選擇性必修2生物與環(huán)境

第1章種群和群落

一.種群與群落

1.種群特征及其影響因素

種群：i個(gè)物種得以生存必須要在?定空間內(nèi)擁有一定數(shù)量的個(gè)體。這種分布在

一定空間內(nèi)同種生物個(gè)體的總和。

種群密度（種群最基本的數(shù)量特征）：一個(gè)種群的大小，指的是一定空間內(nèi)種群

全部個(gè)體的數(shù)量。如果采用單位面積或單位體積內(nèi)種群的個(gè)體數(shù)量來(lái)表示種群的大小,

則稱(chēng)為種群密度。

預(yù)估種群密度的方法：用樣方法、樣線(xiàn)法、標(biāo)志重捕法等不同方法來(lái)估測(cè)它們的

種群密度。

出生率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群新生的個(gè)體數(shù)與該種群個(gè)體總數(shù)的比值。

死亡率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)種群死亡的個(gè)體數(shù)與該種群個(gè)體總數(shù)的比值。

出生率和死亡率可以估計(jì)該種群的生存現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。自然增長(zhǎng)率：出生率死

亡率

遷入率和遷出率：通過(guò)計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)遷入、遷出的個(gè)體數(shù)占該種群個(gè)體總數(shù)的

比值。計(jì)算遷入率和遷出率是分析東灘越冬水鳥(niǎo)各物種數(shù)量變化的重要依據(jù)。

舉例：1.人工孵化斑嘴鴨，增加出生率

2.野外救助受傷或生病斑嘴鴨，降低死亡率

3.野生斑嘴鴨經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域內(nèi)增加海三棱蔗草數(shù)量，增加斑嘴鴨的遷入率

4.減少人類(lèi)活動(dòng)，降低斑嘴鴨的遷出率

種群數(shù)最增加的種群特征：出生率和遷入率

種群數(shù)量下降的種群特征：死亡率和遷出率

年齡結(jié)構(gòu)（預(yù)測(cè)種群數(shù)量的發(fā)展趨勢(shì)）：指一個(gè)種群中各年齡期個(gè)體數(shù)量的占比。

增長(zhǎng)型穩(wěn)定型衰退型

模型圖

■

（A）增長(zhǎng)型（B）穩(wěn)定型（C）衰退型

特點(diǎn)種群中幼年、成年個(gè)體較種群中老年、成年、幼年個(gè)體老年個(gè)體較多、幼年

多，老年個(gè)體較少；比例協(xié)調(diào)；個(gè)體偏少；

種群的出生率大于?死亡出生率和死亡率大致相當(dāng),種出生率小于死亡率,

生，則種群數(shù)量將會(huì)增群數(shù)量將保持穩(wěn)定狀態(tài)。未來(lái)種群數(shù)量會(huì)逐漸

加。減少。（上海人口特

點(diǎn)）

性別比例：指種群中雌雄個(gè)體數(shù)量的比例。

①大多數(shù)有性繁殖物種的性別比例都大致保持在1：1。蜜蜂是雄性多于雌性的。

②環(huán)境條件影響生物的性別比例：實(shí)例：性引誘劑殺滅某些農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)的推虹

他，破壞它們的正常性別比例，從而有效抑制其種群規(guī)模，降低對(duì)農(nóng)林業(yè)的破壞。

補(bǔ)充：種群的其他數(shù)量特征與種群密度之間的關(guān)系

山生康||死6率||遷入率||遷出率|

|自接決定

且：71，■年半：

I性利比例|WS：袱陪1I

增

衰

出

長(zhǎng)

退

注■:除以上條科外，氣修、天故.傳染病等定

更

臾

性別比例部影峋種解密度的變化.型

（1）直接決定獨(dú)避密度的因素：出生率和死亡率、遷入率和遷出率（出生入死）。

⑵年齡結(jié)構(gòu)晝電出生率和死亡率逑苣種群密度」幽變化趨勢(shì)：性別比例

第龍出生率逑豆種群密度。

（3）年齡結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定型的種群，種群數(shù)量在近期一定能保持穩(wěn)定嗎？衰退型的種群

又會(huì)如何？不二定。這是因?yàn)槌錾屎退劳雎什煌耆E定于年齡結(jié)構(gòu)，還會(huì)受到食物、

天敵、氣候等多種因素的影響。此外，種群數(shù)量還受遷入率和遷出率的影響。

（4）利用人工合成的性引誘劑誘殺害蟲(chóng)的雄性個(gè)體會(huì)降低害蟲(chóng)的種群密度，原理是

性引誘劑誘殺害蟲(chóng)會(huì)導(dǎo)致害蟲(chóng)的性別比例失調(diào)，從而降低用生率，導(dǎo)致種群密度明拈.

降低。

（5）春運(yùn)期間，影響北京、廣州等大城市人U數(shù)最變化的主要因素是迂入率和遷出

莖。

（6）某生物學(xué)家對(duì)某地的蝗蟲(chóng)種群進(jìn)行研究后大膽預(yù)測(cè)：不久后蝗災(zāi)會(huì)更加嚴(yán)重。

他得出此結(jié)論的依據(jù)最可能是蝗蟲(chóng)的年齡結(jié)構(gòu)為增長(zhǎng)型.0

補(bǔ)充：預(yù)估種群密度？

樣方法：分布相對(duì)固定的生物，如高等植物。

a.（確定調(diào)查對(duì)象）樣方大小確定方法為根據(jù)被調(diào)查生物的種類(lèi)和分布情況確定

樣方的大小。

b.（選區(qū)樣方）樣方法調(diào)查時(shí)要強(qiáng)調(diào):＞機(jī)二取樣（為了確保所選擇的樣方具有代表

性，不受主觀(guān)因素的影響,使通過(guò)樣方法統(tǒng)計(jì)的結(jié)果（估算值）能更接近真實(shí)的情況）

（①喬木：100/②灌木：16m2③草本植物：1m2）

□□□□□□□□□□

五點(diǎn)取樣法

c.（計(jì)數(shù)）樣方多少會(huì)影響調(diào)查結(jié)果嗎？①調(diào)查時(shí)若樣方的數(shù)量太少,其統(tǒng)計(jì)結(jié)

果的誤差可能就較大；一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果越接近真實(shí)情況。②樣方數(shù)

量太多,整體取樣花費(fèi)的時(shí)間、精力就越多。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，一定數(shù)量的樣方即可以

保證統(tǒng)計(jì)結(jié)果的真實(shí)性。

d.（計(jì)算）某興趣小組調(diào)查某種雙子葉草本植物種群密度的結(jié)果如表所。

示。其中，第四個(gè)樣方中該植物的分布情況如圖所示，則該植物種群密度（數(shù)4°六

量/面積）是8株/nr'。（種群密度估計(jì)值（5店里面的5個(gè)樣方，全部加在一。1彳彳

起/5）=各種方種群密度的土均值）

標(biāo)志重捕法：許多動(dòng)物活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大且難以直接觀(guān)察。

活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的動(dòng)物,如哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、爬行類(lèi)、兩棲類(lèi)、魚(yú)

調(diào)杳對(duì)象

類(lèi)和昆蟲(chóng)等

調(diào)查程序

????????????

(標(biāo)記總數(shù)(M))/N=(重捕個(gè)數(shù)被標(biāo)記的個(gè)數(shù)(m))/(重捕總數(shù)(n))

調(diào)杳期間，被調(diào)查個(gè)體沒(méi)有遷入和遷出、出生和死亡；標(biāo)記物不能過(guò)于醒

注意事項(xiàng)目.不能影響標(biāo)記對(duì)象F常的牛命活動(dòng)：標(biāo)記物不易脫落.要能維持一定

時(shí)間

補(bǔ)充：在對(duì)某種鼠的調(diào)查中，調(diào)查范圍為1公頃，第一次捕獲并標(biāo)記39只鼠，第二次

捕獲34只鼠，其中有標(biāo)記的鼠15只。

a.這個(gè)種群中鼠的種群密度大約是88只/公頃。

誤差分析：

①若捕捉后該鼠不易再被捕捉，則估算的種群密度會(huì)晅應(yīng)，理由是該鼠被捕捉一

次之后不易再被捕捉，再次捕獲的被標(biāo)記的個(gè)體數(shù)減少，由Nt=(MXn)/ml可知，

種群數(shù)量變大，即估算值大于實(shí)際的種群密度。

②若由于某種原因，如標(biāo)記物易脫落、標(biāo)記物導(dǎo)致被標(biāo)記個(gè)體易于被捕食、在被

標(biāo)記個(gè)體稀少處捕獲等，則估算的種群密度會(huì)俄直。(Nt=(MXn)/ml)

③若由于某種原因，如被標(biāo)記個(gè)體放回后還未充分融入該種群中就再次被捕獲、

在被標(biāo)記個(gè)體密集處捕獲等，則估算的種群密度會(huì)儲(chǔ)低。(Nl=(MXn)/mt)

樣線(xiàn)法：易于觀(guān)察且體型較大的生物，如鳥(niǎo)類(lèi)、大型哺乳類(lèi)、高大喬木等。簡(jiǎn)單

的樣線(xiàn)法調(diào)查，只需記錄調(diào)杳樣線(xiàn)兩側(cè)規(guī)定寬度范圍內(nèi)觀(guān)察到目標(biāo)生物的個(gè)體數(shù)量以

及樣線(xiàn)的長(zhǎng)度，進(jìn)而計(jì)算樣線(xiàn)調(diào)杳覆蓋面積中目標(biāo)生物的種群密度。與樣方法相似，

在調(diào)查區(qū)域的不同地方多次重復(fù)，并對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)求取平均值即可有效估計(jì)研究區(qū)域內(nèi)

目標(biāo)生物的種群密度。

微生物抽樣調(diào)查：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板(樣方法)。

土壤取樣器的方法：鼠婦等

直接計(jì)依法

__[J否早----------

種群密度

詞也?估算法

調(diào)直MX.

1.環(huán)境因子影響種群特征

環(huán)境因子：任何一個(gè)自然種群的形成都是其與環(huán)境相互作用的結(jié)果。通常把環(huán)境

中可以影響生物生存的因素。包括非生物因素和生物因素兩大類(lèi)。

非生物水：生命不不同生物對(duì)水的依賴(lài)程度各不相同，因此，水就成為它們?cè)谧匀唤?/p>

因素可或缺的中分布的決定因素。

重要組成藤壺能夠耐受暫時(shí)的缺水環(huán)境。

成分，是生

命代謝活

動(dòng)的介質(zhì)。

溫度環(huán)境①丁香在氣溫低于6.1C時(shí)，葉片就會(huì)凍傷；

②水稻在38c恒溫下培養(yǎng)時(shí)，結(jié)實(shí)率為零，即種群出生率為零；

③大部分哺乳動(dòng)物無(wú)法忍受環(huán)境溫度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)42℃：

④野生大熊貓會(huì)利用不同海拔高度的溫度差異，規(guī)律性地遷入和遷出：

⑤許多爬行動(dòng)物的性別是由胚胎時(shí)期的環(huán)境溫度來(lái)決定的（例如：揚(yáng)子

娉）

光照的周①菊花在日照變短的季節(jié)開(kāi)花；桃花、菠蘿等植物在日照時(shí)間變長(zhǎng)的季

期性、強(qiáng)節(jié)開(kāi)花；

度、光質(zhì)變②雪兔、北極狐等動(dòng)物冬季換上雪白皮毛，能夠提升種群的存活率；

化③山地陰坡和陽(yáng)坡的植物物種組成大不相同；

④不同光質(zhì)的光線(xiàn)對(duì)水的穿透能力不同，海洋藻類(lèi)呈現(xiàn)分層分布的現(xiàn)

象：綠藻總是分布在淺表水域；褐藻和紅藻總是分布在較深的水層。

生物因天敵、傳染正常年份,赤狐的捕食作用使雪兔的種群數(shù)量總是被控制在較低的

素病病原體水平。有些年份赤狐種群暴發(fā)獸疥癬，導(dǎo)致赤狐大量死亡，赤狐對(duì)

等雪兔種群的捕食作用減弱。因此，雪兔的種群數(shù)量相應(yīng)地發(fā)生暴發(fā)

式增長(zhǎng)。

正常年份赤孤種群科疥粒基發(fā)年份30

赤狐種群25

((

工6

J20*

)=

三

一

一

溢

15與

會(huì)

玷

-

-5:

?忒10M

7餐

，兔種胖5

0

19701975

二、用數(shù)學(xué)方法描述種群數(shù)量的變動(dòng)規(guī)律

區(qū)分種群數(shù)量〃變化〃與種群數(shù)量“增長(zhǎng)”。種群數(shù)量變化：增長(zhǎng)、波動(dòng)、穩(wěn)定、

下降等方面?！癑”形曲線(xiàn)和"S〃形曲線(xiàn)只是研究種群數(shù)量的增長(zhǎng)曲線(xiàn)。

1.“J”型曲線(xiàn)的種群增長(zhǎng)率保持不變

“J”型增長(zhǎng)前提條件：，四［

①生活在食物充分、生存生間充裕、

氣候適宜日.沒(méi)有敵害和種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的理想環(huán)

境中。②入侵生物種群數(shù)量常常呈現(xiàn)出“J”

型增長(zhǎng)。7911

時(shí)時(shí)（的

計(jì)算種群數(shù)量：假設(shè)第?年的種群數(shù)量為N”入：

當(dāng)年種群數(shù)最是前一年種群數(shù)最的比值，第t年時(shí)種群數(shù)最為Nt=MX入L

當(dāng)一個(gè)外來(lái)物種進(jìn)入新的環(huán)境，而且恰巧這個(gè)新環(huán)境不僅氣候適宜、還沒(méi)有可以制

衡它的敵害時(shí)，這個(gè)外來(lái)物種的種群就可能會(huì)快速增長(zhǎng)，最終威脅本土物種的生存，這

就是生物入侵。入侵生物種群數(shù)量常常呈現(xiàn)出“J”型增長(zhǎng)。

“J”型曲線(xiàn)的特點(diǎn)：種群數(shù)量起始增長(zhǎng)很慢，但隨若種群基數(shù)的加入，增長(zhǎng)會(huì)越

來(lái)越快，每單位時(shí)間都按種樣的一定百分?jǐn)?shù)或倍數(shù)增長(zhǎng)（增長(zhǎng)率不變）。

補(bǔ)充：“人”曲線(xiàn)

人代表種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的倍數(shù)，不是增長(zhǎng)率，增長(zhǎng)率=入一1。

請(qǐng)分析當(dāng)“入＞1"、“入=1”、“入＜1”時(shí)，種群的數(shù)量變化及其年齡結(jié)構(gòu)類(lèi)型:

項(xiàng)目種群數(shù)量變化年齡結(jié)構(gòu)

x>l增加增長(zhǎng)型

入=1不變穩(wěn)定型

X<1減少衰退型

3.“S”型曲線(xiàn)的種群數(shù)量會(huì)飽和

“S”型增長(zhǎng)前提條件:自然界的資源環(huán)境容納該K=375

(

G

和空間總是有限的。種群的死亡率上升、S

蠡

出生率下降，最終種群增長(zhǎng)停止，種群數(shù)裝

急

量保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平上。

蘇聯(lián)生態(tài)學(xué)家高斯曾經(jīng)利用大草履蟲(chóng)做過(guò)一系列關(guān)23456

時(shí)間（犬）

于有限環(huán)境種群增長(zhǎng)規(guī)律的研究實(shí)驗(yàn)。他在0.501L培養(yǎng)

液中一次性加入5個(gè)大草履蟲(chóng)，然后記錄每天的種群數(shù)量變化。他發(fā)現(xiàn)大草履蟲(chóng)第1

天的種群數(shù)量增長(zhǎng)較慢，第2、3天開(kāi)始高速增長(zhǎng)，而從第4天開(kāi)始減速增長(zhǎng)，直到第

5、6天基本穩(wěn)定在375個(gè)左右。我們把大草履蟲(chóng)這種增長(zhǎng)率先慢后快，再放緩，最后

種群數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長(zhǎng)曲線(xiàn)稱(chēng)作“S”型曲線(xiàn)，又叫做邏輯斯蒂曲線(xiàn)。

環(huán)境容納量:種群在特定的環(huán)境情況下所能維持的種群最大數(shù)量，用K表示。

“S”型曲線(xiàn)的計(jì)算公式：

Nt表示t時(shí)刻的種群數(shù)量；

K

I=~TK―—N。表示種群一開(kāi)始時(shí)的數(shù)量；

1+--1e-"

1乂）e是自然常數(shù)；

r表示N。時(shí)刻的種群增長(zhǎng)率。

補(bǔ)充：種群“S”形增長(zhǎng)曲線(xiàn)的分析及在實(shí)踐中的應(yīng)用

（1）曲線(xiàn)分析

（2）實(shí)踐應(yīng)用

消滅害蟲(chóng)應(yīng)盡早進(jìn)行，將種群數(shù)量控制于加速期（b點(diǎn)之前），嚴(yán)防

b點(diǎn)的應(yīng)用

種群增長(zhǎng)進(jìn)入加速期

對(duì)有害生物：嚴(yán)防種群數(shù)量達(dá)到該點(diǎn)，如害鼠達(dá)到K/2時(shí)，鼠害將

c點(diǎn)（K/2值）難以控制

的應(yīng)用畜牧養(yǎng)殖業(yè)中常將種群數(shù)量維持在K/2,以保證種群健康，同時(shí)

又能獲取相對(duì)最大的捕獲量。

對(duì)有害生物：限制生存條件，降低環(huán)境容納量，如封存糧食、硬化

e點(diǎn)（K值）的地面以限制鼠的種群數(shù)量

應(yīng)用對(duì)有益生物：改善生存條件，盡量提升K值，如建立自然保護(hù)區(qū)，

保護(hù)大焦貓

補(bǔ)充：增長(zhǎng)率、增長(zhǎng)速率的分析

增長(zhǎng)率增長(zhǎng)速率

定義單位時(shí)間內(nèi)新增加的個(gè)體數(shù)占原有單位時(shí)間內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)

個(gè)體總數(shù)的比率J型：斜率一直增加，從0開(kāi)始

J型：（Nt+INt）/NtX100%=X1（是一直增加

個(gè)常數(shù)）所以不變。環(huán)境不受限，能S型：頂點(diǎn)：K/2,斜率最大，資

一直增長(zhǎng)，所以增長(zhǎng)率不變?cè)喘h(huán)境受限，種內(nèi)斗爭(zhēng)加劇，影

S型：不斷降低，根據(jù)環(huán)境有關(guān)，環(huán)響出生和死亡率，K/2之后增長(zhǎng)

境受限所以不斷降低。速率減慢。K值之后增長(zhǎng)速率不

變，所以又為。了

單位無(wú)單位，只是百分比有單位，個(gè)/天，個(gè)/年

與斜率關(guān)系J型或S型曲線(xiàn)的斜率只能代表增長(zhǎng)速率

①下圖表示的是種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線(xiàn)，圖中陰影部分表示的含義是在生存斗爭(zhēng)中被

淘汰的個(gè)體數(shù)量。兩種增長(zhǎng)曲線(xiàn)具有差異的主要原因：環(huán)境阻力不同，對(duì)種群數(shù)量增

長(zhǎng)的影響不同。

②對(duì)于鼠、蚊蟲(chóng)等有害生物的控制，應(yīng)該采取的措施：從環(huán)境容納量的角度思考，

可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)存在安全處，斷絕或減少

它們的食物來(lái)源等。

3.自然種群的數(shù)量是變動(dòng)的

①K值不是一成不變的：自然界中，許多物種的種群都無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持在環(huán)境容納

量附近，因?yàn)闅夂?、食物、疾病、天敵等環(huán)境因

子總是在不斷地變化。

②種群數(shù)量會(huì)在K值附近上下波動(dòng)：有時(shí)這

些變化存在一定的周期性且在物種耐受范圍之內(nèi),

0

因此生物的種群數(shù)量也表現(xiàn)出?定的規(guī)律性波19721973197419751976197719781979198019811982

時(shí)間（年份）

動(dòng).

③K值并不是種群數(shù)量的最大值：K值是環(huán)境容納量，即在保證環(huán)境不被破壞的前

提下所能維持的種群最大數(shù)量；種群數(shù)量所達(dá)到的最大值會(huì)超過(guò)K值，但這個(gè)值存在

的時(shí)間很短，因?yàn)榄h(huán)境會(huì)遭到破壞。

3.1探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量的變化規(guī)律

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：探究培養(yǎng)液中的酵母種群數(shù)量隨時(shí)間變化的規(guī)律

實(shí)驗(yàn)原理：利用液體培養(yǎng)基來(lái)模擬有限環(huán)境，觀(guān)察隨著資源的不斷消耗，酵母種

群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。

實(shí)驗(yàn)材料：顯微鏡、試管（或三角燒瓶）、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板（用于計(jì)算較大單紐胞

微生物的工具）、移液器、計(jì)數(shù)器、吸水紙、滅菌液體培養(yǎng)基（如馬鈴薯培養(yǎng)基、麥

芽汁培養(yǎng)基、酵母浸粉腺葡萄糖培養(yǎng)基均可）、亞甲基藍(lán)溶液、酵母等。

rfn細(xì)胞計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu)：血細(xì)胞計(jì)數(shù)板中央有2個(gè)3mmX3mm的計(jì)數(shù)池c每個(gè)計(jì)數(shù)泄

劃分成9個(gè)ImmXlmm的大方格，正中央的大方格稱(chēng)為計(jì)數(shù)區(qū)。每個(gè)大方格進(jìn)一步劃分

為16個(gè)中方格，每個(gè)中方格再進(jìn)一步劃分成25個(gè)小方格。因此，1個(gè)計(jì)數(shù)區(qū)最終由

400個(gè)等尺寸的小方格組合成。每個(gè)小方格的面積是l/MOmm）計(jì)數(shù)區(qū)的高度是0.1mm,

當(dāng)蓋上蓋玻片時(shí)，每個(gè)小方格的體積為l/4000mm\

兩種規(guī)格的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)算方法：

Ag、A,、A八ApA,分別

為八個(gè)中方格中的的付敢

1ml.樣＜加1，節(jié)甘敢-3fX林軒伍數(shù)X|（P

-（A.+AJ+AJ+A4+A,）、§乂13又稀行倍數(shù)

-(Ai+A#A>+AJX4X】(HX稀祥信教

實(shí)驗(yàn)步驟:

1.使用天平稱(chēng)取0.3g活性干酵母，在洲精燈火焰旁將其加入到盛有100mL已火菌

培養(yǎng)基的三角燒瓶中，充分搖勻。每組取10mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.取潔凈的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板一塊，蓋上蓋玻片。在灑精燈火焰旁，用移液器吸取少

許充分混勻的培養(yǎng)液，滴丁蓋玻片邊緣，讓培養(yǎng)液自行緩慢滲入，一次性允滿(mǎn)計(jì)數(shù)池，

同時(shí)防止產(chǎn)生氣泡。

3.用對(duì)側(cè)引流法滿(mǎn)加業(yè)甲基藍(lán)染液，用吸水紙吸去多余的液體。靜置3min,將計(jì)

數(shù)板置于顯微鏡下，先川低倍鏡找到計(jì)數(shù)池，再轉(zhuǎn)換至高倍鏡觀(guān)察。

4.25中方格的血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，分別取左上（A.）、左下（AJ、右上（AJ、右下⑶）

和中心位置的中方格（AJ,共5個(gè)中方格，對(duì)酵母法行計(jì)數(shù)。估算出1位培養(yǎng)液中酵

母的初始種樣數(shù)量（M），計(jì)數(shù)通常需安重復(fù)3次，取平

d7

G6

均值。o

-5

x4

5.將母培養(yǎng)液胃于37°C左右的條件下培養(yǎng)，每天二J

-

自

三1

定時(shí)進(jìn)行顯微計(jì)數(shù)，持續(xù)觀(guān)察5人以上，分別記錄數(shù)據(jù)。XO

6.根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，畫(huà)出酵母數(shù)量變化曲線(xiàn)。

設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)中注意思考以下問(wèn)題：

（1）將少量亞甲基藍(lán)溶液滴入菌液并靜置3min,死亡的酵母細(xì)胞將

變成藍(lán)色，而活體細(xì)胞不會(huì)被染色。只有活體才能被記作種群的一員，但

是計(jì)數(shù)死細(xì)胞又能為我們提供什么種群信息呢？

（2）是否需要對(duì)照實(shí)驗(yàn)？時(shí)間上前后自身對(duì)照

（3）是否需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)？如果需要，如何處理各重復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)間的差異？需

要重復(fù)試驗(yàn)，對(duì)每個(gè)樣品可計(jì)數(shù)二次，再取平均值

（4）酵母有出芽生殖現(xiàn)象。如果觀(guān)察到正在出芽的個(gè)體應(yīng)該算作幾個(gè)個(gè)體呢？（建

議：確定一個(gè)芽體和母體的體枳比閾值（芽體達(dá)到母細(xì)胞的1/2時(shí)，記作2個(gè)菌體），

當(dāng)超過(guò)這個(gè)閾值時(shí)就記為2個(gè)個(gè)體，否則算1個(gè)個(gè)體。）

（5）落在網(wǎng)格線(xiàn)上的個(gè)體用什么方法進(jìn)行計(jì)數(shù)？落在網(wǎng)格線(xiàn)上的

酵母，依照“記上不記下，記左不計(jì)右的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)。（右圖18個(gè)）

（6）如果小方格里酵母過(guò)多，難以數(shù)清，怎么辦？稀釋培養(yǎng)液重新

計(jì)數(shù)。如果過(guò)少，可以對(duì)整個(gè)大方格中所有的菌體進(jìn)行計(jì)數(shù)。

三、群落是多種物種種群形成的復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)

1.群落是多個(gè)物種種群組成的有機(jī)整體

群落：同一時(shí)間內(nèi)，聚集在一定區(qū)域中的各種生物種群集合。

群落的物種組成是區(qū)別不同群落類(lèi)型的重要特征。

鑒別群落：可以依據(jù)群落中具有代表性的物種來(lái)判斷。植物通常是決定群落外貌的

主要部分。通常用植被來(lái)表示群落中的植物組成。我國(guó)北方針葉闊葉混交林和南方亞熱

帶常綠闊葉林兩種群落中主要植被的不同組成。

群落的物種組成受到環(huán)境因素影響：

①溫度影響：群落中植被組成的差異主要是受到我國(guó)北方和南方溫度差異影響：北

方較寒冷，因此更適合有較強(qiáng)耐寒能力的針葉裸子植物和被子植物生長(zhǎng)；南方，更加適

應(yīng)溫暖濕潤(rùn)氣候的被子植物取代了針葉裸子植物，成為群落中主要的木本植物。

②物種豐富度（是衡是、比較不同群落的重要特征）：一個(gè)群落中全部物種的數(shù)量

稱(chēng)為物種.

(

蠢

)

朝

忸

4

：

女

壯

01030507（）90

緯度（?1

③氣候：于地球上的氣候帶整體上呈現(xiàn)由赤道向兩極逐漸變冷的趨勢(shì)，相應(yīng)地，在

全球尺度上，群落物種豐富度也隨著這個(gè)趨勢(shì)由熱帶地區(qū)向兩極逐漸減少。

程度。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.確定課題

研究土壤動(dòng)物的組成和豐富度可以回答許多科學(xué)問(wèn)題。

2.設(shè)計(jì)方案

我們需要特殊的土樣采集器和捕捉設(shè)備來(lái)收集土壤并分離其中的動(dòng)物。其次，土

樣采集器一次采集的土樣是十分有限的，為了真實(shí)反映土壤中的情況，需要根據(jù)實(shí)際

能力進(jìn)行重復(fù)采樣。再次，土壤中的大動(dòng)物可以直接計(jì)數(shù)，但是許多小動(dòng)物需要在體

視解剖鏡下觀(guān)察、計(jì)數(shù)。

3.采集土樣

可以使用市售的標(biāo)準(zhǔn)土樣采集器采集土樣，也可以自己動(dòng)手制作簡(jiǎn)易的土樣采集

裝置。制作時(shí)，可以使用PVC管、罐頭等各種截面為圓形的硬質(zhì)材料，以方便通過(guò)旋

轉(zhuǎn)助力取樣器插入土中取樣。無(wú)論使用標(biāo)準(zhǔn)采集器，還是自制采集器，都需要注意采

樣過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化。首先，由于土壤中不同土層的動(dòng)物組成有很大差別，必須在實(shí)驗(yàn)開(kāi)

始前明確采樣的土層深度。其次，為了確保樣品的重復(fù)性和可對(duì)比性，每次采樣必須

使用規(guī)格相同的采集器。如果使用自制采集器，需保證各個(gè)采集器規(guī)格一致。

4.制作誘蟲(chóng)器

在搭建誘蟲(chóng)器時(shí)，使用一個(gè)去底小水桶，里面固定一張金屬網(wǎng)來(lái)盛放

土樣。然后，將這個(gè)盛土器放置在一個(gè)大漏斗上，漏斗下部接裝有固定液

（乙醇）的集蟲(chóng)器。將整個(gè)裝置置于電燈下烘烤，利用土壤動(dòng)物躲避高溫

的習(xí)性，將它們逐漸趕件盛土器的底部并掉落，沿著漏斗收集在集電器中。

5.編制采樣記錄表

根據(jù)你們小組的研究課題，設(shè)計(jì)一張采樣記錄表。基本信息應(yīng)包括樣

品編號(hào)、采樣地點(diǎn)（經(jīng)緯度坐標(biāo)）、采樣深度（如0~5cm、510cm等）、環(huán)境類(lèi)型（公

園、農(nóng)田、居民區(qū)、工廠(chǎng)等）、備注（如顯著的污染源）等。

6.取樣

到達(dá)取樣點(diǎn)后，清理取樣點(diǎn)地表的覆蓋物（落葉、生活垃圾等）,將取樣器插

入土中，確保取樣器底面與地表齊平。用鏟子將取樣器連同里面土樣一起鏟出，并將

土樣轉(zhuǎn)移至樣品容器中。同時(shí)，在采樣記錄表中記錄信息。

7.采集動(dòng)物

體型較大的土壤動(dòng)物可以通過(guò)土樣篩，使用包裹r紗布的鐐子和集蟲(chóng)器直接收集。

將過(guò)篩的土樣置于誘蟲(chóng)器中。設(shè)置統(tǒng)?的烘烤時(shí)間，待處理完畢后，保存好集蟲(chóng)器中

的溶液備用。

8.觀(guān)察和分類(lèi)

用滴管吸取適量集蟲(chóng)器中的固定液，并置于載玻片上，制作

臨時(shí)裝片，送體視解剖鏡觀(guān)察。使用動(dòng)物分類(lèi)學(xué)資料來(lái)鑒定所有

觀(guān)察到的動(dòng)物標(biāo)本。對(duì)來(lái)自每一份土樣的動(dòng)物物種和數(shù)量都要進(jìn)

行詳細(xì)準(zhǔn)確的記錄。如何確保不同觀(guān)察者對(duì)不同樣品的觀(guān)察結(jié)果

具有可比性？需要建立一套所有參與者都可參照?qǐng)?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)方法。例如，僅對(duì)

解剖鏡下一個(gè)視野范圍內(nèi)看到的動(dòng)物進(jìn)行計(jì)數(shù)；或者建立統(tǒng)一的數(shù)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，如“非

常多、很多、一般、較少……”

9.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

設(shè)計(jì)一張數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表，將不同樣品中土壤動(dòng)物的觀(guān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行歸類(lèi)整理，分析所

得數(shù)據(jù)。

2.種間關(guān)系將群落物種聯(lián)系在一起

種間關(guān)系：群落中各物種之間存在著復(fù)雜的相互作用。這類(lèi)物種間的相互作用，稱(chēng)

為種間關(guān)系。

種間關(guān)系分類(lèi)：負(fù)相互作用和正相互作用

負(fù)相互作用：作用雙方至少有一方受害，例如捕食、種間競(jìng)爭(zhēng)、寄牛。

正相互作用：雙方至少有一方受益，而且另一方?jīng)]有受損，例如共生。

補(bǔ)充：原始合作:兩種生物共同生活在一起時(shí)，雙方都受益，但分開(kāi)后，各自也

能獨(dú)立生活。

種間關(guān)系定義

fflj食一種生物以另一種生物為食。鳥(niǎo)吃魚(yú)等等

個(gè)體數(shù)

負(fù)相互作用

O1

利卜間競(jìng)爭(zhēng)兩種或多種生物共同利用同一盜源而產(chǎn)生的相互

個(gè)體數(shù)7A妨礙作用。競(jìng)爭(zhēng)表現(xiàn)為物種間相互抑制其結(jié)果通常

是一方占優(yōu)勢(shì)，而另一方居于劣勢(shì)甚至滅亡。

C㈤時(shí)間

圖1

|個(gè)體數(shù)

C時(shí)間

圖2

寄生寄生生物寄宿在宿主生物體內(nèi)或體表，并從宿

f匕個(gè)體數(shù)A主生物的組織、體液、已消化物質(zhì)獲取營(yíng)養(yǎng)造成對(duì)

宿主生物的危害。

C）時(shí)間

正相互作用方b生不同種的生物生活在一起，相互依存，被此有

個(gè)體數(shù)利。

C）時(shí)自

補(bǔ)充：種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)和種間競(jìng)爭(zhēng)的區(qū)別:同種生物以同種的幼體為食，或同種生物之

間對(duì)資源和空間的爭(zhēng)奪都為種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)；不同種生物之間對(duì)資源和空間的爭(zhēng)奪就是種問(wèn)

競(jìng)爭(zhēng)。

補(bǔ)充：從特征上區(qū)分種間關(guān)系

1）種間競(jìng)爭(zhēng)與捕食

種間競(jìng)爭(zhēng)是因爭(zhēng)奪資源、空間等生活條件而發(fā)生的斗爭(zhēng)；捕食則是一種生物以另

一種生物為食，目的是狹得食物以維持自身生存。

2）捕食與寄生

捕食是獲取對(duì)方正常組織，造成器官、組織結(jié)構(gòu)不完整，常導(dǎo)致對(duì)方死亡；寄生

是生活在一起的生物，一方獲利并對(duì)另一方造成損害，但一般并不把對(duì)方殺死。

3）共生與原始合作

原始合作的兩種生物分開(kāi)后各自能獨(dú)立生活（1+1>2）；共生的兩種生物分開(kāi)后

至少一方不能獨(dú)立生活。

3.群落具有一定的空間結(jié)構(gòu)

每一種生物在群落中都有一定的分布空間。將這些物種的空間分布特征集

概念

合起來(lái)，就形成了群落的空間結(jié)構(gòu)。

類(lèi)型垂直結(jié)構(gòu)水平結(jié)構(gòu)

物種組成的變化、土壤理化特性、小地

大多數(shù)群落在垂直方向上都形、風(fēng)、水分布等許多局部環(huán)境條件的變化

定義有分層現(xiàn)象,稱(chēng)為群落的垂會(huì)導(dǎo)致群落植被的分布出現(xiàn)較大的局部差

直結(jié)構(gòu)。

異，最終在水平方向上形成斑塊狀的鑲嵌結(jié)

拉，稱(chēng)為群落的水平結(jié)構(gòu)。

模型

表現(xiàn)垂直方向有明顯的分層現(xiàn)象水平方向上常呈鑲嵌分布

植物：光照、溫度、水分、環(huán)境因素：地形變化、土壤濕度和鹽堿度的

決定無(wú)機(jī)鹽等；差異以及光照強(qiáng)度的不同；

因素動(dòng)物：棲息空間和食物條件；生物因素：生物自身生長(zhǎng)特點(diǎn)的不同以及人

植物分層決定動(dòng)物分層與動(dòng)物的影響

補(bǔ)充：群落結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的易誤點(diǎn)

(1)“竹林中的竹子高低錯(cuò)落有致”不屬于群落的垂直結(jié)構(gòu)，竹林中的竹子是種群，

不具有群落的空間結(jié)構(gòu)。

(2)水體中植物的垂直分布主要是由光照(光質(zhì))引起的分層現(xiàn)象，屬于群落的垂直

結(jié)構(gòu)。

(3)高山上植物的分布取決于溫度，從山頂?shù)缴侥_下，分布著不同的植物類(lèi)群，屬

于植被的垂直地帶性分布，不屬于群落的垂直結(jié)構(gòu)。

3.1生態(tài)位

生態(tài)位：生物在生態(tài)環(huán)境中所處的位置,是該生物對(duì)其生存所需一切環(huán)境要求的

總和。

由于能夠影響生物的環(huán)境因子很多，在研究生態(tài)位時(shí)通常需要具體到環(huán)境因子，

如食物生態(tài)位或棲息地生態(tài)位。鳥(niǎo)類(lèi)是城市生態(tài)系統(tǒng)中最常見(jiàn)的野生動(dòng)物類(lèi)群。在上

海地區(qū)，有記錄的鳥(niǎo)類(lèi)超過(guò)430種，它們體態(tài)各異、習(xí)性不同，擁有各自獨(dú)特的生態(tài)

位。

補(bǔ)充：生態(tài)位的內(nèi)容及研究意義

生態(tài)位重疊:當(dāng)兩個(gè)或更多的物種共同利用某些資源時(shí)，即出現(xiàn)了生態(tài)位重疊，

如果資源供應(yīng)不足，就會(huì)產(chǎn)生種間競(jìng)爭(zhēng)，如果競(jìng)爭(zhēng)激烈，種群對(duì)資源的利用就會(huì)發(fā)生

改變，可能出現(xiàn)（a）生態(tài)位移動(dòng)或（b）一個(gè)物種絕滅。

人們根據(jù)動(dòng)物或植物的生態(tài)位的不同進(jìn)行混養(yǎng)或間作，既降低了種間競(jìng)爭(zhēng)的激烈

程度，又充分利用了空間和資源。

四、群落演普是生物與環(huán)境相互作用的結(jié)果

群落演替：一定地理范圍內(nèi)，群落由一種類(lèi)型變化為另一類(lèi)型的有序演變過(guò)程。

（1）初生演替：如果一個(gè)地區(qū)從未被生物定居過(guò)（或者徹底清除了一切生物），

生命從無(wú)開(kāi)始的演替。

（2）次生演替：種原生群落受自然或人為破壞后再次發(fā)生的演替。

頂級(jí)群落:在某一特定地理環(huán)境中，群落經(jīng)歷一系列演替階段，最后出現(xiàn)的、相

對(duì)穩(wěn)定的群落階段。

補(bǔ)充：比較初生演替和次生演替

項(xiàng)目初生演替次生演替

起點(diǎn)如果一個(gè)地區(qū)從未被生物定居原生攀落受自然或人為破壞后再次發(fā)生

過(guò)（或者徹底清除了一切生物），的演替。

生命從無(wú)開(kāi)始的演替。

實(shí)例實(shí)例：在沙丘、火山巖、冰川泥實(shí)例：在火災(zāi)過(guò)后的草原、過(guò)量砍伐的

上進(jìn)行的演替