Экология. 10 класс
Конспект урока
Экология, 10 класса
Урок 6. Популяционно-видовой уровень организации жизни. Популяция и её основные характеристики
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
– что такое популяция и каковы её основные характеристики;
— в чем заключается гомеостаз популяции.
— описывать популяционно-видовой уровень организации жизни;
— бережно и ответственно относиться к объектам окружающей среды, воспринимать природу как ценностный объект охраны и защиты.
— классифицировать экологические характеристики популяций.
Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Численность популяции – суммарное количество особей.
Плотность популяции _ число особей, или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади, или объема.
Рождаемость популяции – это способность популяции к увеличению численности.
Иммиграция – количество «влившихся» в популяцию особей в единицу времени.
Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале.
Генетическая структура популяции – это частота встречаемости аллелей и генотипов.
Половая структура (половой состав) популяции– соотношение особей мужского и женского пола в популяции.
Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста.
Основная и дополнительная литература (точные библиографические данные с указанием страниц):
Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии):
Теоретический материал для самостоятельного изучения:
Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Географическое пространство, в пределах которого встречается вид, называют ареал.
Организмы в пределах популяции связаны между собой разнообразными отношениями.
Популяции характеризуются различными количественными показателями: численностью, плотностью, рождаемостью, смертностью, иммиграцией, эмиграцией.
Соотношение особей разного пола или разного возраста в популяции – это показатели возрастной и половой структуры. Характеристика возрастной и половой структуры популяции носит название «демография».
Возрастная структура популяции может быть простой, состоять из представителей одного возраста (однолетние растения, многие насекомые) и сложной, когда представлены все возрастные группы. Такие популяции характерны для видов с большой продолжительностью жизни, не однократным размножением и малой численностью потомства (слоны, лошади, большинство птиц, многолетние травы, деревья и т. п.). К этим видам относится и человек.
Гомеостаз популяции – поддержание оптимальной в данных условиях численности.
Интересные факты: Глубоководная рыба-удильщик
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий):
Выберите правильный ответ.
Популяция – это совокупность …
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Неправильный вариант/варианты (или комбинации):
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).
Неправильный вариант/варианты (или комбинации):
Название элемента: Кроссворд
КЭС: Популяция, вид, ареал, демография популяции, гомеостаз популяции.
Экология. 10 класс
Конспект урока
Экология, 10 класса
Урок 6. Популяционно-видовой уровень организации жизни. Популяция и её основные характеристики
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
– что такое популяция и каковы её основные характеристики;
— в чем заключается гомеостаз популяции.
— описывать популяционно-видовой уровень организации жизни;
— бережно и ответственно относиться к объектам окружающей среды, воспринимать природу как ценностный объект охраны и защиты.
— классифицировать экологические характеристики популяций.
Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Численность популяции – суммарное количество особей.
Плотность популяции _ число особей, или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади, или объема.
Рождаемость популяции – это способность популяции к увеличению численности.
Иммиграция – количество «влившихся» в популяцию особей в единицу времени.
Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале.
Генетическая структура популяции – это частота встречаемости аллелей и генотипов.
Половая структура (половой состав) популяции– соотношение особей мужского и женского пола в популяции.
Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста.
Основная и дополнительная литература (точные библиографические данные с указанием страниц):
Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии):
Теоретический материал для самостоятельного изучения:
Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Географическое пространство, в пределах которого встречается вид, называют ареал.
Организмы в пределах популяции связаны между собой разнообразными отношениями.
Популяции характеризуются различными количественными показателями: численностью, плотностью, рождаемостью, смертностью, иммиграцией, эмиграцией.
Соотношение особей разного пола или разного возраста в популяции – это показатели возрастной и половой структуры. Характеристика возрастной и половой структуры популяции носит название «демография».
Возрастная структура популяции может быть простой, состоять из представителей одного возраста (однолетние растения, многие насекомые) и сложной, когда представлены все возрастные группы. Такие популяции характерны для видов с большой продолжительностью жизни, не однократным размножением и малой численностью потомства (слоны, лошади, большинство птиц, многолетние травы, деревья и т. п.). К этим видам относится и человек.
Гомеостаз популяции – поддержание оптимальной в данных условиях численности.
Интересные факты: Глубоководная рыба-удильщик
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий):
Выберите правильный ответ.
Популяция – это совокупность …
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Неправильный вариант/варианты (или комбинации):
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).
Неправильный вариант/варианты (или комбинации):
Название элемента: Кроссворд
КЭС: Популяция, вид, ареал, демография популяции, гомеостаз популяции.
Экология. 10 класс
Теоретическая часть
Популяционно-видовой уровень организации жизни
Необходимо запомнить
Популяция – это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Часть земной поверхности (территории или акватории), в пределах которой встречается вид, называют ареалом.
Организмы в пределах популяции связаны между собой разнообразными отношениями.
Наиболее развиты два вида биотических связей – конкуренция и мутуализм.
Популяции характеризуются различными количественными показателями: численностью, плотностью, рождаемостью, смертностью, численностью мигрирующих особей (прибывающих – эмигрирующих; выбывающих – иммигрирующих).
Соотношение особей разного пола или разного возраста в популяции – это показатели возрастной и половой структуры. Возрастная структура популяции может быть простой, состоять из представителей одного возраста (например, у однолетних растений, многих насекомых) и сложной, когда представлены все возрастные группы. Сложная популяция характерна для видов с большой продолжительностью жизни, неоднократным размножением и малой численностью потомства (слоны, лошади, большинство птиц, многолетние травы, деревья, и т. п.). К таким видам относится и человек.
Пространственная структура популяции – это характер размещения организмов – членов популяции и их группировок в ареале обитания. Выделяют равномерное, случайное и групповое распределение особей внутри ареала обитания.
Гомеостаз популяции – поддержание её оптимальной численности в данных условиях.
Характеристика популяции
Популяционно-видовой уровень организации жизни. Интересный факт
В популяции глубоководных рыб-удильщиков существуют необычные связи между самками и самцам по типу паразит – хозяин. Самец, имея значительно меньшие размеры, прикрепляется к телу взрослой самки зубами. Через некоторое время он полностью к ней прирастает. Их кровеносные сосуды срастаются, и самец превращается в придаток самки, что обеспечивает размножение особей вида при очень низкой плотности популяции.
1.Популяция как уровень организации жизни. Основные характеристики популяции.
Объединение особей в популяции, а популяций в виды по степени генетического и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе.
Популяция – элементарная структура на популяционно-видовом уровне, а элементарное явление на этом уровне – изменение генотипического состава популяции; элементарный материал на этом уровне – мутации.
На популяционно-видовом уровне особую роль приобретают отношения между особями внутри популяции и вида. При этом популяции выступают как элементарные, далее не разложимые эволюционные единицы, представляющие собой генетически открытые системы (особи из разных популяций иногда скрещиваются, и популяции обмениваются генетической информацией). Виды, всегда выступающие как система популяций, являются наименьшими, в природных условиях генетически закрытыми системами (скрещивание особей разных видов в природе в подавляющем большинстве случаев не ведет к появлению плодовитого потомства). Все это приводит к тому, что популяции оказываются элементарными единицами, а виды – качественными этапами процесса эволюции. В целом же на популяционно-видовом уровне реально осуществляется в чреде поколений процесс эволюции.
Популяции и виды как надындивидуальные образования способны к существованию в течение длительного времени и к самостоятельному эволюционному развитию. Жизнь отдельной особи при этом находится в зависимости от процессов, протекающих в популяциях. Популяции и виды, несмотря на то, что состоят из множества особей, целостны. Но их целостность принципиально иная, чем целостность на молекулярно-генетическом и онтогенетическом уровнях. Целостность популяций и видов связана с взаимодействием особей в популяциях и поддерживается обменом генетического материала в процессе полового размножения (в отношении агамных и облигатко-партеногенетических форм этот вопрос требует дальнейшей разработки).
Популяции и виды всегда существуют в определенной среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты. Конкретная среда протекании процесса эволюции, идущего в отдельных популяциях,– биогеоценоз. В то же время биогеоценоз – элементарная единица следующего уровня организации жизни на Земле.
Основные характеристики популяции.
Каждая популяция любого вида как биологическая система обладает определенной структурой. Под структурой популяции понимается определенное количественное соотношение особей, отличающихся по морфологическим и физиологическим признакам, возрасту, полу, характеру распределения в пространстве и другим свойствам. Основными параметрами популяции являются, прежде всего, ее численность и плотность.
Численность — общее количество особей в популяции. Она не бывает постоянной, так как изменчивы условия среды обитания популяции. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности. Для каждой популяции есть верхний и нижний пределы численности, которые можно измерить, изучая ее сезонные и межгодовые изменения.
Плотность популяции — это количество особей или их биомасса на единицу площади или объема (например, 150 растений сосны на 1 га; 0,5 циклопа на 1 м 3 воды). Плотность популяции также изменчива и зависит от численности. При возрастании численности плотность не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение популяции, расширение ее ареала. Повышение плотности сверх оптимальной неблагоприятно сказывается на состоянии популяции, поскольку при этом иссякает кормовая база, сокращается жизненное пространство и т.д.Падение плотности ниже оптимальной приводит к ослаблению защитных реакций популяции, снижает ее плодовитость, что в конечном итоге может привести к вымиранию популяции.
Пространственное распределение представляет собой особенности размещения особей популяции на занимаемой территории. Оно определяется степенью однородности среды обитания, наличием пригодных для жизни участков, а также биологическими особенностями вида, поведением его особей. Знание типа распределения организмов позволяет правильно оценить плотность методом выборки. Природным популяциям свойственны три типа распределения особей: случайное, равномерное (регулярное) и групповое (агрегированное) (рис. 1.3).
Случайное распределение особей наблюдается в однородной среде обитания, при невысокой численности популяции и отсутствии у особей стремления образовывать группы (например, у планарий, гидр). В природе этот тип распределения встречается редко.
Равномерное распределение характерно для видов, отличающихся жесткой конкуренцией между особями за одинаковые ресурсы и сильным территориальным инстинктом (хищные рыбы, млекопитающие, птицы, пауки).
Агрегированное (групповое) распределение встречается в природе наиболее часто. Оно выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются значительные незаселенные территории. Причинами агрегированности особей могут быть неоднородность среды и ограниченность пригодных для жизни местообитаний, особенности размножениястремление к жизни в группе. Жизнь в группе (семье, стаде, стае, колонии) облегчает защиту от хищников, поиск и добывание корма. У растений групповое распределение определяется главным образом способом размножения и расселения семян и плодов. Например, тяжелые плоды, падая рядом с материнским растением и в последующем прорастая, образуют группу рядом растущих дочерних растений.
Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяции (рис. 1.4), а также сезонную и межгодовую динамику этого соотношения. В популяции обычно выделяют три экологических возраста: предрепродуктивный (до размножения), репродуктивный (в период размножения) и пострепродуктивный (после размножения). При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный уровень численности. Несмотря на присутствие в популяции всех возрастных групп, соотношение между ними меняется и зависит от числа потомков в помете, количества пометов за сезон, времени наступления половозрел ости, продолжительности репродуктивного периода особей, продолжительности их жизни и других факторов. Так, например, в популяциях мелких грызунов велика доля особей младших возрастных групп, в то время как для крупных видов (слоны, киты и др.) она мала.
В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, уже не способные интенсивно размножаться. Такая возрастная структура свидетельствует о неблагоприятных условиях существования.
Изучение распределения организмов по возрастам имеет большое значение в прогнозировании численности популяций на протяжении жизни ряда ближайших поколений. Такие исследования позволяют планировать, например, промысел рыб или пушных зверей на ряд лет вперед.
Половую структуру формирует соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями (см. рис. 1.4). К ним относятся большинство животных и все двудомные растения. Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции за счет размножения. Различают абсолютную и удельную рождаемость.
Абсолютная рождаемость — это количество особей, рожденных в популяции за единицу времени, например, за год, месяц, сутки. Однако величина абсолютной рождаемости находится в прямой зависимости от численности популяции. Поэтому определяют удельную рождаемость — количество особей, рожденных в популяции за единицу времени в расчете на одну особь (или на тысячу особей). Показатель удельной рождаемости удобен тем, что позволяет сравнивать скорость рождаемости в разных популяциях независимо от различий в их численности.
Смертность (абсолютная и удельная) — величина, противоположная рождаемости.
Величины рождаемости и смертности изменчивы во времени и зависят от возрастной и половой структуры популяции, обеспеченности пищей и ряда других факторов (рис. 1.5).
Соотношение между величинами рождаемости и смертности определяет динамику численности популяции. Так, если величина рождаемости выше показателя смертности, то численность популяции будет возрастать, и наоборот, снизится, если смертность превысит рождаемость. В случае равенства величин рождаемости и смертности численность популяции будет поддерживаться на постоянном уровне.
Формой существования вида является популяция — самоподдерживающаяся совокупность особей одного вида, имеющая собственный генофонд. Способность популяции к длительному существованию на конкретном участке ареала вида обеспечивается характерными для нее структурой и групповыми свойствами: численностью, плотностью, половозрастной структурой, рождаемостью и смертностью. Величины этих показателей непостоянны, что дает возможность популяции адаптироваться к меняющимся условиям среды обитания.
Билет 13
Популяция как уровень организации жизни. Основные характеристики популяции.
1.Популяция как уровень организации жизни. Основные характеристики популяции.
Объединение особей в популяции, а популяций в виды по степени генетического и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе.
Популяция – элементарная структура на популяционно-видовом уровне, а элементарное явление на этом уровне – изменение генотипического состава популяции; элементарный материал на этом уровне – мутации.
На популяционно-видовом уровне особую роль приобретают отношения между особями внутри популяции и вида. При этом популяции выступают как элементарные, далее не разложимые эволюционные единицы, представляющие собой генетически открытые системы (особи из разных популяций иногда скрещиваются, и популяции обмениваются генетической информацией). Виды, всегда выступающие как система популяций, являются наименьшими, в природных условиях генетически закрытыми системами (скрещивание особей разных видов в природе в подавляющем большинстве случаев не ведет к появлению плодовитого потомства). Все это приводит к тому, что популяции оказываются элементарными единицами, а виды – качественными этапами процесса эволюции. В целом же на популяционно-видовом уровне реально осуществляется в чреде поколений процесс эволюции.
Популяции и виды как надындивидуальные образования способны к существованию в течение длительного времени и к самостоятельному эволюционному развитию. Жизнь отдельной особи при этом находится в зависимости от процессов, протекающих в популяциях. Популяции и виды, несмотря на то, что состоят из множества особей, целостны. Но их целостность принципиально иная, чем целостность на молекулярно-генетическом и онтогенетическом уровнях. Целостность популяций и видов связана с взаимодействием особей в популяциях и поддерживается обменом генетического материала в процессе полового размножения (в отношении агамных и облигатко-партеногенетических форм этот вопрос требует дальнейшей разработки).
Популяции и виды всегда существуют в определенной среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты. Конкретная среда протекании процесса эволюции, идущего в отдельных популяциях,– биогеоценоз. В то же время биогеоценоз – элементарная единица следующего уровня организации жизни на Земле.
Основные характеристики популяции.
Каждая популяция любого вида как биологическая система обладает определенной структурой. Под структурой популяции понимается определенное количественное соотношение особей, отличающихся по морфологическим и физиологическим признакам, возрасту, полу, характеру распределения в пространстве и другим свойствам. Основными параметрами популяции являются, прежде всего, ее численность и плотность.
Численность — общее количество особей в популяции. Она не бывает постоянной, так как изменчивы условия среды обитания популяции. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность же приводит к сокращению ее численности. Для каждой популяции есть верхний и нижний пределы численности, которые можно измерить, изучая ее сезонные и межгодовые изменения.
Плотность популяции — это количество особей или их биомасса на единицу площади или объема (например, 150 растений сосны на 1 га; 0,5 циклопа на 1 м 3 воды). Плотность популяции также изменчива и зависит от численности. При возрастании численности плотность не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение популяции, расширение ее ареала. Повышение плотности сверх оптимальной неблагоприятно сказывается на состоянии популяции, поскольку при этом иссякает кормовая база, сокращается жизненное пространство и т.д.Падение плотности ниже оптимальной приводит к ослаблению защитных реакций популяции, снижает ее плодовитость, что в конечном итоге может привести к вымиранию популяции.
Пространственное распределение представляет собой особенности размещения особей популяции на занимаемой территории. Оно определяется степенью однородности среды обитания, наличием пригодных для жизни участков, а также биологическими особенностями вида, поведением его особей. Знание типа распределения организмов позволяет правильно оценить плотность методом выборки. Природным популяциям свойственны три типа распределения особей: случайное, равномерное (регулярное) и групповое (агрегированное) (рис. 1.3).
Случайное распределение особей наблюдается в однородной среде обитания, при невысокой численности популяции и отсутствии у особей стремления образовывать группы (например, у планарий, гидр). В природе этот тип распределения встречается редко.
Равномерное распределение характерно для видов, отличающихся жесткой конкуренцией между особями за одинаковые ресурсы и сильным территориальным инстинктом (хищные рыбы, млекопитающие, птицы, пауки).
Агрегированное (групповое) распределение встречается в природе наиболее часто. Оно выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются значительные незаселенные территории. Причинами агрегированности особей могут быть неоднородность среды и ограниченность пригодных для жизни местообитаний, особенности размножениястремление к жизни в группе. Жизнь в группе (семье, стаде, стае, колонии) облегчает защиту от хищников, поиск и добывание корма. У растений групповое распределение определяется главным образом способом размножения и расселения семян и плодов. Например, тяжелые плоды, падая рядом с материнским растением и в последующем прорастая, образуют группу рядом растущих дочерних растений.
Возрастная структура отражает соотношение различных возрастных групп в популяции (рис. 1.4), а также сезонную и межгодовую динамику этого соотношения. В популяции обычно выделяют три экологических возраста: предрепродуктивный (до размножения), репродуктивный (в период размножения) и пострепродуктивный (после размножения). При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный уровень численности. Несмотря на присутствие в популяции всех возрастных групп, соотношение между ними меняется и зависит от числа потомков в помете, количества пометов за сезон, времени наступления половозрел ости, продолжительности репродуктивного периода особей, продолжительности их жизни и других факторов. Так, например, в популяциях мелких грызунов велика доля особей младших возрастных групп, в то время как для крупных видов (слоны, киты и др.) она мала.
В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, уже не способные интенсивно размножаться. Такая возрастная структура свидетельствует о неблагоприятных условиях существования.
Изучение распределения организмов по возрастам имеет большое значение в прогнозировании численности популяций на протяжении жизни ряда ближайших поколений. Такие исследования позволяют планировать, например, промысел рыб или пушных зверей на ряд лет вперед.
Половую структуру формирует соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями (см. рис. 1.4). К ним относятся большинство животных и все двудомные растения. Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции за счет размножения. Различают абсолютную и удельную рождаемость.
Абсолютная рождаемость — это количество особей, рожденных в популяции за единицу времени, например, за год, месяц, сутки. Однако величина абсолютной рождаемости находится в прямой зависимости от численности популяции. Поэтому определяют удельную рождаемость — количество особей, рожденных в популяции за единицу времени в расчете на одну особь (или на тысячу особей). Показатель удельной рождаемости удобен тем, что позволяет сравнивать скорость рождаемости в разных популяциях независимо от различий в их численности.
Смертность (абсолютная и удельная) — величина, противоположная рождаемости.
Величины рождаемости и смертности изменчивы во времени и зависят от возрастной и половой структуры популяции, обеспеченности пищей и ряда других факторов (рис. 1.5).
Соотношение между величинами рождаемости и смертности определяет динамику численности популяции. Так, если величина рождаемости выше показателя смертности, то численность популяции будет возрастать, и наоборот, снизится, если смертность превысит рождаемость. В случае равенства величин рождаемости и смертности численность популяции будет поддерживаться на постоянном уровне.
Формой существования вида является популяция — самоподдерживающаяся совокупность особей одного вида, имеющая собственный генофонд. Способность популяции к длительному существованию на конкретном участке ареала вида обеспечивается характерными для нее структурой и групповыми свойствами: численностью, плотностью, половозрастной структурой, рождаемостью и смертностью. Величины этих показателей непостоянны, что дает возможность популяции адаптироваться к меняющимся условиям среды обитания.
