高考生物一轮复习 第09单元 种群和群落课件 新人教版.ppt

第一课时种群的特征和种群的数量变化 一 种群的特征 1 种群 指在一定的自然区域内 同种生物的全部个体 2 种群的数量特征比较 3 空间特征 即种群有一定的分布区域和分布方式 例如有均匀分布 随机分布 集群分布等 二 种群的数量变化 1 构建种群增长模型 数学模型 的步骤 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 种群数量增长的 j 型曲线 1 产生原因 食物和空间条件充裕 气候适宜 没 有敌害等 2 数学公式 nt n0 t 3 种群数量增长的 s 型曲线 1 产生原因 自然界的资源和空间是有限的 2 概念 种群经过一定时间的增长后 数量 趋于稳定的增长曲线 3 k值 又称 环境容纳量 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最大数量 4 j 型和 s 型曲线的图解 5 影响种群数量波动的因素及应用 1 决定因素 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 2 根源 气候 食物 天敌 传染病 空间 人类影响等多种生态因素共同作用 3 研究生物种群数量变化的意义 a 有利于野生生物资源的合理利用和保护以及濒危物种的拯救和恢复 b 为人工养殖及种植业中合理控制种群数量 适时捕捞 采伐等提供理论指导 c 通过研究种群数量变化规律 为有害动物的防治提供科学依据 三 种群密度的取样调查 1 在调查分布范围较小 个体较大的种群时可以逐个计数 但是 在多数情况下 逐个计数非常困难 需要采取估算的方法 2 估算种群密度最常用的方法之一是 样方法 在被调查的种群的分布范围内 随机选取若干个样方 通过计数每个样方的个体数 求得每个样方的种群密度 以所 有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值 3 许多动物的活动能力强 活动范围大 不宜用样方法来调查它们的种群密度 常用的方法之一是标志重捕法 也就是在被调查种群的活动范围内 捕获一部分个体 做上标记以后再放回原来的环境 经过一段时间后进行重捕 根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例 来估计种群密度 需特别关注的1个易失分点 认知纠偏 增长率 是否就是曲线的斜率 增长率是单位时间内增长的个体数 初始个体数 增长速率是单位时间内增长的个体数 其实 在种群增长曲线中 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随种群密度上升而逐渐下降 其增长速率 相当于曲线斜率 先增后减 如下图 设误角度 结合叙述或对图形的识别 考查对相关知识的理解和掌握 下面三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果 以下分析错误的是 高考命题常从以下角度设置陷阱 a 图1 2 3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律 b 图1中a点和图3中e点的增长速率与图2中的c点对应 c 图1中b点和图3中f点的增长速率与图2中的d点对应 d 图1 2 3中的b c f点都可以表示种群达到了环境容纳量 解析本题涉及种群数量增长的三条曲线 首先要对三个曲线图中纵横坐标的含义进行对比 图1和图2的横坐标都表示时间 但图1的纵坐标表示种群个体数 图2的纵坐标表示种群增长速率 图3的横坐标表示种群密度 纵坐标表示出生率或死亡率 通过分析曲线可知 三个曲线图中的种群个体数量最终都达到一个最大值 所以它 们都属于 s 型增长 环境条件是有限的 a正确 图1中 曲线斜率最大的点 a点 增长速率最大 图3中出生率和死亡率差值最大的点 e点 增长速率也最大 这两个点对应图2中的c点 b正确 图1中的b点增长速率为0 图3中的f点出生率 死亡率 增长速率也为0 这两个点均对应图2中的d点 c正确 图1 2 3中表示种群达到了环境容纳量的点分别是b d f点 d错误 答案d 1 下列不属于描述种群特征的是 a 蒲公英杂乱无章地分布在操场上 b 某市男性公民与女性公民的比例为1 1 5 c 某池塘生活了约150种生物 d 深圳市近3年入户的人口约为31万人 约占总人口的5 解析a为种群的空间特征 b为性别比例 d为迁入率 答案c 2 下列关于样方法调查结论的处理措施 正确的是 a 得出的结论与其他同学的不一致则舍弃 b 无论样方数据大小 只要取其平均值就可接近真实密度 c 取样方计算时 选生物密度大的区域更科学 d 多次取样 舍弃数据悬殊的个别样方 取其平均值 解析样方的选取要有代表性 个别样方由于生物生存条件优越或恶劣而不具有广泛的代表性 要舍弃其数据参考 答案d 3 关于种群的理解 错误的是 a 种群具有一定的时空限制 b 种群是同种个体的有机组合 c 种群一经形成 其特征不变 d 种群特征是单独个体不具备的 解析种群是一定时空条件下的一群同种生物个体通过种内关系形成的有机整体 其特征是单独个体所不具备的 a b d正确 种群的数量特征受到环境条件的影响 如传染病使种群死亡率升高 c项错 答案c 4 种群数量呈指数式增长的条件是 a 只有食物受到限制时 b 在物种适宜的环境中食物开始出现不足 但还不至于影响到该物种在这里的生存 c 只有没有被捕食时 d 在人工控制的实验室理想条件下 解析种群数量呈指数式增长 必须在空间 资源充足 没有天敌等理想条件下才会出现 这种条件在自然界中是不存在的 只有在人工控制的实验室条件下才会出现 答案d 5 研究人员对某草原生态系统进行了相关的生态学调查 在无迁入 迁出的情况下 绘制出某昆虫种群数量 的 值随时间的变化曲线 请分析回答下列问题 1 该种群在前5年种群数量的变化类型是曲线增长 5年后 值开始变小的原因是 2 为提高牧草产量 计划在该草原上喷施某种化肥 若要探究这种化肥是否不利于上述昆虫的存活 请完善以下实验设计并预测结果 实验步骤 将生理状况相似的该昆虫分成数量相等的两组 一段时间后 分别统计两组昆虫的生存率 结果预测 解析 1 由图可知 在前5年 值不变且都大于1 说明种群数量的增长率不变 种群数量呈 j 型曲线增长 5 年后 值开始变小 但一段时间内该值还大于1 说明种群数量增长减缓 环境阻力加大 2 是否喷施某种化肥是该实验的自变量 实验组的昆虫食用的牧草喷施了化肥 对照组的昆虫食用的牧草没有喷施化肥 两组昆虫的生长状况 数量 昆虫的饲养环境都是无关变量 在实验组和对照组中应完全相同且适宜 因变量是昆虫的生存率 探究性实验的结果和结论不是唯一的 因此 在进行结果预测时 要注意全面分析 答案 1 j 型环境阻力增大 其他合理答案也可 2 实验步骤 实验组昆虫用喷施过化肥的牧草饲喂 对照组昆虫用喷施过等量清水的等量同种牧草饲喂 将两组昆虫置于相同的适宜环境中结果预测 若实验组昆虫的生存率明显低于对照组 说明此种化肥不利于该昆虫的生存 若两组昆虫的生存率基本相同或实验组的生存率明显高于对照组 只答两组基本相同也可 说明此种化肥对该昆虫没有不利影响 考查频率 5年9考 考向透析 对种群的特征的考查常根据年龄组成 出生率 死亡率等推测种群的发展趋势 考查角度1 种群的特征 真题1 2013年浙江高考 下列关于出生率的叙述 正确的是 a 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 b 若某动物的婚配制为一雌一雄 生殖期个体的雌雄比越接近1 1 则出生率越高 c 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 d 若比较三种年龄结构类型的种群 则稳定型的出生率最高 解析种群年初个体数为100 一年新生个体数为20 出生率为20 死亡个体数为10 死亡率为10 种群年增长率为10 a项错误 婚配制为一雌一雄的动物 当雌雄比例为1 1时 每个个体都能产生后代 此时的出生率最高 越接近该比例 出生率越高 b项正确 调控环境条件 使动物性成熟推迟 动物的繁殖时期推迟 会导致年平均出生率降低 c项错误 三种年龄结构类型的种群 增长型的出生率最高 d项错误 答案b 考查角度2 种群密度的调查方法 真题2 2013年新课标 卷高考 某农场面积约140hm2 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 某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度 第一次捕获了100只 标记后全部放掉 第二次捕获了280只 发现其中有2只带有标记 下列叙述错误的是 a 鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度 b 该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只 hm2 c 黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降 d 植物 鼠 鹰这条食物链中 第三营养级含能量最少 解析考查种群 群落 能量流动的相关知识 由于黑线姬鼠会被鹰捕食 故鹰的迁入率会影响黑线姬鼠的种群密度 a正确 根据标志重捕法的计算公式 黑线姬鼠种群密度 100 280 2 140 100只 hm2 b正确 群落 的丰富度是指群落中物种数目的多少 黑线姬鼠数目下降并没有改变物种的数目 c错误 由于能量流动的特点是单向流动 逐级递减 所以第三营养级含有的能量最少 d正确 答案c 真题3 2013年海南高考 随着海拔升高 某地的植被类型依次为落叶阔叶林 针阔叶混交林 针叶林 灌丛和草甸等 该地分布着多种动物 回答下列问题 1 调查该地某双子叶植物的种群密度可采用法 调查野兔的种群密度可采用法 2 该地草甸 灌丛 针阔叶混交林的丰富度不同 丰富度是指 3 落叶阔叶林 针阔叶混交林和针叶林遭到严重破坏时 往往不易在短时间内恢复到原来的状态 原因是其稳定性较低 4 森林生态系统中的生物群落具有明显的结 构 这种结构可以提高群落利用阳光等资源的能力 解析 1 双子叶植物种群密度的调查方法为样方法 活动能力强 活动范围大的野兔种群密度的调查可采用标志重捕法 2 丰富度是指群落中物种数目的多少 3 生态系统受到严重破坏后短时间内很难恢复到原来的状态 与其恢复力稳定性大小有关 4 群落的空间结构包括垂直结构和水平结构 其中垂直结构可以提高群落内利用阳光等资源的能力 答案 1 样方标志重捕 2 群落中物种数目的多少 3 恢复力 4 垂直 考查频率 5年19考 考向透析 常结合种群的增长曲线及实践应用考查种群增长的相关知识 重在考查对图表曲线的分析能力和获取信息的能力 考查角度1 种群的各特征与种群的数量变化的关 系 真题4 2013年新课标 卷高考 回答与草原生态系统相关的问题 1 草原上鼠的天敌从鼠获得的能量最终来自于固定的能量 2 草原上 某种鼠的种群密度除了受迁入率和迁出率的影响外 还受该鼠种群的 年龄组成和性别比例等因素的影响 3 用样方法调查某种双子叶植物种群密度时 为避免 调查者主观因素的影响 要做到 4 草原生物群落的空间结构包括和 解析 1 流经生态系统的能量最终来源都是生产者所固定的能量 2 种群密度受到出生率和死亡率 迁入率和迁出率的直接影响 受到年龄组成和性别比例的间接影响 3 用样方法做调查时 要做到随机取样 以减少误差和主观因素影响 4 群落的空间结构包括水平结构和垂直结构 答案 1 生产者 2 出生率死亡率 3 随机取样 4 垂直结构水平结构 考查角度2 种群数量变化的曲线 真题5 2013年重庆高考 某山区坡地生态环境破坏严重 人们根据不同坡度 分别采取保护性耕作 经济林种植和封山育林对其进行了治理 1 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 其典型物种的种群密度变化如上图所示 调查植物种群密度常用的方法是 图中 o a 物种 密度上升 原因是在适宜条件下 物种 的 b c 物种 逐渐消失 物种 密度逐渐降低到相对稳定 原因是物种 能耐受 c点后 在适宜气候条件下群落中最终占主导地位的植物类型将是 2 该坡地经治理后 既扩大了植被覆盖面积 增加了 对大气中的固定 又提高了经济产出 初步实现了生态效益和经济效益的同步发展 解析 1 调查植物种群密度常用的方法是样方法 在开始o a阶段 物种 在适宜条件下出生率大于死亡率 种群密度增大 b c 由于群落演替 物种 的优势被物种 所取代 造成物种 逐渐消失 物种 因比物种 能耐受弱光而降低到最低数量水平 c点后群落演替的最终结果是乔木转为优势种 2 该坡地经治理后 植被覆盖面积扩大 增大了对大气中co2的吸收 在 提高经济产出的同时 极大地改善了当地的生态环境 答案 1 样方法出生率大于死亡率弱光乔木 2 碳元素 co2 一 种群的特征 1 种群概念的理解 2 种群与个体的关系 1 种群虽然是由许多同种个体组成的 但它绝不是个体的简单相加 而是通过种内关系组成了一个有机整体 2 个体和种群之间是部分与整体的关系 每个个体都携带有本种群基因库的部分基因 3 种群的数量特征相互关系图示如下 分析 1 在种群的五个基本特征中 种群密度是基本特征 2 出生率 死亡率以及迁入率和迁出率都是决定种群大小和种群密度的直接因素 3 因为生物的繁殖能力和衰老 死亡都与年龄有密切关系 所以种群的年龄结构会影响种群的出生率和死亡率 并会进一步影响种群密度 因此可根据当前种群的年龄组成情况 预测未来种群密度的发展趋势 4 不论哪种类型的性别比例都是生物长期自然选择的结果 如果由于环境条件的改变或人类的干预 使其正常的比例发生变化 都会影响种群的出生率 并进一步 影响种群的密度 5 迁入率和迁出率也是影响种群数量变动的直接因素 通过迁入和迁出 同一物种的不同种群之间也进行了基因交流 如果研究一座城市的人口变化 那么迁入率和迁出率是不可忽略的因素 4 种群的年龄组成图解及分析 1 模型图 图示 图注 2 曲线图 图示 图注 图甲幼年个体多 老年个体少 出生率 死亡率 种群数量增加 属增长型 而图乙相反 应为衰退型 3 统计图 图示 下图a b为两个国家人口的年龄组成图 纵轴表示年龄 横轴表示各年龄段人口占总人口的百分比 图注 a 男女比例在各个年龄段接近1 1 b a国家各个年龄段比例适中 应为稳定型 c b国家幼年个体特别多 老年个体少 应为增长型 d b国家若需要控制人口 则最有效的措施是计划生育 而且几十年后可能面临老龄化问题 4 柱形图 图示 图注 图a中幼年个体少 老年个体多 为衰退型 图b中幼年个体多 老年个体少 为增长型 图c中各年龄段比例适中 应为稳定型 典例1下图表示种群的各个特征之间的关系 下列叙述正确的是 a 甲为出生率和死亡率 乙为迁入率和迁出率 b 丙为性别比例 主要通过影响出生率来间接影响种群 密度 c 丁为年龄组成 每种类型中包括幼年 青年和老年三个年龄期 d 种群密度是种群最基本的数量特征 调查方法有标志重捕法和取样器取样法 解析甲为出生率和迁入率 乙为死亡率和迁出率 故a错误 年龄组成的每种类型中包括幼年 成年和老年三个年龄期 故c错误 取样器取样法是调查群落中物种丰富度的一种方法 故d错误 答案b 二 种群的数量变化 1 种群增长模型表达形式 曲线图的优点是直观 数学方程式的优点是科学 准确 2 种群数量增长的 j 型曲线和 s 型曲线 3 种群数量 j 型变化曲线公式解读 公式 nt n0 t 解读 n0为种群的起始数量 t为时间 表示种群数量是一年前种群数量的倍数 若 1 种群密度增大 为增长型种群 1 种群密度减小 为衰退型种群 1 数量不变 为稳定型种群 4 种群增长的 s 型曲线 1 达到k值不再增加的原因 资源和空间有限 当种群密度增大时 种内斗争加剧 天敌数量增加 导致出生率 下降 死亡率上升 最终达到平衡 2 曲线及解读 曲线1 解读 曲线2 解读 曲线3 解读 3 k值含义 即环境容纳量 是指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最大数量 种群数量达到最大值 k值 以后保持稳定 5 k值与k 2在实践中的应用 三 种群密度的取样调查 实验原理 一般情况下 要逐一计算某个种群的个体总数是比较困难的 因此 研究者通常只计数种群的一小部分 用来估计整个种群的种群密度 此方法称取样调 查法 1 样方法 1 适用范围 植物的种群密度调查 昆虫卵 蚜虫和跳蝻的密度调查等 这些生物运动能力弱 活动范围小 2 方法步骤 准备 观察地形 注意安全 确定调查对象 如一块农田中的荠菜或蒲公英等的种群 密度 确定样方 计数 计数每个样方内所调查植物的数量 做好记录 计算种群密度 某植物种群密度 3 采用样方法的注意事项 调查对象一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物 而选择双子叶草本植物 容易辨别个体数目 选取样方时 要随机取样 且选取平坦 开阔 被调查种群分布比较均匀的地段 选取样方的个数要依总面积的大小而定 总面积大的选取样方要多些 植物的大小不同 样方面积也应不同 如乔木的样方面积为100m2 灌木为16m2 计数原则 同种生物个体无论大小都要计数 若有正好长在边界线上的 应遵循 数上线不数下线 数左线不数右线 的原则 如下图 2 标志重捕法 1 适用范围 活动能力强 活动范围大的动物 2 计算公式 3 采用标志重捕法的注意事项 公式成立条件 标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等 在调查期内没有新的出生和死亡 没有迁入和迁出 标记要求 a 标记不能过分醒目 b 标记物和标记方法必须对动物的身体 寿命和行为不会产生伤害 c 标记符号必须能 够维持一定的时间 在调查研究期间不能消失 典例2下图表示某池塘中鲫鱼的三个种群龄级的调查结果 其中种群1为自然状态 种群2 3受不同强度的人为干扰 据图得出的结论正确的是 a 不同强度的人为干扰对种群2 3各龄级的数量没有显著影响 b 种群1中各龄级数量适中 该营养级能量将保持相对稳定 c 适度捕捞高龄级鲫鱼对低龄级鲫鱼生长较为有利 d 种群3中高龄级鲫鱼数量锐减 种内斗争将先增强后减弱 解析据种群2 3与1的比较可知不同强度的人为干扰对2 3种群数量造成了一定影响 种群1只是营养级中的一种生物 其数量保持稳定不能说明该营养级能量将保持相对稳定 种群3中高龄级鲫鱼数量锐减 种内斗争 将逐渐减弱 答案c 四 探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 1 血球计数板的相关知识 血球计数板 通常是一块特制的载玻片 其上由四条槽构成三个平台 中间的平台又被一短横槽隔成两半 每一边的平台上各刻有一个方格网 每个方格网共分九个大方格 中间的大方格即为计数室 微生物的计数就在计数室中进行 计数室的刻度一般有两种规格 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 但无论是哪种规格的计数板 每一个大方格中的小方格数都是相同的 即16 25 400个小方格 每一个大方格边长为1mm 则每一个大方格的面积为1mm2 盖上盖玻片后 载玻片与盖玻片之间的高度为0 1mm 所以计数室的容积为0 1mm3 在计数时 通常数5个中方格的总菌数 然后求得每个中方格的平均值 再乘上16或25 就得出一个大方格中的总菌数 然后再换算成1ml菌液中的总菌数 下面以一个大方格有25个中方格的计数板为例进行计算 设5个中方格中总菌数为a 菌液稀释倍数为b 那么 一个大方格中的总菌数 即0 1mm3中的总菌数 为 25 b 故1ml菌液中的总菌数 25 10 1000 b 个 如果是16个中方格的计数板 设5个中方格的总菌数为a 菌液稀释倍数为b 则 1ml菌液中总菌数 16 10 1000 b 个 2 基本技术要求 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 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 本实验不需要另外设置对照 实验过程中形成前后对照 4 培养后期酵母菌浓度过高 一个小方格内酵母菌过多 可以采取稀释的措施 5 每天计数酵母菌数量的时间要固定 典例3用一定量的培养液在适宜条件下培养酵母菌 将其数量随时间的变化绘制如下图1 a表示每3h更换一次培养液的培养曲线 b表示不更换培养液的一段时间内的培养曲线 1 图1中曲线a表示种群呈 型增长 理论上讲 呈现这种增长模型的条件是 等 2 图1中曲线b表示的增长为 型增长 属于这种增长模型的种群 随种群密度 个体数量 的增加 种群的增长速率的变化是 当种群个体数量达到最大值的一半时 种群的增长速率达到 3 在实际情况下 塔斯马尼亚绵羊种群增长如图2 说明 在自然界中 种群数量变化会出现现象 解析根据图1中的曲线a可以看出 种群呈 j 型增长 曲线b表示的是 s 型增长 种群 s 型增长过程中 种群的增长速率的变化是先增大 再减小 最后为零 当种群个体数量 时 种群的增长速率最大 自然界的种群数量变化会出现波动现象 答案 1 j食物和空间充裕气候适宜没有敌害 2 s先增大 再减小 最后为零最大 3 波动 一 选择题 本题共8小题 每小题6分 共48分 1 有关种群的说法 错误的是 a 稻田中秧苗的均匀分布有利于产量提升 b 通常自然界中的种群增长曲线呈 s 型 达到k值时种群数量往往表现出明显上下波动 因此k值总是固 定不变的 c 池塘养鱼过程中为保持鲫鱼种群的增长需持续投放饲料等 d 预测一个国家或地区人口数量未来动态的信息主要来自现有居住人口的年龄组成 解析k值不是固定不变的 它会随环境的改变而改变 答案b 2 用标志重捕法对动物进行野外调查 下列假设不符合 要求的是 a 被标记的动物在种群中完全混合 b 个体被捕捉的概率相等 与标记状况 年龄和性别无关 c 被标记的动物物种有明显的群聚现象 d 动物在行为上不受标记物的影响 标记物不脱落 解析标志重捕法对动物进行野外调查 是建立在以下假设之上的 被标记的动物混合要均匀 个体被捕捉的概 率相等 没有大量个体的死亡 出生 迁入和迁出 被标记的动物要均匀分布 动物应在行为上不受标记物的影响且标记物不易脱落 答案c 3 按一对夫妇生两个孩子计算 人口学家统计和预测 墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约需要20 40年 美国需要40 80年 瑞典人口将会相对稳定 德国人口将减少 预测人口的这种增减动态主要取决于 a 种群数量和密度b 种群的年龄结构 c 种群的性别比例d 出生率和死亡率 解析从题目中的预测数据来看 墨西哥等发展中国家和美国的人口为增长型 瑞典人口为稳定型 而德国人口为衰退型 这主要是由种群的年龄结构决定的 答案b 4 甲 乙 丙是同一物种的三个种群 其年龄组成见表 三个种群年龄组成的类型为 a 甲是增长型 乙是稳定型 丙是衰退型 b 甲是稳定型 乙是增长型 丙是衰退型 c 甲是衰退型 乙是增长型 丙是稳定型 d 甲 乙 丙三个种群都是稳定型 解析由表可见 甲种群幼年数量较多 老年个体数量较少 为增长型 乙种群各年龄段个体数量基本相当 为稳定型 丙种群老年个体数较多 而幼年个体数较少 为衰退型 答案a 5 某同学拟调查一个面积为100hm2的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样方 计数样方中该种植物的个体数目 c 随机设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目 d 在该种植物密集处设置1m2样方若干 计数每个样方中该种植物的个体数目 解析采用样方法调查双子叶草本植物的种群密度时 只对样方内的所有个体进行计数即可 取样时 需要随机取多个大小相同的样方 计算每个样方中该植物的个体数 求得每个样方的种群密度 以所有样方种群密度的 平均值作为该种群的种群密度 取样关键是做到随机取样 不能掺入主观因素 因此不应在植物密集处设置样方 否则会导致数据偏大 答案c 6 右图是某种兔迁入新环境后种群增长速率随时间的 变化曲线 第3年时用标志重捕法调查该兔的种群密度 第一次捕获50只全部标记后释放 一个月后进行第二次捕捉 在第二次捕获的兔中 未标记的有60只 标记的有20只 估算该兔种群在这一环境中的k值是 a 150只b 200只c 300只d 400只 解析第3年种群的数量是 80 50 20 200 只 由种群增长速率的特点可知 第3年的数量等于k 2 故该兔种群在这一环境中的k值为400只 答案d 7 四个生物群落分别包含若干种群 下图中给出了这些种群的密度 每平方米的个体数 当受到大规模虫害袭击时 不易受到影响的群落是 a 群落甲b 群落乙c 群落丙d 群落丁 解析由图示可知 群落甲 乙 丙中均是有某一个种群的种群密度高 而其他种群的种群密度较低 这样导致它们的抵抗力稳定性较低 因而当受到大规模虫害袭击时 这些群落容易受到影响 答案d 8 科研人员对某草原一种野生动物的种群进行研究 得出了与种群密度相关的出生率和死亡率的变化 如图所 示 有关此图的叙述正确的是 a 该生物的种群增长曲线呈 j 型 b 死亡率逐渐增加的原因是食物 空间 天敌以及传染病等因素的限制 c 要合理地利用该动物资源 应将该种群的密度控制在d点时的水平 d b点时 种群增长速率最快 种群达到环境最大容纳量 解析出生率减去死亡率等于自然增长率 所以自然增长率由图分析可知 应为先增加 后减少到0 所以种群增长曲线为 s 型 增长率减到0时 种群密度达到最大值 也就是环境容纳量 答案b 二 非选择题 本题共4小题 共52分 9 12分 东方田鼠不同于家鼠 喜野外环境 2009年6月下旬以来 栖息在洞庭湖区400多万亩湖州地中的约20亿只东方田鼠 随水位上涨部分内迁 它们四处打洞 啃食庄稼 严重威胁沿湖防洪大堤和近800万亩稻田 1 生态学家研究发现 东方田鼠种群是在围湖造田期间迁入湖州地的 迁入初期数量很少 一个月内随着水稻等作物和芦苇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 生态学家构建了数学模型 其过程如下表 请填写表中 和 空白之处的内容 表中nt n0 t成立的前提条件是 假设东方田鼠种群迁入初期为3000只 则30天后该种群的数量 n30 为只 用公式表示 不必计算具体结果 2 请从环境容纳量的角度思考 提出两项控制东方田鼠数量的有效措施 解析构建数学模型的步骤为 观察现象 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 对模型进行检验或修正 nt n0 t 即种群数量呈 j 型曲线增长 其条件是资源充分 空间充足 缺乏天敌 气候适宜等 东方田鼠种群迁入初期为3000只 求30天后该种群的数量 将题表中 1 0147及n0 3000 t 30代入公式nt n0 t即可 控制东方田鼠数量的根本措施是降低环境容纳量 如退耕还湖 或控制水稻和芦苇种植面积 进行生物防治 适当引入天敌等 答案 1 数学形式 跟踪统计东方田鼠的数量 湖州地的资源充分 空间充足 缺乏天敌 气候适宜 答出两点即可 或答种群增长不受东方田鼠种群密度增加的影响 3000 1 0147 30 2 退耕还湖 或控制水稻和芦苇种植面积 进行生物防治 适当引入天敌等 10 12分 某生物研究小组在对某森林生态系统进行种群密度调查后 得到如下统计数据 请根据以上调查结果回答下列问题 1 甲种群与乙种群之间存在着关系 这可能是导致甲种群密度变化的重要因素 而影响甲种群密度变化的其他生物因素可能还有 2 甲种群和乙种群若为生态系统的生产者 那么它们为其他生物的生存提供所需的 3 从甲 乙两个种群的演替过程 可以说明生态系统具有能力 4 甲种群数量逐渐减少 甚至可能灭绝 这给该生态系统造成的影响可能是 5 甲种群植物可能灭绝的内在因素是 解析从表格所给数据可知 甲 乙两种群数量变化明显相反 所以可推测它们之间存在着竞争关系 影响种群变化的因素有生物因素和非生物因素 这里的其他生物因素应该还包括种内斗争 寄生 捕食等 生态系统中的生产者为其他生物提供能量和有机物 生态系统的自我调节能力是有限的 如果生态系统中的生物类群少 则它的调节能力就相对较弱 相对应的生物之间的相互影响就较强 物种灭绝的可能性就大 答案 1 竞争种内斗争 寄生 捕食等 2 能量和有机物 3 自我调节 4 以甲种群植物为食的其他生物也随之减少 甚至灭绝 5 缺乏有利变异 11 16分 课题 培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系 实验材料 酵母菌菌种和无菌马铃薯培养液 试管 血球计数板 2mm 2mm方格 滴管 显微镜等 资料参考 酵母菌的显微计数方法 血球计数板是带有微小方格刻度的玻璃片 用于在显微镜下对血细胞 微生物的计数 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 估算试管中的酵母菌总数 连续观察7天 并记录每天的数值 请回答下列问题 1 根据所学知识 该课题的实验假设是 开始在资源和空间充裕的环境中 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 该实验是否需要重复实验 试解释原因 3 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 请你设计表格处理实验的数据 5 试在该实验的基础上 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课题 解析本题较基础 只要掌握了教材中有关 培养液中酵母菌种群数量的变化 的实验 就能够顺利解答此题 答案 1 环境中资源和空间逐渐变得有限 2 该实验在时间上形成前后自身对照需要为了提高实验数据的准确性 3 增加菌种培养液的稀释倍数 4 5 酵母菌的种群数量与营养物质 代谢废物 ph或溶解氧等 的变化关系 12 12分 对于不同种类的生物进行种群密度的取样调查时 采用的方法存在着差异 1 植物 样方法 某同学采用样方法对一种植物进 行计数 上图是其中一个样方中该植物的分布情况 注 图中黑点表示该种植物 对该样方中该种植物进行计数时 应记录的数目是 2 动物 标志重捕法 在对某池塘内鲫鱼种群数量调查时 第一次捕获200尾 全部进行标志后放回 第二次捕获160尾 其中被标志的鲫鱼有10尾 则该池塘内鲫鱼的总数为 3 细菌 显微计数法 显微镜观察到每单位面积上平均有50个细菌 在液体中培养4h后稀释10倍 在与以 前相同的条件下再用显微镜观察 这次观察到每单位面积上平均有80个细菌 则细菌细胞分裂的平均时间为小时 4 昆虫 去除取样法 对于某些隔离带的稳定种群 可以通过连续捕捉一定次数 再根据捕获量的减小来估计种群大小 由于每次捕获后不放回 理论上种群数量应当越来越小 因此 我们把每次捕获数加到前面所捕获的总数上 得到捕获积累数 以推算种群数量 以捕获积累数为x轴 每次捕获数为y轴 根据数据描点 作直线向右延伸与x轴的交点即为种群估计数 假如在某块田地里 120m2 连续捕虫8次 得到下表数据 依数据可得出该昆虫种群平均密度大约是只 m2 如果你捕获到的昆虫数并不是递减的 请分析发生这种情况的可能原因 解析 1 计数时 若有植物正好长在边界上 只计样方相 邻两个边上的个体 2 由标志重捕法计算公式可知 种群个体数n 160 200 10 n 3200 3 50个细菌经4h后产生了80 10个细菌 即1个 16个 细菌分裂次数为4次 24 16 故该细菌分裂周期为1h 4 利用所得数据在坐标系中作直线 直线向右延伸跟x轴相交得到种群估计数为360 该昆虫种群平均密度为3只 m2 答案 1 8株 2 3200尾 3 1 4 3 有外来昆虫的迁入 一 群落的概念 同一时间内聚集在一定区域中 各种生物种群的集合 叫做群落 二 群落水平上研究的问题 1 丰富度 群落中 物种数目的多少称为丰富度 2 各种种间关系的对比 3 群落的空间结构 1 垂直结构 植物的分层主要与 光照强度有关 动物的分层主要与 食物和栖息地有关 2 水平结构 由于 地形的变化 土壤湿度和盐碱度的差异 光照强度的不同 生物自身生长特点的不同 以及人与动物的影响等因素 使群落存在水平结构 不同种群呈 镶嵌分布 三 土壤中小动物类群丰富度的研究注意事项 1 调查研究小动物时 常用 取样器取样法进行采集与 调查 2 丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法两种 3 尽可能多收集小动物 收集小动物时 根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集 4 从同样营养土壤中采集的标本 应多组同学进行统计比较 四 演替的概念和类型 1 演替 随着时间的推移 一个群落被另一个群落代替的过程 2 演替的类型 1 初生演替 一个从来没有被植物覆盖的地面或原来存在过植被但被彻底消灭了的地方发生的演替 过程 裸岩阶段 地衣阶段 苔藓阶段 草本植物阶段 灌木阶段 森林阶段 2 次生演替 原有植被虽已不存在 但原有土壤条件基本保留 甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地 方发生的演替 过程 以弃耕农田为例 草本阶段 灌木阶段 乔木阶段 森林阶段 3 人类活动对群落演替的影响 人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行 需特别关注的1个易失分点 认知纠偏 1 大鱼吃小鱼 不一定是捕食 大鱼吃小鱼均有利于种群的生存和繁衍 2 寄生和共生都是两种生物生活在一起 主要区别看 对一方有利对另一方有害 寄生 还是对双方都有利 共生 3 要正确区别竞争和捕食的关系 竞争是不同种生物为了争夺资源 空间等生活条件而发生斗争 并不以直接获得食物为目的 捕食则是一种生物以另一种生物为食 目的是获得食物与能量 用以维持自身的生存 反例 一种生物以非生物为食 如牛饮水不是捕食 4 两种生物甲和乙以同一植物为食 但取食的部位不 同并不构成竞争关系 如2009年全国高考 以叶为食的菜粉蝶幼虫与蜜蜂在同一株油菜上采食 2009年江苏高考中人吃玉米籽粒 而牛吃秸秆等 设误角度 高考命题常从以下角度设置陷阱 以文字 曲线图形式描述生物之间的关系 从中判断它们之间是属于竞争 捕食 共生还是种内关系 以下关于群落及其演替的说法 正确的是 a 群落演替的结果是一定能形成森林 b 群落演替过程中种群的基因频率不会发生变化 c 大鱼吃同种小鱼是群落中的捕食关系 d 群落演替过程中其结构越来越复杂 解析群落演替的结果是由该群落所处的环境条件决定的 故a错误 在群落的演替过程中 生物的种类和数量在不断变化 其结构越来越复杂 种群的基因频率也在变化 故b错误 d正确 捕食属于种间关系 大鱼吃同种小鱼为种内斗争 故c错误 答案d 1 关于群落的描述 不正确的是 a 水平结构上种群分布与土壤的湿度 光照强度及生物自身的生长特点有关 b 同一时间栽培 长势相同的人工马尾松形成树林 该群落不存在垂直结构的分层现象 c 自然群落往往是向物种丰富度越来越高的方向演替 而且种间关系越来越复杂 d 沙丘上造林说明了人类活动可以改变群落演替的速度和方向 解析任何一个群落都存在垂直结构的分层现象 答案b 2 下列群落演替中 属于初生演替的是 a 某地海底火山爆发形成了一个新岛 后来又逐渐长出了很多植物 b 河流因为堵塞而成为沼泽 上面长出了新的植物 c 弃耕后的农田长出杂草 几年后又长出多年生植物 d 西双版纳热带雨林遭到严重砍伐后 很快又长出新的 植物 解析初生演替是指在一个从来没有被植物覆盖的地面 或者是原来存在过植被 但被彻底消灭了的地方发生的演替 次生演替是指在原来植被虽已不存在 但原有土壤条件基本保留 甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的地方发生的演替 因此a项所述属于初生演替 b c d项所述都属于次生演替 答案a 3 森林被砍伐殆尽 一段时间后该处出现了新的生物群 落 下列相关叙述正确的是 a 该群落形成过程中先出现的生物最可能是地衣 b 各种昆虫进入不会影响群落对环境变化的抵抗力 c 演替过程中 灌木取代草本植物的主要原因是草本植物属于较低等的生物 d 若有人类活动 则该群落演替的速度和方向可能发生变化 解析森林被砍伐殆尽后发生的演替为次生演替 先出现 的生物最可能是草本植物 群落中物种增多可使生态系统的抵抗力稳定性提高 演替过程中 灌木比草本植物高大 更容易接受到较多的光照 因而会取代草本植物 人类活动可使群落演替按照不同于自然的演替速度和方向进行 答案d 4 某地区将天然林全部砍伐后 大量单一种植沙拉杨 下列叙述正确的是 a 天然林替换成沙拉杨林的过程属于初生演替 b 天然林替换成沙拉杨林后物种丰富度增加 c 沙拉杨林比天然林的抵抗力稳定性要高 d 在沙拉杨林中混种其他林木可改善该地区环境 解析天然林替换成沙拉杨林的过程属于次生演替 替换后该地区的物种丰富度降低 抵抗力稳定性下降 答案d 5 根据教材中关于 土壤中小动物类群丰富度的研究 回答有关问题 1 调查土壤中小动物常用进行采集 调查 而不适宜用样方法或标志重捕法进行调查 原因是许多土壤小动物具有 而且 2 丰富度的统计方法通常有两种 一是 二是 前者是指在一定面积的样地中 直接 这一般用于的群落 3 采集的小动物可以放入 中 也可放入中 4 观察时最好用 如用普通显微镜 可在的物镜和的目镜下进行观察 解析 1 土壤动物往往身体微小 活动能力较强 一般不采用标志重捕法和样方法进行调查 而常采用取样器取样法 2 记名计算法和目测估计法是统计丰富度的常用方法 其中记名计算法是指在一定面积的样地中 直接数出各种群的个体数目 这一般用于个体较大 种群数量有限的群落 目测估计法是按预先确定的多度等 级来估计单位面积上个体数量的多少 等级的划分和表示方法有 非常多 多 较多 较少 少 很少 等等 3 采集到的小动物可放入酒精中 也可将活着的小动物放入试管中 4 观察时 常用实体镜 如用普通显微镜 可在4倍的物镜和5倍的目镜下进行观察 答案 1 取样器取样法较强的活动能力身体微小 2 记名计算法目测估计法数出各种群的个体数目个体较大 种群数量有限 3 体积分数为70 的酒精溶液试管 4 实体镜4倍5倍 考查频率 5年17考 考向透析 多结合具体实例考查群落的特征及种间关系 真题1 2013年海南高考 甲 乙 丙是食性相同的 不同种的蝌蚪 三者之间无相互捕食关系 某研究小 组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪 甲 乙 丙各400只 和数量不等的同种捕食者 一段时间后 各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表 下列推测不合理的是 a 捕食者主要捕食甲和丙 b 蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响 c 无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失 d 随着捕食者数量增加 乙可获得的资源减少 解析四个池塘实验对照比较 随捕食者数量的增加 甲 丙种群数量越来越少 可见甲 丙是捕食者的主要食物来源 同时甲 乙 丙相对数量发生变化 说明捕食者数量会影响甲 乙 丙之间的竞争情况 随捕食者数量的增加 乙的数量却不断增加 说明获得的生存资源包括食物或生存空间有可能增多 故题中选项不合理的为d 答案d 考查频率 5年6考 考向透析 该考点多以具体的生物学材料为依托 考查初生演替与次生演替的区别及演替过程中物种丰富度的变化 真题2 2013年江苏高考 在一段新建公路的边坡 甲 上移栽灌木和草本植物以保护边坡 另一段边坡 乙 不进 行移栽 其他实验条件相同 1年后两段边坡的检测结果如下表 下列分析合理的是 a 可以推测移栽植物会降低该群落结构的稳定性 b 小型土壤动物的增多是移栽植物的预期结果 c 边坡甲上因没有移栽乔木而不可能自然长出乔木 d 边坡甲上的群落演替会随时间延长而逐渐加剧 解析种植植物与不干预相比 生物数量及种类都明显提高 因此移栽植物会提高该群落结构的稳定性 a错误 种植植物后小型土壤动物明显增多 b正确 边坡甲实验时没有移栽乔木 但也有可能发生群落演替自然长出乔木 c错误 群落演替过程达到相对稳定阶段后不会再继续加剧 d错误 答案b 一 群落的特征 1 群落 1 内涵 群落是指在一定的自然区域内 相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和 2 外延 群落应当包括各种动物 植物和微生物 不含这三个因素的生物集合体不能称为群落 群落可大可小 只要满足以上关系即可称作群落 2 个体 种群 群落的关系 1 种群和群落的关系 种群和群落都是强调一定自然区域中的生物成分 其关系可表示为 一定区域内同种生物之和 种群 一定区域内各种生物种群之和 群落 2 群落的实质 以种群为单位 且各个种群相互依存 相互制约 在共同的无机环境中通过长期的自然选择与进化形成的生命系统 3 群落的特征 与种群一样 群落也有一系列的基本特征 如物种的多样性 群落结构等 这些特征不是由单 一的种群所体现的 只有在群落的总体水平上才能表现出来 3 群落的结构 1 垂直结构 植物群落的垂直结构表现了群落垂直方向上的分层性 植物的分层现象主要与光照强度有关 群落中的光照强度总是随高度的下降而逐渐减弱 如下图所示 群落中植物的垂直结构又为动物创造了多种多样的栖息空间和食物条件 因此 动物也有类似的分层现象 动物的分层与其食物及栖息场所等有关 可以说 群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象 猫头鹰 森林上层 大山雀 灌木层 鹿 野猪 地面活动 蚯蚓及部分微生物 落叶层和土层 2 水平结构 在水平方向上由于光照强度 地形 明暗和湿度等因 素的影响 不同地段上分布着不同生物种群 4 群落结构形成的原因及意义 1 原因 群落结构与环境中生态因素有关 群落结构的具体表现都是在长期自然选择基础上形成的对环境的适应 2 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群落整体对自然资源的充分利用 典例1某校园有一片草坪和一片树林 下列关于这两个群落中动物分层现象的叙述 正确的是 a 草坪和树林中的动物都具有分层现象 b 草坪和树林中的动物都没有分层现象 c 只有草坪和树林混杂在一起时动物才具有分层现象 d 草坪中的动物没有分层现象 而树林中的动物具有分层现象 解析本题考查群落的结构 属于考纲规定的理解能力 解答本题的关键是正确理解群落的结构 在垂直方向上 群落中不论植物还是动物 都具有明显的分层现象 任何群落中的动物都具有分层现象 答案a 二 群落的演替 1 群落演替的原因 1 环境不断变化 为群落中某些物种提供有利的繁殖条件 而对另一些物种生存产生不利影响 2 生物本身不断进行繁殖 迁徙 3 群落内部由于生命活动造成内部环境改变 4 种内和种间关系不断发生变化 5 人类活动的干扰 2 群落演替的过程 群落演替的过程可人为地划分为三个阶段 1 侵入定居阶段 先锋群落阶段 一些物种侵入裸岩定居成功并改良了环境 为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件 2 竞争平衡阶段 通过种内或种间竞争 优势物种定居并繁殖后代 劣势物种被淘汰 相互竞争过程中共存下来的物种 在利用资源上达到相对平衡 3 相对稳定阶段 物种通过竞争 平衡地进入协调进化 资源利用更为充分有效 群落结构更加完善 有比较 固定的物种组成和数量比例 群落结构复杂 层次多 1 群落的演替是优势取代而不是取而代之 2 群落演替存在顶极群落 演替所达到的最终平衡状态叫顶极群落 顶极群落是主要由平均温度和年降雨量所决定的 如在高温 高湿的气候条件下 顶极群落是热带雨林 在低温高湿的气候条件下 顶极群落是北方针叶林 在中温中湿的条件下 顶极群落是温带草原 在低温低湿的条件下 顶极群落是苔原 在极端缺水的条件下 顶极群落是沙漠 特别提醒 3 群落演替的结果 1 演替方向 演替是群落组成向着一定方向 具有一定规律 随时间而变化的有序过程