种群的特征和数量变化正式版

第四章种群和群落 一 种群的特征1 种群概念 指在一定的自然区域内的全部个体 同种生物 二 种群数量的变化 5 影响结果 大多数种群的数量总是在波动之中 在不利的条件下 种群数量会急剧下降 甚至消亡6 研究种群数量变化的意义 对于有害动物的防治 野生生物资源的 以及濒危动物种群的 都有重要意义 保护和利用 拯救和恢复 1 种群 个体与物种的关系 1 种群概念及理解种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体 两个要素 同种 和 全部 a 同种 指同一物种 即种群是物种存在的具体形式 b 全部 指一个群体 包括该物种的幼体和成体等全部个体 两个条件 时间 和 空间 即种群具有一定的时空限制 离开一定的空间和时间的种群是不存在的 两个方面a 从生态学的观点来看 种群是生物繁殖的基本单位 又是生物群落的基本组成单位 b 从进化的观点来看 种群是生物进化的基本单位 也是基因库的最小单位 种群的特征 2 种群与个体的关系 种群虽然是由许多同种个体组成的 但它绝不是个体的简单相加 而是通过种内关系组成了一个有机整体 个体和种群之间是部分与整体的关系 每个个体携带有本种群基因库的部分基因 知识拓展 1 种群的特征是个体所不具有的 个体只能具有性别 年龄 出生 死亡等特征 2 同一物种在不同区域可以有多个种群 但一个种群内的个体一定属于同一物种 3 种群与物种的关系 种群是指一定区域内同种个体总和 即种群是物种存在的形式 是物种在自然界存在的基本单位 物种是指能够在自然状态下相互交配 并且产生可育后代的一群生物 4 种群数量特征的分析 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 死亡率以及迁入率 迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素 出生率与死亡率及迁入率与迁出率的差值为正时 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而间接影响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 知识拓展 1 年龄组成只是预测种群密度的变化趋势 但该趋势不一定能实现 因为影响种群数量变化的还有气候 食物 天敌等 2 长期自然选择使不同生物种群都有一定的性别比例 假若因各种因素改变种群的性别比例或性别比例失调 会引起种群数目改变 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 3 注意事项 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 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 关于标志 a 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 b 标志不能过分醒目 c 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 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 种群内的雌雄个体间可以相互交配完成生殖过程 在种群内常因争夺食物而发生竞争 年龄组成是预测种群密度的重要因素 性别比例也可影响种群密度 出生率和死亡率是决定种群密度的重要因素 迁出率和迁入率是决定种群密度的重要因素A B C D 解析 种群是指生活在一定区域内的同种生物的全部个体 内蒙古草原上全部的牛既不是一个物种 又分布在不同的区域 形成不同种群 种群内的雌雄个体之间由于无生殖隔离 可以完成交配过程 竞争是种间关系 种群内争夺食物为种内斗争 出生率 死亡率和迁入率 迁出率直接决定种群密度 年龄组成是预测种群密度的重要因素 性别比例通过影响出生率 死亡率而影响种群密度 答案 D 2 如图为三个种群的年龄组成曲线图 请据图回答 1 三个种群密度变化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 所示 解析 A曲线表示年幼个体多而年长个体少 为增长型 我国70年代时人口就属于A型 表现为人口大幅增长 B曲线中表示各年龄段的个体数比例相当 属稳定型 C曲线中老年个体相对较多 属于衰退型 用性引诱剂干扰害虫正常交尾 使幼虫数量锐减 害虫年龄组成将成为衰退型 在捕鱼业中只有通过合理的措施使种群的数量稳定 才能实现可持续捕捞 在渔场中采用 抓大放小 的措施 会使幼年个体所占比例上升 年龄组成将成为增长型 答案 1 A B C 2 人口密度越来越大计划生育 3 C 4 A 1 种群数量变化内涵在自然界 种群数量总在因气候 食物 天敌 传染病等多方面因素的影响而处于动态变化中 这种动态变化包括种群数量的增长 波动与下降等 在某些极端因素困扰下 甚至还会出现物种 种群 的绝灭 从而导致物种丰富度 生物多样性 下降 2 J 型增长曲线与 S 型增长曲线的分析 1 曲线图解 种群数量变化 2 联系 两种增长曲线的差异主要是由环境阻力大小不同 对种群增长的影响不同引起的 3 种群 S 型增长曲线分析 4 K值变动的示意图 3 曲线比较 注 在实际环境中 种群增长一般都呈 S 型增长 但生物迁入一个新的环境后 一定时期内的增长可看作 J 型增长 4 曲线的应用 知识拓展 1 种群数量的变化包括增长 波动 稳定 下降等 而 S 型曲线与 J 型曲线都只是研究种群数量增长的曲线 2 探究培养液中酵母菌种群数量的变化时 不需要设对照实验 取样的先后顺序本身已构成了种群数量变化的前后自身对照 3 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 下列有关种群增长的S型曲线的叙述 错误的是 A 通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型B 达到K值时种群增长率为零C 种群增长受自身密度的影响D 种群的增长速度逐步降低解析 本题直接考查种群增长的 S 型曲线的相关知识 自然界中的生物多数都达到最大值 对于 S 型曲线来说 在种群数量达到K 2以前 种群的增长率逐渐增大 在K 2时增长速率最大 超过了K 2时 种群的增长率逐渐下降 当达到最大值K时 增长率降为0 答案 D 4 某研究所调查发现 某种鱼迁入一生态系统后 其种群数量增长率随时间变化的曲线如右图所示 请分析回答 1 在t0 t2时间内 种群数量增长曲线呈 若在t2时种群的数量为N 则在t1时种群的数量为 t1时该种群的年龄组成可能为 2 捕获该鱼的最佳时期为 时 原因是 3 该鱼在t2时期后 种群数量变化是 主要原因是 和 解析 分析图中曲线可知 t0 t2时间内种群数量增长率由小变大 达到最大值后又逐渐变小 因而该种群数量增长呈 S 型曲线 在t2时种群数量增长率为0 此时种群的数量为N 即为最大值 而在t1时种群数量增长率最大 则此时种群的数量为N 2 种群年龄组成为增长型 当种群数量增长率最大时捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生 因而此时t1即为捕捞的最佳时期 答案 1 S 型曲线N 2增长型 2 t1在t1时种群增长率最大 捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生 3 不增加种内斗争加剧捕食者数量增加 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 探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 3 基本技术要求 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 知识拓展 酵母菌生长的测定 1 测生长量 湿重法 将一定量的菌液离心或过滤 得到菌体 反复洗涤后称湿重 干重法 将离心后得到的菌体置于100 105 的烘箱中烘干称重 生理指标法 依据酵母菌的生理活动 如单位时间内的耗氧量或CO2的释放量 用这些指标代表生长量 2 测细胞数目 血细胞计数法 将酵母菌置于血细胞计数器内 在显微镜下计数 涂片计算法 将一定量的菌液均匀地涂布在玻片的一定面积上 经固定染色后在显微镜下计数 5 某研究性学习小组通过资料查找发现 在15 35 温度范围内 酵母菌种群数量增长较快 为了探究酵母菌种群增长的最适温度是多少 他们设置了5组实验 每隔24h取样检测一次 连续观察7天 下表是他们进行相关探究实验所得到的结果 单位 106个 mL 请据表分析回答下列问题 1 实验过程中 每隔24h取一定量的酵母菌培养液 用血球计数板在显微镜下进行细胞计数 并以多次计数的平均值估算试管中酵母菌种群密度 这种方法称为 法 2 据表分析 酵母菌种群数量增长的最适温度约是 在上述实验条件下 不同温度下酵母菌种群数量随时间变化的相同规律是 3 请在坐标中 画出上述实验过程中不同温度条件下培养液中酵母菌种群数量达到K值时的柱形图 4 为了使实验数据更加准确 需要严格控制实验中的 无关变量 同一温度条件下 若提高培养液中酵母菌起始种群数量 则该组别中酵母菌到达K值的时间将 选填 增加 减少 或 保持不变 若其他条件保持不变 适当提高培养液的浓度 则该组别的K值将 选填 增加 减小 或 保持不变 解析 1 计数酵母菌数量应选取样本 即抽样检测 2 不同温度下第2 3 4次测定的酵母菌数较多 其中在25 时酵母菌数量最多 不同温度下酵母菌的种群数量都呈现出先增后降的趋势 3 画图注意标明横纵坐标的意义 不同温度下的最高值是K值 作纵坐标 温度是横坐标 4 培养液的营养物质种类和浓度 pH 溶氧量 接种量等都属于无关变量 同一温度条件下 若提高培养液中酵母菌起始种群数量 则该组别中酵母菌到达K值的时间缩短 若其他条件保持不变 适当提高培养液的浓度 则该组别的K值将增加 答案 1 抽样检测 样方 2 25在一定时间范围内 酵母菌的种群数量随培养时间而不断增长 达到最大值后 随时间的延长酵母菌的种群数量逐渐下降 或酵母菌的种群数量先增后降 3 如下图 柱形分布合理 数值大致正确即可 4 培养液的营养物质种类和浓度 pH 溶氧量 接种量等减少增加 2009年高考山东理综 如图曲线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 根据曲线a 随着种群密度的增大 存活率逐渐减少 说明种群中个体数量越少 越有利于生存 因此a代表的种群营养级较高 个体数少 但个体一般体型较大 同时也说明对大型动物迁地保护 迁移的种群密度不宜过大 种群密度超过d时 曲线b代表的种群个体间种内斗争逐渐加剧 因此d点时并非最剧烈 D项中 竞争 一词也有误 竞争指的是种间关系 而本题强调种内关系 答案 D 2010年高考山东理综 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 解析 据图可知 K 2时种群的净补充量最大 所以控制有害动物应在其种群数量达到K 2之前 种群密度很小即该种群处于发展初期时进行控制最为有效 控制人口增长不能选择在K 2时 且控制人口不能通过控制死亡率实现 而是通过降低出生率实现 种群在K 2时净补充量最大 该图可以为实践中估算最大净补充量提供依据 在K 2时捕捞鱼类可使鱼类资源得到持续性发展 但要得到最大日捕捞量应在达到环境容纳量即K值时进行 答案 C 为研究酵母菌种群密度的动态变化 某同学按下表所列条件进行了A B C D共4组实验 用1000mL的锥形瓶作为培养器皿 棉塞封口 在25 下静置培养 其他实验条件均相同 定时用血球计数板计数 根据实验结果绘出的酵母菌种群密度变化曲线图如下 请分析回答以下问题 1 图中曲线 和 分别是 组 组和 组的结果 2 B组和A组的实验结果不同的原因是B组 3 D组和B组的实验结果不同的原因是D组 4 在整个实验过程中 直接从静置的培养瓶中取培养原液计数的做法是错误的 正确的方法是 和 5 实验结束后 用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的 正确的方法是 解析 葡萄糖含量丰富 溶氧量高的条件有利于酵母菌的增殖 由题目提供的信息可知曲线 分别是B A D C组的结果 B组与A组的惟一差别是培养液体积不同 相同的锥形瓶内 培养液体积大与空气接触的相对面积小 培养液中的溶氧量少 D组与B组相比 其培养液中葡萄糖含量较低 取样计数时应先摇匀再取样 且后期的样液需稀释后再计数 答案 1 BAD 2 培养液较多 与空气接触的相对面积较小 故溶氧较少 3 葡萄糖浓度较低 故营养物质供应较少 4 摇匀培养液后再取样培养后期的样液稀释后再计数 5 浸泡和冲洗 1 种群是生态学研究的一个重要内容 下列有关种群的正确叙述是 A 种群是指一个生态系统中同种生物所有成熟个体的总和B 一个呈 S 型增长种群中 种群增长率在各阶段是不同的 在种群数量K 2时增长率最大C 种群中各年龄期的个体数目比例适中 这样的种群正处于发展阶段D 合理密植农作物时 其种群数量可以大于K值 环境最大容纳量 解析 种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体 包括不同年龄段的同种个体的总和 在 S 型增长曲线中 增长率在各阶段是不同的 在种群数量K 2时增长率最大 种群中各年龄期的个体数目比例适中 这样的种群将保持相对稳定 种群数量的最大值是环境的最大容纳量不会因合理密植与否而改变 答案 B 2 中国现已成为遭受外来生物入侵最严重的国家之一 目前入侵我国的外来物种有400多种 其中有50余种是国际自然保护联盟 I UCN 公布的全球最具威胁的外来生物 每年紫茎泽兰等11种主要外来入侵生物给中国造成经济损失高达570多亿元人民币 外来入侵生物 A 能增加当地生态系统的物种多样性 有利于生态系统的稳定B 迁入新环境后 均会在一定时期内出现 J 型增长C 种群增长均受当地环境条件的限制 种群密度都不能无限增大D 均不能与当地其他物种形成捕食关系解析 外来入侵生物与当地物种形成竞争或捕食关系 又缺少天敌 可大量繁殖 在一定时期内可能出现 J 型增长 外来入侵生物也受当地环境限制 如果其食物 营养受限制 空间有限 种群密度也不能无限增大 答案 C 3 右图中的a和s分别表示在理想状态下和自然环境中某生物种群的数量变化曲线 下列对阴影部分的解释正确的是 表示环境中影响种群增长的阻力 表示环境中允许种群增长的最大值 表示种群内迁出的个体数 表示通过生存斗争被淘汰的个体数A B C D 解析 种群的增长有 J 型和 S 型两种 造成两者差别的原因主要是环境中存在种群增大的阻力 数量变化就是在生存斗争中被淘汰的个体数 答案 C 4 2011年烟台模拟 如图表示某种鱼迁入一生态系统后 种群数量增长率随时间变化的曲线 下列叙述中正确的是 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N 则在t1时种群的数量为N 2C 捕获该鱼的最佳时期为t2时D 在t1 t2时 该鱼的种群数量呈下降趋势 解析 由曲线可知 t0 t2时种群增长率由小变大 达到最大值后又逐渐变小 因而该种群数量增长呈 S 型曲线 t2时种群增长率为0 种群的数量为N 即最大值K 在t1时种群增长率最大 此时种群的数量为N 2 即K 2 种群数量为K 2即t1时 捕获该鱼获得的量最大且不影响该鱼类资源的再生 因而此时为捕捞的最佳时期 答案 B 5 下列四图中能正确表示某池塘鱼个体的平均增长量与种群密度关系的是 解析 考查种群数量变化规律有关曲线的识别 池塘是一个资源空间环境有限的生态系统 鱼种群的数量变化规律符合 S 型增长曲线 种群的增长率在K 2时最大 超过K 2 随种群密度的变大而逐渐降低 种群数量越接近K值 种内斗争越激烈 表现为种群的增长率急剧降低 当鱼种群数量达到池塘所能容纳的最大值 即K值 后 种群的增长率为0 答案 B 6 生活在一个生物群落中的两个种群 a b 的数量变化如图所示 下列判断正确的是 A a种群与b种群为捕食关系 a种群依赖于b种群B a种群与b种群为竞争关系 竞争程度由强到弱C a种群为S型增长 其增长受本身密度制约D b种群为J型增长 始终受到a种群的制约 解析 本题考查影响种群数量的因素及识别曲线的能力 由图中看出a b两物种最初数量相当 竞争能力差距不大 一段时间后 物种a大量繁殖 在竞争中占优势 b物种由于竞争能力弱而被淘汰 因此他们的竞争能力的变化是物种a竞争能力增强 物种b竞争能力减弱 当物种a增加到一定数量时 由于种群密度增大 种内斗争加剧 导致种群死亡率升高 从而限制了种群密度的进一步增加 答案 C 7 2011年枣庄模拟 种群是构成群落的基本单位 种群研究的核心问题是种群数量的变化规律 1 研究种群数量变化的规律有着重要意义 试举一例 2 如图表示某小组的同学在进行双子叶草本植物苦荬菜种群密度调查时确定的小样方之一 圆圈表示个体 请将应该计数的圆圈涂黑 3 下表是该班级10个小组的调查结果 则该块地中苦荬菜的种群密度为 解析 从题干中获取的信息有 对种群密度调查的对象为双子叶植物 采用的方法为样方法 给出了10个小组的调查结果 然后进行组织答案 1 研究种群数量的变化规律 对于指导生产 合理利用资源 保护生态平衡及社会可持续性发展等具有重要意义 如害虫防治 2 取样调查要求随机取样才具有科学性 计数样方内部和相邻两边及顶角的所有个体 3 要大胆舍弃特别悬殊的数值 取多组邻近数据的平均值 该块地中苦荬菜的种群密度为 答案 1 害虫防治 只要合理均可 2 只要是计数样方内部和相邻两边及顶角个体的均正确 提示 统计边角的原则一般是计上不计下 计左不计右 3 3株 m2 8 2009年高考江苏卷 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 在坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图 3 由表可以看出 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 迁地保护是保护珍贵濒危物种的常用方法 3 由表可知 低龄个体 a级 多 而高龄 e级 个体少 呈现增长型 4 鸟吞食红豆杉的种子属于捕食 但鸟吞食有利于种子萌发 对红豆杉有利 所以两者又是一种互利共生关系 3 增长型 4 捕食和互利共生 捕食和种间互助 答案 1 迁地保护 易地保护 2 样方法柱形图见下图 随着年岁的叠加 我们会渐渐发现 越是有智慧的人 越是谦虚 因为昂头的只是稗子 低头的才是稻子 越是富有的人 越是高贵 因为真正的富裕是灵魂上的高贵以及精神世界的富足 越是优秀的人 越是努力 因为优秀从来不是与生俱来 从来不是一蹴而就 随着沧桑的累积 我们也会慢慢懂得 成功的路 其实并不拥挤 因为能够坚持到底的人实在太少 所有优秀的人 其实就是活得很努力的人 所谓的胜利 其实最后就是自身价值观的胜利 人到中年 突然间醒悟许多 总算明白 人生 只有将世间的路一一走遍 才能到尽头 生活 只有将尘世况味种种尝遍 才能熬出头 这世间 从来没有最好 只有更好 每天 总想要努力醒得比太阳还早 因为总觉得世间万物 太阳是最能赐人力量和能量的 每当面对喷薄的日出 心中的太阳随之冉冉腾起 生命之火熊熊燃烧 生活的热情就会光芒四射 我真的难以想象 那些从来不早起的人 一生到底能够看到几回日升 那些从来没有良好习惯的人 活到最后到底该是多么的遗憾与愧疚 曾国藩说 早晨不起 误一天的事 幼时不学 误一生的事 尼采也说 每一个不曾起舞的日子 都是对生命的辜负 光阴易逝 岂容我待 越是努力的人 越是没有时间抱怨 越是没有工夫颓丧 每当走在黎明的曙光里 看到那些兢兢业业清洁城市的 美容师 我就会由衷地欣赏并在心底赞叹他们 因为他们活得很努力很认真 每当看见那些奔跑在朝霞绚烂里的晨练者 我就会从心里为他们竖起大拇指 因为他们给自己力量的同时 也赠予他人能量 我总觉得 你可以不优秀 但你必须有认真的态度 你可以不成功 但你必须努力 这个世界上 从来没有谁比谁更优秀 只有谁比谁更努力 我也始终认为 一个活得很努力的人 自带光芒万丈 一个人认真的样子 比任何时候都要美好 一个能够自律自控的人 他的人生也就成功了大半 世间每一种的好 从来都只为懂得努力的人盛装而来 有时候 我真的感觉 人生的另一个名字应该叫做努力 努力了就会无悔 努力了就会无愧 生活的另一种说法应该叫做煎熬 熬过了漫漫黑夜 天就亮了 熬过了萧萧冬日 春