고등학교 생명과학Ⅰ Ⅴ. 생태계와 상호 작용 01. 개체군 학습 목표 단원 열기 교과 내용 이해하기 개념 정리 스스로 확인하기

01. 개체군 개체군, 군집, 생태계의 관계를 설명할 수 있다. 1 개체군의 특성을 설명할 수 있다. 2 2

개체군 내의 상호 작용을 예를 들어 설명할 수 있다. 01. 개체군 개체군 내의 상호 작용을 예를 들어 설명할 수 있다. 3 3

무리가 나타내는 특성은 개체가 나타내는 특성과 어떻게 다를까? 01. 개체군 무리가 나타내는 특성은 개체가 나타내는 특성과 어떻게 다를까? 4

개체군, 군집, 생태계의 관계 1 ① 개체군, 군집, 생태계 • 개체군: 일정한 지역에 같은 종의 개체가 무리를 이룬 것 01. 개체군 개체군, 군집, 생태계의 관계 1 ① 개체군, 군집, 생태계 • 개체군: 일정한 지역에 같은 종의 개체가 무리를 이룬 것 • 군집: 일정한 지역에 여러 개체군이 모여 생활하는 것 • 생태계: 각각의 개체군이 다른 개체군 및 물리적 환경과 영향을 주고 받으며 살아가는 체계

01. 개체군 개체군, 군집, 생태계의 관계

- 생산자: 빛에너지를 이용하여 유기물을 합성하는 생물 - 소비자: 생산자나 다른 동물을 먹이로 하는 생물 01. 개체군 ② 생태계의 구성 요소 • 생물적 요인 - 생산자: 빛에너지를 이용하여 유기물을 합성하는 생물 - 소비자: 생산자나 다른 동물을 먹이로 하는 생물 - 분해자: 사체나 배설물을 무기물로 분해하여 비생물 환경으로 돌려보내는 생물

→ 생물은 자신을 둘러싸고 있는 생물적 요인 및 비생물적 요인과 상호 작용한다. 01. 개체군 • 비생물적 요인: 빛, 공기, 온도, 물, 토양 등 → 생물은 자신을 둘러싸고 있는 생물적 요인 및 비생물적 요인과 상호 작용한다.

식물의 순 광합성률은 햇빛의 세기에 따라 증가한다.

동물의 먹이 섭취률은 먹이 밀도에 따라 증가한다.

빛의 세기가 0일때 y축 값이 호흡량 호흡량은 빛의 세기와 상관없이 일정함 보상점은 그래프가 x축과 만나는 값 x축이 광포화점은 그래프가 일정해지기 시작할 때의 x축 값 총 광합성양 = 순 광합성량 + 호흡량

단일 식물과 장일식물의 차이 식물이 햇빛을 받는 시간의 차이 ※ 임계 암기 - 식물이 개화하는데 필요한 최소한의 암기 시간

01. 개체군 생태계의 구성 요소

01. 개체군 생태계의 구성 요소 그림은 어떤 생태계의 모습을 나타낸 것이다. 22

사슴, 버섯, 메뚜기, 참새, 소나무, 붕어, (물)억새, 검정말 개체군 등 01. 개체군 생태계의 구성 요소 이 생태계에서 개체군을 찾아보자. 사슴, 버섯, 메뚜기, 참새, 소나무, 붕어, (물)억새, 검정말 개체군 등 이 생태계에서 생물적 요인을 찾아 생산자, 소비자, 분해자로 구분해 보자. • 생산자: 소나무, (물)억새, 검정말 • 소비자: 사슴, 메뚜기, 참새, 붕어 • 분해자: 버섯 23

• 낙엽이 떨어지면 토양이 비옥해지고, 토양이 비옥해지면 식물이 잘 자란다. 01. 개체군 생태계의 구성 요소 이 생태계에서 비생물적 요인을 찾아 생물적 요인과 어떤 상호 작용을 하는지 토의해 보자. 비생물적 요인에는 물, 토양, 공기, 빛 등이 있다. • 낙엽이 떨어지면 토양이 비옥해지고, 토양이 비옥해지면 식물이 잘 자란다. • 강한 빛과 충분한 물로 나무가 잘 자라고, 나무의 광합성으로 공기 중에 산소가 많아진다. 24

개체군의 특성 2 ① 개체군의 밀도: 일정 공간에 서식하는 개체 수 개체군의 밀도(D) = 01. 개체군 개체군의 특성 2 ① 개체군의 밀도: 일정 공간에 서식하는 개체 수 개체군의 밀도(D) = 개체군을 구성하는 개체 수(𝑁) 개체군이 서식하는 면적 또는 공간(𝑆)

• 개체군의 밀도 변화: 개체군의 밀도는 출생과 이입으로 높아지고, 사망과 이출로 낮아진다. 01. 개체군 • 개체군의 밀도 변화: 개체군의 밀도는 출생과 이입으로 높아지고, 사망과 이출로 낮아진다.

② 개체군의 생장 곡선: 개체군 내 개체수의 증가를 그래프로 나타낸 것 01. 개체군 ② 개체군의 생장 곡선: 개체군 내 개체수의 증가를 그래프로 나타낸 것 • J자형 생장 곡선: 개체군이 생식 활동에 제약을 받지 않을 경우 개체군은 계속 생장 • S자형 생장 곡선: 자연 상태에서는 환경 저항에 의해 개체군의 생장이 억제되어 개체 수가 일정하게 유지됨

01. 개체군 ▲ 개체군의 생장 곡선

01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 문제 인식 개체군의 생장은 먹이, 서식 공간, 환경 오염 등의 환경 저항을 받는다. 좀개구리밥 개체군은 환경 조건에 따라 개체군의 생장 곡선이 어떻게 달라질까? 31

01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 가설 설정 모둠별로 좀개구리밥 개체군의 생장과 pH와의 관련성을 생각해 보고, pH에 따른 좀개구리밥 개체군의 생장 변화를 예상하여 가설을 세워 보자. <예시> 좀개구리밥 개체군은 pH에 따라 생장 곡선이 다르게 나타날 것이다. 32

1. 다음 유의 사항을 고려하여 pH에 따른 좀개구리밥 개체군의 생장 곡선 변화를 알아보기 위한 실험을 설계해 보자. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 탐구 과정 1. 다음 유의 사항을 고려하여 pH에 따른 좀개구리밥 개체군의 생장 곡선 변화를 알아보기 위한 실험을 설계해 보자. 19

• 좀개구리밥을 배양하기 전에 수돗물이 든 페트리 접시에 넣고 여러 번 씻는다. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 좀개구리밥 배양 시 유의 사항 • 좀개구리밥을 배양하기 전에 수돗물이 든 페트리 접시에 넣고 여러 번 씻는다. • 배양액은 멸균하여 사용하며, 삼각 플라스크의 절반 정도를 넣는다. • 배양액이 든 삼각 플라스크에 좀개구리밥 5개 정도를 넣는 것이 관찰하기 쉬우며, 좀개구리밥은 햇빛이 잘 드는 창가에 두고 실온에서 배양한다. 20

② 삼각 플라스크에 각 pH 배양액을 100 mL씩 넣고, 좀개구리밥을 5개씩 넣는다. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 <예시> ① 멸균한 배양액을 pH별로 준비한다. ② 삼각 플라스크에 각 pH 배양액을 100 mL씩 넣고, 좀개구리밥을 5개씩 넣는다. ③ 일정한 시간 간격으로 좀개구리밥 개체 수를 기록한다. 21

2. 실험 설계에 따라 좀개구리밥을 배양하면서 개체군의 크기를 측정하여 기록해 보자. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 2. 실험 설계에 따라 좀개구리밥을 배양하면서 개체군의 크기를 측정하여 기록해 보자. <예시> 날짜 pH 2일 4일 6일 8일 10일 12일 14일 16일 4 5 7 11 20 26 32 34 6 10 18 37 47 53 57 58 12 21 28 33 35 22

1. pH에 따른 좀개구리밥 개체군의 생장 곡선을 그려 보고, 설정한 가설과 일치하는지 이야기해 보자. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 정리 1. pH에 따른 좀개구리밥 개체군의 생장 곡선을 그려 보고, 설정한 가설과 일치하는지 이야기해 보자. 23

<예시> 좀개구리밥의 생장 곡선은 pH에 따라 다르게 나타난다. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 <예시> 좀개구리밥의 생장 곡선은 pH에 따라 다르게 나타난다. 24

2. 개체군의 생장과 환경 저항을 연관 지어 설명해 보자. 01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 2. 개체군의 생장과 환경 저항을 연관 지어 설명해 보자. pH가 환경 저항으로 작용하여 pH 5에서는 좀개구리밥 개체 수가 잘 증가하지만, pH 4와 7에서는 잘 증가하지 않으므로 pH에 따라 좀개구리밥 개체군의 생장 속도가 달라진다는 것을 알 수 있다. 25

01. 개체군 개체군의 생장 곡선 그리기 실험 영상 26

③ 개체군의 생존 곡선: 같은 시기에 태어난 개체들이 시간이 지남에 따라 얼마나 살아남았는지를 그래프로 나타난 것 01. 개체군 ③ 개체군의 생존 곡선: 같은 시기에 태어난 개체들이 시간이 지남에 따라 얼마나 살아남았는지를 그래프로 나타난 것 • Ⅰ형: 적은 수의 개체를 낳지만 초기 사망률이 낮고 수명이 길어 대부분 성체로 생장한다. • Ⅱ형: 출생 이후 개체 수가 일정한 비율로 감소

• Ⅲ형: 많은 수의 개체를 낳지만 초기 사망률이 높아 성체로 생장하는 개체 수가 적다. 01. 개체군 • Ⅲ형: 많은 수의 개체를 낳지만 초기 사망률이 높아 성체로 생장하는 개체 수가 적다.

01. 개체군 개체군의 생존 곡선 표는 어떤 개구리 개체군에서 같은 시기에 태어난 무리가 알에서 깨어 수명이 다할 때까지의 상대 생존일과 생존율을 나타낸 것이다. 상대 생존일(일) 7 14 21 29 36 43 50 64 79 93 100 생존율(%) 1.5 1.3 1.2 1.0 0.9 0.8 0.6 0.5 0.4 0.1 43

이 개구리 개체군의 생존 곡선을 그려 보고, 어떤 유형인지 이야기해 보자. 01. 개체군 개체군의 생존 곡선 이 개구리 개체군의 생존 곡선을 그려 보고, 어떤 유형인지 이야기해 보자. 초기에 많은 개체들이 사망하는 것으로 보아 Ⅲ형이다. 44

이 개구리 개체군이 이러한 생존 곡선을 나타내는 까닭을 토의해 보자. 01. 개체군 개체군의 생존 곡선 이 개구리 개체군이 이러한 생존 곡선을 나타내는 까닭을 토의해 보자. 이 개구리 개체군은 알을 많이 낳지만 올챙이 시기에 천적이 포식하기 쉽고 환경 변화에 견디지 못해 초기 사망률이 높기 때문이다. 45

④ 개체군의 연령 피라미드: 개체군의 연령별 개체 수의 비율을 차례로 쌓아 올린 것 01. 개체군 ④ 개체군의 연령 피라미드: 개체군의 연령별 개체 수의 비율을 차례로 쌓아 올린 것 • 발전형: 생식 전 연령층의 개체 수가 많아 개체군의 크기가 점차 증가 • 안정형: 생식 전 연령층과 생식 연령층의 개체 수가 비슷하여 개체군의 크기 변화 적음

• 쇠퇴형: 생식 전 연령층의 개체 수가 적어 개체군의 크기가 점차 감소 01. 개체군 • 쇠퇴형: 생식 전 연령층의 개체 수가 적어 개체군의 크기가 점차 감소

그림은 연도별 우리나라 인구의 연령 분포를 나타낸 것이다. 01. 개체군 우리나라 인구의 연령 분포 그림은 연도별 우리나라 인구의 연령 분포를 나타낸 것이다. 48

이를 토대로 2045년 우리나라 인구의 연령 분포를 예상하여 이야기해 보자. 01. 개체군 우리나라 인구의 연령 분포 이를 토대로 2045년 우리나라 인구의 연령 분포를 예상하여 이야기해 보자. 15년 간격으로 20대 이하 인구의 수는 급격히 줄어드는 반면에 60대 이후 인구의 수가 빠르게 늘어나고 있어 2045년에는 60대 이후의 인구가 많아지고 20대 이하의 인구는 줄어들어 역삼각형에 가까운 쇠퇴형이 심화된 형태를 나타낼 것이다. 49

이러한 인구의 연령 분포 변화가 우리 사회에 미치는 영향을 토의해 보자. 01. 개체군 우리나라 인구의 연령 분포 이러한 인구의 연령 분포 변화가 우리 사회에 미치는 영향을 토의해 보자. 쇠퇴형의 연령 분포가 심화되면 청장년층이 부족하여 경제 활동 인구가 부양해야 할 사람의 수가 늘어난다. 그리고 노령화 사회가 되어 노인 복지나 노인들이 경제 활동할 수 있는 정책 개발이 요구된다. 50

• 환경 요인이 계절에 따라 주기적으로 변하면 개체군의 크기도 계절에 따라 주기적으로 변동한다. 01. 개체군 ⑤ 개체군의 주기적 변동 • 환경 요인이 계절에 따라 주기적으로 변하면 개체군의 크기도 계절에 따라 주기적으로 변동한다. 계절에 따른 돌말 개체군의 주기적 변동 예

01. 개체군 계절에 따른 돌말 개체군의 주기적 변동

• 피식과 포식 관계에 따라 개체군의 크기가 주기적으로 변동한다. 피식과 포식에 따른 눈신토끼와 스라소니 개체군의 주기적 변동 01. 개체군 • 피식과 포식 관계에 따라 개체군의 크기가 주기적으로 변동한다. 피식과 포식에 따른 눈신토끼와 스라소니 개체군의 주기적 변동 예

개체군 내의 상호 작용 3 ① 텃세: 일정한 서식 공간을 차지하고 다른 개체가 침입하는 것을 경계하는 것 01. 개체군 개체군 내의 상호 작용 3 ① 텃세: 일정한 서식 공간을 차지하고 다른 개체가 침입하는 것을 경계하는 것 백로, 까치, 은어, 물개 예

② 순위제: 개체들 사이에 힘의 세기에 따라 순위를 정해 살아가는 것 01. 개체군 ② 순위제: 개체들 사이에 힘의 세기에 따라 순위를 정해 살아가는 것 일본원숭이, 큰뿔양, 닭의 먹이 순위 예

③ 리더제: 우두머리가 무리 전체를 통솔하는 것 양, 기러기, 늑대 01. 개체군 ③ 리더제: 우두머리가 무리 전체를 통솔하는 것 양, 기러기, 늑대 예

④ 사회생활: 역할에 따라 계급과 업무를 분담하여 생활하는 것 개미, 꿀벌 01. 개체군 ④ 사회생활: 역할에 따라 계급과 업무를 분담하여 생활하는 것 개미, 꿀벌 예

⑤ 가족생활: 혈연관계의 개체가 모여 생활하는 것 사자, 호랑이, 제비 01. 개체군 ⑤ 가족생활: 혈연관계의 개체가 모여 생활하는 것 사자, 호랑이, 제비 예

개체군의 특성 • 개체군의 생장 곡선: 개체군의 밀도가 높아지면 ( )이 증가하여 S자 모양의 생장 곡선을 나타낸다. 01. 개체군 개체군의 특성 • 개체군의 생장 곡선: 개체군의 밀도가 높아지면 ( )이 증가하여 S자 모양의 생장 곡선을 나타낸다. • 개체군의 ( ): 같은 시기에 태어난 개체들이 시간이 지남에 따라 얼마나 살아남아 있는지를 그래프로 나타낸 것 환경 저항 생존 곡선 61

• 연령 피라미드: 발전형, ( ), 쇠퇴형을 구분한다. 01. 개체군 • 연령 피라미드: 발전형, ( ), 쇠퇴형을 구분한다. • 개체군의 주기적 변동: 개체군의 크기는 계절이나 피식과 포식 관계 등에 따라 주기적으로 변동한다. 안정형 62

개체군 내의 상호 작용 • ( ): 일정한 서식 공간을 차지하고 다른 개체의 침입을 경계 텃세 01. 개체군 개체군 내의 상호 작용 • ( ): 일정한 서식 공간을 차지하고 다른 개체의 침입을 경계 • 순위제: 힘의 세기에 따라 순위를 정함 • ( ): 우두머리가 무리 전체를 통솔 텃세 리더제 63

개체군의 밀도는 ( )과 이입으로 높아지고, ( )과 이출로 낮아진다. 출생 사망 01. 개체군 개체군의 밀도는 ( )과 이입으로 높아지고, ( )과 이출로 낮아진다. 1 출생 사망 개체군의 생장을 억제하는 환경 요인을 무엇이라고 하는가? 2 환경 저항 64

굴, 히드라, 코끼리 개체군의 생존 곡선을 그림으로 나타내시오. 01. 개체군 굴, 히드라, 코끼리 개체군의 생존 곡선을 그림으로 나타내시오. 3 65

01. 개체군 개체군 내의 상호 작용 5가지를 쓰시오. 4 텃세, 순위제, 리더제, 사회생활, 가족생활 66

다음 시간에 배울 내용을 알아봅시다. Ⅴ. 생태계와 상호 작용 02. 군집 첫 화면으로 돌아가기