率和死亡率性别比例年龄组成迁入率和迁出率如果你是三江县计划生育部门的分管领导，你会关注该种群的哪些方面呢？种群密度种群特征种群有的，但个体没有的特征。1.种群密度：（2）表示方法：①小范围的水生生物——单位体积②大范围及陆生生物——单位面积（1）含义：种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度；是种群最基本的数量特征.同一环境中，不同物种的种群密度有无差异？同一环境中，同一物种的种群密度是固定不变的吗？想一想种群密度=种群的个体数量空间大小（面积或体积）3）种群密度的调查方法：分布范围小，个体较大的种群：分布范围大，个体较小的种群：估算(取样调查)估算方法：不运动或活动范围小的生物：逐个计数步骤：随机取样计数求平均值样方1样方2样方3样方4……样方nN1N2N3N4……Nn取样的方法：五点取样法、等距取样法取样的关键随机取样，样本数量足够大，不能掺入主观因素。样方法草本：1m×1m样方大小灌木：4m×4m乔木：10m×10m记数方法：——蒲公英——其他植物注意：方框内＋相邻两边(左、上)及其夹角上的个体标志重捕法设某种群的总数为N，第一次捕获标记的个体为M，第二次重捕的个体数为n，其中已标记的为m，则:N:M=n:m,在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总数的比例，来估计种群密度。活动能力强的动物——不会对动物产生伤害不能过分醒目要能维持一定时间标记第1次捕捉12只，标志第2次捕捉10只，有标志4只放回原种群？只30只土壤中的小动物调查的方法：取样器取样的方法进行采集调查。原因：土壤小动物有较强的活动能力且身体微小，不适于用样方法或标志重捕法。微生物的调查方法血球计数板计数法，如培养液中酵母菌的种群数量调查。①镜检计数方法：方格内细胞的计数方法同样方法。②计算方法：血球计数板盖玻片下的培养液厚度0.1mm，每方格面积为1mm×1mm。③注意：吸取营养液时应将试管轻轻振荡几次。方法名称标志重捕法样方法显微计数法（计数板计数）取样器取样法黑光灯诱捕计数法对象活动范围大的动物个体，如鼠、鸟、鱼等植物或活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、跳蝻和虫卵）肉眼看不见的细菌、酵母菌等微生物(或血细胞）活动能力强（不适合样方法）、身体微小（不适合标志重捕法）的土壤小动物对紫外线敏感的夜间活动的昆虫种群密度的取样调查（随机取样）1)定义：在单位时间内新产生（或死亡）的个体数目占该种群个体总数的比率。§举例：1983年我国平均每10万人口出生1862个孩子，该年度人口出生率为1.862％2、出生率和死亡率a.出生率死亡率b.出生率=死亡率c.出生率死亡率种群密度增大种群密度相对稳定种群密度减小2)作用：出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的重要因素。直接影响种群大小和种群密度自然增长率=出生率—死亡率要控制人口过度增长，必须降低出生率3、迁入率和迁出率（1）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，分别称为迁入率和迁出率。（2）意义：迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义迁入率和迁出率也决定了种群密度的大小。迁入率迁出率种群密度增大迁入率迁出率种群密度减小4.年龄组成（1）概念：种群中各年龄期个体所占比例。一般分为幼年(尚无生殖能力)、成年(有生殖能力)和老年(丧失生殖能力)三个阶段。（2）类型：（一般分三种类型）增长型：特点是幼年个体多，老年个体少，出生的比死亡的多，种群数量发展趋势增大。增长型老年成年幼年稳定型老年成年幼年稳定型：特点是各年龄期的个体数目比例适中。出生的个体数接近衰老死亡的个体数。种群数量发展趋势基本不变。衰退型老年成年幼年衰退型：特点是幼年个体比例小，老年个体比例大。新出生的个体不能补偿衰老死亡的个体数。种群数量发展趋势减小。意义：预测种群数量的变化趋势5、性别比例：一个种群中雌雄个体数目的比例不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。性引诱剂诱杀某害虫雄性个体破坏性别比例害虫的种群密度下降意义：影响种群密度的变动。⑴雌雄相当型：多见于高等动物(黑猩猩)⑵雌多雄少型：人工控制的种群（鸡）。⑶雌少雄多型：社会性活动的群体(蜜蜂)。(只考虑具有繁殖能力的个体)种群密度种群数量出生率和死亡率性别比例年龄组成预测变化趋势直接影响间接影响数量变动迁入率和迁出率直接决定种群的大小和密度二、种群的空间特征：均匀、随机、集群存活曲线存活曲线是表示一个种群在一定时期内存活的指标，也是衡量种群增长的基本参数。一般分为三种类型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。如大型兽类和人的存活曲线。II型曲线呈对角线，各年龄死亡率相等。许多种类的生物存活曲线接近于II型。如许多鸟类以及小型哺乳动物III型曲线呈凹型，幼年期死亡率较高。如藤壶的存活曲线。如海产鱼类、海产无脊椎动物例：下列关于人口数量动态的描述中错误的是()A．决定人口数量变化的因素有出生率、死亡率和迁移率B．年龄组成是预测未来人口动态的主要依据C．人口数量问题既有其自然生理基础，又有其社会制约因素D．影响不同人口种群出生率的原因是生殖年龄和个体数D（人与一般动物不同，影响其出生率的因素除了自身的生理基础、生殖年龄等，社会因素也是重要的影响因素，如人的生育观念和计划生育制度等。）影响种群数量变化的因素：种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。其影响因素主要有：(1)内因。①起始种群个体数量。②导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。③导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。(2)外因。①自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。②人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20分钟就通过分裂繁殖一代。1．n代细菌数量的计算公式是：2．72小时后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？Nn＝2n解：n＝60min×72h÷20min＝216Nn＝2n＝2216三、种群数量变化在理想状态下，细菌每20分钟分裂一次。请填下表，并根据表中数据，绘出细菌种群的增长曲线。时间20406080100120140160180细菌数量248163264128256512描述、解释和预测种群数量的变化，常常需要建立数学模型。在上面的问题探讨活动中，你已经在尝试对某种细菌种群的数量变化建立数学模型。建构种群增长模型的方法数学模型：1.概念：运用数学的方法，把生物的数量等用图、表、曲线、公式等形式来进行表达观察研究对象，提出问题提出合理的假设通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达种群数量以什么样的规律在增长?如:细胞每20min分裂一次建立数学模型一般包括以下步骤：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。观察、统计细菌的数量，对自己所建立的模型进行检验或修正列出表格，根据表格画曲线，推导公式。Nn＝２nN代表细菌数量，n表示第几代数学模型建构的一般过程提出问题作出假设建立模型模型的检验与修正3.类型：⑶曲线图⑴数据分析表格式⑵数学方程式Nn=2n时间20406080100120140160180细菌数量方程式——精确曲线图——直观①产生条件：理想状态——食物充足，空间不限，环境适宜，没有天敌等；②增长特点：种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍。③量的计算：t年后种群的数量为Nt=N0λt（N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量，λ-1为年均增长率）④适用情形：实验室条件下、当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时的最初一段时间“J”型增长的数学模型二、种群增长的“J”型曲线:1曲线图:种群数量时间增长速率是指种群在单位时间内净增加的个体数。（就是J、S型曲线的斜率）增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间增长率是指种群在单位时间内净增加的个体数占个体总数的比率。（不是J、S型曲线斜率）增长率＝（现有个体数－原有个体数）／原有个体数。4、增长特点：种群的增长率是一定的；种群数量没有上限；Ｊ型曲线增长率曲线时间种群数量增长率时间思考：理想化的情况在自然界中并不存在。那么，到底有哪些因素会影响到种群数量的变化呢？环境阻力在大自然中食物有限空间有限种内斗争种间竞争天敌捕食……种群密度越大环境阻力越大大草履虫数量增长过程如何？高斯（Gause，1934）把5个大草履虫置于0.5mL的培养液中，每隔24小时统计一次数据，经过反复实验，结果如下：高斯对大草履虫种群研究的实验种群增长的“S”型曲线K=375种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线称为“S”型曲线。“S”型增长曲线（2）适用范围（1）数量变化特点种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定（稳定于“K值”）资源和空间有限的种群（自然种群）（3）形成原因种群密度增加种内斗争加剧死亡率升高出生率降低增长率降低（环境阻力）•思考：K值是否固定不变呢？（4）“K”值K值变动的示意图(1)同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。(2)环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善时，K值会上升。种群增长速率不断低种群数量K/2→K值时，3.对种群增长的“S”型曲线的分析种群数量达到K值时，种群增长速率为零,但种群数量达到最大，且种内斗争最剧烈。种群数量在K/2值时，种群增长速率最大种群数量由0→K/2值时，种群增长速率增大K/2转折期，增长速率最快K值：环境容纳量加速期，个体数量增加，增长加速潜伏期，个体数量较少增长缓慢减速期，增长缓慢饱和期，增长速率为零4、种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线的比较“J”型曲线“S”型曲线条件（假设）理想状态：食物空间条件充裕、气候适宜没有敌害疾病现实状态：食物空间有限适应范围一般只适用于实验条件下一般自然种群的增长环境容纳量无K值有K值增长速率（斜率）一直增大先增大后减小增长率不变下降特别提醒：①种群数量变化包括增长、波动、稳定、下降等，而“J”型曲线和“S”型曲线只研究了种群数量增长的规律。②“J”型曲线反映的种群增长率是一定的；而“S”型曲线所反映的种群增长率是随种群密度逐渐减小的。③不能认为“S”型曲线的开始部分就是“J”型曲线，只能表述为“近似”或“相当于”研究种群数量变化规律的意义研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。2）K值的表示方法图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。灭鼠捕鱼K/2(最大增长速率)灭鼠后，防止鼠的种群数量在K/2附近，否则鼠的种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升K值改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存保证鱼