江苏高三生物一轮复习第10单元　第44讲　种群导学案

第十单元生物与环境第44讲种群【课标要求】1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征；2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动；3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征；4.实验：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。考点1种群的数量特征考点透析知识1种群的概念种群是指生活在一定区域(或空间范围内)的同种生物的所有个体形成的集合。(种群是生物进化和繁殖的基本单位)知识2种群的数量特征1.种群密度——种群最基本的数量特征。(1)概念：单位面积或单位体积中某种群的个体数。(2)常用的调查方法①对于调查范围较小、个体较大的种群，可以采用逐个计数法。②多数情况下需要采用估算法，如黑光灯诱捕法、样方法和标记重捕法。(后两种方法详见知识3)2.种群数量其他特征及与种群密度之间的关系(1)直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。(2)年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率，从而预测种群数量变化趋势。增长型的种群，其种群密度将增加，稳定型的种群基本不变，衰退型的种群则会减小。(注意：该趋势不一定能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌、传染病等。)(3)性别比例能够通过影响种群的出生率而间接影响种群密度。解疑释惑种群年龄结构的变式图解(1)统计图(2)曲线图(3)柱形图知识3估算法——多数情况下种群密度的调查方法1.样方法2.标记重捕法3.黑光灯诱捕法：对于趋光性的昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。4.抽样检测：可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。1.判断下列说法的正误：(1)(2023·山东卷T11A)对某地灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察，所观察的这些灰松鼠构成一个种群。(×)(2)(2023·山东卷T11B)准确统计某年出生的所有灰松鼠数量需用标记重捕法。(×)(3)采用红外相机技术进行调查可以减少对黄腹角雉的不良影响。(√)(4)年龄结构为增长型的种群，其密度大于年龄结构为衰退型的种群。(×)(5)用标记重捕法调查种群密度时，标志物脱落导致估算值偏小。(×)(6)种群密度与出生率成正比，与死亡率成反比。(×)(7)种群密度和年龄结构均可以反映种群数量的变化趋势。(×)2.(2023·湖南卷T20节选)调查濒危植物红豆杉野生种群密度时，样方面积最适合的是400m2提示：红豆杉属于高大乔木，且是濒危植物，应选取较大样方面积。3.利用性引诱剂可有效降低害虫的种群密度，其原理是什么？提示：性引诱剂破坏了害虫的性别比例，从而降低了害虫的出生率。典题说法考向1种群密度的调查方法(2024·扬州中学)调查法是生物学常用的方法之一，下列相关叙述正确的是(D)A．调查农田中蝗虫卵的密度，可反映该农田中蝗虫数量的变化趋势B．用诱虫器采集小动物与黑光灯诱捕法调查种群密度都利用了动物的趋光性C．调查某濒临灭绝的大型肉食动物的种群数量时，宜采用标记重捕法D．全国人口普查时使用的调查方法是逐个计数法【解析】可用样方法调查农田中蝗虫卵的密度，但不能反映该农田中蝗虫数量的变化趋势，而年龄结构可以反映该农田中蝗虫数量的变化趋势，A错误；用诱虫器采集小动物利用了动物的避光性，黑光灯诱捕法调查种群密度利用了动物的趋光性，B错误；濒临灭绝的动物数量极少，而且是大型肉食动物，调查其种群数量适合采用逐个计数的方法，C错误。考向2种群的数量特征(2024·浙江6月卷)黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性，产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行年龄及性别的鉴定，结果如下表。下列叙述正确的是(B)生长期体长/cm尾数雌性雄性尾数比例/%尾数比例/%Ⅰ龄≤30.065663396.581.2Ⅱ龄30.1～50.051232763.911622.7Ⅲ龄50.1～55.06233.3466.7Ⅳ龄≥55.1400.04100.0A．该黄鳝种群的年龄结构为衰退型B．种群中雄黄鳝的平均年龄大于雌性C．随年龄增长，雄黄鳝数量逐渐增加D．该黄鳝种群的雌雄比例约为1∶1【解析】由表中信息可知，该黄鳝种群Ⅰ、Ⅱ龄期的个体多，Ⅲ、Ⅳ龄期的个体少，说明该黄鳝种群的年龄结构为增长型，A错误；Ⅱ龄期雄黄鳝数量最多，Ⅰ龄期、Ⅲ龄期和Ⅳ龄期雄黄鳝数量非常少，C错误；各年龄期雌性个体的总数明显不同于雄性个体的总数，说明该黄鳝种群的雌雄比例不是1∶1，D错误。考点2种群的数量变化及影响因素考点透析知识1种群的数量变化1.种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。2.种群数量增长的两种模型曲线模型增长模型A：“J”形(型)曲线B：“S”形(型)曲线前提条件(形成原因)理想状态：食物、空间充裕，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种现实状态：食物、空间有限，存在敌害等特点种群数量连续增长。数学模型：Nt＝N0λt(N0为种群起始数量，t表示时间，λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，Nt表示t年后该种群的数量)增长到一定数量后保持相对稳定。增长速率先增大后减小，种群数量达到K/2时，增长速率最快；达到环境容纳量，即K值时，停止增长，增长速率为0K值有无无K值有K值适用范围实验条件下或迁入新环境最初一段时间不存在环境阻力的种群存在环境阻力的种群联系①两种增长曲线的差异主要在于环境阻力(即图中阴影部分)对种群数量增长的影响不同；②“J”形增长eq\o(→,\s\up9(环境阻力))“S”形增长；③环境阻力按自然选择学说，就是在生存斗争中被淘汰的个体数注：数学公式：科学、准确，但不够直观。曲线图：直观，但不够精确。解疑释惑种群增长率≠增长速率(1)增长率即一定时间内增长的数量/初始数量，即增长率＝eq\f(末数－初数,初数)×100%。(2)增长速率即一定时间内增长的数量/时间，即增长速率＝eq\f(末数－初数,增长时间)×100%。(3)种群增长率和增长速率模型3.K值和K/2值及其在实践中的应用(1)“S”形曲线中K值与K/2值的分析(2)不同曲线模型中“K值”与“K/2值”图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。(3)K值及K/2值的应用K值的应用K/2值的应用(野生)资源开发、利用与保护保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值种群数量达到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值处的黄金开发点，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，又可保持种群快速增长”，符合可持续发展的理念有害生物的防治增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值务必及时控制种群数量，严防达到K/2值处(若达到K/2值处，可导致该有害生物成灾)(4)应用实例(以野生大熊猫为例)①大熊猫锐减的重要原因：大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。②建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。知识2影响种群数量变化的主要因素1.非生物因素(非密度制约因素)：包括阳光、温度、水等。2.生物因素(密度制约因素)包括竞争、捕食、寄生等。判断下列说法的正误：(1)将一种生物引入一个新环境，在一定时期内这个物种就会出现“J”形增长。(×)(2)鱼类养殖过程中，在种群数量接近K/2值时进行捕捞，有利于鱼类资源的可持续发展。(×)(3)曲线图与数学公式相比，前者能更直观地反映出种群的增长趋势。(√)(4)生物因素和非生物因素均会对种群数量变化造成影响，且后者造成的影响往往是综合性的。(√)典题说法考向1种群数量变化曲线(2024·连云港一模)如图为甲、乙两个种群出生率和死亡率的数量关系随时间变化的曲线。下列相关叙述正确的是(D)A．t2时刻，甲和乙的种群密度一定相同B．t2和t3时刻，乙种群的自然增长率(出生率－死亡率)一定相同C．t1→t4时刻，乙种群呈“J”形增长D．t1→t4时刻，甲种群的种群密度先上升后下降【解析】t2时刻，虽然甲、乙种群的出生率/死亡率的比值相等，但其种群密度不一定相同，A错误；t2和t3时刻，乙种群的出生率/死亡率的比值相等，但自然增长率＝出生率－死亡率，因此，自然增长率不一定相同，B错误；在t1～t4时间内，乙种群的出生率/死亡率的比值大于1，说明乙种群的出生率大于死亡率，因此，种群数量在不断增加，但未必呈“J”形增长，C错误；t1→t4时刻，甲种群的出生率/死亡率的比值先大于1，而后小于1，因此，甲种群密度先上升后下降，D正确。(多选)(2024·南通模拟)图1为在某森林的固定位置和固定时间，用固定数量的鸟网捕捉的方法统计灰喜鹊种群数量(年末统计)，连续10年内得到的曲线λ＝eq\f(当年种群数量,前一年种群数量)；图2表示出生数量、死亡数量和种群密度的关系。下列有关叙述正确的是(ABC)A．6～7年，灰喜鹊种群的年龄结构为衰退型B．10年内，第4年的种群数量最大C．图2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】据图分析，6～7年间，λ＜1，种群数量减少，所以其年龄结构为衰退型，A正确；图1中0～4年，λ＞1，种群数量增加，4～8年，λ＜1，种群数量减少，8～10年，λ＝1，种群数量保持不变，故第4年种群数量最大，B正确；由图2可知，出生率与死亡率的差值为净补充量，二者差值最大时，净补充量最大，因此可用于指导生产实践，C正确；在K值时捕捞鱼类得到的日捕获量最多，D错误。深度指津全面理解K值(1)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。(2)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。(3)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；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短。考向2对“λ”曲线的分析(多选)某地乌鸫连续10年的种群数量变化情况如图所示(λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数)。据图判断，乌鸫种群数量相等的是(ACD)A．第2年和第3年 B．第3年和第9年C．第8年和第9年 D．第9年和第10年【解析】λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，故当λ＝1时，乌鸫一年前种群数量＝本年的种群数量，第3年、第9年、第10年时，λ＝1，故乌鸫种群数量相等的是第2年和第3年、第8年和第9年、第9年和第10年。深度指津对“λ”曲线的理解(1)λ＞1时，种群密度增大，如上图中1～3年。(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如上图中第3、9、10年。(3)λ＜1时，种群密度减小，如上图中3～9年。(4)种群数量最大时是第3年，最小时是第9、10年。考向3影响种群数量变化的因素(2023·广东卷)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡，以卵越冬。某年秋季降温提前，大量蝗虫在产卵前死亡，次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是(C)A．密度制约因素导致出生率下降B．密度制约因素导致死亡率上升C．非密度制约因素导致出生率下降D．非密度制约因素导致死亡率上升【解析】气温对种群的作用强度与该种群的密度无关，因此被称为非密度制约因素；蝗虫原本就会在秋季死亡，降温使它们死亡前没有产生后代，导致出生率下降。实验14探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验回归1.实验原理2.实验步骤3.实验分析(1)每天在固定时间取样计数酵母菌数量，设计表格记录。根据实验结果绘制出如图所示的曲线。曲线的总趋势是先增加再降低，原因是在开始时培养液的营养物质充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多、营养物质消耗、pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。(2)影响酵母菌种群数量的因素可能有养分、温度、pH及有害代谢废物等。实验延伸血细胞计数板(1)血细胞计数板是一种专门用于计数较大单细胞微生物的仪器，玻片中有下凹的槽。以XB－K－25血细胞计数板为例，方格网(#)上刻有9个大方格，其中只有中间的一个大方格为计数室(图1)。大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm，则计数室的容积为0.1mm3。此25×16规格的计数板共分400个小格，另一种16×25规格的也共400个小格(图2)。(2)计数方法。以每小方格内含有4～5个酵母细胞为宜。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(图2)。(3)计算方法①16×25型的计数板：酵母细胞个数(1mL)＝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(1mL)＝80个小方格细胞总数÷80×400×10000×稀释倍数。(4)使用及清洗时的注意点①滴加培养液时，先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，让培养液自行渗入计数室。②使用后用自来水冲洗，切勿用硬物洗刷。可自行晾干或用吹风机吹干，也可用体积分数为95%的乙醇溶液、无水乙醇、丙酮等有机溶剂脱水使其干燥。一、实验基本理论1.该实验无需(填“需要”或“无需”)另设对照组，连续培养观察，在时间上形成前后自身对照。2.该实验的自变量是时间，因变量是酵母菌的数量(密度)，其他的属于无关变量，如培养温度、培养液的体积、培养液的成分及其浓度等，均应该保持相同且适宜。3.该探究活动中，涉及4种科学方法：数学模型法、抽样检测法、显微观察法和微生物培养法。二、实验结果的数据分析1.进行数据分析，要科学地设计实验方案并采集实验数据，有时还要对原始数据进行科学的处理。单个的原始数据并不一定能真实反映生物现象的内在规律，对原始数据进行处理与统计分析，是数据分析的重要环节。下表是某兴趣小组记录的实验结果，请根据表格构建坐标系并绘出酵母菌数目随时间变化的曲线。时间第1d第2d第3d第4d第5d第6d第7d酵母菌数/(万个·mL－1)32127762824819821820提示：如下图所示2.通过数据分析作出预测或假设并验证，可以揭示生物学现象中蕴含的规律；可以探究复杂的生理、生化过程；可以揭示生物体组成成分与结构之间的相互关系。从上题中结果分析可以得出结论：酵母菌的种群数量呈“S”形增长。从第4d开始，酵母菌种群数量增长基本停止。题组运用1.(2022·江苏卷)将小球藻在光照下培养，以探究种群数量变化规律。下列相关叙述正确的是(D)A．振荡培养的主要目的是增大培养液中的溶氧量B．取等量藻液滴加到血细胞计数板上，盖好盖玻片，稍待片刻后再计数C．若一个小格内小球藻过多，应稀释到每小格1～2个再计数D．为了分析小球藻种群数量变化总趋势，需连续统计多天的数据【解析】小球藻在光照下可以进行光合作用产生氧气，振荡培养的目的是使小球藻充分接触营养物质，且可防止细胞聚集成团；用血细胞计数板计数时，应该先盖上盖玻片，再取等量藻液滴加到盖玻片边缘，让其自行渗入计数室，稍待片刻后再计数；若一个小格内小球藻过多，应进行稀释，一般稀释到每小格4～5个较为合适。2.(2024·泰州中学)某生物兴趣小组的同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，将培养至第5天的酵母菌培养液，取10mL加入90mL无菌水中，然后将稀释后的培养液与台盼蓝染液等体积混合均匀规范操作置入血细胞计数板中进行计数，结果观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56，其中被台盼蓝着色的细胞占20%，则10mL酵母菌培养液中活菌数约为(A)A．4.48×108B．2.24×108C．1.02×103D．0.7×108【解析】由题意“观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56”可知，每个小格内的平均酵母菌数为56÷80＝0.7个，则计数室中的细胞数为400×0.7＝280个。死细胞的细胞膜失去选择透过性，能被台盼蓝染液染成深色，被台盼蓝