必修三第4章种群和群落-复习学案

第4章种群和群落复习学案第1节种群的特征【考纲要求】种群的特征【知识梳理】一、种群的概念和数量特征1.概念：在一定的自然区域内，同种生物的全部个体。2.种群各个特征的关系：（1）在种群的四个特征中，种群密度是基本特征，与种群数量呈正相关。（2）出生率.死亡率以及迁移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则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的，是预测种群密度（数量）未来变化趋势的重要依据。二、种群密度的调查方法1.估算植物种群密度常用方法——样方法（1）样方形状：一般以正方形为宜。（2）取样方法：五点取样法和等距取样法。2.动物种群密度的调查方法——标志重捕法测量方法：在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境中，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例，估计种群密度。3.调查种群密度的意义农业害虫的监测和预防，渔业上捕捞强度的确定，都需要对种群密度进行调查研究。【重点知识讲解】一、种群概念和种群数量特征的理解1.种群概念的理解（1）两个要素：“同种”和“全部”（2）两个条件：“时间”和“空间”（3）两个基本单位①种群是生物繁殖的基本单位。②种群是生物进化的基本单位。2.种群数量特征的分析（1）种群密度：是种群最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群个体数量越多。（2）出生率.死亡率以及迁入率.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则是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量的。【例1】我国人口学家在分析了某地人口普查数据后，认为当地的人口数量仍处于增长期，今后还会增长数十年才会停止，做出这种判断的信息主要来自于A．种群密度 B．年龄组成 C．性别比例 D．出生率和死亡率【解析】本题考查种群的特征。种群密度是种群数量的一种表现形式，知道了种群密度就可以计算出种群数量；研究种群的年龄组成，对预测种群数量的变化趋势具有重要意义。【答案】B二.种群密度的取样调查1.植物种群密度取样调查的常用方法——样方法（1）步骤：确定调查对象→选择调查地段→确定样方→设计计数记录表→实地计数记录→计算种群密度（2）原则：随机取样，不能掺入主观因素。2.动物种群密度调查的常用方法——标志重捕捉法（1）主要方法：捕获一部分个体做上标记，放回原来环境中，经过一段时间再进行重捕。（2）计算公式：标记总数/N=重捕个体中被标记的个体数/重捕总数（N代表种群内个体总数）（3）操作注意事项：①标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同。②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰。③标记物和标记方法必须对动物的身体不会产生对于寿命和行为等的影响。④标记不能过分醒目，以防改变与捕食者之间的关系。⑤标记符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不会消失。【例2】农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放置了100个鼠笼，捕获68只鼠，标志后原地放回，一段时间后在相同位置放置了100个鼠笼，捕获54只鼠，其中标志的鼠有12只。下列有关说法错误的是()A.该区域中鼠的种群密度较大，约为306只，必须积极防治B.这种调查方法称为样方法C.草原上鼠与牛.羊等是竞争关系,鼠害严重会影响畜牧业发展D.如果在两次捕鼠期间发生草原大火,统计结果是不准确的【解析】本题是关于种群密度调查实验方面的试题，考查动.植物种群密度调查方法的异同。在对植物种群密度的取样调查中，常常采用样方法。而对动物种群密度的取样调查中，常常采用标志重捕法，即在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例，来估计该种群的数量。【答案】B【感悟高考真题】调查日期(月—日)6—l06—156—206—256—307—57—107—157—20棉蚜数量(只/株)1.（2022·福建高考）棉蚜虫蚜体型微小，能附着于棉花植林上生活繁殖，以吸取棉花汁液为食为了对棉蚜虫害进行监测．科研小组从某年6月lO日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。调查结果如下图：（1）棉蚜与棉花的种间关系是。（2）调查棉蚜种群数量可采用法。据表分析调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈型，在(日期)左右棉蚜种群增长量最大。（3）若长期使用农药防治棉蚜，会导致棉蚜种群的抗药基因频率。(增大.不变.减小)。【解析】本题主要考查种群密度调查法，种群数量变化，种间关系，现代生物进化理论。判断寄生关系有两点，1.寄生虫必须生活在寄主体内或体表；2.必须从寄主体内获取营养。以上两点棉蚜虫与棉花植林都满足。人教版必修三P62第一段的叙述“调查某种昆虫卵的密度.作物植株上蚜虫的密度.跳蝻的密度等，也可采用样方法。”样方法主要适用与活动能力弱的生物。从上表数据中得知到7月10日种群增长就停止了，说明达到了环境容纳量即K值。由此可知棉蚜种群数量的增长曲线呈S型，当种群数量达到K/2时，种群增长量最大，应在6月30日。长期使用农药，不断挑选出具有抗药性的棉蚜虫，淘汰没有抗药性的棉蚜虫，最终导致棉蚜种群的抗药基因频率增大【答案】（1）寄生（2）样方S6—30（3）增大2.（2022·海南高考）甲.乙.丙是同一物种的三个种群，其年龄组成见表。三个种群年龄结构的类型为（）年龄期个体数甲乙丙幼年期600400200成年期400400400老年期200400600A．甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型B．甲是稳定型，乙是增长型，丙是衰退型C．甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型D．甲.乙.丙三个种群都是稳定型【答案】A3.（2022·海南高考）某同学拟一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是（）A．计数该草地上该种植物的全部个体数目 B．设置1个1m2C．随机设置1m2D．在该种植物密集处设置1m2【答案】C4.（2022·山东高考）右图曲线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，营养级较高高考B.依据曲线b，人工养蜂时种群密度中等最好C.对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大高考资D.种群密度为d时，曲线b代表的种群个体间竞争最剧烈【解析】本题通过数学曲线图的形式反映了种群密度和存活率之间的关系，要求学生具备能够从图示中获取相关信息的能力。依据曲线b,种群密度中等时存活率最大，故B正确。曲线a表示的大型动物，由图可知，种群密度越大存活率越低，故而对大型动物迁地保护，迁移的种群密度不宜过大，所以错误。D项中种群密度越大，种群个体间竞争越剧烈，故而d点不是竞争最剧烈的点。【答案】D第2节种群的数量变化【考纲要求】1.种群数量的变化2.探究培养液中酵母菌数量的动态变化【知识梳理】一、种群增长曲线1.种群增长的“J”型曲线（1）条件：食物和空间条件充裕.气候适宜.没有敌害等理想条件下。（2）特点：种群数量每年以一定的倍数增大。（3）数学模型：指数函数型。（4）两种情形：①实验室条件下；②当一个种群刚迁入一个新的适宜环境时。2.种群增长的“S”型曲线（1）原因：自然环境条件是有限的，如资源.空间.天敌等的制约。（2）特点：种群达到环境条件所能允许的最大值——环境容纳量（即K值）后有时停止增长，有时在K值上下波动。（3）意义：反映或体现达尔文自然选择中的生存斗争。二、影响种群数量变化的因素1.内因：（1）种群的起始个体数量。（2）决定种群数量的因素：出生率和死亡率.迁入率和迁出率。2.外因：（1）自然因素：气候.食物.天敌.传染病等。（2）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。三、研究种群数量变化的意义对于有害动物的防治.野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。【重点知识讲解】一、“J”型增长曲线与“S”型增长曲线的分析1.曲线比较2.列表比较项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件环境资源无限环境资源有限种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降K值的有无无有曲线形成的原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天敌数量增多3.联系：两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同。因而有：“J”型曲线因环境阻力增大而成“S”型曲线。值变动的示意图及应用（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。（2）当环境遭受破坏时，K值下降；当生物生存环境改善时，K值上升。（3）应用：当环境中种群数量大于K/2值时，即可采取适当捕捞等手段合理利用，但捕捞后数量应为K/2值，因为此时种群增长率最大，有利于提高生物利用的总量。【例1】图中种群在理想环境中呈“J”型曲线增长（如图中甲）；在有环境阻力条件下呈“S”型曲线增长（如图中乙），下列有关种群增长曲线的叙述中正确的是（）A．环境阴力对种群增长的出现在d点之后 B．若此图表示蝗虫种群增长曲线，则虫害的防治应在c点开始C．一个物种引入新的地区后，开始一定呈“J”型增长D．若此图表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到E点后，增长率为0【解析】环境阻力出现在“J”型曲线与“S”型曲线的分叉点（c点）。c点种群的增长速度最快，所以不能在该点对害虫进行防治；b点蝗虫的数量开始增加，但增长速率还很低，应该从该点开始对害虫进行防治。一个物种引入新的地区后，有可能不适应当地的环境，所以不一定呈“J”型增长。【答案】D二、探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.问题：培养液中酵母菌种群数量的变化是怎样随时间变化的？或不同温度（或等）条件下酵母菌种群数量变化情况？或不同培养液（加糖和不加糖）中酵母菌种群数量变化情况如何？试管编号ABC管内液体培养液/mL1010无菌水/mL10酵母液/mL温度条件285282.假设：根据上述问题，大胆提出合理的假设。3.设计实验（如右表）。4.采用抽样检测方法——显微计数。5.注意事项（1）显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。（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，减少误差。时间/天123456…数量/个（3）结果记录最好用记录表，如下（请设计）：（4）每天计数酵母菌量的时间要固定。（5）培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。【例2】某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“s”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是（）试管号IⅡⅢⅣ培养液体积(mL)105105起始酵母菌数(103个)105510A．4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B．4个试管内的种群同时达到K值C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降【解析】本题考查的是种群的特征以及种群的数量变化。当种群刚迁入一个新的环境的时候，若环境适宜种群生存，由于这时种群数量不多，环境中的食物.空间等适宜，没有环境阻力，因此种群初始阶段都经历了J型增长。然后环境阻力慢慢增大，种群开始S型增长，K值指的是环境容纳量，到达K值的时间是由环境阻力的大小决定的，因此4个试管内的种群到达K值的时间不同。Ⅳ号试管内的环境阻力最大，因此最先达到K值并有毒物质积累，最先开始下降。【答案】B【感悟高考真题】1.（2022·全国1高考）下列四种现象中，可以用右图表示的是（）A.在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化B.条件适宜.底物充足时反应速率随酶量的变化C.一个细胞周期中DNA含量随时间的变化D.理想条件下种群数量随时间的变化【解析】本题主要考查相关生理过程中的数量变化趋势，涉及到新陈代谢与细胞分裂的相关内容，考查学生的理解能力和获取信息的能力。如图曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点（m，0）（m＞0）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于0；D项曲线为种群的“J”型增长曲线。【答案】A2.（2022·全国1高考）关于在自然条件下，某随机交配种群中等位基因频率的叙述，错误的是（）A.一般来说，频率高的基因所控制的性状更适应环境B.持续选择条件下，一种基因的频率可以降为0C.在某种条件下两种基因的频率可以相等D.该种群基因频率的变化只与环境的选择作用有关【解析】本题主要考查进化的相关知识，考查学生的理解能力。一般来说，某一性状适应环境的能力越强，控制该性状的基因其基因频率也往往比较大。如果显性性状不能适应环境而隐性性状适应环境的能力较强的话，那么A基因的基因频率在持续选择的条件下，就会逐渐降低至0，自然就有可能出现iA＞=ia和iA＜ia的情形。而种群基因频率的变化与突变与重组.迁入与迁出和环境的选择等多种因素有关。【答案】D2.（2022·浙江高考）某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是()若a点时环境因素发生变化，但食物量不变，则a点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅走过b点天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与b-c段相似年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与c-d段相似【解析】本题考查生态系统中影响种群数量波动的因素，从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波动可以看出，该生态系统是一个相对稳定的生态系统，具有一定的自我调节能力，当外界环境改变.出生率和死亡率的变化.天敌的捕食.年龄结构的变动，种群个体数量还是在K值附近左右波动，所a点时环境因素发生变化时，个体数量变化还是符合逻辑斯蒂增长，所以答案是A【答案】A第节群落的结构群落的演替【考纲要求】1.群落的结构特征2.群落的演替3.土壤中动物类群丰富度的研究【知识梳理】一、群落的概念及特征1.概念：同一时间内聚集在一定区域中各种生物种群的集合。2.特征：物种的丰富度.种间关系.空间结构.群落的演替等。（1）丰富度：群落中物种数目的多少。（2）种间关系：包括竞争.捕食.互利共生和寄生等，其中互利共生体现了种间互助，其余三者为种间斗争。二、群落的空间结构1.概念：指群落中各个生物种群分别占据不同的空间。2.空间结构：（1）垂直结构：在垂直方向上，大多数群落具有明显的分层现象。①原因：阳光的利用.栖息空间和食物条件等。②意义：提高群落利用阳光等环境资源的能力；植物分层为动物提供了多种多样的栖息空间和食物条件。（2）水平结构：在水平方向上，由于光照强度.地形.土壤湿度和盐碱度.生物自身生长特点的不同，以及人和动物的影响等因素，不同地段分布着不同的种群，同一地段上种群密度也有差别，常呈镶嵌分布。三、群落的演替1.概念：随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。2.类型：初生演替和次生演替。3.人类活动对演替的影响：往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。【重点知识讲解】一、种间关系的比较关系名称数量坐标图能量关系图特点举例互利共生相互依赖，彼此有利。如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化地衣、大豆与根瘤菌寄生对寄主有害，对寄生生物有利。如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好蛔虫与人；菟丝子与大豆；噬菌体与被侵染的细菌竞争数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，如图b。一般生态需求越接近的不同物种间竞争越激烈牛与羊；农作物与杂草；大草履虫与小草履虫捕食一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化羊和草；狼与兔；青蛙与昆虫【例1】下图①～④分别为A.地衣中的藻类和真菌；B.大小两种草履虫；C.狐与兔；D.细菌与噬菌体四组生物的种间关系示意图（纵轴表示个体数，横轴表示时间）。请据图回答：（1）判断A~D四组生物的对应曲线：A.；B.；C.；D.。（2）造成②中出现的现象是由于。（3）④与②相比，结果不同是因为。（4）若四种种间关系中的b死亡，对a有利的曲线是。（5）若狐死亡，则兔的发展趋势是。【解析】本题主要考查的是对种间关系有关知识的理解.掌握和运用的情况。根据图形分析，一般来说共生是两种生物的数量变化一致；捕食是两种生物一种增多（减少），另一种也随着增多（减少）；竞争是两种生物一种数量增多，另一种生物大量减少或死亡；寄生可能使宿主数量减少但不可能使宿主全部死亡。【答案】（1）③②①④（2）食物竞争，使一种（大）草履虫死亡（饿死）（3）寄生关系不可能使宿主全部死亡（4）②和④（5）狐死亡，兔先增加（失去天敌）后减少（受草制约）二、群落的演替1.群落演替的类型比较初生演替次生演替起点原先没有过植被，或虽存在过植被，但被彻底消灭了的环境原有群落环境只是失去了原有植被，但原有土壤条件基本保留时间经历的时间长经历的时间短速度缓慢较快影响因素自然因素人类活动较为关键实例裸岩上的演替弃耕农田上的演替2.群落演替的特点（1）演替是群落组成向着一定方向.具有一定规律.随时间变化的有序过程，因而它往往是可预测的。（2）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。【例2】下列选项中一般不能演替为森（树）林的是A．西北地干旱地区的典型草原B．大兴安岭火灾后的林区C．沂蒙山区的裸露岩地D．黄河三角洲的弃耕土地【解析】本题考查演替的定义。解此题可以采用排除法，都是次生演替，而初生演替一般不能演替到森林阶段，并且需要很漫长的时间。【答案】C【感悟高考真题】1.（2022·福建高考）某石质海滩的潮间带由大小不一的水坑和水坑间的凸出基质两类环境组成，主要生长着浒苔.角叉苔等海藻和滨螺.岸蟹等动物。岸蟹主要以滨螺等小动物为食，其主要天敌是海鸥。有人选择大小.深度等相似的两个自然水坑（），把B坑中的全部滨螺（233只）捉出，移人几乎无滨螺的A坑，研究滨螺对海藻及岸蟹种群的影响，结果如图所示。①图A中浒苔数量下降的主要原因是_____________________，从种间关系角度看，浒苔和角叉苔是_____________________关系②水坑中岸蟹种群密度与___________海藻的种群相对数量呈正相关。研究发现，此种海藻占优势的环境有利于岸蟹躲避天敌；而另一种海藻占优势的环境则相反。请据此解释B坑中的滨螺在移出前数量较多的原因__________________________________________③本研究涉