湖北省荆州市监利县第一中学高二生物 种群和群落 人教版.doc

湖北省荆州市监利县第一中学高二生物 种群和群落 人教版第1、2 节 种群的特征和数量的变化回扣、主干知识一、调查种群密度的方法1.样方法(1)适用范围：植物、活动范围小的动物；(2)取样关键：_ _，不能掺入主观因素；(3)常用取样方法：_ _、等距取样法。2.标志重捕法适用范围：_ _的动物。【点拨】样方法计数有一定的原则，同种植物无论大小都应计数，若有正好在边界线上的个体，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。 二、出生率和死亡率、迁入率和迁出率某地区2010年出生5人，死亡2人，迁入25人，迁出13人，该地区总人口数为1 000人。1.出生率=新出生的个体数目/个体总数=52.死亡率=_=23.迁入率=迁入的个体数目/个体总数=_4.迁出率=_=13三、年龄组成和性别比例1.写出图中各年龄组成的类型。a：_ _，b：_ _，c：_ _。2.根据上图分析各年龄组成类型的特点以及种群密度变化的趋势。各年龄分布种群密度变化趋势a幼年个体多、老年个体少_b各年龄个体比例适中基本不变c幼年个体少、老年个体多_3.性别比例：种群中_ _数目的比例。【点拨】年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量，是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。性别比例只影响出生率。 四、种群数量的变化1.种群增长的“j”型曲线(1)产生原因：在_、气候适宜、_等条件下。(2)数学模型：_(n0为该种群的起始数量，t为时间，nt为t年后该种群的数量，代表该种群数量是一年前种群数量的倍数)。(3)曲线特点：_。2.种群增长的“s”型曲线(1)产生原因：环境条件的制约，包括资源、空间、食物和天敌等。(2)曲线特点：种群数量达到环境条件所允许的最大值(k值)后将_，有时在_值左右保持相对稳定。【点拨】nt=n0t，代表种群数量增长倍数，不是增长率。1时，种群密度增大；=1时，保持稳定；1时，种群密度减小。 【思维判断】1.种群密度是种群最基本的数量特征。( )2.动物种群密度调查都不能用样方法。( )3.对于“s”型曲线，同一种群的k值不是固定不变的，会受到环境的影响。( )4.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。( )归纳、核心考点考点一 种群的特征及种群密度的调查方法1.种群数量特征的分析(1)种群密度是种群最基本的数量特征；(2)出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素；(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但能够预测和影响种群密度的变化趋势。(4)除以上条件外，气候、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。2.种群密度的调查方法比较项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小的动物活动范围大的动物调查程序比较项目样方法标志重捕法注意事项随机取样样方大小适中样方数量不宜太少宜选用双子叶植物标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同调查期间没有大规模迁入和迁出,没有外界的强烈干扰【高考警示钟】1.种群数量不等同于种群密度，种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。2.样方法不仅能调查生物的种群密度，还能调查群落中植物的丰富度。【典例训练1】(2011北京高考)在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是( )a.给海龟安装示踪器调查其洄游路线b.给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线c.用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系d.用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度考点2 种群的数量变化1. 列表比较 曲线项目“j”型曲线“s”型曲线曲线前提条件环境资源无限(理想条件)环境条件有限特点连续增长;增长率、种群数量连续增长,且维持稳定增长到一定数量保持相对稳定;增长速率先增大,后减小,数量达稳定状态时,增长速率为0, 值处增长速率最大有无 k 值无 k 值有 k 值曲线形成原因无种内斗争、缺少天敌、空间条件充裕、气候适宜种内斗争加剧,捕食者数量增多等2.曲线应用(1)k值的应用野生生物资源保护：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(如为防鼠害而封锁粮食、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种群增长速率最大，再生能力最强把握k/2值处黄金开发点，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。有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达k/2值处(若达k/2值处，可导致该有害生物成灾)。 【高考警示钟】1.环境条件改变可影响k值(1)合理密植会增加种群数量但不能提高k值；(2)灭鼠是通过环境条件的改变降低k值，方法是控制鼠的数量远小于k/2。2.增长率增长速率(1)“j”型曲线的增长率稳定不变，增长速率逐渐增加；(2)“s”型曲线的增长率逐渐降低，增长速率先增加后降低。 【典例训练2】(2011江苏高考改编)在野外实验站，研究棉蚜发生期和封闭条件下不同初始密度(1头/叶和20头/叶)的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如图。下列叙述正确的是( )a.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，可能与迁入有关b.初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关c.开放和封闭条件下种群数量均达到k值时开始衰退d.开放和封闭条件下种内斗争均在种群密度衰退时开始减弱【技巧点拨台】不同生物种群密度的调查方法1.样方法(1)适用范围：植物、活动能力弱的小动物。(2)注意事项：样方的获取随机取样；样方大小具体情况分析；样方数量不能过少。2.标志重捕法(1)适用范围：活动能力强的动物。(2)注意事项：保持相对稳定不能有大的迁入和迁出、出生和死亡；标记物不能过于醒目。3.显微计数法(1)适用范围：培养液中培养的小生物。(2)注意事项：吸出培养液计数前，轻轻振荡几次；计算时不要忘记稀释倍数的计算。探究、实验案例探究点补充完善类实验的分析与解答 探究影响种群数量增长的因素 【案例】(2010江苏高考)单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华，受到广泛关注。下面是有关铜绿微囊藻的研究，请回答问题：(1)利用配制的x培养液培养铜绿微囊藻8 d，每天定时测定其细胞数量，发现铜绿微囊藻数量呈指数增长，短时间内产生大量个体，这是因为铜绿微囊藻具有_等特性(2)某同学用x培养液培养铜绿微囊藻时，加入粉绿狐尾藻(一种高等水生植物)，结果铜绿微囊藻生长受到明显抑制，重要的原因是这两种生物在利用_等资源时存在显著的竞争关系。(3)也有人提出假设：粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长。请利用下列实验材料用具，完成实验设计，探究该假设是否成立。材料用具：铜绿微囊藻，粉绿狐尾藻，用于配制x培养液的各种无机盐，500 ml锥形瓶，蒸馏水，显微镜，血球(细胞)计数板，盖玻片，玻璃缸，微孔滤膜(可以除菌)等。实验步骤：材料准备：在装有7 000 ml蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻，在适宜条件下培养8 d。准备接种用的铜绿微囊藻。培养液配制：_ _ _。实验分组：取锥形瓶6只，分为两组。_ _。接种与培养：_ _ _。观察与统计：每天定时用血球(细胞)计数板对6只锥形瓶内铜绿微囊藻细胞进行计数，计算平均值，比较两组数据的差异 。(4)若(3)中假设成立，则实验结果是_ _。【命题人透析】(1)铜绿微囊藻的生理特性铜绿微囊藻是单细胞生物，个体小，无性繁殖并且世代周期短，因此繁殖速度快。铜绿微囊藻能进行光合作用，与粉绿狐尾藻共同生活在一起时，会争夺光照、无机营养、二氧化碳等。(2)分析实验变量推导实验结果变量分析：本实验中自变量为粉绿狐尾藻能否产生化学物质，因变量是铜绿微囊藻的生长情况， 则对照组为空白对照，加入的是用蒸馏水配制的x培养液，实验组是用培养粉绿狐尾藻的玻璃缸中的滤液配制的x培养液，其他影响实验的变量(如铜绿微囊藻数量、生长条件等)为无关变量。结果分析：若假设成立，则粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长，对照组铜绿微囊藻呈指数增长，实验组铜绿微囊藻生长受抑制。(3)补充完善类实验的解题关键创造对照组和实验组需满足的条件，本实验的关键是配制对照组和实验组所需的培养液，配制的关键是利用好实验提供的材料用具，即实验组用玻璃缸中的水配制x培养液，对照组用蒸馏水配制x培养液。【标准答案】(1)个体小、世代周期短、无性生殖(2)光照、无机营养、二氧化碳(3)用蒸馏水配制x培养液；用微孔滤膜过滤玻璃缸中的水，用滤液代替蒸馏水配制x培养液在对照组的3只锥形瓶中分别加入150ml用蒸馏水配制的x培养液，在实验组的3只锥形瓶中分别加入150ml用滤液配制的x培养液在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻，并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养8d(4)对照组铜绿微囊藻呈指数增长，实验组铜绿微囊藻生长受抑制【阅卷人点评】得分要点(1)必须体现“世代周期短、无性生殖”。(2)至少“光照、无机营养、二氧化碳”等写出其中两点。(3)必须要体现“用微孔滤膜过滤，滤液代替蒸馏水”。必须体现作对照的等量原则：“对照组的3只锥形瓶中分别加入150ml用蒸馏水配制的x培养液，在实验组的3只锥形瓶中分别加入150ml用滤液配制的x培养液”。必须体现等量原则和控制变量原则：“在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻，并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养8d”。(4)必须写出“对照组铜绿微囊藻增长，实验组受抑制”。失分案例(1)错答为“繁殖速度快”。(2)答案不全，只答出一个条件。(3)错答为“用蒸馏水做培养液， 蒸馏水配制x培养液”。(4)只答出“实验组受抑制或对照组增长”。 体验、双基考题1.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( )年龄期个体数甲乙丙幼年期600400200成年期400400400老年期200400600a.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.甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型d.甲、乙、丙三个种群都是稳定型2.以下有关种群的叙述，正确的是( )a.对在自然环境中的种群而言，k值总是固定不变的b.在食物和空间条件充裕的条件下，种群数量增长曲线一定呈“j”型c.种群是生物进化的基本单位，种群基因频率的改变意味着新物种的形成d.调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度可以采用样方法3.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，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1 m2样方，计数样方中该种植物的个体数目c.随机设置1 m2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1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目4.自然界中生物种群增长曲线常表现为“s”型增长曲线。下列有关种群“s”型增长的正确说法是( )a.“s”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系b.“s”型增长曲线表示了种群数量与时间无关c.种群增长率在各阶段是不相同的d.种群增长率不受种群密度制约5.如图为三个种群的年龄组成曲线图，请据图回答：(1)三个种群密度增大趋势由大到小依次是_。(2)据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图a相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是_。因此我们要认真执行人口的_政策。(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，最终使害虫种群年龄组成变为三图中_类型。(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成图_所示。 积累、实验技能实验原则：实验的重复性原则【理论指导】1.概念：控制某种因素的变化强度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。2.具体方法(1)单组实验法，即对一组(或一个)对象，既用a法，又用b法，顺序随机或轮流循环，这是生物实验常用的实验方法。如观察植物细胞的质壁分离与复原的实验。(2)等组实验法，即将状况相同的对象，分成两组或多组，一组用a法，另一组用b法，这也是生物实验常用的实验方法。如探究影响酶活性的实验。(3)循环实验法，即对两组或两组以上的对象，循环进行两个或两个以上的实验处理。如甲组a法、b法；乙组b法、a法等，这样能有效地平衡和抵消无关变量的影响。【典例分析】在探究培养液中酵母菌种群数量变化规律的实验中，就需要设置重复实验。实验过程：将500 ml质量分数为5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。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。每天定时取样计数酵母菌数量,采用抽样检测方法测定1 ml培养液中酵母菌个体的平均数。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。【分析】(1)在重复实验操作时可改变葡萄糖溶液的浓度或量，或者改变投入的干酵母的量，或改变培养的温度等条件，其他操作完全相同。(2)本实验最终目的是探究酵母菌数量变化规律，即在一定的实验条件下，酵母菌呈“j”型增长还是呈“s”型增长。不管怎样改变条件，重复实验中得到的种群增长曲线仍然是“s”型，只是个别数值与最初实验中有所不同。第3、4节 群落的结构和演替回扣、主干知识一、群落的概念与物种组成1.群落(1)概念要点：同一时间；_；_。(2)特征：物种的丰富度、_、空间结构、_等。2.群落的物种组成(1)群落的_是区别不同群落的重要特征。(2)丰富度概念：群落中_的多少。常用统计方法：记名计算法和_法。 二、种间关系1.捕食：一种生物以_作为食物。2.竞争：_生物相互争夺资源和空间等。3.寄生：一种生物(寄生者)寄居于另一种生物(寄主)的体内或体表，摄取_以维持生活。4.互利共生：两种生物共同生活在一起，相互依存，彼此_ _。三、群落的空间结构1.写出图中群落空间结构的类型：a图：_。b图：_ 。2.根据上图分析决定群落空间结构的主要因素：a图：(1)植物分层：_。(2)动物分层：_。b图：地形的变化、_、_的差异、_的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。【点拨】在高山植物群落中，不同海拔地带的植物呈垂直分布主要是受温度的制约。 四、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：_、_。3.写出群落演替的一般过程裸岩阶段_阶段 _阶段草本植物阶段_阶段森林阶段。4.人类活动使群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行(1)有利于群落演替的人类活动：_等。(2)不利于群落正常演替的活动：_等。【点拨】群落是一个动态系统，它是不断发展变化的。在群落演替的过程中，物种的取代是一种优势取代，而不是完全取代。 【思维判断】1.研究个体是研究群落的基础。( )2.池塘中的全部鱼、植物和微生物构成群落。( )3.捕食关系对维持种群的稳定有重要作用。( )4.群落中植物的分层现象决定了动物的分层现象。( )5.群落演替的根本原因在于群落内部，不受外界因素的影响。( )归纳、核心考点考点1 群落的演替1. 演替类型比较 类型内容初生演替次生演替起点原先从没有过植被,或虽存在过植被、但被彻底消灭了的环境虽失去了原有植被,但仍保留了原有土壤条件甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体的环境时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃耕农田上的演替2.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。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，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以发生演替到森林阶段这一最高阶段。(2)能量：总生产量增加，群落的有机物总量增加。(3)结构：生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂。(4)稳定性：演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，稳定性越来越高。【高考警示钟】1.演替不是一个无休止的过程任何环境下的演替都要最终达到一个成熟阶段，这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时物种与环境之间高度协调，能量和物质的利用率高，生态系统抵抗力稳定性也高。2.演替并不是“取而代之”演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。【典例训练】(2011安徽高考)某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。下列叙述不正确的是( )a.该岛屿不同地段物种组成上的差异是群落水平结构的体现b.该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替c.旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度和方向进行d.该岛屿一定发生过漫长的群落演替过程探究实验案例 分析坐标曲线的含义 种群增长曲线【案例】(2010重庆高考)为探究食物相同的三种水生动物的种群增长规律及种间关系，某小组进行了下列3组实验(各组实验中，每种动物初始数量相等，饲养条件相同)：组1：甲种与乙种分别于两个容器中饲养，甲种数量变化如图曲线a所示。组2：甲种与乙种于同一容器中饲养，乙种数量变化如曲线f所示。组3乙种与丙种于同一容器中饲养，形成上、下层分离分布，一段时间后每种动物的数量均较组1少。(1)组1中，甲种动物的种群数量主要由_和_决定；若容器内饲养液体积为20 ml，则第40天时乙种的种群密度为_。(2)在某些生态系统中，存在与本实验类似的种间关系。在同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和邻近河岸底部，其种间关系与图中曲线_代表的类似，其分布体现生物群落的_结构。在玻璃温室中放养食物相同的两种传粉昆虫后，一种数量增加，另一种减少，其种间关系与图中曲线_代表类似。【命题人透析】(1)种群增长曲线的判断根据组1，甲种与乙种分别置于两个容器中饲养，甲种数量变化曲线为a，则c为乙种数量变化曲线(均为“s”型增长，且该判断应结合组3来进行)；根据组2，甲种、乙种存在竞争关系，因此f表示乙种数量变化，则b表示甲种数量变化；根据组3，乙种、丙种在容器中形成上、下层分离分布，不构成竞争关系，但一段时间后每种动物的数量均较组1少，则乙种和丙种对应曲线应为d或e。(2)判断种间关系寻找对应曲线同一段河流中食物相同的两种鱼，分别分布在河流中央底部和邻近河岸底部，由于分布在不同的区域，不构成竞争关系，其关系类似图中的d和e。由于两者是同一地域中地形等因素引起的分布不同，因此两者体现的是群落的水平结构。根据“一种数量增加，另一种减少”说明两者构成竞争关系，类似组2情况，即与曲线b和f类似。【标准答案】(1)出生率 死亡率(两答案位置可互换) 30只/ml(2)d和e 水平 b和f【阅卷人点评】得分要点(1)前2个空答案固定，但位置可互换。第3空只答数值，缺少单位“只/ml”不得分。(2)两空答案均惟一。必须是“b和f”组合，其余组合不得分。失分案例(1)第3空，计算方法为 =30只/ml，多数因忘记书写单位而失分，也有书写数值出错的。(2)曲线组合填写错误而失分。 体验、双基考题1.下列关于丰富度的叙述不正确的是( )a.群落中生物数目的多少称为丰富度b.不同群落生物的丰富度是不同的c.从赤道到北极，群落的丰富度逐渐减小d.丰富度越大的群落，其结构越复杂2.谚语“苗多欺草，草多欺苗”反映的种间关系是( )a.竞争 b.互利共生 c.寄生 d.捕食3.如图表示两种生物种群随时间推移而发生的数量变化。那么这两种生物之间的关系是( )a.竞争 b.捕食c.互利共生 d.寄生4.在废弃的池塘中长出树林，大约要经历以下几个阶段：干涸池塘阶段；灌木阶段；乔木阶段；草本植物阶段。该废弃池塘演替的正确顺序是( )a. b.c. d.5.下列有关种群和群落的研究和分析中，正确的是( )a.田鼠在被捉过一次后更难捕捉，统计得到的种群密度比实际数值要低b.对培养液中酵母菌进行计数采用的是抽样检测法c.对小动物的种群密度进行调查时，不能采用标志重捕法，一定要采用样方法d.某同学决定以校园内的池塘为对象进行丰富度调查，应在同一水层取样6.某地实施退耕还林多年后，原有耕地变为林地。科研人员对林地植被的种群密度进行了调查，发现阳坡和阴坡植被差异明显。对阳坡的物种生态位重叠(即两个物种在同一资源状态上的相遇频率，见表中数据)变化进行分析，其结果如下：种名山桃丁香油松刺槐山桃1丁香0.1241油松0.1250.8341刺槐0.1480.7610.8841(1)耕地逐渐过渡为林地的过程属于_。(2)在调查该林地山桃的种群密度时应采用_法。(3)据表中数据可