一、種群的數(shù)量特征1.種群密度:種群最基本的數(shù)量特征。2.出生率和死亡率、遷入率和遷出率:直接決定種群密度。3.年齡結(jié)構(gòu):可預(yù)測種群數(shù)量變化趨勢。通過影響???出生率和死亡率??間接影響種群密度。
考點(diǎn)一　種群的數(shù)量特征
注:?分別表示生殖后期、生殖期、生殖前期個體數(shù)。
4.性別比例:通過影響?　出生率????間接影響種群密度。知識歸納:種群的數(shù)量特征之間的關(guān)系知識拓展:組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局,稱為 種群分布型,一般可分為集群分布、均勻分布和隨機(jī)分布。
二、種群密度調(diào)查1.調(diào)查方法2.估算法1)樣方法①適用對象:植物(不包括叢生或蔓生的單子葉草本植物)或活動范圍?????小????、活動能力弱的動物,如調(diào)查草地上蒲公英的密度,農(nóng)田中某種昆蟲卵的密度,作物植株上蚜蟲的密度、跳蝻的密度等。
②調(diào)查程序③取樣:隨機(jī)取樣,樣方大小適中,樣方數(shù)量不宜太少。知識歸納:樣方內(nèi)的個體全部計數(shù),甲圖中邊界線上的個體只計數(shù)樣方相鄰兩邊及其頂點(diǎn)上的,乙圖中邊界線上的個體只計數(shù)虛線一側(cè)壓線個體。要遵循“計上不計下,計左不計右”的原則。
①適用對象:活動范圍大、活動能力?　強(qiáng)????、體型較大、種群密度適 當(dāng)?shù)膭游?。②調(diào)查程序易混易錯:標(biāo)志重捕法(計算公式為N=M·n/m)的誤差分析(1)m的大小對調(diào)查結(jié)果影響較大,如標(biāo)記物脫落、個體因標(biāo)記而易被天 敵捕殺等,會使m變小導(dǎo)致實(shí)驗結(jié)果偏大。(2)若兩次捕獲間隔時間較短, 標(biāo)記個體放回后與其他個體未充分混勻而再次被捕,可使m變大,導(dǎo)致調(diào)
2)標(biāo)志重捕法(也稱標(biāo)記重捕法)
查結(jié)果偏小。(3)調(diào)查期間,調(diào)查區(qū)域有較多個體出生、死亡或遷入、遷 出,也會造成估算值出現(xiàn)較大誤差。知識拓展:　　隱蔽、復(fù)雜環(huán)境中的動物常用紅外觸發(fā)相機(jī)法調(diào)查;有趨 光性的昆蟲可用黑光燈誘捕法調(diào)查(也可調(diào)查物種豐富度)。?考點(diǎn)訓(xùn)練(請判斷下列說法是否正確)1.通過種群密度能預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢。?(　????)2.若某動物的婚配制為一雌一雄,生殖期個體性別比接近1∶1,則出生率 最高。?(　????)3.某種群年齡結(jié)構(gòu)為增長型,則該種群的種群密度不一定會逐漸增大。 ?(　????)4.可用每平方米草坪上雜草的數(shù)量來表示種群密度。?(　????)
5.用標(biāo)志重捕法調(diào)查田鼠種群密度,若標(biāo)記的田鼠部分被鼬捕食,則會導(dǎo) 致調(diào)查結(jié)果偏低。?(　????)6.五點(diǎn)取樣法適合用來調(diào)查灌木類行道樹上某種蜘蛛的種群密度。?(　????)答案1.?　通過年齡結(jié)構(gòu)能預(yù)測種群數(shù)量的變化趨勢。????2.√????3.√????4.? 　雜草的種類有很多,一個草坪上的雜草可構(gòu)成多個種群。????5.?　若 部分標(biāo)記的田鼠被鼬捕食,則會導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果偏高。????6.?　行道樹為 狹長排列,調(diào)查其上某種蜘蛛的種群密度應(yīng)用等距取樣法取樣。
一、種群數(shù)量增長的兩種模型
考點(diǎn)二　種群數(shù)量的變化、影響因素及應(yīng)用
1.“J”形增長(指數(shù)增長)1)形成條件:?　資源無限????、空間無限和不受其他生物制約的理想條 件。2)特點(diǎn):種群數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長,即第二年的數(shù)量是第一年的λ倍,?　無????(有/無)K值(K值即環(huán)境容納量,為長時期內(nèi)環(huán)境所能維持的 種群最大數(shù)量)。
3)模型:t年后種群數(shù)量為?????Nt=N0?????。N0為種群起始數(shù)量,t為時間,Nt 為t年后該種群的數(shù)量,λ為該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)。4)適應(yīng)范圍:實(shí)驗室控制的理想條件下;種群遷入一個新的理想環(huán)境中的 最初的一段時間。2.“S”形增長(邏輯斯諦增長)1)形成原因:自然狀態(tài)下,空間有限、資源有限和受到其他生物制約。2)特點(diǎn):種群經(jīng)過一段時間的增長后,數(shù)量達(dá)到?　環(huán)境容納量(K值)????,可 維持相對穩(wěn)定。3)模型:“S”形增長過程中,種群增長速率?　先加快后減慢????,?????K/2????時增長速率最快,K值時增長速率為?　0????。
4)圖中陰影部分表示?　環(huán)境阻力????,按自然選擇學(xué)說,是在生存斗爭中 被淘汰的個體,為兩種增長曲線有差異的主要原因。易混易錯:(1)K值不是一成不變的,會隨著環(huán)境的改變而發(fā)生變化。當(dāng)環(huán) 境遭到破壞時,K值會變小,環(huán)境改善時,K值會變大。(2)種群數(shù)量會在K值 附近上下波動。(3)K值≠種群數(shù)量的最大值。種群所達(dá)到的最大值可能 會超過K值,但維持時間很短,因為環(huán)境可能已遭到破壞。(4)在自然界中, 大多數(shù)生物種群數(shù)量總是在波動中,當(dāng)種群長期處于不利條件時,種群數(shù) 量會出現(xiàn)持續(xù)性的或急劇的下降。
二、影響種群數(shù)量波動的因素1.種群數(shù)量波動1)原因:一個特定環(huán)境中種群的生存資源有限,周圍環(huán)境的變化引起種群 出生率、死亡率、遷入率和遷出率改變。2)類型:①周期性波動(主要表現(xiàn)為季節(jié)性波動和年間波動);②非周期性 波動。注意:任何波動只要在兩個相鄰波峰之間相隔的時間基本相等就可稱之 為周期性波動,反之為非周期性波動。
2.調(diào)節(jié)種群數(shù)量波動的因素1)調(diào)節(jié)種群數(shù)量的外源性因素
2)調(diào)節(jié)種群數(shù)量的內(nèi)源性因素①行為調(diào)節(jié):動物的領(lǐng)域行為對種群密度具有明顯的調(diào)節(jié)作用。②內(nèi)分泌調(diào)節(jié):由于社群壓力加大,刺激動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)引發(fā)內(nèi)分泌 失調(diào),從而引起動物的生殖力下降等生理變化。三、種群研究的應(yīng)用1.野生生物資源的合理利用和保護(hù):減少環(huán)境阻力,改善生存條件,增大K 值。2.防治有害生物:增大環(huán)境阻力,減小K值,嚴(yán)防有害生物的種群數(shù)量達(dá)到K /2處。3.K值和K/2值的具體應(yīng)用
??知識拓展:　　城市建設(shè)、森林砍伐、開墾耕地等人類活動,會導(dǎo)致動物 種群生境破碎化,使種群生存空間受到制約,種群密度降低,同時生境破碎 化會加快物種的滅絕,導(dǎo)致群落中物種豐富度降低。四、培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化1.實(shí)驗原理1)酵母菌種群的增長受培養(yǎng)液的成分、pH、溫度等因素的影響。
2)酵母菌種群在理想環(huán)境中呈“J”形增長;在自然環(huán)境中一定時間內(nèi)呈 “S”形增長。酵母菌種群數(shù)量達(dá)到K值后在培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),酵母菌 數(shù)量會逐漸下降,甚至全部死亡。3)對酵母菌計數(shù)可用抽樣檢測的方法——顯微計數(shù)法。2.實(shí)驗步驟及結(jié)果1)實(shí)驗步驟:酵母菌振蕩培養(yǎng)→觀察并計數(shù)→繪圖分析。2)實(shí)驗結(jié)果:在一定的液體培養(yǎng)基中,酵母菌種群數(shù)量前期呈“S”形增 長,后期因營養(yǎng)物質(zhì)匱乏、代謝廢物積累、pH變化等因素導(dǎo)致酵母菌生 境惡化,種群出生率小于死亡率,使酵母菌種群數(shù)量逐漸下降甚至全部死 亡。
3.酵母菌計數(shù)操作應(yīng)注意的問題1)酵母菌種群數(shù)量變化在時間上形成前后自身對照,無需設(shè)置對照實(shí)驗, 但要獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗數(shù)據(jù),需經(jīng)多次重復(fù)實(shí)驗。2)如果小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量過多,應(yīng)當(dāng)對菌液進(jìn)行稀釋,一般樣液稀釋后 的適宜范圍是每小格5~10個菌體。每天計數(shù)時間要固定。3)從試管中取樣前要輕輕振蕩試管,目的是使培養(yǎng)液中的酵母菌均勻分 布,減少實(shí)驗誤差。4)制片時應(yīng)先“蓋片”,再滴液,讓培養(yǎng)液自行滲入后用濾紙吸去多余的 培養(yǎng)液。5)制片后稍等片刻,待菌體全部沉降到計數(shù)室底部再計數(shù)。6)顯微鏡計數(shù)時,對于壓在小方格界線上的酵母菌,只計小方格上方和左 側(cè)線條上的菌體,遵循“數(shù)上不數(shù)下、數(shù)左不數(shù)右”的計數(shù)原則。
4.血細(xì)胞計數(shù)板及計數(shù)方法 圖1 圖2 圖31)血細(xì)胞計數(shù)板:有兩個方格網(wǎng),每個方格網(wǎng)刻有9個大方格,中央的一個 大方格為計數(shù)室(如圖1),計數(shù)室通常有兩種規(guī)格(如圖2、圖3),兩種規(guī)格的計數(shù)室都均分為400個小方格。一個大方格長和寬各為1 mm,深度為0.1 mm,容積為0.1 mm3(1×10-4 mL)。
2)計數(shù)方法:對于圖2 25(中方格)×16(小方格)型計數(shù)板而言,可計四角及 正中間共5個中方格,共計5×16=80個小方格中的菌體數(shù)量;對于圖3 16(中 方格)×25(小方格)型計數(shù)板而言,可計四角的4個中方格,共計4×25=100個 小方格中菌體的數(shù)量。3)計算方法:假設(shè)統(tǒng)計的中方格(圖2、3鋪底的中方格)中共有A個菌體,菌 液稀釋倍數(shù)為B。25×16型:1 mL培養(yǎng)液中菌體數(shù)=A/80×400÷10-4×B;16×25型:1 mL培養(yǎng)液中菌體數(shù)=A/100×400÷10-4×B。易混易錯:血細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)的結(jié)果包括死亡菌體,使統(tǒng)計結(jié)果偏大;可用臺盼藍(lán)染色后對未染色的菌體計數(shù),則檢測的結(jié)果為活的菌體總 數(shù)。
?考點(diǎn)訓(xùn)練(請判斷下列說法是否正確)1.環(huán)境容納量指種群最大數(shù)量。?(　????)2.在自然條件下,種群的環(huán)境容納量(即K值)是固定不變的。?(　????)3.合理密植會增加種群數(shù)量并提高K值。(　????)4.在“S”形增長曲線中,當(dāng)種群數(shù)量超過K/2后,種群增長速率減慢,其對 應(yīng)的年齡結(jié)構(gòu)為衰退型。?(　????)5.外來物種剛遷入一個新環(huán)境中,必定表現(xiàn)為“J”形增長。?(　????)
答案1.?　環(huán)境容納量是指長時期內(nèi)環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量。????2.?　環(huán)境容納量取決于環(huán)境條件,環(huán)境條件變化必然引起環(huán)境容納量的變 化。????3.?　合理密植不能改變環(huán)境條件,環(huán)境容納量也不會因種群密 度而改變。????4.?　種群數(shù)量超過K/2后,種群增長速率降低,但種群數(shù)量 仍在增長,對應(yīng)的年齡結(jié)構(gòu)為增長型。????5.?　外來物種剛遷入一個新 的適宜環(huán)境中,在最初一段時間可能表現(xiàn)為“J”形增長。
提升　種群數(shù)量增長的模型分析
1)圖甲、乙:種群數(shù)量在K/2時種群增長速率最快,K值時增長速率為0。2)圖丙:K值隨環(huán)境改變而改變。3)圖丁:獵物種群數(shù)量超過N2,則引起捕食者種群數(shù)量增加;捕食者種群數(shù) 量超過P2,則引起獵物種群數(shù)量減少,獵物和捕食者相互作用,使兩者的種 群數(shù)量在N2、P2水平保持動態(tài)平衡。2.增長率、增長速率1)增長率和增長速率公式①增長率=(單位時間增加的個體數(shù)量/初始個體數(shù)量)×100%(增長率無單 位);②增長速率=一段時間內(nèi)增加的個體數(shù)量/時間=(出生數(shù)-死亡數(shù))/時間 (即單位時間內(nèi)個體數(shù)的增加量,有單位,如“個/年”)。
2)種群增長速率和增長率模型
“J”形?????“S”形
3.種群增長倍數(shù)(λ)1)種群增長倍數(shù)公式:λ=當(dāng)年種群數(shù)量/前一年種群數(shù)量(無單位)。2)種群增長倍數(shù)變化曲線模型分析①a段:λ>1且恒定,種群數(shù)量呈“J”形增長。②b段:λ雖逐漸減小,但始終大于1,種群數(shù)量仍增長。③c段:λ=1,種群數(shù)量相對穩(wěn)定且暫時達(dá)到最大值。④d、e段:λ

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