步步高高考生物一轮总复习精品讲义 第30讲 种群的特征和数量变化 新人教版.docx

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步步高高考生物一轮总复习精品讲义第30讲种群的特征和数量变化新人教版

第30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　种群的数量特征及其关系[重要程度：

★★★☆☆]

1．种群密度

（1）概念：

种群在单位面积或单位体积中的个体数。

（2）调查方法：

样方法和标志重捕法。

2．出生率、死亡率

（1）概念：

单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。

（2）意义：

是决定种群大小和种群密度的重要因素。

3．迁入率、迁出率

（1）概念：

单位时间内迁入或迁出的个体，占该种群个体总数的比率。

（2）意义：

决定种群大小和种群密度的因素。

4．年龄组成

（1）概念：

一个种群中各年龄期的个体数目的比例。

（2）类型：

增长型、稳定型和衰退型。

（3）意义：

可预测种群数量的变化趋势。

5．性别比例：

种群中雌雄个体数目的比例。

1．探究种群数量特征之间的关系

观察下图中种群各特征的关系，回答相关问题。

（1）种群密度是种群最基本的数量特征。

（2）出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。

（3）年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但能够预测和影响种群密度的变化趋势。

（4）除以上条件外，气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。

2．探究两种种群密度调查方法的不同点

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

④宜选用双子叶植物

①标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同

②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰

易错警示　与种群特征有关的4个易错点

（1）年龄组成并不决定种群密度的变化。

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。

（2）种群数量不等于种群密度。

种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。

（3）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某种昆虫卵也可用样方法调查。

（4）样方法计数时应遵循的原则。

同种植物无论大小都应计数，若有正好在边界线上的个体，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数样方相邻两条边及其夹角上的个体。

1．某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。

下列做法错误的是（　　）

A．随机取样

B．选择植物生长茂盛处取样

C．根据调查数据估算该种群密度

D．根据地段的形状确定取样方法

答案　B

解析　用样方法调查双子叶植物的种群密度时，关键步骤之一是在调查区内随机取样，而不能选择植物生长茂盛处取样，A项正确，B项错误；常用的取样方法有等距取样法和五点取样法，等距取样法适合长方形地块的取样，五点取样法适合于较为方正的地块进行取样，D项正确；最后根据调查的数据取各样方的平均值估算种群密度，C项正确。

2．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：

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物种的丰富度

B．若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，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，因而对其丰富度的调查一般采用取样器取样法；标志重捕法理论计算公式N＝N1×N2/N0，田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，即N0值减小，N值会增大；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）；该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2。

3．如图所示，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．对大型动物易地保护，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

答案　D

解析　曲线a表示随着生物种群密度的增大，生物个体的存活率降低，说明该种群生物个体生存所需要的空间较大，因此该种群个体一般体型较大，营养级较高；根据曲线b可知，人工养蜂时，种群密度中等时的存活率最高；对大型动物实行易地保护时，若迁移的种群密度过大，会造成存活率降低，部分动物死亡；曲线b代表的种群在种群密度最大时，种群个体间的竞争最激烈。

考点二　种群数量的变化[重要程度：

★★★★☆]

1．研究方法：

构建数学模型步骤：

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→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。

2．“J”型曲线

（1）条件：

理想环境。

（2）公式：

Nt＝N0λt。

3．“S”型曲线

（1）条件：

有限环境。

（2）定义：

种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。

（3）K值：

又称环境容纳量，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。

4．种群数量波动和下降的原因：

气候、食物、天敌、传染病等。

5．意义：

保护野生生物资源、对有害生物的防治。

1．在下表中比较“J”型和“S”型曲线

项目

“J”型曲线

“S”型曲线

曲线模型

形成条件

资源无限的理想条件

资源有限的自然条件

增长率

不变

越来越小

有无K值

无K值，持续增加

有K值，可在K值附

近上下波动

种群增长

速率曲线

2.讨论模型构建的应用

（1）K值的应用

①对野生生物资源的保护措施：

保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。

②对有害生物的防治措施：

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。

（2）K/2值的应用

①对资源开发与利用的措施：

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高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。

②对有害生物防治的措施：

务必及时控制种群数量，严防达K/2值处（若达K/2值处，会导致该有害生物成灾）。

特别提醒　

（1）种群增长率与种群增长速率的比较

①增长率是指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，其计算公式为：

（这一次总数－上一次总数）/上一次总数×100%＝增长率，即增长率＝出生率－死亡率。

②增长速率是指单位时间内增长的数量（即曲线斜率），其计算公式为：

（这一次总数－上一次总数）/时间。

假设某一种群的数量在某一单位时间t（如一年内），由初数量N0增长到末数量Nt，则这一单位时间内种群的增长率和增长速率的分别为：

增长率＝（末数－初数）/初数×100%＝（Nt－N0）/N0×100%（无单位）；

增长速率＝（末数－初数）/单位时间＝（Nt－N0）/t（有单位，如个/年）。

（2）对“λ”的理解

Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。

λ>1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ<1时，种群密度减小。

1．关于图中种群数量变化的说法，错误的是（　　）

A．种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现

B．种群呈“S”型增长过程中，在达到K值之前就是“J”型增长

C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率为0

D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化

答案　B

解析　种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现；种群呈S型增长过程中，在达到K值之前由于有环境阻力的存在，种群增长曲线不是标准的“J”型；K值时出生率等于死亡率，种群数量不变，此时种群增长率为0；环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化。

2．右图表示某物种迁入新环境后，种群增长速率随时间的变化关系，在t1

时经调查该种群数量为N，下列有关叙述正确的是（　　）

A．在t2时种群个体的数量与在t0时种群个体的数量相等

B．在t0～t2时间内，种群数量呈“S”型增长

C．该种群在此环境中的环境容纳量约为N

D．在t1～t2时，该种群数量呈下降趋势

答案　B

解析　由题可知，0～t1种群增长速率不断增大，到t1时刻种群增长速率最大，此时种群数量为K/2，t1～t2种群增长速率不断减小，到t2时种群增长速率为0，此时种群数量达到最大，即K值，故A错误、B正确、D错误；由于在t1时经调查该种群数量为N，因此环境容纳量（K值）约为2N，C错误。

3．温州某地乌鸦连续10年的种群数量增长情况如图所示，后一年的种群数量是前一年的λ倍，下列分析正确的是（双选）（　　）

A．第6年以前乌鸦种群数量呈“S”型曲线增长

B．第5年的乌鸦种群数量相同多于第7年的种群数量

C．第3年的乌鸦种群增长速率最大

D．第3年的乌鸦种群数量最大

答案　BD

解析　由于λ代表当年种群数量是前一年种群数量的倍数，所以在第3年之前种群数量呈增长状态，第3年的λ＝1，此时乌鸦的增长率为0，第3～9年间λ<1，所以其种群数量不断降低，到第9年以后λ恢复为1，种群数量不再降低，所以第3年时种群数量最大。

第5年的种群数量多于第7年的种群数量。

λ最大时种群增长速率最大，所以开始时种群增长速率最大。

结合选项可知B、D项正确。

4.如图所示为某种群数量增长曲线，下列关于各阶段种群数量变

化的表述，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快后慢

C．第3阶段种群数量缓慢增长，接近K值

D．第4阶段种群数量在K值上下波动

答案　C

解析　种群数量在呈“S”型曲线增长的过程中，第1阶段种群增长速率较低，种群数量增长缓慢，故A正确；在第2阶段种群增长速率先快后慢，在K/2时种群增长速率最大，故B正确；第3阶段种群数量超过了K值，种群数量先上升后下降，故C错误；第4阶段种群数量在K值上下波动，故D正确。

1．种群增长的两种曲线比较

阴影部分代表环境阻力，也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的个体数。

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，会受到环境的影响。

在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。

（2）环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善，K值会上升。

3．K值的不同表示方法

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。

实验十四　探究培养液中酵母菌数量的动态变化[重要程度：

★★☆☆☆]

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。