届生物一轮复习教案第31讲 种群的特征和数量变Word文件下载.docx
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（1）变化类型：
增长、波动和下降。
（2）影响因素：
气候、食物、天敌、传染病等以及人类活动。
思考 K值是固定值吗？
在一定范围内波动。
考点
种群特征及种群密度的调查方法
1．种群数量特征的分析
（1）种群密度是种群最基本的数量特征。
（2）出生率、死亡率和迁入率、迁出率是决定种群密度变化的直接因素。
（3）年龄组成和性别比例能预测种群数量的变化趋势。
（4）除以上条件外，气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。
（5）有关种群特征的实际应用归纳
①城市人口的剧增——迁入率＞迁出率造成的。
②中国人口的增长——出生率＞死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。
③计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。
④利用性外激素诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。
⑤将性外激素释放到大田里，通过干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
2．种群密度的调查方法
样方法
标志重捕法
调查
对象
植物或活动范围小的动物
活动范围大的动物
程序
注意事项
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
④宜选用双子叶植物
①标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同
②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰
高考警示 使用样方法调查种群密度时的三点提醒
（1）适用范围：
样方法并非只适用于植物。
对于活动能力弱、活动范围小的动物或某些昆虫卵也可用样方法调查。
（2）计数原则：
同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。
（3）样方面积：
与调查的植物有关，如乔木的样方面积为100m2，灌木为16m2，草本为1m2。
例1 [2016·
山东模拟]下列关于出率的叙述，正确的是（ ）
A．若某一种群年初时的个体数为100，年末时为110，其中新生个体数为20，死亡个体数为10，则该种群的年出生率为10%
B．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高
C．若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高
D．若比较三种年龄结构类型的种群，则稳定型的出生率最高
1.影响种群密度的因素有哪些？
出生率、死亡率、迁入率、迁出率都可以影响种群密度，而其中出生率和死亡率是主要决定因素。
性别比例通过影响出生率来间接影响种群密度。
年龄结构可以预测种群变化趋势。
2．年龄结构类型：
增长型、稳定型和衰退型如何区分。
增长型的出生率大于死亡率，稳定型的出生率基本等于死亡率，衰退型的出生率小于死亡率。
解析 本题考查出生率计算以及性别比例、性成熟时间、年龄结构等对出生率的影响等相关内容。
A项中，种群年初个体数为100，一年新生个体数为20，出生率为20%，死亡个体数为10，死亡率为10%，种群年增长率为10%，故错误；
B项中，婚配制为一雌一雄的动物，当雌雄比为1∶1时，每个个体都能产生后代，此时的出生率最高，越接近该比例，出生率越高，故正确；
C项中，调控环境条件，使动物性成熟推迟，动物的繁殖时期推迟，会导致年平均出生率更低，故错误；
D项中，三种年龄结构类型的种群，增长型的出生率最高，故错误。
答案 B
减少害虫种群数量的生物方法
（1）使用性引诱剂控制种群性别比例；
（2）引入天敌；
（3）培养寄生在害虫体内的寄生虫；
（4）培育抗虫作物；
（5）轮作：
改变营养结构，减少病虫害，同时可防止土壤营养枯竭。
1．如图是关于种群特征的图形，相关叙述正确的是（ ）
A．种群密度是种群最基本的数量特征
B．A、B分别表示出生率和死亡率
C．D通过影响出生率和死亡率而直接影响种群密度
D．a的含义是确定种群密度的大小
答案 A
解析 A、B都能使种群密度增大，因此可分别表示出生率和迁入率；
D为性别比例，通过影响出生率间接影响种群密度；
a的含义是预测未来种群密度的大小。
易错警示 把握几个和种群密度有关的名词，出生率、死亡率决定种群密度，年龄组成预测种群数量大小。
2．[2015·
江苏百校联合调研]下列实验或调查活动中，所得数值与实际数值相比，可能偏小的是（ ）
A．标志重捕法调查灰喜鹊种群密度时部分标志物脱落
B．标志重捕法调查田鼠种群密度时，某些田鼠因曾被捕变得狡猾而不易被重捕
C．样方法调查草地中的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体
D．样方法调查蒲公英种群密度时在分布较密集的地块取样
答案 C
解析 标志重捕法调查种群密度时的计算公式：
种群数量＝（第一次捕获的个体数×
第二次捕获的个体数）/第二次捕获中被标记的个体数。
部分灰喜鹊身上的标志物脱落或田鼠被捕后变得狡猾不易被重捕都会导致第二次捕获中被标记的个体数偏小，则计算值与实际值相比，数值会偏大。
样方法调查植物种群密度时，要求统计样方相邻两条边上的个体；
不统计正好在样方线上的个体，则所得数值与实际数值相比偏小。
要做到随机取样，在分布较密集的地块取样，会使所得数值偏大。
易错警示 预测数值偏大、偏小的问题，对于动物的标志重捕法借助公式，捕获数∶总数＝重捕标记数∶标记数计算，样方法注意：
随机取样且边界上的要遵循“取上不取下，取左不取右”的原则。
种群数量的变化
1．两种曲线模型比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
形成条件
理想状态：
资源无限、空间无限、不受其他生物制约（无种内斗争，缺少天敌）
现实状态：
资源有限、空间有限、受其他生物制约（种内斗争加剧，捕食者数量增加）
种群增
长速率
长率
K值有无
无K值
有K值
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同
2.种群增长的“S”型曲线分析
（1）K值及其变动示意图
①同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；
当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈机制使种群密度回到一定范围内。
②环境遭受破坏，K值会下降；
生物生存的环境改善，K值会上升。
（2）封闭环境中的种群数量变化模型
在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群数量达到最大值后随资源的消耗和有害物质的积累，最终K值不断降低，种群数量减少甚至消亡。
如恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线如图所示：
高考警示
（1）λ≠增长率：
λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。
增长率＝（末数－初数）/初数×
100%＝（N0λt＋1－N0λt）/N0λt×
100%＝（λ－1）×
100%。
（2）环境容纳量≠种群数量能达到的最大值：
种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。
例2 [2016·
江西模拟]某生态学者在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数量的比值（λ），并得到如图甲所示的曲线；
图乙所示是某昆虫学家连续6年对玫瑰园中蓟马种群数量的调查结果。
据图分析，下列结论中错误的是（ ）
A．图甲中前4年该种群数量基本不变，第16到第20年间，种群数量增长最快
B．图甲中第8年时种群数量最少，第8到第16年间种群数量增加，且呈“S”型曲线增长
C．图乙所示的6年间蓟马种群数量呈周期性波动
D．图乙所示的蓟马种群数量受外源性因素和内源性因素的共同影响
种群增长率与种群数量变化的关系是什么？
种群增长率为λ－1，只有λ－1＞0即λ＞1时，种群数量才会增长；
当λ＝1时种群数量不变；
当λ＜1时种群数量下降。
所以图甲中第10年时种群数量最少。
解析 λ是指当年种群数量与一年前种群数量的比值，由题图可知，前4年，λ不变且等于1，种群数量基本不变；
第4年后λ小于1，即种群数量下降；
第16到第20年间，λ达到最大值，种群数量增长最快，A正确；
第4至第10年间λ小于1，种群数量一直下降，第10年时种群数量最少，B错误；
根据蓟马种群数量调查曲线可以看出在这6年间蓟马种群数量呈周期性波动，C正确；
蓟马种群数量主要受气候、食物、空间等外源性因素的影响，还受自身生存能力等内源性因素的影响，D正确。
1．对种群增长率、种群增长速率与种群增长倍数λ的理解
（1）种群增长率：
指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，其计算公式为（末数－初数）/初数×
100%＝增长率，即增长率＝出生率－死亡率。
（2）种群增长速率：
指单位时间内新增加的个体数（即种群数量增长曲线的斜率），其计算公式为（末数－初数）/时间＝增长速率。
假设某一种群的数量在某一单位时间t（如一年）内，由初数量N0增长到末数量Nt，则这一单位时间内种群的增长率和增长速率分别为：
100%＝（Nt－N0）/N0×
100%（无单位）；
增长速率＝（末数－初数）/单位时间＝（Nt－N0）/t（有单位，如个/年）。
（3）对“λ”的理解
Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，即某种群数量是一年前种群数量的倍数，不是增长率。
λ＞1时，种群数量增大；
λ＝1时，种群数量保持稳定；
λ＜1时，种群数量减小。
2．“J”型、“S”型曲线相关知识总结
（1）种群增长呈“J”型曲线的常见情境条件
①理想条件下；
②实验室条件下；
③食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足；
④外来物种入侵早期阶段；
⑤无环境阻力状况。
[注] 只要题干中涉及①～⑤之一，即可判断相应的种群增长呈“J”型曲线。
（2）种群增长的“S”型曲线
①种群数量达到K值不再增加的原因：
资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，导致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡。
②同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。
③环境遭受破坏，K值会下降；
当生物生存的环境改善，K值会上升。
（3）种群增长的两种曲线比较（如图所示）
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。
（4）K值的应用
①对野生生物资源的保护措施：
保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。
②对有害生物的防治措施：
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。
（5）K/2的应用
①对资源开发与利用的措施：
种群数量达到环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2处，可实现“既有较大收获量又可保持种群数量快速增长”。
②对有害生物防治的措施：
务必及时控制种群数量，严防其达到K/2处。
1．[2015·
云南玉溪期中]下图表示某种群在某稳定生态系统中数量变化曲线，K代表的是环境容纳量。
下列叙述错误的是（ ）
A．种群数量达到b之后，种群数量呈现动态波动
B．如种群数量的a等于K/2，则c等于2a
C．种群数量小于c时，出生率不一定大于死亡率
D．如b与c的值相差不大，则数量刚超过b之后种群出生率约等于死亡率
解析 该种群的K值应为bc的中间值，所以c的数量应大于2a，B错误。
易错警示 种群数量达到稳定后是一种波动状态，而不是恒定数值。
2．调查某地乌鸦连续10年的种群数量变化，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，下列分析正确的是（ ）
A．乌鸦的种群密度采用样方法调查
B．第3年和第9年的乌鸦种群数量相同
C．第6年以前乌鸦种群数量为“J”型增长
D．第9～10年的乌鸦种群数量最少
答案 D
解析 乌鸦属于较大且移动性强的动物，种群密度的调查宜采用标志重捕法，A不正确；
乌鸦的数量处于动态变化当中，第3年和第9年的数量不会相同，B不正确；
“J”型曲线的λ值是固定值，题图与之不符，C不正确；
从第3年到9年间，λ值小于1，说明种群数量一直在减少，到第9年数量最少，在第9～10年间保持数量稳定，D正确。
易错警示 审清题意，纵坐标λ是该年种群数量与前一年数量的倍数，因此第3年和第9年虽然λ均为1，但分母不同所以分子即种群数量也不同。
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1．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.步骤
3．计数方法
血细胞计数板有两种方格网，对于16×
25的方格网而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；
而对于25×
16的方格网而言，计四角和正中间的（共5个）中方格共计80个小方格中的个体数量，如图所示。
计算方法：
大方格长、宽均为1mm，高度为0.1mm（即规格为1mm×
1mm×
0.1mm），则每个大方格的体积为0.1mm3（10－4mL），故1mL培养液中细胞个数＝
×
400×
104×
稀释倍数。
例3 [2016·
衡水调研]某生物兴趣小组开展探究实验，课题是“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。
实验材料和用具：
菌种和无菌培养液、试管、血球计数板、滴管、显微镜等。
实验步骤：
将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中酵母菌总数。
连续观察7天，并记录每天的数值。
根据以上叙述回答下列问题：
（1）根据所学知识，该课题的实验假设是：
开始一段时间，酵母菌呈“J”型增长，随着时间的推移，由于________________________，酵母菌呈“S”型增长。
（2）本实验没有另设置对照实验，原因是_______________。
该实验是否需要重复实验？
________（填“是”或“否”）。
（3）在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，目的是________________________________。
如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是_____________________。
（4）利用血球计数板可在显微镜下对酵母菌进行直接计数。
每个计数室由25×
16＝400个小室组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。
现将1mL酵母菌样品加99mL无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许滴在盖玻片边缘，使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余菌液。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e5个中方格80个小室内共有酵母菌44个，则上述1mL酵母菌样品中约有菌体________个。
为获得较为准确的数值，减少误差，你认为采取的做法是_______。
1.“J”“S”型数量变化曲线出现的原因？
“J”型曲线是在理想条件（食物、空间充裕，没有病虫害，没有天敌）时种群数量变化曲线。
“S”型曲线是由于环境资源和空间有限，种内斗争加剧，从而使种群数量不会呈指数上升。
2．在用血球计数板进行计数时，要注意什么？
要随机取样，多取样，计数时压在线上的菌应计相邻两边及夹角。
解析
（1）随着时间的推移，由于资源和空间有限，酵母菌增长速率逐渐放慢，呈“S”型增长。
（2）本实验自身前后对照，不需要另设置对照实验。
为提高实验的准确性，实验时应进行重复实验。
（3）吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，目的是使酵母菌分布均匀。
如果一个小方格内酵母菌数量过多，难以数清，应当稀释菌液。
（4）在显微镜下观察时，要注意多取样、取平均值，尽量减少误差。
计算酵母菌总数时，要先计算出每个计数室中酵母菌的数量，然后乘以酵母菌总体积。
所以上述1mL酵母菌样品中的总数为
100×
1000÷
0.1＝2.2×
108（个）。
答案
（1）环境资源和空间有限
（2）该实验在时间上形成前后自身对照 是 （3）使酵母菌分布均匀 稀释菌液
（4）2.2×
108 多取样、取平均值
把握培养液中酵母菌种群数量变化实验中的细节
（1）显微镜计数时，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，使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性，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且需要进行重复实验，使获得的数据更准确。
（5）培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。
1．如图是某学习小组探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化完成的三组实验，定期对不同培养液中的酵母菌进行计数，绘制出酵母菌细胞数目变化曲线依次为a、b、c。
关于此图的分析，不正确的是（ ）
A．酵母菌计数方法为抽样检测法
B．本实验可能是探究影响种群数量变化的外因
C．三组的环境容纳量可能不同，b组的环境容纳量大
D．a、b曲线交点处两曲线培养液中营养物质含量相同
解析 本题考查调查酵母菌种群数量变化实验的相关知识，意在考查考生分析实验的能力。
酵母菌逐个计数比较困难，故采用抽样检测法进行计数；
三组实验的结果不同可能是温度、pH或培养液中营养物质的含量等外因造成的；
三组实验酵母菌的最大数量不同，所以环境容纳量不同，b组环境容纳量最大；
a、b曲线交点处两曲线对应酵母菌数量相同，但无法说明两者的营养物质含量相同。
易错警示 酵母菌的数量变化受到很多因素的影响，不同
因素的影响下最大数量不同，环境容纳量不同形成的曲线不同。
安徽皖南二模]某学生在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验结果绘制出如图所示的曲线图。
下列有关分析错误的是（ ）
A．实验过程中酵母菌种群的年龄组成先是增长型，后是稳定型，最后变为衰退型
B．种群数量在不同时间的增长速率可能相同
C．本实验中不存在对照
D．每次取样前应将培养瓶振荡摇匀
解析 由题意可知，种群数量先增加，然后维持稳定，最后减少，表明种群的年龄组成先是增长型，然后是稳定型，最后变为衰退型；
本实验的不同时间的取样起到相互对照的作用，C错误；
为了实验的准确性，在每次取样前都应将培养瓶振荡摇匀，使酵母菌均匀分布。
易错警示 从图中可知酵母菌种群数量变化为类似S曲线，增长速率先增大后减小最后趋于0。
●本讲归纳
1．种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率，种群密度是种群最基本的数量特征。
2．“J”型增长曲线的形成条件：
食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。
其特点是种群的数量每年以一定的倍数（λ倍）增长（数学模型：
Nt＝N0·
λt）。
3．“S”型增长曲线成因：
资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内斗争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直至平衡。
4．在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群数量总处于波动中。
●生物大视野
1．种群的存活曲线
类型Ⅰ（凸形）：
大多数个体都能活到平均生理年龄，但达到这一年龄后，短期内几乎全部死亡，人类和很多高等动物都十分接近这一类型。
类型Ⅱ（对角线形）：
各年龄组死亡率相同。
水螅、一些鸟类和小型哺乳类动物比较接近这一类型。
类型Ⅲ（凹形）：
低龄死亡率极高，但是一旦活到了某一年龄，死亡率就变得很低而且稳定，牡蛎和树蛙属于这一类型。
种群存活曲线反映了各物种的死亡年龄分布状况，有助于了解种群的特性及其与环境的适应关系。
2．种群数量的调节因素
（1）种群数量的外源性调节因素
气候是对种群影响最强烈的外源性因素，特别是极端的温度和湿度。
例如，连续几天的38℃高温，常可以引起蚜虫种群数量的急剧下降，沙漠地区啮齿动物和鸟类的种群数量总是与降雨量有着直接的关系。
此外，食物也是调节种群数量的重要因素，在食物不足时，种群内部必然会发生激烈竞争，使很多个体不能存活或不能生殖。
如在雪兔数量很少的年份，长耳鸮只有20%的孵窝率，但在雪兔数量最多的年份，100%的长耳鸮都能孵窝。
病源物和寄生物的致病力和传播速度是随着种群密度的增加而增加的，种群密度越大，抑制增长的作用力也就越强，因此对种群数量调节起着重要作用。
捕食也能把种群密度压制在一个低水平上。
在生物防治上，曾有很多利用捕食动物控制害虫的成功事例，如我国用七星瓢虫防治蚜虫和用灰喜鹊防治松毛虫等。
（2）种群数量的内源性调节因素
领域行为（territorybehavior）对种群密度具有明显的调节作用。
如鸟类在生殖季节常常独占并保卫一块领域，在种群密度高的年份，只有优势雄鸟才能占有领域，而竞争力较弱的雄鸟则无领域可占，因而失去繁殖后代的机会，这样就可保证鸟类种群不致因繁殖过剩而过度消耗资源。
但是，在种群密度较小的年份，全部雄鸟都能占有领域并繁殖后代，使种群数量得以增长。
啮齿动物在种群密度过大时，会引起雌鼠排卵功能减退，容易流产，母鼠泌乳过程受到抑制，对仔鼠照顾不良，行为反常，好斗等。
这些生理变化会使生殖力下降、死亡率增加和迁出率上升，因而导致种群数量迅速下降。
这一切变化都是由于社会压力加大，刺激中枢神经系统引发内分泌失调的结果，所以就叫内分泌调节。
——摘自浙科版 稳态与环境
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