干货丨生物种群与群落知识大总结

文摘   2024-11-02 13:30   吉林  

知识清单




生物群落的基本单位---种群



1、种群的概念:在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体。种群是生物群落的基本单位。

2、种群的特征

数量特征:

种群密度(种群最基本的数量特征)

生率和死亡率

年龄结构

性别比例

迁入率和迁出率


3、调查种群密度的方法

样方法:以若干样方(随机取样)平均密度估计总体平均密度的方法。

标志重捕法:


4、种群数量的增长规律

种群增长的“J”型曲线:Nt= N0λt

(1)条件:在食物(养料)和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下

(2)特点:种群内个体数量连续增长;增长率不变

种群增长的“S”型曲线:

(1)条件:有限的环境中,种群密度上升,种内个体间的竞争加剧,捕食者数量增加

(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,种群个体数量将不再增加;种群增长率变化,K/2时增速最快,K时为0

(3)应用:大熊猫栖息地遭到破坏后,由于食物减少和活动范围缩小,其K值变小,因此,建立自然保护区,改善栖息环境,提高K值,是保护大熊猫的根本措施;对家鼠等有害动物的控制,应降低其K值。


5、研究种群数量变化的意义:对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用,以及濒危动物种群的拯救和恢复,都有重要意义。

6、[实验:培养液中酵母菌种群数量的动态变化]

计划的制定和实验方法:培养一个酵母菌种群→通过显微镜观察,用“血球计数板”计数7天内10ml培养液中酵母菌的数量→计算平均值,画出“酵母菌种群数量的增长曲线”

结果分析:空间、食物等环境条件不能无限满足,酵母菌种群数量呈现“S”型曲线增长




生物群落的构成


1、生物群落的概念:在同一时间内、占据一定空间的相互之间有直接或间接联系得各种生物种群的集合。群落是由一定的动物、植物和微生物种群组成。

2、生物群落的结构

群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的,主要包括垂直结构和水平结构。

(1)垂直结构:指群落在垂直方向上的分层现象。植物因群落中的生态因子—光的分布不均,由高到低分为乔木层、灌木层、草本层;动物分层主要是因群落的不同层次的食物和微环境不同。

(2)水平结构:指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布。影响因素:地形、光照、湿度、人与动物影响等。

3、意义:提高了生物利用环境资源的能力。




生物群落的演替


1、 原生演替:

(1) 定义:在从未有过生物生长或虽有过生物生长但已被彻底消灭的原生裸地上发生的生物演替。

(2) 过程:地衣、苔藓阶段→草本植物阶段→灌木阶段→森林阶段

2、 次生演替

(1)定义:当某个群落受到洪水、火灾或人类活动等因素干扰,该群落中的植被受严重破坏所形成的裸地,称为次生裸地。在次生裸地上开始的生物演替,称为次生演替。

(2)引起次生演替的外界因素:

自然因素:火灾、洪水、病虫害、严寒

人类活动(主要因素):过度砍伐、放牧、垦荒、开矿;完全被砍伐或火烧后的森林、弃耕后的农田

3、 植物的入侵(繁殖体包括种子、果实等的传播)和定居是群落形成的首要条件,也是植物群落演替的主要基础。




考点分析



1.各数量特征之间的关系

(1)图解:

(2)分析:

①种群密度是种群最基本的数量特征。

②出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率、迁入率高时,种群数量增加;反之,种群数量减少。

③年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间接影响着种群密度和种群数量的,年龄组成是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。

2.种群年龄组成的类型及判断

(1)图示类型示例:

①模式图:

1.“J”型曲线和“S”型曲线

2.K值和K/2值在实践中的应用

(1)K值的应用:

①野生生物资源保护:保护野生生物生活的环境,减小环境阻力,增大K值。

②有害生物的防治:增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等),降低K值。

(2)K/2值的应用:

①资源开发与利用:种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大,再生能力最强——把握K/2值处黄金开发点,维持被开发资源的种群数量在K/2值处,可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”,从而不影响种群再生,符合可持续发展的原则。

②有害生物防治:务必及时控制种群数量,严防达K/2值处(若达K/2值处,可导致该有害生物成灾)。

1.种群增长的两种曲线比较

阴影部分代表环境阻力,也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分。

2.K值变动的示意图

(1)同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响,当环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候,会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。

(2)环境遭受破坏后K值会下降;环境得到改善后K值会上升。

探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验

1.实验原理

(1)用液体培养酵母菌,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,酵母菌种群呈“J”型增长;自然界中资源和空间总是有限的,酵母菌种群呈“S”型增长。

(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。

2.实验过程

(1)将500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。(2)将0.1 g活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀,并置于适宜的条件下培养。

(3)每天定时取样计数酵母菌数量,采用抽样检测方法测定1 mL培养液中酵母菌个体的平均数。

(4)分析结果、得出结论:将所得数值用曲线图表示出来,分析实验结果,得出酵母菌种群数量的变化规律。


3.注意事项

(1)显微计数时,对于压在小方格边线上的酵母菌,应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。

(2)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,减小误差。

(3)结果记录最好用记录表,如下:

时间/天

1

2

3

4

5

6

……

数量/个







……

(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。

(5)培养和记录过程要尊重事实,不能主观臆造。


(2)群落空间结构的类型:

①垂直结构:

a.表现——分层现象

(3)群落演替的结果:

①能量:总生产量增加,群落的有机物总量增加。

②结构:生物种类越来越多,群落结构越来越复杂。

③稳定性:演替是生物和环境反复相互作用,发生在时间和空间上的不可逆变化,稳定性越来越高。

自然条件下,群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。但最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定,如在干旱的荒漠地区很难形成森林。

巧辨几种种间关系曲线

1.互利共生曲线——同步性变化(同生共死)。

2.捕食曲线——不同步性变化的此消彼长(不会导致某种生物灭绝),在捕食数量关系图中,捕食者与被捕食者的判断:

其一,依两条曲线的关系,捕食者随着被捕食者的变化而变化,如图中A先达到最多,B随后才达到最多,即曲线B随着曲线A的变化而变化,故B捕食A;

其二,依最多个体数,被捕食者的个体数通常多于捕食者,故由图中A的最大个体数多于B的,也可推出B捕食A。

3.竞争曲线——看最终结果,一种数量增加,另一种下降甚至降为0,只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物,则必为竞争,竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠程度。

土壤中小动物类群丰富度的研究

1.实验原理

(1)土壤不仅为植物提供水分和矿质元素,也是一些小动物的良好栖息场所。

(2)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力,可用取样器取样的方法进行采集、调查。

(3)丰富度的统计方法通常有两种:记名计算法和目测估计法。

2.实验流程

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