第九单元课时1种群的特征和种群数量的变化

,2020新亮剑高考总复习,课时1种群的特征和种群数量的变化,第九单元,种群和群落,目录CONTENTS,3,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,磨剑：课前自学,考点1种群的数量特征1.种群密度(1)概念:指种群在单位面积或单位体积中的个体数。种群密度是种群最基本的数量特征。(2)调查方法,样方法：活动能力弱、活动范围小的动物和植物,标志重捕法：活动能力强、活动范围大的动物,2.出生率和死亡率(1)概念:单位时间内新产生的个体数或死亡数占该种群个体总数的比率。(2)分析出生率和死亡率与种群密度的关系:出生率死亡率,种群密度增大;出生率1时,种群数量增大;=1时,种群数量保持稳定;1且恒定种群数量呈“J”型增长;b段:尽管下降,但仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,则种群数量一直增长;c段:=1,种群数量维持相对稳定;d段:迁出率造成的。(2)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。(3)计划生育政策控制出生率,使增长率下降。(4)利用性外激素诱捕雄蛾通过改变性别比例来降低出生率。(5)将性外激素释放到大田里,通过干扰雌雄蛾正常交尾降低出生率。2.种群数量不等于种群密度。种群数量增加,种群密度不一定增加。3.年龄组成和性别比例都是比例关系。,例1下图为关于种群特征的概念图,下列叙述正确的是()。A.种群密度是种群最基本的数量特征B.甲、乙分别表示出生率和死亡率C.a的含义是确定种群密度的大小D.丁通过影响出生率和死亡率直接影响种群密度解析甲、乙都能使种群密度增大,因此可分别表示出生率和迁入率;丙使种群密度减小,应为死亡率;a的含义是预测未来种群密度的大小;丁为性别比例,通过影响出生率间接影响种群密度。,A,答案,解析,例2(2018年长沙模拟)下列关于出生率的叙述,正确的是()。A.若某种群年初时的个体数为100,年末时的个体数为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为10%B.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11,则出生率越高C.若通过调控环境条件,使某动物的性成熟推迟,则出生率会更高D.比较三种年龄组成类型的种群,稳定型的出生率最高解析出生率是指单位时间内新产生的个体数占原种群总个体数的比率,若某种群年初时的个体数为100,年末时的个体数为110,其中新生个体数为20,死亡个体数为10,则该种群的年出生率为20%,A项错误;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11,则所有生殖期个体均可参与繁殖后代,出生率越高,B项正确;若通过调控环境条件使动物的性成熟推迟,则种群的出生率有可能减小,C项错误;不能仅根据年龄组成推断出生率的高低,出生率受多种因素的影响,D项错误。,B,答案,解析,例3(2018年广州模拟)研究人员对某林区猕猴种群数量和性别比例进行调査,结果如图所示(注:412岁为猕猴的生育年龄)。下列分析正确的是()。A.该林区猕猴种群的年龄组成为稳定型B.调查时猕猴种群数量已经达到环境容纳量C.79岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,这与雄性争夺王位和配偶死亡率较高有关D.各年龄组个体数量不变,若性别比例变为11,则猕猴的出生率将升高,C,答案,解析,解析由题图可知,该林区猕猴种群中,幼年个体明显多于老年个体,因此其年龄组成为增长型,A项错误;调查时猕猴种群的年龄组成为增长型,说明其种群数量还会增长,还未达到环境容纳量,B项错误;由题图可知,79岁个体中,雄性与雌性的数量比值最小,这与雄性争夺王位和配偶死亡率较高有关,C项正确;根据图中信息不能说明性别比例为11时猕猴的出生率将升高,D项错误。,例4下列叙述中,不属于对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米种植解析斑马在草原上成群活动是集群分布;每毫升河水中有9个大肠杆菌是对种群密度的描述,不属于对种群空间特征的描述;稗草在稻田中随机分布是指空间特征中的随机分布;木棉树在路旁每隔5米种植属于空间特征中的均匀分布。,B,答案,解析,考点2调查种群密度的方法1.调查种群密度的方法(1)逐个计数法:调查分布范围小、个体较大、个体数量有限的种群。(2)估算法:调查分布范围大、个体较小的种群,包括样方法、黑光灯诱捕法、标志重捕法和抽样检测法等。2.样方法(1)适用对象:植物、昆虫卵、作物上的蚜虫、跳蝻。(2)过程:确定调查对象取样计数每个样方个体数以所有样方种群密度的平均值作为种群密度估计值。(3)取样的方法:五点取样法和等距取样法。(4)取样的关键:随机取样。,3.标志重捕法(1)适用生物:活动能力强、活动范围大的动物。(2)密度估算公式:=,初次捕获标记数M,再次捕获个体数n,个体总数N,重捕的标记个体数m,1.样方法的适用对象和范围(1)样方法不仅能调查生物的种群密度,还能调查群落中植物的丰富度。(2)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虫卵也可用样方法调查其种群密度。(3)样方数目视调查地段的总体面积而定;选取的样方大小视植物类型而定,如乔木的样方宜为100m2,灌木的宜为16m2,草本植物的宜为1m2。(4)调查植物种群密度时,因为一些丛生小灌木,丛生或蔓生的草本单子叶植物,从地上部分难以辨别是一株还是多株,所以初学者宜选择双子叶草本植物调查。2.随机取样:在抽样时,如果总体中每一个个体被抽选的机会均等,且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连,这样就满足了随机性,这种取样方式叫作随机取样。随机取样不允许掺入任何主观性因素。,3.样方法计数原则:同种生物个体无论大小都要计数,若有正好处在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如图(注:实心圈表示统计的个体)。,例5在某池塘中,第一次捕获鲫鱼100条,做上标记后放回,第二次捕获鲫鱼80条,其中有标记的24条,由此可估算出该池塘中鲫鱼的密度。后来发现这次估算的结果与实际结果误差较大,分析其原因不正确的是()。A.两次捕鱼的时间间隔太长或太短B.重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡C.两次捕鱼的渔网的网眼大小不同D.标记不当,被标记的鱼放回后有部分死亡,B,答案,解析,解析两次捕鱼的时间间隔太长或太短,偶然性大,因而计算结果会与实际结果误差较大,A项不符合题意;虽然重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡,但得到的鲫鱼数量不变,不会影响结果,因而它不是与实际结果误差较大的原因,B项符合题意;如果前后两次捕鱼所用的渔网网眼大小不一样,则人为造成捕获的鲫鱼发生变化,从而导致估算结果与实际结果误差较大,C项不符合题意;由于被标记的鲫鱼放回后有一小部分死亡,减小了第二次捕获的鲫鱼中有标记鲫鱼的比例,导致估算结果与实际结果误差较大,D项不符合题意。,例6样方法是生态学研究中经常使用的调查方法。以下关于样方法的叙述正确的是()。A.用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值B.蚜虫呈集群分布,不宜采用样方法调查蚜虫的种群密度C.调查某双子叶植物的种群密度应在植物生长密集处取样D.调查蝗虫幼虫种群密度应根据地段形状确定取样方法解析用样方法调查植物的丰富度时,应该调查植物的种类总数,不能取平均值,A项错误;蚜虫活动能力弱,活动范围小,宜采用样方法调查其种群密度,B项错误;样方法调查种群密度的关键是随机取样,C项错误;取样方法可根据地段形状来确定,D项正确。,D,答案,解析,考点3种群数量的变化1.建构种群增长模型的方法(1)模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的、概括性的描述,这种描述可以是定性的,也可以是定量的;有的借助于具体的实物或其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。(2)模型的形式有很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。(3)数学模型是联系实际问题与数学的桥梁。可以通过建立数学模型来描述、解释和预测种群数量的变化。,2.“J”型曲线与“S”型曲线的比较,1.数学模式的表现形式(1)数学方程式:科学、准确。(2)曲线图:直观。2.K值变动的示意图(1)同一种生物的K值不是固定不变的,而是会受环境的影响。在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在平均值附近上下波动;当种群数量偏离平均值的时候,会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。(2)当环境遭受破坏,K值会下降;当生物生存的环境改善时,K值会上升。,3.封闭环境中的种群数量变化模型在封闭环境中,无外源物质和能量的补充,种群数量达到最大值后,随着资源的消耗和有害物质的积累,最终K值不断降低,种群数量减少甚至消亡。如恒定容积培养液中酵母菌的增长曲线(如图所示)。4.种群数量变化与种群数量增长种群数量变化包括增长、波动、稳定和下降等。“J”型曲线和“S”型曲线研究的只是种群数量的增长。,例7科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查,并研究Nt+1/Nt随时间的变化趋势,结果如下图所示(图中Nt表示第t年的种群数量,Nt+1表示t+1年的种群数量)。下列分析正确的是()。A.甲种群在0t3段的年龄结构为增长型B.乙种群在0t1段的种群数量呈“J”型增长C.乙种群在t2时数量最少D.甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件比较理想,B,答案,解析,解析Nt+1/Nt即种群数量变化的值,当1,种群数量增大;=1,种群数量不变;1且不变,种群数量呈“J”型增长,B项正确;乙种群在t2之后,种群数量还有一段时间在减少,因此在t2时乙种群数量不是最少的,C项错误;甲种群在t3后1,且不变,种群数量呈“J”型增长,D项错误。,例8某生物兴趣小组对某动物繁育中心的某种濒危动物的种群增长速率进行了调查,下表为调查结果。下列相关叙述正确的是()。A.第四年该种群数量大约是该环境容纳量的一半B.第一年至第七年,该种群的年龄组成从增长型向衰退型转变C.该种群数量呈“S”型增长,种群增长速率不受种群密度制约D.对该濒危动物最好的保护方式为就地保护,A,答案,解析,解析从题表中数据可知,该种群的增长速率在调查的7年内,先增大后减小,符合“S”型增长曲线,第四年该种群的增长速率最大,对应的种群数量应为K/2,A项正确;种群数量呈“S”型增长的种群,其年龄组成从增长型逐渐向稳定型转变,B项错误;种群数量呈“S”型增长的种群,其种群密度制约增长速率,C项错误;对动物繁育中心的该濒危动物最好的保护方式为易地保护,D项错误。,例9去年6月下旬以来,栖息在某湖区400多万亩湖洲地中的约20亿只东方田鼠,随水位上涨部分内迁。它们四处打洞,啃食庄稼,严重威胁沿湖防洪大堤和近800万亩稻田。(1)生态学家研究发现,东方田鼠种群是在围湖造田期间迁入湖洲地的,迁入初期种群数量很少,一个月内随着水稻和芦苇等植物种植面积的不断扩大而迅速增长。根据以上内容回答以下问题:,为研究东方田鼠种群数量的变化规律,生态学家建构了数学模型,其过程如下表。请填写表中b和c空白之处的内容。表中Nt=N0t成立的前提条件是。,根据搜集到的现实信息,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,跟踪统计东方田鼠的数量,对所建立的数学模型进行检验或修正,湖洲地的食物和空间条件充裕、没有敌害、气候适宜,答案,假设东方田鼠种群迁入初期为3000只,则30天后该种群的数量(N30)为只。(用公式表示,不必计算具体结果)(2)有人建议:可以在庄稼周围投放大量灭鼠药来消灭鼠患。你认为这种方法可不可取?。请说明原因。_。(3)请从环境容纳量的角度思考,提出两项控制东方田鼠数量的有效措施:_。,不可取,会同时杀死其他动物(或降低生物多样性);,降低生态系统的稳定性;引起环境污染;没有被毒死的东方田鼠由于得到了充裕的,生活条件而大量繁殖,有再度爆发鼠患的可能,退田,还湖(或控制水稻和芦苇种植面积);引入天敌,答案,解析,解析(2)高毒性的灭鼠药,不仅杀死了东方田鼠,还杀死了其天敌以及其他动物,造成没有被毒死的东方田鼠大量繁殖,有可能再度爆发鼠患。另外高毒性灭鼠药还会造成环境污染。(3)从根本上消灭东方田鼠,需要破坏其生存环境,减少其食物,引入其天敌,降低其环境容纳量。,考点4影响种群数量变化的因素1.影响种群数量变化的因素(1)内因:主要是指决定种群繁殖特性的因素。它包括出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等。(2)外因:食物、气候、天敌、传染病以及人为干扰等。2.种群数量变化的内容增长、波动、下降、消亡。,例10在野外实验站,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,结果如图。有关叙述正确的是()。(多选)A.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B.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C.开放和封闭条件下种群数量均在达到K值时开始衰退D.开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱,AB,答案,解析,解析本题考查对实验结果的分析判断能力。由曲线可知初始密度相同的种群,开放条件下先达到峰值也先衰退,而开放条件与封闭条件相比不同之处是开放条件下存在迁入和迁出的现象,A、B两项正确;因各组棉叶的规格数量相同,则理论上K值应相同,但由图示可知,只有开放条件下初始密度较大的种群在达到K值时开始衰退,其余都是在未达到K值时就开始衰退,C项错误;种内斗争是指某一区域的同种个体为争夺有限的资源和空间而发生斗争的现象,在种群衰退时虽然种群个体数量减少,但因棉叶被食用,其量也在减少,故种内斗争不一定减弱,D项错误。,例11(2018年保定模拟)研究人员在千岛湖地区两个面积、植被气候等环境条件相似的甲、乙两岛上对社鼠进行种群数量调查,得到的结果如图所示。已知乙岛上另一种鼠类青毛硕鼠的数量要明显多于甲岛,且6到8月该岛上有黄鼠狼活动。下列分析正确的是()。A.甲、乙两岛上的社鼠与青毛硕鼠存在共生关系B.从311月,两岛社鼠的环境容纳量均保持不变C.两岛67月期间,社鼠的出生率均小于死亡率D.黄鼠狼的捕食是导致6月之后乙岛社鼠数量下降快的唯一因素,C,答案,解析,解析由图示可知,两岛社鼠数量超过最高点后均开始下降,不能维持在最高点上下波动,甲、乙两岛上的社鼠与青毛硕鼠没有生活在一起,不存在共生关系,A项错误;环境容纳量会受到天敌、气候、食物等因素的影响,因此311月,两岛社鼠的环境容纳量均有改变,B项错误;两岛社鼠的数量在67月期间都迅速下降,迁入率、迁出率、出生率、死亡率是影响种群数量的主要因素,两岛社鼠在67月期间没有迁入和迁出,可见两种社鼠的出生率均小于死亡率,C项正确;68月乙岛上有黄鼠狼活动,在6月之后乙岛社鼠数量下降快的影响因素不仅包括黄鼠狼的捕食,还包括竞争等,D项错误。,考点5探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”1.探究目的初步学会酵母菌等微生物的计数以及种群数量变化曲线的绘制。2.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;在有限的环境中,酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法显微计数法。,3.实验步骤,4.实验结果5.注意事项(1)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。(2)显微计数时,对于压在小方格边线上的酵母菌,应只计固定的相邻两条边及其顶点上的酵母菌。(3)每天计数酵母菌数量的时间要固定。,血细胞计数板的计数1.血细胞计数板有两种方格网,对于1625型的方格网而言,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2516型的方格网而言,计四角和正中间的中方格(共5个)共计80个小方格中的个体数量,如图所示。,计算方法:大方格长、宽均为1mm,高度为0.1mm(即规格为1mm1mm0.1mm),则每个大方格的体积为0.1mm3(10-4mL),故1mL培养液中细胞个数=()400104稀释倍数。2.测细胞数目(1)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。(2)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。,中方格中的细胞总数,中方格中小方格个数,例12在利用血细胞计数板对培养液中酵母菌数量进行计数时,为保证计数的准确,不应该()。A.在取样液之前,轻轻振荡锥形瓶,使酵母菌均匀分布B.在加样液之前,对计数室进行镜检,若有污物必须清洗C.先盖盖玻片,后在盖玻片一侧滴少量样液,另一侧用吸水纸吸引D.在显微计数前,要静置一段时间,以使酵母菌全部沉降到计数室底部,答案,解析,C,解析从锥形瓶中吸出培养液进行计数前,需将锥形瓶轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差,保证实验结果的准确性,A项不符合题意;实验探究的是培养液中酵母菌种群数量的变化,因此为了避免其他杂菌对酵母菌数量计数的影响,在加样液之前,要对计数室进行镜检,若有污物必须清洗,B项不符合题意;使用血细胞计数板时,应先放盖玻片,再滴加培养液,使培养液从边缘处自行渗入计数室,C项符合题意;血细胞计数板加样后,需静置片刻再使用显微镜计数,这是因为计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1mm),需要让细胞全部沉降到计数室底部的网格线中,避免细胞分布在不同液层深度,导致计数时被遗漏,D项不符合题意。,例13栖息在Gough岛的信天翁从1889年以来一直稳定在4000只左右。这种鸟需要911年才能达到性成熟,每隔2年繁殖一次,每窝只产一个蛋,亲鸟共同育幼。下列有关叙述错误的是()。A.信天翁性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定其出生率B.领域行为不会改变信天翁的环境容纳量C.信天翁的种群存活曲线符合“J”型增长类型D.1889年以来该岛上信天翁种群的生物量保持稳定解析本题考查种群的特征、种群数量变化。信天翁性成熟的早晚、每次产仔数和每年生殖次数决定其出生率,A项正确;领域行为不会改变信天翁的环境容纳量,B项正确;信天翁的种群数量增长曲线符合“S”型增长类型,C项错误;1889年以来该岛上信天翁种群的生物量保持稳定,D项正确。,C,答案,解析,1.(2018年全国高考)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是()。A.种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果B.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约C.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单位水体该鱼的产量有可能相同D.培养瓶中细菌种群数量达到K值前,密度对其增长的制约逐渐减弱解