第28讲 种群的特征和数量变化.docx
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第28讲种群的特征和数量变化
种群和群落
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.种群的概念
种群是在一定的 ,同种生物的 。
2.种群的数量特征
项目
定义
特点或意义
种群
密度
种群在单位面积或 中的个体数量
①不同物种,种群密度不同
②同一物种,种群密度可变
出生率、
死亡率
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
单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群 的比率
年龄
组成
种群中 的个体数目的比例
①类型:
增长型、 、衰退型
②意义:
可预测种群数量变化趋势
性别
比例
种群中 个体数目的比例
在一定程度上影响种群密度
3.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 ,取样的关键是 。
（2）标志重捕法
①适用生物:
。
②过程:
确定调查对象→捕获并标记（数量为M）→重捕、计数（捕获数n,标记数m）→计算种群数量。
③密度估算公式:
=
4.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。
理性思维
1.[归纳与概括]一个池塘中的全部鱼是一个种群吗?
校园内全部五年龄的杨树呢?
为什么?
2.[归纳与概括]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。
科学探究
某实验小组运用“标志重捕法”调查某废弃仓库中老鼠的种群密度,实验结果远远高于估计值。
你认为可能的原因有哪些?
1.种群的数量特征的关系
图9-28-1
（1）决定种群密度的直接因素——出生率、死亡率、迁入率和迁出率。
（2）决定种群密度的间接因素——年龄组成和性别比例。
其中年龄组成既能影响出生率,又能影响死亡率,而性别比例只能影响出生率。
（3）预测种群数量变化趋势的主要数量特征——年龄组成,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.利用样方法调查种群密度的注意事项
（1）样方法不仅适用于植物,还适用于活动能力弱、活动范围小的动物,如蚯蚓等,而且调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的种群密度及跳蝻的种群密度等也可用样方法。
（2）植物的大小不同,样方面积也应不同。
如双子叶草本植物的样方面积为1m2,乔木的样方面积约为100m2,灌木的样方面积约为16m2。
（3）计数原则:
若有正好压在边界线上的个体,应遵循“计上线不计下线,计左线不计右线”的原则,如图9-28-2所示。
同种植物无论大小都应计数。
（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。
）
图9-28-2
3.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、被标记个体再次被捕获的机会降低、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（如被标记个体更易被捕获等）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。
角度1 种群数量特征的分析与判断
1.[2019·嘉兴模拟]下列关于种群的叙述,正确的是（ ）
A.种群密度的大小是决定生物对人类益或害的依据
B.增长型年龄组成预示着种群数量一定将增长
C.动物的出生率与性成熟的早晚无关
D.种群性别比例的改变不能降低出生率
2.下列选项不属于对种群数量特征描述的是（ ）
A.2019年年底北京市常住人口性别比例为1.07∶1
B.近年来,北京市65岁及以上的人口比例增大
C.橡树种子散布能力差,常在母株附近形成集群
D.薇甘菊的入侵,导致松树种群死亡率升高
归纳提升 种群年龄组成类型的表示方法
类型
增长型
稳定型
衰退型
模型图
曲线图
柱形图
角度2 种群密度调查方法的分析
3.某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度,设计了四个调查方案,其中最可行的是（ ）
A.计数该草地上该种植物的全部个体数目
B.设置1个1m2的样方,计数样方中该种植物的个体数目
C.随机设置1m2的样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目,最后求平均值
D.在该种植物密集处设置1m2的样方若干,计数每个样方中该种植物的个体数目
4.[2019·河南安阳一模]某弃耕大豆田地的主要食物链由植物→田鼠→鼬组成,某生态学家通过调查得知,田鼠种群密度为80只/hm2。
调查时,他在1hm2范围内,第一次捕获并标记40只田鼠,第二次捕获30只。
下列相关叙述正确的是（ ）
A.该弃耕地农田生态系统的生产者主要为植物,次级消费者为鼬
B.弃耕农田里发生初生演替,和弃耕前相比,该弃耕地群落结构发生了改变
C.该生态学家第二次捕获的田鼠中,有标记的田鼠有20只
D.若标记的田鼠有部分被鼬捕食,则估算的种群密度大于80只/hm2
方法技巧 “两看法”选择合适的种群密度调查方法
图9-28-3
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9-28-4
（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—— 。
理性思维
1.[归纳与概括]种群数量增长的“J”型曲线是否是“S”型曲线的一部分?
2.[模型与建模]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环境阻力大小不同,因而对种群数量增长的影响不同
2.K值与K/2的应用
（1）用“坐标曲线图”表示“K值”的方法
图9-28-5
图中A、B、C、D对应的种群数量为K值,A'、C'、D'对应的种群数量为K/2。
（2）K值与K/2在实践中的应用
角度1 种群数量变化的分析
1.[2019·辽宁锦州质检]下列有关种群数量变化曲线的分析,叙述正确的是（ ）
图9-28-6
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
2.科学家对某种群的数量进行了13年的连续研究,计算出其λ值,如图9-28-7为该种群13年来λ值（λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数）的变化曲线。
下列分析正确的是（ ）
A.前4年间和第5年到第9年间,该种群数量相对稳定,年龄组成为稳定型
B.第4年到第5年间和第9年到第10年间,该种群数量不断减少
图9-28-7
C.从第11年开始该种群数量不断上升,到第13年达到K值
D.从第5年开始,该种群数量达到K值,直到第9年,保持相对稳定
角度2 种群数量变化规律的应用分析
3.[2019·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
4.[2019·合肥一模]巢湖水产中银鱼是重要的资源,为获得最大持续年捕捞量,据图9-28-8推测下列表述正确的是（ ）
图9-28-8
A.当种群数量处于b点时才能进行捕捞
B.当种群数量处于c点时才能进行捕捞
C.捕捞后种群数量应处于b点
D.捕捞后种群数量应处于a点
易错提醒 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。
考点三 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,种群的增长受培养液的成分、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;在实际环境下,酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
（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
3.注意事项
（1）操作
①溶液要进行定量稀释,每天计数酵母菌数量的时间要固定。
②计数时,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从试管中吸取培养液进行计数前,要轻轻振荡试管几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。
④结果最好用记录表记录,如下表所示:
时间（天）
1
2
3
4
5
6
……
数量（个）
……
（2）计数
①计数原则:
显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则进行计数。
②实验误差原因分析
A.统计结果偏小:
取液时未摇匀,吸取的培养液中酵母菌偏少;在计数时,未计边缘的酵母菌等。
B.统计结果偏大:
取液时未摇匀,吸取了表层的培养液;在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。
发散思维
若在该封闭培养体系中长时间培养,则酵母菌的K值会发生怎样的变化?
。
原因是
1.[2019·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
2.[2019·江苏常州模拟]酵母菌是重要的模式生物,某生物兴趣小组对酿酒过程中酵母菌的种群数量变化进行了研究。
如图9-28-10为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线,请回答下列问题:
图9-28-10
（1）曲线BC段酵母菌呼吸的方式是 。
（2）酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外,还有 。
（3）在t1~t2时段,单位时间内酵母菌消耗葡萄糖的量迅速增加的主要原因有 、 。
（4）某同学在t3时取样,统计的酵母菌种群数量明显高于D点对应的数量,原因可能有 、 和用血细胞
计数板计数时出现错误等。
方法技巧 用血细胞计数板计算酵母菌的方法
（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9-28-11所示。
（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。
图9-28-11
历年真题明考向
1.[2019·全国卷Ⅰ]假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长,该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图9-28-12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9-28-12
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
2.[2019·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
3.[2019·江苏卷]某小组开展酵母菌培养实验,图9-28-13是摇瓶培养中酵母种群变化曲线。
下列相关叙述正确的是（ ）
图9-28-13
A.培养初期,酵母因种内竞争强而生长缓慢
B.转速150r/min时,预测种群增长曲线呈“S”型
C.该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法
D.培养后期,酵母的呼吸场所由胞外转为胞内
4.[2019·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
5.[2019·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 。
第28讲 种群的特征和数量变化
考点一
【知识梳理】
1.自然区域内 全部个体
2.单位体积 新产生或死亡 个体总数 个体总数 各年龄期 稳定型 雌雄
3.
（1）①植物 ②平均值 ③五点取样法 等距取样法 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）随机分布 集群分布
理性思维
1.两者都不是种群。
一个池塘中的全部鱼不属于同一物种;校园内全部五年龄的杨树未包含该区域杨树的所有个体。
2.喷施性外激素诱杀雄虫破坏了该害虫正常的性别比例,降低了出生率,进而降低了该种害虫的种群密度。
科学探究
可能的原因:
①使用的标志物易脱落;②老鼠被标记后,易被天敌发现并被捕食;③两次捕捉期间老鼠有大量迁入等。
【命题角度】
1.A [解析]种群密度的大小是决定生物对人类益或害的依据,A正确;增长型年龄组成预示着种群数量将增多,但不绝对,B错误;动物的出生率与性成熟的早晚有关,C错误;种群性别比例的改变能降低出生率,D错误。
2.C [解析]种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄组成等。
A选项描述的是性别比例,B选项描述的是年龄组成,D选项描述的是死亡率,C选项描述的是种群的空间特征。
3.C [解析]植物种群密度的调查方法一般为样方法。
该草地上某种植物全部个体数全部统计难度较大;只选取一个样方的数目进行调查不具有代表性;一般随机设置1m2的样方为宜,并且尽量选择多个样方求平均值。
4.D [解析]该弃耕地农田生态系统的生产者主要为植物,次级消费者包括鼬和其他的次级消费者,A错误;弃耕农田里发生的是次生演替,B错误;标志重捕法估算种群密度的计算公式是:
该种群数量÷第一次捕获并标记的个体数=第二次捕获的个体数÷第二次捕获的个体中被标记的个体数,80÷40=30÷第二次捕获的个体中被标记的个体数,则第二次捕获的田鼠中有标记的田鼠有15只,C错误;若标记的田鼠有部分被鼬捕食,该种群数量=（第一次捕获并标记的个体数×第二次捕获的个体数）÷第二次捕获的个体中被标记的个体数,第二次捕获的个体中被标记的个体数减少,则会导致种群密度估算结果偏高,D正确。
考点二
【知识梳理】
1.数学模型 假设 数学形式
2.
（1）“J”型 ①食物和空间条件充裕 没有敌害 ②种群的起始数量 数量 倍数 ③一定的倍数
（2）“S”型 ①自然界资源和空间有限 ②K/2 环境容纳量
（3）环境容纳量 不受破坏 种群最大数量
3.
（2）食物 人类活动
理性思维
1.不是,“J”型曲线反映的种群增长率是一定的,而“S”型曲线反映的种群增长率是逐渐减小的。
因此,不能认为“S”型曲线的开始部分是“J”型曲线。
2.增长倍数 λ-1
（1）增大 增长
（2）保持稳定 稳定 （3）减小 衰退
【命题角度】
1.C [解析]据图乙可知,种群的K值在a~b之间波动的某个大于b小于a的数值,A错误;据图甲可知,λ值小于1时,种群数量减少,λ值大于1时,种群数量增加,故在b~c年,种群数量先减少后增加,B错误;出生率和死亡率是决定种群密度的直接因素,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动,C正确;据图分析,图甲中c点时λ>1,种群数量增加,此时出生率大于死亡率,年龄组成为增长型,图乙中c点处于K/2时,种群数量增加,此时出生率大于死亡率,年龄组成为增长型,D错误。
2.D [解析]由题中信息可知,λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数,由图可以看出,前4年间该种群的λ值都是1.5,因此该种群呈“J”型增长,年龄组成为增长型;第5年到第9年间,该种群的λ值都是1,因此该种群数量相对稳定,年龄组成为稳定型,A错误。
第4年到第5年间λ值减小,但仍然大于1,则种群数量在不断增加,第9年到第10年间λ值减小且小于1,则该种群数量不断减少,B错误。
从第11年到第12年间λ值小于1,种群数量一直在不断减少,第12年后λ值大于1,则该种群数量不断上升,C错误。
第1~5年间λ值大于1,种群数量在不断增加,到第5年时λ值等于1,达到K值,在第5~9年间λ值等于1,种群数量维持稳定,D正确。
3.D [解析]调查某地区的田鼠的种群数量,采用标志重捕法,A正确;最初一个月内,田鼠种群增长模型可构建为Nt=N0λt,由于种群数量每天增加1.5%,所以λ为1.015,B正确;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,属于理想条件,种群数量呈“J”型曲线增长,C正确;数月之后,当田鼠种群的出生率等于死亡率时,种群数量达到最大值,不是防治鼠害的最佳时期,有害动物的防治越早越好,D错误。
4.C [解析]要获得最大持续捕捞量,应使种群的增长速率维持在最大（即b点）,故应在种群数量稍大于b点时进行捕捞,捕捞后银鱼种群数量应处于b点,C正确,A、B、D错误。
考点三
发散思维
降低 随酵母菌数量的增多,培养液中营养物质消耗增多,酵母菌种内斗争加剧,且代谢产物使生活环境恶化,从而使K值降低
【命题角度】
1.B [解析]每块血细胞计数板的正中央有2个计数室,每个计数室都是1mm×1mm,深0.1mm,故A项错误,B项正确。
血细胞计数板使用时,先在计数室上加盖盖玻片,后沿盖玻片边缘滴加样液使其慢慢渗入计数室,C项错误。
计数时统计相邻两条边线及其顶角上的细胞数量,D项错误。
2.
（1）有氧呼吸和无氧呼吸
（2）乙醇含量过高,培养液的pH下降
（3）酵母菌进行无氧呼吸,产生的能量少 酵母菌种群数量增多
（4）取样时培养液未摇匀,从底部取样 未染色,统计的菌体数包含了死亡的菌体
[解析]
（1）图中BC段,乙醇开始产生并逐渐增多,酵母菌数量仍在继续增加,因此可推断这一区间酵母菌既进行无氧呼吸,也同时进行有氧呼吸。
（2）酵母菌数量从C点开始下降,原因有葡萄糖大量消耗、乙醇含量过高、培养液的pH下降。
（3）t1~t2时段,酵母菌数量增多、酵母菌进行产乙醇的无氧呼吸,产能少,需消耗更多葡萄糖。
（4）取样正确的操作是摇匀培养液,再吸取样液,若未曾摇匀,吸管在上部取样,则数据偏小,在下部取样,则数据偏大;统计时,应统计这一区间的活菌个体数,若把死亡个体算进来,数据就会偏高。
历年真题明考向
1.D [解析]本题考查的是种群的数量增长。
该家畜种群呈“S”型增长,种群数量达到K/2时,种群增长速率最快。
要充分利用该家畜资源,种群数量超过K/2,种群增长速率达到最大后去捕获,捕获后数量维持在K/2左右,种群可快速增长起来,故D项正确。
2.B [解析]用样方法调查某植物种群密度,计数前不需要进行标记,A项不合理。
用
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