高考生物大一轮复习第九单元生物与环境第28讲种群的特征和数量变化学案.docx

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高考生物大一轮复习第九单元生物与环境第28讲种群的特征和数量变化学案

第28讲　种群的特征和数量变化

[考纲要求]　1.种群的特征（Ⅰ）。

2.种群的数量变化（Ⅱ）。

3.实验：

探究培养液中酵母菌数量的动态变化。

考点一　种群的特征及种群密度的调查方法

1．种群的特征

（1）种群的概念

种群是在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。

（2）种群的数量特征及相互关系

①种群密度是种群最基本的数量特征。

②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。

③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成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，性别比例能够影响种群的出生率间接影响种群密度。

深化拓展　种群年龄组成的类型及判断技巧

（1）统计图

（2）曲线图和柱形图

项目

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。

2．种群密度的调查方法

项目

样方法

标志重捕法

调查对象

植物或活动范围小的动物

活动能力强、活动范围大的动物

调查程序

深化拓展　种群密度调查方法中的4个关键点

（1）关键点1:

样方法中样方的选择要合适

①随机取样：

常用五点取样法（如图1）和等距取样法（如图2）。

②大小适中：

乔木100m2、灌木16m2、草本1m2；样方数量不宜太少；一般选易辨别的双子叶植物（叶脉一般呈网状）。

③数量合适：

样方太少，误差偏大；样方过多，工作量增大，因此要选择合适的数量。

（2）关键点2：

样方法中的计数要准确：

同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。

（3）关键点3：

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。

（4）关键点4：

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．种群的空间特征及类型

（1）含义：

种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。

（2）类型（连线）

1．有关种群及其特征的判断

（1）一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群（　√　）

（2）年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征（　×　）

（3）橡树种子常在母株附近形成集群空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征（　√　）

（4）种群出生率增加，种群密度一定增大（　×　）

（5）稳定型的种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定（　×　）

（6）性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的（　×　）

（7）田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的（　√　）

2．有关种群密度的调查的判断

（1）草地中跳蝻的种群密度一般不采用样方法进行调查（　×　）

（2）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（　×　）

（3）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（　√　）

（4）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（　×　）

（5）用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，要选择植物生长茂盛处取样（　×　）

如图是有关种群特征的概念图，据图分析：

（1）图中①～⑤分别代表种群的什么特征？

提示　①～⑤分别代表种群密度、出生率、死亡率、年龄组成和性别比例。

其中，年龄组成既影响出生率又影响死亡率，但性别比例只影响出生率。

（2）春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是什么？

提示　迁入率和迁出率。

（3）利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的种群密度，原理是怎样的？

提示　性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调，从而降低出生率，从而降低种群密度。

（4）某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：

不久后蝗灾会更加严重，他得出此结论的依据最可能是什么？

提示　蝗虫的年龄组成为增长型。

命题点一　种群的特征及其相互关系的分析

1．（2018·温州质检）随着“二胎”政策的放开，有专家预测，我国人口数量在以后几年将出现明显增长。

下列有关（人口）种群特征的叙述，正确的是（　　）

A．该政策的实施有利于改变性别比例

B．自然增长率主要由出生率决定

C．一个城市的人口数量可以反映其人口密度

D．年龄结构稳定的人群保持零增长

答案　C

解析　该政策的实施有利于调整年龄结构，A项错误；自然增长率除了取决于出生率，还取决于死亡率，B项错误；对一个城市而言，面积是一定的，人口数量的多少可以反映出人口密度的大小，C项正确；年龄结构为稳定型的人群，还受迁入、迁出人口的影响，所以，无法知晓是否为零增长，D项错误。

2．下列对种群特征的描述中，错误的是（　　）

A．某田鼠种群中，雌雄比例约为1∶1

B．某市近三年迁入的人口约为31万人，约占总人口的5%

C．橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群

D．某池塘生物种类繁多，据统计含有150多种生物

答案　D

解析　某池塘生活了150多种生物属于物种丰富度，为群落特征，D项错误。

命题点二　种群密度的调查方法的选择及分析

3．（2016·全国Ⅱ，5）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是（　　）

A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度

B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度

C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度

D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度

答案　C

解析　估算种群密度最常用的方法之一是样方法：

在被调查种群分布的范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。

综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。

4．某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2hm2（1hm2＝10000m2），统计所捕获的田鼠数量、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下表：

项目

捕获数（只）

标记数（只）

雌性个体数（只）

雄性个体数（只）

初捕

50

50

28

22

重捕

50

10

32

18

以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是（　　）

A．此调查方法可以用来调查土壤中小动物的物种丰富度

B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，则统计的种群密度比实际低

C．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例（♀/♂）约为7∶2

D．该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2

答案　D

解析　因土壤中小动物具有较强的活动能力，且身体微小，不适合用标志重捕法调查其物种丰富度，A项错误；标志重捕法理论计算公式N（种群个体数）＝M（标志个体数）×，若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即m值减小，N值会增大，B项错误；通过两次捕获情况，不能确定该田鼠种群的性别比例（捕获次数过少，偶然性较大），C项错误；该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2，D项正确。

1．“两看法”选择种群密度的调查方法

2．利用标志重捕法估算种群密度的误差分析

设种群数量为A只，第一次捕获B只并标记，第二次捕获了a只，其中有b只被标记，根据公式＝，得A＝。

由上式分析可知：

（1）若由于某种原因（如标志物易脱落、被标记个体的被捕获机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等）造成b偏小，则A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且在被标记个体密集处捕获等）造成b偏大，则A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。

考点二　种群数量的变化及应用

1．种群数量变化的研究方法

（1）研究方法：

建构数学模型。

（2）一般步骤：

观察研究对象，提出问题→提出合理的假设→根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达→检验或修正。

2．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线

项目

“J”型增长

“S”型增长

曲线模型

前提条件

理想状态：

资源无限、空间无限、不受其他生物制约

现实状态：

资源有限、空间有限、受其他生物制约

增长率和增长速率

K值有无

无K值

有K值

联系

两种增长曲线的差异主要是环境阻力大小不同，对种群数量增长的影响不同

3.种群数量波动和下降

大多数种群数量总是在波动中；在不利的条件下，种群数量还会急剧下降，甚至消亡。

4．影响种群数量变化的因素

深化拓展　K值变动的示意图

（1）同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。

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，生态系统会通过负反馈调节使种群数量回到一定范围内。

（2）当环境遭受破坏后，K值会下降；当生物生存的环境得到改善时，K值会上升。

（1）在理想条件下，影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量（　×　）

（2）在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动，主要是由气候、食物、天敌等因素调节的（　√　）

（3）不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变（　×　）

（4）种群数量变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响（　√　）

（5）研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用

（　√　）

（6）种群数量的变化就是种群数量的增长和波动（　×　）

（7）为有效防治蝗灾，应在种群数量为K/2时及时控制种群密度（　×　）

（8）在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，种群增长速率减慢，其对应的年龄组成为衰退型（　×　）

下图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线，据图分析：

（1）图甲中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？

曲线a、b哪条更符合自然界的种群数量变化实际情况？

提示　b曲线的形成过程中始终存在环境阻力，此类曲线更符合自然界的种群数量变化实际情况。

（2）调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如图乙所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：

①前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变？

提示　基本不变（因λ＝1）。

②第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型？

为什么？

提示　稳定型。

第10年时，种群的λ等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年的年龄组成为稳定型。

③图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？

图中显示第8年种群数量最小，对吗？

提示　不相同。

在第4年到第10年间，λ＜1，说明种群数量一直在减少，到第9或第10年种群数量最少，而不是第8年最少。

④第16～20年乌鸦种群数量将如何增长？

为什么？

提示　“J”型增长，因λ＞1且恒定。

1．“J”型增长中λ和增长率的关系

λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。

增长率＝（末数－初数）/初数×100%＝（N0λt＋1－N0λt）/N0λt×100%＝（λ－1）×100%。

所以，当λ>1时，增长率>0，种群数量增加；当λ＝1时，增长率＝0，种群数量稳定；当λ<1时，增长率<0，种群数量下降。

2．种群增长率和增长速率

（1）含