高考生物一轮复习 4.1种群的特征和数量变化课件 新人教版必修3.ppt

第4章 种群和群落,观考情 考纲考频 1.种群的特征()3年10考 2.种群的数量变化()3年6考 3.探究培养液中酵母菌数量的动态变化(实验),第1讲 种群的特征和数量变化,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 (1)种群密度：种群在单位空间内的个体数量，是种群最基本的数量特征；其特点是，一是不同物种，种群密度 ；二是同一物种，种群密度是 。 (2)出生率和死亡率：在单位时间内 的个体数目占该种群 的比率。出生率减去死亡率为种群 ；其意义是决定 和 。 (3)迁入率和迁出率：单位时间内 的个体占该种群个体总数的比率。,自然区域内,全部个体,不同,可变的,新产生或死亡,个体总数,自然增长率,种群大小,种群密度,迁入或迁出,(4) ：一个种群中各年龄期个体数目的比例。对于_种群数量的变化趋势具有重要意义。有以下三种类型：,年龄组成,预测,(5)性别比例：指种群中雌雄个体数目的比例。,3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 或_。 (2)类型： 分布、 分布、 分布。 二、种群的数量变化 1内容：种群数量变化包括种群数量的 、下降、 和稳定几个方面。,位置状态,布局,随机,均匀,集群,增长,波动,2种群数量增长的两种模型,3.种群数量波动和下降的原因：受 、传染病等因素的影响。 4研究种群数量变化的意义：对于有害动物的防治，野生生物资源的 ，以及濒危动物种群的 ，都有重要意义。,气候、食物、天敌,保护和利用,拯救和恢复,三、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 作为种群密度估计值。,植物,平均值,2标志重捕法 (1)适用生物： 。 (2)密度估算公式：,活动能力强、活动范围大的动物,1判断关于种群特征说法的正误。 (1)若通过调控环境条件，使某动物的性成熟推迟，则出生率会更高(2013年高考浙江卷)() (2)可采用样方法调查林地上植物的种群密度(2013年高考福建卷)() (3)田鼠的种群密度是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的(2012年高考四川卷)() (4)大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度(2012年高考新课标全国卷)() (5)用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系() (6)某同学拟调查一个面积为100 hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度，可设计在该种植物密集处设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目的方案(),2判断关于种群数量变化说法的正误。 (1)环境容纳量是指种群的最大数量(2014年高考浙江卷)() (2)鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度(2013年高考课标全国卷)() (3)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动(2012年高考浙江卷)() (4)建立自然保护区，改善栖息环境，以提高环境容纳量，是提高大熊猫种群密度的根本措施() (5)在K/2时控制有害动物最有效() (6)气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素(),1种群各数量特征之间的关系,种群的特征分析,(1) 是种群最基本的数量特征。 (2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。 (3)年龄组成和性别比例不直接决定 ，年龄组成在一定程度上能 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：,种群密度,种群密度,预测,2种群密度的调查方法,1(2015年潍坊联考)调查法是生态学常用的研究方法，下列有关叙述正确的是( ) A调查土壤中小动物类群丰富度常用取样器取样法 B样方法只适用于调查植物种群的密度 C用标志重捕法调查时，部分被标记个体的标记物脱落，将会导致调查结果较实际值偏小 D调查培养液中酵母菌种群数量的变化时，将样液滴入血细胞计数板后盖上盖玻片，再用显微镜观察,解析：样方法适用于植物种群密度的调查，也适用于活动范围较小的动物种群密度的调查，B错误。用标志重捕法调查时，部分被标记个体的标记物脱落，将会导致调查结果较实际值偏大，C错误。调查酵母菌种群数量变化时，先盖上盖玻片，再将培养液滴入盖玻片边缘让其自行渗入，D错误。 答案：A,2图甲、图乙分别为两种生物种群的年龄组成曲线，如不考虑其他因素，种群甲和种群乙未来个体数量的发展趋势是( ) A衰退型和增长型 B增长型和衰退型 C稳定型和衰退型 D稳定型和增长型 解析：甲图中幼年个体数较多，年龄组成为增长型；乙图中幼年个体数较少，老年个体数较多，年龄组成为衰退型。 答案：B,1种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线,种群数量增长的类型分析与应用,2.种群增长的“S”型曲线分析 (1)K值变动的示意图 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，种群数量会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。 环境遭受破坏，K值会 ；当生物生存的 时，K值会上升。,下降,环境改善,(2)封闭环境中的种群数量变化模型 在封闭环境中，无外源物质和能量的补充，种群数量达到最大值后随资源的消耗和有害物质的积累，最终K值不断降低，种群数量减少甚至消亡。如恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线(如图所示)。,3研究种群增长曲线在实践中的应用 (1)K值的应用 野生生物资源的保护：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。 有害生物的防治：增大环境阻力(如为防鼠害而封储粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。 (2)K/2值的应用 资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时，即K/2值的种群增长速率最大，再生能力最强。维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。 有害生物的防治：务必及时控制种群数量，严防其达K/2值处，若达K/2值处，可导致该有害生物成灾(如蝗虫的防控即是如此)。,3.(2015年南昌模拟)如图是调查小组同学从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此图分析，正确的是( ) A在这30年中，该种群数量最少的年份是第16年 B第2030年间种群以稳定的速率增长 C该种群在这30年间的增长符合“S”型增长模型 D第20年时，该种群的种群数量达到环境容纳量,解析：根据的含义，在第110年，1，种群数量增长；在第1020年，1，种群数量下降；在第2030年，1，种群数量维持稳定不变，因此第20年时种群数量是最少的；30年中，种群数量有增加也有减少，不呈“S”型增长；第2030年种群数量没有发生改变，说明第20年时，种群数量达到环境容纳量。 答案：D,4某年夏季，一湖区发生鼠害，生态学家研究发现，东方田鼠种群是在围湖造田期间迁入的，迁入初期数量很少，一个月内随着水稻和芦苇等作物种植面积的不断扩大而迅速增长。为研究东方田鼠种群数量的变化规律，生态学家构建了数学模型，其过程如表所示。请完成表中信息，并回答问题。,(1)请填写表中空白处内容：_；_。 (2)假设东方田鼠种群迁入初期为3 000只，则30天后该种群的数量(N30)为：N30_只。(用公式的形式表示，不必计算具体结果) (3)请从环境容纳量角度思考，提出两项控制东方田鼠数量的有效措施：_、_。,解析：(1)根据构建数学模型的一般方法与研究实例的对应关系，可知表示“数学形式”，表示“跟踪统计东方田鼠的数量”。(2)种群数量每天增加1.47%，则为1.014 7，因此，30天后该种群的数量为N303 0001.014 730(只)。(3)种群的环境容纳量受环境条件的影响，通过改变田鼠的生活环境，使环境变得不适宜田鼠生活，同时引入田鼠的天敌，可以使环境容纳量变小。 答案：(1)数学形式 跟踪统计东方田鼠的数量 (2)3 0001.014 730 (3)退田还湖(控制水稻和芦苇种植面积/使鼠的生活环境不再适宜) 引入天敌(顺序不作要求),实验二十六 探究培养液中酵母菌种群数量的变化,1实验原理 (1)在含糖的液体培养基(培养液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。 (2)养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。 (3)自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。 2实验方法与步骤 提出问题作出假设讨论探究思路制订计划实施计划按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录分析结果，得出结论将记录的数据用曲线图表示出来。,3实验过程 (1)将500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。 (2)将0.1 g活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀，并置于适宜的条件下培养。 (3)每天定时取样计数酵母菌数量，采用 方法测定1 mL培养液中酵母菌个体的平均数。 (4)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的变化规律。尝试绘出酵母菌种群数量的变化曲线。 4酵母菌计数方法显微计数法 先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴在盖玻片边缘，让培养液渗入，吸去多余滤液。片刻后，待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，计数一个方格内酵母菌数量，以此为据，估算酵母菌总数。,抽样检测,5表达和交流 (1)根据实验数据可得如图所示曲线。 增长曲线的总趋势是先 再 。原因是在开始时培养液的营养物质充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多，营养物质消耗，pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。 (2)影响酵母菌种群数量的因素可能有 、温度、 及_等。,增加,降低,养分,pH,有害代谢废物,6注意事项 (1)显微镜计数时，只计固定的相邻两个边及其顶角上的酵母菌。 (2)从试管中吸出培养液计数前，需将试管轻轻 几次，目的是使培养液中的酵母菌 分布，减少误差。 (3)每天取样酵母菌的时间要固定。 (4)溶液要进行定量稀释，计算1 mL菌液的数量。,振荡,均匀,5酵母菌生长的最适宜温度在2030 之间，能在pH为37.5的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖。大约每1.52 h增殖一代。某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了如下实验，实验操作步骤如下： 第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。 第二步：利用相同多套装置，按下表步骤操作。,第三步：用血球计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。 第四步：将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。 第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。 回答下列问题： (1)改正实验操作步骤中的一处错误：_。 (2)某同学第5天在使用血球计数板计数时做法如下： 振荡摇匀试管，取1 mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。 先将_放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液_，制作好临时装片。 显微镜下观察计数：在观察计数时只记_(填“被”或“不被”)染成蓝色的酵母菌。,(3)如所使用的血球计数板有16个中方格，每1个中方格中有25个小方格，每1个小方格容积为0.1 mm3(1 mL1 000 mm3)。请推导出1 mL培养液中酵母菌细胞的计算公式：酵母菌细胞个数/mL_。,解析：本题考查培养液中酵母菌数量的动态变化实验。(1)该实验中要注意在每天同一时间(定时)取样，否则会由于时间不同而影响结果的准确性。(2)在用血球计数板计数时，要将清洁干燥的计数室上加盖专用的盖玻片，用吸管吸取稀释后的酵母菌悬液，滴于盖玻片的边缘，让培养液自行渗入，多余的培养液要用滤纸吸去。显微镜下观察计数时，先用低倍镜，再转换高倍镜观察，因活细胞不能被台盼蓝染色，故计数时只记不被染成蓝色的酵母菌。(3)计算每毫升菌液中所含的酵母菌个数的公式为：平均每个小方格的酵母菌数400104稀释倍数。 答案：(1)第五步中应每天同一时间(定时)取样 (2)盖玻片 用滤纸(吸水纸)吸去 不被 (3)平均每个小方格的酵母菌数400104稀释倍数,例1 如图甲表示某一经济鱼类的种群特征，图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线，下列分析正确的是( ) A图乙为c点后该经济鱼类年龄组成曲线 B在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量 C估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小 Dd点时种群数量达到最大值,种群特征曲线分析,解析 本题考查种群的出生率和死亡率与种群的年龄组成之间的关系。根据图乙曲线分析可知，幼年个体较少，而老年个体较多，年龄组成为衰退型，种群的出生率小于死亡率，而c点以后该鱼类种群的出生率仍然大于死亡率，应为增长型；b点时种群的增长速率最大，种群数量接近K/2，此时捕捞可以使种群迅速恢复，但不会获得最大日捕获量；出生率和死亡率直接影响种群数量变化，但不能确定种群密度的大小；d点时种群的出生率和死亡率相等，此时种群达到K值，种群数量达到最大值。 答案 D,例2 种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如曲线甲)，在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长(如曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是( ),种群数量变化曲线分析,A若乙表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到e点后，种群中衰老个体将维持基本稳定 B图中c点时，环境阻力最小，种群增长速率最快 C若乙表示酵母菌种群增长曲线，通过镜检观察统计的结果比实际值低，因为其中有死亡的酵母菌个体 DK值具有种的特异性，所以田鼠的种群增长曲线在不同环境下总是相同的 解析 种群数量达到e点时，出生率等于死亡率，种群年龄结构为稳定型，种群中衰老个体将维持基本稳定，A正确；环境阻力最小应在最初时期，B错误；因为统计中有死亡的个体，所以统计结果比实际值高，C错误；种群的K值可随环境条件的改变而发生变化，D错误。 答案 A,例3 调查某草原田鼠数量时，在1公顷的调查区内，放置100个捕鼠笼，一夜间捕获鼠32只，将捕获的田鼠经标记后在原地释放。数日后，在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼，这次共捕获36只，其中有上次标记过的个体4只。请回答下列问题： (1)若该地区田鼠种群个体总数为N，则N_只。 (2)由于田鼠在被捕捉过一次后就很难再次被捕捉，所以上述计算所得的种群个体总数可能会比实际值偏_。 (3)某生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题，对草原进行了一项专题研究，并绘制了如下两图。图一表示一个鼠群引入一个草原生态系统后的种群增长曲线； 图二表示单位面积放牧量与生产者的净生产量的关系，虚线表示未放牧时草原中生产者的净生产量。分析回答下列问题：,种群数量的调查方法,图一中增长速率最快的是_点，CD段表示鼠群数量不再增长，其原因可能是_。 灭鼠时除了捕杀老鼠，使其数量减少，同时还应该_。 图二的研究结果告诉我们，最大放牧量不应该超过_点，如果长期超过C点将会造成_。,解析 (1)根据标志重捕法的计算公式计算：N32364，N288。(2)田鼠被捕捉过一次后就很难再次被捕捉，使重捕时的带标记个数减少，种群个体总数调查值比实际值偏大。(3)图一中增长速率最快的点是增长曲线斜率最大的点，即B点；图二中A点和B点分别为最适放牧量和最大放牧量，如果放牧量长期超C点，草场将会退化。 答案 (1)288 (2)大 (3)B 食物和空间减少、天敌数量增加 设法降低其环境容纳量(K值) B 草场退化,微讲座三十 种群的易错易混点 1种群与个体的区别 种群特征是个体所不具有的，个体只具有性别、年龄、出生、死亡等特征。出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素；年龄组成是预测种群密度未来变化趋势的重要依据。,2种群特征 (1)正确理解种群的数量与种群特征的关系： 种群密度是种群的最基本特征，种群密度越大，则种群数量越多。 出生率和迁入率的大小与种群密度的大小呈正相关。 性别比例影响出生率，年龄组成则会影响出生率和死亡率。 (2)应把握年龄组成是按照“暂不具备正常繁殖能力的幼年”“已经具备正常繁殖能力的成年”和“已经丧失繁殖能力的老年”三个年龄段的比例划分的。,3种群密度 (1)在用样方法计数时，位于边界线上的样本数目计算方法是任取相邻两边及其顶角，位于线上的和顶角上的都计数。用样方法得出的数值是种群密度而不是种群数量。 (2)当一个种群迁入一个新的环境时，若不适应环境，则可能会灭亡；若适应新环境，在开始一段时间内该种群的数量类似于“J”型增长，但最终呈“S”型增长。 (3)种群增长的两种曲线的纵坐标起点均不为0，当处在以下条件如实验室提供的理想条件、一个种群迁入到一个新的适宜环境中的一定时期时，才会出现“J”型增长曲线。若一个种群增长曲线为“S”型，在种群数量小于K/2时，种群增长速率逐渐增加；当种群数量大于K/2时，种群增长速率逐渐减小，到达K值时其种群增长速率为0，此时种群数量可能在K值左右保持相对稳定。,4对“S”型曲线及其种群增长速率曲线对应关系分析 (1)种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的不同 说明：图甲为种群数量的增长曲线，图乙为种群增长速率曲线。两图中t1时种群数量为K/2，t0t2时种群增长为“S”型曲线。在t1时种群增长速率最大；在t2时种群数量最多，但种群增长速率为零，而且出生率等于死亡率，因此种群增长率也为零。,(2)“增长率”是否就是曲线的斜率 种群数量的两种增长曲线(如下图)：“J”型增长曲线(图A)和“S”型增长曲线(图B)。 其实，在种群数量增长曲线中，增长率并不等于曲线的斜率，只有增长速率才等于曲线的斜率。“J”型增长曲线的增长率不变，但其增长速率(等于曲线的斜率)却逐渐增大。“S”型增长曲线的种群增长率一直下降，其增长速率(等于曲线斜率)是先增后减。,(3)“S”型增长曲线的开始部分是不是“J”型增长曲线 答案是否定的，这个问题可以从两个方面来理解： “S”型增长曲线的种群增长率是一直下降的，而“J”型增长曲线的种群增长率始终保持不变。 “J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线，如有些种群迁入一个食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害的理想环境，迁入后种群数量马上就会呈指数形式增长，不存在适应过程；而“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段，始终存在环境阻力。,(4)种群增长曲线的生产生活应用 有害动物的防治实例：对家鼠等有害动物的控制，应通过清扫卫生等降低其环境容纳量(K值)。 濒危动物种群的拯救和恢复实例：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物减少和活动范围缩小，其K值变小，因此，建立自然保护区，改善栖息环境，提高K值，是保护大熊猫的根本措施。 生产应用：生产上的捕获期就确定在种群数量为K/2时最好，但杀虫效果最好的时期在潜伏期，即K/2以前时个体数量少，增长速率很慢的时期。,1.假定当年种群数量是一年前种群数量的倍，右图表示值随时间变化的曲线。下列相关叙述错误的是( ) A0a年，种群数量不变，其年龄组成是稳定型 Bab年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型 Cbc年，种群数量增加，种群呈“S”型增长 Dcd年，种群数量增加，其年龄组成是增长型,解析：本题考查种群数量的变化与种群的年龄组成以及种群增长的关系。由题干可知，当年种群数量/一年前种群数量，种群增长率(当年种群数量一年前种群数量)/一年前种群数量，故由公式可知，种群增长率1。0a年，值等于1，种群增长率为0，种群数量不变，其年龄组成是稳定型。ab年，值小于1，增长率小于0，种群数量减少，其年龄组成是衰退型。bc年，值先小于1后大于1，种群数量先减少后增加，种群不呈“S”型增长。cd年，值等于2，增长率大于0，种群数量增加，其年龄组成是增长型。 答案：C,2.生活在一个生物群落中的两个种群(a、b)的数量变化如图所示，下列判断正确的是( ) Aa种群与b种群为捕食关系，a种群依赖于b种群 Ba种群与b种群为竞争关系，竞争程度由强到弱 Ca种群为“S”型增长，其增长受本身密度制约 Db种群为“J”型增长，始终受到a种群的制约,解析：本题考查影响种群数量的因素及识别曲线的能力。由图中看出a、b两物种最初数量相当，竞争能力差距不大。一段时间后，物种a大量繁殖，在竞争中占优势，b物种由于竞争能力弱而被淘汰。因此他们的竞争能力的变化是物种a竞争能力增强，物种b竞争能力减弱。当物种a增加到一定数量时，由于种群密度增大，种内斗争加剧，导致种群死亡率升高，从而限制了种群密度的进一步增加。 答案：C,3(2015年淄博模拟)某研究所对一个河流生态系统进行了几年的跟踪调查。如图表示某种鱼迁入此生态系统后的种群数量增长速率随时间的变化曲线。请分析回答：,(1)图A、B能反映鱼种群数量变化的曲线是_。 (2)t2时期后，种群数量_，其主要原因是_。 (3)在t1时该种群的年龄组成可能为_型。 (4)若在t2时种群数量为K，为了保护这种鱼类资源不被破坏，以便持续地获得最大捕鱼量，应使这种鱼的种群数量保持在_水平，因为此时_。 (5)如果这条河流受到轻度污染，则对此生态系统不产生明显影响；如果出现恶性污染事件，则会导致绝大多数水生动、植物死亡，河流生态系统遭到严重破坏。请运用生态学原理分析其原因：_。,解析：种群增长速率与时间的关系曲线表明：在一定时间范围内，种群增长速率随时间的推移逐渐增加，超过这个时间范围，种群增长速率随时间的推移会下降，直到种群增长速率为零，即单位时间种群数量不再增长，其原