高考生物总复习 第十二章 种群和群落课件.ppt

第十二章种群和群落 考点33种群的特征和数量变化 高考考法突破 应试基础必备 考法2种群数量变化的曲线分析及应用 考法1种群特征的比较与分析 考法3 实验 探究培养液中酵母菌数量的变化 1 种群的特征 1 种群的概念 在一定的自然区域内 同种生物的全部个体形成的集合 2 种群的数量特征 应试基础必备 种群密度 种群最基本的数量特征 在一定自然区域内 不同物种种群密度不同 同一物种种群密度可变 调查方法用样方法和标志重捕法等 出生率和死亡率 决定种群大小和种群密度 迁入率和迁出率 直接影响种群大小和种群密度 年龄组成有三种类型 增长型 稳定型 衰退型 可预测种群数量的变化趋势 性别比例 在一定程度上影响种群密度 3 种群的空间特征 均匀分布 随机分布 集群分布 2 种群密度的调查方法 3 种群数量增长曲线 1 j 型和 s 型增长曲线 种群增长的 j 型曲线 a 模型假设 在食物和空间条件充裕 气候适宜 没有敌害等理想条件下 种群密度的调查方法包括逐个计数法 适用于分布范围较小 个体较大的种群 和估算法 常用方法是样方法和标志重捕法 b 建立模型 t年后种群数量为nt n0 t n0为该种群的起始数量 t为时间 表示该种群数量是一年前种群数量的倍数 c 曲线 呈 j 型 种群数量没有上限 种群增长的 s 型曲线 a 成因 自然界的资源和空间总是有限的 当种群密度增大时 种内竞争加剧 以该种群为食的动物的数量也会增加 使该种群的出生率下降 死亡率升高 当死亡率增加到与出生率相等时 种群的增长就会停止 2 研究意义 对有害动物的防治 野生生物资源的保护和利用以及对濒危动物种群的拯救和恢复都有重要意义 b 含义 种群经过一定时间的增长后 数量趋于稳定的增长曲线 c 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 1 对种群的认识 1 对种群概念的理解 两个要素 同种 和 全部 两个条件 时间 和 空间 也就是在一定区域 具有一定的时间限制 离开一定的空间和时间的种群是不存在的 2 从生态学和进化学的角度看种群 从生态学的角度来看 种群是繁殖的基本单位 是生物群落的基本组成单位 从进化学的角度来看 种群是生物进化的基本单位 也是基因库的最小单位 考法1种群特征的比较与分析 高考考法突破 2 种群各数量特征的分析与应用 1 zh种群各数量特征的关系 种群密度是种群最基本的数量特征 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 性外激素的应用 利用性外激素诱捕雄蛾 通过改变性别比例来降低出生率 将性外激素释放到大田里 干扰雌雄蛾正常交尾以降低出生率 年龄组成和性别比例间接影响种群数量变化 年龄组成是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群数量 性别比例只是通过影响出生率间接影响种群数量 性别比例不平衡的生物举例 雄多于雌的如蚂蚁 工蚁是发育不完全的雌性 不能繁殖后代 等 雌多于雄的如人工控制的种群牛 鸡等 关于人口变化的原因 城市人口剧增的主要原因是迁入率大于迁出率 中国人口增长的原因是出生率大于死亡率 不能单纯地说是出生率高造成的 2 zh种群各数量特征的应用 课标全国 理综2015 31 10分 现有一未受人类干扰的自然湖泊 某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成 结果如下表 例 注 表中 1 表示鱼的年龄大于等于1 小于2 其他以此类推 回答下列问题 1 通常 种群的年龄结构大致可以分为三种类型 分别是 研究表明 该鱼在3 时达到性成熟 进入成年 9 时丧失繁殖能力 进入老年 根据表中数据可知幼年 成年和老年3个年龄组个体数的比例为 由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是 解析 1 种群的年龄组成是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例 大致分为增长型 稳定型 衰退型三种类型 因为幼年 成年 老年这3个年龄组的个体数均是400 因此这3个年龄组个体数的比例为1 1 1 该年龄组成为稳定型 种群数量的变化趋势是保持相对稳定 2 调查种群密度时 一般动物的活动能力强 活动范围大 采用标志重捕法进行调查 3 生态系统中能量流动的两个明显的特点是单向流动 逐级递减 答案 1 增长型 衰退型 稳定型1 1 1保持稳定 2 活动能力 3 单向流动 逐级递减 2 如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度 常用的调查方法是标志重捕法 标志重捕法常用于调查强 活动范围广的动物的种群密度 3 在该湖泊中 能量沿食物链流动时 所具有的两个特点是 1 对种群数量增长曲线的分析 1 j 型曲线代表理想状况下种群数量的增长情况 2 s 型曲线代表自然状态下种群数量的增长情况 3 图中阴影部分代表环境阻力 也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的部分 考法2种群数量变化的曲线分析及生产应用 高考考法突破 4 增长率与增长速率分析 j 型曲线的增长率是不变的 而增长速率是不断增大的 s 型曲线的增长率是逐渐下降的 增长速率是先上升 后下降 k 2时最大 2 s 型曲线中关于k值的分析及应用 1 k值和kk 2dd的几种表示方法 图中a b c d所对应的种群数量为k值 a c d 所对应的种群数量为k 2 2 k值的变动 k值不是固定不变的 而是会受到环境的影响 在环境不遭受破坏的情况下 k值会在平均值附近上下波动 当种群偏离平均值时 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值会下降 当生物生存的环境改善 k值会上升 如图所示 3 k值与k 2值在实践中的应用 例 课标全国 理综2017 5 6分 假设某草原上散养的某种家畜种群呈s型增长 该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示 若要持续尽可能多地收获该种家畜 则应在种群数量合适时开始捕获 下列四个种群数量中合适的是 a 甲点对应的种群数量b 乙点对应的种群数量c 丙点对应的种群数量d 丁点对应的种群数量 解析 由题干信息可知 该种家畜种群呈s型增长 由题图可知 随种群数量的增长 种群增长率先增大后减小 减小至0时种群数量最大 即为k值 若要持续尽可能多地收获该种家畜 则应使捕获后剩余的量处于k 2 即在k 2之后开始捕获 由题图可知 丁点符合要求 故选d 答案 d 1 实验原理 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 温度以及有害代谢产物积累等因素的影响 3 实验流程 考法3 实验 探究培养液中酵母菌数量的变化 高考考法突破 2 检测方法 抽样检测法 每天计数酵母菌数量的时间要固定 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 溶液要进行定量稀释 显微镜计数时 对于压在小方格界线上的酵母菌 应遵循 计上不计下 计左不计右 的原则 培养液中酵母菌种群数量的变化曲线 4 注意事项 增长曲线的种群数量是先增加后减少 原因是开始使培养液营养物质充足 空间充裕 条件适宜 酵母菌大量繁殖 种群数量剧增 随着酵母菌种群数量的不断增加 营养物质大量消耗 ph急剧变化 有害代谢废物不断地积累 生存条件恶化 酵母菌死亡率开始大于出生率 种群数量下降 江苏生物2017 5 2分 某小组开展酵母菌培养实验 下图是摇瓶培养中酵母种群变化曲线 下列相关叙述正确的是 例 a 培养初期 酵母因种内竞争强而生长缓慢b 转速150r min时 预测种群增长曲线呈 s 型c 该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法d 培养后期 酵母的呼吸场所由胞外转为胞内 解析 培养初期 酵母菌数量少 种内竞争弱 由于起始数量少 而生长缓慢 a错误 由于培养液中营养物质有限 转速150r min时 可预测种群数量增大到一定程度后保持相对稳定 呈 s 型增长 b正确 培养液中酵母菌的计数应采用血细胞计数板计数法 c错误 酵母菌的呼吸场所是细胞质基质和线粒体 d错误 答案 b 高考考法突破 考法4种群与群落的辨析 考法5各种种间关系的辨析 考法6群落演替 应试基础必备 考点34群落的结构特征和演替 考法7 实验 土壤中小动物类群丰富度的研究 应试基础必备 1 群落的物种组成 1 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 注意 群落的概念强调该区域中全部生物 包括全部植物 动物和微生物 2 群落的特征 群落的物种组成 种间关系 空间结构 群落的演替等 群落的物种组成是区别不同群落的重要特征 丰富度 群落中物种数目的多少 a 调查土壤小动物丰富度的方法 取样器取样法 b 常用统计方法 记名计算法和目测估计法 2 种间关系 1 可分为两大类 种间互助 如 互利共生 种间斗争 如 竞争 捕食 寄生 2 群落中几种常见种间关系的比较 续表 3 群落的空间结构 1 概念 指群落中各个生物种群分别占据不同的空间 2 两种类型 垂直结构 群落垂直方向上的分层 aa 影响因素影响植物垂直分层分布的主要因素是阳光 影响森林中动物垂直分层的主要因素是食物和栖息空间 b 意义 使生物群落在单位面积上能容纳更多的生物种类和数量 提高了群落利用环境资源的能力 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 注意 植物群落水平结构的主要特征是它的镶嵌性 3 人类活动往往会使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行 4 群落演替 1 概念 随着时间的推移 一个群落被另一个群落代替的过程 2 类型 初生演替a g概念 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 b 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 次生演替 在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 1 种群与群落的区别与联系 高考考法突破 考法4种群与群落的辨析 2 种群空间特征与群落空间结构的实例分析 1 种群的空间特征 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局 包括三种基本类型 随机分布 均匀分布和集群分布 森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的分布为随机分布 虫害或种内竞争发生时可造成种群个体的均匀分布 人工栽培的种群 如农田 人工林 由于人为保持其株距和行距 常呈均匀分布 集群分布是最广泛存在的一种分布格局 在大多数自然情况下 种群个体常是成群分布 如放牧中的羊群 培养基上微生物菌落的分布 另外 人类的分布也符合这一特征 2 群落的空间结构 指群落中各个生物种群分别占据不同的空间 包括垂直结构和水平结构 群落的水平结构 主要表现的特征是镶嵌性 群落的垂直结构 表现了群落在垂直方向上的分层现象 a处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群 这是由于不同高度的山坡上温度不同所致 由于a处的阔叶林和针叶林生长在不同的地段 属于群落的水平结构 分析 b c处的植物在垂直方向上都具有明显的分层现象 属于群落的垂直结构 b森林中植物的分层现象是受光照强度影响形成的 c藻类植物的分层现象是受光质 波长 影响形成的 解析 调查种群密度时 要随机取样 选择草多的地方 蜘蛛数量多 将导致结果偏高 a错误 热带雨林生态系统中的生物种类多于三北防护林 营养结构复杂 所以自我调节能力强 b正确 一只猛禽追逐另一只抓握着鼠的猛禽 是为了争夺食物鼠 所以这两只猛禽属于竞争或种内斗争关系 c错误 一棵树上不同高度的喜鹊巢 不属于群落 所以不能反映动物群落的垂直结构 d正确 bd 例 江苏生物2017 24 3分 下列关于种群 群落和生态系统的叙述 正确的是 多选 a 调查草地某种蜘蛛种群密度时 要选择草多的地方 否则结果偏低b 西双版纳热带雨林生态系统的自我调节能力强于三北防护林c 一只猛禽追逐另一只抓握着鼠的猛禽 这两只猛禽属于捕食关系d 一棵树上不同高度的喜鹊巢 不能反映动物群落的垂直结构 3 斗争可以发生在生物与生物之间 也可以发生在生物与环境之间 而竞争只发生在生物之间 竞争的对象可以是食物 也可以是生存空间等生活必需资源 除非题目强调只考虑食物因素 否则其他因素也应该考虑在内 考法5各种种间关系的辨析 2 关于捕食坐标曲线中捕食者与被捕食者的判定 从变化趋势看 先到波峰的为被捕食者 后达到波峰的为捕食者 即被捕食者变化在先 捕食者变化在后 从最高点判断 一般来说 捕食者数量少 被捕食者数量多 1 生物之间有多种种间关系 种间关系都有利于种群的进化 4 共生与寄生的关系 都是种间关系 且共同生活在一起 但共生是双方互利共生 寄生是对一方有利 而对另一方有害 5 竞争与捕食的曲线判断 图a的竞争关系可致使劣势物种灭绝 以利于优势种得到更多的资源与空间 寄生者在寄主那里吸取的营养物质一般是寄主体内的汁液 血液或寄主从外界环境中摄取的营养物质 如果是吃掉整个 寄主 或 寄主 的某一部分 则是捕食关系 如 蚊子与人为寄生关系 蝗虫与青草为捕食关系 6 寄生与捕食关系的辨析 捕食关系中 捕食者一般不会导致被捕食者灭绝 寄生关系中 寄生生物一般不会导致寄主死亡 这都与长期的自然选择有关 在相关选择的作用下 捕食者与被捕食者 寄生者与寄主长期共存 d 例 海南生物2017 18 2分 在某一农田生态系统中 大面积单一种植某种农作物 甲 可导致害虫a的爆发 改成条带状合理地间作当地另一种农作物 乙 后 乙生长良好 害虫a的爆发也受到了抑制 对此 不合理的解释是 a 新的种间关系不利于害虫ab 新的群落空间结构不利于害虫ac 乙的出现使害虫a的环境容纳量下降d 乙和害虫a存在互相抑制的竞争关系 解析 据题干 乙生长良好 害虫a的爆发也受到了抑制 分析 这种新的种间关系和新的群落空间结构不利于害虫a 从而降低了害虫a的环境容纳量 a b c正确 乙和害虫a不存在互相抑制的竞争关系 d错误 1 初生演替和次生演替的判断 考法6群落演替 高考考法突破 2 群落演替的发展特点 群落是一个不断发展变化的动态系统 任何环境下的演替都是最终达到一个成熟阶段 这时群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态 弃耕的农田并非总能演替形成森林 森林形成必须有适宜的气候条件 群落演替过程中物种取代是一种优势取代 而不是完全取代 所以在群落演替过程中 最先出现的种群并没有随着群落的演替而消失 群落演替的总趋势 物种多样性的增加和群落稳定性的提高 一般总生产量增加 群落的有机物总量增加 生物种类增多 群落的结构越来越复杂 在群落演替的最终阶段 生态系统的抵抗力稳定性最高 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 例如治理沙漠 建立人工群落等 注意 例 天津理综2017 7题节选 大兴安岭某林区发生中度火烧后 植被演替过程见图 据图回答 1 该火烧迹地发生的是 演替 与 相比 中群落对光的利用更充分 因其具有更复杂的 结构 2 火烧15年后 草本 灌木丰富度的变化趋势均为 主要原因是它们与乔木竞争时获得的 3 针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢 火烧后若补栽乔木树种 最好种植 以加快氮磷循环 解析 1 火烧迹地保留了土壤条件 种子或其他繁殖体 因此发生的演替属于次生演替 针阔混交林 含有乔木层 与 草本灌木阶段 相比 具有更复杂的垂直结构 2 图中曲线显示火烧15年后 草本 灌木丰富度均为下降后保持相对稳定 主要原因是它们与乔木竞争时获得的光逐渐减少 3 针叶林凋落物的氮磷分解速率较慢 因此火烧后最好种植阔叶树 答案 1 次生垂直 2 下降后保持相对稳定光逐渐减少 3 阔叶树 诱虫器诱捕 诱虫器利用土壤小动物趋暗 趋湿 避高温的特性 使土壤小动物从土样进入诱虫器下部的试管中 达到采集目的 考法7 实验 土壤中小动物类群丰富度的研究 高考考法突破 1 群落丰富度的调查方法 1 土壤小动物丰富度调查方法 取样器取样法 由于大多数土壤小动物身体微小 活动能力强 标记个体难以与无标记个体充分混匀 因此 土壤小动物调查一般不能采用标志重捕法 而是采用取样器取样进行采集 调查的方法 2 植物丰富度的调查方法 样方法 ya样方法是取样研究的一种方法 无论使研究种群密度 还是研究种群关系只要这些生物相对不活动或活动范围很小 就可以采用样方法调查 3 群落丰富度的统计方法 记名计算法 指在一定面积的样地中 直接数出各种群的个体数目 一般用于个体较大 种群数量有限的群落 目测估计法 指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 很少等 注意 种群密度是指单位面积的环境中某种生物个体的多少 研究对象是个体 丰富度是指 物种数目的多少 研究对象是物种群落的丰富度的大小 只有物种数目多少有关 2 实验过程 注意 从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计 尽可能多地收集小动物 收集小动物时 根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集 从相同土壤中采集的样本 多组同学进行统计比较 识别命名要准确 并进行分类 远离危险地带 不要破坏当地环境 山东淄博淄川一中2017检测 土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分 对某一地区人工广场绿地 林地 农田3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查 结果见下表 由表中数据分析可知下列说法正确的是 a 各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异b 可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数c 人类活动对土壤动物的数量和分布没有影响d 各土层中土壤动物种群数量增长曲线均为s型 例 注 第1层为距地表0 5cm 第2层为距地表5 10cm 第3层为距地表10 15cm 解析 由表中数据可知 人工广场绿地的地下土壤动物种类为25 某植物园的地下土壤动物种类为24 农用地的地下土壤动物种类为23 说明各样地土壤中动物类群丰富度没有明显的差异 a正确 由于土壤动物一般个体微小 活动能力弱 不适宜用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数 b错误 人工广场绿地和植物园中第1层的个体数量多 农用地中第2层的个体数量多 表明人类活动对土壤动物的数量和分布有一定影响 c错误 图中数据不能说明各土层中土壤动物种群数量增长曲线均为s型 d错误 a 高考考法突破 考法8种群密度 群落丰富度的调查 1 种群密度的调查 在计算种群密度时因个体繁多 以及动物穴居 隐藏 飞翔等原因 逐一计数困难 故只计算种群的一小部分 用来估计整个种群的种群密度 即取样调查 调查时需根据不同的生物特点采用不同的方法进行调查 植物种群密度调查常用用样方法 动物种群密度调查常用标志重捕法 微生物种群数量测定常采用平板菌落计数法 血细胞计数板计数法 1 使用样方法的注意事项 确定调查区域范围 应选择种群分布较均匀的地块 选择熟悉又容易计数的生物作为调查对象 选取样方时 样方数目 大小要统一 按要求选取 不随意更换位置和样方面积 计数时样方内的个体全部计数 位于样方边界线上的 只计相邻两边及其顶角上的个体 即遵循 计上不计下 计左不计右 的原则 计算种群密度时 应以所有样方的种群密度的平均值作为该种群的种群密度 2 标志重捕法的使用 标记不能过分醒目 标记物和标记方法必须确保不会对动物的身体产生伤害 不会影响动物的寿命和行为 标