高考生物一轮总复习 第二单元 生物与环境 第1讲 种群的特征及种群数量变化课件 新人教版必修3.ppt

第二单元生物与环境 必修三 第一讲种群的特征及种群数量变化 1 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 考点一种群的特征及种群密度的调查方法 自然区域内 全部个体 不同 可变 增长型 新产生或死亡 个体总数 迁入或迁出 衰退型 雌雄 3 完善种群数量特征之间的关系图解 是种群最基本的数量特征 直接决定种群密度的是 年龄组成是通过影响 间接影响种群密度的 性别比例是通过影响 间接影响种群密度的 2 种群的空间特征 1 含义 种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局 种群密度 出生率和死亡率 迁出率和迁入率 出生率和死亡率 出生率 均匀分布 随机分布 集群分布 植物 平均值 五点取样法 等距取样法 随机取样 活动能力强 活动范围大的动物 判断下列说法的正误 1 一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群 2 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 3 用标志重捕法调查田鼠种群密度 若标记的田鼠部分被鼬捕食 则会导致种群密度估算结果偏低 4 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 5 依据年龄组成预测的种群密度的变化趋势最终是否能够实现 还要看影响种群密度变化的其他因素 如气候 食物 天敌等 6 样方法并非只适用于植物 对于活动能力弱 活动范围小的动物或昆虫也适用 7 稳定型的种群数量在近期一定保持稳定 8 大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度 如图是有关种群特征的概念图 请据图思考下列问题 1 图中 分别代表种群的什么特征 2 预测种群数量变化发展趋势的主要依据是图中的哪个特征 3 春运期间 影响北京 广州等大城市人口数量的主要因素是什么 4 利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度 原理是怎样的 提示 1 分别代表种群密度 出生率 死亡率 年龄组成和性别比例 2 预测种群数量变化趋势的主要依据是图中的 年龄组成 3 迁入率和迁出率 4 性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调 从而降低出生率 1 各数量特征之间的关系 1 图解 2 分析 种群密度是种群最基本的数量特征 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 出生率 迁入率高时 种群数量增加 反之 种群数量减少 年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率来间接影响种群密度和种群数量的 年龄组成是预测种群密度 数量 未来变化趋势的重要依据 高考警示 种群数量变化特殊实例及分析 1 城市人口的剧增 是由迁入率 迁出率造成的 2 我国人口的增长 是由出生率 死亡率造成的 不是仅由出生率高造成的 3 利用性外激素诱捕雄蛾 通过改变性别比例来降低出生率 4 将性外激素释放到大田里 干扰雌雄蛾正常交尾 降低出生率 2 种群密度的调查方法 高考警示 样方法应注意的六个问题 1 调查对象要选熟悉的又容易计数的植物 如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物 而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物 2 选取样方时 要注意随机取样 且选取平坦 宽阔 被调查种群分布比较均匀的地段 3 选取样方的个体数要依总面积的大小而定 总面积大的选取的样方要多些 4 植物的种类不同 样方面积也应不同 如乔木的样方面积约为100m2 灌木约为16m2 草本植物为1m2 5 样方法并非只适用于植物 对于活动能力弱 活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查 6 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 顶角只计一次 的原则 即只计数样方相邻两条边上及其顶角的个体 同种植物无论大小都应计数 如下图 图甲为方形样方 图乙为圆形样方 实心圈表示应统计或测量的个体 虚线表示圆形样方的直径 3 种群年龄组成的模型解读 1 类型示例 模式图 统计图 曲线图 柱形图 2 判断方法无论何种图形 均应注意各年龄段个体的比例 增长型中的幼年个体多 老年个体少 稳定型中的各年龄段个体比例适中 衰退型中的幼年个体少 老年个体多 2017 长沙质检 下列有关调查种群密度的说法错误的是 a 五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式b 调查古树木 蝗虫的幼虫 某种蛇的种群密度 通常采用样方法c 标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映d 将m只鹿标记后释放 在重捕获的n只鹿中有m只被标记 则该鹿群约有 m n m只 b 解析 样方法应做到随机取样 常采用五点取样法和等距取样法 种群密度的调查方法有样方法和标志重捕法两种 对植物和活动范围较小的动物如昆虫卵 蚜虫 跳蝻等采用样方法 对活动能力强和活动范围大的动物则采用标志重捕法 故对蛇应采用标志重捕法 标志重捕法是一种抽样调查法 得到的是估计值 种群数量 第一次捕获数 第二次捕获数 重捕中的标记数 即该鹿群约有 m n m只 两看法 选择种群密度的调查方法 技巧点拨 1 某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查 所调查样方的总面积为2km2 1hm2 10000m2 统计所捕获的鼠数量 性别等 进行标记后放归 3日后进行重捕与调查 所得到的调查数据如下表 变式训练 以下是某同学对数据的分析结果 你认为正确的是 a 此调查方法可以用来调查土壤中小动物物种的丰富度b 若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉 统计的种群密度比实际低c 综合两次捕获情况 该田鼠种群的性别比例 约为7 2d 该地区田鼠的平均种群密度约为125只 hm2 d 2 2016 贵州模拟 为了研究杀虫灯诱杀斜纹夜蛾的影响因素 科学家释放了一定量的标记过的斜纹夜蛾 适当时间后用杀虫灯诱杀 统计标记个体的个数占释放总数的比例 回收率 结果如下图 下列叙述正确的是 d a 若标记总量为n 回收率为a 则斜纹夜蛾的种群密度为n ab 诱捕距离加大 被标记个体占被诱捕总数的比例上升c 该研究说明 杀虫灯的杀虫效果与灯的高度无关d 用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫可改变种群年龄组成 解析 据图分析 横坐标为诱捕距离 纵坐标为回收率 随着诱捕距离加大 回收率逐渐下降 且灯高不同 回收率也不同 从而说明杀虫灯的杀虫效果与灯的高度有关 根据题干信息 无法获知第二次诱捕的斜纹夜蛾总数 故无法得出种群密度 用杀虫灯诱杀斜纹夜蛾成虫可减少斜纹夜蛾成虫的数量 从而改变种群年龄组成 1 a图为 曲线 1 产生原因 气候适宜 等 考点二种群数量的变化规律及应用 j 型 食物和空间条件充裕 无敌害 2 曲线特点 种群数量 3 数学模型 以一定的倍数连续增长 该种群的起始数量 倍数 2 b图为 曲线 1 产生原因 受环境条件如 的制约 2 曲线特点 种群数量达到环境条件所允许的 k值 后 将停止增长 3 k值在实践中的应用 保护有益生物 改善生存环境 提高 防治有害生物 一方面 增大其生存压力 降低 另一方面要在害虫数量达到 之前进行提早防治 防止害虫大爆发 s 型 空间 食物 敌害 环境容纳量 环境容纳量 环境容纳量 k 2 3 决定因素 4 影响因素 1 自然因素 气候 食物 被捕食 传染病 2 人为因素 受 的种群数量不断增加 野生动植物 不断减少 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 人工控制 种群数量 判断下列说法的正误 1 在理想条件下 影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量 2 不同种生物的k值各不相同 但每种生物的k值固定不变 3 影响种群数量变化的因素可能来自外部也可能来自种群内部 4 j 型增长中种群数量增长速率先增大后减小 5 研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用 6 外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为 j 型增长 7 环境容纳量是指种群的最大数量 8 在相对稳定的生态系统中 种群数量在k值上下波动 1 调查某地乌鸦连续10年的种群数量变化 图中 表示该处群数量是一年前种群数量的倍数 请思考 1 图示模型是否可表示种群 j 型增长 2 图中第3年和第9年的乌鸦种群数量是否相同 3 图中第6年种群数量最少 对吗 提示 1 j 型增长曲线其 值应固定 故图示曲线不可代表 j 型增长 2 3 在第3年到第9年间 1 说明种群数量在逐年减少 到第9年数量最少 2 如图表示两种增长方式的增长速率变化 请据图思考下列问题 1 甲和乙分别表示哪种增长方式 2 乙图中在哪个时刻增长速率最快 在t1 t2时段内 种群数量是不是会逐渐减少 提示 1 甲表示的是 j 型增长 乙表示的是 s 型增长 2 在t1时刻增长速率最快 在t1 t2时段内 种群数量仍然增加 只是增长的速率减缓 1 种群增长的两种曲线比较 2 k值和k 2值在实践中的应用 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 种群数量达到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 3 k值的易误点解读 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 当环境条件状况改善时 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 3 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 4 增长率 增长速率 增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数 其计算公式为 这一次总数 上一次总数 上一次总数 100 增长率 即增长率 出生率 死亡率 增长速率是指单位时间内增长的数量 即曲线斜率 其计算公式为 这一次总数 上一次总数 时间 d a 图a为 j 型增长 每年增加的个体数量始终不变b 图b为 s 型增长 g点时增长速率达到最大值c 防治蝗灾应在害虫数量达到f点时进行d 渔业捕捞后剩余量应该在e点左右 解析 图a曲线的斜率代表种群的增长速率 即单位时间内种群个体的增加数目 由题图曲线特征可以看出 在不同的时间点 曲线的斜率不同 即种群的增长速率不同 故a错误 图b中g点时种群的数目不再变化 增长速率为0 故b错误 防治蝗灾应该在d点之前进行 超过d点 蝗虫增长速率加快 灭虫效果差 故c错误 渔业捕捞应该在超过k 2时进行 且每次捕捞后的剩余量应保持在e点左右 此时种群的增长速率最大 故d正确 解读 值和k值两种曲线 1 值变化曲线当年种群数量是一年前种群数量的 倍 值随时间的变化曲线 技巧点拨 oa段 1 出生率 死亡率 种群数量不变 年龄组成为稳定型 ab段 1 出生率 死亡率 种群数量增加 de段 不变 种群数量呈j型增长 2 k值的不同表示曲线图中a b c d时间所对应的种群数量为k值 a c d 时间所对应的种群数量为k 2值 3 2017 天津联考 某科研小组研究某池塘内草鱼种群增长速率的变化规律 结果如下图所示 其中t2之前的数据丢失 下列叙述正确的是 a t2 t4时间段内种群数量呈 s 型增长 t4 t5时间段内 种群数量逐渐下降b t3时草鱼的种群密度约为t5时对应种群密度的一半 变式训练 b c 该池塘对草鱼的最大容纳量应出现在t5时且数值保持不变d 当种群增长速率为m时 该草鱼的年龄组成为稳定型 解析 t4 t5时间段内 种群的增长速率依然大于零 即在此时间段内种群数量依然增大 a错误 根据种群数量变化的特征 该草鱼的数量变化符合 s 型增长曲线 而对于 s 型增长曲线来说 增长速率最大时的种群数量是环境容纳量的一半 b正确 当环境遭到破坏时 环境容纳量k值是变化的 c错误 当种群增长速率为m 最大 时 该草鱼的年龄组成应属于增长型 d错误 4 2017 郑州模拟 下列关于种群数量变化的叙述中 不正确的是 a 在理想条件下 种群数量增长的数学模型为 nt n0 tb 一个物种引入新的地区后 一定呈 j 型增长c 对家鼠等有害动物的控制 要尽量降低其k值d 一个呈 s 型增长的种群 数量在k 2左右时增长速率最大 解析 由于环境条件的差异 一种物种引入新的地区后 生物种类将可能有三种变化 即 因不适应新环境而被迅速淘汰 能适应环境生存 并且环境中没有天敌 生活条件优越 种群呈 j 型增长 在新环境中生存下来 但由于空间 食物 天敌等的限制 种群呈 s 型增长 b 1 实验原理 1 用液体培养酵母菌 种群的增长受培养液的 空间 温度等因素的影响 2 在理想的无限环境中 酵母菌种群呈 型增长 自然界中资源和空间总是有限的 酵母菌种群呈 型增长 3 计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 法 考点三实验 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 成分 ph j s 显微计数 2 实验流程 液体 无菌 均匀 计数板 一个小方格 7 曲线 判断下列说法的正误 1 培养液中酵母菌数量的增长只受一些环境因素 如培养液成分 温度等 的影响 2 一定容积的培养液中酵母菌的数量增长呈 s 型 3 在取样液前要将培养液振荡 目的是使酵母菌均匀分布 4 酵母菌的数量随时间的变化情况只能用 s 型曲线的形式表示 5 重复实验次数可以减少实验的误差 6 该实验不需要设置对照 7 若一个小方格内酵母菌过多 难以数清 可增大稀释倍数后再计数 如图为探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验相关曲线 据图回答下列问题 1 相当一段时间内 酵母菌的增长符合哪种模型 2 de段曲线下降的原因可能有哪些 3 试着画出酵母菌的增长速率的曲线 提示 1 符合 s 型增长 2 营养物质随着消耗逐渐减少 有害产物逐渐积累 培养液的ph等理化性质发生改变等 3 如图所示 1 原理 1 用液体培养酵母菌 种群的增长受培养液的成分 空间 ph 温度等因素的影响 2 在理想的无限环境中 酵母菌种群呈 j 型增长 自然界中资源和空间总是有限的 酵母菌种群呈 s 型增长 3 计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 显微计数法 2 血细胞计数板计数法 1 适用于需借助显微镜计数的微生物 2 计数方法 血细胞计数板有两种方格网 对于16 25的方格网 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 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 如图所示 3 计算方法 大方格长度为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 故1ml培养液中细胞个数 中方格中的细胞总数 中方格中小方格个数 400 104 稀释倍数 4 注意事项 摇匀取样 适当稀释 高考警示 1 显微计数时 对于压在小方格边线上的酵母菌 应只计数相邻两个边及其顶角的酵母菌 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 c a 在最适状态的情况下 关闭出 入口流速控制阀 则装置中酵母菌种群增长为 s 型曲线b 将计数板放在载物台中央 待酵母菌沉降到计数室底部后 再在显微镜下观察 计数c 对酵母菌样液稀释时 如果加入的无菌水过多 会使酵母菌细胞膨胀破裂d 若计数室每个小格中的平均酶母菌数为a 且稀释倍数为b 则1ml培养液中的酵母菌数为4ab 106 解析 即使在最适状态下 由于空间 营养等因素的限制 种群也是 s 型增长 a正确 将计数板放在载物台中央 待酵母菌沉降到计数室底部后 再在显微镜下观察 计数 b正确 酵母菌有细胞壁的保护 不会因为吸水过多而涨破 c错误 图中计数板为25 16型 计数室的体积 1 1 0 1 10 3 0 1 10 3 ml 则1ml培养液中的酵母菌数为 25 16 a b 0 1 10 3 4ab 106 d正确 1 我们测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的 与自然界中的种群数量变化有差异 2 在进行酵母菌计数时 由于酵母菌是单细胞生物 因此必须在显微镜下计数 且我们不能准确计数 只能估算 3 在显微镜计数 对于压在小方格界线上的 应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌 4 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 减少误差 5 每天计数酵母菌数量的时间要固定 技巧点拨 变式训练 a a 培养过程中酵母菌始终出生率 死亡率b 样品的取样先后次序为2 4 1 3c 对酵母菌而言 10ml该培养液的环境负荷量可能为1 21 107个d 若进行第5次均匀取样 10ml样品中的酵母菌数量有可能低于1 21 107个 解析 将10ml酵母菌培养液放在适宜温度下培养 可根据培养液ph的变化来确定取样顺序 因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质 不断产生co2等代谢产物使培养液ph不断下降 因此正确的取样顺序为2 4 1 3 从表中数据分析可见 达到稳定时期时 酵母菌数量达到最大值 说明10ml该培养液的环境负荷量为1 21 107个 继续培养 随着环境条件的极度恶化 种群生长进入衰退期 出生率会小于死亡率 种群数量将不断下降 所以继续取样 酵母菌的种群数量有可能低于1 21 107个 6 某小组进行 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验时 同样实验条件下分别在4个试管中进行培养 如表 均获得了 s 型增长曲线 根据预测的实验结果 从理论上分析 下列说法错误的是 a 4个试管内的种群在k 2时增长最快b 4个试管内的种群达到k值的时间 c 试管 内种群的k值与试管 不同d 试管 内的种群数量先于试管 开始下降 b 解析 当种群迁入一个新环境时 若环境适宜生存 由于起初种群数量不多 环境条件 食物 空间 优越 天敌少 环境阻力小 种群表现出种群增长速率加快 一段时间后 种群数量增多 环境阻力使种群增长速率减缓 种群表现为 s 型增长 在k 2时4个试管内的种群数量增长最快 k值指的是环境容纳量 到达k值的时间与环境阻力的大小呈正相关 因此4个试管内的种群达到k值的时间不同 号试管内的环境阻力最大 因此最先达到k值并积累有毒物质 导致种群数量最先开始下降 课末总结 思维导图 探究高考 明确考向 d 解析 根据题图 种群数量约为最大种群数量的1 2时 种群增长率最大 种群有最大持续产量 与甲 乙 丙点相比 在丁点时捕获 捕获后使种群处于最大增长率附近 能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的 b 解析 根据题干信息 某陆生植物种群的个体数量较少 在用样方法调查时 选取的样方过小 可能导致收集到的数据较少 偶然性较大 因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量 c d错误 用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记 a错误 3 2016 全国卷 2 如果采用样方法调查某地区 甲地 蒲公英的种群密度 下列做法中正确的是 a 计数甲地内蒲公英的总数 再除以甲地面积 作为甲地蒲公英的种群密度b 计数所有样方内蒲公英总数 除以甲地面积 作为甲地蒲公英的种群密度c 计算出每个样方中蒲公英的密度 求出所有样方蒲公英密度的平均值 作为甲地蒲公英的种群密度d 求出所有样方蒲公英的总数 除以所有样方的面积之和 再乘以甲地面积 作为甲地蒲公英的种群密度 c 解析 蒲公英个体较小 分布较广 不方便逐个计数 a错误 样方法是估算种群密度的方法 应在被调查范围内 随机选取若干个样方 通过计数每个样方内的个体数 求得每个样方内的种群密度 以所有样方内种群密度的平均值作为该地区种群的种群密度估计值 故b d错误 c正确 j 苗圃中山鼠种群中个体的迁出 捕食 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 解析 1 在资源不受限制的理想条件下 山鼠种群数量呈 j 型增长 2 仅在林场的局部区域 苗圃 进行药物灭鼠后 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 还应考虑的因素是苗圃中山鼠种群中个体的迁出 3 采用生物防治的方法控制鼠害 如引入天敌 天敌和山鼠的种间关系为捕食 4 种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体在种群中所占的比例 种群中各年龄期的个体在种