版高考生物全国一轮复习教师全本 第九单元生物与环境.docx
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版高考生物全国一轮复习教师全本第九单元生物与环境
第1讲 种群的特征与数量变化
考纲要求
全国课标卷五年考频统计
2018高考预期
1.种群的特征Ⅰ
2.种群的数量变化Ⅱ
3.实验：
探究培养液中酵母菌数量的动态变化
2012，T6,2013全国Ⅰ，T5，2013全国，T31，
（2）（3）
2015全国Ⅰ，T31，
（1）
（2）
2016全国甲，T6
构建种群特征概念模型、数量增长模型和生物种间关系模型加深理解相关知识
考点1 种群的数量特征及种群密度的调查方法
1．种群的概念：
在一定的____________，________生物的________。
2．种群的数量特征
定义
特点或意义
种群密度
种群在________或________中的个体数
不同物种，种群密度________
同一物种，种群密度________
出生率、死亡率
在单位时间内____________的个体数目占该种群________的比率
决定种群大小和种群密度
迁入率、迁出率
单位时间内____________的个体数目占该种群个体总数的比率
年龄组成
一个种群中各年龄期的个体数目的比例
类型：
增长型、________、衰退型
意义：
可________种群数量的变化趋势
性别比例
种群中________个体数目的比例
在一定程度上________种群密度
3.种群密度的调查方法
（1）样方法
（2）标志重捕法
①适用范围：
________________。
②密度估算公式
＝
。
4．种群的空间特征
（1）概念：
组成种群的个体，在其生活空间中的________________。
（2）种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：
________分布、________分布和________分布。
答案：
1.自然区域内 同种 全部个体
2．单位面积 单位体积 不同 可变 新生产或死亡 个体总数 迁入或迁出 稳定型 预测 雌雄 影响
3．
（1）活动范围小 五点取样法 随机取样
（2）①活动能力强、活动范围大的动物
4．
（1）位置状态或布局
（2）均匀 随机 集群
判断正误]
1．一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。
（√）
2．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。
（√）
3．用标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏低。
（×）
4．大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度。
（×）
5．依据年龄组成预测的种群密度的变化趋势最终是否能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。
（√）
热图思考]
如图是有关种群特征的概念图，请据图思考下列问题：
（1）图中①～⑤分别代表种群的什么特征？
（2）预测种群数量变化发展趋势的主要依据是图中的哪个特征？
答案：
（1）①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。
其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。
（2）预测种群数量变化趋势的主要依据是图中的④年龄组成。
题型一 种群的特征及相互关系分析
1．总述各特征之间的关系
2．分述各特征的含义与功能
（1）单位时间内新产生的（死亡的）个体数目占该种群个体总数的比率称为出生率（死亡率）。
（2）对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率称为迁入率或迁出率。
研究城市人口的变化，迁入率和迁出率更是不可忽视的因素。
（3）出生率＞死亡率，迁入率>迁出率，种群密度变大；
出生率<死亡率，迁入率<迁出率，种群密度变小；
出生率＝死亡率，迁入率＝迁出率，种群密度相对稳定。
（4）增长型年龄组成，未来出生率大于死亡率，预测种群密度变大；稳定型年龄组成，未来出生率等于死亡率，预测种群密度基本不变；衰退型年龄组成，未来出生率小于死亡率，预测种群密度变小。
（5）用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏了性别比例，出生率降低，种群密度降低。
例 某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。
该动物个体从出生到性成熟需要6个月。
下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构（每月最后一天统计种群各年龄组成个体数）。
关于该种群的叙述，错误的是（ ）
A．该种群10月份的出生率可能为零
B．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构
C．该种群的年龄结构随着季节更替而变化
D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度
解析] 此题考查种群特征与种群密度的影响因素。
由图示分析知，未成熟个体从2月到6月逐渐增多，从6月到12月逐渐减少至12月变为0，而该动物个体从出生到性成熟需要6个月，因此该种群出生时间大概为2月底到6月，到12月都性成熟，10月份出生率可能为0，A正确；天敌倾向于捕食年老体弱的动物，故天敌的迁入可能会导致衰老个体减少，使种群年龄结构发生改变，B正确；图示各月份中，不同年龄阶段的个体百分比不同，C正确；大量诱杀雄性个体，会使该种群的正常性别比例发生改变，导致种群密度改变。
答案] D
种群年龄结构的类型及判断技巧
1．统计图
2．曲线图
3．柱形图
各图示共性及判断技巧：
无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例——增长型中的幼年个体多、老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少、老年个体多。
题组精练]
1．下图表示种群特征之间的关系，据图分析不正确的是（ ）
A．①②③④依次为年龄组成、出生率和死亡率、种群数量、性别比例
B．种群密度完全能反映③的变化趋势
C．研究城市人口的变迁，迁入率和迁出率是不可忽视的
D．种群数量还受自然气候等因素的影响
解析：
选B。
年龄组成可以预测种群密度的变化方向，出生率和死亡率直接决定种群密度，种群密度只能反映种群在一定时期的数量变化，不能反映种群数量的变化趋势，性别比例是通过影响出生率而影响种群密度变化的，故①②③④依次为年龄组成、出生率和死亡率、种群数量、性别比例；除出生率和死亡率外，迁入率和迁出率也是影响城市人口变化的重要因素；种群数量受自然气候等因素的影响非常大。
2．科学家对某岛屿的社鼠种群数量和一年中不同季节的性比（性别比例）进行统计，结果如图（曲线表示种群数量）。
下列分析不合理的是（ ）
A．性比通过影响出生率间接影响种群大小
B．性比维持较高水平时不利于社鼠种群数量的增加
C．当社鼠种群数量处于高峰期时雌性明显多于雄性
D．该岛屿春季和春夏之交更有利于社鼠种群的繁殖
解析：
选C。
种群的性比变化会影响种群的出生率，从而影响种群的大小；冬季和秋季时性比水平较高，但种群数量较小，这说明性比较高时不利于社鼠种群数量的增加；在春季和春夏之交，社鼠的种群数量大，有利于社鼠种群的繁殖。
题型二 种群密度的调查方法
1．样方法与标志重捕法的比较
样方法
标志重捕法
调查对象
植物或活动范围小、活动能力弱的动物
活动范围大、活动能力强的动物
调查程序
确定调查对象
↓
捕获并标记
（数量为N1）
↓
重捕、计数
↓
计算种群密度
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
①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡
②标志物对所调查动
物生命活动无影响
2．种群密度调查的注意事项
（1）样方法的注意事项
①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，即只计数相邻两边及顶角上的个体。
②取样原则及方法：
随机取样；样方大小适中：
乔木100m2、灌木16m2、草本1m2；样方数量不宜太少；一般选易辨别的双子叶植物（叶脉一般呈网状）；常用五点取样法（如图1）和等距取样法（如图2）。
（2）标志重捕法的注意事项
被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象；标记物不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。
因为动物被捕获并标记一次后难以被再次捕获，则利用标志重捕法计算出的种群密度会比实际密度偏大。
例 下列有关调查种群密度的说法，错误的是（ ）
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法
C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映
D．将M只鹿标志后释放，在重捕获的n只鹿中有m只被标志，则该鹿群约有（M×n）÷m只
解析] 种群密度的调查方法有样方法和标志重捕法两种，对植物和活动范围较小的动物如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等采用样方法，对活动能力强和活动范围大的动物则采用标志重捕法，故对蛇应采用标志重捕法，B错误。
答案] B
“两看法”选择合适的种群密度调查方法
题组精练]
1．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记物脱落
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
解析：
选C。
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记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，若不统计正好在样方线上的个体，则计算值与实际值相比会偏小；在分布较密集的地块取样，会使计算值偏大。
2．（2017·山东兖州模拟）（多选）某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2hm2（1hm2＝10000m2），统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。
所得到的调查数据如下表：
捕获数/只
标记数/只
雌性个体数
雄性个体数
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是（ ）
A．此调查方法可以用来调查土壤中小动物物种的丰富度
B．田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，统计的种群密度比实际低
C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例（♀/
）约为3∶2
D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
解析：
选CD。
因土壤中小动物具有较强的活动能力，且身体微小，因而对其丰富度的调查一般采用取样器取样法；标志重捕法理论计算公式：
N＝M×n/m，田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N值会增大；通过两次捕获情况，性别比例约为：
♀（32＋18）∶
（18＋22）＝3∶2，通过表中数据可知该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2。
考点2 种群数量的变化规律及应用
1．研究方法：
____________
观察研究对象，提出问题→提出合理的________→根据实验数据，用适当的________对事物的性质进行表达→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。
2．“J”型增长和“S”型增长的比较
项目
“J”型增长
“S”型增长
曲线模型
形成条件
____________
____________
增长率
________
越来越小
有无K值
无K值，________
有K值，可在K值附近________
答案：
1.构建数学模型 假设 数学形式
2．资源无限的理想环境 资源有限的自然条件 不变 持续增加 上下波动
判断正误]
1．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量。
（×）
2．不同种生物的K值各不相同，但每种生物的K值固定不变。
（×）
3．影响种群数量变化的因素可能来自外部也可能来自种群内部。
（√）
4．“J”型增长中种群数量增长速率先增大后减小。
（×）
5．研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用。
（√）
6．外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。
（×）
热图思考]
如图表示两种增长方式的增长速率变化，请据图思考下列问题：
（1）甲和乙分别表示哪种增长方式？
（2）乙图中在哪个时刻增长速率最快？
在t1→t2时段内，种群数量是不是会逐渐减少？
答案：
（1）甲表示的是“J”型增长；乙表示的是“S”型增长。
（2）在t1时刻增长速率最快，在t1→t2时段内，种群数量仍然增加，只是增长的速率减缓。
题型一 “J”型和“S”型曲线的比较分析
“S”型增长
“J”型增长
前提条件
环境资源有限
环境资源无限
曲线
种群增长率曲线
种群增长速率曲线
K值
有K值，
时有最大增长速率
无K值，增长率保持不变
曲线形成原因
种内斗争加剧，天敌数量增多
无种内斗争，缺少天敌
联系
两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群数量
增长的影响不同
例 如图a、b表示种群在不同条件下的增长曲线，c为b曲线对应的种群增长速率。
下列叙述错误的是（ ）
A．在自然界中不可能存在类似a曲线表示的种群增长情况
B．在t时刻b曲线对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，即
C．b曲线表示种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约
D．c曲线表示的种群增长规律可用于指导渔业捕捞等
解析] 外来物种进入一个新的环境，其种群的增长曲线可能类似a曲线，A错误；在t时刻b曲线的增长速率最大，此时对应的种群数量大小为环境容纳量的一半，B正确；b曲线中种群数量超过
之后，随着种群的数量增长，种群的增长速率下降，所以种群的数量增长可能受其本身密度增加的制约，C正确；t时种群的增长速率最大，使种群数量维持在
可获得最大收益，所以c表示的种群增长速率可用于指导渔业捕捞，D正确。
答案] A
正确解读K值含义
1．K值不是一成不变的：
K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。
2．K值并不是种群数量的最大值
K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏前提下所能容纳的最大值，如图所示。
3．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。
当种群偏离平均值时，会通过负反馈机制使种群数量回到一定范围内。
题组精练]
1．关于图中种群数量变化的说法，错误的是（ ）
A．种群数量“J”型增长曲线只有在理想条件下才能出现
B．种群数量呈“S”型增长过程中，种群数量达到K值之前是“J”型增长
C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率为0
D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化
解析：
选B。
种群呈“S”型增长过程中，在达到K值之前由于有环境阻力的存在，种群增长曲线不是标准的“J”型；K值时出生率等于死亡率，种群数量不变，此时种群增长率为0；环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化。
2．如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内，种群增长率和时间的关系。
以下说法正确的是（ ）
A．由图可知，种群密度在第50年时，达到种群的环境容纳量（K值）
B．在10～30年，种内斗争变化趋势是逐渐增强
C．该种群的出生率和迁入率决定λ值的大小
D．在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
解析：
选B。
当λ＝1时，种群数量稳定不变，年龄组成为稳定型；当λ<1时，种群数量下降，年龄组成为衰退型：
当λ>1时，种群数量增加，年龄组成为增长型。
由图可知，种群密度在约第40年时，达到种群的环境容纳量（K值），A错误；在10～30年，λ>1，种群数量不断增加，导致种内斗争变化趋势逐渐增强，B正确；λ值的大小受多种因素的影响，如出生率、死亡率、迁入率、迁出率、性别比例、年龄组成等，C错误；在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是出生率和死亡率，D错误。
题型二 “S”型曲线中K值与K/2值的分析与
应用
1．K值与K/2值的分析
2．K值与K/2值的应用
K值减小环境阻力→增大K值→保护野生资源草原最大载畜量不超过K值→合理确定载畜量增大环境阻力→降低K值→防治有害生物
K/2值渔业捕捞后的种群数量要在K/2处K/2前防治有害生物，严防达到K/2处
例 图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量（为出生率、死亡率之差）和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是（ ）
A．图1中曲线a代表死亡率，曲线b代表出生率
B．海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在图1的E点
C．图2中在F点控制有害动物最有效
D．图2中G点代表种群的环境容纳量
解析] 图1中曲线a代表出生率，曲线b代表死亡率，A项错误；海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在K/2时，E点为K值，B项错误；在F点时种群数量增长最快，不利于控制有害动物的数量，C项错误；图2中的G点对应图1中的E点，均表示种群的环境容纳量，D项正确。
答案] D
“S”型增长曲线的解读和分析方法
三图对比分析解读：
1．t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。
2．t1～t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。
3．t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。
题组精练]
1．如图表示在鱼塘中饲养鲤鱼时，鲤鱼数量增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是（ ）
A．在t0～t2时间内，该种群数量呈“J”型增长
B．若在t2时鲤鱼的数量为K，则在t1时鲤鱼的数量为K/2
C．捕获该鱼的最佳时期为t2时
D．在t1～t2时，该种群数量呈下降趋势
解析：
选B。
在t0～t2时间内，种群增长速率先增加后降低，种群数量呈“S”型增长，A错误；t2时种群数量达到环境容纳量，若在t2时鲤鱼的数量为K，则在t1时鲤鱼的数量为K/2，B正确；捕获该鱼的最佳时期为t1～t2间，捕捞后使鱼种群数量在K/2处，此时种群增长速率最大，C错误；在t1～t2时，该种群增长速率大于0，种群数量还在增长，D错误。
2．在农田生态系统害虫防治中，害虫种群密度变化情况示意图（经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值）如下。
在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入了天敌进行生物防治。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．在农药的作用下，害虫的抗药性基因突变率在D点显著高于B点
B．E点是生物防治，A、B、C、D点是药物防治
C．害虫种群的年龄组成为衰退型
D．食物的短缺降低了害虫的存活率
解析：
选B。
农药的施用对害虫的抗药性变异进行了选择，但不会引发害虫的抗药性变异，A错误，A、B、C、D点是药物防治，农药对抗药性害虫进行了选择，因此害虫数量在一段时间后又恢复。
E点是生物防治，降低了害虫的环境容纳量，因此害虫数量降低，B正确；在曲线的不同点上，害虫的年龄组成是不同的，C错误；据图不能得出食物短缺与害虫存活率有关的信息，D错误。
考点3 （实验） 探究酵母菌种群大小的动态变化
1．实验原理
（1）用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的________、________、温度等因素的影响。
（2）在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈________型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈________型曲线。
2．实验步骤
答案：
1.
（1）浓度 pH
（2）“J” “S” 2.
（1）液体 无菌
（2）均匀 （3）计数板 一个小方格 （4）7 （5）曲线
创新思考]
1．从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。
提示] 这是为了使培养液中的酵母菌均匀分布，以保证估算的准确性。
2．本实验需要设置对照吗？
需要做重复实验吗？
提示] 酵母菌在不同时间内的数量可以相互对比，不需另设对照实验，但需要做重复实验，以避免偶然误差。
3．如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施？
提示] 稀释一定倍数（如10倍）后重新计数。
题组精练]
1．某同学在进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验的结果绘制出了如图所示的酵母菌种群数量变化曲线图，下列有关实验分析错误的是（ ）
A．在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率
B．当种群数量达到K值时，其年龄组成为稳定型
C．de段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏
D．本实验中不存在对照，统计酵母菌个体数常用抽样检测法
解析：
选D。
在酵母菌种群数量增长的cd段，增长速率接近0，A正确；当种群数量达到K值时，其年龄组成为稳定型，出生率等于死亡率，B正确；de段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏，C正确；本实验属于时间上的自身相互对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得，D错误。
2．下列对探究酵母菌种群数量变化规律实验的叙述，正确的是（ ）
A．用血球计数板计数酵母菌个数时，取适量培养液直接滴加到计数室内
B．对于压在一个方格界限上的酵母菌的处理方法是计数四条边及其顶角的酵母菌数
C．已知血球计数板的方格为2mm×2mm，若盖玻片下经稀释10倍的培养液厚度为0.1mm，计数时观察值为M，则10mL培养液中酵母菌的总数约为2.5M×105个
D．与一般的生物实验一样，该探究实验也需要单独设置对照组
解析：
选C。
培养液应加在盖玻片边缘，让培养液自行渗入，并非直接滴加到计数室内；在统计血球计数板每格内的酵母菌数时，压在边上的个体只计数相邻两边及其顶角的个体；C项所述的计算结果是
×10M＝2.5M×105；该实验不需要单独设置对照组，只要分组重复实验，结果取平均值即可。
3．检测员将1mL水样稀释10倍后，用抽样检测的方法检测每毫升蓝藻的数量；将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取少许培养液使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余液体。
已知每个计数室由25×16＝400个小格组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。
现观察到图中该计数室所示a、b、c、d、e5个中格80个小格内共有蓝藻n个，则上述水样中约有蓝藻________个/mL。
（ ）
A．5×105n B．5×108n
C．500nD．50n
解析：
选A。
依题意和图示分析可知：
1mL水样中蓝藻数量＝80个小方格内蓝藻总数/80×400×10000×稀释倍数＝n×5×10000×10＝5×105n，A正确。
血球计数板及相关计算
1．血球计数板（如下图所示）
血球计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。
每个计数室划分为9个大方格（如上图A所示），每个大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm。
因此，每个大方格的容积为0.1mm3。
另外，中央大方格以双线等分为25个中方格（如上图B所示）。
每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。
2．计算公式
（1）在计数时，先统计（图B所示）5个中方格中的总菌数，求得每个中方格的平均值再乘以25，就得出一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。
（2）设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1mm3菌液中的总菌数为（A/5）×25×B。
已知1mL＝1cm3＝1000mm3,1mL菌液的总菌数＝（A/5）×25×10000×B＝50000A·B。
课堂归纳]
填充
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