高考生物第一轮复习教案7第九单元第28讲种群的特征和数量变化.docx
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高考生物第一轮复习教案7第九单元第28讲种群的特征和数量变化
第九单元
第28讲 种群的特征和数量变化
考纲要求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。
链接教材
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
项目
定义
特点或意义
种群密度
种群在单位面积或单位体积中的个体数
①不同物种，种群密度________
②同一物种，种群密度________
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__________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
①类型：
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
2.种群的空间特征
（1）含义：
组成种群的个体，在其生活空间中的________或布局。
（2）常见类型（连线）
①均匀分布型 （a）瓢虫的空间分布
②随机分布型（b）田野中某种杂草的空间分布
③集群分布型（c）稻田中水稻的空间分布
3．调查种群密度的方法
（1）样方法
①适用范围：
植物、______________的动物。
②取样关键：
__________，不能掺入主观因素。
③常用取样法：
______________、______________等。
（2）标志重捕法
①适用范围：
______________、活动范围大的动物。
②计算公式：
________（N为种群数量，M为重捕个体数，n为第一次捕捉并标记数量，m为重捕个体中被标记个体数）。
二、种群的数量变化
1．种群增长的“J”型曲线
（1）模型假设：
①在______________________、气候适宜、没有敌害等条件下；②种群的数量每年以____________增长，第二年的数量是第一年的λ倍。
（2）数学模型：
t年后种群数量为______________。
2．种群增长的“S”型曲线
（1）形成原因：
自然界的____________总是有限的。
（2）特点：
种群经过一定时间的增长后，数量__________。
（3）K值：
又称____________，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群__________。
3．影响种群数量变化的因素
（1）变化类型：
增长、波动和________。
（2）影响因素：
气候、________、________、传染病等以及人类活动。
4．研究意义：
对__________的防治、野生生物资源的____________以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。
衔接课堂
1．正误辨析
（1）[2014·江苏卷]一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。
（ ）
（2）[2014·江苏卷]调查老房屋中壁虎的种群密度可以用标志重捕法。
（ ）
（3）[2013·新课标全国卷Ⅰ]农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。
鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度。
（ ）
（4）[2013·浙江卷]若某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%。
（ ）
（5）大量诱杀某种群的雄性个体不会影响该种群的密度。
（ ）
（6）橡树种子常在母树附近形成集群是空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。
（ ）
（7）[2015·四川卷]探究酵母菌种群数量变化，应设空白对照排除无关变量干扰。
（ ）
2．活学活用
（1）如图9 28 1所示是种群特征概念图，分析图形，思考问题：
图9 28 1
①写出A、B、C、D的含义：
A________；B________；C________；D________。
②增长型种群的数量增长是由于A________（填“大于”“小于”或“等于”）B。
③利用性引诱剂诱杀害虫会直接影响________（填字母）。
④预测种群数量变化的主要依据是________（填字母）。
（2）种群数量变化的形式只有“J”型曲线和“S”型曲线两种吗？
导致种群数量变化的因素有哪些？
考点一 种群的数量特征及种群密度的调查方法1.种群的数量特征分析
图9 28 2
（1）最基本的数量特征——种群密度。
（2）决定种群密度的直接因素——出生率、死亡率、迁入率和迁出率。
（3）决定种群密度的间接因素——年龄组成和性别比例。
（4）年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成在一定程度上能预测种群数量变化趋势，性别比例能够间接影响种群个体数量变动：
a．年龄组成
种群密度
b．性别比例
种群密度
2．种群密度的研究方法——取样调查法
样方法
标志重捕法
适用
对象
植物或活动范围小、活动能力弱的动物，如蚯蚓和虫卵等
活动范围大、活动能力强的动物个体，如鼠、鸟类等
调查
程序
确定调查对象
↓
选取样方
（五点取样法、等距取样法）
↓
计数
↓
计算种群密度
（取平均值）
确定调查对象
↓
捕获并标记
（数量为N1）
↓
重捕、计数
（捕获数N2,标记数N0）
↓
计算种群数量
统计
方法
计算各样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度的估计值
利用公式
＝
计算出N，即为该种群数量的估计值
注意
问题
①随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
①调查时没有迁入和迁出、出生和死亡
②标志物不能过于醒目，不能影响标记对象的正常生理活动，且标志物不易脱落
[警示]样方法调查种群密度的计数原则
若有正好长在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。
同种生物无论大小都应计数。
如图9 28 3所示（图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圆表示应统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径）。
图9 28 3
■典例追踪
1．如图9 28 4表示种群特征之间的关系，据图分析不正确的是（ ）
图9 28 4
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．种群密度能完全反映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
2．[2015·雅安模拟]在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回，第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的有25条。
由此可以估算出该池塘中鲫鱼的密度。
后来发现这次估算的结果与实际结果误差较大，分析其原因不正确的是（ ）
A．捕鱼用的渔网网眼太大
B．被标记的鱼放回后有一小部分死亡
C．两次捕获的鲫鱼数量较少
D．重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡
[拓展]
（1）上题所涉及的调查种群密度的前提条件是什么？
（2）从题设的捕获结果推算出该池塘中鲫鱼的种群数量（N）。
3．[2015·北京卷]大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域，研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区。
各处理区均设7个10m×10m的观测点，每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。
在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见下表。
处理区
小蚂蚁出现率的变化（%）
定时灌溉
不驱走大蚂蚁
增加35
驱走大蚂蚁
增加70
不灌溉
不驱走大蚂蚁
减少10
驱走大蚂蚁
减少2
对本研究的实验方法和结果分析，表述错误的是（ ）
A．小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长
B．采集实验数据的方法是样方法
C．大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围
D．土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围
■方法提炼
种群年龄组成的类型及判断
（1）图示类型示例：
①模式图：
图9 28 5
②统计图：
图9 28 6
③曲线图：
图9 28 7
④柱形图：
图9 28 8
（2）判断方法：
无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例。
增长型种群中幼年个体多，老年个体少；稳定型种群中各年龄段个体比例适中；衰退型种群中幼年个体少，老年个体多。
考点二 种群数量的变化规律及应用1.种群增长的“J”型和“S”型曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
理想状态：
资源无限、空间无限、无种内斗争，缺少天敌
现实状态：
资源有限、空间有限、种内斗争加剧，天敌数量增多，导致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡
坐标曲线
增长速率
增长率
K值有无
无
有
联系
两种增长曲线的差异主要是因为环境阻力
2.K值与K/2在实践中的应用
（1）种群数量“S”型曲线的模型分析
错误！
未指定文件名。
图9 28 9
（2）K值与K/2在实践中的应用
灭鼠
捕鱼
K/2（增长
速率最大）
灭鼠后，若鼠的种群数量在K/2附近，这时鼠的种群数量会迅速增加，则很难达到灭鼠效果
使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升
（续表）
灭鼠
捕鱼
K值（环境
容纳量）
改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存
保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值
3.影响种群数量变化的因素
种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。
其影响因素主要有：
（1）内因
①起始种群个体数量。
②导致种群数量增加的因素：
出生率和迁入率。
③导致种群数量减少的因素：
死亡率和迁出率。
（2）外因
①自然因素：
气候、食物、天敌、传染病等。
②人为因素：
种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。
■典例追踪
1．[2014·福建卷]研究人员用样方法调查了某地北点地梅（一年生草本植物）的种群数量变化，结果如图9 28 10所示。
下列叙述正确的是（ ）
图9 28 10
A．1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低
B．1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段
C．统计种群密度时，应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值
D．由于环境条件的限制，5年间该种群数量呈“S”型增长
2．[2015·河北保定联考]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9 28 11所示的曲线。
据此图分析，下列结论中错误的是（ ）
图9 28 11
A．前4年该种群数量基本不变，第5年调查的年龄组成可能为衰退型
B．第4年到第8年间种群数量在下降，原因可能是食物的短缺和天敌增多
C．第8年时种群数量最少，第8年到第16年间种群数量增加，且呈“S”型曲线增长
D．如果持续第16年到第20年间趋势，后期种群数量将呈“J”型曲线增长
■方法提炼
种群增长过程中的易错点总结
（1）增长率≠λ
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。
公式Nt＝N0·λt所示的自然曲线一般处于波动状态，某一时间段内：
当λ>1时，种群密度增大，种群数量呈增长趋势；
当λ<1时，种群密度减小，种群数量呈下降趋势；
当λ＝1时，种群数量不变，为稳定型种群。
（2）K值的易错点解读
图9 28 12
①K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，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。
③K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，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。
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）在理想的环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，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。
2．实验步骤
（1）将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。
（2）将酵母菌接种入试管中的培养液中，振荡使其混合均匀。
（3）将试管放在28℃条件下连续培养7d。
（4）每天取样统计酵母菌数量，采用抽样检测的方法，测定1mL培养液中酵母菌个体的平均数。
（5）分析结果、得出结论：
将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量变化的规律。
[注意]
（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”的原则进行计数。
（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）结果的记录最好用记录表。
（4）每天计数酵母菌数量的时间要固定。
（5）溶液要进行定量稀释。
■典例追踪
1．[2015·河北衡水中学模拟]为了探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学据下表完成了有关实验。
下列有关该实验的说法，正确的是（ ）
试管编号
培养液/mL
无菌水/mL
酵母菌母液/mL
温度（℃）
甲
10
—
0.1
28
乙
10
—
0.1
5
丙
—
10
0.1
28
A.该实验遵循了单因子变量原则，只含有一个实验变量
B.计数操作时，应先往计数室滴满培养液，盖上盖玻片后再镜检
C.3个试管内的种群初始阶段不可能都经历了“J”型增长
D.该实验需要设置对照实验，也需要重复实验
2．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、用具：
菌种和无菌培养液、试管、血细胞计数板（2mm×2mm方格）、滴管、显微镜等。
酵母菌的显微计数方法：
①血细胞计数板：
是带有微小方格刻度的玻璃片，用于在显微镜下对微生物的计数。
②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。
（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________________________。
为获得较为准确的数值，提高实验的准确性，实验时可采取的方法是________________________。
（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）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。
图9 28 13
现观察到图中所示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。
（5）在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测，进一步确定一个探究实验的课题：
__________________________________________。
■方法提炼
血细胞计数板的计数与计算
（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。
（2）计数方法：
对于16×25的计数板而言，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的计数板而言，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
（3）计算方法：
①16×25型的计数板：
酵母细胞个数（1mL）＝（100个小方格细胞总数/100）×400×10000×稀释倍数。
②25×16型的计数板：
酵母细胞个数（1mL）＝（80个小方格细胞总数/80）×400×10000×稀释倍数。
第29讲 群落的结构与演替
考纲要求1.群落的结构特征（Ⅰ）。
2．群落的演替（Ⅰ）。
3．实验：
土壤中动物类群丰富度的研究。
链接教材
一、群落的概念与物种组成
1．群落
（1）概念要点：
①同一时间；②__________；③______________。
（2）群落特征：
物种的丰富度、__________、空间结构、____________等。
2．群落的物种组成
（1）作用：
________________________________________________________________________。
（2）物种丰富度
①概念：
群落中________的多少。
②影响因素：
主要是________、降雨量等。
③两种统计方法：
____________和目测估计法。
（3）探究实验：
土壤中小动物类群丰富度的研究，常用______________的方法进行采集、调查。
二、种间关系（连线）
生物 种间关系
①猞猁与雪兔（a）互利共生
②稗草与水稻（b）寄生
③蛔虫与人（c）竞争
④大豆与根瘤菌（d）捕食三、群落的结构和演替
1．群落的结构
垂直结构
水平结构
模型
现象
________现象
________分布
决定
因素
①植物分层：
________
②动物分层：
栖息空间和________
地形变化、________、________、________的差异、生物________特点不同以及人与动物的影响等
2．群落的演替
（1）概念：
随着时间的推移，一个群落被____________代替的过程。
（2）类型（连线）
（3）写出群落演替的一般过程
裸岩阶段→________阶段→苔藓阶段→草本植物阶段→________阶段→森林阶段。
衔接课堂
1．正误辨析
（1）不同群落中物种丰富度不同，一般来说，越靠近热带地区，物种丰富度越高。
（ ）
（2）谚语“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是共生。
（ ）
（3）[2014·江苏卷]洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布，构成群落的水平结构。
（ ）
（4）土壤动物不存在分层现象，随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度。
（ ）
（5）[2015·全国卷Ⅰ]初生演替中草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强。
（ ）
（6）[2014·江苏卷]群落演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成不再变化。
（ ）
2．活学活用
（1）如图9 29 1所示的现象是不是一个群落中的垂直结构现象？
为什么？
图9 29 1
（2）某植被严重破坏的陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段，其典型三个植物物种的种群密度变化如图9 29 2所示。
图9 29 2
①整个过程就是一个群落的________过程，物种A由盛到衰主要受______________的影响。
②图中b→c阶段，物种B与物种A相比更能耐受弱光环境的是________，在各个阶段群落中________（填“存在”或“不存在”）分层现象。
考点一 群落的结构1.种间关系的比较
互利共生
寄生
竞争
捕食
数量
坐标
图
营养
关系
图
常见形式为
（续表）
互利共生
寄生
竞争
捕食
特点
相互依存，彼此有利。
如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。
数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化
对寄主有害，对寄生生物有利。
如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好
数量上呈现出“你死我活”的同步性变化。
两种生物生存能力不同，如图A；生存能力相同，则如图B
一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。
a、b起点不相同，两种生物数量（能量）存在差异，分别位于不同的营养级
举例
大豆与根瘤菌
蛔虫与人，噬菌体与被侵染的细菌
牛与羊，农作物与杂草
狼与兔，青蛙与昆虫
2.群落的空间结构
（1）原因：
群落的垂直结构与水平结构都与环境中的生态因素有关，垂直结构和水平结构的具体表现都是在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。
（2）类型
（3）垂直结构的典型图例
图9 29 3
（4）意义：
生物在垂直方向及水平方向上的位置配置关系，有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用。
■典例追踪
1．[2015·桂林模拟]如图9 29 4所示为某桑园引入暴猎蝽后，桑毛虫和暴猎蝽种群数量变化曲线。
下列相关叙述错误的是（ ）
图9 29 4
A．引入暴猎蝽后，桑毛虫种群的环境容纳量减小
B．b点时，暴猎蝽种群增长速率最大
C．c点时，食物限制了暴猎蝽的数量增长
D．暴猎蝽与桑毛虫之间为竞争关系
2．某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。
下列相关叙述错误的是（ ）
A．该种鱼的幼体与浮游动物具有竞争和捕食关系
B．该种鱼的发育阶段不同，其所处的营养级可能不同
C．底栖动物和浮游动物分层现象属于群落的垂直结构
D．该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构
■方法提炼
（1）巧辨几
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