高考生物一轮复习 第三单元 第1讲 种群的特征与数量变化课件 新人教版必修3.ppt

第三单元种群和群落 认知考纲 第1讲种群的特征与数量变化 一 种群的特征1 种群密度 1 概念 单位面积或单位体积中的 是种群 的数量特征 2 调查方法 知识梳理 2 出生率和死亡率单位时间内新产生或死亡个体数目占 的比率 3 迁入率和迁出率单位时间内 的个体占该种群个数总数的比率 4 年龄组成 1 概念 种群中各 的个体数目的比例 2 类型 增长型 种群中 个体很多 个体很少 种群密度会 稳定型 各年龄期的个体数目比例 种群正处于 时期 衰退型 个体较少 而 个体较多 种群密度会 二 种群数量的变化1 种群数量增长的 j 型曲线 1 条件 条件充裕 气候适宜 等 2 数学公式 2 种群数量增长的 s 型曲线 1 条件 自然界的 是有限的 2 概念 种群经过一定时间的增长后 数量 的增长曲线 3 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种群 自主核对 一 1 个体数最基本植物五点取样法等距取样法2 该种群个体总数3 迁入或迁出4 年龄期幼年老年增大适中稳定幼年中老年减小二 1 食物和空间没有敌害nt n0 t2 资源和空间趋于稳定环境容纳量最大数量 1 种群的核心特征是什么 2 种群数量变化规律有何应用 1 种群特征分析 考点突破 2 种群特征间的关系 种群密度是最基本的特征 种群密度越高 一定范围内种群个体数量越多 即种群密度与种群数量呈正相关 出生率 死亡率以及迁入 迁出是决定种群大小和种群密度的直接因素 出生率高 迁入数量多时 种群数量增加 死亡率高 迁出数量多时 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而间接影响着种群密度和种群数量的 是预测种群密度 数量 未来变化趋势的重要依据 2 种群密度的研究方法 取样调查法 1 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 2 方法步骤 植物种群密度取样调查的常用方法 样方法 确定调查对象选取样方 随机取样 计数 记录每个样方内的该种群的数量 计算种群密度 计算各样方内种群密度的平均值 即为该种群的种群密度的估计值 单位 株 平方米 动物种群密度调查的常用方法 标志重捕法确定调查对象捕获并标记部分个体 在该种群生存环境中 均匀设置捕获点 捕获一部分个体 并对其进行标志后 再在原地将其放回 并记录个体数量 n1 重捕 计数 一段时间后 在原来的捕获点再次捕获一部分个体 并记录数量 n2 及其中标志的个数 n0 然后放回原来的环境 应用指南1 性别比例种群的性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例 此处的 雌雄个体 为可育个体 不包括不具有生殖能力的个体 如蜜蜂中的工蜂 因此 种群的性别比例大致有三种类型 1 雌雄相当 多见于高等动物 2 雌多于雄 多见于人工控制的种群 如奶牛等 3 雄多于雌 多见于营社会性生活的昆虫 如蜜蜂 蚂蚁等 2 预测种群密度 种群数量 的变化趋势首先依据的是年龄组成情况 其次是性别比例 由此推导预测出种群出生率和死亡率的关系 从而确定种群的变化趋势 1 年龄组成 2 相同年龄组成情况下 如假设增长型的性别比例为 3 样方法除适用于植物外 还适用于活动范围较小的动物如蚯蚓 4 标志重捕法 适用于活动范围较大的动物 的前提条件是未标志和被标志个体有同样的被捕机会 而且在调查期间 没有个体出生 死亡 迁入 迁出等 5 关于标志 1 标志物和标志方法必须对动物的身体不会产生对于寿命和行为的伤害 2 标志不能过分醒目 3 标志符号必须能够维持一定的时间 在调查研究期间不能消失 例1某研究所对一条河流生态系统进行了几年的跟踪调查 发现某种鱼进入此生态系统后的种群数量增长率随时间的变化呈现如下图所示曲线 则在t1时该种群的年龄组成类型 能反映该种群数量变化的曲线分别是 a 衰退型和 b 增长型和 c 衰退型和 d 增长型和 解析 种群增长率在t1时最大 此时种群的年龄组成为增长型 根据种群增长率的曲线可知 种群数量变化的曲线对应 图 答案 b 对点训练1红豆杉是我国珍贵濒危树种 南京中山植物园于上世纪50年代从江西引进一些幼苗种植于园内 经过几十年的生长繁殖 现在已形成了一个种群 请回答下列问题 1 在植物园引种栽培红豆杉的措施属于 2 如果对红豆杉种群密度进行调查 常用的方法是 将统计到的植株按高度 h 分为5级 每一级的植株数量见下表 根据表中数据 在下面的坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图 3 由表中可以看出 此红豆杉种群的年龄结构属于 4 研究表明 红豆杉的种子成熟后被某种鸟类吞食 果肉状的假种皮被消化而种子随粪便散播到山坡上再萌发生长 从种间关系看 鸟类与红豆杉之间存在 关系 解析 1 该题涉及濒危树种保护的措施 主要涉及就地保护 自然保护区 迁地保护 由题意可知红豆杉是从江西引进的 应属于迁地保护 2 该题涉及种群密度调查的方法 红豆属于植物 而植物适于用样方法 3 该题涉及种群的年龄组成 从表中数据可知h 10cm占了120株 从而分析得出此种群属于增长型 4 该题涉及群落中的种间关系 主要涉及捕食 竞争 互利共生 寄生等 而通过分析题意可知鸟类与红豆杉之间为捕食与互利共生 答案 1 迁地保护 易地保护 2 样方法柱形图见下图 3 增长型 4 捕食和互利共生 捕食和种间互助 考点2种群的数量变化1 种群的数量变化 1 影响种群数量变化的因素 2 种群数量变化的数学模型种群大小决定于三个因素 起始种群个体数量 出生率和迁入率 死亡率和迁出率 种群的数量变动首先主要决定于 和 的对比关系 在单位时间内 前者与后者的差就是种群数量的增长率 2 种群数量变化的曲线模型 1 j 型曲线与 s 型曲线的比较 2 内容比较 应用指南1 开放环境中种群的两种增长方式的差异 主要在于环境的阻力对种群数量增长的影响 即 j 型增长曲线 s 型增长曲线2 封闭环境中的种群数量变化模型因在封闭环境中 无外源物质和能量的补充 种群的数量变化曲线与 s 型曲线相比多了一个衰亡期 如恒定容积培养液中酵母菌或细菌的增长曲线如图所示 3 相关原理的应用 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 如为防鼠害而封储粮食 清除生活垃圾 保护鼠的天敌等 降低k值 2 k 2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 如蝗虫的防控即是如此 例2 2009 安徽高考 用牛奶瓶培养黑腹果蝇 观察成虫数量的变化 结果如下表 根据表中数据分析 下列结论正确的是 a 第13 25天 成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快b 第17 29天 成虫增长率上升 死亡率下降c 第21 37天 成虫增长率的下降与种群密度的改变有关d 第1 37天 成虫数量呈 j 型增长 解析 据图表可知 随培养时间的延长 个体数量不断增加 但增加速率先上升后下降 当个体数量达到一定程度后 种内斗争加剧 所以种群增长速率下降 答案 c 对点训练2下图为种群在不同生态系统中的增长曲线模式图 据图回答问题 1 如果生活在一个理想的环境中 种群数量按a曲线增长 但实际上 在自然环境中 和 都是有限的 种群达到一定数量后势必加剧 使种群数量增长受到影响 不能按a曲线方式增长 2 除上述影响外 在一定环境中 种群数量还受其他环境因素的限制 如无机环境方面主要是 的影响 生物因素有 和 等 因此 种群数量增长按b曲线方式增长 最多达到k值为止 此时种群增长速率为 3 此外 还有直接影响种群兴衰的两对变量 即该种群的 和 和 年龄组成是通过影响 而间接对种群动态变化起作用的 解析 解答本题的重点是理解环境阻力 其主要包括同种生物个体之间对食物和空间的竞争加剧 疾病蔓延 捕食者因捕食对象的增多而增多等 从而导致该种群的死亡率升高 出生率降低 最终使种群数量趋向平衡 答案 1 生活资源 食物 空间种内斗争 2 阳光 温度 水分捕食竞争零 3 出生率死亡率迁入率迁出率出生率和死亡率 考点3实验面面观 探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 1 实验原理 1 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 温度等因素的影响 2 在理想的无限环境中 酵母菌种群的增长呈 j 型曲线 在有限的环境下 酵母菌种群的增长呈 s 型曲线 2 实验流程分装 分别将10ml无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入1 2 3号试管中 接种 分别将等量酵母菌接种到3支试管中的培养液中混合均匀培养与取样计数 将试管在28 条件下连续培养7d 每天取样计数酵母菌数量 采用抽样检测方法 将盖玻片放在计数板上 用吸管吸取培养液 滴于盖玻片边缘 让培养液自行渗入到计数板小方格内 显微观察计数一个小方格内的菌种数 已知小方格的培养液厚度为0 1mm 计算出培养液体积 换算出10ml培养液中酵母菌总数分析结果得出结论 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变化规律 应用指南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 结果的记录最好用记录表 表格如下 4 每天计数酵母菌数量的时间要固定 5 溶液要进行定量稀释 6 计算1ml菌液的数量 例3有关 探究培养液中酵母菌数量动态变化 的实验 正确的叙述是 a 改变培养液的ph值不影响k值 环境容纳量 大小b 用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化c 取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数d 营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的惟一因素 解析 营养条件变化 ph值和温度变化都会影响种群数量 答案 d 对点训练3某小组进行 探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 实验时 同样实验条件下分别在4个试管中进行培养 见下表 均获得了 s 型增长曲线 根据实验结果判断 下列说法错误的是 a 4个试管内的种群初始阶段都经历了 j 型增长b 4个试管内的种群同时达到k值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 开始下降解析 和 试管中培养液多 营养物质多 其内种群的k值大于试管 和 的 4个试管内种群的起始阶段因空间和食物等比较充裕 属于 j 型增长 接种量不同 种群的增长速率不同 不能同时达到k值 接种量大的先达到稳定期继而先进入衰亡期 答案 b 例1下列关于种群的叙述 正确的是 内蒙古草原上全部的牛是一个种群 池塘中所有的鱼是一个种群 稻田中所有的三化螟是一个种群 种群密度的决定因素是年龄组成 性别比例 种群密度的大小主要决定于出生率和死亡率a b c d 错因分析对种群概念理解判断不到位 解析种群指生活在一定区域的同种生物的全部个体 判断种群的标准 同一时间 同一地点 同一物种 内蒙古草原上全部的牛可包括多个物种 分布在不同的区域 形成了不同的种群 种群密度的大小由出生率和死亡率 迁入率和迁出率决定 答案d 例2如图表示在南海某岛上迁入一些农户 那里土地肥沃 气候宜人 若干年后 岛上人口增长的情况 下列相关表述错误的是 a 该岛在m年内 人口增长呈 j 型曲线b 当人口数量接近n线时 环境阻力越来越大 n线是该环境允许的最大值c 由o点降至p点的主要原因是缺乏淡水资源d 由p点升到q点并稳定在n线上 说明该岛上生态系统具有一定的自动调节能力 错因分析本题易出现理解性错误 不理解图中不同线段所隐含的生物学含义 如某一种群数量在某一时间段内可以呈 j 型增长 易错选a 不理解k值的含义 k值是某种群在某环境中允许的理论上的最大值 易错选b 对 j 型曲线 s 型曲线 k值的分析和应用能力较弱 易错选d 解析依题图可知 在m年内 人口增长呈 j 型曲线 当到n线时 种群数量达到环境条件所允许的最大值 k值 如果人口数量强行增长 个体间对有限的空间 食物和其他生活条件的种内斗争必然加剧 这样就会使生态系统的稳定性遭到破坏 若干年后岛上人口数量又从p点上升到q点 并稳定在n线上 说明此岛上生态系统具有一定的自动调节能力 答案c 典例1下图表示出生率 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考查角度种群的基本特征解析a项中 k 2时种群增长率最大 控制有害动物应在k 2之前最有效 b项中 我国控制人口增长的主要措施是实行计划生育 即降低人口出生率来减少净补充量 不能靠增加死亡率来减少净补充量 c项中 可通过出生率和死亡率来估算种群最大净补充量 d项中 在捕捞鱼类后使种群数量降低至k 2能获得最大的种群增长率 因此捕捞应在高于k 2时进行 答案c点评本题考查种群数量特征 难度适中 属于考纲理解 分析应用层次 解题关键是要充分考虑生产 生活实际 避免生搬硬套 典例2 2010 浙江理综 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 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逻辑斯谛增长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 年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动 波动趋势与c d段相似考查角度种群数量变化 解析若a点环境因素变化 增长的过程可能会有所变化 但由于食物量不变 a点以后个体数量变化最终还是符合逻辑斯谛增长 a项错误 从图中个体数量在k值附近波动可以看出 该生态系统是一个相对成熟稳定的生态系统 若出生率提高 种群密度增大 环境阻力增加 种群数量会随之下降 仍在k值附近波动 不会大幅超过b点 b项正确 种群数量波动的主要原因是食物和天敌 当种群被大量捕食时 下降趋势与b c段相似 c项正确 年龄结构变动会导致该种群数量波动 但环境容纳量基本不变 所以 种群数量也是围绕k值波动 趋势与c d段相似 答案a点评本题以坐标曲线为载体 综合考查种群的 s 型增长模型 属较难题 本题重点考查读图 析图及联系实践进行分析的能力 得分的关键是清楚在一个自然系统中 种群数量变化的最终发展趋势还是符合逻辑斯谛增长 典例3 2010 福建理综 棉蚜体型微小 能附着于棉花植株上生活繁殖 以吸取棉花汁液为食 为了对棉蚜虫害进行监测 科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查 调查结果如下表 1 棉蚜与棉花的种间关系是 2 调查棉蚜种群数量可采用 法 据表分析 调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈 型 在 日期 左右棉蚜种群增长量最大 3 若长期使用农药防治棉蚜 会导致棉蚜种群的抗药基因频率 增大 不变 减小 考查角度种群数量变化规律的应用 解析 1 由题意可知 棉蚜附着于棉花上以吸取汁液为食 可确定棉蚜与棉花属于种间关系的寄生 2 因棉蚜活动范围小 故调查种群数量可采用样方法 从棉蚜的数量先增加后趋于稳定可确定种群数量增长曲线为 s 型 在种群数量为k 2时 种群的增长速率最大 则此时种群的增长量最大 3 在农药作用下 具抗药性的个体被选择下来 不抗药的个体大部分被淘汰 导致种群的抗药基因频率增大 答案 1 寄生 2 样方s6 30 3 增大点评该题综合性比较强 难度适中 考查学生的理解能力及应用能力 注意在 s 型曲线中 种群数量为k 2时 种群的增长量最大 1 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 随堂过关 a b c d 解析 人口自然增长率是由出生率与死亡率的差值决定的 由图可以看出国家 的出生率和死亡率的差值最大 所以增长率最高 答案 c 2 下列关于种群的说法 错误的是 a 种群是生物进化的基本单位b 一个池塘中全部的鱼是一个种群c 一个种群的全部个体所含有的全部基因叫做种群的基因库d 生物进化的实质是种群基因频率的改变解析 一个池塘中全部的鱼有多种 不是一个种群 答案 b 3 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 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 答案 c 4 下图曲线a b表示两类生物种群密度与存活率之间的关系 下列分析错误的是 a 曲线a代表的种群个体一般体型较大 营养级较高b 依据曲线b 人工养蜂时种群密度中等最好c 对大型动物迁地保护 迁移的种群密度不宜过大d 种群密度为d时 曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈解析 纵坐标为存活率 横坐标为种群密度 a种生物种群密度较小时 存活率最高 说明种内互助不很明显 一般个体较大 营养级别较高 对于生物b来说 种群密度中等时 存活率较高 种内斗争也就较弱 答案 d 5 下列叙述中 不属于种群空间特征描述的是 a 斑马在草原上成群活动b 每毫升河水中有9个大肠杆菌c 稗草在稻田中随机分布d 木棉树在路旁每隔5米种植解析 组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型 种群的空间分布一般可概括为三种基本类型 随机分布 均匀分布和集群分布 b项为种群密度 不属于空间特征 答案 b 6 标志 记 重捕法 是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法 在被调查种群的生存环境中 捕获一部分个体 m 全部进行标记后释放 经过一段时间后进行重捕 根据重捕中标记个体数 m 占总捕获数 n 的比例 估计该种群的数量 n 某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠 布氏田鼠进行了调查 调查样方总面积为2hm2 1hm2 10000m2 随机布设100个鼠笼 放置1夜后 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表 1 假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等 写出样方中种群总数 n 的计算公式 2 该草地布氏田鼠