高考生物听课手册 第28讲种群的特征和数量变化.docx
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高考生物听课手册第28讲种群的特征和数量变化
听课手册第28讲 种群的特征和数量变化
考试说明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。
考点一 种群的特征
1.种群的数量特征
（1）种群的概念
种群是在一定的 ,同种生物的 。
（2）种群的数量特征及相互关系
注:
“+”“-”分别表示增加、减少,“→”“
”分别表示直接作用、间接作用。
图9-28-1
① 是种群最基本的数量特征。
②直接决定种群密度的是 、 。
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 ,从而间接影响种群数量,性别比例通过影响种群的 而间接影响种群密度。
④预测种群数量的变化趋势的主要依据是 ,但这种趋势不一定能实现,如气候、天敌、食物等环境因素发生改变。
2.种群密度的估算方法
（1）样方法
①适用对象:
、昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等密度的调查。
②过程:
确定调查对象→取样→计数每个样方个体数→以所有样方种群密度的 作为种群密度的估计值。
③取样的方法:
和 。
取样的关键:
。
④注意事项:
随机取样、 、样方数量不宜太少。
（2）标志重捕法
①适用生物:
。
②过程:
确定调查对象→ （数量为M）→重捕、计数（捕获数为n,标记数为m）→计算种群数量。
③估算公式:
=
④注意事项:
调查期间没有迁入和迁出、出生和死亡,标志物对所调查动物生命活动无影响。
3.种群的空间特征
（1）含义:
种群中的个体在其生活空间中的 。
（2）类型:
均匀分布,如稻田中水稻的空间分布; ,如田野中杂草的分布; ,如瓢虫的空间分布。
正误辨析
（1）用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度,应选择植物生长茂盛处取样。
（ ）
（2）草地上跳蝻的种群密度一般采用标志重捕法调查。
（ ）
（3）用性引诱剂诱杀雄性害虫,破坏的是种群的年龄组成。
（ ）
（4）从理论上讲,第二次被捕捉时动物躲避捕捉的能力增强,所以调查的种群数量比实际数量要偏小。
（ ）
（5）五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。
（ ）
（6）橡树种子常在母株附近形成集群属于种群的空间特征,由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于种群的数量特征。
（ ）
教材拓展
1.请运用种群数量特征的知识,分析农业生产中喷施某种害虫的性外激素诱杀雄虫可降低该害虫种群密度的原因。
2.在对某种鼠的调查中,调查范围为1公顷,第一次捕获并标记39只鼠,第二次捕获34只鼠,其中有标记的鼠15只。
请回答下列问题:
（1）这个种群中鼠的种群密度大约是 只/公顷。
（2）若捕捉后该鼠不易再被捕捉,则估算的种群密度会 （填“偏高”或“偏低”）。
理由:
。
命题角度1 考查种群数量特征及相互关系
1.[2018·河北衡水中学二调]现阶段我国出现了大量“421型”家庭（4个老人+1对夫妇+1个孩子）,近期政府出台了“二孩政策”。
下列叙述正确的是（ ）
A.人口性别比例的失衡一定会降低出生率
B.使动物种群密度减小的方法同样适用于人口数量的减少
C.随着“421型”家庭增多,人口年龄金字塔底部面积所占的比例减小
D.“二孩政策”的出台旨在提高出生率和降低死亡率,从而提高自然增长率
2.图9-28-2为种群数量特征的两个概念图,有关分析错误的是（ ）
图9-28-2
A.图
（1）中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b
B.图
（1）中的c为种群最基本的数量特征
C.图
（2）中丁与图
（1）中的a表示的含义相同
D.图
（2）中丙为性别比例,主要通过影响出生率来间接影响种群密度
题后归纳 种群年龄组成的类型及判断技巧
（1）统计图
图9-28-3
（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——增长型种群中的幼年个体多、老年个体少;稳定型种群中的各年龄段个体比例适中;衰退型种群中的幼年个体少、老年个体多。
命题角度2 考查种群密度调查方法的选择及分析
3.[2017·全国卷Ⅲ]某陆生植物种群的个体数量较少,若用样方法调查其密度,下列做法合理的是（ ）
A.将样方内的个体进行标记后再计数
B.进行随机取样,适当扩大样方的面积
C.采用等距取样法,适当减少样方数量
D.采用五点取样法,适当缩小样方面积
4.[2018·广西桂林模拟]下列调查种群密度的活动中,相关叙述正确的是（ ）
A.利用标志重捕法调查时,部分鲤鱼身上的标记物脱落则所得到的数值偏大
B.利用标志重捕法调查时,标记个体与未标记个体被捕捉的概率不同
C.计数每个样方的种群密度,取其最大值作为该种群的种群密度估计值
D.利用样方法调查蒲公英的种群密度时,不统计正好在样方线上的个体
技法提炼
1.样方法的计数原则
同种生物个体无论大小都要计数,若有正好处在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如图9-28-3所示:
图9-28-4
注:
图甲为方形样方,图乙为圆形样方,实心圈表示要统计或测量的个体,虚线表示圆形样方的直径。
2.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=
。
由上式分析可知:
（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等）造成b偏小,则A偏大。
（2）若由于某种原因（如标志物导致被标记个体易于被捕捉等）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,也会造成估算值出现较大误差。
考点二 种群数量的变化
1.研究方法:
构建 。
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→检验或修正。
2.种群数量增长曲线
图9-28-5
（1）图中a曲线为 曲线。
①形成条件:
、气候适宜、 等。
②数学模型:
Nt=N0λt
③曲线特点:
种群数量每年以 增长。
（2）图中b曲线为 曲线。
①形成条件:
。
②曲线特点
（3）K值:
又称 ,指在环境条件
的情况下,一定空间中所能维持的 。
3.影响种群数量变化的因素
（1）变化形式:
波动和下降。
（2）影响因素:
自然因素——气候、 、天敌、传染病等;人为因素—— 。
正误辨析
（1）种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。
（ ）
（2）一个物种引入新地区后,一定呈“J”型增长。
（ ）
（3）种群“J”型增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。
（ ）
（4）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。
（ ）
（5）环境容纳量是指种群的最大数量。
（ ）
（6）在种群的“S”型增长曲线中,达到K/2时种群的增长速率最大,达到K值时种群的增长速率为0。
（ ）
教材拓展
试分析种群增长模型中λ变化与种群密度的关系:
Nt=N0λt,λ代表种群数量的 ,不是增长率;种群增长率为 ,λ变化有以下三种情况:
（1）λ>1时,种群密度 ,年龄组成为 型。
（2）λ=1时,种群密度 ,年龄组成为 型。
（3）λ<1时,种群密度 ,年龄组成为 型。
1.两种增长曲线的比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
理想状态:
①食物和空间条件充裕;②气候适宜;③没有敌害;④无迁入、迁出
现实状态:
①食物、空间有限;②不断变化的自然条件;③有种内斗争和种间竞争
变化曲线
增长速
率变化
K值有无
无K值
有K值
联系
两种增长曲线的差异主要是由于环境阻力大小不同,对种群数量增长的影响不同
2.不同曲线模型中“K值”与“K/2”
图9-28-6
图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K,A'、C'、D'时间所对应的种群数量为K/2。
命题角度1 考查种群数量变化
1.[2018·陕西西安第一中学模拟]观察图9-28-7,分析下列相关叙述,错误的是（ ）
图9-28-7
A.种群呈现“J”型增长的前提条件是不存在天敌、食物充足、生存空间无限等
B.呈现“S”型增长的种群,随着时间的推移,种群增长所受的环境阻力先增加后减少
C.在自然界中,种群的增长曲线一般是“S”型曲线
D.“J”型曲线代表的种群,种群数量不断增大且无K值
2.下列有关种群数量变化曲线的分析正确的是（ ）
图9-28-8
A.图乙中种群的K值为a,环境条件改变可导致K值改变
B.图甲中b~c年,种群数量呈“S”型增长
C.图乙中第3年以后种群数量波动的主要原因是出生率和死亡率的变化
D.图甲中c点和图乙中c点对应的年龄组成分别是稳定型和增长型
题后归纳 对K值（环境容纳量）的解读
（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的前提下所能维持的种群最大数量,如图9-28-9所示:
图9-28-9
（3）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,会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。
命题角度2 考查种群数量变化规律的应用分析
3.图甲和图乙表示出生率、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（ ）
图9-28-10
A.图甲中曲线a代表死亡率,曲线b代表出生率
B.海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在图甲的E点
C.图乙中在F点控制有害动物最有效
D.图乙中G点代表种群的环境容纳量
4.[2018·南昌一模]科学工作者为了监测和预报某草原鼠害的发生情况,对田鼠种群数量的变化规律进行调查,发现在最初的一个月内,种群数量每天增加1.5%,据此分析错误的是（ ）
A.研究者通常采用标志重捕法估算该地区田鼠的种群数量
B.最初一个月内,田鼠种群增长模型可构建为Nt=N0λt,其中λ为1.015
C.最初一个月内,田鼠的生存环境是空间条件充裕、食物充足、气候适宜
D.数月之后,当田鼠种群的出生率等于死亡率时,是防治鼠害的最佳时期
技法提炼 K值、K/2在实践中的应用
K值
K/2
注:
对家鼠等有害动物的控制,应通过打扫卫生、做好粮食储存、饲养天敌等来降低其环境容纳量（K值）。
命题角度3 种群增长倍数、增长率和增长速率区分
5.[2018·浙江温州二模]图9-28-11表示某鱼类种群增长速率与种群数量的关系,下列相关叙述中,正确的是（ ）
图9-28-11
A.OP段出生数量增大,死亡数量减小
B.P点数量可为鱼类捕捞与否提供依据
C.PQ段种群年龄组成为衰退型
D.Q点是该种群的最大数量
6.科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查,并研究了λ=
随时间的变化趋势,结果如图9-28-12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（ ）
图9-28-12
A.甲种群在t1~t2段的种群数量不断增加
B.乙种群在t1~t2段的种群数量一直在减少
.乙种群在t3后种群数量保持不变
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
易错提醒 增长率、增长速率、λ值的辨析
（1）增长率=
=
。
在“J”型曲线中增长率不变;在“S”型曲线中增长率逐渐减小。
（2）增长速率=单位时间内增长的个体数量=
=
。
在“J”型曲线中种群增长速率不断增大;在“S”型曲线中种群增长速率先增大,在K/2时达到最大,然后逐渐减小。
（3）λ值为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数,而非增长率。
考点三 实验:
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
（1）用液体培养基培养酵母菌,种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。
（2）在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”型曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
在恒定培养液中当酵母菌种群数量达K值后,还会转而下降直至全部死亡（营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致）。
（3）计算酵母菌种群数量可用的方法:
抽样检测法。
2.实验流程
图9-28-13
3.注意事项
（1）本实验不需要设置对照实验,因为不同时间取样已形成自身对照;需要做重复实验,目的是尽量减小误差,需对每个样品计数三次,取其平均值。
（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,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。
（3）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。
（4）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。
（5）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。
（6）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。
稀释培养液时要进行定量稀释,便于计算。
（7）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（d）
1
2
3
4
5
6
……
数量（个）
……
1.下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述,正确的是（ ）
A.从试管吸出培养液之前应静置一段时间
B.对于压在小方格界线上的酵母菌,计数四条边上的菌数
C.当一个小方格中酵母菌数目较多时应适当稀释
D.将培养液滴到计数室中盖上盖玻片后镜检
2.[2015·江苏卷]血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是（ ）
A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室
B.计数室的容积为1mm×1mm×0.1mm
C.盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液
D.计数时,不应统计压在小方格角上的细胞
3.[2018·天津红桥区二模]将10mL酵母菌培养液注入试管中,放置在适宜的温度下培养,并于不同时间内取样4次,每次取样时均将培养液摇匀。
然后测定样品中酵母菌的数量和pH,结果如下表所示:
样品
1mm3样品中酵母菌数量（个）
pH
1
1210
3.7
2
820
5.4
3
1210
4.8
4
1000
5.0
根据此表分析,下列叙述正确的是（ ）
A.样品取样的先后顺序为2、4、1、3
B.取样品时摇匀培养液的目的是使酵母菌与氧气充分接触
C.培养过程中酵母菌始终出生率>死亡率
D.在该实验条件下酵母菌的环境容纳量为1.21×107个
方法技巧 用血细胞计数板计算酵母菌数量的方法
（1）血细胞计数板构造
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9-28-14所示。
图9-28-14
（2）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）。
1mL培养液中细胞个数=
×400×104×稀释倍数。
真题·预测
1.[2018·全国卷Ⅰ]种群密度是种群的数量特征之一。
下列叙述错误的是（ ）
A.种群的“S”型增长是受资源因素限制而呈现的结果
B.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
C.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单位水体该鱼的产量有可能相同
D.培养瓶中细菌种群数量达到K值前,密度对其增长的制约逐渐减弱
2.[2017·全国卷Ⅰ]假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长,该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图9-28-15所示。
若要持续尽可能多地收获该种家畜,则应在种群数量合适时开始捕获,下列四个种群数量中合适的是（ ）
图9-28-15
A.甲点对应的种群数量
B.乙点对应的种群数量
C.丙点对应的种群数量
D.丁点对应的种群数量
3.[2017·全国卷Ⅱ]林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。
通常,对于鼠害较为严重的林场,仅在林场的局部区域（苗圃）进行药物灭鼠,对鼠害的控制很难持久有效。
回答下列问题:
（1）在资源不受限制的理想条件下,山鼠种群的增长曲线呈 型。
（2）在苗圃进行了药物灭鼠后,如果出现种群数量下降,除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外,还应考虑的因素是 。
（3）理论上,除药物灭鼠外还可以采取生物防治的方法控制鼠害,如引入天敌。
天敌和山鼠之间的种间关系是 。
（4）通常,种群具有个体所没有的特征,如种群密度、年龄结构等。
那么,种群的年龄结构是指
。
4.[2015·全国卷Ⅰ]现有一未受人类干扰的自然湖泊,某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成,结果如下表。
年龄
0+
1+
2+
3+
4+
5+
6+
7+
8+
9+
10+
11+
≥12
个体数
92
187
121
70
69
62
63
72
64
55
42
39
264
注:
表中“1+”表示鱼的年龄大于等于1、小于2,其他以此类推。
回答下列问题:
（1）通常,种群的年龄结构大致可以分为三种类型,分别是 。
研究表明:
该鱼在3+时达到性成熟（进入成年）,9+时丧失繁殖能力（进入老年）。
根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为 ,由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是 。
（2）如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度,常用的调查方法是标志重捕法。
标志重捕法常用于调查 强、活动范围广的动物的种群密度。
（3）在该湖泊中,能量沿食物链流动时,所具有的两个特点是 。
1.下列关于种群特征与数量变化的叙述,错误的是（ ）
A.样方法、标志重捕法均是估算种群密度的调查方法
B.与单子叶植物相比,样方法更适用于调查双子叶植物的种群密度
C.呈“S”型增长的种群在数量达到K值时,增长速率为0
D.在理想条件下,种群数量呈“J”型增长,K值逐渐增大
2.某科研小组研究某池塘内草鱼种群增长速率的变化规律,结果如图9-28-16所示,其中t2之前的数据丢失。
下列叙述正确的是（ ）
图9-28-16
A.t2~t4时间段内,种群数量呈“S”型增长;t4~t5时间段内,种群数量逐渐下降
B.t3时草鱼的种群密度约为t5时对应种群密度的一半
C.该池塘对草鱼的最大容纳量应出现在t5时且数值保持不变
D.当种群增长速率为m时,该草鱼的年龄组成为稳定型
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重要依据。
3.“J”型增长曲线的形成条件是食物和空间充裕、气候条件适宜、没有敌害等。
4.“S”型增长曲线的形成条件是资源和空间有限,随种群密度增大,种内斗争加剧,捕食者增多,从而使出生率降低、死亡率升高。
5.渔业捕捞中,让种群数量维持在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。
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