高中生物人教版必修三第四章种群和群落(整章课件).pptx
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1、第四章第四章种群和种群和群落群落生物群落的基本单位生物群落的基本单位种群种群生物群落的构成生物群落的构成生物群落的演替生物群落的演替第一第一节节 种种群群的特的特征征1 1、什么是种群?、什么是种群?生态学上把在一定时间内占生态学上把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。有个体称为种群。斑马种群斑马种群课堂小练课堂小练下列各项属于种群的有下列各项属于种群的有。、一片农田中的全部水稻、一片农田中的全部水稻 、一片森林中的全部蕨类、一片森林中的全部蕨类 、一口池塘中全部鲫鱼、一口池塘中全部鲫鱼 、一片森林中的全部蛇、一片森林中的全部蛇 E E、一片草原上全部
2、老鼠、一片草原上全部老鼠2 2、种群特征、种群特征数量数量特征主要有特征主要有:种群密度种群密度、年年龄组成龄组成、性别比例性别比例、出生率出生率、死亡率死亡率等。等。种群特征包括种群特征包括数量数量特征、特征、空间空间特特征和征和遗传遗传特征特征2.1 2.1 种群密度种群密度单位面积或体积内某一种群单位面积或体积内某一种群全全部个体部个体的数量,它是种群结构的数量,它是种群结构最基本最基本的参数。的参数。种群密度很高种群密度很高种群密度较高种群密度较高 种群密度一般种群密度一般怎样调查种群密度怎样调查种群密度样方法:样方法:标志重捕法:标志重捕法:通过计算若干样方中某种生物通过计算若干样方
3、中某种生物的全部个体数,然后以其的全部个体数,然后以其平均密度平均密度估计种群估计种群总体平均密度的方法总体平均密度的方法 N=n(重捕个体数)(重捕个体数)m(重捕中标志数)(重捕中标志数)标志数标志数样方法:样方法:某同学在牛首山调查水杉的种群密某同学在牛首山调查水杉的种群密度,得出度,得出5 5个样方(样方面积为个样方(样方面积为1hm1hm2 2)的种群数量分别为的种群数量分别为4 4、6 6、8 8、8 8、9 9棵。棵。那么,该同学给怎样计算该植物的那么,该同学给怎样计算该植物的种群密度(单位:棵种群密度(单位:棵/hm/hm2 2)?)?标志重捕法标志重捕法在调查一块方圆在调查一
4、块方圆2hm2hm2 2的农田中田鼠的数的农田中田鼠的数量时,放置量时,放置100100个捕鼠笼,一夜间捕获个捕鼠笼,一夜间捕获了了4242只,将捕获的田鼠经标记后在原地只,将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后,在同一地点再放置同样释放。数日后,在同一地点再放置同样数量的捕鼠笼,捕获了数量的捕鼠笼,捕获了3838只,其中有上只,其中有上次标记的个体次标记的个体1212只。则该农田中田鼠的只。则该农田中田鼠的种群数量大概有多少只?种群数量大概有多少只?2.2 2.2 年龄组成年龄组成指一个种群中各年龄段的个体数量的比例指一个种群中各年龄段的个体数量的比例年龄组成对于预测种群数量的未来变化年龄组
5、成对于预测种群数量的未来变化具有重要意义。具有重要意义。老年老年成年成年幼年幼年增长型年龄组成增长型年龄组成增长型:特增长型:特点是幼年个体大量点是幼年个体大量成长为成年产生后成长为成年产生后代,老年个体死亡代,老年个体死亡的少,出生的比死的少,出生的比死亡的多,种群的个亡的多,种群的个体数越来越多。体数越来越多。稳定型年龄组成稳定型年龄组成 稳定型:特稳定型:特点是各年龄期的个体点是各年龄期的个体数比例适中。在一定数比例适中。在一定时期内出生的新个体时期内出生的新个体数接近衰老死亡的个数接近衰老死亡的个体数。种群中个体数体数。种群中个体数目保持相对稳定。目保持相对稳定。老年老年成年成年幼年幼
6、年衰退型年龄组成衰退型年龄组成 衰退型:特衰退型:特点是老年期个体数目点是老年期个体数目较多而幼年期的个体较多而幼年期的个体数目偏少。新出生的数目偏少。新出生的个体不能补偿衰老死个体不能补偿衰老死亡的个体数。种群密亡的个体数。种群密度越来越小。度越来越小。老年老年成年成年幼年幼年2.3 2.3 性别比例性别比例性别比例在一定程度上影响着种性别比例在一定程度上影响着种群密度群密度指种群中具有生殖能力的雌雄个体指种群中具有生殖能力的雌雄个体数量比例。数量比例。试举一个既不造成环境污染,又能试举一个既不造成环境污染,又能防治农业虫害的方法。防治农业虫害的方法。请思考请思考问题一:长期以来,我国的人口
7、增长问题一:长期以来,我国的人口增长很快,主要原因是什么?很快,主要原因是什么?问题二:控制我国人口增长的措施?问题二:控制我国人口增长的措施?2.4 2.4 出生率和死亡率出生率和死亡率出生率出生率:种群单位数量的个体在单种群单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数位时间内新产生的个体数量量死亡率死亡率:种群单位数量的个体在单位种群单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数量时间内死亡的个体数量出生率和死亡率是决定种群大小和种出生率和死亡率是决定种群大小和种群密度的最直接因素群密度的最直接因素种群密度种群密度年龄年龄组成组成性别比例性别比例迁移率迁移率出生率出生率死亡率死亡率决定密度决定密度 大
8、小大小决定密度决定密度 大小大小预测变化预测变化 趋势趋势影响密度大小影响密度大小外界环境外界环境 怎样建构种群数量增长的模型?种群的数量是怎样变化的?哪些因素会影响种群数量的变化?如何利用种群数量的变化规律为生产实际所用?数学模型:是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。大肠杆菌一、建构种群增长模型培养大肠杆菌的培养基一、建构种群增长模型思考:在营养和生存空间没有限制的情况下,某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代时间时间分钟分钟20406080100120140160180细菌细菌数量数量(2)根据上表,写出n代细菌数量的计算公式。(1)请你计算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量:一、建构种群
9、增长模型(3)将数学公式(N=2n)变为曲线图曲线图与数学方程式比较,有哪些优缺点?直观,但不够精确。一、建构种群增长模型思考:在营养和生存空间没有限制的情况下,某1个细菌每20分钟分裂繁殖一代数学模型:数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形用来描述一个系统或它的性质的数学形式式 建立数学模型一般包括以下步骤:建立数学模型一般包括以下步骤: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细胞每20min分裂一次资源空间无限多,细菌种群的增长不受种群密度增加的影响观察、统计细菌数量,对自己所建立的模型进行检
10、验或修正细菌的数量个 理想条件下细菌数量增长的推测:自然界中有此类型吗?二、种群增长的“J”型曲线1859年,24只野兔 6亿只以上的野兔近100年后实例1:澳大利亚野兔实例2:凤眼莲绘出上述实例中相关生物的增长曲线示意图讨论1:出现这种增长的原因有哪些?“J”型增长的数学模型 1、模型假设:理想状态食物充足,空间不限,气候适宜,没有敌害等;(N0为起始数量,t为时间,Nt表示t年后该种群的数量,为年均增长率)2、种群“J”型增长的数学模型公式:Nt=N0 t 种群的数量每年以一定的倍数增长,第二年是第一年的倍。例生态学家高斯的实验:种群经过一定时间的种群经过一定时间的增长后,增长后,曲线,称
11、为曲线,称为“S”型曲线型曲线大草履虫种群的增长曲线讨论2:大草履虫的增长呈“S”型曲线的原因有哪些?存在环境阻力自然条件(现实状态)食物等资源和空间总是有限的,种内竞争不断加剧,捕食者数量不断增加,导致该种群的出生率降低,死亡率增高。当出生率与死亡率相等时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。三、种群增长的“S”型曲线种群数量达到环境所允许的最大值(K值)后,将停止增长并在K值左右保持相对稳定。K值:在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为环境容纳量。三、种群增长的“S”型曲线 讨论4:从环境容纳量(K值)的角度思考:(1)对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施
12、?(2)对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么 措施?建立自然保护区,改善大熊猫的栖息环境,提高环境容纳量。可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储藏在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌,等等。三、种群增长的“S”型曲线种群数量种群增长的“J”型曲线(在理想状态下的种群增长)种群增长的“S”型曲线(在有限环境下的种群增长)大多数种群的数量总是在波动之中的,四、种群数量的波动和下降 东亚飞蝗种群数量的波动在不利条件之下,还会急剧下降,甚至灭亡课后调查:长江流域,近百年有多少物种消失或濒临灭绝?同时探究在其背后的原因。例
13、:我国自13931990年以来人口统计数据如下:绘出上述时间内我国人口数量变化的曲线示意图。按照此曲线发展下去将会出现怎样的状况?鉴于我国人口的现状应当采取什么措施?年份年份1393157817641849192819821990亿亿0.60.62.04.14.710.3 11.6 我国人口的调节:我国人口的调节:总方针总方针控制人口的增长,提高人口控制人口的增长,提高人口的素质;的素质;目标目标20002000前力争把中国平均人口自前力争把中国平均人口自然增长率控制在然增长率控制在12.512.5内,期望本世纪内,期望本世纪中叶稳定在中叶稳定在15151616亿;亿;措施措施坚持优生优育,计
14、划生育;扫坚持优生优育,计划生育;扫除青壮年文盲,实行九年制义务教育。除青壮年文盲,实行九年制义务教育。苍鹭的保护云豹的保护野猪的保护救护被困的鲸鱼全力防蝗减灾有利于野生生物资源的合理利用及保护。通过研究种群数量变动规律,为害虫的预 测及防治提供科学依据。为引进外来物种提供理性的思考。研究种群数量变化有何意义?概念:概念:生态学上把生态学上把同一时间同一时间内、占据内、占据一一定空间定空间 的相互之间有的相互之间有直接和间接联系直接和间接联系的的各种各种生物种群生物种群的集合。的集合。组成:组成:动物、植物、微生物动物、植物、微生物 判断:一个池塘中的鱼类是一个种群?判断:一个池塘中的鱼类是一
15、个种群?是一个群落?是一个群落?一、生物群落一、生物群落概念:概念:生态学上把生态学上把同一时间同一时间内、占据内、占据一一定空间定空间 的相互之间有的相互之间有直接和间接联系直接和间接联系的的各种生物种群各种生物种群的集合。的集合。组成:组成:动物、植物、微生物动物、植物、微生物物种丰富度物种丰富度:群落中物种数目的多少:群落中物种数目的多少一、生物群落一、生物群落二、群落中的种间关系二、群落中的种间关系1、互利共生例:说说二者之间的关系?例:说说二者之间的关系?举例说明还有哪些生物之间也存在这种关系?举例说明还有哪些生物之间也存在这种关系?时间时间数量数量0 0思考:单独培养种群增长的模式
16、是什么?思考:单独培养种群增长的模式是什么?为什么?为什么?思考:种群之间竞争的资源包括哪些?思考:种群之间竞争的资源包括哪些?食物食物 水分、空间、阳光、无机盐等。水分、空间、阳光、无机盐等。思考:混合培养时,二者是否会相互影响?思考:混合培养时,二者是否会相互影响?为什么?为什么?2 2、竞争、竞争3 3、捕食、捕食思考:图中的捕食者应该是谁?为什么?思考:图中的捕食者应该是谁?为什么?思考:思考:B B减少后减少后A A如何变化?如何变化?思考:思考:“大鱼吃小鱼大鱼吃小鱼”,是否为捕食?,是否为捕食?4 4、寄生、寄生体液、组织液、体液、组织液、已消化利用的物质。已消化利用的物质。同种
17、生物:同种生物:种内互助、种内斗争种内互助、种内斗争不同种生物:不同种生物:互利共生、捕食、竞争、寄生互利共生、捕食、竞争、寄生二、群落中的种间关系二、群落中的种间关系思考:生存斗争、种内斗争、竞争的关系?思考:生存斗争、种内斗争、竞争的关系?1 1、桦木林中出现云杉幼苗后,不断生长,最、桦木林中出现云杉幼苗后,不断生长,最 终桦木林被云杉林取而代之。终桦木林被云杉林取而代之。2 2、狼以兔为食,兔以草为食。、狼以兔为食,兔以草为食。3 3、地衣中的真菌与藻类、地衣中的真菌与藻类4 4、白蚁与它肠内的鞭毛虫、白蚁与它肠内的鞭毛虫5 5、菟丝子与大豆、菟丝子与大豆6 6、根瘤菌与大豆、根瘤菌与大
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