《种群的特征》导学案4.docx
- 文档编号:13525477
- 上传时间:2023-06-15
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:88.17KB
《种群的特征》导学案4.docx
《《种群的特征》导学案4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《种群的特征》导学案4.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《种群的特征》导学案4
《种群的特征》导学案
课前自主导学
知识1
种群的概念和特征
1.概念
在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。
2.特征
种群的特征包括数量特征、空间特征和遗传特征。
种群的数量特征主要有种群密度、出生率和死亡率、年龄结构和性别比例等。
(1)种群密度
①概念:
指单位面积或体积内某一种群全部个体的数量。
是种群结构最基本的参数(特征)。
②测定方法
a.样方法
指在被调查种群的分布范围内,随机选取若干样方,通过计算若干样方中某种生物的全部个体数,然后以其平均密度估算种群总体平均密度的方法。
b.标记重捕法(标记重捕法)
含义:
在一个有比较明确界限的区域内,捕捉一定数量的动物个体标记后放回原环境,经过一个适当时期(标记个体与未标记个体重新充分混合分布),进行重捕。
根据重捕取样中标记的比例与样地总数中的标记比例相等的假定,估计该区域的种群总数,可计算出某种动物的种群密度。
估算某种群内个体数量(N)的公式
N=n重捕个体数/m重捕中标记个体数×M(标记个体数)
公式应用前提:
标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等。
(2)出生率和死亡率:
出生率是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数量,它反映了生物产生新个体的能力。
死亡率是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数量。
出生率和死亡率是决定种群密度的最直接因素。
此外迁入和迁出也会直接影响种群数量的变化。
(3)年龄结构
①含义:
指一个种群中各年龄段的个体数量的比例。
②类型
增长型
种群中幼年个体较多,老年个体较少;出生率大于死亡率;种群密度会越来越大
稳定型
各年龄段的个体数目比例相当;出生率和死亡率大致相等;种群密度会保持相对稳定
衰退型
种群中幼年个体较少,老年个体较多;死亡率大于出生率;种群密度会越来越小
③作用:
在一定程度上影响种群密度的变化;可预测种群未来的变化趋势。
(4)性别比例
①含义:
指种群中雌雄个体数量的比例。
②作用:
在一定程度上影响种群密度。
3.研究种群的核心问题及意义
(1)种群数量的变化是种群研究的核心问题。
(2)影响种群数量变化的因素
①出生率和死亡率、迁入和迁出是决定种群数量变化的主要因素。
②年龄结构、性别比例是预测种群数量变化的主要依据。
(3)实践意义
①保护濒危物种。
②监测、预报和有效控制有害生物。
思考交流
1.种群所具有的基本特征,个体也同时具有吗?
【提示】 不具有,个体虽有出生但无出生率,虽有迁入但无迁入率,虽有年龄但无年龄结构。
知识2
种群数量的增长规律
1.“J型”曲线
(1)含义:
在理想条件下种群内个体数量连续增长用坐标图表示而形成的曲线。
(2)理想条件:
食物(养料)和空间条件充裕,气候适宜和没有敌害等。
(3)特点:
种群增长率相同。
(4)“J型”增长方式的数学模型:
Nt=N0λt。
2.“S型”曲线
(1)含义:
在有限(如空间、食物、天敌等)条件制约下种群个体数量的增长方式用坐标图表示而形成的曲线。
(2)特点:
种群内个体数量达到环境条件所允许的最大值(K值)时不再增加。
3.影响种群数量变化的原因
(1)人为干扰
①在人类过度捕猎或某种群栖息地被破坏的情况下,种群数量长期下降甚至绝灭。
②生物资源过度的开发和利用也会使种群数量下降或物种绝灭。
(2)环境污染也会对种群密度造成影响。
思考交流
2.种群数量达到K值后,数量能维持不变吗?
为什么?
【提示】 不能。
由于环境是时刻发生变化的,故其容纳量也会发生变化,其数量会发生波动。
正误判断
1.一个池塘中的全部的鱼是一个种群。
(×)
【提示】 一个池塘中的全部的鱼不是一个物种。
2.用样方法调查种群密度时在密度较大的地方选取样方。
(×)
【提示】 用样方法调查种群密度应随机取样。
3.年龄结构为增长型的种群在一定时期内种群密度一定增大。
(×)
【提示】 种群密度的变化会受多种因素的影响。
4.利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,该害虫的种群密度明显减小,引起该现象的直接原因是种群的性别比例失调。
(×)
【提示】 直接原因是出生率下降,间接原因是性别比例失调。
5.性别比例是种群的最基本特征。
(×)
【提示】 种群密度是种群结构最基本的参数(特征)。
课堂互动探究
疑难导析
探究1
种群的特征
【问题导思】
①什么叫种群?
种群和个体有何区别和联系?
②影响种群密度的因素有哪些?
③怎样调查种群的密度?
1.个体与种群的比较
比较
个体
种群
概念
①单一的生命体
②生命世界的基本单位
①由许多的同种个体组成
②繁殖、进化的基本单位
特征
具有出生、死亡、
性别、年龄等特征
①种群密度
②年龄结构和性别比例
③出生率和死亡率
④迁入率和迁出率的特征
寿命
有限
相对无限
觅食防御能力
较弱
较强
适应环境能力
个体对环境变化的适应能力有限
种群中的不同个体有不同的适应能力
名师点拨
全面理解种群的概念,应准确把握以下几点
1.两个条件:
“时间”和“空间”,即种群必须具有一定的时空限制,离开一定的空间和时间的种群是不存在的。
2.两个“关键词”:
“同种”和“全部”。
(1)“同种”:
指同一物种,即种群是物种存在的具体形式。
(2)“全部”:
指全部个体,包括该物种的全部幼体和成体。
3.种群概念的内涵与外延
(1)内涵:
它具有种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率等一系列特征。
(2)外延:
有复杂的种内关系。
2.种群密度
(1)影响种群密度因素间的相互关系图解
说明:
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。
(2)预测种群密度的变化趋势
年龄结构和性别比例是影响种群密度的间接因素,是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。
分别依据年龄结构和性别比例,推测出种群出生率和死亡率的关系,从而确定种群的变化趋势:
(1)年龄结构
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
幼年个体大于老年个体数
出生率大
于死亡率
增大
稳定型
各年龄期个体比例相当
出生率等
于死亡率
稳定
衰退型
幼年个体小于老年个体数
出生率小
于死亡率
减小
(2)相同年龄结构情况下
性别比例:
雌多于雄→种群密度增长快
雌等于雄→种群密度相对稳定
名师点拨
1.城市人口的剧增——迁入率>迁出率造成的。
2.中国人口的增长——出生率>死亡率造成的,不能单纯说是出生率高造成的。
3.计划生育政策——控制出生率,使增长率下降。
4.利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。
5.将性外激素释放到大田里,干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
6.年龄结构可以预测种群密度的变化,但它受环境中多种因素的影响,最终要落实到出生率与死亡率和迁入率与迁出率上。
(3)种群密度的调查
Ⅰ.总数量调查
计数某地段中全部生活的某种生物的数量。
对某些脊椎动物可以直接调查其总数量,如用航空摄影调查某块草原上的全部黄牛;计数集中于繁殖地的海豹等。
Ⅱ.取样调查
在一般情况下,总数量调查比较困难,研究者只计数种群的一小部分,用以估计种群的总数量,这称为取样调查法。
常用的取样调查法有样方法和标记重捕法。
①样方法
A.适用范围:
多用于植物。
B.取样方法:
五点取样法、等距取样法。
a.取样原则:
随机取样、不能掺入主观因素,样方数量、面积适当。
b.计数原则:
计上不计下,计左不计右。
即只要计数样方内部和相邻两边及夹角的个体均正确,如下图(涂黑处为所计数个体,现取右、下两边)。
C.一般操作过程
确定调查对象→选定调查物种
选取样方:
样方选取的随机性
计数:
计数每个样方内调查物种的个体数量,求每个样方的密度
计算种群密度:
计算各个样方种群密度的平均值,即为该植物种群密度的估计值
②标记重捕法
A.适用范围:
活动能力强,活动范围大的动物。
B.注意事项
a.标记物不会影响动物的正常生命活动。
b.标记物不能过分醒目,过分醒目易被捕食。
c.数量变动:
在研究期间,没有较多个体的出生和死亡,也没有较多个体的迁入和迁出。
C.一般操作过程
a.确定调查对象。
b.捕获并标记部分个体:
在该种群生存环境中,均匀设置捕获点,捕获一部分个体,并对其进行标记后,再在原地将其放回,并记录个体数量(M)。
c.重捕、计数:
一段时间后,在原来的捕获点再次捕获一部分个体,并记录数量(n)及其中被标记的个体数(m),然后放回原来的环境。
d.计算种群密度:
利用公式
=
计算出N,即为该种群密度的估计值。
名师点拨
样方法和标记重捕法的结果都有一定的误差,调查范围越大,取样越多,结果准确性越高。
例1 (2012·新课标全国卷)某岛屿上生活着一种动物,其种群数量多年维持相对稳定。
该动物个体从出生到性成熟需要6个月。
下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。
关于该种群的叙述,错误的是( )
A.该种群10月份的出生率可能为零
B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
【审题导析】
(1)该动物从出生到性成熟需要6个月。
(2)12月份只有成熟个体和衰老个体,无未成熟个体。
【精讲精析】
选项
分析判断
A、C
据图可知,不同月份种群的年龄结构不同,其中4至10月份,个体逐渐发育到性成熟,12月份没有未成熟个体,表明在10月份种群的出生率可能为零,A、C两项正确
B
天敌迁入后,会捕食该种群中年幼或弱小的个体,影响种群的年龄结构,B项正确
D
大量诱杀雄性个体会降低种群的出生率,从而对种群的密度产生影响,D项错误
【答案】 D
探究2
种群数量的增长规律
【问题导思】
①如何构建种群增长的数量模型?
什么是“S型”曲线?
什么是“J型”曲线?
二者有什么区别?
②如何探究酵母菌种群大小的动态变化?
1.种群数量增长的数学模型
开放环境中的自然种群的增长曲线
(1)种群增长的“J型”曲线
出现条件:
理想环境
数量增长公式:
Nt=N0·λt
Nt:
第“t”代种群数量;N0:
种群起始数量;t:
代数;
λ:
每代增长率
当λ>1时,种群呈J型增长;
当λ=1时,种群稳定;
当0<λ<1时,种群下降;
当λ=0时,种群无繁殖现象。
(2)种群增长的“S型”曲线
有限空间和食物→种内斗争加剧
捕食者数量增加
↓
出生率下降,死亡率上升
↓
种群数量达到K值
↓
种群数量停止增长
(或在K值左右保持相对稳定)
2.种群数量增长的数学模型的比较
开放环境
“J型”曲线
“S型”曲线
封闭环境
产生
条件
理想状态:
①食物、空间
条件充裕
②气候适宜
③没有敌害
疾病
现实状态:
①食物、空间有
限
②各种生态
因素综合作用
封闭环境:
①能量和物质有限
②没有补充和更新
特点
种群数量以
一定的倍数
连续增长
种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下保持相对稳定
种群数量达到环境容纳量K值后,将会因营养物质消耗而大量死亡
环境
容纳量
(K值)
无K值
有K值
有K值
种群增
长率
保持稳定
先增加后减小
先增加后减小
曲线
名师点拨
1.“J型”曲线反映的种群增长率是一定的;而“S型”曲线所反映的种群增长率是先增大后逐渐减小的。
不能认为“S型”曲线的开始部分是“J型”曲线。
2.“J型”曲线与“S型”曲线的差异主要是因为环境阻力不同,对种群增长的影响不同。
因而,可以用下式表示二者的关系:
“J型”曲线环境阻力逐渐增大“S型”曲线
由此可利用下面图解进一步来理解二者的关系:
(注意不能认为“S型”曲线的开始部分就是“J型”曲线)
3.环境阻力主要有种内斗争的加剧、种间关系的影响以及无机环境的影响。
例2 如图为某种群在不同环境条件下数量增长曲线,有关叙述不正确的是( )
A.改善空间和资源条件有望使K值提高
B.BC段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率
C.C点时种群增长率为零,出生率等于死亡率
D.曲线Y表明自然状态下种群数量最终相对稳定
【审题导析】
(1)曲线X为“J型”曲线,曲线Y为“S型”曲线。
(2)“S型”曲线的增长速率在K/2时最大。
【精讲精析】
选项
分析判断
A
K值为环境容纳量,K值不是固定不变的,改善空间和资源条件K值会提高,A项正确
B
“S型”曲线的增长速率在K/2时最大,BC段种群的增长速率下降,但种群的数量仍在增长,出生率大于死亡率,B项错误
C
C点时种群达到了K值,种群增长率为零,出生率和死亡率相等,C项正确
D
曲线Y为“S型”曲线,“S型”曲线表示,自然状态下,种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,D项正确
【答案】 B
实验探究
探究酵母菌种群大小的动态变化
1.实验原理
(1)可用液体培养基(培养液)培养酵母菌,培养基中种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
(2)在理想的无限环境中,酵母菌种群的增长呈“J型”曲线;在有限的环境中,酵母菌种群的增长呈“S型”曲线。
(3)可采用抽样检测的方法,进行显微镜计数。
2.实验目的
初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。
3.材料用具
探究所需要的菌种和质量分数为5%的葡萄糖培养液、试管、血细胞计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜,台盼蓝染液或亚甲基蓝溶液等。
4.方法步骤
试管中加入10mL质量分数为5%的葡萄糖培养液
接种酵母菌到试管中并混合均匀
把试管在28℃条件下连续培养7d
每天抽样检测计数酵母菌数量:
①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,让培养液自行渗入到计数板小方格内;②经染色后用显微镜观察计数一个小方格内的酵母菌数,已知小方格的培养液厚度为0.1mm,计算出培养液体积;③换算出1mL培养液中酵母菌总数
将所得数值用曲线图表示,分析酵母菌数量变化规律
5.注意事项
(1)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。
(2)结果的记录最好用记录表(如下表)。
时间(d)
1
2
3
4
5
6
……
数量(个)
(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(4)用显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。
(5)当小格中的酵母菌过多时,可以增大稀释倍数然后再计数。
名师点拨
酵母菌数量的变化在时间上形成前后自身对照,所以无需设置对照实验。
例3 (2013·南京高二联考)某生物兴趣小组开展探究实验,课题是:
“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。
实验材料:
酵母菌菌种和无菌马铃薯培养液、试管、血球计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜等。
根据以上叙述回答下列问题:
(1)根据所学知识,该课题的实验假设是:
开始在资源和空间充裕的环境中,酵母菌呈“J型”增长,随着时间推移,由于________________________________,酵母菌呈“S型”增长。
(2)该实验是否需要重复实验?
________,试解释原因:
________________________________________________________________________。
(3)在整个实验过程中,直接从静置的培养瓶中取培养液计数的做法是错误的,正确的做法是__________________和____________________________。
(4)若某同学用显微镜观察计数,统计发现血球计数板的小方格内酵母菌数量的平均值为13个。
假设盖玻片下培养液厚度为0.1mm,则10mL培养液中酵母菌个数约为________。
(5)试在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群生长因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【审题导析】本题可从以下几点突破:
(1)理解“J型”和“S型”种群增长曲线的成因。
(2)明确有限空间内影响酵母菌数量变化的因素。
(3)熟知本实验的操作步骤和酵母菌数量的计算方法。
【精讲精析】
(1)在有限的空间培养酵母菌一定时间后,由于营养物质的消耗,有害代谢产物的积累,pH不适宜,从快速“J型”增长转为“S型”增长。
(2)要获得准确的实验数据,必须重复实验,且每次计数也要重复3次,求得平均值。
(3)实验过程中,培养液中酵母菌分布不均匀,且培养后期的样液中酵母菌浓度高,因此不能直接从静置的培养瓶中取培养原液计数,而应摇匀培养液后再取样,培养后期的样液稀释后再计数,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,以保证估算的准确性,减少误差。
(4)2mm×2mm×0.1mm=0.4mm3,即每0.4mm3培养液中平均有13个酵母菌,则10mL即(104mm3)培养液中酵母菌数约为13×104/0.4=3.25×105个。
(5)影响酵母菌种群生长的因素有营养物质、代谢废物、pH、溶氧等,可选取其中任一因素再进一步探究。
【答案】
(1)环境中资源和空间逐渐变得有限
(2)需要 为了提高实验数据的准确性
(3)摇匀培养液后再取样 培养后期的样液稀释后再计数
(4)3.25×105个
(5)酵母菌的种群数量与营养物质(或代谢废物、pH、溶氧量、温度等)的变化关系
本课知识小结
网络构建
结论语句
1.种群的数量特征主要有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等。
2.种群密度是种群重要的也是最基本的特征。
3.调查种群密度的常用方法有样方法和标记重捕法。
4.在理想状态下,种群数量增长曲线为“J”型,用数学模型表示为Nt=Noλt;在自然状态下,种群增长曲线为“S”型。
5.在环境条件不受破坏的情况下,一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值。
6.影响种群数量的因素很多,因此种群的数量常常出现波动,在不利条件下,种群数量会急剧下降甚至消亡。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 种群的特征 种群 特征 导学案