1、 第九单元第九单元 种群和群落种群和群落第一课时第一课时 种群的特征和种群数量的变化种群的特征和种群数量的变化1考纲内容考纲内容能力要求能力要求 1.1.种群的特征种群的特征 2.2.种群的数量变化种群的数量变化 3.3.探究培养液中酵母菌数量的动态变化探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验实验一、种群的特征一、种群的特征（一）种群的概念（一）种群的概念在在一定的自然区域一定的自然区域内，内，生物生物的的 个体。个体。同种同种全部全部种群种群是是生物繁殖生物繁殖和和生物进化生物进化的的基本单位基本单位。（二）种群的数量特征（二）种群的数量特征1 1、种群密度、种群密度种群在种群在 中的个体数即为
2、种群密度中的个体数即为种群密度单位面积或单位体积单位面积或单位体积注意：种群数量注意：种群数量种群密度种群密度-是种群是种群最基本最基本的数量特征的数量特征种群数量增加，种群密度不一定增加，种群密度种群数量增加，种群密度不一定增加，种群密度强调强调“单位面积或单位体积单位面积或单位体积”。2 2、出生率和死亡率、出生率和死亡率-是是决定决定种群密度的种群密度的直接因素直接因素 单位时间单位时间内内新产生新产生或或死亡的个体数目死亡的个体数目占该占该种群种群个体总数个体总数的比率。的比率。a a、概念、概念思考：思考：某种群年初的个体数为某种群年初的个体数为100，一年中新出生个体，一年中新出生
3、个体20个，个，死亡个体死亡个体10个，年末时为个，年末时为110个，求该种群在这一年的出生个，求该种群在这一年的出生率和死亡率是多少？率和死亡率是多少？20%,10%b b、自然增长率、自然增长率自然增长率自然增长率 =出生率出生率 -死亡率死亡率出生率死亡率：种群密度出生率死亡率：种群密度出生率死亡率：种群密度出生率死亡率：种群密度出生率死亡率：种群密度出生率死亡率：种群密度增大增大不变不变减小减小3 3、迁入率和迁出率、迁入率和迁出率-是是决定决定种群密度的种群密度的直接因素直接因素 单位时间单位时间内内迁入迁入或或迁出的个体迁出的个体占该占该种群个体总数种群个体总数的比率。研究一座城市
4、的人口变化时，迁入率和迁出的比率。研究一座城市的人口变化时，迁入率和迁出率是不可忽略的因素。率是不可忽略的因素。迁入率迁出率：种群密度迁入率迁出率：种群密度迁入迁入率率迁出迁出率：种群密度率：种群密度迁入迁入率率迁出迁出率：种群密度率：种群密度增大增大不变不变减小减小4 4、年龄组成、年龄组成-能能预测预测种群密度的变化趋势种群密度的变化趋势a a、概念、概念幼年幼年成年成年老年老年（尚无（尚无生殖能力生殖能力）（有正常（有正常生殖能力生殖能力）（丧失（丧失生殖能力生殖能力）种群中种群中各年龄期各年龄期的个体数目的比例，也称年龄结构。的个体数目的比例，也称年龄结构。b b、类型、类型老年个体老
5、年个体成年个体成年个体幼年个体幼年个体 衰退型 增长型增长型 稳定型稳定型5 5、性别比例、性别比例-是是影响影响种群密度的间接因素种群密度的间接因素a a、概念、概念种群中种群中雌雄个体数目的比例雌雄个体数目的比例。b b、类型、类型雌雄相当型雌雄相当型：高等动物高等动物。雌多雄少型雌多雄少型：人工控制的种群（鸡）人工控制的种群（鸡）及蜜蜂、及蜜蜂、象海豹象海豹等群体动物。等群体动物。雌少雄多型雌少雄多型：如：如白蚁白蚁等营社会性生活的动物。等营社会性生活的动物。（若只考察有生殖能力的个体，蜜蜂也可看做雌少雄多型）。（若只考察有生殖能力的个体，蜜蜂也可看做雌少雄多型）。c c、应用、应用 利
6、用利用人工合成的人工合成的性引诱剂性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，诱杀某种害虫的雄性个体，破坏破坏害虫害虫种群的种群的性别比例性别比例，降低出生率降低出生率，从而达到降低害虫种群数量的目的。，从而达到降低害虫种群数量的目的。思考：思考：如图是种群特征的概念图，下列叙述错误的是如图是种群特征的概念图，下列叙述错误的是()A A利用性引诱剂诱杀害虫会影响利用性引诱剂诱杀害虫会影响B B种群密度是种群最基本的数量特征种群密度是种群最基本的数量特征C C预测种群数量变化的主要依据是预测种群数量变化的主要依据是D D春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的 D
7、决决定定决决定定影响影响预测预测各种群数量特征的关系：各种群数量特征的关系：除图中影响因素外，气候、天敌、传染病等都影响除图中影响因素外，气候、天敌、传染病等都影响种群密度的改变。种群密度的改变。最最基基本本（三）种群的空间特征（三）种群的空间特征组成种群的组成种群的个体个体，在其，在其生活空间中生活空间中的的位置状态或布局位置状态或布局均匀分布均匀分布随机分布随机分布集群分布集群分布二、种群密度的调查方法二、种群密度的调查方法分布范围较小、个体较大的种群分布范围较小、个体较大的种群分布范围较大、个体较小的种群分布范围较大、个体较小的种群逐个计数法逐个计数法估算法估算法样方法样方法标志重捕法标
8、志重捕法黑光灯诱捕法黑光灯诱捕法抽样检测法抽样检测法样方法样方法标志重捕法标志重捕法调查调查对象对象调查调查程序程序 样方法和标志重捕法的比较样方法和标志重捕法的比较所有样方的平均值所有样方的平均值植物（植物（双子叶双子叶）或活动范围）或活动范围小小、活动能力活动能力弱弱的动物（的动物（蚯蚓、昆虫蚯蚓、昆虫卵、跳蝻、蚜虫、蚂蚁卵、跳蝻、蚜虫、蚂蚁等）等）活动能力活动能力强强、活动范围、活动范围大大的动物的动物N面积面积/体积体积注意注意事项事项选取样方的关键选取样方的关键:_:_取样取样样方大小适中样方大小适中_ 样方数量不宜太少样方数量不宜太少样方计数原则：样方计数原则：_ 调查时没有较多个
9、体迁调查时没有较多个体迁入和迁出、出生和死亡入和迁出、出生和死亡标志物不能过于醒目，标志物不能过于醒目，不宜脱落不宜脱落标志物不能影响标志动标志物不能影响标志动物正常的生命活动物正常的生命活动随机随机草草1 11 1；灌；灌 4 44 4：乔：乔 10 101010样方内、上线、左线、左上角样方内、上线、左线、左上角思考：思考：若采用标志重捕法实际调查中，出现如下情况，所得种群若采用标志重捕法实际调查中，出现如下情况，所得种群密度偏大还是偏小？密度偏大还是偏小？标志物易脱落。标志物易脱落。标志物影响动物的活动，导致更容易被捉到。标志物影响动物的活动，导致更容易被捉到。标志物过于醒目，该动物天敌
10、容易发现。标志物过于醒目，该动物天敌容易发现。使用诱捕法捕捉动物，会使动物变得狡猾，不易再次捕捉。使用诱捕法捕捉动物，会使动物变得狡猾，不易再次捕捉。偏大偏大偏小偏小偏大偏大偏大偏大（一）建构种群增长模型用来描述一个系统或它的性质的用来描述一个系统或它的性质的数学形式数学形式。数学方程式：数学方程式：科学、精确科学、精确曲线图：曲线图：直观直观 1 1、数学模型：、数学模型：3 3、表现形式：、表现形式：三、种群的数量变化三、种群的数量变化观察研究对象，观察研究对象，提出问题提出问题提出合理的提出合理的假设假设根据实验数据，用适当的根据实验数据，用适当的数学形式数学形式对事物的性质进行表达对事
11、物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正检验或修正2 2、建立数学模型的步骤：、建立数学模型的步骤：（二）种群增长的（二）种群增长的“J”J”型曲线型曲线1 1、适用条件、适用条件理想条件下：理想条件下：食物和空间条件充裕、气候适宜、没食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。有敌害等。2 2、公式：、公式：N Nt tN N0 0t tN N0 0:该种群的起始数量该种群的起始数量t t:时间时间N Nt t:t:t年后年后该种群的数量该种群的数量:N Nt t/N Nt-1t-1注意：注意：与与1 1的关系的关系种群数量的变化种群数量的
12、变化（）（）1,1,种群密度种群密度1,1,种群密度种群密度1,1,种群密度种群密度增大增大不变不变减小减小种群的数量每年以种群的数量每年以一定的倍数一定的倍数增长增长实验室条件下实验室条件下种群迁入新环境最初的一段时间种群迁入新环境最初的一段时间3 3、相关曲线：、相关曲线：种群增长速率种群增长速率无无K K值值4 4、适用范围：、适用范围：增长率增长率N Nt tNNt-1t-1N Nt-1t-1N Nt tN Nt-1t-1 增长速率增长速率(即即曲线斜率曲线斜率)注意：注意：增长率增长率、增长速率增长速率与与0 0的关系的关系种群数量的变化种群数量的变化（）（）t t（三）种群增长的（
13、三）种群增长的“S”S”型曲线型曲线1 1、条件：、条件：资源和空间有限资源和空间有限2 2、相关曲线：、相关曲线：t1时，种群数量为时，种群数量为K/2t2时，种群数量为时，种群数量为 KB时，种群数量为时，种群数量为K/2D时，种群数量为时，种群数量为 K有有K K值值注意：注意：“S”S”型曲线型曲线反映反映的的种群增长率种群增长率逐渐逐渐降低降低环境容纳量又称环境容纳量又称K值值是指在是指在环境条件不受破坏的情况环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能下，一定空间中所能维持维持的的种群最大数量种群最大数量。K值随环值随环境的改变而改变。境的改变而改变。3 3、K K值含义及应用：值含义
14、及应用：(1)K(1)K值在实践中的应用：值在实践中的应用：对对野生生物资源野生生物资源的保护的保护:改善其栖息环境，改善其栖息环境，提高提高环境容纳量环境容纳量（K K值）值）对对有害生物有害生物的防治的防治:增大环境阻力（如为防鼠害而封锁粮食、清除增大环境阻力（如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等）生活垃圾、保护鼠的天敌等），降低降低环境容纳量环境容纳量（K K值）值）。(2)K/2(2)K/2值在实践中的应用：值在实践中的应用：种群数量为种群数量为K/2时时，种群的，种群的增长速率最大增长速率最大对资源的开发利用：种群数量达到对资源的开发利用：种群数量达到K/2之后之后开始
15、捕鱼，使捕鱼后的开始捕鱼，使捕鱼后的种群数量种群数量维持在维持在K/2左右左右，可以获得，可以获得最大捕获量最大捕获量。种群数量为。种群数量为K时时捕捕鱼，可以获得鱼，可以获得最大日捕获量最大日捕获量。对对有害生物有害生物的防治：务必控制种群数量的防治：务必控制种群数量，严防达到，严防达到K/2。a a、阴影部分代表阴影部分代表 ，也可表示，也可表示生存斗争中被生存斗争中被淘汰的淘汰的个体个体数目数目。b b、绝不能认为绝不能认为“S”“S”型增长曲线的开始部分是型增长曲线的开始部分是“J”“J”型型增长曲线增长曲线（四）种群增长的（四）种群增长的“J”J”型曲线型曲线和和“S”S”型曲线对比
16、型曲线对比注意：注意：环境阻力环境阻力（五）影响种群数量变化的因素（五）影响种群数量变化的因素(1)(1)内因：内因：起始起始种群个体种群个体数量数量。决定种群数量决定种群数量增加增加的因素：的因素：出生率和迁入率出生率和迁入率。决定种群数量决定种群数量减少减少的因素：的因素：死亡率和迁出率死亡率和迁出率。种群的数量变化包括种群的数量变化包括增长增长、波动波动、稳定稳定、下降下降等。等。(2)(2)外因：外因：自然因素：自然因素：气候、食物、天敌、传染病气候、食物、天敌、传染病等。等。人为人为因素：因素：人类活动人类活动等。等。（“J”“J”型型增长增长曲线和曲线和“S”“S”型型增长增长曲线
17、）曲线）影响种群数量变化的因素包括内因和外因：影响种群数量变化的因素包括内因和外因：大多数种群的数量总是在波动之中的大多数种群的数量总是在波动之中的，在不，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。四、探究：培养液中酵母菌种群数量的变化四、探究：培养液中酵母菌种群数量的变化(3)(3)计算酵母菌数量可用计算酵母菌数量可用_的方法的方法显微计数法。显微计数法。1 1、实验原理、实验原理(1)(1)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、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、pHpH、温度等因素的影响。、温度等因素的影响。(2)(
18、2)在在理想理想的无限环境中，酵母菌种群呈的无限环境中，酵母菌种群呈_型增长；在型增长；在有限有限的环境条件下，酵母菌种群呈的环境条件下，酵母菌种群呈_型增长。在封闭的环境中，酵型增长。在封闭的环境中，酵母菌数量母菌数量达到达到K K值值后，由于培养液中后，由于培养液中营养物质的消耗、代谢产物积营养物质的消耗、代谢产物积累及累及pHpH变化变化，酵母菌种群，酵母菌种群数量转而下降数量转而下降直至全部死亡。直至全部死亡。“S S”“J”J”抽样检测抽样检测先将先将盖玻片盖玻片放在计数室上，用放在计数室上，用滴管吸取培养液滴管吸取培养液，滴于盖玻片的边缘滴于盖玻片的边缘,使培养液自行渗入使培养液自
19、行渗入。多余培养液用滤纸吸取。多余培养液用滤纸吸取,稍待片刻稍待片刻,待酵母菌全待酵母菌全部沉降到计数室底部后进行部沉降到计数室底部后进行计数计数，并以此，并以此估算试管中酵母菌总数估算试管中酵母菌总数。先盖后滴，否则，数值偏大先盖后滴，否则，数值偏大(1)(1)将将500 mL500 mL质量分数为质量分数为5%5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。(2)(2)将将0.1 g0.1 g活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀，活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀，并置于适宜的条件下培养。并置于适宜的条件下培养。(3)(3)每天每天定时取样定时取样计数酵母菌数量，采用计数酵母
20、菌数量，采用抽样检测抽样检测方法测方法测定定1mL1mL培养液中酵母菌个体的培养液中酵母菌个体的_ _。(4)(4)分析结果、得出结论：将所得数值用曲线图表示出来分析结果、得出结论：将所得数值用曲线图表示出来,分析实验结果，得出酵母菌种群数量的变化规律。分析实验结果，得出酵母菌种群数量的变化规律。2 2、实验过程、实验过程平均数平均数3 3、实验结果、实验结果营养物质的消耗、营养物质的消耗、代谢产物积累、代谢产物积累、pHpH变化变化种群数量下降的原因：种群数量下降的原因：4 4、实验注意事项、实验注意事项a.a.计数方法：计数方法：抽样检测法抽样检测法b b.自身前后对照自身前后对照c.c.
21、平行重复原则平行重复原则d.d.酵母菌过多时可适当稀释后再计数酵母菌过多时可适当稀释后再计数e.e.边缘效应边缘效应f.f.血细胞计数板血细胞计数板不需要另设对照组，不同时间形成自身前后对照不需要另设对照组，不同时间形成自身前后对照需要设置重复实验，需要设置重复实验，每个样品每个样品计数三次计数三次,取其平均值取其平均值计算时不要忘记稀释倍数的计算计算时不要忘记稀释倍数的计算只计相邻两边及顶角的酵母菌只计相邻两边及顶角的酵母菌先盖盖玻片，后滴酵母菌培养液，自行渗入先盖盖玻片，后滴酵母菌培养液，自行渗入大方格（红）大方格（红）（边长（边长1mm，厚，厚0.1mm）1个个25个中方格（蓝）个中方格
22、（蓝）每个中方格每个中方格16个小方格（绿）个小方格（绿）（400小）小）（计数体积（计数体积0.1mm3）体积：0.1mm3=0.110-3ml5 5、血细胞计数板的使用方法、血细胞计数板的使用方法1个个16个中方格（蓝）个中方格（蓝）每个中方格每个中方格25个小方格（绿）个小方格（绿）（400小）小）大方格（红）大方格（红）（边长（边长1mm，厚，厚0.1mm）酵母细胞个数酵母细胞个数/mL=/mL=平均每个小方格中细胞数平均每个小方格中细胞数x400 x10 x400 x104 4x x稀释倍数稀释倍数例例2 2 检测员将检测员将1 mL1 mL水样稀释水样稀释1010倍后，用抽倍后，用
23、抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻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。已知每个计数室由知每个计数室由25251616400400个小格组成，容个小格组成，容纳液体的总体积为纳液体的总体积为0 01 mm1 mm3 3。现观察到图中该计数室所示现观察到图中该计数室所示a a、b b、c c、d d、e 5e 5个个中格中格8080个小格内共有蓝藻个小格内共有蓝藻n n个，则上述水样中约有个，则上述水样中约有蓝藻蓝藻 个个mLmL
24、。5n5n10105 51 1可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度()()2 2在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量容纳量()()3 3调查稻田中田螺种群密度时可采用样方法，选取样方调查稻田中田螺种群密度时可采用样方法，选取样方的关键是随机取样的关键是随机取样()()4 4利用性引诱剂诱杀雄虫可改变性别比例，用于防治害利用性引诱剂诱杀雄虫可改变性别比例，用于防治害虫虫()()5 5当某生态系统相对稳定时，生态系统中生物的种群数当某生态系统相对稳定时，生态系统中生物的种群数量在各自的量在各自的K K值上下波动值上下波动()()6 61616世纪以来，世界人口表现为世纪以来，世界人口表现为“J”“J”型增长，因此需控型增长，因此需控制制“J”“J”型增长数学方程式中型增长数学方程式中参数，以实现人口和野生参数，以实现人口和野生动物资源的协调发展。动物资源的协调发展。()()7 7建立自然保护区，改善栖息环境，以提高环境容纳量建立自然保护区，改善栖息环境，以提高环境容纳量，是提高大熊猫种群密度的根本措施。，是提高大熊猫种群密度的根本措施。()()判断：判断：30
