2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第1章 种群及其动态

2024年高中生物新教材同步选择性必修第二册第1章种群及其动态第1章种群及其动态第1节种群的数量特征课程内容标准核心素养对接1.列举种群的数量特征，说明出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例与种群密度的关系。2.说出调查种群密度的主要方法，运用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度。1.科学思维——通过讨论理清种群的数量特征之间的相互关系。2.科学探究——通过“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”培养实验设计、方案实施、结果分析素养。知识点1种群密度及其调查方法1.种群密度2.种群密度的调查方法第2节种群数量的变化课程内容标准核心素养对接1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试通过建立数学模型表征和解释种群的数量变化。2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。3.阐明环境容纳量原理在实践中的应用。1.生命观念——概括总结种群数量增长的两种曲线模型的不同点。2.科学思维——通过阐释种群数量变化培养学生建模及模型分析能力。3.社会责任——环境容纳量原理在保护濒危物种中的应用。知识点1建构种群增长模型的方法知识点2种群的“J”形和“S”形增长1.种群的“J”形增长2.种群的“S”形增长环境容纳量(K值)：一定的环境条件所能维持的种群最大数量。3.种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。(2)当种群长期处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。(3)当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。知识点3探究培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验原理(1)酵母菌可用液体培养基(培养液)来培养，培养液中酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。(2)可采用抽样检测的方法对酵母菌进行显微计数。(3)以培养液中的酵母菌种群数量和时间为坐标轴作曲线，从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。2.实验步骤(1)一个物种迁入新的地区后，一定呈“J”形增长。(×)(2)环境容纳量指种群的最大数量。(×)(3)对于“S”形曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素有关。(×)(4)利用血细胞计数板计数时，要先向计数室滴加培养液，再盖上盖玻片。(×)(5)取样时，没有振荡摇匀试管，则实验结果一定偏大。(×)eq\x(教材P9“图1－5拓展”)根据下图，完成下列问题：大草履虫种群的增长曲线(1)种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线，称为“S”形曲线。(2)该曲线中出生率和死亡率的关系①0～K/2时，出生率>死亡率，种群数量增加。②K/2时，出生率与死亡率的差值最大，种群增长速率最大。③K/2～K时，出生率>死亡率，但差值在减小，种群数量增长缓慢。④K值时，出生率＝死亡率，种群数量达到所处环境条件所能维持的最大值。(3)在种群数量为K/2、K时该种群的年龄结构分别是哪种类型？提示增长型、稳定型。探究点一种群的“J”形增长曲线请完成某同学尝试建构某种细菌种群的增长模型过程：1.提出问题：细菌每20min分裂一次，怎样计算细菌繁殖n代后的数量。2.作出假设：在资源和生存空间没有限制的条件下，细菌种群的增长不会受到种群密度增加的影响。3.建立数学模型(1)实验数据时间/min20406080100120140160180分裂次数123456789细菌数量/个248163264128256512(2)建立数学模型①数学公式(模型特点：精确但不直观)：Nn＝2n；N代表细菌数量，n表示第n代。②曲线图(模型特点：直观但不精确)以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，在下图中建构曲线模型。提示4.检验或修正：观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正。5.分析：得到的数学模型只是对理想条件下细菌数量增长的推测。1.种群“J”形增长的数学模型λ值与种群密度关系分析种群“J”形增长公式Nt＝N0λt中，λ代表种群数量是前一年种群数量的倍数，其与种群密度的关系分析如下：(1)λ>1时，种群密度增大，如图中AB段。(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。(3)λ<1时，种群密度减小，如图中BD段。2.“J”形增长曲线的种群增长率和增长速率[例1]下列与种群数量模型有关的叙述，错误的是()A.数量增长曲线比数学公式更能直观反映种群数量的增长趋势B.建立种群增长的数学模型一般不需要设置对照实验C.“J”形增长的数学模型Nt＝N0λt中，λ可以看成自变量D.建构相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正答案C解析数学模型中的曲线图能更加直观地反映出种群的变化趋势，而数学公式更加准确，A正确；建立种群增长的数学模型时，研究的是种群数量随时间推移的变化，在时间上形成前后对照，不需要设置对照实验，B正确；“J”形增长的数学模型中，λ表示种群数量是前一年种群数量的倍数，且为大于1的恒定值，不是自变量，C错误；建立数学模型后需要通过实验或观察等进行检验或修正，D正确。[例2]20世纪30年代环颈雉被引入美国的一个岛屿后，初期其种群数量的增长如图实线所示。下列相关叙述正确的是()A.可用样方法调查环颈雉的种群密度B.图中5年内环颈雉种群数量增长曲线出现弯折是绘制失误造成的C.环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”形(Nt＝N0λt)，其中λ>1D.环颈雉的种群增长率曲线也为“J”形答案C解析环颈雉属于活动能力强、活动范围大的动物，调查其种群密度可采用标记重捕法，A错误；由于环境条件的影响(环颈雉的越冬死亡率降低了每年春季所观察到的种群数量)，环颈雉种群实际数量在“J”形增长曲线附近变化，而不是呈现标准的“J”形增长曲线，B错误；由题图虚线分析可知，环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”形(Nt＝N0λt)，种群数量上升，说明λ>1，C正确；环颈雉的增长曲线为“J”形，故其增长率不变，D错误。探究点二种群的“S”形增长曲线图甲和图乙是种群数量变化的不同类型的曲线，根据要求回答相关问题：(1)尝试分析图甲曲线a、b之间的阴影部分表示的含义。提示阴影部分表示由于环境阻力的存在，在生存斗争中被淘汰的个体数目。(2)下列因素中使图乙中曲线c变为曲线d的有________(填序号)。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(3)在“S”形增长曲线中，有一段时间近似于“J”形增长曲线，判断这一段是否等同于“J”形增长曲线，并说明理由。提示不等同于“J”形增长曲线。“J”形增长曲线是在理想条件下的种群增长趋势，“S”形增长曲线是在环境有限的条件下种群的增长趋势。1.“J”形增长曲线与“S”形增长曲线的比较2.“S”形增长曲线中K值与K/2值的分析(1)种群数量达到K值后并不是一成不变的，而是围绕K值上下波动。当生存环境发生改变时，K值也会相应改变。(2)K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，可以大于K值。(3)K值的不同表示方法图中A、B、C、D时刻所对应的种群数量为K，A′、C′、D′时刻所对应的种群数量为K/2。[例3]青岛地处山东半岛东南部，气候温暖湿润，植被生长良好，适宜动物栖息和繁衍。如图反映了一定时期内“λ”的变化情况，下列有关分析正确的是()A.该种群的环境容纳量为m2B.R点时该种群的年龄结构为增长型C.图示种群数量变化符合“S”形增长曲线D.Q点时的种群增长速率最大答案B解析环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量，m2表示相邻两年的种群数量的比值，A错误；由曲线可知，R点时相邻两年的种群数量的比值大于1，说明种群的年龄结构为增长型，B正确；题图所示的种群数量变化不符合“S”形增长曲线，C错误；Q点对应的λ等于1，说明该种群相邻两年的种群数量相等，种群增长速率为0，D错误。[例4]关于如图所示种群数量增长曲线的叙述，正确的是()A.AC段种群增长率不断升高、CE段种群增长率不断降低B.种群增长过程中出现环境阻力是在D点之后C.建立自然保护区等措施可使E点上移，以此达到保护濒危野生动物的目的D.图中C点增长速率最大，不同时期种群的增长速率一定不同答案C解析种群数量呈“S”形增长时，种群增长率逐渐下降，A错误；种群数量呈“S”形增长时，环境阻力一直存在，即A点就已存在环境阻力，B错误；建立自然保护区可增大被保护种群的环境容纳量，使K值增大(E点上移)，此措施可以保护濒危野生动物，C正确；当种群数量为K/2(C点)时，增长速率最大，不同时期种群的增长速率可能相同，D错误。[例5]图中曲线乙表示某种群的数量变化曲线。下列叙述错误的是()A.曲线乙显示该种群的数量增长方式为“S”形增长B.若某条件引起该种群的数量发生曲线丙所示变化，则导致这一变化的原因最可能是该种群迁入了大量同种个体C.一般情况下，气候是影响曲线乙中ab段波动的外界因素之一D.若某条件引起该种群的数量发生曲线甲所示变化，则导致这一变化的原因可能是食物来源变少答案B解析如果某条件引起该种群的数量发生曲线丙所示的变化，即环境容纳量增大，最可能的原因是外界条件更适宜，如有了更多的食物和空间，B错误。若种群在b点时迁入同种个体，则该种群的数量变化曲线会发生怎样的变化？提示同种个体迁入，若没有破坏其生存环境，则曲线急剧上升后又很快会降至原来的K值附近，并在K值附近波动；若其生存环境遭到破坏，其环境容纳量会较之前降低，则曲线急剧上升后又会很快下降至比原来K值更低，并在新的K值附近波动。探究点三探究培养液中酵母菌种群数量的变化结合培养液中酵母菌种群数量变化的实验探究，回答下列问题：1.从试管中吸出培养液进行计数之前，需将试管轻轻振荡几次，试分析其原因。提示使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。2.若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？提示当小方格中的酵母菌过多时，可以增大稀释倍数然后再计数，即计数前应摇匀→取样→稀释→计数。3.探究本实验需要设置对照实验吗？需要做重复实验吗？提示酵母菌在不同时间内的数量可以相互对照，不需另设对照实验。但需要做分组重复实验获取平均值，以保证计数的准确性。4.若使用的血细胞计数板(规格为1mm×1mm×0.1mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为20×(25÷5)×100×10__000＝1×108个/mL。5.如图为探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验相关曲线，据图回答下列问题：(1)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。(2)试着在下面坐标系中画出该酵母菌的增长速率的曲线。提示1.血细胞计数板及其使用方法(1)血细胞计数板计数工具；而计数方法常用抽样检测法。①血细胞计数板(如图A所示)由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如图B所示)，每个大方格的面积为1mm2，加盖玻片后的深度为0.1mm，因此，每个大方格的容积为0.1mm3。②计数室通常有两种规格：一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25＝400(个)小方格。(2)计数方法如果是25×16的计数板，一般选取计数室四个角及中央共5个中方格(共80个小方格)进行计数；如果是16×25的计数板，要取左上、右上、左下、右下4个中方格(即100个小方格)进行计数。(3)计算方法①25×16的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)＝(5个中方格内酵母细胞个数/80)×400×104×稀释倍数。②16×25的血细胞计数板：酵母细胞数(个/mL)＝(4个中方格内酵母细胞个数/100)×400×104×稀释倍数。2.注意事项(1)先盖盖玻片，再滴加培养液，否则可能导致计数室内液体增多，计数结果偏高。(2)从试管中吸出培养液进行计数前要振荡试管，使菌体分散开来，混合均匀，减小实验误差。(3)等酵母菌全部沉降到计数室底部，再放置在显微镜下计数，目的是防止分辨不清酵母菌和格线而产生误差。(4)对于压在中格界线上的酵母菌，一般只取相邻两边及夹角计数。(5)每天在固定时间取样计数。[例6]在一定量的酵母菌培养液中放入活酵母菌若干，抽样镜检，如图甲所示(图中小点代表酵母菌)。将容器放在适宜温度下恒温培养5小时后，稀释100倍，再抽样镜检，如图乙所示。根据实验结果判断，以下叙述正确的是()A.培养5小时后，酵母菌种群密度增加200倍左右B.探究酵母菌的种群数量变化可以用标记重捕法C.用血细胞计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体D.培养5小时后，酵母菌种群数量达到K值答案A解析探究酵母菌的种群数量变化可以用抽样检测法，用血细胞计数板计数时，除统计方格内菌体外，还要统计相邻两边及其夹角上的菌体，5小时前每个小格内约有5个菌体，而5小时后每个小格内约有10个菌体，但这是稀释100倍后的值，所以5小时后种群密度增加200倍左右，此时酵母菌种群数量是否达到K值无法判断。[例7]有关“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的表述，不正确的是()A.如果一个方格内的酵母菌过多，可以采用稀释后再计数的办法B.实验过程中，时间是自变量，酵母菌数量是因变量C.制片时，让培养液自行渗入计数室后，盖上盖玻片D.计数时，应将试管轻轻振荡使酵母菌分布均匀答案C解析制片时，应先放置盖玻片，在盖玻片的边缘滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，用滤纸吸去多余培养液，再进行计数，C错误。思维导图晨读必背1.在理想条件下，种群数量会实现快速的增长，其数学模型为Nt＝N0λt，呈“J”形增长曲线。2.由于资源和空间的限制，种群数量不可能无限增长。有的种群在数量快速增长到K值后能保持相对稳定，使种群增长呈“S”形增长曲线。3.一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量(K值)。随堂检测1.当某一种群生活在资源和空间有限的环境中时，用来描述该情况下种群数量变化的数学模型是()A.Nt＝N0λt B.K/2值C.“J”形增长曲线 D.“S”形增长曲线答案D解析在资源和空间有限的环境中，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，这种增长曲线称为“S”形增长曲线。2.下列关于环境容纳量的叙述，错误的是()A.种群数量在K/2时增长最快B.同一群落各种群的环境容纳量是相同的C.环境容纳量会随着环境条件的改变而改变D.环境容纳量是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度答案B解析种群数量在K/2时增长最快，A正确；环境容纳量(K)是指在长时期内环境所能维持的种群最大数量，同一群落中不同种群的K值一般不同，B错误；K值的大小会随着环境的改变而改变，C正确；种群数量高于K时便下降，低于K时便上升，K值(环境容纳量)就是种群数量在生存环境中的稳定平衡密度，D正确。3.如图表示某种鱼迁入一生态系统后，种群数量的增长速率随时间变化的曲线，下列叙述正确的是()A.在t0～t2时间内，种群数量呈“J”形增长B.若t2时种群的数量为N，则t1时种群的数量为N/2C.捕获该鱼的最佳时期为t2D.在t1～t2时间内，该鱼的种群数量呈下降趋势答案B解析t0～t2时间内，该种鱼的种群数量的增长曲线呈“S”形，A错误；由题图可知t2对应K值，t1对应K/2，因此若t2时种群数量为N，则t1时种群数量为N/2，B正确；捕获该鱼应在t1后进行，捕获后的种群数量维持在K/2即可，C错误；t1～t2时间内，种群增长速率逐渐下降，但种群数量仍在增长，D错误。4.研究人员调查了8年间某养兔场兔子种群数量的变化情况，并据此绘制了如图所示的λ值变化曲线，下列叙述错误的是()A.第4～6年，兔的种群数量保持相对稳定B.第2～4年，兔的种群数量逐年下降C.第6～8年，兔的种群数量逐年上升D.第8年兔的种群密度大于刚开始的种群密度答案D解析第4～6年，λ＝1，即当年种群数量＝上一年种群数量，种群增长率＝0，兔的种群数量基本不变，A正确；第2～4年，λ<1，即当年种群数量<上一年种群数量，种群增长率<0，兔的种群数量逐年下降，B正确；第6～8年，λ>1，即当年种群数量>上一年种群数量，种群增长率>0，兔的种群数量逐年上升，C正确；若刚开始时兔的种群密度为N0，则由题图可知，第1年的种群密度为0.5N0，第2年的种群密度为0.5×0.5N0＝0.25N0，同理，第8年种群密度为0.25N0×0.75×1.0×1.0×1.0×1.25×1.5≈0.35N0，即第8年兔的种群密度小于刚开始的种群密度，D错误。课时作业(时间：30分钟)知识点1建构种群增长模型的方法1.下列关于建构种群增长模型方法的说法，不正确的是()A.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式B.数学模型的形式很多，常见的有数学公式、曲线图等C.“S”形增长曲线表示种群增长率先增大后减小，在K/2时最大D.在数学建模过程中也常用到假说—演绎法答案C解析“J”形增长曲线的增长率保持不变，“S”形增长曲线的增长率一直下降，C错误。知识点2种群的“J”形和“S”形增长2.关于种群“J”形增长曲线的叙述错误的是()A.“J”形增长曲线是理想条件下得到的数学模型B.自然界中多数种群的增长类型为“J”形增长C.曲线图能直观反映种群数量的变化D.“J”形增长模型中λ的含义为该种群数量是前一年种群数量的倍数答案B解析“J”形增长曲线是理想条件下得到的数学模型，A正确；自然界中多数种群的增长类型为“S”形增长，B错误；曲线图是数学模型的一种表现形式，同数学公式相比，它能更直观地反映种群数量的变化，C正确；“J”形增长曲线的数学公式模型可表示为Nt＝N0λt，其中λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数，D正确。3.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，种群增长的数学模型有曲线图和数学公式。下列关于种群“J”形增长的叙述，错误的是()A.数学公式模型可表示为t年后种群数量Nt＝N0λtB.若条件是食物和空间有限，则种群不会呈“J”形增长C.“J”形增长曲线中λ大于1D.增长速率是固定的答案D解析“J”形增长曲线的数学公式模型可表示为t年后种群数量Nt＝N0λt(λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数)，A正确；食物和空间条件有限，种群会呈“S”形曲线增长，B正确；由于种群一直在增长，后一年比前一年多，所以曲线中λ大于1，C正确；种群的增长速率不是固定的，D错误。4.如图为有关种群增长曲线的模型图，下列有关说法错误的是()A.种群呈现“J”形增长的前提条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等B.呈现“S”形增长的种群，随着时间的推移，种群增长所受的环境阻力加大C.在自然界中，种群的增长曲线一般是“S”形增长曲线D.种群增长的“J”形增长曲线有K值，只是K值较大，图中没有表示出来答案D解析“J”形增长曲线的形成条件是食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种，只要条件适宜种群数量就会无限增长，不存在K值；而“S”形增长曲线是在自然界中有限的条件下形成的，由于存在环境阻力，所以存在K值。5.为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的“S”形增长曲线，应使被捕鱼群的种群数量保持在K/2水平。这是因为在这个水平上()A.种群数量最大B.单位时间内种群增长量最大C.种群数量相对稳定D.种群的出生率大于死亡率答案B解析种群数量为K/2时，种群增长速率最快，单位时间内种群增长量最大，能持续地获得最大捕鱼量。6.关于环境容纳量的叙述，正确的是()A.环境容纳量是种群的最大数量，种群数量在任何时候都不可能超过环境容纳量B.人为地一次性捕杀家鼠后，其环境容纳量迅速降低C.环境容纳量是不会改变的，不受空间和资源的限制D.建立大熊猫自然保护区的目的是提高大熊猫种群的环境容纳量答案D解析环境容纳量是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。可以短时间内超越，但会很快恢复到正常水平，A错误；家鼠的环境容纳量是环境的固有属性，不会因为人为地一次性大量捕杀而降低，B错误；环境容纳量受到空间和资源的限制，C错误；建立大熊猫自然保护区的目的是改善其生存环境，提高大熊猫种群的环境容纳量，D正确。知识点3培养液中酵母菌种群数量的变化7.下列关于酵母菌的叙述，错误的是()A.酵母菌既含有核基因，又含有线粒体基因B.碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值是相同的C.酵母菌无氧呼吸的终产物经自由扩散运到细胞外D.培养液中酵母菌的种群数量在培养早期近似呈“J”形增长答案B解析一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称为K值。条件不同，酵母菌种群的K值会不同，B错误。8.将接种在马铃薯培养液中的酵母菌培养一段时间后，充分混匀并随机分成不等的两组后分别进行培养。下列说法错误的是()A.酵母菌种群增长所需的能量全部来自于马铃薯培养液B.若要估算培养液中酵母菌的数量，可借助显微镜进行C.培养液被分成上述两组时其中的酵母菌种群密度是不同的D.给营养充足的培养液通入O2有利于酵母菌种群数量的增加答案C解析酵母菌种群增长所需的能量来自于有机物的氧化分解，所需的有机物全部来自于马铃薯培养液，A正确；若要估算培养液中酵母菌的数量，可用血细胞计数板计数，需要借助显微镜，B正确；培养液与酵母菌充分混匀后被分成不等的两份，其中的酵母菌数量不同，由于是充分混匀的，故酵母菌的种群密度相同，C错误；给营养充足的培养液通入O2有利于酵母菌进行有氧呼吸，种群数量会增加，D正确。9.如图三种曲线是同一生物在同样条件下的培养结果，以下分析错误的是()A.图1中A点和图3中E点的增长速率与图2中的C点对应B.图1中B点和图3中F点的增长速率与图2中的D点对应C.图1、2、3都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律D.图1、2、3中的B、C、F点都可以表示种群达到了环境容纳量答案D解析图1中A点、图2中的C点和图3中E点对应种群数量为K/2，增长速率最大，A正确；B、D、F点都可以表示种群数量达到了环境容纳量，种群增长速率为0，B正确；图1、2、3都是“S”形增长，都可以表示该种群在有限环境条件下的增长规律，C正确；B、D、F点都可以表示种群达到了环境容纳量，C点时为K/2，D错误。10.科研人员在对森林内甲、乙两种鸟类的种群数量进行了调查之后，又开展了连续4年的跟踪调查，计算其λ值(当年末种群个体数量/上一年末种群个体数量)，结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A.调查鸟类种群数量常用的方法为标记重捕法B.无法推断A点时甲、乙种群数量是否相等C.乙种群数量在第3年末达到了最大值D.4年中甲种群每年增加的数量是相等的答案D解析鸟类种群数量的调查一般采用标记重捕法，A正确；从曲线上看A点时甲、乙种群的λ值是相同的，但无法判断两者的数量是否相等，B正确；乙种群在第3年末λ值为1，表示此时出生率和死亡率相等，但前期λ值都大于1，此后种群λ值又小于1，因此此时数量达到调查期间的最大值，C正确；λ＝当年末种群个体数量/上一年末种群个体数量；4年中甲种群的λ＝1.5，种群数量快速增长，虽然λ值相等，但每年的基数在变化，因此4年中甲种群每年增加的数量是不相等的，D错误。11.为了重现“江豚吹浪立，沙鸟得鱼闲”的美景，自2020年1月1日起，长江流域实施十年禁渔计划。据图分析，下列关于捕鱼的说法正确的是()A.捕捞后种群数量应处于B点B.捕捞后种群数量应处于A点C.当种群数量处于B点时才能进行捕捞D.只有当种群数量处于C点时才能进行捕捞答案A解析由于B点时种群数量增长速率最大，所以捕捞后种群数量应处于B点，A正确，B错误；种群数量大于B点后就可以进行捕捞，C、D错误。12.在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，观察到血细胞计数板(如图1，规格为1mm×1mm×0.1mm)计数室的某一个方格中酵母菌如图2分布。下列有关叙述正确的是()A.该方格中酵母菌的数量应计为9个B.实验中被甲紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞C.该血细胞计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1mmD.若没有振荡就吸取酵母菌培养液往往导致统计数据偏大答案B解析该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，A错误；由于细胞膜具有选择透过性，甲紫不能通过细胞膜，实验中被甲紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞，B正确；血细胞计数板盖玻片下液体的厚度为0.1mm，C错误；若没有振荡就吸取酵母菌培养液上层往往导致统计数据偏小，D错误。13.将酵母菌分为a、b、c、d四组，在相同容积的培养瓶中用不同的方式培养，其种群增长曲线如图所示。请据图回答下列问题：酵母菌种群增长的曲线(1)该实验实际上是研究________对酵母菌种群数量增长的影响。请分析a组能否沿此趋势无限延伸？________(填“能”或“不能”)。简述原因：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在下图绘出d组10～80h的种群增长速率的曲线图。(3)随着更换培养液的时间间隔的延长，酵母菌种群的增长速率降低，其可能的限制因素是_________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)环境因素(营养物质浓度或代谢废物的浓度或pH变化等，答案合理即可)不能空间是有限的(2)如图所示(3)营养物质不足或有害(代谢)产物积累或pH改变解析(1)探究酵母菌的种群数量变化实验，研究的是在不同环境条件下种群数量的变化；环境条件包括培养液的营养条件和培养的温度、pH等。由于培养瓶的空间是有限的，所以会导致种群数量的增长停止。(2)由于d曲线呈“S”形增长，所以种群的增长速率是先增加后减少，其中在K/2时种群的增长速率最大。(3)由于更换培养液的时间间隔的延长造成的种群增长速率下降，说明是培养液的问题，营养物质不足、有害代谢产物积累或pH改变等。知识点2种群的其他数量特征1.出生率和死亡率(1)出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比值。繁殖能力强的种群出生率高，种群增长快。(2)死亡率是指在单位时间内死亡的个体数目占该种群个体总数的比值。2.迁入率和迁出率对一个种群来说，单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比值分别称为迁入率或迁出率。3.年龄结构(1)概念指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。(2)类型(3)意义可预测种群密度未来的变化趋势。4.性别比例(1)一座山上全部的蛇是一个种群。(×)(2)调查土壤中蚯蚓种群密度可用标记重捕法。(×)(3)用样方法调查蒲公英种群密度时，应在分布较密的地区取样。(×)(4)大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度。(×)(5)出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接决定种群数量的变化。(√)eq\x(教材P2“问题探讨”)1.2015年，我国科学家基于长期的野外观测查明：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹42只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体分别为21只和17只，未能判断性别的成体2只。(1)科学家调查东北豹种群数量所采用的方法是逐个计数法。(2)调查东北豹的种群数量对于保护它们有什么意义？提示通过调查东北豹的种群数量，可以了解东北豹的生存状态和濒危程度，从而采取一系列有效的保护措施，如全面禁猎、禁止商业性采伐林木，建立自然保护区、国家公园等，对于濒危动物的拯救和数量的恢复有重要意义。eq\x(教材P2“图1-1”拓展)2.黑光灯诱捕昆虫的原理是什么？用这种方法得到的某昆虫的种群密度准确吗？提示黑光灯利用昆虫的趋光性诱捕昆虫。该方法得到的种群密度只是一个粗略的估计值，因为黑光灯的诱捕效果不能达到百分之百，另外所诱捕的都是昆虫的成虫，其他年龄段的昆虫不能捕捉到。探究点一调查草地中某种双子叶植物的种群密度1.选择双子叶植物作为研究对象而不是单子叶植物的原因：单子叶草本植物常常是从生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株；而双子叶草本植物的个体数目则易于辨别。2.实施计划(1)确定调查对象、调查方法。样方法(2)确定样方①确定取样大小若样方中被调查个体数较少，应适当扩大样方面积；样方形状以正方形为宜。草本灌木乔木1m×1m4m×4m10m×10m若本实验中，选用的双子叶植物为蒲公英，所取的样方大小应选择1__m×1__m。②确定取样方法取样的关键是要做到随机取样，常用的取样方法：③样方法的计数原则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，即只计数相邻两边及夹角上的个体。如图所示：统计该样方内的蒲公英个体数量，应计数样方内＋相邻两边(计上不计下，计左不计右)及夹角上的个体，因此，该样方中有9株蒲公英。3.实验记录与分析下表是某兴趣小组调查某植物的种群密度的结果，右图表示第四个样方中该植物的分布情况。据此回答：样方N1N2N3N4N5种群密度/(株·m－2)8718x9(1)第四个样方中该植物的种群密度是8(株·m－2)。(2)N3的数量明显高于其他样方，应如何处理？该植物种群密度是多少？提示对极个别非常悬殊的样方数据应舍弃后再求平均值。8(株·m－2)。[例1]样方法是生态学研究中经常使用的调查方法。以下关于样方法的叙述，正确的是()A.用样方法调查森林中乔木植物种类时应对各样方数据求平均值B.不宜采用样方法调查虫卵的种群密度C.调查某双子叶植物的种群密度应在植物生长密集处取样D.样方法是估算种群密度常用的方法之一答案D解析用样方法调查森林中乔木植物种类时不应求其平均值，因为调查的是物种的种类而不是种群密度，A错误；可用样方法调查虫卵的种群密度，B错误；样方法取样的关键是做到随机取样，调查某双子叶植物的种群密度时，在植物生长密集处取样会导致统计数据偏大，C错误；估算种群密度常用的方法之一是样方法，D正确。[例2]用样方法对草地中某种双子叶植物进行种群密度调查时，下列做法不正确的是()A.如果种群个体较少，样方面积要减小B.样方的大小一般以1m2的正方形为宜C.取样时要做到随机取样D.取样方法有五点取样法和等距取样法答案A解析如果种群个体较少，样方面积要增大，A错误；调查双子叶植物种群密度时，选取样方的大小一般以1m2的正方形为宜，B正确；取样时常采用五点取样法或等距取样法，关键是要做到随机取样，C、D正确。探究点二种群密度的调查方法——标记重捕法标记重捕法是以局部推测整体的经典方法。其原理可用下图表示：说明：N表示被调查种群的个体总数；M表示初次捕获并被标记的个体数；n表示再次捕获的个体数；m表示重捕标记个体数。(1)尝试完成标记重捕法估算种群密度的计算公式，个体总数N＝nM/m。(2)标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物，为什么活动能力差的动物不宜用标记重捕法？提示活动能力差的动物被标记后不能与其他动物充分混合，会导致重捕时误差较大。(3)用标记重捕法调查某动物的种群密度时，若标记个体更易于被捕食，则调查结果是偏高、偏低，还是不变？为什么？提示偏高。若标记个体更易于被天敌捕食，则重捕中被标记的个体数减小，根据标记重捕法估算种群密度的公式可知，种群密度的调查结果会偏高。1.样方法与标记重捕法的比较2.利用标记重捕法估算种群密度的误差分析[例3]利用标记重捕法调查某丘陵地区4km2区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记50只刺猬，第二次捕获40只刺猬，其中被标记的有5只。下列说法错误的是()A.标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同B.迁入率和迁出率影响该种群数量的变化C.标记物脱落会造成预测值小于实际值D.该丘陵地区刺猬的种群密度大约是100只/km2答案C解析标记重捕法的前提条件是标记个体与未标记个体被捕获的概率基本相同，A正确；调查期间可能有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象，因此迁入率和迁出率、出生率和死亡率都会影响该种群数量的变化，B正确；利用标记重捕法调查种群密度时，如果标记物脱落，会使重捕到的标记个体数变小，计算所得值比实际值偏大，C错误；4km2区域中刺猬个体数＝初次捕获并标记的个体数×重捕到的个体总数÷重捕到的标记个体数＝50×40÷5＝400，进而求得该丘陵地区刺猬的种群密度大约是100只/km2，D正确。在利用标记重捕法调查种群密度时，捕捉部分个体做上标记后放回原来的环境，必须经过一段时间再进行重捕的原因是什么？提示使带标记个体与未标记个体充分混合均匀。(注意不是使带标记个体在分布区内分布均匀。)[例4]下列有关生物种群数量调查的方法，正确的是()①调查蚜虫、跳蝻，用样方法②调查马尾松，样方划分为1m2左右③调查蒲公英，只计数样方内的个体数④调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕，定时计数法A.①④ B.①②③C.②③④ D.①②④答案A解析蚜虫、跳蝻活动能力弱，调查其种群数量用样方法，①正确；马尾松是大型裸子植物，在调查其种群数量时，1m2左右的样方太小，一般样方面积用100m2左右，②错误；调查蒲公英，除计数样方内的个体数外，还要把样方相邻两边及夹角处的所有个体统计在内，③错误；调查趋光性农业害虫，可用黑光灯进行灯光诱捕的方法，④正确。“两看法”选择合适的种群密度调查方法探究点三种群数量的其他特征请尝试构建种群数量特征之间关系的概念模型，并回答下列问题：(1)请写出上述各字母代表的含义：a.迁入率，b.出生率，c.性别比例，d.年龄结构，e迁出率，f死亡率。(2)种群最基本的数量特征是什么？预测种群数量的变化趋势主要依据图中的哪个特征？提示种群密度；年龄结构。(3)直接决定种群密度大小的数量特征有哪些？提示出生率和死亡率、迁入率和迁出率。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，是如何导致该种害虫的种群密度降低的？提示利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，改变了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，降低了出生率，从而使该种害虫的种群密度降低。1.种群数量特征的关系图示(1)直接决定种群密度的因素出生率、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。当出生率高于死亡率、迁入率高于迁出率时，种群密度增大；反之，种群密度减小。(2)间接影响种群密度的因素①年龄结构eq\o(→,\s\up7(改变))出生率和死亡率eq\o(→,\s\up7(决定))种群密度eq\o(→,\s\up7(预测))变化趋势。②性别比例eq\o(→,\s\up7(改变))出生率eq\o(→,\s\up7(决定))种群密度。(3)年龄结构可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、天敌等。2.种群数量变化特殊实例分析(1)城市人口的剧增——迁入率>迁出率。(2)法律禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”等——控制我国人口的性别比例。(3)“三孩”政策——缓解人口老龄化问题。(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫雄性个体——通过使性别比例失调来降低出生率。(5)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——他得出此结论的论据最可能是蝗虫种群的年龄结构为增长型。[例5]下图表示种群的各个特征之间的关系，下列叙述正确的是()A.甲为出生率和死亡率，乙为迁入率和迁出率B.丁为年龄结构，包括增长型和衰退型两种类型C.调查作物植株上蚜虫的种群密度时常采用标记重捕法D.种群密度是种群最基本的数量特征答案D解析题图中甲为出生率和迁入率，乙为死亡率和迁出率，丙为性别比例，丁为年龄结构，A错误；丁包括增长型、稳定型和衰退型三种类型，B错误；调查作物植株上蚜虫的种群密度时常采用样方法，C错误；种群密度是种群最基本的数量特征，D正确。[例6]下列结合种群特征的概念图(如下图)所作的分析，错误的是()A.利用性引诱剂诱杀害虫会影响③B.若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期雌雄个体比越接近1∶1，出生率越高C.④是指一个种群中各年龄期的个体数目D.春运期间，广州人口数量变化主要取决于迁出率和迁入率答案C解析利用性引诱剂诱杀害虫会直接影响种群的性别比例，即图中③，A正确；若某动物的婚配制为一雌一雄，则生殖期个体的雌雄比例越接近1∶1，出生的个体数越多，种群的出生率越高，B正确；④是年龄结构，指一个种群中各年龄期的个体数目的比例，C错误；春运期间，广州人口数量变化主要取决于迁出率和迁入率，D正确。思维导图晨读必背1.种群的数量特征有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等，其中种群密度是最基本的数量特征。2.调查种群密度常用的方法有样方法和标记重捕法。3.年龄结构有增长型、稳定型和衰退型三种类型，年龄结构可以预测种群数量的变化趋势。4.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率。随堂检测1.种群最基本的数量特征是()A.种群密度 B.年龄结构C.性别比例 D.出生率和死亡率答案A解析种群数量特征包括种群密度、出生率与死亡率、迁入率与迁出率、年龄结构和性别比例等，其中最基本的数量特征为种群密度。2.下列适宜用样方法调查种群密度的是()A.农田中的田鼠 B.太湖中的鲫鱼C.城市中的乌鸦 D.棉株上的蚜虫答案D解析农田中的田鼠、太湖中的鲫鱼、城市中的乌鸦等活动能力强，活动范围广，宜采用标记重捕法调查其种群密度；棉株上的蚜虫活动能力弱，可采用样方法调查其种群密度。3.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60只鼠，做上标记后原地放回，一段时间后在相同位置放置了100个鼠笼，捕获72只鼠，其中被标记的鼠有18只。下列有关叙述错误的是()A.调查草原鼠害不能采用样方法B.该区域中鼠的种群数量约为240只C.若在两次捕鼠期间发生草原大火，则统计结果是不准确的D.由于鼠被捕一次后更难捕捉，因此推测该区域中鼠的种群数量可能大于调查结果答案D解析草原鼠活动能力强，活动范围大，不适宜用样方法调查其种群密度，A正确；根据标记重捕法的计算公式可得N＝eq\f(60×72,18)＝240，故该区域中鼠的种群数量约为240只，B正确；若在两次捕鼠期间发生草原大火，可能导致鼠非正常死亡或者迁出，故统计结果是不准确的，C正确；该动物被捕一次后更难捕捉，说明重捕个体中被标记的个体数偏小，根据计算公式可知，调查结果将偏高，D错误。4.下列关于种群特征的叙述，正确的是()A.1∶1的性别比例最有利于种群数量增长B.种群密度能很好地反映种群数量的变化趋势C.我国放开三孩政策有助于提高人口出生率D.种群密度、年龄结构、性别都属于种群基本特征答案C解析不同生物的生殖方式不同，1∶1的性别比例未必最有利于种群数量增长，A错误；种群密度反映种群数量的大小，不能反映种群数量的变化趋势，B错误；我国放开三孩政策有助于提高人口出生率，C正确；性别属于个体的特征，D错误。课时作业(时间：30分钟)知识点1种群密度及其调查方法1.下列可以称为种群密度的是()A.某湖泊一年中鲫鱼新增加的个体数B.一个池塘单位体积内的鲤鱼数量C.一片森林中单位面积内的乔木数量D.池塘中的鲫鱼和水库里的鲫鱼答案B解析种群密度是指种群在单位面积或单位体积中的个体数，某湖泊一年中鲫鱼新增加的个体数不是单位体积中的个体数，A不符合题意；一个池塘单位体积内的鲤鱼数量属于种群密度，B符合题意；一片森林中单位面积内的乔木包括多个物种，其数量不属于种群密度，C不符合题意；池塘中的鲫鱼和水库里的鲫鱼属于不同种群，不能称为种群密度，D不符合题意。2.某陆生植物种群的个体数量较少，若用样方法调查其密度，下列做法正确的是()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，适当缩小样方面积答案B解析根据题干信息“某陆生植物种群的个体数量较少”，在用样方法调查时，选取的样方过小，可能导致收集到的数据较少，偶然性较大，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，B正确；用样方法调查植物种群密度时不需要对样方内的个体进行标记，A错误。3.下列有关调查种群密度的说法，错误的是()A.调查长条形地块中某种植物的种群密度，常用等距取样法取样B.调查古树木、蝗虫的幼虫和某种蛇的种群密度时，通常采用样方法C.蔓生或丛生的单子叶植物不能以地上部分的数量估算种群密度D.用标记重捕法调查种群密度时，个体被捕捉的概率应相等，而与年龄和性别无关答案B解析调查长条形地块中某种植物的种群密度，常用等距取样法取样，有利于取样的随机性，A正确；蛇的活动能力强，活动范围较大，调查其种群密度时宜采用标记重捕法，B错误；蔓生或丛生的单子叶植物，从地上部分难以辨别是一株还是多株，不能以地上部分的数量估算种群密度，C正确；用标记重捕法调查种群密度时，要求每一个体被捕捉的概率相等，与年龄和性别无关，从而能减少实验的偶然误差，D正确。知识点2种群的其他数量特征4.据统计某城市人口自然增长率为－0.19%，然而人口数量仍增加了127万，导致这种结果的主要原因是()A.严格的人口政策 B.性别比例失调C.出生率大于死亡率 D.迁入率大于迁出率答案D解析决定城市人口数量的因素除出生率和死亡率外，还有迁入率和迁出率。5.如图为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。随着时间的推移，该地人口的年龄结构将()A.由稳定型变为增长型 B.由衰退型变为稳定型C.由增长型变为稳定型 D.由稳定型变为衰退型答案A解析由题图可知，起始出生率等于死亡率，此时该人群的年龄结构为稳定型，后出生率逐渐升高，死亡率逐渐降低，而且出生率大于死亡率，种群密度将增加，故该地人口的年龄结构变为增长型，A正确。6.随着“三胎”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错误；自然增长率除了取决于出生率，还取决于死亡率，B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，所以无法确定是否保持零增长，D错误。7.下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是()A.图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是bB.图1中的c为种群最基本的数量特征C.图2中丁与图1中的a表示的含义相同D.图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度答案C解析图1中a只影响出生率，而b既影响出生率也影响死亡率，从而判断出a为性别比例，b为年龄结构，进而可知c为种群密度。图2为图1的变式，图2中甲使种群密度增加，应为出生率和迁入率；乙使种群密度减小，应为死亡率和迁出率；丙只影响出生率，应为性别比例；丁为年龄结构。图1中b年龄结构是预测种群数量未来变化趋势的主要依据；图1中c为种群密度，是种群基本的数量特征；图2中丁为年龄结构，而图1中a为性别比例；图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率间接影响种群密度。8.下列与种群数量相关的叙述，正确的是()A.一段时间内某种群出生率升高，则在此期间该种群的数量一定上升B.若某种群的年龄结构为增长型，则该种群数量一定增加C.利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，是从直接改变种群的年龄结构入手减少害虫的数量D.我国一线城市人口数量的剧烈波动往往与迁入率、迁出率有关答案D解析一段时间内某种群出生率升高，而且出生率大于死亡率、没有迁入和迁出等其他环境因素的影响，则在此期间该种群的数量会上升，A错误；年龄结构为增长型的种群，种群数量不一定会增加，因为种群数量变化受到多种因素的制约，B错误；利用性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，是从直接改变种群正常的性别比例入手来减少害虫的数量，C错误；迁入率和迁出率是影响种群数量的重要因素之一，我国一线城市人口数量的剧烈波动往往与迁入率、迁出率有关，D正确。9.某同学为了调查某区域麻雀和黄鹂的种群密度，在该区域内随机设置了若干捕鸟网。捕获结果统计如表，下列叙述错误的是()第一次捕获麻雀黄鹂46只(标记后放归)43只(标记后放归)第二次捕获麻雀黄鹂42只(其中6只带标记)36只(其中9只带标记)A.该区域所有的麻雀和黄鹂分别构成一个种群B.该区域麻雀大约有322只，黄鹂大约有172只C.若标记的个体很难被再次捕获，计算的结果会偏小D.为了结果的准确性，标记物不能影响标记动物的正常生活答案C解析该区域所有的麻雀