高中生物必修三第4章.docx

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高中生物必修三第4章

第四章种群和群落

第1节种群的特征

物种：

是指散布在必然的自然区域，具有必然的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够彼此交配和繁衍，并能够产生出可育后代的一群生物个体。

种群：

在必然的自然区域，同种生物的全数个体形成种群：

同一时刻内聚集在必然区域中各类生物种群的集合。

〖问题讨论〗

提示：

可采用讲义介绍的两种取样方式取样，用样方式进行估算。

也能够将模拟草地平均分成若干等份，求得其中一份的数量后，再估算整体的数量。

一、调查种群密度（种群密度是种群最大体的数量特征）的方式

种群密度：

是指种群在单位面积（或体积）中的个体数量。

（种群密度是种群最大体的数量特征）

〖讲述1〗样方式（quadratmethod）

样方式的方式繁多，依生物种类、具体环境不同而有所不同。

样方的面积有大有小，样方形状也有方形、长方形、圆形、条带状等多种，可是各类方式的原理却是相同的。

第一，在要调查的生物群落中，肯定一个或数个范围相对较大区域作为样地；再在样地中随机选取若干个样方；然后计数各样方中的全数个体数量；最后，计算全数样方个体数量的平均数，通过数理统计，对种群整体数量进行估量。

例如，假设随机抽取样方n个，每一个样方的生物个体数为X1，X2，X3，…Xn，则样方的平均数X=∑Xn/n。

〖探讨的讨论〗

1.提示：

“问题探讨”中调查对象是完全随机散布的，且调查区域是规则的，调查对象与其他物体的区分是显而易见的，因此，采用样方式取得的估算值与真实情形比较容易接近（误差小）。

而在实地调查中，调查对象的散布往往不是随机的，调查区域也往往不是规则的，还有许多其他因素会干扰和影响调查的准确性，因此，采用一样的方式其结果误差会比较大一些。

可是，只要掌握了科学的调查统计方式，其误差会控制在允许的范围之内。

2.提示：

为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情形。

3.提示：

样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情形。

可是，样方数量太多，整体取样花费的时刻、精力就越多。

从统计学上看，必然数量的样方即能够保证统计结果的真实性。

4.提示：

种群密度的调查结果应当允许在必然范围内波动（不同小组对同一种群的种群密度调查结果可能是不一样的），例如5%之内。

若是超出了此范围，在其他条件相同的情形下，造成不一样的原因应当第一归结为采取不同的样方式所致。

所以，要针对实际情形，讨论取样方式是不是存在问题。

〖讲述2〗标志重捕法（mark-recapturemethod）

标志重捕法：

是在一个有比较明确界限的区域内，捕捉必然量生物个体进行标记，然后放回，通过一个适那时期（标记个体与未标记个体从头充分混和散布后），再进行重捕。

按照重捕样本中标记者的比例，估量该区域的种群总数。

这种方式一般适用于哺乳类、鸟类、鱼类、昆虫和腹足类等动物种群数量的绝对估量。

假定在调查区域中，捕捉M个个体进行标记，然后放回原来的自然环境，通过一段时刻

后进行重捕，重捕的个体数为n，其中已标记的个体数为m，按照总数N中标记比例与重捕取样中标记比例相等的原则，即N∶M=n∶m，可得调查区域种群数量N=M×n/m

二、诞生率和死亡率

诞生率：

是指在单位时刻内新产生的个体数量占该种群个体总数的比率。

死亡率：

是指在单位时刻内死亡的个体数量占该种群个体总数的比例。

三、迁入率和迁出率

对一个种群来讲，单位时刻内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率，别离称为immigrationrateoremigrationrate.

四、年龄组成和性别比例

种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数量的比例。

几种年龄型种群的特点

类型

种群构成特点

发展趋势

图示

增长型

幼年个体很多,老年个体很少

种群密度会越来越大

稳定型

各年龄期的个体数目比例适中

种群密度在一段时间内保持稳定

衰退型

老年个体很多,幼年个体很少

种群密度会越来越小

〖试探与讨论〗

1.提示：

图中A种群属于增加型，C种群属于衰退型，B种群属于稳固型。

这是由于种群中年轻个体越多，一般来讲诞生率会越高，死亡率会越低。

2.年龄组成为稳固型的种群，种群数量在近期必然能维持稳固吗？

那为衰退型的种群呢？

提示：

年龄组成为稳固型的种群，种群数量也不必然老是维持稳固。

这是因为诞生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。

另外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。

年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来讲会愈来愈小，可是也不排除由于食物充沛、缺少天敌、迁入率提高等原因此使种群数量增加的情形。

sexratio是指种群众雌雄个体数量的比例。

五、种群的空间特征

〖小结〗种群特征之间的关系

种群的数量特征之间的关系

种群具有个体所不具有的整体特征，这些指标多为统计指标，大体分为三类：

（1）种群密度，它是种群的最大体的数量特征；

（2）低级种群参数，包括诞生率、死亡率、迁入率和迁出率。

诞生和迁入是使种群增加的因素，死亡和迁出是使种群减少的因素；（3）次级种群参数，包括性比、年龄结构和种群增加率等。

种群的数量是不断转变的，造成其转变的因素是多方面的，但从个体数量上的变更来看，则表现为由诞生、死亡、迁入和迁出四个大体参数所决定。

如此，种群在某个特按时刻内数量转变能够用下式表示：

Nt+1=Nt+（B－D）+（I－E）

（Nt是时刻t时的种群数量，B、D、I、E别离是诞生、死亡、迁入、迁出的个体数，Nt+1是一个时期后、时刻t+1时的种群数量，则有诞生率=B/Nt；死亡率=D/Nt；迁入率=I/Nt；迁出率=E/Nt。

）

〖作业〗练习

基础题

1.约386条。

2.调查鼠的密度可用标志重捕法，调查蚯蚓的密度可用样方式。

。

拓展题

1.提示：

个体往往有性别、大小、年龄等特征，种群不具有这些特征。

将必然地域中同种生物的所有个体作为一个整体（即种群）来看时，那个整体就会出现个体所不具有的特征，如种群密度、诞生率和死亡率等。

可见，由部份组成的整体不是部份的简单加和，而是会出现新的属性。

2.提示：

随着营养和医疗水平的不断提高，我国人口的平均寿命还会延长；由于实施计划生育，诞生率仍将维持在较低水平，因此，老年人在总人口中所占比例可能还会升高。

第2节种群数量的转变

〖问题探讨〗

=2n,N代表细菌数量，n代表“代”。

=2216。

3.细菌数量不会永久按那个公式增加。

能够用实验计数法来验证。

一、建构种群增加模型的方式

在自然界中，种群的数量转变情形是如何的呢？

1.种群增加的“J”型曲线

自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增加的形式，若是以时刻为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型。

〖旁栏试探题2〗

种群呈“J”型增加的原因有哪些？

①食物和空间田间充裕；②气候适宜；③没有天敌等。

“J”型增加的数学模型

Nt=N0λt

2.种群增加的“S”型曲线

〖提示〗1.对家鼠等有害动物的控制，能够采取器械捕杀、药物捕杀等办法。

2.从环境容纳量的角度试探，能够采取办法降低有害动物种群的环境容纳量，①如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；②室内采取硬化地面等办法，减少它们挖造巢穴的场所；③养殖或释放它们的天敌，等等。

〖旁栏试探题3〗

同一种群的K值是固定不变的吗？

同一种群的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。

3.种群数量的波动和下降

〖作业〗练习

1.

（1）在食物充沛、空间广漠、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“J”型增加。

例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行太长达14年的研究，发此刻环境条件较好的年份，种群数量增加迅速，表现出季节性的“J”型增加。

（2）在有限的环境中，若是种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增加。

随着种群密度的增加，种内竞争就会加重，因此，种群数量增加到必然程度就会停止增加，这就是“S”型增加。

例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增加，常常具有“S”型增加的特点。

2.

（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，按照表中数书画曲线。

（2）食物充沛，没有天敌，气候适宜等。

（3）作为食物的植物被大量吃掉，致使食物匮乏；自然灾害等。

第3节群落的结构

〖问题探讨〗

1.本讨论题关注水池中的生物组成及其有序性，讨论水池中的种群组成（群落结构），具体有多少个种群并非重要。

能够从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。

2.本讨论题关注水池中生物之间的彼此关系。

水池中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，水池中浮游动物、浮游植物和其他一些水生植物数量会大量减少。

随时刻推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。

同一时刻内聚集在必然区域中各类生物种群的集合，叫做群落。

一、群落水平上研究的问题

阅读P71。

二、群落的物种组成

丰硕度：

群落中物种数量的多少称为丰硕度。

三、种间关系

〖资料分析〗

1.在适合的条件下，大草履虫和双小核草履虫均能正常生长繁衍。

由于这两种草履虫具有相似的生活习性（尤其是能以同一种杆菌为食），当它们被放在同一个容器中培育时，起初两种草履虫的数量较少，而食物（杆菌）数量较多，因此表现为两种草履虫的种群数量均增加。

可是，随着两种草履虫数量的增加，彼此之间对食物的争夺表现为大草履虫处于劣势，双小核草履虫处于优势。

随着双小核草履虫数量的增加，争夺食物的优势愈来愈大，最终大草履虫失去了食物来源而衰亡。

两种草履虫没有分泌杀死对方的物质，进一步证明了该实验结果缘于两种草履虫争夺资源，这就是竞争。

连年的调查研究表明，猞猁和雪兔种群数量之间存在相关性。

例如，从1845年到1855年间，猞猁数量的增加致使雪兔减少；而雪兔的减少，又会造成猞猁减少，以后雪兔又大量增加。

从连年的调查看，雪兔和猞猁彼此制约，使它们的种群数量维持在必然范围内波动。

3.雪兔是以植物为食，猞猁是以雪兔为食。

猞猁的存在不仅制约雪兔的种群数量，使得植物→雪兔→猞猁之间维持相对稳固，而且由于植物资源比较稳固，进而使得另一些以植物为生的动物数量及其食物链相对稳固，因此整个群落能够处在相对稳固的状态。

4.资料1中两个种群之间是通过食物间接地发生作用（竞争）；资料2中两个种群是通过捕食与被捕食直接地发生作用（捕食）。

资料1彼此作用的结果是一方处于优势，另一方处于劣势，最终衰亡。

资料2彼此作用的结果是两个种群数量相对稳固。

种间的关系（不同种生物的关系）包括竞争、捕食、互利共生和寄生等

①互利共生：

两种生物生活在一路，彼此依赖彼此从对方获利。

如：

豆科植物和根瘤；人和肠道细菌。

②寄生：

一种生物生活在另一生物体表或体内，对一方有利而对另一方有害。

如：

植物和菟丝子；噬菌体和病毒；绦虫和猪。

③竞争：

两种不同生物为争夺资源和空间而斗争。

如：

牛和羊，田里的水稻和杂草。

④捕食：

（斗争中最激烈的）一种生物以另一种生物为食。

如：

羊吃草，狼吃鹿。

二、群落的空间结构

阅读P74～P75。

1.垂直结构；2.水平结构

〖想象空间〗你能想象一下某个丛林群落通过自然选择形成份层结构的大致进程吗？

第一，要明白自然选择的要意是什么。

第二，要明白丛林群落经垂直分层后，其中的植物种群在资源和空间的分派上有什么转变。

由此想像出通过自然选择，不同形态结构的丛林植物在丛林群落的空间散布上呈现垂直分层现象

〖探讨〗主如果取样和收集方式要进行改良。

按照调查水中小动物种类的不同，取样设备也不同，例如用网兜、瓶子等。

取样和收集时要考虑定点、定量等因素。

定点就是要选取有代表性的地址取样；定量就是每次取样的数量（例如一瓶、一网等）要相同。

〖作业〗练习

基础题。

2.提示：

屏障