第五章种群生物学与保护解析
高中生物第五章群落第11课时群落的生长型和群落结构教案必修3
第 11 课时群落的生长型和群落结构学考要求知识内容必考要求加试要求群落的看法和结构a a课时要求(1) 举例说出群落的看法。
(2) 描述群落的垂直结构、水平结构和时间结构。
一、群落的看法1．植物的生长型(1)依照：植物的容颜和形态结构。
(2)分类 ( 六种 ) ：乔木、灌木、藤本植物、草本植物、附生植物、地表植物。
(3)植物的生长型与群落的结构有着亲近的关系。
2．生物群落(1)看法：群落是指在必然空间内全部生物种群的会集体。
(2)特点：拥有必然的结构、必然的种类组成和必然的种间互有关系；组成群落的物种不是一种随意组合，而是经过长远发展和自然选择保存下来的。
(3)群落就是各个物种适应环境和相互相互适应过程的产物。
思考一个池塘中的全部鱼能不能够称为一个群落？答案不能够，池塘中全部生物才能称为一个群落。
研究 1——理性思想群落看法的理解(1)必然空间内，如一个水池、一片草原或一片森林等。
(2)相互之间有直接或间接关系，如相互影响、相互限制等。
(3)全部生物种群的会集体，即包括这个地域内的各种植物、动物和微生物。
(4)特点：拥有必然的结构、必然的种类组成和必然的种间互有关系，并在环境条件相似的地段能够重复出现。
(5)形成过程：组成群落的物种是经过长远发展和自然选择保存下来的。
(6)实质：是各个物种适应环境和相互相互适应过程的产物。
研究 2——比较异同种群和群落的差别和联系比较项目种群群落指占有必然空间和时间的同一物种在必然空间内全部生物种群的集看法个体的会集体合体研究种内关系种间关系范围差别组成个体(同种)种群单位出生率和死亡率、年龄结构、性比必然的结构、必然的物种组成、特点率、种群密度、种群分布型种间关系联系种群是群落的基本单位例1(2017 ·嘉兴高三基础测试) 藻类、浮游动物、贝类、虾、鱼、微生物等某湖泊中生活的全部生物，它们统称为()A．种群 B．群落C．生态系统 D 生物圈答案B例2判断以下有关群落描述的正误。
第5章种群调节
• 非密度制约：出生率和死亡率均不随种群密度的 增加而改变。 非密度制约因素：（1）它对种群变化的影响 不受种群密度本身的制约，且种群受影响的百分 比与种群密度的大小无关。（2）非密度制约因素 实际上对种群的增长无法起调节作用，但可对种 群大小有较大影响，也可影响种群的出生率和死 亡率。一般而言，由环境的年变化或季节变化引 起的种群波动是不规则的，且大多与气候，如温、 湿度变化有关。 • 逆（反）密度制约：出生率可能随种群密度的增 加而增加，或者死亡率可能随种群密度的增加而 下降 。其作用刚好与密度制约相反，因此逆密度 制约永远不会使种群密度趋于平衡。 •
第五章 种群调节
第一节
密度制约和非密度制约
密度制约因素：（1）它对种群变化的影 响是随着种群密度的变化而变化的，且种 群受影响的百分比也与种群密度的大小有 关。（2）种群的密度制约调节是一个具负 反馈机制的内稳定过程（homeostatic process），当种群达到一定大小时，某些 与密度相关的因素就会发生作用，通过降 低出生率和增加死亡率而抑制种群的增长。 如果种群数量降到一定水平以下，则引起 出生率增加而死亡率下降。这种负反馈机 制导致种群数量围绕平衡密度上下波动。
二、遗传调节学说
遗传调节学派认为个体的表现型和基因型的 变化对种群数量调节起重要作用。遗传调节学说 Ford(1931) 首先由英国遗传学家Ford(1931)提出，他认为当 种群密度增加时，自然选择压力将松弛下来，结 果是种群内的变异增加，许多遗传上较弱的个体 也能存活下来。当条件回到正常时，这些低质量 的个体由于自然选择压力的增加而被淘汰，于是 种群数量下降，同时也就降低了种群内部的变异 性。支持此学说的是Chitty对黑田鼠的研究。
第三节
生物学派
第五章 种内及种间关系
利用性竞争
干扰型竞争
争夺竞争
竞赛竞争
竞赛/争夺竞争强调资源分布的平均性，而利用/干扰性竞争强调机制。
（二）竞争类型及其一般特征
竞争结果的不对称性是种间竞争的一个共同特点。一个体的竞争代价常远高于另一个体，杀死竞争失败者是很普通的，或通过掠夺资源（使它们失去资源）或通过干扰（直接杀死或毒害它们）。
一、种间竞争
种间竞争是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时产生的相互竞争作用，种间竞争的结果常是不对称性的，即一方取得优势，而另一方被抑制，甚至被消灭。竞争的能力取决于种的生态习性、生活型和生态幅度等。
高斯假说和竞争排斥原理
竞争类型及其一般特征
Lotka—Volterra模型
生态位理论
（一）高斯假说和竞争排斥原理
7、种间竞争与进化、新物种形成
长期、稳定的种间竞争还可能导致物种向着某一个方向连续进化，并可能导致新物种的出现。
（二）捕食作用（predation）
概念
捕食者与猎物
食草作用
1、概念
捕食可定义为一种生物摄取其他种生物个体的全部或部分为食，前者称为捕食者（predator），后者称为猎物或被食者（prey）。这一广泛的定义包括：
有性生殖是避开不利条件的部分机制。
（二）性比
Fisher氏性比理论（fisher‘s sex ratio theory）：大多数生物种群的性比倾向于1：1，这种倾向的进化原因叫做Fisher氏性比理论。
Fisher氏性比理论解释说明
适合度是个体生产能存活后代，并能对未来世代有贡献的能力的指标。个体的相对适合度是有变化的，这种变化部分取决于个体的遗传区别，部分取决于环境的影响。
（四）生态位理论
16第五章 种内与种间关系--解析
（2）种内竞争的特征 ① 竞争是密度制约的
密度制约的种群调节
(a) 死亡率是密度制约而出生率是非密度制约 (b) 死亡率是非密度制约而出生率是密度制约 (c) 死亡率和出生率都是密度制约的
鸟类领域面积与体重、食性的关系
（2）领域面积受食物品质的影响
（3）领域行为和面积往往随生活史而变化
4．社会等级
（1）社会等级的形成过程
（2）社会等级的生物学意义
三、他感作用
1．他感作用的概念 2．他感作用的物质 3．他感作用的生态学意义
（1）他感作用的歇地现象
（2）他感作用和植物群落中的种类组成 （3）他感作用与植物群落的演替
3．一般规律
（1）限制生物潜能的充分发挥 （2）影响个体生长 （3）引起种内竞争 （4）调节种群密度
4．最后产量恒值法则 在一定范围内，当条件相同，不管一个种群 的密度如何，最后产量差不多总是一样的。 最后产量恒值法则可用下式表示： Y ＝W · d ＝K i 式中：W —— 植物个体平均重量； d —— 密度； Y —— 单位面积产量； Ki —— 常数。 最后产量恒值法则的原因是在高密度情况下， 植株之间的光、水、营养物的竞争十分激烈，在 有限的资源中，植株的生长率降低，个体变小。
(a)
(b)
生物种群密度效应的反应类型 （a）按增长着的种群的反应百分比表示 （b）按增长着的种群的反应个体数表示
2 ．密度效应的作用因素类型
（1）内源性因素
种群自身内部的作用因素，它包括种内竞争所 产生的各种作用因素（如遗传效应、病理效应和领 域性效应等）。 （2）外源性因素 外部因素，即种群外部的作用因素，它包括种 间竞争、食物和气候等外部作用因素所引起的密度 效应。
_高中生物第五章生态系统及其稳定性第5节生态系统的稳定性四作业含解析新人教版必修
第5节生态系统的稳定性基础巩固1．下图为某一生态系统稳定性图解，对此理解不正确的是( )。
A．a为抵抗力稳定性，b为恢复力稳定性B．a为恢复力稳定性，b为抵抗力稳定性C．恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈相反关系D．抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系答案 B解析生物种类越多、营养结构越复杂，抵抗力稳定性就越强，恢复力稳定性就越弱。
因此，一般情况下恢复力稳定性与营养结构复杂程度呈负相关，且一般情况下，抵抗力稳定性与恢复力稳定性呈相反关系。
2．下列关于生态系统的叙述，正确的是( )。
A．草原生态系统因物种单一，其恢复力稳定性差B．发菜没有叶绿体，在生态系统中不属于第一营养级C．生态系统的自我调节能力越强，意味着其营养结构越复杂D．我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的弱答案 C解析营养结构越简单，恢复力稳定性越强；发菜没有叶绿体，但可以进行光合作用，在生态系统中属于第一营养级，生态系统的自我调节能力越强，意味着其营养结构越复杂，我国南方热带雨林中分解者的代谢活动比北方森林中的强，所以C选项正确。
3．下列不属于生态系统为维持稳态而进行的负反馈调节的是( )。
A．生物种群密度的调控B．异种生物种群之间的数量调控C．生物群落与无机环境之间的相互调控D．受到污染的湖泊，死亡腐烂的鱼对湖泊生态系统的影响答案 D解析生态系统为维持自身稳态而进行的负反馈调节可表现为生物种群密度的调控、异种生物种群之间的数量调控以及生物群落与无机环境之间的相互调控等。
D选项表现为正反馈调节，最终会破坏湖泊生态系统的稳定性。
巩固提升4．下列关于生态系统稳定性的叙述，错误的是( )。
A．在一块牧草地上播种杂草形成杂草地后，其抵抗力稳定性提高B．在一块牧草地上通过管理提高某种牧草的产量后，其抵抗力稳定性提高C．在一块牧草地上栽种乔木形成树林后，其恢复力稳定性下降D．一块弃耕后的牧草地上形成灌木林后，其抵抗力稳定性提高答案 B解析生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
初中三年级生物种群与生态环境
初中三年级生物种群与生态环境生物种群与生态环境是生物学中的重要概念，它们之间存在着密切的关系。
生物种群是指在同一时空范围内，由同种生物个体组成的总体，而生态环境则是指生物体所处的一切外部条件的综合。
本文将从种群数量与分布、种群相互关系以及种群与生态环境的相互影响等方面探讨初中三年级生物种群与生态环境之间的关系。
一、种群数量与分布种群数量与分布主要受到生物个体出生率、死亡率、迁入率和迁出率的影响。
在一个相对稳定的生态环境中，种群数量会趋向于达到动态平衡。
例如，当某一种群的个体数量过多时，会导致资源竞争加剧，食物分配不均，最终会影响到个体的生存与繁衍。
相反，当某一种群的个体数量过少时，种群中的基因多样性会降低，从而减少了种群的适应力和生存能力。
种群的分布也受到生态环境的影响。
在资源分布均匀的情况下，种群会呈现均匀分布。
例如，某一种植物的果实在树上分布均匀，吸引了大量动物前来食用；而当某一资源分布不均匀时，种群的分布会呈现集群分布。
例如，水生植物的栖息地通常在水边，而鸟类就会集中在这些地方。
二、种群相互关系生物种群之间存在着竞争、合作和共生等相互关系。
竞争是指不同种群之间为了获取有限资源而产生的争夺行为。
例如，食肉动物之间为了捕食同一种猎物而展开的竞争。
合作是指同种群或不同种群之间为了共同利益而展开的行为。
例如，蚂蚁的分工合作就是一种典型的集体合作行为。
共生则是指不同种群之间相互依赖、相互促进的关系，可以是互利共生、互补共生或寄生共生。
例如，蜜蜂从花朵中获取食物的同时，也帮助花朵传播花粉，实现了互利共生。
三、种群与生态环境的相互影响种群与生态环境之间是相互影响的关系。
生态环境的质量和稳定性对种群的生存和繁殖具有决定性的影响。
例如，如果水体受到污染，水生动植物的种群数量会减少，种群结构会发生变化。
同时，种群的存在和活动也会对生态环境产生影响。
例如，种群的繁殖行为会改变物种的分布格局，一些植物的生长能力也会受到动物种群的影响。
生态学第05章 种群增长
第五章 种群增长种群数量大小和增长速度是种群生态学中的重要问题，也是社会极为关切的问题。
种群增长模型即是以数学模型定量描述种群数量的动态变化，重点是探讨哪些因素决定种群大小，哪些参数决定种群对自然和人为干扰的反应速度。
§1. 非密度制约的种群增长种群在“无限”的环境中，即假定环境中空间、食物等资源是无限的，因而种群数量的增长不受种群密度的限制，即非密度制约性增长（density-independent growth ），这类种群的增长呈指数增长（exponential growth ）。
在数学表达上，指数增长又与世代重叠与否有关，世代不重叠的种群增长为离散型增长，以差分方程描述，而世代重叠的种群增长为连续型增长，以微分方程描述。
一、世代不重叠种群的离散型指数增长模型假设：①种群增长是无限的；②世代不重叠；③没有迁出与迁入；④不具年龄结构，即各年龄组的出生率与死亡率均视为相等。
以N 表示种群数目（大小、密度），t 表示世代时间，λ表示周限增长率（即指种群在一个世代时间内的增长率）。
则 N t+1=λN 或 N t = N 0λt当λ>1时, N t+1 > N t , 种群增长；λ=1时，N t+1 = N t , 种群稳定；0<λ<1时，N t+1 < N t , 种群下降；λ= 0时，N t+1= 0，下一代灭绝。
二、世代重叠种群的连续型指数增长模型假设：①种群增长是无限的；②世代重叠；③没有迁入和迁出；④不具年龄结构（各年龄组出生率、死亡率均相等）。
r 为瞬时增长率（每员增长率或内禀自然增长率）：既不随时间而变化，又不受种群密度的影响，其最大值r m 是物种固有的受遗传特性控制的生殖潜能。
则：,1r d t dN N =即⎰⎰+=c r d t dN N 1当 t = 0 时，N o = e c ·c r · o = e c所以 N t = N o e r t当 r > 0时，N t > N o ，种群增长； ,ln c rt N rN dtdN t +==rtc c rt t e e eN ⋅==+r = 0时，N t = N o ，种群稳定；r < 0时，N t < N o ，种群下降。
第五章物种形成与灭绝
Ever Since Darwin The Panda's Thumb The Mismeasure of Man Wonderful Life The Flamingo's Smile Hen's Teeth and Horse's Toes
Time's Arrow, Time's Cycle Finders, Keepers Dinosaurs in a Haystack Bully for Brontosaurus Eight Little Piggies An Urchin in the Storm
―充满希望的怪物，hopeful monsters‖
• 源于一些大的变化，如染色体的变异 杂交、基因组的加倍（多倍化） • 关键基因的变异
栽培玉米
野生玉米
栽培玉米与野生玉米的区别：
极个别基因的不同 teosinte branched lume architecture (tga)
Richard Dawkins, University of Oxford
当有性生殖存在时，我们可以客观地定义物种，即 一群相互之间行有性生殖，而不与其他物种进行有 性生殖的生物。当有性生殖不存在时，如无性繁殖 的物种或化石材料，就不可能给出客观的物种的定 义，物种就变得与属，科或纲等分类等级一样，是 一种人为的界定。
分子水平演化的小结：
• 可遗传的变异最终能追溯到分子水平（基因）
• 分子水平的变异普遍存在 • 分子水平变异的固定：随机、中性选择、负选择、正选择 • 蛋白质与核酸演化（氨基酸/碱基替换）速率的计算 • 分子钟学说 • 如何判断分子水平的中性、正、负选择 （Ka/Ks） • 基因组演化及其研究面临的机遇和挑战 • 分子水平的演化与形态水平的演化有时不一致
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幼年库有较大的库量；幼苗较高的死亡率；环境筛的选择强度很 高；从第2龄到第7龄死亡率降低；第8龄级出现不受环境筛的影响； 幼苗期环境选择压力kx较大；每隔45年左右受到环境筛选一次， 180年、225年、 270年、 330年受到的威胁最大。
根据对格氏栲生命表的分析，采取积极
的保护措施：
1、在不影响格氏栲种群发展和环境破坏前提下，采取人 工更新，以保证幼苗以较大概率发育成小树； 2、在干扰比较敏感的时期采取谨慎保护，对各种影响其 种群存活的随机因素进行预估与检测； 3、将有限的人力、物力和财力投入到其最脆弱时期的保 护上； 4、建立定位观测站，观测种群受危的环境因素等等。
四、性比与多样性保护
• 性比—是一种生物某一层次中雄性 单位数与雌性单位数之比。
种群性比的研究是反映种群的基本特征之一，是种 群生态学中的一项重要内容，它不仅与现存种群的 研究有关，对于种群进化的研究也具有重要意义。
影响植物种群性比的因素
生物种群性比趋向于1:1 • 光对花的性别有很大的影响
光强度和光照时间（例如菠菜在长日 照条件下雌株较多）
• 温度对种群的性比也有一定的影响
低温可促进雌性花的形成，高温可促 进雄性花的形成。
• 水分状况对种群性比的影响也很大
对不同物种，水分状况影响种群性比 的偏向是不同的。
• 种群密度对种群性比的影响也很大
• 此外，肥料、海拔高度、病害、寄 生、机械损伤等也会影响植物的性 别，进而影响种群的性比。
• 因此，在实践中可以通过调节影响 性比的因素，来调节种群格局，使 种群性比达到最佳状态，促进种群 的健康
放牧对内蒙古锡林河流域草地群落植物 茎叶生物量资源分配的影响
研究结果表明： （1）在个体水平上，植物在 放牧干扰下表现出明显的小型 化现象。 （2）过度放牧显著改变了物 种的资源分配策略，使生物量 向叶的分配比例增加, 向茎的 分配比例减少。
任海彦等，2009
• 表明资源分配的权衡(Trade-off)是存 在的
第二节 物种生活史与生物多样 性保护 一、生活史对策
生活史——是其从出生到死亡所经历的 的全部过程。 个体大小、生长率、繁殖、寿命
生物在生存斗争中获得的生存对策称为 生态对策或生活史对策。可以理解为生活史的各种 。 成分或整体，在进化过程中形成的适应性响应
例如：生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等。
• 空间特征 • 遗传特征基因库 • 系统特征包括种群——环境因子在内的自组
织自调节的系统。
三、年龄结构与多样性保护
• 生命表—研究种群数量动态的核心 是按种群生长的时间或年龄为顺序， 系统记述种群的死亡、生殖及死亡原 因的表格。
系统性：整个世代 阶段性：各发育阶段的生存和繁殖 综合性：各因素对种群数量的影响作用 关键性：主要因素及其作用的主要阶段
• 植物的资源分配模式反映了对环境的生 态适应对策
（二）生殖对策
1、r选择与k选择 r-选择：有利于增大内禀增长率的选择，种群增 长率最大；
（机会主义者，很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”可通过 迅速增值恢复到较高水平）
K-选择：有利于竞争能力增加的选择，种群竞争 能力最大。
（保守主义者，当生存环境发生灾变时，很难迅速恢复，如果再 有竞争者抑制，就可能趋向灭绝。 ）
是在不利环境到来之前，由某些季节信号，尤其
如光周期变化的诱导而引起。
• 柞蚕四、五龄幼虫 • 小麦红吸浆虫幼虫 • 家蚕发生在胚胎发育早期 • 舞毒蛾发生在胚胎发育已完成的阶段 • 松毛虫发生于幼虫的某一龄期 • 玉米螟发生在幼虫晚期阶段 • 七星瓢虫发生于成虫期
第五章 种群生物学 与保护
第一节 种群特征的多样性保护 一、种群的概念
种内占有一定空间和时间的繁殖群。
如：淡水鲤鱼，各个湖泊河流的隔
离（鲤鱼的种类很多，约有2900种）
二、种群的基本特征
四种基本特征： • 数量特征 最基本特征
数量大小受出生率、死亡率、迁入率、迁出率四个 种群参数影响，继而又受年龄结构、性别比率、内 分布格局和遗传组成的影响，从而形成种群动态。
（一）资源配置与权衡（trade-off)
理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼)
能量的限制导致必须进行能量的权衡(生
存和繁殖)
能量分配—单次生殖或多次生殖（大量
小型后代或少量大型后代）
达尔文魔鬼（Darwinian demons)：一种理想的假想中的 生物体。它具备可使繁殖力达到最大的一切特征：在出 生后短期内达到大型的成体大小，生产许多大个体后代 并长寿。
吊皮锥：又名格氏
栲，青钩栲
活化石植物，由于坚
果大，富含淀粉，味甜美， 果熟时，大多被鸟、鼠搬食， 因此林中幼苗稀少，天然更 新困难。目前除福建三明苇 口有一小片近于衰老的天然 林及少量人工林外，即使在 森林保存较好的山区吊皮锥 也罕见。
X:单位时间内年龄等级的中值；ax：各龄级存活数；Lx：各龄级 开始存活数；qx：各龄级死亡率；kx：消失率
度在K值临近。
常不紧张
种内种间斗争 选择有利于
快速发育 高值
提早生育 体型小
单次生殖
缓慢发育 高竞争力 生殖开始迟
体型大
多次生殖
寿命 最终结果
短，通常少于1年 高生育力的
长，通常大于1年 高存活率的
（三）滞育和休眠
1、滞育：是动物受环境条件的诱导所产生的静止 状态的一种类型，发生于个体发育的一定阶段，
影响动物种群性比的因素
• 季节、年间、地理变化、环境条件 （如气温降水量的变化）、捕食风 险、环境选择压力。
• 2013年S ONE
研究发现选择优生优育繁殖策略的个体或物种，如老虎、 人类等，环境选择压力的增大将会导致其后代雌性比例 增大。而选择多生少管这样粗放繁殖策略的个体或物种， 如老鼠、蚊子等多数昆虫，环境选择压力的增大将会导 致其后代雄性比例增大。
特征 气候 死亡率 存活
种群大小
r-选择
k-选择
多变,难以预测和不确定
稳定，可预测，较确定
常是灾难性的，无一定规律性，非 比较具有规律性，密度制约
密度制约的
的
幼体存活率很低，
幼体存活率高
时间上变动大，不稳定，通常低于
环境容纳K值，群落不饱和，生态上 时间上稳定，种群平衡，密
真空，每年有再移植变动性大，通