届 一轮复习人教版种群的特征和数量变化 学案.docx

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届一轮复习人教版种群的特征和数量变化学案

2020届一轮复习人教版　种群的特征和数量变化学案

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。

　　考点1　种群的特征及种群密度的调查方法

知/识/梳/理►—————————————

1．种群的特征

（1）种群的概念

种群是在一定的　自然区域内　，同种生物的　全部个体　。

（2）种群的数量特征及相互关系

①　种群密度　是种群最基本的数量特征。

②直接决定种群密度的是　出生率和死亡率　、　迁出率和迁入率　。

③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的　出生率和死亡率　，从而　预测　种群数量变化趋势，性别比例能够影响种群的　出生率　间接影响种群密度。

2．种群密度的调查方法

项目

样方法

标志重捕法

调查对象

　植物或活动范围小的动物　

活动能力强、活动范围大的动物

调查程序

（1）针对“样方法”

①须做到“随机”取样。

②须把握取样方法——长方形地块“等距取样”，方形地块“五点取样”。

③需分别计数并最终求平均值。

④须把握如下计数原则：

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）针对标志重捕法

①须牢记估算公式：

N总＝；

②善于快速确认估算值与“实际值”间的误差：

由于再捕中标志者位于分母上——若初捕放归后某些原因致分母增大（如标志物影响其活动），则估算值偏小；反之，若某些原因致分母减小（如因初捕受惊吓，不易被再捕，因标志物致其更易被天敌捕食等），则估算值将偏大。

③明确标志重捕法的关键点

a．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。

b.标记物不能过于醒目。

c.不能影响被标记对象的正常生理活动。

d.标记物不易脱落，能维持一定时间。

3．种群的空间特征及类型

（1）含义：

种群中的个体在　其生活空间中　的位置状态或布局。

（2）类型（连线）

答案：

教/材/研/析►—————————————

■必备语句——记一记

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，其中种群密度是种群最基本的数量特征。

2．直接决定种群密度的是出生率与死亡率、迁入率与迁出率，年龄组成是预测种群数量变化趋势的依据。

3．种群密度的调查方法包括：

逐个计数法（适用于分布范围较小、个体较大的种群）和估算法（常用方法是样方法和标志重捕法）。

■教材拓展——做一做

1．（教材必修3P61“探究讨论·2·3”改编）进行样方法调查时，为何要强调“随机”取样？

样方多少会影响调查结果吗？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：

为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方统计的结果（估算值）能更接近真实的情况，应做到“随机取样”。

调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。

但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。

从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。

2．（教材必修3P63“思考与讨论2”改编）年龄组成为稳定型的种群，其数量在近期是否一定能保持稳定？

年龄组成为衰退型的种群呢？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：

年龄组成为稳定型的种群，种群数量也不一定总是保持稳定。

这是因为出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。

此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响。

年龄组成为衰退型的种群，种群数量一般来说会越来越小，但是也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。

[角度1]　种群的基本特征及其之间的联系　

1．（2019·宁夏银川二中统练）如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、出生率和死亡率及迁入率和迁出率、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．研究城市人口的变化，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：

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、出生率和死亡率及迁入率和迁出率、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．（2019·河北名校联考）下列关于种群特征的叙述中，错误的是（　　）

A．种群的性别比例在一定程度上影响种群的出生率

B．进行种群密度的调查有利于合理利用生物资源

C．出生率和死亡率是决定种群数量的直接因素

D．种群密度预示着种群数量的未来变化趋势

解析：

D　[种群的年龄组成预示着种群数量的未来变化趋势。

]

种群年龄组成的类型及判断技巧

（1）统计图

（2）曲线图和柱形图

增长型

稳定型

衰退型

曲线图

柱形图

（3）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。

[角度2]　种群密度的取样调查　

3．（2019·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：

C　[样方线上个体应统计“两边一夹角”，若不统计样方线上的个体，调查结果会偏小，C正确。

]

4．（2019·河北石家庄期初考）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法或说法错误的是（　　）

A．若甲地内蒲公英种群的个体数量减少，调查其密度时，应适当扩大样方的面积

B．为了避免人为因素干扰，取样的关键是要做到随机取样

C．先计算出每个样方中蒲公英的密度，再求出所有样方的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度

D．调查得到的蒲公英的种群密度能准确反映其种群数量的变化趋势

解析：

D　[调查范围内被调查个体数量减少，调查种群密度时，应适当扩大样方的面积且应适当增加样方数量，A正确；用样方法调查种群密度时，为了避免人为因素干扰，取样时要做到随机取样，B正确；计算蒲公英种群密度时，先计算出每个样方中蒲公英的密度，再求出所有样方的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度，C正确；种群密度仅反映了种群在一定时期的数量，不能准确反映种群数量的变化趋势，D错误。

]

利用标志重捕法估算种群密度的误差分析

设种群数量为A只，第一次捕获B只并标记，第二次捕获了a只，其中有b只被标记，根据公式＝，得A＝。

由此分析可知：

①若由于某种原因，如标志物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等，造成b偏小，则A偏大。

②若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等，造成b偏大，则A偏小。

③若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。

考点2　种群数量的变化及应用

知/识/梳/理►—————————————

1．研究方法　构建数学模型　。

观察研究对象，提出问题→提出合理的　假设　→根据实验数据，用适当的　数学形式　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．种群数量变动的影响因素

主要有　气候　、食物、　天敌　、传染病等

3．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线

项目

“J”型曲线

“S”型曲线

增长模型

前提条件

理想状态：

　资源无限、空间无限、不受其他生物制约　

现实状态：

　资源有限、空间有限、受其他生物制约　

K值有无

　无K值　

　有K值　

种群增长率变化

种群增长速率变化

适用范围

　实验条件下或理想条件下　

　自然种群　

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

环境阻力：

按自然选择学说，它就是在生存斗争中被淘汰的个体数

教/材/研/析►—————————————

■必备语句——记一记

1．“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。

“S”型增长曲线的成因：

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。

2．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。

3．渔业捕捞中，让鱼的种群数量维持在K/2的原因是：

K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。

■教材拓展——做一做

自然环境中，种群的数量一定低于K值吗？

说出你的理由。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：

不一定。

自然环境中，大多数种群数量围绕K值上下波动，故种群数量可以高于K值，但不会维持很长时间。

[角度1]　J型增长曲线与S型增长曲线比较　

1．（2019·临川模拟）关于图中种群数量变化的说法，错误的是（　　）

A．种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现

B．种群呈“S”型增长过程中，在达到K值之前就是呈“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．当环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化

解析：

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，所以不是呈“J”型增长；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；当环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化。

]

2．科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示[图中Nt表示第t年的种群数量，Nt＋1表示第（t＋1）年的种群数量]。

下列分析正确的是（　　）

A．甲种群在0～t3段的年龄结构为增长型

B．乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”型增长

C．乙种群在t2时数量最少

D．甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善

解析：

B　[甲种群在Nt＋1/Nt＜1时，年龄结构为衰退型，在Nt＋1/Nt＞1时，年龄结构为增长型，A错误；乙种群在0～t1段时，Nt＋1/Nt＞1，且保持不变，种群数量呈“J”型增长，B正确；乙种群在t3时数量最少，C错误；t3后甲种群的Nt＋1/Nt＞1，则种群的数量会增加，D错误。

]

K值变动的示意图

（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，种群数量会在K值附近上下波动；当种群数量偏离K值的时候，生态系统会通过负反馈调节使种群数量回到一定范围内。

（2）当环境遭受破坏后，K值会下降；当生物生存的环境得到改善时，K值会上升。

（3）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的前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值。

[角度2]　种群数量变化规律的应用　

3．（2019·河北衡水中学第一次月考）如图为银鱼种群增长速率随时间的变化曲线。

下列相关叙述中正确的是（　　）

A．Q时，银鱼的种群增长倍数λ为0

B．Q时是捕获银鱼的较为适宜时期

C．在L～M时段，该种群数量呈“J”型增长

D．增长速率大于0时，银鱼种群的出生率大于死亡率

解析：

D　[Q点时，银鱼的种群数量达到K值，种群数量相对稳定，此时种群的增长倍数λ为1，A错误；N～P段捕鱼后能使群数量迅速回升，该时间段是捕获银鱼的较为适宜时期，而P～Q段种群增长速率较低，捕鱼后种群数量不易回升，B错误；图示曲线表示的是呈“S”型增长的种群的增长速率，C错误；增长速率大于0时，说明种群数量在增加，银鱼种群的出生率大于死亡率，D正确。

]

4．（2019·河北定州中学期中）如图所示为某池塘内鲤鱼种群出生率与死亡率的比值变化曲线图。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．图中a点和b点，鲤鱼种群的增长率一定相等

B．0～d时间段内，曲线最低点鲤鱼种群的增长率小于零

C．a～b时间段内，该鲤鱼种群的年龄组成为稳定型

D．b～c时间段内，该鲤鱼种群的数量逐渐减少

解析：

B　[种群增长率＝出生率－死亡率，a、b两点出生率/死亡率都等于1.5，即出生率－死亡率＝1/2死亡率，由于a、b两点的死亡率不一定相等，所以a、b两点的种群增长率不一定相等，A错误。

根据“种群增长率＝出生率－死亡率”可知，曲线上出生率/死亡率小于1时，出生率－死亡率小于0，即增长率小于0，B正确。

a～b时间段内，由于出生率/死亡率＞1，此时出生率－死亡率＞0，即种群增长率大于0，此时种群数量在不断增加，该鲤鱼种群的年龄组成为增长型，C错误。

b～c时间段内，当出生率/死亡率大于1时，种群数量逐渐增加；当出生率/死亡率小于1时，种群数量逐渐减少，D错误。

]

种群“S”型增长曲线的分析及在实践中的应用

（1）曲线分析

（2）实践应用

b点的应用

消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期（b点）之前，严防种群增长进入加速期

c点（K/2值）的应用

对有害生物：

严防种群数量达该点，如灭鼠达K/2时，鼠害将难以控制

对有益资源：

黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则

e点（K值）的应用

对有害生物：

限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量

对有益生物：

改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区，保护大熊猫

考点3　探究培养液中酵母菌数量的动态变化（实验）

知/识/梳/理►—————————————

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　成分、空间、pH、温度　等因素的影响。

（2）在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈　“J”型　曲线；在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈　“S”型　曲线。

（3）计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——　显微计数　法。

2．实验流程

3．注意事项

（1）实验设计

本实验不需要设置对照实验，因为不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差；需对每个样品计数三次，取其平均值。

（2）实验操作

①从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减小误差。

②制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。

多余培养液用滤纸吸去。

③制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。

（3）实验数据

①显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。

②如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数，以每小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。

稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。

③每天计数酵母菌数量的时间要固定。

结果的记录最好用记录表，如：

时间（天）

1

2

3

4

5

6

……

数量（个）

……

技/能/提/升►—————————————

1．从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

答案：

使酵母菌均匀分布，从而使计数准确。

2．该探究需要设置对照及重复实验吗？

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________________________________________________________________________

答案：

酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。

但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。

3．若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？

________________________________________________________________________

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答案：

可增大稀释倍数后再计数。

4．为什么每天取样计数时间要固定？

________________________________________________________________________

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答案：

控制无关变量，减小实验误差。

5．（2019·太原调研）下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是（　　）

①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧　②将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养　③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液　④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液

⑤待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数　⑥计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计相邻两边及其顶角　⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次

A．①②③④⑥　　　　　　B．②③④⑥⑦

C．②③⑥D．②③⑤⑥

解析：

D　[①培养酵母菌时，不用去除培养液中的溶解氧；④中应先盖上盖玻片之后再滴培养液；⑦早期培养也要取样观察。

]

6．（2019·衡水模拟）将10mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表所示。

据表分析错误的是（　　）

样品

1

2

3

4

酵母菌数量（个/mm3）

1210

820

1210

1000

pH

4.8

5.4

3.7

5.0

A.培养过程中酵母菌始终是出生率＞死亡率

B．样品的取样先后顺序为2、4、1、3

C．对酵母菌而言，10mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个

D．若进行第5次均匀取样，10mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个

解析：

A　[将10mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养，酵母菌的代谢活动消耗营养物质，不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降，可根据培养液pH的变化来确定取样顺序，正确的取样顺序为2、4、1、3。

从表中数据分析可知，达到稳定时期时，酵母菌数量达到最大值，说明10mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个。

继续培养，随着环境条件的极度恶化，种群生长进入衰退期，出生率小于死亡率，种群数量将不断下降，有可能低于1.21×107个。

]

7．（2019·烟台质检）某小组同学为了“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”，设计了图1所示的实验装置，图2是对酵母菌进行计数的血细胞计数板（1mm×1mm×0.1mm）的计数室。

以下说法错误的是（　　）

A．在最适状态的情况下，关闭出、入口流速控制阀，则装置中酵母菌种群增长为“S”型曲线

B．将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部后，再在显微镜下观察、计数

C．对酵母菌样液稀释时，如果加入的无菌水过多，会使酵母菌细胞膨胀破裂

D．若计数室每个小格中的平均酶母菌数为A，且稀释倍数为B，则1mL培养液中的酵母菌数为4AB×106

解析：

C　[即使在最适状态下，由于空间、营养等因素的限制，种群也是“S”型增长，A正确；将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部后，再在显微镜下观察、计数，B正确；酵母菌有细胞壁的保护，不会因为吸水过多而涨破，C错误；图中计数板为25×16型，计数室的体积＝1×1×0.1×10－3＝1×10－4（mL），则1mL培养液中的酵母菌数为（25×16×A×B）/（1×10－4）＝4AB×106，D正确。

]

血细胞计数板及其应用

（1）血细胞计数板：

通常有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格。

但无论哪种规格的计数板，每个大方格都有16×25＝400个小方格。

一个大方格长和宽各为1mm，深度为0.1mm，容积为0.1mm3。

（2）计数方法：

对于16×25的方格网，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，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。

（3）计算方法：

大方格长度为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＝（中方格中的细胞总数/中方格中小方格个数）×400×104×稀释倍数。

（4）注意事项：

摇匀取样，适当稀释。

[易错分析]

易错点1　混淆种群“增长率”、“增长速率”　

点拨　种群增长率与增长速率辨析如下：

①增长率＝。

②增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。

③“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率曲线。

如下曲线：

易错点2　不能精准解读“λ”内涵，误认为下图中“b”段种群密度下降，“e”段种群密度上升　

点拨　

（1）准确理解“λ”内涵

Nt＝N0λt，λ代表种群数量“增长倍数”，而不是增长速率。

λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定