第九单元 生物与环境

第九单元eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(生物与环境))第一讲种群的特征和数量的变化知识点一种群的特征[系统主干知识]一、种群的数量特征1．种群数量特征之间的相互关系2．种群密度的调查方法(1)样方法①适用对象：植物或活动范围小、活动能力弱的动物。②取样方法：五点取样法和等距取样法。③取样关键：随机取样。(2)标志重捕法①适用对象：活动范围大、活动能力强的动物。②计算公式：N(种群数量)＝eq\f(n重捕个体数,m重捕中标记数)×M(初次捕获标记数)。二、种群的空间特征[聚焦关键微点]一、澄清概念——所用教材的关键语句要理解透1．种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。种群密度是种群最基本的数量特征。(1)种群的特征与个体的特征相同。(×)(2)生物的种群密度不会随着季节的变化而发生变化。(×)(3)诱杀雄性个体不会影响该种群的密度。(×)(4)了解种群密度的变化有利于合理利用生物资源。(√)2．在调查分布范围较小、个体较大的种群时，可以逐个计数。但是，在多数情况下，逐个计数非常困难，需要采取估算的方法。(1)调查种群数量较少的陆生植物种群密度时，应随机取样，并适当扩大样方的面积。(√)(2)可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度。(√)(3)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。(×)(4)如果采用样方法调查甲地蒲公英的种群密度，计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积即可。(×)(5)五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。(×)二、科学思维——新版教材的教考导向需领悟好1．(新人教版选择性必修2P4“与社会的联系”)20世纪80年代以来，我国出生人口男女性别比例持续升高，严重偏离人口性别比例的正常值，为此我国政府采取了一系列措施对我国出生人口的男女性别比例持续升高问题进行了综合治理。例如，通过法律禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”和“非医学需要的性别选择性人工流产”，启动了“关爱女孩行动”，等等。请思考：性别比例是如何影响种群密度的？提示：性别比例通过影响出生率，进而影响种群密度。2．(新人教版选择性必修2P6“生活科技进展”)(1)调查动物种群密度常用的方法有哪些？提示：样方法、标志重捕法、黑光灯诱捕法等。(2)查阅有关资料列举一些不需要直接观察或捕捉就能调查种群密度或种群数量的新方法。提示：红外触发相机、利用动物的粪便、利用动物的声音等。[深化拓展提能]1．归纳总结种群数量特征之间的联系(1)种群最基本的数量特征：种群密度。种群数量多，但种群密度不一定大。(2)决定种群密度变化的直接因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在具体环境中的种群要根据实际情况分析。(3)决定种群密度的间接因素：年龄组成和性别比例。其中年龄组成既能影响出生率，又能影响死亡率，而性别比例只能影响出生率。(4)预测种群数量的变化趋势：年龄组成。2．比较种群年龄组成的三种类型(1)统计图(以稳定型和增长型为例)(2)曲线图和柱形图模示图增长型稳定型衰退型曲线图柱形图(3)各图示共性及判断技巧无论何种图形，均应注意各年龄段个体的比例——增长型中的幼年个体多，老年个体少；稳定型中的各年龄段个体比例适中；衰退型中的幼年个体少，老年个体多。3．样方法与标志重捕法(1)两种方法的比较项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动能力弱、活动范围小的动物活动能力强、活动范围大的动物调查程序注意事项①随机取样②样方大小适中③样方数量不宜太少①调查期间没有迁入和迁出、出生和死亡②标记物对所调查动物的生命活动无影响(2)调查种群密度方法中的注意事项①选取样方时，要注意随机取样。对于方形地块常用五点取样法(如图甲)，狭长地块常用等距取样法(如图乙)。②样方法中计数要准确。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：图甲为方形样方，图乙为圆形样方，实心圈表示要统计或测量的个体，虚线表示圆形样方的直径。③样方法的调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物，而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。④植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木的样方面积为100m2，灌木为16m2，草本植物为⑤样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物如蚜虫、跳蝻等也可用样方法调查。⑥标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。标志重捕法中两次捕捉间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。(3)利用标志重捕法估算种群密度的误差分析设种群数量为N只，第一次捕获N1只并标记，第二次捕获了N2只，其中有N0只被标记，根据公式N1/N＝N0/N2，得N＝N2·N1/N0。由此分析可知：①若由于某种原因，如标记物易脱落、被标记个体的被重捕机会降低、标记物导致被标记个体易于被捕食、在被标记个体稀少处捕获等，造成N0偏小，则N偏大。②若由于某种原因，如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获、在被标记个体密集处捕获等，造成N0偏大，则N偏小。③若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。[题点全训过关]题点(一)种群的特征[典例1](2018·全国卷Ⅰ)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[解析]当空间、资源有限时，种群数量呈S型增长；林场空间、资源有限，老鼠种群数量的增长会由于密度增加而逐渐减慢；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，密度对其增长的制约逐渐增强。[答案]Deq\a\vs4\al([归纳拓展])种群数量变化特殊实例及分析(1)城市人口的剧增——由迁入率>迁出率造成的。(2)我国人口的增长——由出生率>死亡率造成的，不是仅由出生率高造成的。(3)计划生育政策——控制出生率，使人口增长率下降。(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，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。[对点训练]1．(2021·柳州调研)如图表示种群的各个特征之间的关系图，下列叙述错误的是()A．甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率B．丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度C．丁为年龄组成，每种类型中包括老年、中年和幼年三个年龄期D．种群密度是种群最基本的数量特征，其并非总随着出生率的增大而增大解析：选C由图分析可知，甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率，A正确；丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度，B正确；丁为年龄组成，每种类型中包括幼年、成年和老年三个年龄期，C错误；种群密度取决于出生率和死亡率、迁入率和迁出率，因此种群密度不一定会随着种群出生率的增大而增大，D正确。2．研究人员对某林区猕猴种群数量和性别比例进行调查，结果如图所示(注：4～12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．7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最小，与雄性因争夺空间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1∶1，则猕猴的出生率将升高解析：选C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；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，并未达到环境容纳量；7～9岁个体中，雄性与雌性的数量比值最小，与雄性因争夺空间和配偶死亡率较高有关；根据图中信息不能说明性别比例为1∶1时猕猴的出生率将升高。题点(二)种群密度的调查[典例2](2017·全国卷Ⅲ)某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是()A．将样方内的个体进行标记后再计数B．进行随机取样，适当扩大样方的面积C．采用等距取样法，适当减少样方数量D．采用五点取样法，适当缩小样方面积[解析]根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”，在用样方法调查时，选取的样方过小，可能导致收集到的数据较少，偶然性较大，因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量，C、D项不合理，B项合理。用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记，A项不合理。[答案]Beq\a\vs4\al([规律方法])“两看法”选择合适的种群密度调查方法[对点训练]3．下列关于种群密度调查实验及调查方法的叙述，正确的是()A．标志重捕法在做标记时，标记物要醒目，有利于抓捕B．随机取样方n个，每个样方个体数量为X1、X2、…Xn，则种群密度为(X1＋X2＋…＋Xn)/nC．标志重捕法的计算公式为：(初次捕获并标记的个体数×重捕个体数)/重捕中被标记的个体数D．样方法和标志重捕法统计得到的数值就是种群密度解析：选C标记物醒目时易被天敌发现，影响重捕时标记的个体数，因此标记物应不易被观察到，A错误；(X1＋X2＋…＋Xn)/n是每个样方的种群平均数量，若样方面积不是单位面积，则不能代表种群密度，B错误；标志重捕法的计算公式为：(初次捕获并标记的个体数×重捕个体数)/重捕中被标记的个体数，C正确；样方法和标志重捕法统计得到的结果除以调查面积才是种群密度，D错误。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．池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法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：选C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。池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法。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。知识点二种群的数量变化[系统主干知识]一、种群的数量变化1．种群数量变化的研究(1)研究方法：建构数学模型。(2)一般步骤：2．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等资源和空间有限、受其他生物的制约等曲线特点种群数量每年以一定的倍数连续增长，没有K值种群数量达到环境容纳量，即K值后，将停止增长3．“S”型曲线中K值与K/2值的分析与应用(1)K值与K/2值的分析(2)K值与K/2值的应用4．种群数量的波动和下降大多数种群的数量总是在波动中，在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。5．影响种群数量变化的因素(1)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。(2)人为因素：人类活动。二、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，种群的数量增长受培养液的成分、培养的空间、pH、温度等因素的影响。(2)在理想环境中，酵母菌种群数量的增长呈“J”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群数量的增长呈“S”型曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，还会转而下降直至全部死亡(营养物质消耗、代谢产物积累及pH变化所致)。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。2．实验注意事项(1)本实验不需要专门设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。(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)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。(4)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。(5)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。(6)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数，以每小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。(7)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果的记录最好用记录表。[聚焦关键微点]一、澄清概念——所用教材的关键语句要理解透1．自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“eq\a\vs4\al(J)”型。(1)一个物种引入新地区后，一定呈“J”型增长。(×)(2)种群“J”型增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。(×)2．种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“eq\a\vs4\al(S)”型曲线。(1)种群的“S”型增长是受资源因素限制而呈现的结果。(√)(2)在种群的“S”型增长过程中，出生率在降低，死亡率在升高。(×)(3)增长型种群的出生率应高于衰退型种群的出生率，而死亡率则相反。(×)3．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称为环境容纳量，又称K值。(1)环境容纳量是指种群的最大数量。(×)(2)自然环境中增加某种群的天敌数量会影响该种群的K值。(√)(3)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动。(√)(4)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。(×)二、科学思维——新版教材的教考导向需领悟好1．(新人教版选择性必修2P10“思考·讨论”)(1)对世界人口数量已经达到地球的环境容纳量的问题，我们对此应该持有的观点是什么？提示：可从人类与环境可持续发展角度作答。(2)对于鼠、蚊虫等有害生物的控制，应该采取什么措施？提示：从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储存在安全处，断绝或减少它们的食物来源；室内采取地面硬化，减少它们挖造巢穴的场所；养殖或释放它们的天敌等。2．(新人教版选择性必修2P13～16“影响种群数量变化的因素”)(1)影响种群数量变化的非生物因素有哪些？提示：阳光、温度、水等。(2)影响种群数量变化的生物因素有哪些？提示：种内关系和种间关系。3．(新人教版选择性必修2P17“思维训练”分析循环因果关系)在生物学上，许多生理或生态过程的因果关系是循环性的，也就是说，一定的事件作为引起变化的原因，所导致的结果又会成为新的条件，施加于原来作为原因的事件，使之产生新的结果，如此循环往复。据循环因果关系分析下列生物学过程的因果循环性。(1)甲状腺激素分泌的调节。提示：(2)猎物和捕食者种群数量变化的相关性。提示：[深化拓展提能]1．种群数量的变化(1)“J”型增长曲线的形成条件：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。其特点是种群的数量每年以一定的倍数(λ倍)增长(数学模型：Nt＝N0·λt)。(2)“S”型增长曲线的形成条件：资源和空间条件有限，随种群密度增大，种内竞争加剧，天敌数量增多，从而使出生率降低、死亡率升高，直到平衡。(3)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称为环境容纳量，又称K值。(4)在自然界中，气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量，故大多数种群的数量总处于波动中。(5)渔业捕捞中，使鱼的种群数量维持在K/2的原因：K/2时种群的增长速率最大，种群的数量能迅速恢复，有利于鱼类资源的可持续利用。2．关于K值(1)K值并不是种群数量的最大值：K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值；种群数量所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境会遭到破坏。(2)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件状况改善时，K值会上升。(3)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。(4)K值的四种表示方法图中t1时所对应的种群数量为K/2，t2时所对应的种群数量为K值。3．影响种群数量变化的因素种群数量的变化情况包括增长、波动、下降，甚至消亡。影响因素有：(1)生物因素：包括种内关系(如种内竞争)和种间关系(如种间竞争、捕食等)。(2)自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。(3)人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。[题点全训过关]题点(一)种群增长曲线[典例1](2020·山东等级考)为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是()A．单独培养条件下，甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快B．混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在10～12天增长缓慢的主要原因C．单独培养时乙藻种群数量呈“S”型增长D．混合培养对乙藻的影响较大[解析]由图可知，单独培养条件下，甲藻种群的环境容纳量(K值)为2.0×106个，在K/2(1.0×106个)时种群增长最快，A正确；混合培养时，在10～12天甲藻种群数量接近K值，而乙藻种群数量接近0，此时导致甲藻种群数量增长缓慢的主要因素是种内竞争，B错误；由图中曲线可知，乙藻单独培养时种群数量呈“S”型增长，C正确；混合培养时，甲、乙两种藻起始数量相同，到10～12天时甲藻数量接近环境容纳量，而乙藻接近灭绝，可知混合培养对乙藻的影响较大，D正确。[答案]Beq\a\vs4\al([归纳拓展])(1)“S”型曲线开始部分由于环境阻力小，近似于“J”型增长，但在一定的环境条件下，以“J”型增长不可持续，随着种群密度增大，环境阻力增大，当种群数量大于K/2后，增长速率下降，最终达到K值，形成“S”型增长曲线。(2)Nt＝N0·λt，λ代表增长倍数，不是增长率。λ＞1时，种群密度增大；λ＝1时，保持稳定；λ<1时，种群密度减小。(3)最大捕捞量≠最大日捕获量，如K/2时捕捞可持续获得最大捕捞量，但不能获得最大日捕获量——最大日捕获量应处于种群密度最大时。[对点训练]1.(2018·浙江4月选考)在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数量进行了调查之后，又开展了连续4年的跟踪调查，计算其L值(L＝当年末种群个体数量/前一年末种群个体数量)，结果如图所示。下列关于这4年调查期间的种群数量变化的叙述，错误的是()A．第1年末甲乙两种群的增长速度不一定相等B．第2年末乙种群数量不一定大于甲C．第3年末乙种群数量达到了最大值D．这4年中甲种群每年增加的数量是相等的解析：选D由于两个种群初始数量未知，第1年末甲种群L＝1.5，乙的L值稍大于1.0，两个种群具体增加的个体数量无法得知，故两个种群的增长速度不一定相等；由于甲、乙两个种群初始数量未知，第2年末乙种群数量不一定大于甲；第3年末乙种群L＝1.0，且在接下来的时间内L小于1.0，即种群数量在减少，故第3年末是乙种群数量的最大值；这4年中，甲种群L均为1.5，每年增加的数量都较前一年多。2．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)猕猴为某岛屿生境中重要的动物类群，近40年调查发现猕猴种群最初集中分布于岛屿西南一侧，目前岛屿各区域均有分布。根据已有数据并利用模型模拟理想环境中未来60年内猕猴种群的数量变化，结果如图所示。下列叙述错误的是()A．目前该岛屿猕猴种群增长速率呈下降趋势B．地理环境封闭是限制猕猴种群数量持续增加的关键因素C．目前该岛屿猕猴种群分布类型为均匀型D．若该岛屿生境遭到破坏，环境容纳量降低，猕猴遗传多样性将下降解析：选A种群增长速率可用种群数量变化曲线中每一点切线的斜率来表示，据图分析可知，目前该岛屿猕猴种群增长速率呈先上升后下降趋势，A错误；由图可知，前40年猕猴集中分布于岛屿西南一侧，随后尽管分布于整个岛屿，在理想环境中，其种群数量依然不能表现为“J”型增长，显然地理环境封闭是限制猕猴种群数量持续增加的关键因素，B正确；猕猴为灵长类动物，且目前该岛屿猕猴各区域均有分布，此时该种群分布类型为均匀型，C正确；若该岛屿生境遭到破坏，其环境容纳量降低，因此猕猴种群的基因库减小，即遗传多样性将下降，D正确。题点(二)探究酵母菌种群数量的变化[典例2](2019·全国卷Ⅲ)回答下列与种群数量有关的问题。(1)将某种单细胞菌接种到装有10mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为________型，且种群数量为________时，种群增长最快。(2)若将该种菌接种在5mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)________(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)液体培养基中的营养物质、空间等是有限的，试管中该种菌的种群数量达到a时不再增加，所以该种群增长曲线为S型，K值为a，种群数量在a/2时增长最快。(2)K值为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。当培养基由10mL减少到5mL后，环境容纳量减小；若都是5mL培养基，且培养条件不变，由于环境资源量不变，即使该种菌的起始接种量增加一倍，K值也不会改变。[答案](1)“S”a/2(2)减小不变K值是由环境资源量决定的，与接种量无关eq\a\vs4\al([归纳拓展])血细胞计数板及其使用(1)血细胞计数板：通常有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格。但无论哪种规格的计数板，每个大方格都有16×25＝400个小方格。一个大方格长和宽各为1mm，深度为0.1mm，容积为0.1mm3。(2)计数方法：对于16×25的计数板而言，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25×16的计数板而言，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。(如下图所示)(3)计算方法：①16×25型的计数板：酵母细胞个数/mL＝(100个小方格细胞总数/100)×400×10000×稀释倍数。②25×16型的计数板：酵母细胞个数/mL＝(80个小方格细胞总数/80)×400×10000×稀释倍数。[对点训练]3．(2017·江苏高考)某小组开展酵母菌培养实验，如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()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：选B培养初期，酵母菌数量较少，种内竞争微弱；由于营养物质和空间等条件有限，酵母菌的种群增长曲线呈“S”型；本实验中，酵母菌计数应该选用血细胞计数法；酵母菌的细胞呼吸场所一直在细胞内。4．下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是()A．先向计数室内滴加培养液，然后再将盖玻片放在计数室上B．从瓶中吸出培养液进行计数之前，不必摇匀培养瓶中的培养液C．培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液则不需灭菌D．为了方便酵母菌计数，培养后期的培养液应先稀释后再计数解析：选D在“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，应该先将盖玻片放在计数室上，再用滴管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让其自行渗入；从瓶中吸出培养液进行计数之前，必须摇匀培养瓶中的培养液，使酵母菌均匀分布，减小实验误差；培养用具必须经过严格的灭菌处理，培养液也需要用高压蒸汽灭菌法灭菌；酵母菌的繁殖能力很强，培养后期酵母菌数量较多，为了方便酵母菌计数，培养液应先稀释后再计数。5．(2021·泉州联考)在“探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”实验中，观察到血细胞计数板(图1，规格为1mm×1mm×0.1mm)计数室的某一个方格中酵母菌如图2分布。下列有关叙述正确的是()A．该方格中酵母菌的数量应计为9个B．实验中被龙胆紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞C．该血细胞计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1mmD．培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧解析：选B该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，A错误；由于细胞膜的选择透过性，实验中被龙胆紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞，B正确；血细胞计数板盖玻片下液体的厚度为0.1mm，C错误；酵母菌的繁殖需要氧气，培养酵母菌时，不能去除培养液中的溶解氧，D错误。科学思维——种群数量增长的两种曲线分析[典例](2019·全国卷Ⅰ)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点，设计了三个实验组，每组接种相同数量的细菌甲后进行培养，培养过程中定时更新培养基，三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h，得到a、b、c三条种群增长曲线，如图所示。下列叙述错误的是()A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同C．在培养到23h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的D．培养基更新时间间隔为23h时，种群增长不会出现“J”型增长阶段[解析]细菌甲为异养微生物，能够将培养基中的有机物分解成无机物，A正确。培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同：更换频率快，环境资源相对丰富；更换频率慢，环境资源相对匮乏，B正确。通过对比题图中三条曲线可知，a组为培养基更新时间间隔为3h的实验组，细菌数量呈“J”型增长，由此可知其营养和空间条件都是充裕的，C正确。培养基更新时间间隔为23h时，在培养的初始阶段，由于营养和空间条件充裕，因此种群增长也会出现“J”型增长阶段，D错误。[答案]D[内化于心—思维建模](一)种群数量增长曲线常见模式图[模型解读]1．图1中曲线甲表示种群在资源和空间无限的理想条件下的“J”型增长曲线，曲线乙是资源和空间有限条件下的“S”型增长曲线。两种增长曲线的差异主要是由环境阻力的有无造成的。2．图2中“J”型增长曲线的增长率和增长速率曲线分别是①③，“S”型增长曲线的增长率和增长速率曲线分别是②④。3．图3中对应的种群数量为K值的点有A、B、C、D，种群数量为K/2的点有A′、C′、D′。(二)关于K值和“λ”的模型分析[模型解读]1．关于K值模式图分析K值即“在环境不受破坏”的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量——实际环境中种群数量往往在K值上下波动，如图1所示。(1)对图甲模型解读K值是可变的。K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降，达到一个新的K值；当环境条件状况改善后，K值会上升，如图甲所示。达到K值后种群数量仍是可变的，会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值，如图甲。K值并不是种群数量的最大值。K值是环境容纳量，即在保证环境不被破坏的前提下一定空间中所能容纳种群数量的最大值；种群所能达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为已超过环境承载量。(2)对图乙模型的解读：被捕食者种群数量超过N2，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过P2，则引起被捕食者数量减少。两者相互作用，使被捕食者和捕食者的数量分别在N2和P2水平上保持动态平衡，从而判断被捕食者和捕食者的K值分别为N2和P2。2．关于“λ”的模式图分析(如图2所示)(1)“λ”≠增长率种群“J”型增长的数学模型：Nt＝N0λt中，λ代表某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，不是增长率。增长率＝(末数－初数)/初数×100%＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。(2)图2曲线分析a段——λ>1且恒定，种群数量呈“J”型增长；b段——“λ”尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则种群数量一直增加；c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定；d、e段——λ<1，种群数量逐年下降。[外化于用]1．(2021·重庆模拟)如图表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线，下列有关种群数量增长曲线的叙述，正确的是()A．图甲为“J”型增长，每年增加的个体数量始终不变B．图乙为“S”型增长，e点时增长速率达到最大值C．防治蝗灾应在害虫数量达到d点时进行D．渔业捕捞后剩余量应该在c点左右解析：选D图甲为“J”型增长，数学模型为Nt＝N0·λt，λ代表增长倍数，保持不变，但每年增加的个体数量在不断上升，A错误。图乙中e点时种群的数量不再变化，增长速率为0，B错误。防治蝗灾应该在b点之前进行，超过b点，蝗虫增长速率加快，灭虫效果差，C错误。渔业捕捞应该在超过K/2时进行，且每次捕捞后的剩余量应保持在c点左右，此时种群的增长速率最大，D正确。2．假设某草原上散养的某种家畜种群呈“S”型增长，该种群的增长速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：选D根据题图，种群数量约为环境容纳量的1/2时，种群增长速率最大，种群有最大持续产量。与甲、乙、丙点相比，在丁点时捕获，捕获后使种群处于最大增长速率附近，能达到持续尽可能多地收获该种家畜的目的。3．如图三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果，以下分析错误的是()A．图1中a点和图3中e点的增长速率与图2中的c点对应B．图1中b点和图3中f点的增长速率与图2中的d点对应C．图1、2、3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律D．图1、2、3中的b、c、f点都可以表示种群数量达到了环境容纳量解析：选D图1中a点、图2中的c点和图3中e点对应种群数量为K/2，此时增长速率最大，A正确；图中b、d、f点都可以表示种群数量达到了环境容纳量，种群增长速率为0，B正确；图1、2、3都是“S”型增长，都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律，C正确；b、d、f点都可以表示种群数量达到了环境容纳量，c时为K/2，D错误。4．科学家对某种群的数量进行了13年的连续研究，结果如图所示(λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)。下列分析正确的是()A．前4年间，该种群数量相对稳定，年龄组成为稳定型B．第4年到第5年间，该种群数量不断下降C．第5年到第9年间，该种群数量达到K值并保持相对稳定D．从第11年开始该种群数量不断上升，到第13年达到K值解析：选C由图可知，在第1年到第4年之间λ＝1.5，种群数量在不断增加，前4年间种群数量呈“J”型增长，年龄组成为增长型，A错误；第4年到第5年间λ减小，但仍然大于1，则种群数量在不断增加，B错误；第5年到第9年间λ＝1，该种群数量达到K值并保持相对稳定，C正确；从第11年到第12年λ＜1，种群数量一直在不断减少，12年后λ＞1，该种群数量不断上升，第13年该种群的数量要比第5年的少，D错误。一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．下列选项不属于对种群数量特征描述的是()A．2020年年底某市常住人口性别比例为1.07∶1B．近年来，某市65岁及以上的人口比例增大C．橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群D．薇甘菊的入侵，导致松树种群死亡率升高解析：选C种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄组成等。A选项描述的是性别比例，B选项描述的是年龄组成，D选项描述的是死亡率，C选项描述的是种群的空间特征。2．下列关于环境容纳量的叙述，错误的是()A．种群数量在K/2时增长最快B．同一群落各种群的环境容纳量是相同的C．环境容纳量会随着环境条件的改变而改变D．环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度解析：选B在实际环境中，种群的数量呈“S”型增长，种群数量在K/2时增长最快，A正确；同一群落内，不同物种在同一环境中的环境容纳量是不同的，B错误；环境容纳量会受到环境的影响，随环境条件的改变而改变，C正确；在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动，故环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度，D正确。3．下面是有关种群特征的概念图，有关分析错误的是()A．①表示种群密度，是制约种群增长的因素之一B．春运期间，北京市的人口数量变化主要取决于②③C．预测种群数量变化的主要依据是④D．利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏了正常的⑤解析：选B图中①为种群密度，②与③分别为出生率和死亡率，④为年龄组成，⑤为性别比例。种群密度是制约种群增长的因素之一；春运期间北京市人口数量的变化主要是流动人口的变化，主要取决于迁入率和迁出率，而不是出生率和死亡率；预测种群数量变化的主要依据是年龄组成；利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫，破坏了害虫种群正常的性别比例。4.如图表示某种鱼类在有环境阻力条件下的种群增长曲线，下列叙述正确的是()A．该鱼类种群数量的增长受自身种群密度的制约B．气候条件的改变不会影响该种群的环境容纳量C．当种群数量达到d点时环境阻力开始影响种群增长D．渔业捕捞后剩余量需控制在c点以保持最高的增长速率解析：选A由于环境资源有限，鱼类种群密度越大，种内竞争会越剧烈，从而会影响种群数量的增长；种群的环境容纳量受环境(包括气候条件)的影响；题图为“S”型种群增长曲线图，一开始种群的增长就受到环境阻力的影响；b点时种群的增长速率最大，渔业捕捞后剩余量需控制在b点，有利于种群数量快速得到恢复。5．下列调查活动或实验中，计算所得数值与实际数值相比，可能偏小的是()A．标志重捕法调查灰喜鹊的种群密度时标记物脱落B．用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内的菌体C．样方法调查蒲公英的种群密度时在分布较密的地区取样D．调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象解析：选B根据标志重捕法的计算公式可知，当标记物脱落时，统计的种群密度偏大；用血细胞计数板计数酵母菌数量时，应统计方格内和压在方格界线上的酵母菌数量，对于压在方格界线上的酵母菌，应当遵循“数左不数右，数上不数下”的原则进行计数，所以若只统计方格内的菌体，会导致计算所得数值与实际数值相比偏小；调查蒲公英的种群密度时，取样时选取较密的地区统计得到的数目会偏大；调查遗传病的发病率应在人群中调查，若在患者家系中调查所得结果会偏大。6．(2021年1月新高考8省联考·重庆卷)我国热带雨林物种丰富，有巨大的生态价值，成为科学家们竞相研究的“伊甸园”。下列说法正确的是()A．热带雨林生态环境优越，某种群在入侵初期单位时间内的增长倍数一定B．热带雨林的物种丰富，生态价值高，体现了生物多样性的潜在价值C．某种群数量在短期内保持稳定，则其年龄组成不可能为增长型D．测定雨林内蜘蛛、蜈蚣等动物的种群密度需用标志重捕法解析：选A热带雨林生态环境优越，某种群在入侵初期种群数量成J型曲线增长，故单位时间内的增长倍数一定，A正确；热带雨林的生态价值，体现了生物多样性的间接价值，B错误；种群的年龄组成可以预测种群的发展趋势，但影响种群数量的因素很多，比如气候、食物、天敌和传染病等，故当种群的年龄组成为增长型时，某种群的数量在短期内也可能保持稳定，C错误；蜘蛛、蜈蚣活动能力弱，活动范围小，应该用样方法调查种群密度，D错误。7．下图为某种群数量增长曲线，下列表述错误的是()A．第1阶段种群数量缓慢增长B．第2阶段种群增长速率先增大后减小C．该种群K值为K1D．第4阶段后，种群数量也可能迅速减少解析：选C由曲线斜率和基数可知，第1阶段种群数量缓慢增长；由曲线斜率可知，第2阶段种群增长速率先增大后减小；种群数量往往在K值上下波动，则该种群K值为K2；第4阶段后，由于种内竞争加剧、天敌增多等因素，种群数量可能迅速减少。8．在资源和空间有限的条件下，种群数量呈“S”型增长。下图是某藻类在不同环境温度下的种群增长曲线，下列叙述错误的是()A．环境容纳量随环境温度不同而改变B．图中19.8℃C．24.8℃D．33.6℃条件下种群数量将维持在K解析：选D由题图可以看出，在温度不同的情况下，该藻类的个体数最大值不同，所以环境容纳量随环境温度不同而改变；在三条曲线中，19.8℃条件下环境中所容纳的最大个体数是最小的，所以在19.8℃条件下环境容纳量最小；曲线斜率表示种群的增长速率，由图中曲线可以看出，24.8℃条件下第5天左右曲线斜率是最大的，也就是此时种群的增长速率是最大的；K值是环境容纳量，不是恒定不变的，会随环境变化而发生改变。达到K9．下面的图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率与死亡率之差)和种群密度的关系，下列有关叙述正确的是()A．图1中曲线a代表死亡率，曲线b代表出生率B．海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在图1的E点C．图2中在F点控制有害动物最有效D．图2中G点代表种群的环境容纳量解析：选D图1中曲线a代表出生率，曲线b代表死亡率；海洋鱼类捕捞后应使鱼类的数量保持在K/2时，E点为K值；在F点时种群数量增长最快，不利于控制有害动物的数量；图2中的G点对应图1中的E点，均表示种群的环境容纳量。10．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)黑鹳是一种大型涉禽，为国家一级保护动物，其生性胆小、机警，常在具有隐蔽条件的湿地及周边地区涉水觅食，主要以小鱼、蛙、昆虫等为食。加强湿地的科学管理可促进黑鹳种群数量增加。下列叙述错误的是()A．减少湿地及周边地区环境污染，能降低黑鹳死亡率，使种群数量增加B．减少湿地及周边的水产养殖活动可为黑鹳提供较多的食物来源C．提高湿地生物多样性水平有助于增加黑鹳种群数量D．用标志重捕法调查时，若只标记成鸟会导致黑鹳种群数量统计结果偏小解析：选D减少环境污染会使黑鹳的生存环境更加适宜，其死亡率降低，从而使种群数量增加，A正确；减少湿地及周边的水产养殖活动，可为小鱼、蛙、昆虫等增加生存空间，使它们种群数量增加，可为黑鹳提供较多的食物来源，B正确；提高生物多样性可以使得黑鹳的食物丰富多样，使得生活的环境更加适宜，有助于增加黑鹳的种群数量，C正确；标志重捕法的公式为：种群中个体数(N)＝(第一次捕获并被标记的个体数×第二次重捕总数)/第二次重捕中被标记的个体数，若只标记成鸟，而不标记幼鸟，则会使第二次重捕中被标记的个体数偏小，使得计算出来的个体总数偏大，即黑鹳的种群数量统计结果偏大，D错误。11．一调查小组对我国东部某地群落进行深入调查，获得有关信息资料，请分析回答：(1)调查小组对某块荒地的几种常见植物的种群密度进行了连续五年的调查，一般采用的调查方法是__________，结果如下表所示(单位：株/m2)，取样时关键要做到____________。如果4种植物中有一种属于入侵物种，则该入侵物种是________，该入侵物种在入侵初期类似于________型增长，原因是____________________________________。20102011201220132014甲10.09.28.06.85.5乙3.02.11.10.30.1丙0.30.61.11.52.3丁3.02.00.400(2)下面为调查小组从当地主管部门获得的某物种种群数量的变化图，据此分析该种群在30年中种群数量最少是从第________年开始的，第20～30年间种群的出生率________(填“＜”“＝”或“＞”)死亡率。15年时种群的年龄组成是________型。解析：(1)样方法需做到随机取样；外来物种入侵初期种群数量的变化类似于“J”型增长。(2)初始几年λ值大于1且不变，此时种群数量呈“J”型增长；λ值小于1时种群数量减少，第15年时减少最快，此时种群的年龄组成为衰退型，减少至第20年时不再减少，此时种群数量最少；第20～30年间λ值等于1，种群数量不变，则出生率＝死亡率。答案：(1)样方法随机取样丙“J”生存环境适宜(或资源和空间充裕，气候适宜)，没有天敌(2)20＝衰退二、强化迁移能力，突出创新性和应用性12．图中a、b为某群落中的两个动物种群，曲线表示δ(δ＝出生率/死亡率)随时间的变化。不考虑迁入、迁出，下列叙述正确的是()A．t5时刻a、b的种群密度相同B．O→t5b种群数量呈“S”型曲线增长C．t3→t5b种群密度先上升后下降D．t3→t5a解析：选Dt5时刻a、b种群的出生率都等于死亡率，但是种群密度不一定相同，A错误；O→t5b种群的δ先小于1后大于1，种群数量先减少后增加，不呈“S”型曲线增长，B错误；t3→t5b种群的δ大于1，种群数量增加，密度一直上升，C错误；t3→t5a13．吹绵蚧是一种严重危害果园生产的害虫，澳洲瓢虫以吹绵蚧为食可以有效抑制该害虫的数量。科学家研究了吹绵蚧种群数量的变化规律，为防治害虫提供科学依据。下图是吹绵蚧种群数量与被捕食率、补充率的关系模型，其中补充率代表没有被捕食的情况下吹绵蚧增长的比率。下列说法正确的是()A．当吹绵蚧种群数量介于m～n点之间时，种群数量会逐渐稳定在n点B．当种群数量超过n点时，会导致吹绵蚧虫害的爆发C．当种群数量超过p点时，吹绵蚧种群数量会稳定在q点内D．在果园中适当投放澳洲瓢虫，可使吹绵蚧数量长期稳定在n点解析：选B当吹绵蚧种群数量介于m～n点之间时，被捕食率大于补充率，因此可推测种群数量会逐渐下降而后稳定在m点，A错误；当种群数量超过n点时，由于补充率大于被捕食率，种群数量会增加，可能会导致吹绵蚧虫害的爆发，B正确；当种群数量超过p点时，被捕食率大于补充率，因此种群数量下降，最终稳定在p点，C错误；当种群数量高于n点时，在果园中适当投放澳洲瓢虫，可使吹绵蚧数量长期稳定在n点，D错误。14．雪乡位于黑龙江省海林市双峰国家森林公园，常年积雪可达8个月，是全国著名的旅游胜地。某科研小组对双峰林场内的一种森林害鼠——棕背平进行了调查研究，以便更好地进行防治。回答下列问题：(1)对棕背平的种群密度进行调查常采用的调查方法是____________。(2)在资源不受限制的理想条件下，棕背平种群的增长曲线呈________型。其数学模型：Nt＝N0λt中，λ值与增长率的关系是增长率＝________。(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的________，从而降低该种群密度。(4)生态策略是生物在种群水平上对环境变化的适应策略。其中r对策生物通常个体小，寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。图甲中两条曲线分别表示K、r对策生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。则：据图甲比较分析，r对策生物的曲线特点是________________________________，这正是人们消除有害生物的危害所面临的状况。若鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，种群数量每天可增加1.47%，在种群密度极低时也能迅速回升，最终形成________型增长曲线。图乙曲线Ⅱ是在森林中投放了一定数量的蛇，缓解森林的鼠患。曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是________(用图中字母表示)。若投放的蛇因不适应当地森林的环境部分死亡，则图中α的角度将会________。解析：(1)棕背平的活动能力强，活动范围广，调查其种群密度常采用标志重捕法。(2)在资源不受限制的理想条件下，棕背平种群的增长曲线呈“J”型。在“J”型曲线的数学模型中，λ值表示该种群数量为前一年的倍数，而种群增长率是指一段时间内种群数量增加的部分占初始种群数量的比例，可见，λ值与增长率的关系是增长率＝(λ－1)×100%。(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了害虫种群正常的性别比例，使很多雌性个体不能完成交配，从而降低该种群密度。(4)据图甲可知，r对策生物的曲线特点是在低密度下可以快速增长，只有一个稳定平衡点而没有灭绝点，这也是人们消除有害生物所面临的状况。由题中“鼠的寿命短，但几乎全年均可繁殖，种群数量每天可增加1.47%，在种群密度极低时也能迅速回升”可知，最终形成“S”型增长曲线。蛇是鼠的天敌，投放一定数量的蛇会导致鼠的数量下降，因此曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是ef。若投放的蛇因不适应当地森林的环境部分死亡，则鼠的数量下降趋势减弱，即图中α的角度将会增大。答案：(1)标志重捕法(2)“J”(λ－1)×100%(3)性别比例(4)只有一个稳定平衡点而没有灭绝点“S”ef增大15．“种群存活力”分析可用于研究一些因素如何影响到种群灭绝的可能性，这种研究方法目前已被用来评价秦岭大熊猫现有种群的存活能力，并借此探讨相应的保护措施。请回答下列问题：(1)研究秦岭大熊猫种群动态，常需要调查其最基本的数量特征是__________。(2)在环境条件不变的情况下，对秦岭大熊猫进行“种群存活力”分析时，得到如下表所示的数据，请据表分析回答。初始种群规模/只1020252830405070种群在200年内的灭绝概率0.4120.1320.0760.0650.0410.0100.0020若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在________只之间。(3)若以环境质量下降、自然灾害以及人类的偷猎和捕捉等限制种群数量增长的环境阻力为“限制压”，下图曲线表示不同“限制压”下(以小数表示)初始规模不同的种群与其在200年内的灭绝概率(%)的关系。请据图分析：由图可知，随着限制压的增大，种群灭绝的可能性会________，维持种群存活的最小规模会________(填“增大”“减小”或“不变”)。若种群的灭绝概率为5%，则当限制压为0.02时，“最小存活种群”的规模为________只。(4)基于上述研究结果，请你提出2个针对秦岭大熊猫的保护建议：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)种群最基本的数量特征是种群密度。(2)根据表格数据分析，初始种群规模为28只时，种群灭绝概率为6.5%，初始种群规模为30只时，种群灭绝概率为4.1%，因此若以“种群在200年内的灭绝概率小于5%”作为种群可以维持存活的标准，则该种群维持存活所需的最小初始规模范围在28～30只之间。(3)据图分析，随着限制压的增大，种群的灭绝概率越来越高，即种群灭绝的可能性增大，维持种群存活的最小规模也会增大；若种群的灭绝概率为5%，则当限制压为0.02时，由曲线图可知，该种群的“最小存活种群”的规模为160只。(4)根据以上分析可知，影响种群存活率的因素有限制压、初始种群规模，因此针对秦岭大熊猫的保护建议：保证现有的环境状况不恶化、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内。答案：(1)种群密度(2)28～30(3)增大增大160(4)保证现有的环境状况不恶化(或逐步恢复大熊猫的生存环境)、将偷猎和捕捉限制在一定范围之内第二讲群落的结构与群落的演替知识点一物种组成和种间关系[系统主干知识]一、群落的概念和特征1．群落概念的理解2．群落的物种组成(1)意义：群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。(2)衡量指标：丰富度，即群落中物种数目的多少。(3)规律：不同群落丰富度不同，一般越靠近热带地区，单位面积内的物种越丰富。3．探究实验：土壤中小动物类群丰富度的研究(2)取样方法：取样器取样法。(3)统计方法：记名计算法和目测估计法。(4)注意事项①从不同营养环境中采集的土壤样本要分别统计。②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。③从同样营养土壤中采集的样本，多组同学进行统计比较。④识别命名要准确，并进行分类。⑤注意安全，远离危险地带；不要破坏当地环境。二、种间关系1．连线各种种间关系的特点与实例2．捕食与竞争的比较竞争是不同种生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生的斗争，并不以获取对方当食物为目的；捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，用以维持自身的生存。[聚焦关键微点]一、澄清概念——所用教材的关键语句要理解透1．群落的物种组成是区别不同群落的重要特征。群落中物种数目的多少称为丰富度。(1)不同群落的物种数目有差别。(√)(2)丰富度相同群落就相同。(×)(3)群落中的物种组成是固定不变的。(×)(4)随着海拔的增高，物种丰富度逐渐降低。(√)2．一个群落中的物种不论有多少，都不是随机地聚集在一起的，而是通过复杂的种间关系，形成一个有机的整体。(1)森林群落中可以出现互利共生、捕食和竞争等种间关系。(√)(2)竞争指两种或两种以上生物相互争夺资源、空间和配偶等。(×)(3)两种生物之间只存在一种种间关系。(×)(4)一般情况下，捕食者不会将被捕食者全部捕获。(√)(5)竞争的激烈程度取决于空间、食物的重叠范围，重叠范围越大，竞争越激烈。(√)二、科学思维——新版教材的教考导向需领悟好1．(新人教版选择性必修2P24图2­3中的“原始合作”)原始合作是指两种生物共同生活在一起时，双方都受益，但分开后，各自也能独立生活。(1)举例说明原始合作。提示：蚜虫和蚂蚁是原始合作的典型事例，蚂蚁喜欢吃蚜虫分泌的蜜露，并把蜜露带回蚁穴喂养幼蚁。同时，蚂蚁精心保护蚜虫，驱赶并杀死蚜虫的天敌，越冬时还会把蚜虫的卵带回蚁穴加以保护。(2)试比较一下原始合作与种内互助。提示：原始合作是指不同种生物之间通过互助共同发展；种内互助是指同种生物之间通过互助共同发展。(3)试比较一下原始合作与互利共生。提示：原始合作是指对双方都有利的一种种间关系，但这种种间关系并没有发展到彼此相依为命的程度，如果解除这种关系，双方都能正常生存。而互利共生是物种之间不能分开的一种种间关系，这种种间关系如果失去一方，另一方也就不能生存。2．(新人教版选择性必修2P25“思考·讨论”)资料1红尾鸲和鹟都捕食飞虫，也常常从树叶及树冠末梢上啄食昆虫。在两种鸟共同生活的地区，红尾鸲喜欢在疏林和缓坡处活动，而鹟更喜欢选择密林和陡坡。如果只有一种鸟存在，那么无论红尾鸲还是鹟，它们觅食生境的范围都比共存时的更大。资料2某地海边潮间带分布着海星、藤壶、贻贝、帽贝、石鳖等动物，海星可以捕食该群落中的其他四种动物，其他四种动物之间无捕食关系。在一个16m2(1)红尾鸲和鹟的种间竞争对两个种群的分布有什么影响？提示：两者竞争食物和栖息空间，造成两个种群逐渐分别占据不同的空间，形成一定的空间结构，以提高对资源、空间的利用。(2)资料2说明捕食、种间竞争在群落中是怎样相互联系的？提示：去除了海星，捕食者数量减少，被捕食者藤壶、贻贝、帽贝、石鳖的数量会增多，导致这四种动物对食物和空间的竞争愈发激烈。可以看出，捕食与种间竞争在群落中不是两个独立的过程，而是相互影响、相互联系的。(3)除了种间关系，还有哪些影响群落的因素呢？提示：阳光、温度、水分等都会对群落的外貌和结构产生影响。[深化拓展提能]一、生物种间关系的比较关系名称数量坐标图能量关系图特征互利共生两种生物共同生活在一起，彼此有利，若分开则双方或至少一方不能独立生存，数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化寄生—一种生物(寄生者)寄居在另一种生物(寄主)体表或体内，摄取寄主的养分来维持生活竞争两种生物生活在一起，由于争夺资源、空间等而发生斗争，数量上两种生物呈现出“你死我活”的同步性变化捕食一种生物以另一种生物为食物，数量上两种生物呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化二、归纳总结调查类实验的步骤及方法1．调查类实验的一般步骤2．常用的调查方法：询问法、问卷调查法、取样调查法(样方法、标志重捕法、取样器取样法)、野外观察法、社会调查法、实验法等。如调查人类红绿色盲的发病率用询问法或问卷调查法，调查土壤中螨虫的种群密度用取样器取样法。[题点全训过关]题点(一)群落与物种组成的概念理解和应用[典例1](2016·海南高考)下列有关群落的叙述，错误的是()A．群落有垂直结构和水平结构B．演替是生物群落的特征之一C．群落中物种之间是相互联系的D．群落是由空气、水和生物组成的[解析]在群落中各个生物种群分别占据了不同的空间，群落有垂直结构和水平结构，A正确；随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程就叫演替，演替是生物群落的特征之一，B正确；群落中生物之间存在捕食、竞争、互利共生和寄生等关系，群落中物种之间是相互联系的，C正确；群落是同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合，不包括空气、水、阳光、土壤等，D错误。[答案]D[对点训练]1．下列关于群落丰富度的说法，正确的是()A．调查土壤中小动物类群丰富度可采用标志重捕法B．甲池塘鲫鱼数量多于乙池塘，则甲池塘鲫鱼丰富度较高C．经过群落演替，不同群落的物种丰富度均达到相同水平D．森林中物种数目多于河流，则森林的物种丰富度高于河流解析：选D由于土壤小动物身体微小，而且活动能力强，所以不能用样方法和标志重捕法调查丰富度，可采用取样器取样的方法进行采集、调查，A错误；丰富度是指群落中物种数目的多少，而不是种群中个体数目的多少，B错误，D正确；群落演替的最终结果与其所处环境密切相关，所以经过群落演替，不同群落的物种丰富度不一定均达到相同水平，C错误。2．下列关于森林群落的叙述，错误的是()A．碳可在森林群落中进行循环B．森林群落在垂直方向上有明显的分层现象C．互利共生、捕食和竞争等可以出现在森林群落中D．群落中植物放出的氧气可被动物、植物及微生物利用解析：选A碳可在森林群落和无机环境之间进行循环；森林群落在垂直方向上有明显的分层现象；互利共生、捕食和竞争等可以出现在森林群落中；群落中植物放出的氧气可被动物、植物及微生物利用。题点(二)群落的种间关系[典例2](2018·海南高考)在一个群落中，当甲、乙两个种群利用同一有限的资源时，种群间通常会发生()A．捕食 B．竞争C．寄生 D．互利共生[解析]在一个群落中，当甲、乙两个种群利用同一有限的资源时，两者构成竞争关系。[答案]Beq\a\vs4\al([归纳拓展])正确辨析种内关系与种间关系(1)种内关系包括种内斗争(种内竞争)和种内互助；种间关系包括捕食、竞争、寄生和互利共生。(2)以下情况不属于捕食：①一种生物以非生物为食，如牛饮水；②一种生物以同种的幼体为食，如鲈鱼以本种的幼鱼为食，这属于种内斗争(种内竞争)。[对点训练]3．疟原虫在人体内只能进行无性生殖，在按蚊体内才进行有性生殖。人被感染疟原虫的按蚊叮咬后可患疟疾。在水中，按蚊幼虫(孑孓)以藻类和细菌为食，同时又被鱼类捕食。下列叙述错误的是()A．疟原虫与人是寄生关系B．藻类属于生产者，孑孓和鱼类属于消费者C．疟原虫与按蚊是互利共生关系D．鱼类与藻类既存在捕食关系，也存在竞争关系解析：选C疟原虫与人是寄生关系，与按蚊之间也是寄生关系。藻类能进行光合作用，在生态系统中属于生产者；孑孓和鱼类是以其他生物为食的异养生物，在生态系统中属于消费者。鱼类以藻类为食，二者之间存在捕食关系；鱼类与藻类生活在同一空间，会因争夺生存空间、氧气等有限的生存条件而产生竞争。4．甲、乙、丙是食性相同、不同种的蝌蚪，三者之间无相互捕食关系。某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪(甲、乙、丙各400只)和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表：池塘编号捕食者数量/只蝌蚪存活率/%甲乙丙1087740225830253442321148203710下列推测不合理的是()A．捕食者主要捕食甲和丙B．蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响C．无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失D．随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少解析：选D随着池塘中捕食者数量的增加，甲种和丙种蝌蚪存活率逐渐降低，说明捕食者的食物来源以甲、丙两种蝌蚪为主。三种蝌蚪由于相同食物来源或相同生存空间可构成种间竞争关系，但在4个池塘中放入了不同数量的捕食者后，因捕食者对不同蝌蚪的捕食数量不同，可能改变了它们原有的竞争结果。池塘1中，在没有加入捕食者时乙种蝌蚪存活率最低，说明乙种蝌蚪竞争力最弱，容易被自然环境所淘汰。随着捕食者数量的增加，甲种和丙种蝌蚪数量减少，乙种蝌蚪获得的资源相对增加。题点(三)探究土壤小动物的丰富度[典例3](2020·全国卷Ⅰ)土壤小动物对动植物遗体的分解起着重要的作用。下列关于土壤小动物的叙述，错误的是()A．调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标志重捕法B．土壤中小动物类群的丰富度高，则该类群含有的物种数目多C．土壤小动物的代谢活动会影响土壤肥力，进而影响植物生长D．土壤小动物呼吸作用产生的CO2参与生态系统中的碳循环[解析]土壤小动物身体微小，活动能力较强，可用取样器取样法调查其数量，不适合用标志重捕法进行调查，A错误；丰富度是指群落中物种数目的多少，物种数目越多，丰富度越高，B正确；题述土壤小动物可以将有机物分解成无机盐和CO2等，无机盐可以提高土壤肥力，进而促进植物生长，C正确；土壤小动物呼吸作用产生的CO2可以被绿色植物等利用从而进入生物群落，参与生态系统中的碳循环，D正确。[答案]A[对点训练]5．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)下列关于“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验的叙述，正确的是()A．许多土壤小动物以动植物遗体为食，属于分解者B．土壤小动物活动范围小，适合用标志重捕法来调查C．诱虫器利用土壤小动物的趋光性，使用灯光来诱捕D．通过统计土壤小动物的个体数目来估算其丰富度解析：选A许多土壤小动物以土壤中的枯枝落叶、动物的遗体粪便为食物，属于生态系统的分解者，A正确；许多土壤小动物有较强的活动能力且身体微小，不适合用样方法和标志重捕法，而采用取样器取样法进行采集、调查，B错误；诱虫器利用土壤小动物具有避光、趋湿和避高温的特性来诱捕，C错误；通过调查样本中小动物的种类和数量来推测某一区域内土壤小动物的丰富度，D错误。6．如图是“土壤中动物类群丰富度的研究”实验中常用的两种装置，下列有关叙述错误的是()A．甲装置的花盆壁M和放在其中的土壤之间要留一定空隙的目的是便于空气流通B．乙装置通常用于对体型较小的土壤动物进行采集C．甲装置主要是利用土壤动物趋光、趋湿、避高温的习性采集D．用乙装置采集的土壤动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中解析：选C甲装置中花盆壁M和放在其中的土壤之间要留有一定空隙，目的是便于空气流通，以保证土壤小动物的有氧呼吸；乙装置较为简易，通常用于对体型较小的土壤动物进行采集；甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性来进行采集的；用乙装置采集到的土壤动物，可以放入体积分数为70%的酒精溶液中保存，便于计数和观察。知识点二群落的空间结构和演替[系统主干知识]一、群落的空间结构1．概念：在群落中，各个生物种群分别占据了不同的空间，使群落形成了一定的空间结构。2．类型3．群落结构的形成原因与意义(1)形成原因：在长期自然选择的基础上形成的对环境的适应。(2)意义：利于群落整体对自然资源的充分利用。二、群落的演替1．群落演替的概念和分类2．人类活动对群落演替的影响：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。[聚焦关键微点]一、澄清概念——所用教材的关键语句要理解透1．在垂直方向上，大多数群落都有分层现象，称为群落的垂直结构。(1)竹林中箭竹高低错落有致，其在垂直结构上有分层现象。(×)(2)动物在群落中的垂直分布与植物的分层现象密切相关。(√)(3)淡水鱼占据不同的水层，出现的分层现象与各种鱼的食性有关。(√)(4)光的穿透性影响水生群落垂直分层。(√)(5)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。(√)2．随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程称为群落演替，包括初生演替和次生演替。初生演替经历的时间长，速度缓慢；次生演替经历的时间短，速度较快。(1)草本植物阶段比灌木阶段的群落空间结构复杂。(×)(2)地衣会比苔藓更早地出现在火山岩上。(√)(3)群落演替会随时间延长而逐渐加剧。(×)(4)演替达到相对稳定的阶段后，群落内物种组成不再变化。(×)(5)冰川泥上发生的群落演替是初生演替。(√)(6)次生演替的速度比初生演替的速度快，若时间允许，弃耕的农田总会形成森林。(×)二、科学思维——新版教材的教考导向需领悟好1．(新人教版选择性必修2P27正文中“群落的季节性”)群落季节性的概念：由于阳光、温度和水分等随季节而变化，群落的外貌和结构也会随之发生有规律的变化。由群落季节性的概念归纳其特点和意义。提示：特点是季节性交替，有周期性；意义是显著降低生物的生存压力。2．(新人教版选择性必修2P27正文中的“生态位”)生态位的概念：一个物种在群落中的地位或作用，包括所处的空间位置，占用资源的情况，以及与其他物种的关系等，称为这个物种的生态位(niche)。(1)如何研究动植物的生态位？提示：研究某种动物的生态位，通常要研究它的栖息地、食物、天敌以及与其他物种的关系等。研究某种植物的生态位，通常要研究它在研究区域内的出现频率、种群密度、植株高度等特征，以及它与其他物种的关系等。(2)生态位的作用及形成原因分别是什么？提示：作用是群落中的每种生物都占据着相对稳定的生态位，这有利于不同生物充分利用环境资源。形成原因是群落中物种之间及生物与环境之间协同进化的结果。(3)请分析四大家鱼混养的原理。提示：充分利用四大家鱼在池塘中占据不同的生态位。[深化拓展提能]一、群落的结构分析1．群落的垂直结构呈分层分布(1)影响陆生植物分布的主要因素是光照强度。(2)影响水生植物分布的主要因素是光的波长。不同波长的光在水体中的透射能力不同，波长越短透射能力越强，如下图所示：(3)高山上植物的分布取决于温度，从山顶到山脚下，分布着不同的植物类群，属于植被的垂直地带性分布，不属于群落的垂直结构。如下图所示：(4)影响动物垂直分层现象的因素主要是食物和栖息空间。2．群落的水平结构呈镶嵌分布(1)影响水平结构的因素也是镶嵌分布形成的原因。(2)镶嵌分布的理解陆地群落的水平结构很少是均匀的，沙漠里的灌木由于彼此竞争营养和水分，倾向于均匀分布，但大多数群落中的生物都是呈集群分布或表现为斑块状镶嵌。例如，若种子直接落在母株周围就会产生成簇的幼株，形成集群。靠风力传播的种子(如蒲公英)、靠鸟兽传播的种子(如苍耳)就可以散播得很远。再例如，森林中，在乔木的基部和其他被树冠遮住的地方，光线较暗，适合苔藓植物生存，而树冠的间隙或其他光照较充足的地方，则有较多的灌木和草丛。此外，土壤、小地形、风和火等环境条件都能影响生物的水平分布格局，使植物在水平方向上表现出复杂的斑块性和镶嵌性。二、群落的演替1．辨明群落演替的三个易误点(1)演替并不是“取而代之”演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”。如形成森林后，乔木占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。(2)演替是“不可逆”的演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，但人类活动可使其不按自然演替的方向和速度进行。(3)群落演替是一个漫长但并非永无休止的过程当群落演替到与环境处于平衡状态时，就以相对稳定的群落为发展的顶点。2．归纳总结自然群落演替的方向和结果方向演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律，随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可预测的能量总生产量增加，群落的有机物总量增加结构生物种类越来越多，群落的结构越来越复杂稳定性演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，一般地，演替过程中群落抵抗力稳定性越来越高[题点全训过关]题点(一)群落的空间结构[典例1](2020·江苏高考)“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”“争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭”……这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确