高三一轮复习生物：种群及其动态课件

第35讲种群及其动态第九单元生物与环境[课标要求]1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动。3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。考点一种群的数量特征及种群密度的调查1.种群的数量特征(1)种群概念:在一定的空间范围内,

生物

个体形成的集合就是种群。同种所有(2)种群的数量特征。增长型稳定型衰退型①种群密度:种群在

中的个体数,是种群

的数量特征。②直接决定种群密度的是

、

。③年龄结构在一定程度上能

种群数量的变化趋势。年龄结构是通过影响

间接影响种群密度的。单位面积或单位体积年龄结构>最基本出生率和死亡率迁入率和迁出率预测出生率和死亡率④性别比例是通过影响

间接影响种群密度的。2.种群密度的调查方法(1)逐个计数法:调查分布范围

、个体

的种群。(2)样方法和标记重捕法。项目样方法标记重捕法调查对象

或活动范围小的动物活动能力

、活动范围

的动物出生率较小较大植物强大调查程序确定样方五点(3)黑光灯诱捕法:对于有

性的昆虫,可以用黑光灯进行灯光诱捕来估算它们的种群密度。(4)调查种群密度的其他方法:用红外触发相机拍摄照片和视频;根据动物的粪便特征计数、通过动物的声音特征进行计数。趋光[正误辨析]1.种群密度反映了种群在一定时期的数量,但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。(

)2.年龄结构和性别比例都可以预测种群密度的变化趋势。(

)提示:年龄结构可以预测种群密度的变化趋势。3.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。(

)√×√4.调查动物种群密度只能用标记重捕法。(

)提示:调查的动物活动能力弱、活动范围小的可以采用样方法。5.样方法统计种群密度时,应去掉采集数据中最大值和最小值后取平均值。(

)提示:应所有数据取平均值。6.调查种群数量较少的陆生植物种群密度时,应随机取样,并适当扩大样方的面积。(

)××√[教材微点思考]1.(选择性必修2P2～3正文拓展)下列几种生物种群密度的调查适合使用样方法的是

;适合使用标记重捕法的是

。(均填序号)①蒲公英②田鼠③蚯蚓④鲫鱼⑤蚜虫⑥跳蝻①③⑤⑥②④2.(选择性必修2P5“探究·实践”拓展)取样时为何强调随机取样呢?五点取样法和等距取样法都规定了取样的方式,这种做法是不是不符合随机取样的原则?提示:随机取样是为了确保所选择的样方具有代表性,不受主观因素的影响,使通过样方统计的结果能更接近真实情况。五点取样法和等距取样法保证了样方的平均分布,而不是相对集中分布,是对随机取样的具体操作,符合随机取样原则。1.样方法计数的原则同种生物个体无论大小都要计数,若有正好处在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如图:注:图1为方形样方;图2为圆形样方,实心圈表示要统计或测量的个体,虚线表示圆形样方的直径。2.分析标记重捕法估算种群密度误差的原因1.(2024·湖南长沙月考)农业上利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,降低害虫种群密度,从而达到防治害虫的目的。下列对害虫种群密度下降的合理解释是(

)A.改变种群的年龄结构,增加死亡率B.改变种群的性别比例,降低出生率C.性引诱剂诱杀引起死亡率升高,是导致种群密度降低的主要原因D.性引诱剂导致害虫的迁入率降低,迁出率上升√种群数量特征及其相互关系性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,破坏害虫种群正常的性别比例,进而降低了出生率使种群密度下降;性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,引起死亡率升高,直接导致种群密度降低,但这不是引起种群密度下降的主要原因;该防治方法并未导致害虫的迁入率降低,迁出率升高。解析2.(2023·河北张家口一模)种群的数量特征之间的关系可用下图表示。下列叙述中正确的是(

)A.①⑤、迁入率和迁出率,直接决定种群密度B.②为性别比例,并非所有种群都具有此特征C.③为种群密度,可以反映种群的数量变化趋势D.④为年龄结构,影响出生率进而影响种群密度√①⑤分别为出生率、死亡率与迁入率和迁出率直接决定种群密度;②为年龄结构;③为种群密度,反映种群在一定时期的数量,不能反映种群的数量变化趋势;④为性别比例。解析明辨种群数量特征的两个易误点(1)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”,即种群数量多,种群密度不一定大。(2)预测种群数量变化趋势的依据:年龄结构。但这种趋势不一定能实现,还要看影响种群密度变化的其他因素,如气候、食物、天敌等环境因素的变化。3.(2023·山东滨州期末)动物粪便中含有少量脱落的肠道细胞,其中DNA的特有序列可作为识别不同个体的标记。调查某马鹿种群时,第一次收集到90份粪便,经检测来自50只个体;一段时间后,再次收集到100份粪便,经检测其中30份来自与第一次相同的20只个体,其余70份来自其他46只个体。据此估算该马鹿种群数量应为(

)A.300只 B.250只 C.165只 D.110只种群密度的调查方法√由题意分析可知,第一次收集到的动物粪便个体数是50只,第二次收集到的动物粪便总个体数为20+46=66(只),其中20只个体与第一次收集的相同,因此可利用公式计算马鹿种群数量应为50×66÷20=165(只)。解析4.(2023·山东泰安期末)为做好进境植物产品危害生物的防疫工作,科研人员采用样方法对某港口区域草本植物情况进行了系统调查,明确草本植物种类,及早发现有害杂草以防止其传播。下列说法错误的是(

)A.对该区域草本植物取样调查时,样方多少会影响调查结果B.该区域不同草本植物的生长与分布往往是不同的,需用不同的取样方法C.比较各种草本植物的平均密度,可初步判断港口草本植物的优势种D.若该区域发现某有害的蔓生草本植物,则可用样方法调查其种群密度√样方的数量太少,统计结果的误差可能较大,一般而言,样方越多,统计结果越接近真实情况;根据不同草本植物的生长与分布的不同,可采用不同的取样方法,如五点取样法、等距取样法等;在比较各种草本植物的平均密度时,若发现有一类植株密度较大,具有高度的生态适应性,据此可初步判断该类植株就是港口草本植物的优势种;丛生或蔓生的草本植物,由于有时一棵植物有几个分枝,不容易辨别是一株还是多株,因此不适宜用样方法调查其种群密度。解析种群密度调查方法的选择考点二种群数量的变化及影响因素1.建构种群增长模型的方法(1)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的

。数学形式(2)建构步骤。问题假设数学形式(3)表达形式。①数学公式:科学、准确,但不够

。②曲线图:直观,但不够

。2.种群数量增长的两种类型直观精确(1)曲线A为

形曲线。①形成条件:

充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等。“J”②数学模型。食物和空间条件该种群的起始数量倍数③曲线特点:种群数量是每年以一定的

增长的。倍数(2)曲线B为

形曲线。①形成条件:

总是有限的,种内竞争对种群数量起调节作用,存在天敌。②K值:一定的环境条件所能维持的

。“S”③曲线特点资源和空间种群最大数量环境容纳量(3)图中阴影部分为

,按自然选择学说,就是在

中被淘汰的个体数。3.种群数量的波动(1)在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的

。(2)对于大多数生物来说,种群数量总是在

中。处于波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现

,如蝗灾、鼠灾、赤潮等。(3)当种群长久处于不利条件下,种群数量会出现

。(4)当一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等而

。环境阻力生存斗争相对稳定波动种群爆发持续性的或急剧的下降衰退、消亡4.影响种群数量变化的因素光合作用综合性捕食5.种群研究的应用(1)在野生生物资源的合理利用和保护、

等方面都有重要意义。(2)指导农牧业和渔业生产,如中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在

左右)有利于持续获得较大的鱼产量。提醒食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,称为密度制约因素,而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为非密度制约因素。有害生物的防治K/2[正误辨析]1.种群“J”形增长的数学模型中,N0为该种群的起始数量,λ为时间。(

)提示:λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。2.保护大熊猫的根本措施是提高环境容纳量。(

)3.种群数量变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响。(

)×√√4.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。(

)提示:种群“J”形增长曲线中的增长率恒定不变,增长速率逐渐增大。5.一般来说,食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与种群密度是相关的。(

)×√[教材微点思考]1.(选择性必修2P16正文拓展)如图表示种群数量增长的“S”形曲线模型,请据图回答有关问题。(1)渔业捕捞中,一般种群数量超过K/2就开始捕捞,且捕捞后的数量要维持在K/2左右。让鱼的种群数量维持在K/2的原因是什么?提示:K/2时种群的增长速率最大,种群的数量能迅速恢复,有利于鱼类资源的可持续利用。(2)在病虫害防治中,是否应在害虫数量达到K/2后才开始防治?提示:防治害虫应尽早进行,应将种群数量控制于加速期(K/2)之前,严防种群增长进入加速期。2.(选择性必修2P17“思维训练”)据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性:

。自然生态系统中猎物增多会导致捕食者增多,捕食者增多会使猎物数量减少,猎物减少会引起捕食者数量减少,最终使猎物和捕食者在一定水平上保持动态平衡1.准确分析“λ”曲线(1)a段——λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长。(2)b段——λ下降,但仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,则种群数量一直增长。(3)c段——λ=1,种群数量维持相对稳定。(4)d段——λ<1,种群数量逐年下降。(5)e段——λ呈上升趋势,但仍未达到1,故种群数量逐年下降。2.K值与K/2值的分析与应用(1)K值的不同表示方法。图中A、B、C点所对应的种群数量为K值,A′点所对应的种群数量为K/2(2)K值变动的示意图。K值会随着环境的变化而变化,当生物生存的环境遭受破坏时,K值会下降;当生物生存的环境得到改善时,K值会上升。(3)K值与K/2值的应用。项目野生生物资源的保护与合理利用

有害生物的防治K值(环境容纳量)保护野生生物生活的环境,减小环境阻力,提高K值增大环境阻力(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K/2(最大增长速率)捕捞后,使鱼的种群数量维持在K/2,鱼的种群数量会迅速回升务必及时控制种群数量,严防达到K/2(若达到K/2,可导致有害生物成灾)“J”形和“S”形增长曲线规律及应用1.(2023·辽宁大连月考)对东北某林区狍子种群数量进行调查,结果如图所示。其中δ=前一年种群数量/当年种群数量。下列叙述正确的是(

)A.该种群数量表现为“S”形增长,t1时种群的增长速率最快B.t1时种群内狍子数量最多,此后狍子数量越来越少C.t2时种群内狍子数量达到K值,此后数量在K值上下波动D.t3时种群内狍子个体数量少于t2时,且个体的生存压力较t2时小√根据图示可知,该种群数量表现为先增后减,不属于“S”形增长;t1后种群中个体的数量开始下降,故此时种群内狍子的个体数量最多,此后狍子数量越来越少;t2时种群内狍子数量一直在下降,数量并没有达到K值,并且此后狍子数量一直下降;t1时种群内狍子的个体数量最多,此后狍子数量越来越少,因此t3时种群数量少于t2,但生存压力并不只来自种群数量本身,还与环境有关,结合狍子数量变化可推知,狍子生存环境可能越来越恶劣,生存压力越来越大。解析2.(多选)(2024·山东济南模拟)如下两图均与种群“S”形增长有关,对两图进行对比分析,下列相关叙述错误的是(

)A.t0～t1之间,种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,种群数量增长较快,增长率不断增加B.t1～t2之间,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内竞争加剧,种群增长速率下降C.t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于零D.为有效防治蝗灾,应在t1前及时控制其种群密度√√t0～t1之间,种群数量小于K/2,由于资源和空间相对充裕,出生率大于死亡率,种群增长速率不断增加,种群数量增长较快,但增长率不断减小;t1～t2之间,由于资源和空间有限,随着种群密度增大,种内竞争不断加剧,种群增长速率下降;由图示可知,t2时,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率但不为零,此时种群增长速率为零;在t1时种群数量为K/2,种群增长速率最大,因此应在t1前及时控制害虫的种群密度,才能将有害生物控制在较低水平。解析3.(2023·广东卷)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是(

)A.密度制约因素导致出生率下降B.密度制约因素导致死亡率上升C.非密度制约因素导致出生率下降D.非密度制约因素导致死亡率上升影响种群数量变化的因素√气温、干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素;蝗虫原本就会在秋季死亡,但降温提前使它们死亡前没有产生后代,导致出生率下降。解析4.(2024·江西上饶月考)农业生产中常利用瓢虫来防治叶螨。某小组研究瓢虫的饥饿程度和密度对其捕食作用率的影响,结果如图所示。下列有关叙述错误的是(

)A.在相同条件下,瓢虫密度越高,捕食作用率越低B.饥饿程度和叶螨密度共同决定了瓢虫的捕食作用率C.对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果D.田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度√据图可知,在相同条件下(饥饿状态相同条件下),瓢虫密度越高,捕食作用率越低,故为保证较高的捕食作用率,田间防治叶螨时应适当控制瓢虫密度;由题图无法得知叶螨密度对瓢虫捕食作用率的影响;结合题图可知,在瓢虫密度相同的情况下,饥饿24h和饥饿48h后瓢虫的捕食作用率均高于未饥饿的捕食作用率,故对瓢虫进行适当饥饿处理可提高防治效果。解析考点三培养液中酵母菌种群数量的变化1.实验原理(1)种群增长影响因素:用

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)增长规律:在理想的环境条件下,酵母菌种群的增长呈

曲线增长;在有环境阻力的条件下,酵母菌种群的增长呈

曲线增长。(3)检测方法:可采用

的方法。液体“J”形“S”形抽样检测2.材料用具酵母菌、无菌马铃薯培养液或肉汤培养液、试管、血细胞计数板、滴管、显微镜等。3.实验步骤液体无菌均匀计数板的盖玻片边缘全部沉降到计数室底部7曲线4.实验结果分析酵母菌增长数量曲线图(如图)。先增加再降低增长曲线的总趋势是

,原因是在开始时,

,因此酵母菌大量繁殖,种群数量剧增,随着酵母菌数量的不断增多,营养消耗、pH下降、有害产物积累等,使生存条件恶化,酵母菌死亡率

(填“高于”“低于”或“等于”)出生率,种群数量下降。培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜高于1.实验操作的注意事项(1)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(2)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成对照;需要做重复实验,目的是尽量减小误差,需对每个样品计数三次,取其平均值。(3)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,减小误差。(4)对培养液要进行定量稀释。(5)制片时,要先在计数室上盖上盖玻片,然后用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,多余培养液用滤纸吸去。(6)由于计数室中的菌悬液有一定的高度(0.1mm),故需要让细胞沉降到计数室底部的网格线中,避免细胞分布在不同液层深度,导致计数时被遗漏。(7)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则计数。(8)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当稀释培养液重新计数。2.血细胞计数板及相关计算(1)血细胞计数板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(如上图A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。另外,中央大方格以细线等分为25个中方格(如上图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格,供细胞计数用。(2)计算公式。①在计数时,先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数,求得每个中方格的平均值再乘25,就得出一个大方格的总菌数,然后再换算成1mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为A,则0.1mm3稀释菌液中的总菌数为(A/5)×25=5A。已知1mL=1cm3=1000mm3,则1mL稀释菌液的总菌数=(A/5)×25×10000=50000A。若菌液稀释倍数为B,则原菌液中酵母菌的种群密度为(50000A·B)个/mL。3.影响实验结果的误差分析(1)统计结果偏小的原因。①计数时酵母菌未全部沉降到计数室底部,造成计数结果偏小。②取液时未摇匀,从试管上部吸取的培养液中酵母菌偏少。③未统计边界线及顶角上的酵母菌等。(2)统计结果偏大的原因。①先滴培养液后盖盖玻片,导致计数室内部液体增多,造成计数结果偏大。②取液时未摇匀,从试管底部吸取的培养液中酵母菌偏多。③将四条边界线及顶角上的酵母菌都统计在内。④未染色,无法区分死菌、活菌,计数时将死菌统计在内。⑤将刚出芽的酵母菌按两个计数等。1.(2023·湖北黄冈二模)在“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,其中某次样品稀释10倍后,在25×16型(1个大方格分为25个中方格,每个中方格又分为16个小方格)血细胞计数板上计数5个中方格酵母菌总数为250个。下列叙述错误的是(

)A.利用计算公式可估算出培养液中酵母菌种群密度约为1.25×108个/mLB.先盖盖玻片,盖玻片一侧滴加少量样液,让样液渗入计数室,不能用吸水纸吸引C.营养条件和温度等是影响培养液中酵母菌种群数量变化的非密度制约因素D.连续观察7天,每天在相同时间取样计数并记录数据,在时间上形成前后对照√培养液中酵母菌种群数量的变化该培养液中酵母菌种群密度=250/5×25×10000×10=1.25×108(个/mL);先盖盖玻片,盖玻片一侧滴加少量样液,让样液自行渗入计数室,待菌体沉降到计数室底部再进行计数,该过程不能用吸水纸吸引;温度是影响酵母菌种群数量变化的非密度制约因素,营养条件是影响其数量变化的密度制约因素;连续观察7天,每天在相同时间取样计数并记录数据,确保两次计数之间间隔相同时间,在时间上形成前后对照。解析2.(2023·北京丰台二模)为研究酵母菌种群数量的变化,某兴趣小组将酵母菌分别接种于3个盛有等量同种液体培养基的锥形瓶中,并放置在摇床上培养,转速分别为210r/min,230r/min和250r/min。培养时间与酵母菌种群密度的关系如图所示。以下分析不正确的是(

)A.接种酵母菌前,需用高压蒸汽灭菌法对培养基等进行灭菌B.不同转速下,酵母菌种群密度在一段时间内均呈“S”形增长C.提高转速可以促进酵母菌的有氧呼吸,利于酵母菌的繁殖D.培养时间8h左右时,3组酵母菌均已达到环境容纳量√接种酵母菌前,需用高压蒸汽灭菌法对培养基等进行灭菌;由图可知,三组在前期均呈“S”形增长;图中转速越高前期酵母菌繁殖越快,推测提高转速增加了培养液中的氧气含量,促进酵母菌进行有氧呼吸,利于酵母菌的繁殖;培养8h后,低速组酵母菌种群密度还在继续上升,说明此时并未达到其环境容纳量。解析种群增长速率情境聚焦[典例引领](2023·山东卷改编)某种动物的种群具有阿利效应,该动物的种群初始密度与种群增长速率之间的对应关系如图所示。其中种群增长速率表示单位时间增加的个体数。下列分析错误的是(

)A.初始密度介于0～a时,种群数量最终会降为0B.初始密度介于a～c时,种群出生率大于死亡率C.将种群保持在初始密度c所对应的种群数量,有利于持续获得较大的捕获量D.若自然状态下该动物种群雌雄数量相等,人为提高雄性占比会使b点右移√初始密度介于0～a时,种群增长速率为负值,说明种群数量为负增长,因而种群数量最终会降为0;初始密度介于a～c时,应分两段来分析:在初始密度小于b时,其死亡率大于出生率,当初始密度大于b时,其出生率大于死亡率;初始密度为c时种群增长速率最大,在种群密度高于c时进行捕获并将捕获后的种群密度保持在c,有利于持续获得较大的捕获量;自然状态下雌雄数