《2018-2019學年高中生物 第三章 生物群落的演替 第一節(jié) 生物群落的基本單位——種群課件 蘇教版必修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學年高中生物 第三章 生物群落的演替 第一節(jié) 生物群落的基本單位——種群課件 蘇教版必修3.ppt（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,第三章 生物群落的演替,第一節(jié) 生物群落的基本單位——種群,,第三章 生物群落的演替,學習導航,,第三章 生物群落的演替,1.種群的特征。 [重點] 2.種群密度的調(diào)查方法。 3.種群數(shù)量的增長曲線。 [重、難點],一、種群的特征 種群的概念：在一定時間內(nèi)占據(jù)一定空間的__________生物的所有個體。種群的特征包括___________、空間特征和_____________。 2.種群的數(shù)量特征 主要有種群密度、出生率和死亡率、___________和 ____________等。 [想一想] 1.草原上所有的羊是一個種群嗎？ 提示：不是。草原上的羊不是只有一種，如山羊、綿羊等，因此草原

2、上所有的羊不能認同為一個種群。,同種,數(shù)量特征,遺傳特征,年齡結(jié)構(gòu),性別比例,二、種群數(shù)量的增長規(guī)律 1.種群增長的“J”型曲線 (1)形成的條件：食物養(yǎng)料和空間條件充裕、__________和沒有敵害等理想條件下。 (2)公式：Nt＝N0λt。N0為種群_______________,λ為每代的 ______________，Nt為種群第t代的數(shù)量。,氣候適宜,起始數(shù)量,增長率,2.種群增長的“S”型曲線 (1)形成條件：在有限的環(huán)境中，隨種群密度的上升，不僅種內(nèi)個體間的競爭__________，以該種群生物為食的捕食者數(shù)量也會____________。 (2)K值：在有限環(huán)境的情況下，環(huán)境

3、條件能維持的_______________。 [想一想] 2.對于草原上的某一個斑馬種群來說,旱季和雨季,它們的K值一樣嗎？ 提示：旱季和雨季，因為雨水的不同導致植物生長旺盛程度不同，斑馬的食物充足程度不同，K值會發(fā)生變化。,加劇,增加,種群最大數(shù)量,3.探究：酵母菌種群大小的動態(tài)變化 (1)建立數(shù)學模型的基本步驟：問題與假設、_________________、交流與合作和結(jié)論與反思。 (2)器材與工具：顯微鏡、天平、錐形瓶、__________、活性干酵母、質(zhì)量分數(shù)為5%的葡萄糖培養(yǎng)液、 __________、蓋玻片、臺盼藍染液或者亞甲基藍溶液。 (3)總結(jié)交流：常 用 曲 線表 示酵母菌

4、 數(shù) 量 隨時間的變化過程。,設計與實驗,血球計數(shù)板,載玻片,判斷下列各小題說法是否正確 (1)一片森林中的全部蛇是一個種群。( ) (2)種群的特征包括數(shù)量特征、空間特征和遺傳特征。( ) (3)種群密度是種群結(jié)構(gòu)最基本的參數(shù)。( ) (4)動物種群密度的調(diào)查常用標記重捕法，如螞蟻。( ) (5)年齡結(jié)構(gòu)、性別比例可以預測種群數(shù)量的動態(tài)變化。( ) (6)某種群的種群密度達到K值后，就穩(wěn)定不變了。( ),,√,√,√,,,種群的概念及特征,1.對種群概念的理解 (1)把握兩個“要素”：“同種”和“所有”。 “同種”：指的是同一物種。 “所有”：指全部個體，包括該物種的全部幼年、成年、老年的個

5、體，不分性別。 (2)把握兩個“條件”：“時間”和“空間”。種群必須具有一定時空限制，離開一定的空間和時間的種群不存在。,(3)把握種群的特征： ①種群的特征是個體不具有的，個體只具有性別、年齡、出生、死亡等特征。 ②種群不是個體數(shù)量的簡單累加，個體與種群的關(guān)系是部分與整體的關(guān)系，從個體層次到種群層次是一個質(zhì)的飛躍。,2.比較種群的特征,單位面積或體積內(nèi)某種群的個體數(shù)量,種群在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生或死亡的個體數(shù)量占個體總數(shù)的比例,決定種群密度的最直接因素,一個種群中各年齡段的個體數(shù)目的比例,①三種類型：增長型、穩(wěn)定型、衰退型 ②可預測種群數(shù)量的變化趨勢,種群中雌雄個體數(shù)量的比例,在一定程度上影響種

6、群密度,單位時間內(nèi)遷入或遷出某種群的個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比率,決定種群數(shù)量變化的主要因素,3.影響種群密度的因素 (1)直接因素：出生率、死亡率、遷入、遷出，出生率高、遷入多時種群密度增大，相反，種群密度減小。 (2)間接因素：年齡結(jié)構(gòu)、性別比例通過影響出生率和死亡率而間接影響種群密度。,4.預測種群密度的變化趨勢 年齡結(jié)構(gòu)和性別比例是影響種群密度的間接因素，是預測種群密度未來變化趨勢的主要依據(jù)。,(2013高考浙江卷)下列關(guān)于出生率的敘述，正確的是( ) A．若某種群年初時的個體數(shù)為100，年末時為110，其中新生個體數(shù)為20，死亡個體數(shù)為10，則該種群的年出生率為10% B．若某動物

7、的婚配制為一雌一雄，生殖期個體的雌雄比越接近1∶1，則出生率越高 C．若通過調(diào)控環(huán)境條件，使某動物的性成熟推遲，則出生率會更高 D．若比較三種年齡結(jié)構(gòu)類型的種群，則穩(wěn)定型的出生率最高,B,[解析] 出生率是指單位時間內(nèi)出生個體數(shù)占種群總個體數(shù)的百分數(shù)或千分數(shù),該種群開始個體總數(shù)為100,一年內(nèi)新出生個體數(shù)為20,因此該種群的年出生率＝20/100100%＝20%，故A項錯誤。若 某動物的婚配制 為一雌一雄，生殖期個體的雌雄比越接近1∶1,參與生殖的個體數(shù)越多,出生率就越高,故B項正確。若推遲性成熟期,則會降低出生率,故C項錯誤。年齡結(jié)構(gòu)是指各個 年齡組個體數(shù)量在種群中所占的比例關(guān)系，增長型、穩(wěn)

8、定型和衰退型種群數(shù)量的變化趨勢體現(xiàn)了出生率與死亡率之間差值大小的關(guān)系，是一個動態(tài)變化的過程，由于不知死亡率的大小，三種類型種群的出生率大小無法比較，故D項錯誤。,(2012高考新課標全國卷改編)某島嶼上生活著一種動物，其種群數(shù)量多年維持相對穩(wěn)定。該動物個體從出生到性成熟需要6個月。下圖為某年該動物種群在不同月份的年齡結(jié)構(gòu)(每月最后一天統(tǒng)計種群各年齡組的個體數(shù))。 關(guān)于該種群的敘述，錯誤的是( ),A．該種群10月份的出生率可能為零 B．天敵的遷入可影響該種群的年齡結(jié)構(gòu) C．該種群的年齡結(jié)構(gòu)隨著季節(jié)更替而變化 D．大量誘殺雄性個體不會影響該種群的密度 解析：選D。由圖可知，幼年個體從2月底到6月

9、逐漸增多，從6月到12月逐漸減少，12月變?yōu)?，而該動物個體從出生到性成熟需要6個月，因此該種群出生時間大概為2月底到6月，到12月都成熟，可 判斷7～12月 份出 生率可能為零，A、C對；天敵的遷入，通常捕獲的多為年幼的，或者衰老的個體，可影響該種群的年齡結(jié)構(gòu)，B對；大量誘殺雄性個體導致性別比例失調(diào)，會影響到種群的密度，D錯。,調(diào)查種群密度的方法,1.樣方法 (1)使用范圍：多用于植物。 (2)含義：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi),隨機選取若干個樣方,通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù),求得每個樣方的種群密度,以所有樣方種群密度的平均值作為該種群密度的估計值。 (3)樣方大小的選?。翰荼局参铮? m1 m

10、；灌木：5 m5 m；喬木：10 m10 m。 (4)取樣方法： ①五點取樣法：在總體中按梅花形取5個樣方，每個樣方的長和寬要求一致。此法適用于調(diào)查植物個體分布比較均勻的情況。②等距取樣法：調(diào)查的總體為長方形時可用此法。,2.標記重捕法 (1)使用范圍：動物。 (2)含義：在被調(diào)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個體，做上標記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進行重捕，根據(jù)重捕到的動物中標記個體數(shù)占總數(shù)的比例，來估計種群密度。 (3)計算公式：種群數(shù)量＝標記個體數(shù)重捕個體數(shù)/重捕標記個體數(shù)。 (4)操作注意事項：①標記物和標記方法必須對動物的身體不會產(chǎn)生傷害；②標記符號必須能夠維持一定的時間；③標

11、記符號不能過分明顯。 提醒 動物也可以使用樣方法調(diào)查其種群密度，如蟲卵、蚯蚓等。,,(2013高考山東卷改編) 稻田中除了水稻外，還有雜草、田螺等生物。 (1)調(diào)查稻田中田螺種群密度時可采用樣方法，選取樣方的關(guān)鍵是__________。根據(jù)下面的取樣調(diào)查表可估算出稻田中田螺的種群密度為________只/m2。,隨機取樣,16,(2)稻田中經(jīng)控制后的有害生物密度與所需的防治成本有關(guān)，并影響作物的價值。下圖中曲線________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示將有害生物控制在不同密度時的防治成本。若將有害生物密度分別控制在圖中A、B、C三點,則控制在 ________點時收益最大。,Ⅰ,B,[解析] (

12、1)采用樣方法調(diào)查種群密度的關(guān)鍵是隨機取樣；田螺的種群密度為(15＋18＋15＋19＋15＋14)/6＝16只/m2。 (2)分析曲線圖可知，經(jīng)控制后的有害生物密度越大，所需的防治成本越低，作物的價值也越低，但成本和價值的變化幅度不同。收益等于作物的價值減去防治成本，其隨著控制后有害生物密度的增大而先增后減，因此，曲線 Ⅱ 代表作物的價值，曲線 Ⅰ 代表防治成本，而要得到最大收益，應將有害生物密度控制在圖中的B點。,(2014連云港高二檢測)標記重捕法和樣方法是調(diào)查種群密度的兩種常用方法。下列有關(guān)說法不正確的是( ) A．隨機取樣方n個，每個樣方的生物個體數(shù)量為X1、X2、…Xn，則樣方內(nèi)生物

13、個體數(shù)量的平均值為(X1＋X2＋…＋Xn)/n B．調(diào)查動物的種群密度時一般采用標記重捕法 C．計數(shù)時同種生物個體無論大小都要計數(shù) D．標記重捕法中種群數(shù)量的估算公式是：標記個體數(shù)重捕標記個體數(shù)/重捕個體數(shù) 解析：標記重捕法中種群數(shù)量的估算公式是：標記個體數(shù)重捕個體數(shù)重捕標記個體數(shù)，D錯。,D,種群數(shù)量的增長規(guī)律,1.種群數(shù)量增長的數(shù)學模型 (1)種群增長的“J”型曲線 ①出現(xiàn)條件：理想環(huán)境(食物、養(yǎng)料和空間條件充裕、氣候適宜和沒有敵害)。 ②數(shù)量增長公式：Nt＝N0λt Nt：第“t”代種群數(shù)量；N0：種群起始數(shù)量；t：代數(shù)；λ：每代增長率——種群的數(shù)量是一年前的倍數(shù)。,(2)種群增長的“S

14、”型曲線 在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值(K值)后，將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。曲線圖如圖：,分析：(1)a段：呈指數(shù)增長；b段：增長速度緩慢；c段：基本保持在環(huán)境容納量的水平。 (2)K值 ①K值不是個固定值。 ②K/2值時種群的增長速率最快，可提供的資源數(shù)量也是最多的，而且又不影響資源的再生。所以，是對資源利用的最下限。在K值時，種群增長速率為0，此時出生率約等于死亡率。,2.“J”型增長曲線與“S”型增長曲線的比較,無限環(huán)境理想條件,有限環(huán)境自然條件,食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等,有

15、一個環(huán)境條件所允許的種群數(shù)量的最大環(huán)境容納量K值，種群數(shù)量達到K時，種群將不再增長,保持穩(wěn)定,逐漸降低,Nt＝N0λt,K為環(huán)境的容納量,特別提醒 物種進入到新環(huán)境可能的數(shù)量變化 (1)其種群數(shù)量在一段時間內(nèi)呈“J”型增長，注意 “在一段時間內(nèi)”是可行的，時間足夠長，也會變成“S”型增長。 (2)其種群可能會威脅到境內(nèi)物種多樣性，南美食人魚就是個例子。 (3)其種群會由于不適應環(huán)境而淘汰，上圖中的陰影部分就表示被自然選擇淘汰的個體。,(2012高考重慶卷改編)如圖為某地東亞飛蝗種群數(shù)量變化示意圖，下列敘述錯誤的是( ) A．為有效防止蝗災，應在a點之前及時控制種群密度 B．a(chǎn)～b段，該種群的

16、增長率與種群密度之間呈正相關(guān) C．利用性引誘劑誘殺雄蟲改變性別比例可防止c點出現(xiàn) D．對蝗蟲進行種群密度的調(diào)查方法不是標記重捕法,B,[解析] 從東亞飛蝗的種群數(shù)量變化趨勢看，O點到b點所對應的時間段，種群的增長大致呈“S”型，a點的數(shù)量大約在環(huán)境容納量的一半，此時蝗蟲種群有最快的增長速率，故防治時間應在a點之前，A對；“S”型增長的種群增 長率一直是下降的，針對于a～b段，增長率隨著種群密度的升高而降低，不存在正相關(guān)關(guān)系，B錯；利用性引誘劑 誘殺雄蟲改變性別比例后，蝗蟲種群內(nèi)的雌雄比例失調(diào)，導致種群內(nèi)出生率下降，可 防止種群 增長 至c點， C對；蝗 蟲 的 繁殖力、遷移能力都很強，個體又小

17、，難以標記，所以，不能使用標記重捕法，通常是對蝗蟲的幼蟲使用樣方法進行調(diào)查，D對。,探規(guī)尋律 分析曲線的方法 分析曲線時，可抓住幾個點：最低點、最高點、與坐標軸的交點，將曲線分階段分析，如圖中O～b段顯示蝗蟲此時的增長為“S”型增長，b點 時種群達到環(huán)境容納量，a點表現(xiàn)為K/2；后來達到c點，此時蝗蟲的數(shù)量明顯超過了環(huán)境容納量，終將會因為種內(nèi)斗爭、天敵等的原因?qū)е聰?shù)量下降。,e點之后，蝗蟲的數(shù)量一般會維持什么增長類型？ 提示：在有限的環(huán)境中，隨種群密度的上升，種群個體的種內(nèi)斗爭的加劇，以該種群生物為食的捕食者數(shù)量增加，都將使該種群表現(xiàn)為“S”型增長。,(2014揚州高二檢測)種群在理想環(huán)境中，

18、呈“J”型曲線增長 (如圖中甲)；在有環(huán)境阻力條件下，呈“S”型曲線增長(如圖中乙)。結(jié)合下圖分析，下列有關(guān)種群增長曲線的敘述，正確的是( ) A．若圖示大草履蟲種群增長曲線，則e點后增長速率為0 B．為保護魚類資源，捕撈的最佳時機應選擇在d點 C．若圖示蝗蟲種群增長曲線，則蟲害防治應在c點之后 D．K值是環(huán)境容納量，一般不隨環(huán)境的變化而改變,A,解析：e點種群數(shù)量達到K值，此時增長速率為0，A對；保護魚類資源，捕撈的 最佳時機是K/2處，即c點，B錯；防治蟲害應在 蝗蟲出現(xiàn)時，即c點之前，C錯；環(huán)境容納量隨環(huán)境變化而變化，D錯。,探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,1.實驗目的 (1)通過探究

19、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，來研究一個種群的數(shù)量變化情況，嘗試構(gòu)建種群增長的數(shù)學模型。 (2)通過使用血球計數(shù)板掌握單細胞生物的計數(shù)方法。 (3)培養(yǎng)科學探究能力，學會探究實驗的一般步驟。 (4)通過小組間的分工合作，培養(yǎng)協(xié)作精神。,2.實驗原理 (1)酵母菌可以用液體培養(yǎng)基來培養(yǎng)，培養(yǎng)液中酵母菌種群的增長情況與培養(yǎng)液中 的成分、空間、pH、溫度等 因素有關(guān)，我們可以根據(jù)培養(yǎng)液中的酵母菌數(shù)量和時間為坐標軸做曲線，從而掌握酵母菌種群數(shù)量的變化情況。 (2)利用血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)是一種常用的細胞計數(shù)法，這種方法可以直接測定樣品中全部的細胞數(shù)目，所以一般用于單細胞微生物數(shù)量的測定，由于血

20、球計數(shù)板上的計數(shù)室蓋上蓋玻片后的容積是一定的，所以可根據(jù)在顯微鏡下觀察到的細胞數(shù)目來計算單位體積的細胞的總數(shù)目。,3.材料用具 酵母菌菌種，無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉 湯培養(yǎng)液，無菌水，試管，棉塞，恒溫培養(yǎng)箱，顯 微鏡，無菌滴管，無菌移液管，小燒杯或小試管，血球計數(shù)板(2 mm2 mm)，紗布，濾紙，鑷子，蓋玻片等。,4.探究思路 對一支試管中的培養(yǎng)液(可定為10 mL)中的酵母菌逐個計數(shù)是非常困難的，可以采用抽樣檢測的方法：先將蓋玻片放在計數(shù)室上，用吸管吸取培養(yǎng)液，滴于蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行滲入，多余培養(yǎng)液用濾紙吸去，稍待片刻，待酵母菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部，將計數(shù)板放在載物臺的中央，計數(shù)一個

21、小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。 蓋玻片下，培養(yǎng)液厚度為0.1 mm，可算出10 mL培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)的公式：2.5104X(X為小方格內(nèi)酵母菌數(shù))。,特別提醒 實驗注意點 (1)從靜置的試管中取培養(yǎng)液計數(shù)時，需先將試管輕輕振蕩幾次，目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分布，減少誤差。 (2)如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應當取1 mL酵母菌培養(yǎng)液稀釋幾倍后，再用血球計數(shù)板計數(shù)，所得數(shù)值乘以稀釋倍數(shù)。 (3)本實驗不需要設置對照，因為時間上先后可以相互對照，但需要分組重復實驗，獲得平均數(shù)值。 (4)對于壓在小方格界線上的酵母菌，應只計數(shù)相鄰兩邊及其頂角的酵母菌

22、數(shù)。,(5)每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。 (6)結(jié)果的記錄最好用記錄表。表格如下：,下列是關(guān)于探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實驗。某生物興趣小組的同學在三種不同的條件下，觀察酵母菌種群的生長情況時，得出下表中的數(shù)據(jù)(在有氧情況下培養(yǎng)測得的酵母菌數(shù))(106個/mL)。請根據(jù)所學的知識，回答下列有關(guān)問題：,實驗研究的三種條件如下： 條件一：無菌水10 Ml,加入干酵母液0.1 mL,環(huán)境溫度 28 ℃。 條件二：培養(yǎng)液10 mL,加入干酵母液0.1 mL,環(huán)境溫度 28 ℃。 條件三：培養(yǎng)液10 mL,加入干酵母液0.1 mL,環(huán)境溫度5 ℃。 (1)三種條件對應的組別編號依次是___

23、__________。 (2)請寫出主要呼吸作用的反應式 ____________________________________________________。,C、A、B,(3)上述三種條件的設置,可分別用來探究__________________對酵母菌種群數(shù)量變化的影響。如條件一與條件二組合可以探究_________對酵母菌種群數(shù)量變化的影響; 而 條件二與條件三組合則可以用來探究______對酵母菌種群數(shù)量變化的影響，其中條件二的設置在該實驗中屬于_______________。 (4)本實驗過程中,每隔24小時取一定量的酵母菌培養(yǎng)液,用血球計數(shù)板在顯微鏡下進行細胞計數(shù),并以多次計

24、數(shù)的平均值估算試管中酵母菌種群密度,這種方法稱為__________________。每次取樣前都應振蕩試管,目的是使_____________________，減少實驗中計數(shù)誤差。如果顯微鏡視野內(nèi)酵母菌過多，難以計數(shù),應當采取的措施是_________________________________。,加定量無菌水(或定量培養(yǎng)液)稀釋,培養(yǎng)液、溫度(及時間),培養(yǎng)液,溫度,對照實驗,取樣調(diào)查法(顯微計數(shù)法),試管中酵母菌分布均勻,[解析] 實驗遵循的原則是對照性原則、單一變量原則。本題實驗設置了兩組對照，一組是設置溫度對照，一組是設置有無培養(yǎng)液。酵母菌生長需要各種營養(yǎng)物質(zhì)，因此在配制培養(yǎng)基時

25、，酵母菌生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)要配齊全，培養(yǎng)基中除了要有水外，還要有無機鹽、碳源、氮源、生長因子等。只有無菌水的情況下，酵母菌無法生長。,(2012高考天津卷改編)下列實驗操作不能達到預期結(jié)果的是 (多選)( ) A．用樣方法選擇植物生長茂盛處取樣調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度 B．在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”實驗中不進行嚴格無菌操作 C．在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”實驗中，培養(yǎng)期內(nèi)共三次取樣測定密度，即可準確繪制酵母菌種群增長曲線 D．在“探究α萘乙酸促進插條生根的最適濃度”實驗中，用高濃度組的α萘乙酸溶液浸泡插條基部一天后，觀察生根情況以確定最適濃度,ABCD,解析：用樣方法調(diào)查某種雙子葉植物的種群密 度時，需要隨機取樣；在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量 變化”實驗中需要進行嚴格無菌操作，以避免雜菌污染，影 響實驗結(jié)果；在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”實驗 中，培養(yǎng)期內(nèi)需要連續(xù)多次取樣測定密度，方可準確繪制酵 母菌種群增長曲線；在“探究α萘乙酸促進插條生根的最適濃度”實驗中，應設置多組濃度來探究促進生根的最適濃度。,年齡結(jié)構(gòu),性別比例,增長型,衰退型,