高中生物选择性必修二种群

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种群

• 种群
  • 生活在一定区域内的同种生物全部个体的集合。
  • 种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物进化的基本单位。
  • 解析
    • 一定的区域，是指连续的区域，中间不能有间隔（地理隔离）
    • 如两个湖泊，这是两个区域
• 种群密度的调查方法
  • 逐个计数法
    • 适用于分布范围小、个体较大的种群
  • 估算法
    • 适用于逐个计数非常困难的种群。
  • 估算种群密度
    • “两看法”选择种群密度的调查方法
    • 样方法调查种群密度应注意的问题
      • (1)一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。
      • (2)样方法并非只适用于植物。
        • 对于活动能力弱、活动范围小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。
      • (3)植物的大小不同，样方面积也应不同。
      • (4)选取样方时，要注意随机取样。
        • 例如：对于方形地块常用五点取样法，狭长地块常用等距取样法。
      • (5)样方法中的计数要准确
        • 同种生物个体无论大小都要计数
        • 若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
    • 标志重捕法调查种群密度应注意的问题
      • (1)标志重捕法中
        • 标记物要合适，不能过于醒目
        • 不能影响被标记对象的正常生理活动
        • 标记物不易脱落，能维持一定时间
      • (2)标志重捕法中
        • 两次捕捉期间种群数量要稳定
        • 被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象
      • (3)计算公式
        • 个体总数N/初次捕获开标记个体数M= 再次捕获个体数n/重捕的标记个体数m
• 种群的数量特征
  • • 解析
      • ①种群密度是种群最基本的数量特征。
      • ②直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
      • ③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。
• 种群数量的变化
  • 建构种群增长模型的方法
    • 数学模型
      • 用来描述一个系统或它的性质的数学形式，包括数学公式和曲线图两种表现形式。
    • 提示
      • 同数学公式相比，曲线图表示的数学模型能更直观地反映出种群数量的增长趋势，但曲线图表示的数学模型不够精确。
  • 种群数量增长曲线
    • 种群的＂J＂形增长
      • （1）条件
        • 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等理想条件下。
      • （2）数学模型
        • ①数学公式:Nt=N0 .λt（N0表示该种群的起始数量，t表示时间， Nt表示t年后该种群的数量， 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数）。
      • 要点
        • （1）种群的增长率＝λ－1，“J”型曲线增长率是不变的。
        • （2）关系变化
          • ①λ>1时,种群密度增大
          • ②λ=1时,种群密度稳定不变
          • ③λ<1时,种群密度减小。
          • 曲线图
        • （3）特点
          • 增长率大于1并且不变，增长速率增加。种群数量以一定倍数连续增长。
        • 指导
          • 种群的“J”形增长在理论上是存在的，一般在实验室条件下或当一个种群刚迁入新环境时可能出现，但在自然生态系统中几乎是不可能存在的，因为资源和空间不可能是无限的。
    • 种群的“S＂形增长
      • 产生原因
        • 自然界的空间和资源总是有限的。
      • 环境容纳量
        • 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
      • 数学模型
      • 特点
        • 种群数量达到K/2时，增长速率最大
        • 种群数量达到K值后，将保持相对稳定
        • 种群的数量呈“S”形增长，这是由于随着种群数量的增多，对食物和空间的竞争趋于激烈，（天敌数量增多），导致出生率降低，死亡率升高。
      • 要点
        • K值不是一成不变的
          • 当环境遭到破坏时，K值可能会下降
          • 当环境条件状况改善时，K值可能会上升。
        • 在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的，会在K值附近上下波动。
        • K值不是种群数量的最大值:种群数量所达到的最大值可能会超过K值，但这个值存在的时间很短
          • 原因：环境条件已遭到破坏。
        • 出生数与死亡数的差值最大的时候，种群增长最快，此时对应的种群数量为K/2
          • 出生数等于死亡数时，种群不再增长，种群达到K值。
        • K值、K/2的应用
          • K值应用
            • 增大环境阻力，降低K值防→治有害生物
            • 减小环境阻力，增大K值→保护野生资源
            • 合理开发自然资源，不超过K值，如合理放牧
          • K/2应用
            • 渔业捕捞后的种群数量要维持在K/2处
            • K/2前防治有害生物，严防其数量达到K/2)┤
    • “J”形增长曲线和“S”形增长曲线综合
      • • 图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？
          • 始终存在环境阻力。
        • 图中阴影部分表示的含义
          • 在生存斗争中被淘汰的个体数量。
        • “S”形增长曲线的开始部分≠“J”形增长曲线。
        • “J”形增长曲线自始至终都保持指数增长，而“S”形增长曲线自始至终都有环境阻力。
  • 种群数量的波动
    • 种群数量的变化形式
      • 增长、下降、波动和稳定。
    • 影响种群数量变化的因素
      • 非生物因素
        • 在自然界，种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，且其影响往往是综合性的。
      • 生物因素
        • 种群内部生物因素
          • 随着种群的增长，种内竞争会加剧，从而使种群的增长受到限制。
        • 种群外部生物因素
          • （1）食物
          • （2）捕食
          • （3）种间竞争
          • （4）寄生或传染病
        • 拓展
          • （1）密度制约因素
            • 某因素对种群数量的作用强度与该种群的密度相关
            • 如食物、天敌等生物因素。
          • （2）非密度制约因素
            • 某因素对种群数量的作用强度与该种群的密度无关
            • 如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
• 培养液中酵母菌种群数量的变化
  • 计数方法
    • 抽样检测（对一支试管中的培养液中的酵母菌计数）
    • 步骤
      • 先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入
      • 多余的培养液用滤纸吸去
      • 稍待片刻，待酵母菌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
  • 计算方法
    • 每个大方格的体积为0.1 mm （10-4mL），故1 mL
    • 培养液中细胞个数=（一个中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数）x400 x 104×稀释倍数
  • 实验结果
    • 增长曲线的总趋势是先增加（s型），后降低
    • 原因
      • 在开始时培养液中的营养充足、空间充裕、条件适宜，酵母菌大量繁殖，种群数量剧增
      • 随着酵母菌种群数量的不断增多、营养消耗、pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降
  • 注意事项
    • 显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计数相邻两个边及其顶角的酵母菌。
    • 从试管中吸取培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡数次
      • 目的
        • 使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
    • 若酵母菌过多，应将吸取的培养液进行定量稀释后再计数
    • 本实验不需要设置对照实验
      • 原因
        • 酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照
        • 但是：需要设置重复实验以确保结果的可靠性