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第四章种群和群落1.种群的特征（Ⅰ2.种群数量的变化（Ⅱ3.群落的结构特征（Ⅰ4.群落的演替（Ⅰ）5.土壤中动物类群丰富度的研究(实验)【考纲要求】(一)概念：在一定的空间和时间内的同种生物个体的总和种群(二)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。理解种群概念要抓住四点：1.一定区域(空间限定)2.一定时间(时间限定)3.同种生物(物种限定)4.全部个体(个体范围)生殖隔离地球上全部的人是同一物种，所有的水稻是同一物种。(多选)下列叙述中属于一个种群的是：A.一个池塘中所有的鱼B.一片草地上全部的东亚飞蝗C.世界上的全部的鸟D.一个池塘中全部的大蟾蜍思考题BD判断：下列各项是不是一个种群？１.一个池塘中全部的鱼。２.一个池塘中的全部鲫鱼。３.一个城镇的全部居民。4、一亩农田中的全部水稻。5、一个草原上全部的老绵羊。√√√××牧民在承包的草场上该放养多少头羊，既能保护草原，又能取得最好经济效益？怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生?种群研究的核心问题？种群数量变化规律。一、种群的数量特征种群特征种群有的但个体没有的特征。种群密度出生率和死亡率迁入率和迁出率年龄组成和性别比例1、种群密度：（1）概念：是指单位空间（单位面积、体积）内某种群的个体数量。种群密度是种群最基本的数量特征。（2）特点：随种群的不同、环境的改变有差异。①相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。②不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。样方法、标志重捕法（3）调查方法：类型图例年龄比例出生率与死亡率大小种群密度变化增长型年幼个体大于年老个体数出生率＞死亡率增大稳定型各年龄期个体比例适中出生率≈死亡率稳定衰退型年幼个体小于年老个体数出生率＜死亡率减小2．出生率和死亡率意义：3．迁入率和迁出率意义：意义：年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。4．年龄组成决定种群大小和密度。对一个自然种群来说，影响种群数量变动的主要因素是出生率和死亡率。决定种群大小和密度，如城市人口的变化。5．性别比例意义：直接影响出生率，间接影响种群密度。①雌雄相当型：雌性和雄性个体数目大体相等。这种类型多见于高等动物。②雌多雄少型：雌性个体显著多于雄性个体。常见于人工控制的种群及蜜蜂、象海豹等群体动物。蜂群中几百只雄蜂，一只蜂王和几十万只工蜂都是雌蜂。③雌少雄多型：雄性个体明显多于雌性个体。这种类型较为罕见。如白蚁等营社会性生活的动物。蜜蜂若考虑有生殖能力的个体，也为雌少雄多型性别比例的应用：利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。种群密度出生率、死亡率迁出率、迁入率决定密度大小种群数量直接影响年龄组成预测变化趋势性别比例影响密度大小外界环境决定种群个体数目变动的关系图外界环境性别比例出生率、死亡率迁入率、迁出率年龄组成决定密度大小种群密度预测变化方向影响数量变动6．种群特征间的相互关系•调查种群密度的方法：估算法对象：原则：注意：方法：植物，昆虫的卵，活动能力弱的动物随机取样样方的大小和样方的多少五点取样法和等距取样法对象：活动能力强，活动范围大的动物一、样方法二、标志重捕法二、调查种群密度的常用方法常用取样方法：记数方法：——蒲公英——其他植物注意：方框内＋相邻两边(左、上)及其夹角上的个体用样方法调查种群密度时1、取样中应注意哪些问题？2、样方的多少会影响调查结果吗？注意：随机性样方的大小样方数越多结果越接近真实值样方的数量迁移拓展某同学根据下表，调查草原中某双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤：调查面积10×1020×2040×4080×8090×90100×100110×110120×120130×130140×140物种数量3569111313131313①选取40cm×40cm为最佳样方面积。②在该物种分布较密集的地方取5个样方。③计算每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。随机平均中间值标志重捕法（1）前提条件：标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。在调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出。（2）适用范围：（3）注意事项：①标志不能过分醒目。②标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生伤害。③标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。（4）计算公式mnMN重捕的标志个体数再次捕获个体数初次捕获标志数个体总数活动能力强和范围大的动物。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只两种调查方法比较【例2】调查某草原田鼠数量时，在设置1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32头。将捕获的鼠经标记后在原地释放，数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼。这次共捕获鼠30头，其中有上次标记过的个体10头。则该草原田鼠的种群密度约为头/公顷。若部分个体迁出则调查结果____(偏低，偏高)。96偏高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空间布局叫做种群的空间特征或分布型。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。均匀型随机型集群型一、构建种群增长数学模型的方法：模型假设：理想条件下建立模型：Nt=N0λt或“J”形曲线实验或观察：现实条件下：高斯实验检查修正：“S”形曲线第二节种群数量的变化理想条件：•食物（养料）•空间条件充裕•气候适宜•没有敌害Nt=N0t增长率=-1保持不变=第二年的数量第一年的数量（1）“J”型增长曲线环境条件有限种群密度种内斗争捕食者出生率死亡率增长率增长率随着种群密度的增加而按一定的比例下降增长率=0（2）“S”型增长曲线思考：种群数量达到“K”值时，都能在“K”维持稳定吗？•在自然界中，影响种群数量的因素很多，如气候、食物、天敌、传染病等。因此，大多数种群的数量总是在波动着，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。两种模型的增长率和增长速率曲线增长率增长速率二、种群数量的波动和下降种群的数量是经常变化的。种群数量的变化包括增长、波动、稳定和下降、消亡等影响种群数量变化的因素有哪些呢？直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率间接因素：食物、气候、传染病、天敌重要因素：人类的活动人为控制（家禽，畜牧）捕杀野生动物滥砍乱阀环境破坏影响生物生存三、“J”型曲线和“S”型曲线的比较项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想状态受空间、食物、天敌等制约的有限的自然状态种群增长率增长率为常数(无限增长)随种群密度上升而下降；0和K时的增长率为0，K/2时增长率最大K值的有无无K值有K值曲线形成的原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天敌数量增多K值和K/2值的应用注意事项灭鼠捕鱼K/2（最大增长率）灭鼠后，防止鼠的种群在_____附近，这样鼠的数量会迅速增加，灭鼠效果不好捕捞后，使鱼的种群数量维持在_____，这样鱼的种群数量会迅速恢复。K（环境容纳量）增大环境阻力，降低_____，使之不适合鼠生存。改善栖息环境，增大_____，保证鱼生存的环境条件K/2K/2K值K值•如图为理想状态下和自然环境中某生物的种群数量变化曲线,下列说法正确的是()①阴影部分表示环境中影响种群增长的阻力淘汰个体数②a为J型曲线,b为S型曲线③阴影部分的个体数量表示通过生存斗争被淘汰的个体数④K值为环境容纳量A.①②③B.②③④C.①②④D.①②③④abD5、不同类型生物的存活率I型：接近于生理寿命时死亡率升高。如：人等大型哺乳动物II型：种群各年龄期死亡率基本相似。如：鸟类，啮齿动物III型：幼体死亡率很高。如：鱼类、两栖类等•实验原理：①酵母菌是兼性厌氧型微生物②养分、空间、温度和有毒代谢物等是影响种群数量增长的限制因素③在理想的环境下，酵母种群呈J型曲线；在有限的环境下，酵母种群呈S型曲线。实验材料：血球计数板，肉汤培养基实验步骤：配制培养基灭菌接种培养计数实验探究培养液中酵母菌数量的动态变化血球计数板的构造及其基本使用基本使用back二.酵母菌计数方法：血球计数板计数法/显微镜计数法抽样检测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。三、注意事项：1酵母计数方法：抽样检测法：边缘效应（计数上边线和左边线上的细胞数）2．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，原因使酵母菌分布均匀，减少误差。3．本实验没有另设置对照实验，原因是该实验时间上形成前后自身对照。为提高实验数据的准确性，实验时应进行重复实验（多次计数）。增长曲线的总趋势：四．实验结果与分析：开始时培养液的营养充足，空间充裕，条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增，随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，使生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。影响酵母菌种群数量的因素：先增加再降低。原因：可能有养料、温度、pH空间及有害代谢废物等。同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合（全部的植物，动物和微生物)，叫做群落．一.生物群落的概念二.群落水平上研究的问题㈠.物种丰富度㈡.优势种㈢.种间关系㈣.空间结构㈤.群落的演替第3节群落的结构同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，叫做群落。例：一个池塘中的鱼类是一个种群，还是一个群落，或都不是？包括这个区域内所有有生命的物质群落的概念研究池塘群落种群种类优势种群种间关系种群位置群落的空间结构群落演替池塘的范围和边界一、群落水平上研究的问题群落特征：物种的多样性、群落结构、种间关系等。一般来说，环境条件愈优越，群落发育的时间愈长，生物种的数目愈多，群落的结构也愈复杂。如从热带到极地生物种数变化？武夷山西伯利亚低等植物840种低等植物670种高等植物2888种高等植物139种动物5000余种动物约1000种脊椎动物475种常绿阔叶林常绿针叶林群落中物种的数目的多少称为丰富度⑴特点：两物种相互依赖，彼此有利，如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。在数量上两种生物呈现出“同生共死”的同步性变化。个体数时间AB数量坐标图能量关系图AB⑵例子:大豆与根瘤菌、地衣。种间关系㈠.种间互助互利共生：豆科植物和菌瘤根1.捕食：数量坐标图能量关系图⑴特点:一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。个体数时间BABA⑵例子：羊和草、狼与兔、青蛙与昆虫。㈡.种间斗争捕食2.竞争：个体数时间AB竞争能力不同数量坐标图能量关系图⑴特点:两种生物在数量上呈现出“你死我活”的变化。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈。时间个体数AB竞争能力相同⑵例子：牛与羊、农作物与杂草、大草履虫与双小核草履虫。大象和狮子抢夺水源CAB3.寄生：⑴特点：对寄主有害，对寄生生物有利，如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好。能量关系图ABAB数量坐标图A个体数时间B⑵例子：蛔虫与人、菟丝子与大豆、噬菌体与细菌。寄生Go㈠.种内互助蜜蜂群、蚂蚁群等羊群、鱼群等狼、乌鸦等蜂、蚂蚁等“群聚”互助“社会性”群聚“生活性”群聚“报警”互助发声报警释放化学物质报警形态动作报警危险时鹿闪动尾巴拓展内容：种内关系㈡.种内斗争同类相食争夺配偶争夺生活场所四.生物群落的结构㈠.垂直结构1.定义：在垂直方向上，生物群落具有明显的分层现象。2.植物分层分布主要与光照强度有关。麻雀总是成群地在森林的上层的活动，吃高大乔木的种子。煤山雀、黄腰柳莺、和橙红翁等鸟类总是森林的中层营巢。血雉和棕尾虹则是典型的森林底层鸟类，吃地面上的苔鲜和昆虫。3.动物群落也有分层现象，其分层主要与其食物和栖息场所有关。㈡.水平结构在水平方向上,由于地形的起伏、光照的明暗、湿度的大小等因素的影响,