种群的特征和数量的变化

一、种群的特征1．种群的数量特征

项目特征定义特点或作用种群密度单位面积或单位

内某种群的个体数量①不同物种，种群密度不同；②同一物种，种群密度可变；③调查方法：

法、

法体积样方标志重捕

项目特征定义特点或作用出生率和死亡率种群单位时间内

的个体数目占该种群个体总数的比率

种群大小和种群密度年龄组成一个种群中、的个体数目的比例①三种类型：

型、

型、衰退型②可

种群数量的变化趋势新产生(死亡)决定各年龄期增长稳定预测

项目特征定义特点或作用性别比例种群内

个体数目的比例在一定程度上

种群密度迁入率和迁出率单位时间内

的个体数占该种群个体总数的比率

种群大小和种群密度具有生殖能力的雌雄影响迁入(迁出)直接影响2.空间特征(1)概念：组成种群的个体，在其生活空间中的

或

。(2)类型及实例：水稻的

分布；杂草的

分布；瓢虫

的

分布。位置状态

布局均匀随机集群二、种群的数量变化1．构建种群增长模型的方法——数学模型(1)研究步骤为：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→进一步实验或观察，对模型进行

。(2)表达形式：①

：优点是直观。②

：

优点是科学、准确。检验或修正曲线图数学方程式2．种群数量的变化：包括

、

、稳定和

。

在自然界，影响种群变化的因素包括

、食物、

、

等。3．种群数量增长的“J”型曲线(1)理想条件：

条件充裕、气候适宜、没有

敌害等。

(2)数学公式：Nt＝

(无K值)。增长波动下降气候

天敌传染病食物和空间N0λt4．种群数量增长的“S”型曲线(1)有限条件：自然界的

是有限的。(2)概念：种群经过一定时间的增长后，数量

的

增长曲线。(3)K值：又称

，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

。资源和空间趋于稳定环境容纳量最大数量1．(2011·西城区模拟)根据表中甲、乙两个国家各年龄段的

人口数量统计数据，判断下列叙述正确的是(

)年龄(岁)甲(百万)乙(百万)≥701.917.860～692.715.450～593.821.640～496.538.430～399.739.620～2913.836.210～1917.437.60～929.738.4A．甲属于人口稳定型国家，乙属于人口衰退型国家B．甲属于人口增长型国家，乙属于人口稳定型国家C．甲属于人口增长型国家，乙属于人口衰退型国家D．甲属于人口衰退型国家，乙属于人口稳定型国家

解析：甲国家幼年个体所占比例很大，老年个体所占比例非常低，属于增长型，乙国家幼年和成年个体数量相当，因而属于稳定型。答案：B2．a具有出生、性别、年龄、死亡等特征，b具有出生率、

性别比例、年龄组成等特征，那么a、b的特征分别属

于(

)A．物种的个体、一条鲤鱼B．物种的个体、一个鲤鱼种群C．种群、一条鲤鱼D．种群、一个鲤鱼种群解析：出生、性别、年龄、死亡是个体的特征；出生率、性别比例、年龄组成是种群的特征，故B正确。答案：B3．水华是富营养化水体常见的一种自然现象，从种群特

征分析，水华属于(

)A．不规则波动B．不均匀分布C．短期内暴长D．季节性消长解析：水华现象是由于淡水中N、P等矿质营养过多，条件适宜导致藻类大量繁殖的结果。答案：C4．利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，该害

虫的种群密度将明显减少，引起该现象的直接原因是(

)A．雌虫生殖能力下B．种群的性别比例失调C．雌性个体也减少D．种群出生率下降解析：利用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，雌性个体不能完成交配，从而降低了害虫出生率，使种群密度明显减少，即性别比例是通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度的。答案：D5.右图中的a和s分别表示在理想状态

下和自然环境中某生物种群的数量

变化曲线。下列对阴影部分的解释

正确的是(

)①表示环境中影响种群增长的阻力②表示环境中允许种群增长的最大值③表示种群内迁出的个体数④表示通过生存斗争被淘汰的个体数

A．①③B．②③

C．①④D．②④解析：种群的增长有“J”型和“S”型两种，造成两者差别的原因主要是环境中存在影响种群增大的阻力，两曲线的数量变化就是在生存斗争中被淘汰的个体数。

答案：C6．(2010·福建高考)棉蚜体型微小，能附着于棉花植株上

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10日开始对某棉田棉蚜种群

数量进行调查。调查结果如下表：调查日期(月－日)6－106－156－206－256－307－57－107－157－20棉蚜数量(只/株)0.424.7941.58261.731181.941976.962175.632171.462173.23(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：(1)由于棉蚜以吸取棉花汁液为食，因此棉蚜与棉花间是寄生关系。(2)由于棉蚜的活动范围很小，因此可通过样方法来测定其种群密度。根据表中的数据可看出：随着测量时间的延长，棉蚜的数量逐渐增大，在7月10日，种群数量达到最大值2175.63只/株，以后种群数量维持在最大值附近，因此符合种群数量增长的“S”型曲线。在“S”型曲线中，当种群数量达到种群数量最大值的一半，即大约在6月30日时，棉蚜种群增长量最大。(3)若长期使用农药防治棉蚜，会选择具有抗药性的棉蚜生存下来，从而导致棉蚜种群的抗药基因频率增大。答案：(1)寄生(2)样方S

6月30

(3)增大考点一种群特征命题解读

近几年高考以选择题为主，多借助曲线或表格考查种群的特征及其关系。在2012年高考中可能结合种群数量变化、生态系统的结构与功能、遗传与进化等知识，以社会热点问题、生产实际为背景命制非选择题。[示例1]

(2010·山东高考)右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是(

)A．在K/2时控制有害动物最有效B．图示规律可作为控制人口增长的依据C．该图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]考查出生率和死亡率与种群密度的关系分析。在K/2时，种群的净补充量最大，因此对于有害动物不宜在此防治；该图示不能作为控制人口增长的依据，由于人类与自然种群不同，受其他因素如计划生育的影响；该图可用于实践中估算种群最大净补充量，用于指导生产实际。在K值时捕捞鱼类得到的日捕获量最多。[答案]

C1．种群数量特征之间的相互关系图示(1)种群密度是种群最基本的数量特征。种群密度越高，一

定范围内种群个体数量越多，即种群密度与种群数量呈

正相关。(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。出生率与死亡率及迁入率与迁出

率的差值为正时，种群数量增加：反之，种群数量减少。(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。2．种群密度的调查方法(1)原理：研究者通常只计数种群的一小部分，用来估计

整个种群的种群密度，此方法称取样调查。(2)植物种群密度的取样调查实施步骤(样方法)①确定调查对象→选择调查地段→确定样方(符合随机

取样原则)→设计计数记录表→实地计数记录→计算密

度。②样方数目的确定。取样多少随调查地段的总体面积

而定；一般地说，选取的样方越多，求得的种群密度

越接近实际情况。③样方大小的确定。选取的样方大小随植物类型而定。

一般地说，北温带地区每个样方的大小，乔木为100m2，

灌木为16m2，草本植物为1m2。④样方的确定原则：随机取样。(3)动物种群密度调查方法(主要是采用标志重捕法)

计算公式：标志总数/N＝重捕个体中被标志的个体数/

重捕数(注：N代表种群内个体总数)1．(2010·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解析：种群的年龄组成有增长型、稳定型、衰退型，增长型年幼的个体较多，种群数量会增多；稳定型是各年龄段比较适中，种群数量不会发生大的变化；衰退型是年长的个体较多，种群数量会减少；从表格中看，三个种群依次是甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型。答案：A2．下列关于种群密度调查的叙述中，合理的是(

)A．宜选蔓生或丛生的单子叶植物作为抽样调查的对象B．宜采用样方法调查活动能力强的高等动物的种群密度C．取样的关键是要做到随机取样D．种群密度能准确反映种群数量的变化趋势

解析：蔓生或丛生植物不宜作为抽样调查的对象；高等动物常用标志重捕法调查；种群密度只能大体反映种群数量大小，而不能反映种群数量变化的趋势。答案：C考点二种群数量的变化及实践应用命题解读本考点在高考中选择题与简答题都有所呈现，通过增长曲线数学模型、新情景材料、表格等形式综合考查考生的获取信息能力以及对生物学问题进行解释、推理、合理判断的能力。2012年高考很可能延续这种命题方式。[示例2]

(2010·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(

)A．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(S型)增长B．若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过b点C．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D．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，所以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(S型)增长的。[答案]

A1．种群增长的“J”型曲线(1)前提条件(判断依据)：若出现以下五种情况即可判断为“J”型曲线①理想条件下；②实验室条件下；③食物

和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等几个条件同时

满足；④外来物种入侵早期阶段；⑤无环境阻力。(2)公式：Nt＝N0·λt(N0为种群的起始数量，t为时间，λ表示种群数量是一年前种群数量的倍数。若λ>1，种群密度增大，为增长型种群；λ<1，种群密度减小，为衰退型种群；λ＝1，数量不变，为稳定型种群)。2．种群增长的“S”型曲线(1)达到K值不再增加的原因：资源和空间有限，当种

群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，导

致出生率下降，死亡率上升，最终达到平衡。(2)种群“S”型增长曲线分析①对环境的适应期：个体数量很少，增长速率很慢。②快速增长期：个体数量快速增加，K/2时，增长速率达到最高。③稳定期：随着种群密度增加，个体因食物、空间和其他生活条件的斗争而加剧，同时天敌数量也增长。种群实际增长率下降，当数量达到环境条件允许的最大值(K)时，种群增长速率为零，即出生率＝死亡率，但种群数量达到最大。到达K值后，仍是呈锯齿状波动。3．种群数量变化曲线与种群增长速率曲线(1)图乙的O～f段相当于图甲的a～c段；(2)图乙的f点相当于图甲的c点；(3)图乙的f～g段相当于图甲的c～d段；(4)图乙的g点相当于图甲的d～e段。3．(2011·济南模拟)如图为某种群数量增长的“J”型曲

线和“S”型曲线。若不考虑迁入和迁出，下列有关

叙述错误的是(

)A．改善空间和资源条件有望使K值提高B．bc段种群增长率逐渐下降，

出生率小于死亡率

C．c点时种群增长速率为零，出生率等于死亡率D．比较曲线Y与曲线X表明自然状态下种群无法超出理

想状态下的最大增长速率解析：bc段种群出生率减小，死亡率增大，增长速率逐渐下降，但出生率仍大于死亡率。

答案：B4.假定当年种群数量是一年前

种群数量的λ倍，右图表示λ

值随时间的变化曲线。下列

相关叙述错误的是(

)A．0～a年，种群数量不变，其年龄组成是稳定型B．a～b年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型C．b～c年，种群数量增加，种群呈“S”型增长D．c～d年，种群数量增加，种群呈“J”型增长解析：当λ值小于1时，种群数量减少，在bc的前期λ小于1，因此C项所述错误。答案：C[示例]

某生物兴趣小组开展探究实验。课题是：“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。实验材料、用具：菌种和无菌培养液、试管、血球计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜等。酵母菌的显微计数方法：①血球计数板：是带有微小方格刻度的玻璃片，用于在显微镜下对微生物的计数。②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格

内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总

数。连续观察7天，并记录每天的数值。根据以上叙述回答下列问题：(1)根据所学知识，该课题的实验假设是：开始一段时间酵母

菌呈“J”型增长，随着时间的推移______________，酵母

菌呈“S”型增长。(2)本实验没有另设置对照实验，原因是_________________。

该实验是否需要重复实验？____________，试解释原因：__________________________________。(3)在吸取培养液计数前，要轻轻振荡几次试管，原因是____________。如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是______________。(4)请你设计表格处理实验数据。(5)在该实验的基础上，根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测，进一步确定一个探究实验的课题。__________________________________________。[解析]

本题研究培养液中酵母菌种群数量与时间的关系，其自变量为时间，因变量为酵母菌种群数量。表格的设计应体现出这些关系。[答案]

(1)环境中资源和空间变得有限(2)该实验在时间上形成前后对照需要为了提高实验数据的准确性(3)使酵母菌分布均匀增大稀释倍数(4)

(5)酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或pH或溶氧量等)的变化关系

时间

菌数次数1234567123平均(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。(3)结果记录最好用记录表。(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。1．(2010·海南高考)某同学调查一个面积为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．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方

中该种植物的个体数目C．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目D．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的

个体数目解析：样方法调查种群密度时应该注意：①随机取样；②样方大小适中；③样方数量不易太少。答案：D2.(2009·山东高考)如右图曲线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：依据曲线b，种群密度中等时存活率最大。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A、C正确。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。

3．(2009·安徽高考)用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫

数量的变化，结果如下表：时间(天)15913172125293337成虫数(只)6102871131207270302327341根据表中数据分析，下列结果正确的是(

)A．第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长

加快B．第17～29天，成虫增长率上升，死亡率下降C．第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有

关D．第1～37天，成虫数量成“J”型增长解析：第13～25天，成虫数量增长快的主要原因是营养丰富、环境条件适宜；第17～29天，成虫增长率下降，第21～37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变(第37天种群密度达到最大)有关，第1～37天，成虫数量成“S”型增长。答案：C4．(2010·江苏高考)单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华，

受到广泛关注。下面是有关铜绿微囊藻的研究，请回答问

题：(1)利用配制的X培养液