高考生物大一轮复习 第9单元 生物与环境 第31课时　种群的特征和数量的变化课件.ppt

第九单元 生物与环境 1 涵盖范围 本单元包括必修3的第四 五 六章内容 从宏观方面研究生物与环境的关系 主要包括种群的特征和数量变化 群落的结构和演替 生态系统的结构 功能 稳定性及生态环境的保护 单元教学分析 2 考情分析 1 考查力度 此单元在高考中是高考三大考点遗传 代谢和调节之后最重要的考查内容 2 考查内容 j 型和 s 型种群增长曲线的理解与应用 生态系统的结构中组成成分及营养结构 物质循环的实例 碳循环图解与能量流动的过程图解 生态缸的制作及生态环境方面的热点问题 3 考查题型 选择题 中的特定知识点加上种群的特征 种间关系和群落演替 曲线题考查 中 j 型和 s 型曲线图解题考查 热点材料题考查 实验题考查 非选择题 3 复习指导 1 复习线索 以种群的特征为主线 理解种群的概念 数量变化 种间及种内关系 以生态系统的概念为核心 综合复习生态系统的结构和功能 从而理解生态系统的稳定性 2 复习方法 比较法并结合曲线复习 j 型和 s 型种群数量变化 图解法复习生态系统的四种成分 食物链 网 物质循环和能量流动 关注生态环境方面的热点问题 并学会运用本单元的知识进行分析 第31课时 种群的特征和数量的变化 回扣基础 构建网络 基础导学 一 种群的概念及其数量特征 判一判 1 种群既是繁殖的基本单位又是进化的基本单位 2 同一个池塘中全部鲤鱼和一个房间内全部蟑螂都是一个种群 3 出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群密度的改变 4 年龄组成和性别比例能预测种群数量未来的变化趋势 5 种群在空间分布上只有均匀分布和随机分布 提示蟑螂和蛇一样都是集体名词 不是一个物种 提示性别比例不是预测依据 6 同一物种可形成多个种群 一个种群内的个体一定属于同一物种 7 1000个人的村庄一年出生10个小孩 则出生率为10 1000 10 100 0 99 8 橡树种子常在母树附近形成集群是空间特征 由于微甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征 9 动物种群密度都不能用样方法 因为动物能活动 只有植物能用此方法 提示还包括集群分布 提示10 1000 100 1 提示活动能力弱 活动范围小的动物也可用样方法 名师点拨适合用样方法进行种群密度调查的并不是只有植物 动物的虫卵 活动能力弱的蚯蚓 蝗虫的幼虫 跳蝻及蚜虫等都可采用该方法 二 种群数量的变化1 种群增长的 j 型曲线 模型假设 在 条件充裕 气候适宜 没有 等条件下 种群的数量每年以 增长 第二年的数量是第一年的 倍 建立模型 t年后种群数量为 曲线 呈 型 无 值 增长率保持不变 2 种群增长的 s 型曲线 成因 自然界的资源和空间总是 当种群密度增大时 种内斗争 以该种群为食的动物的数量也会 使该种群的出生率 死亡率 当死亡率增加到与出生率 时 种群的增长就会停止 含义 种群经过一定时间的增长后 数量 的增长曲线 食物和空间 一定的倍数 nt n0 t 有限的 加剧 增加 降低 上升 趋于稳定 相等 k j 敌 害 k值 又称 在环境条件不受破坏的情况下 一定空间中所能维持的 增长速率 先增大后减小 在 时达到最大 实践应用 砍伐森林 养殖捕捞的适宜时间为 时 环境容纳量 种群最大数量 k 2 k 2 练一练 如图表示某种鱼迁入一生态系统后 种群数量增长速率随时间变化的曲线 下列叙述正确的是 a 在t0 t2时间内 种群数量呈 j 型增长b 若在t2时种群的数量为k 则在t1时种群的数量为k 2c 捕获该鱼的最佳时期为t2时d 在t1 t2时间内 该鱼的种群数量呈下降趋势 解析将增长速率曲线转换成种群数量与时间的关系 应为 s 型增长 从t0t2种群数量一直增长 且捕捞最佳时期为t1即k 2时 答案b 三 影响种群数量变化的因素和研究数量变化规律的意义1 影响因素 种内关系影响 起始个体数 n0 直接决定因素 间接影响因素 和年龄组成 种间关系影响 传染病 捕食 竞争和互利共生 人为因素影响 种植业 养殖业的发展 砍伐森林 猎捕动物 环境污染等 自然因素影响 气候条件等 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 性别比例 寄生 食物和天敌 2 对有害动物的 野生生物资源的 以及对濒危动物种群的 都有重要意义 防治 保护和利用 拯救和恢复 想一想 合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞的原因 提示更多幼小的个体逃脱 得到生长和繁殖的机会 以便维持良好的年龄组成 有利于种群数量的恢复 1 教材61页 探究 用样方法调查种群密度时选样方的原则 计算公式及适用范围 2 教材63页 思考与讨论 及小字部分 种群的空间特征 3 教材65页数学模型构建 4 教材67页中间一段 k 值的定义和 思考与讨论 中家鼠的控制措施 5 教材68页 探究 酵母菌种群数量变化实验关注7个讨论问题 6 教材69页练习一基础题中2 回扣教材 知识网络 增长 稳定 衰退 出生率 死亡率 种群密度 j s 突破考点 提炼方法 1 2011 江苏卷 25改编 在野外试验站 研究棉蚜发生期开放和封闭条件下 不同初始密度 1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 结果如下图 有关叙述正确的是 识图析图能力提升 种群数量特征之间的关系分析 典例引领 考点95 初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退 可能与迁出有关 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 开放和封闭条件下种群数量均在达到k值时开始衰退 开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱a b c d 解析封闭条件与开放条件相比最大的不同在于能否阻断种群的迁入和迁出 在初始密度相同的条件下 随着种群密度的增大 种内斗争逐渐加强 开放条件下容易在种群密度比较大时出现迁出现象从而导致种群数量减少 故 正确 在初始密度相同的情况下 开始种内斗争较弱时 开放条件下容易出现外来种群迁入现象 从而使种群增长速率过快而率先达到密度峰值 故 正确 分析图中的四条曲线可知 种群的密度在达到最高点时 都没有出现一段时间内种群数量保持稳定的现 象 即达到k值的现象 所以四条曲线最高点所对应的种群数值并不一定是种群的k值 因此 无论是开放条件还是封闭条件 种群数量并不一定在达到k值时开始下降 故 错误 因实验中放置规格 数量相同的棉叶 随种群数量的增加 棉叶减少 导致棉蚜因缺少食物而使种内斗争加剧 但种群数量减少后棉叶数量更少 种内斗争不会减弱 故 错误 答案a排雷 城市人口的剧增 迁入率 迁出率造成的 中国人口的增长 出生率 死亡率造成的 不能单纯说是出生率高造成的 计划生育政策 控制出生率 使增长率下降 利用性外激素诱捕雄蛾 改变性别比例来降低出生率 将性外激素释放到田地里 干扰雌雄蛾正常交尾 降低出生率 性别比例中 多于 的如蚂蚁等 多于 的如人工控制的种群 牛 鸡等 考点剖析 1 各数量特征之间的关系 图解 析图 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 年龄组成和性别比例不直接决定种群密度 但是能够用来预测和影响种群密度的变化趋势 除图中影响因素外 气候 天敌 传染病等都影响种群密度的改变 2 种群年龄组成图形解读 模式图 图示 析图 提醒年龄组成为稳定型的种群 种群数量不一定保持稳定 因为出生率和死亡率不完全取决于年龄组成 还与气候 食物 天敌等有关 譬如遇到剧烈的气候变化 可使种群数量急剧减少 此外 种群数量还与迁入率 迁出率直接相关 曲线图 图示 析图图甲幼年个体多 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 统计图 图示下图a b为两个国家人口的年龄组成图 纵轴示年龄 横轴示各年龄段人口占总人口的百分比 析图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 柱形图 图示 析图图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 对位训练 1 2010 海南卷 17 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 提示据幼年 老年个体数量去判断 答案a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 2 2011 上海卷 19 某类捕食者消耗的猎物数与猎物种群密度的关系如下图曲线 所示 能反映这类捕食者消耗的猎物比例与猎物种群密度关系的曲线是 a b c d 答案d 3 2010 山东卷 8 右图表示出生率 死亡率和种群密度的关系 据此分析得出的正确表述是 a 在k 2时控制有害动物最有效b 图示规律可作为控制人口增长的依据c 该图可用于实践中估算种群最大净补充量d 在k 2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量 坐标曲线解读能力提升 j 型和 s 型增长曲线的分析 典例引领 考点96 提示控制有害动物越早越好 k 2是最佳捕捞时期 k值时数量最多 最易得到最大日捕获量 人和其他生物不同 可制定政策控制人口数量 解析有害动物在繁殖初期或幼龄时控制最有效 也就是说在种群密度较小时控制最有效 图示揭示了种群密度与出生率和死亡率的关系 但人类具有主观能动性 可自行有效地进行调控人口密度 因此不可作为控制人口增长的依据 种群密度虽受多种因素影响 但出生率和死亡率是其主要影响因素 因此可用于实践中估算种群最大净补充量 在k 2时捕捞鱼类有利于可持续生产 但要获得最大日捕获量 则在k时更为合适 答案c排雷 s 型曲线的开始部分并非 j 型曲线 j 型曲线自始至终都保持指数式增长 其增长率不变而增长速率持续增 加 而 s 型曲线自始至终具有环境阻力 其增长率持续减小 而增长速率先增大后减小 所以绝不能认为 s 型曲线的开始部分是 j 型曲线 对家鼠等有害动物的控制 应通过清扫卫生 做好粮食贮存 饲养天敌等来降低其环境容纳量 k值 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 生产上捕获生物资源 要保证捕捞或利用后 生物种群数量不低于k 2 但杀虫效果最好的时期在潜伏期 考点剖析 1 种群增长的 j 型曲线 前提条件 判断依据 若出现以下五种情况即可判断为 j 型曲线 理想条件下 实验室条件下 食物和空间条件充裕 气候适宜和没有敌害等几个条件同时满足 外来物种入侵早期阶段 无环境阻力状况 公式 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 若 1 种群密度增大 为增长型种群 若 1 种群密度减小 为衰退型种群 若 1 数量不变 为稳定型种群 曲线及解读 曲线1 曲线22 种群增长的 s 型曲线 达到k值不再增加的原因 资源和空间有限 当种群密度 解读 a 横坐标 时间 纵坐标 个体数 b 前提条件 环境资源无限 理想条件 c 特点 无k值 持续增加 d 影响因素 n0 即起始数量 值 解读 a 横坐标 时间 纵坐标 种群 增长率 b 特点 保持相对稳定 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 曲线及解读 曲线1 曲线2 解读 a 横坐标 时间 纵坐标 个体数 b 前提条件 环境资源有限 c 特点 有最大值k值 k 2时斜率最大 增长速率最大 解读 a 横坐标 时间 纵坐标 种群 增长速率 b 特点 先增大后减小 最后变为0 即k值时 t1对应k 2值 t2对 应k值 曲线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 3 k值与k 2在实践中的应用 解读 a 横坐标 种群数量 纵坐标 出生率或死亡率 b 特点 出生率 死亡率 增长率 在b点时差值最大 为k 2值 d点时 0 为k值 4 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 k值会在平均值附近上下波动 当种群偏离平均值的时候 会通过负反馈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 5 种群增长的两种曲线比较 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 3 如图是某一动物种群迁入一个适宜环境后的增长曲线图 图中曲线的标号与下列各点对应正确的一项是 对位训练 种群数量最大的点 种群增长速率最大的点 该种群迁入后环境阻力明显增大是从哪一点开始 既要获得最大的捕获量 又要使该动物资源的更新能力不受破坏 捕获后种群数量应该在图中的哪一点 答案c解析k值为种群数量最大的点 当曲线斜率最大时 即k 2时 种群增长速率最大 环境阻力明显增大时 即为明显偏离 j 型增长曲线时 捕获量应该以剩余量等于k 2时为标准 因为此时种群增长速率最大 1 样方法 样方的获取 随机取样 等距取样法或五点取样法 样方的大小 具体情况具体分析 样方的数量 不能太少 计算时应去掉特别悬殊的数据 并求样方种群密度的平均值 2 标志重捕法 保持相对稳定 不能有大的迁入 迁出 出生和死亡 标志物 不能过于醒目 不能影响标志对象的正常生理活动 不能易脱落 3 显微计数法 计算时不要忘记稀释倍数的计算 方法体验不同生物种群密度调查方法 典例种群密度的取样调查对于不同种类的生物采用的方法存在着差异 植物 样方法 某同学采用样方法对一种植物进行计数 右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 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 细菌 显微记数法 每单位面积上平均有50个细菌 放在显微镜下观察 在液体中培养4h后稀释10倍 与以前相同的条件下再在显微镜下观察 这次观察到每单位面积上平均有 8株 3200尾 80个细菌 则细菌细胞分裂的平均时间为 小时 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 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 120平方米 连续捕虫8次 得到下表数据 1 依数据可得出该昆虫种群平均密度大约是 只 平方米 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 3 可能有外来昆虫的迁入 解析 计数时 若有植物正好长在边界上 只计样方相邻两条边上的个体 标志重捕法计算公式 种群中个体数 重捕个体数 标志个体数 重捕中所含标志个体数 故种群个体数n 160 200 10 n 3200 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 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 典例 2010 浙江卷 3 某生态系统中生活着多种植食性动物 其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示 若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出 下列关于该种群个体数量变化的叙述 错误的是 易错警示对两种种群增长曲线分析不到位 a 若a点时环境因素发生变化 但食物量不变 则a点以后个体数量变化不符合 s 型增长b 若该种群出生率提高 个体数量的增加也不会大幅超过b点c 天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降 下降趋势 与b c段相似d 年龄组成变动会导致该种群个体数量发生波动 波动趋势与c d段相似 错因分析在分析 j 型 s 型曲线时要考虑环境因素 分析数学模型时要理解每个字母代表的含义 解析a点时 若环境因素发生变化 可影响种群的个体数量 但种群个体数量的变化仍符合 s 型增长 若该种群出生率提高 则因存在生存斗争 死亡率也将会随之升高 故种群个体数量不会大幅超过b点 天敌的大量捕食会使种群个体数量减少 下降趋势与b c段相似 年龄组成变动会使种群个体数量发生变动 但无论增加还是减少 其种群个体数量始终会在k值上下波动 变化过程与c d段相似 答案a 纠错笔记 种群数量变化曲线与增长速率曲线不同 把握种群的数量增长方式时 要从增长条件 增长率变化 有无k值等几个方面进行把握 j 型增长是在一种理想条件下形成的 自然界中的 j 型增长往往是短时期的 如一个物种迁入一个新的环境后的短期内的增长 大多数种群的数量增长呈 s 型增长 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 时间 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先不变后下降 其增长速率 相当于曲线斜率 是先增后减 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先不变后下降 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 检测落实 体验成功 1 利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体 该害虫的种群密度将明显减少 该种群密度下降是因为 a 雄性个体数量的减少使雌虫生殖能力下降b 成年个体大量迁出使幼年个体数量比例减小c 受人工合成的性引诱剂影响 雌性个体也减少d 种群的性别比例失调使种群的出生率下降 题组一种群的特征 答案d解析影响种群密度的直接因素是出生率和死亡率 性引诱剂诱杀雄性个体 导致种群中性别比例严重失调 从而影响出生率 使种群的密度下降 2 如图为某地一个生物种群的年龄组成曲线图 如果有一外来物种入侵 并以该种群的幼体为食 这将使该种群的年龄组成发生变化 则这种变化为 答案a解析从该生物种群的年龄组成曲线图中可看出 该种群年幼的个体数非常多 年老的个体数相对比较少 属于增长型 而外来物种入侵后以该种群的幼体为食 即年幼的个体被 天敌捕食的几率远大于其他年龄段的个体 导致年幼的个体数大量减少 从而改变了该种群的年龄组成 由增长型向衰退型转变 3 下图表示四个国家的人口出生率和人口死亡率 其中人口自然增长率最高的国家是 a b c d 答案c解析增长率 横坐标的出生率数值 纵坐标的死亡率数值 的差值即增长率最大 4 下列有关调查动物种群密度方法的叙述 正确的是 a 草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查b 对于活动能力强 活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度c 运用标志重捕法调查时 个体被捕捉的概率应相等 而与标记状况 年龄和性别无关d 对农作物上的蚜虫 植物叶片上的昆虫卵常采用标志重捕法调查种群密度 题组二种群密度的调查 答案c解析跳蝻活动范围很小 一般用样方法进行调查 对于活动能力强 活动范围大的动物最好采用标志重捕法调查种群 密度 运用标志重捕法调查时 个体被捕捉的概率应相等 而与标记状况 年龄和性别无关 对农作物上的蚜虫 植物叶片上的昆虫卵常采用样方法调查种群密度 5 2011 北京卷 2 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 答案d解析达乌尔黄鼠是一个种群 用标志重捕法可调查该种群的密度 采用给海龟安装示踪器 给大雁佩戴标志环的方法 可对其移动路线进行调查 样方法研究的对象为相对固定的生物 如固着在岩礁上的贝类 6 2010 海南卷 18 某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的