高三生物总复习课件第九单元生物与环境9-30

第30讲种群的特征和数量变化[考纲导航]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______________，同种生物的______________。自然区域内全部个体(2)种群的数量特征项目定义特点或意义种群密度种群在单位面积或单位体积中的个体数①不同物种，种群密度_______；②同一物种，种群密度_______不同可变(3)完善种群数量特征之间的关系图解①__________是种群最基本的数量特征。②直接决定种群密度的是________________________、________________________。③年龄组成是通过影响__________________间接影响种群密度的，性别比例是通过影响____________间接影响种群密度的。2．种群的空间特征(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：均匀分布、__________、_____________。种群密度出生率和死亡率迁出率和迁入率出生率和死亡率出生率随机分布集群分布3．调查种群密度的方法(1)样方法①适用对象：______、昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等密度的调查。②过程植物(2)标志重捕法①适用生物：活动能力____、活动范围____的动物。②过程确定调查对象

↓捕获并_____个体，计数为M

↓______，计数为n，其中被标记个体为m

↓强大标记重捕【易错提醒】

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。【判断与思考】1．判断下列说法的正误。(1)一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。(√)(2)若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。(√)(3)用标志重捕法调查田鼠种群密度，若标记的田鼠部分被鼬捕食，则会导致种群密度估算结果偏低。(×)(4)橡树种子常在母树附近形成集群是空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。(√)(5)依据年龄组成预测的种群密度的变化趋势最终是否能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。(√)(6)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昆虫也适用。(√)2．根据题图，回答问题。如图是有关种群特征的概念图，请据图思考下列问题：(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的主要因素是_________________。(3)利用性引诱剂诱杀害虫会降低害虫的密度，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。迁入率和迁出率(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_______________________。蝗虫的年龄组成为增长型考法1种群数量特征的分析及应用1．(2018·广西桂林市柳州市高三模拟)下列关于种群的出生率和死亡率的叙述，正确的是(

)A．依据种群年龄组成可预测种群的出生率和死亡率的大小关系B．当种群数量为K/2时，种群的出生率与死亡率相等C．比较三种年龄结构类型的种群，稳定型的出生率最高D．出生率和死亡率是种群最基本的数量特征【解析】

年龄组成是种群数量的特征之一，依据种群年龄组成可预测种群的出生率和死亡率的大小关系，A项正确。当种群数量为K/2时，种群增长速率最快，种群的出生率大于死亡率，B项错误。三种年龄结构类型的种群，增长型的出生率大于死亡率，衰退型的出生率小于死亡率；稳定型的出生率等于死亡率，但不能比较出谁的出生率最高，C项错误。出生率和死亡率是种群的数量特征之一，种群最基本的数量特征是种群密度，D项错误。【答案】AA．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构B．该种群10月份的出生率不可能为零C．该种群年龄结构随季节的更替而变化D．大量诱杀雄性个体会影响该种群密度【解析】

天敌的迁入可能会捕食老弱病残的个体，可能会影响该种群的年龄结构，A正确。该动物个体从出生到性成熟需要6个月，而12月份没有未成熟个体，所以10月份的出生率可能为0，B错误。因为从4月份开始有未成熟个体，而到12月份就没有了，所以该种群年龄结构随着季节的更替而变化，C正确。大量诱杀雄性个体会破坏性别比例，进而影响该种群密度，D正确。【答案】B【总结归纳】

种群年龄组成常见类型及判断技巧(1)常见类型①统计图②曲线图③柱形图A．样方法调查植物种群密度时，常用的取样方法有五点取样法和等距取样法B．若图甲表示一个样方中植物分布状况，则计数值应为8C．若图乙表示物种数与样方面积的关系，则调查时设定样方面积最好为S0D．若选取3个合适的样方调查植物丰富度，结果分别是n1、n2、n3，则该地植物的丰富度为(n1＋n2＋n3)/(3S0)种/m2【解析】

调查植物种群密度常用样方法，样方法常用的取样方法有五点取样法和等距取样法，并遵循随机取样的原则，A正确；若图甲表示一个样方中植物分布状况，根据计上不计下，计左不计右的原则，图中计数应该是5＋1＋2＝8，B正确；乙图中S0点是获取物种数最多对应的最小的样方面积，C正确；若选取3个合适的样方调查植物的种群密度，结果分别是n1、n2、n3，则该地植物的种群密度为(n1＋n2＋n3)/(3S0)种/m2，D错误。【答案】D以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是(

)A．该地区田鼠的平均种群密度约为

250只/hm2B．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．此调查方法可以用来调查土壤中小动物物种的丰富度D．综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为3∶2【解析】

该地区田鼠的平均种群密度约为50×50÷10÷2＝125只/hm2，A错误；种群中的个体数＝第一次捕获数×第二次捕获数÷第二次捕获标记数，若田鼠更难捕捉，则第二次捕获标记数减少(因为不容易被捕)，因此统计的种群数量增大，统计的种群密度比实际更大，B错误；由于土壤动物活动能力强(不适合样方法)、身体微小(不适合标志重捕法)，一般采用取样器取样法调查土壤中小动物物种的丰富度，C错误；综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为(28＋32)∶(22＋18)＝3∶2，D正确。【答案】D【方法技巧】

“两看法”选择种群密度的调查方法考点二种群数量的变化及应用1．种群数量变化的研究(1)方法：______________。(2)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________________表达→检验或修正。构建数学模型数学形式2．“J”型增长(1)形成原因：_______________条件充裕、气候适宜、_____敌害。(2)数学模型食物和空间无(3)曲线特点：种群的数量以一定的_______连续增长。3．“S”型增长倍数(1)形成原因：____________有限。(3)K值在实践中的应用①保护有益生物：改善生存环境，提高_______________。②防治有害生物：一方面，增大其生存压力，降低___________________，另一方面，要在害虫数量达到_______之前进行提早防治，防止害虫大爆发。食物、空间环境容纳量(K值)环境容纳量(K值)K/2【易错提醒】

K值的易误点解读(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)在环境条件稳定，K值一定的情况下，种群数量也不是一成不变的：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，因为环境已遭到破坏。4．影响种群数量变化的因素(1)内因：①起始种群个体数量。②导致种群数量增加的因素：____________________。③导致种群数量减少的因素：____________________。(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。出生率和迁入率死亡率和迁出率【判断与思考】1．判断下列说法的正误。(1)环境容纳量是指种群的最大数量。(×)(2)不同种生物的K值各不相同，但每种生物的K值固定不变。(×)(3)影响种群数量变化的因素可能来自外部，也可能来自种群内部。(√)(4)在相对稳定的生态系统中，种群数量在K值上下波动。(√)(5)研究种群数量的变化有利于防治有害动物以及保护和利用野生生物资源。(√)2．根据题图，回答问题。如图表示两种种群数量增长方式的增长速率变化，请据图分析：(1)甲和乙分别表示哪种增长方式？【提示】

甲表示的是“J”型增长；乙表示的是“S”型增长。(2)乙图中在哪个时刻增长速率最快？在t1→t2时段内，种群数量是不是会逐渐减少？【提示】

在t1时刻增长速率最快，在t1→t2时段内，种群数量仍然增加，只是增长的速率减缓。(3)乙图中种群的K值不是恒定不变的，下列哪些因素可以使原来的环境容纳量下降？

①过度放牧对某种牧草种群的影响②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响④大量引进外来物种对本地物种的影响⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响【提示】

①②④⑤。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。假设某一种群的数量在某一单位时间t(如一年)内，由初始数量N0增长到数量Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为：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)两种曲线的增长率和增长速率增长类型“J”型“S”型增长率

增长速率A．图示种群数量的变化模型与DNA双螺旋模型的类型相同B．图中K值反映的是环境容纳量，该K值不受季节因素的影响C．图示反映甲种群不存在环境阻力，而乙种群始终存在环境阻力D．图中C点时乙种群的增长速率最大，而甲种群的增长速率为定值【解析】

图示种群数量增长曲线为S曲线，而DNA的结构为双螺旋结构，A错误；图中K值反映的是环境容纳量，该K值受季节等环境因素的影响，B错误；图示反映甲种群不存在环境阻力，而乙种群从C点开始出现环境阻力，C错误；图中C点时乙种群的增长速率最大，而甲种群的增长速率为定值，D正确。【答案】D2．(2018·河南省中原名校高三上学期第二次质量考评)某科研小组研究某池塘内草鱼种群增长速率的变化规律，结果如图所示，其中T2之前的数据丢失。下列叙述正确的是

(

)A．T2～T4时间段内，种群数量呈“S”型增长；T4～T5时间段内，种群数量逐渐下降B．T3时草鱼的种群密度约为T5时对应种群密度的一半C．该池塘对草鱼的最大容纳量应出现在T5时且数值保持不变D．当种群增长速率为m时，该草鱼的年龄组成为稳定型【解析】

T4～T5时间段内，种群增长速率下降，但种群数量仍在增加，A项错误；T5时种群数量达到K值，T3时种群速率达到最大，T3时草鱼的种群密度约为T5时对应种群密度的一半，B项正确；T5时种群数量在K值附近波动，C项错误；当种群增长速率为m时，该草鱼的年龄组成为增长型，D项错误。【答案】B【图形解读】

不同曲线模型中“K值”与“K/2值”考法2种群数量变化规律的应用分析3．(2018·湖南省益阳市、湘潭市高三调研)下图表示某海岛一段时间内某种害虫种群数量变化曲线，下列叙述不正确的是(

)A．图中种群数量即指种群密度B．AB段时种群中幼年个体多于老年个体C．该海岛上决定种群数量变化的直接因素是出生率和死亡率D．利用性引诱剂诱杀雄性害虫，有利于该海岛上虫害的控制【解析】

种群密度是种群最基本的数量特征，种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度，A错误；据图可知，AB段时种群数量少于K/2，所以此时种群的增长速率逐渐增大，种群数量增多，所以种群的年龄组成为增长型，幼年个体多于老年个体，B正确；出生率和死亡率直接决定了种群数量变化，C正确；利用性引诱剂诱杀雄性害虫，通过降低出生率从而减少种群数量，有利于该海岛上虫害的控制，D正确。【答案】A4．(2018·山东省青岛市高三期初调研检测)自然条件下，种群增长曲线呈“S”型。假设种群的K值为200，N表示种群数量，据表分析不正确的是(

)曲线上的点S1S2S3S4S5N2050100150180(K－N)/K0.900.750.500.250.10A.(K－N)/K值为0.50时，种群增长速率最大B．防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行C．渔业捕捞后需要将种群剩余量控制在S3点D．环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后【解析】

种群数量在S1～S3时，(K－N)/K减少，种群增长率加快，而种群数量在S3～S5时，(K－N)/K减少，种群增长率也减少，则在S3时，种群增长速率最大，A正确；对蝗虫等害虫的防治，需将其数量控制在S3点之前，B正确；渔业捕捞后需控制剩余量在S3点，即K/2值时，种群增长率最大，此时种群的再生能力最强，C正确；种群增长率在S3点以后开始下降，说明环境阻力对种群增长的明显影响出现在S3点之后，D错误。【答案】D【总结归纳】

K值、K/2值在实践中的应用考点三探究培养液中酵母菌种群数量的变化(实验)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______、空间、_____、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“___”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“___”型曲线。成分pHJS【深度思考】1．如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化实验的相关曲线，据图回答下列问题：(1)相当一段时间内，酵母菌的增长符合哪种模型？【提示】

符合“S”型增长。(2)de段曲线下降的原因可能有哪些？【提示】

营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等。(3)试着画出酵母菌增长速率的曲线。2．从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？【提示】

使酵母菌均匀分布，计数准确。3．该探究需要设置对照及重复实验吗？【提示】

酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无须设置对照实验。但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。4．若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？【提示】

可增大稀释倍数后再计数。1．本实验的注意事项(1)测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。(2)在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且不能准确计数，只能估算。(3)用显微镜计数时，对于压在小方格界线上的，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，可增大稀释倍数后再计数。(4)从试管中吸取培养液进行计数前，要轻轻振荡试管几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。2．血细胞计数板计数法(1)血细胞计数板常见规格血细胞计数板有两种常见方格网，对于16×25的方格网而言，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的方格网而言，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，如图所示。C．营养条件、温度、pH、酵母菌代谢产物均可能影响培养液中酵母菌种群的K值D．从试管中吸取培养液时，应注意从试管底部吸取，以得到更多酵母菌【解析】

用血细胞计数板在显微镜下可以对酵母菌进行计数，A正确；使用血球计数板时，应先放盖玻片，再滴加培养液，使培养液从边缘处自行渗入计数室，B正确；营养条件、温度、pH、酵母菌代谢产物等会影响酵母菌的生长和繁殖，从而会影响培养液中酵母菌种群的K值，C正确；从试管中吸取培养液时，要将试管轻轻振荡几次，使得酵母菌分布均匀，再吸取培养液用来计算，D错误。【答案】D2．下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是(

)①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧②将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液⑤将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，在显微镜下观察、计数⑥计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角上的⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次A．①②③④⑥

B．②③④⑥⑦C．①②③⑥

D．②③⑤⑥【解析】

①培养酵母菌时，不要去除培养液中的溶解氧；④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液，再盖上盖玻片，应该是盖上盖玻片之后再滴培养液；⑦早期培养也要取样观察。【答案】D考法2实验拓展与应用3．为探究pH对草履虫种群数量增长的影响，科研人员用不同pH的稻草培养液培养草履虫，培养的起始密度为5个·mL－1，培养时间为2d，结果如下表。下列相关叙述错误的是(

)pH3.04.05.06.07.08.09.010.0种群密度/(个

·mL－1)00153160168172133125A.需保证每组的温度、培养液体积等条件相同B．每组培养液中草履虫数量都呈“S”型增长C．增加培养液的量，可改变草履虫种群K值D．草履虫对碱的耐受性较强，适宜生活在弱碱性的环境中【解析】

由题意可知，该实验的自变量为稻草培养液的不同pH，因变量是草履虫种群数量的变化，温度、培养液体积等条件为无关变量，应控制相同且适宜，A项正确；表中数据显示，pH为3.0和4.0的两组草履虫的数量为0，据此说明每组培养液中草履虫数量并不都是呈“S”型增长，B项错误；增加培养液的量，草履虫的生存条件得到改善，因此可改变草履虫种群的K值，C项正确；pH为8.0的一组草履虫的种群密度最大，说明草履虫对碱的耐受性较强，适宜生活在弱碱性的环境中，D项正确。【答案】B4．下图为在等容积容器中，用不同条件培养酵母菌时，其种群增长的曲线。三种条件分别为：不更换培养液；不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜；每3h定期更换培养液。下列有关叙述正确的是(

)A．曲线①是不更换培养液但定时调节pH条件下的种群增长曲线B．该实验表明特定空间的环境容纳量是可以改变的C．该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度、捕食者无关D．若在曲线③所示条件下培养140h后，调节pH至适宜并继续培养，种群数量将一直维持稳定【解析】

每3h定期更换培养液，酵母菌在营养充足、条件适宜的环境中将会呈现“J”型增长，种群增长曲线是①；但如果不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜，酵母菌的数量会比不更换培养液稍好一些，种群增长曲线是②；不更换培养液培养酵母菌，一段时间后酵母菌将会因为营养物质短缺且代谢废物积累在培养液中而影响其繁殖，种群增长曲线是③，A错误。从图中可以看出，三种不同条件下酵母菌种群的增长曲线变化是不一样的，说明在特定空间的环境容纳量是可以改变的，B正确。该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度有关，与捕食者无关，C错误。曲线③所示条件下培养140h后，即使调节pH至适宜条件，种群数量也会因为营养匮乏而下降，D项错误。【答案】B1．(2017·全国卷Ⅰ)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽，则应在种群数量合适时开始捕获，下列四个种群数量中合适的是(

)A．甲点对应的种群数量B．乙点对应的种群数量C．丙点对应的种群数量

D．丁点对应的种群数量【解析】

通常对于有利的种群加以利用，种群数量应在K/2～K之间加以利用，使其种群数量降低到K/2，这时种群增长速率最快，而从图可知，在丙和丁之间种群增长速率最大，为K/2，甲、乙、丙数量没有达到K/2，丁超过K/2，所以应在丁点对应的种群数量，A、B、C错误，D正确。【答案】D2．(2017·全国卷Ⅲ)某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法合理的是(

)A．将样方内的个体进行标记后再计数B．进行随机取样，适当扩大样方的面积C．采用等距取样法，适当减少样方数量D．采用五点取样法，适当缩小样方面积【解析】

使用样方法时不需要对样方内的个体进行标记，A错误；样方法都要做到随机取样；由于个体数量少，应适当扩大样方面积，B正确；在用样方法调查时，取的样方过小或过少可能导致搜集到的数据较少，偶然性增大，因此需要适当扩大样方的面积或者增加样方的数量，C、D错误。【答案】B3．(2017·江苏卷)某小组开展酵母菌培养实验，下图是摇瓶培养中酵母种群变化曲线。下列相关叙述正确的是(

)A．培养初期，酵母因种内竞争强而生长缓慢B．转速150r/min时，预测种群增长曲线呈“S”型C．该实验中酵母计数应采用稀释涂布平板法D．培养后期，酵母的呼吸场所由胞外转为胞内【解析】

培养初期，酵母菌数量少，种内竞争弱，由于起始数量少，则生长缓慢，A错误；由于培养液中营养物质有限，转速150r/min时，可预测种群数量增大到一定程度后保持相对稳定，呈“S”型增长，B正确；培养液中酵母菌的计数应采取血细胞计数法，C错误；酵母菌的呼吸场所是细胞质基质和线粒体，D错误。【答案】B4．(2017·海南卷)在某一农田生态系统中，大面积单一种植某种农作物(甲)可导致害虫A的爆发，改成条带状合理地间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害虫A的爆发也受到了抑制。对此，不合理的解释是(

)A．新的种间关系不利于害虫AB．新的群落空间结构不利于害虫AC．乙的出现使害虫A的环境容纳量下降D．乙和害虫A存在互相抑制的竞争关系【解析】

由题目所给信息“间作当地另一种农作物(乙)后，乙生长良好，害