生物第十单元 种群和群落 第1讲 种群的特征和数量的变化.ppt

第十单元种群和群落第一讲种群的特征和数量的变化1种群种群(1)种群的概念：种群是指在一定的_，同种生物的_。(2)对种群的理解：种群应具备“三同”与“一全”，即：同一时间、同一_、同一_、全部个体；同一物种的生物常因_划分为不同种群；不同物种间则存在_。2种群各数量特征之间的关系种群各数量特征之间的关系自然区域内全部个体地区物种地理隔离生殖隔离衰退型性别比例出生率(1)_是种群最基本的数量特征。(2)_、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成在一定程度上能_种群数量变化趋势，_能够间接影响种群个体数量变动。(4)年龄组成类型3种群的空间特征(1)含义：种群中的个体在_的位置状态或布局。(2)类型(连线)：均匀分布型a瓢虫的空间分布随机分布型b田野中某种杂草的空间分布集群分布型c稻田中水稻的空间分布种族密度出生率和死亡率预测性别比例D答案：cba其生活空间中4种群密度的调查方法种群密度的调查方法项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小的动物活动范围大的动物调查程序确定调查对象选样方法（五点取样法、等距取样法）计数计算种群密度取平均值确定调查对象捕获并标记为n重捕，计数（捕获数n1，标记数n2）计算种群密度:NN1N2/N0【教材深挖】【教材深挖】1为什么种群的年龄组成可以预测种群未来的发展趋势？答：不同年龄组成的种群中，老年、成年、幼年的个体数不同，因此可预测其未来的出生率与死亡率，进而可预测种群未来的发展趋势。2性别比例是如何影响种群密度的？答：性别比例通过改变种群的出生率，进而改变种群密度。1.(2017福建龙岩四校期中，27)下图表示种群数量特征之间的关系，有关叙述正确的是()AA为出生率和死亡率，B为迁入率和迁出率BC为性别比例，主要通过影响出生率和死亡率来影响种群密度CD为年龄组成，主要通过影响出生率从而影响种群密度D种群特征包括遗传特征、数量特征和空间特征【解析】出生率和迁入率使得种群密度增加，死亡率和迁出率使得种群密度减小，A错误；C表示性别比例，能影响种群的出生率，进而影响种群密度，B错误；D为年龄组成，主要通过影响出生率和死亡率，从而影响种群密度，C错误；种群特征包括遗传特征、数量特征和空间特征，D正确。D3.(2017江西赣州赣县中学月考，34)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只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地放回，一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只，下列有关说法中错误的是()B【解析】设该区域种群中个体数为N，其中标记数为M，重捕总数为n，重捕中被标记的个体数为m，则NMnm。可估算出该区域中鼠的种群数量为(6854)/12306(只)，A正确；这种调查方法称为标志重捕法，B错误；该鼠被捕一次后更难捕捉，故往往导致调查结果偏高，标志重捕法中被捕捉的动物实际更难再次被捕捉，说明重捕个体中被标记的个体数偏小，根据计算公式可知，会导致公式中N偏大，从而导致调查密度升高，实际的种群数量最可能小于306，C正确；如果在两次捕鼠期间发生草原大火，导致鼠的种群数量下降，因此统计结果是不准确的，D正确。A该区域中鼠的种群数量较大，约为306只，必须积极防治B这种调查方法称为样方法C由于鼠被捕一次后更难捕捉，推测该区域中鼠的种群数量最可能小于306D如果在两次捕鼠期间发生草原大火，统计结果是不准确的4(2017吉林梅河口五中周测，9)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()【解析】【解析】用样方法调查植物的丰富度时，应该调查植物的种类总数，不能取平均值，A错误；蚜虫活动能力弱，活动范围小，宜采用样方法调查其种群密度，B错误；样方法调查种群密度的关键是随机取样，C错误；取样方法可根据地段形状来确定，D正确。DA用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值B蚜虫呈集群分布，不宜采用样方法调查蚜虫的种群密度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调查蝗虫幼虫种群密度应根据地段形状确定取样方法利用标志重捕法估算种群密度的误差分析利用标志重捕法估算种群密度的误差分析设种群数量为A只，第一次捕获B只并标记，第二次捕获了a只，其中有b只被标记，根据公式，得A。由上式分析可知：(1)若由于某种原因(如标志物易脱落、被标记个体的被捕机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体稀少处捕获等)造成b偏小，则A偏大。(2)若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次捕获且在被标记个体密集处捕获等)造成b偏大，则A偏小。(3)若在调查期间，调查区域有较多个体出生和死亡或迁入和迁出，也会造成估算中出现较大误差。1种群数量变化的研究种群数量变化的研究(1)研究方法：建构_模型。(2)一般步骤：观察研究对象，提出问题提出合理的_根据实验数据，用适当的_对事物的性质进行表达检验或修正。2种群数量增长的种群数量增长的“J”型曲线和型曲线和“S”型曲线型曲线项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型前提条件理想状态：_无限、_无限、不受其他生物制约现实状态：_有限、_有限、受其他生物制约增长率和增长速率K值有无_K值_K值联系两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群数量增长的影响不同数学假设数学形式资源空间资源空间无有3.环境容纳量环境容纳量(1)概念：在环境条件_的情况下，一定空间中所能维持的_。(2)形成原因(3)与环境条件的关系：环境条件改善，K值可能会_；环境条件恶化，K值可能会_。4种群数量波动和下降种群数量波动和下降大多数种群数量总是在_中；在不利的条件下，种群数量还会_，甚至_。5影响种群数量变化的因素影响种群数量变化的因素不受破坏种群最大数量种内斗争出生率增加死亡率出生率=死亡率增加降低波动急剧下降消亡食物人类活动【教材深挖】【教材深挖】1自然环境中，种群的数量一定低于K值吗？说出你的理由。不一定。自然环境中，大多数种群数量围绕K值上下波动，故种群数量可以高于K值，但不会维持很长时间。2下图表示的是种群数量增长中的两个经典曲线。请据图思考下列问题。(1)甲图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力？曲线a、b哪条更符合自然界的种群数量变化实况？b曲线自始至终都存在环境阻力，b曲线更符合自然界的种群数量变化实况。(2)调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如乙图所示，图中表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变？答：基本不变(因1)。知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型？为什么？稳定型。第10年时，种群的等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年年龄组成为稳定型。图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？图中显示第8年种群数量最少，对吗？不相同。在第4年到第10年间，1，说明种群数量在减少，到第9或第10年种群数量最少，而不是第8年最少。第1620年乌鸦种群数量将如何增长？为什么？“J”型增长，因1且恒定。知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关1.(2017重庆杨家坪中学月考，21)下图为种群数量增长曲线，有关叙述不正确的是()A改善空间和资源条件有望使K值提高BBC段种群增长速率逐渐下降，出生率小于死亡率CA到C变化过程中，其天敌捕食成功率将会变大D曲线Y表明种群数量的增长受环境阻力的制约【解析】【解析】K值的大小取决于环境条件，改善空间和资源条件有望使K值提高，A正确；BC段种群增长速率逐渐下降，但是种群数量还在增加，出生率大于死亡率，B错误；A到C变化过程中，种群密度变大，天敌捕食成功率将会增加，C正确；曲线Y为“S”型曲线，种群数量增长受到空间、天敌等因素的限制，D正确。B知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关2图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系。下列有关叙述正确的是()A图1中曲线a代表死亡率，曲线b代表出生率B海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在图1的E点C图2中在F点控制有害动物最有效D图2中G点代表种群的环境容纳量【解析】分析图1可知，a是出生率，b是死亡率，A错误；E点净补充量为0，此时种群数量最大，不是海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量，海洋鱼类捕捞应保持的最适宜数量应该是净补充量最大的点，B错误；分析图2可知，F点害虫的增长速率最大，应该在小于F点控制有害动物最有效，C错误；G点净补充量为0，该点时代表环境容纳量，即K值，D正确。D知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关3.(2017河南新乡三调，5)资源的合理使用可使产量最大化，又不影响资源的持久利用。自然种群增长呈“S”型曲线，假设种群的K值为200，N表示种群数量，据表分析正确的是()曲线上的点N(KN)/KS1200.90S2500.75S31000.50S41500.25S51800.10A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后B防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行C渔业捕捞后需控制剩余量在S3点D(KN)/K值为0.9时，种群增长速率最大【解析】【解析】环境阻力对种群增长的影响早在S4之前就已经出现，A错误；防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点之前进行，B错误；S3点增长速度较快，既能使产量最大化，又不影响资源的持久利用，渔业捕捞后需控制剩余量在S3点，C正确；种群增长速率最大的点是S3，D错误。C知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关4下图表示处于平衡状态的某个生物种群因某些变化导致种群中生物个体数量改变时的四种情形，有关产生这些变化的分析，正确的是()A若图所示为草原生态系统中某羊群，则a点后的变化原因不可能是过度放牧B若图所示为某发酵罐中酵母菌的数量，则b点后的变化原因一定是产生了变异C图中c点后发生的变化表明生态系统的稳定性受到轻微干扰D图曲线可用于指导灭鼠，如果仅杀死一半老鼠，就很难达到效果【解析】图中a点后K值先上升后急剧降低，种群数量减少，可能为过度放牧导致的，A错误；图表明该种群数量增加并且达到新的平衡，且K值增加，可能是由于外界变化，如增加营养、空间等，环境条件更加优良，B错误；图中c点后发生的变化可能是生态系统遭到严重破坏，种群数量急剧减小，C错误；曲线表明，生态系统在受到较小干扰(种群数量大于K/2)时，由于生态系统具有自动维持平衡的能力，种群数量迅速恢复原有状态，若用以指导灭鼠，如果仅杀死一半老鼠，可能效果适得其反，D正确。D知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关1“S”型增长曲线的解读和分析方法型增长曲线的解读和分析方法三图对比分析解读：(1)t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。(2)t1t2，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降。(3)t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0。2K值、值、K/2值在实践中的应用值在实践中的应用K值K/2值注：对家鼠等有害动物的控制，应通过打扫卫生、做好粮食储存、饲养天敌等来降低其环境容纳量(K值)。1实验原理实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的_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_曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈_曲线。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法_法。2实验流程实验流程成分、空间、pH、温度“J”型“S”型血细胞计数板计数液体均匀计数板73实验注意事项及分析实验注意事项及分析(1)显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“数上线不数下线，数左线不数右线”的原则计数。(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_，减小误差。(3)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，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其_。(4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当_培养液重新计数。_的目的是便于酵母菌悬液的计数，以每小方格内含有45个酵母细胞为宜。(5)每天计数酵母菌数量的时间要_。结果记录最好用记录表，如下：时间(天)123456数量(个)均匀分布平均值稀释稀释固定1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曲线是不更换培养液但定量调节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恒定【解析】【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；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高一些，种群增长曲线是；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使其繁殖受影响，种群增长曲线是，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错误。B2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()【解析】【解析】培养酵母菌时，不需去除培养液中的溶解氧；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；早期培养也要取样观察。D培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧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待酵母菌沉降到计数室底部，将计数板放在载物台中央，在显微镜下观察、计数计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计相邻两边及其顶角的早期培养不需取样，培养后期每天取样一次ABCD探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验的注意事项探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验的注意事项(1)我们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，必须在显微镜下计数，且我们不能准确计数，只能估算。(3)在显微镜下计数时，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。(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。1(2016新课标，5)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是()【解析】【解析】估算种群密度最常用的方法之一是样方法：在被调查种群分布的范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。综上所述，A、B、D错误，C正确。A计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度B计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度C计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度D求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度C2(2015广东高考，4)下图表示在一个10mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化，关于酵母细胞数量的叙述，正确的是()A种内斗争导致初始阶段增长缓慢B可用数学模型NtN0t表示C可用取样器取样法计数DK值约为120000个【解析】【解析】在酵母菌培养初期，酵母菌数量极少，酵母菌个体间几乎不存在种内斗争，A错误；由图像可知，在070h时间段内，为“S”型曲线，而数学模型NtN0t只适用于“J”型曲线，B错误；酵母菌等微生物只有用显微镜才能看清，所以一般使用血细胞计数板计数法，C错误；由图像可知，该环境下的最大值为酵母菌的K值，K值为12100010120000，D正确。D知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关3(2015北京高考，4)大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区，各处理区均设7个10m10m的观测点，每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见表。对本研究的实验方法和结果分析，表述错误的是()A小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长B采集实验数据的方法是样方法C大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围D土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围【解析】【解析】根据表格数据分析，土壤含水量和大蚂蚁的存在都影响小蚂蚁的活动范围，进而影响小蚂蚁的数量增长，A错误，C、D正确；实验各处理区均设7个10m10m观测点，这种调查方法是样方法，B正确。A知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关4(2015新课标，31)现有一未受人类干扰的自然湖泊，某研究小组考察了该湖泊中处于食物链最高营养级的某鱼种群的年龄组成，结果如下表：年龄0 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112个体数92187 121706962637264554239264注：表中“1”表示鱼的年龄大于等于1，小于2，其他以此类推。回答下列问题：(1)通常，种群的年龄组成大致可以分为三种类型，分别是_。研究表明：该鱼在3时达到性成熟(进入成年)，9时丧失繁殖能力(进入老年)。根据表中数据可知幼年、成年和老年3个年龄组个体数的比例为_，由此可推测该鱼种群数量的变化趋势是_。(2)如果要调查这一湖泊中该鱼的种群密度，常用的调查方法是标志重捕法。标志重捕法常用于调查_强、活动范围广的动物的种群密度。增长型、稳定型、衰退型1：1：1保持稳定活动能力知识知识突破突破真真题题感感悟悟考向考向突破突破必记必记必辨必辨通关通关【解析】【解析】(1)种群的年龄组成分为增长型、稳定型和衰退型三种类型。根据表格数据计算各年龄段的个体数量，幼年、成年、老年3个年龄组的个体数均是400，幼年、成年和老年3个年龄组的个体数的比例为111。推知该湖泊中种群的年龄组成为稳定型，种群数量保持相对稳定。(2)标志重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度。(1)某次调查发现该生态系统中乙种动物种群数量为550头，则该生态系统中乙种动物的种群密度为_；当乙种动物的种群密度为_时，其种群增长速度最快。(2)若丙种动物的数量增加，则一段时间后，甲种植物数量也增加，其原因是_。(3)在甲种植物乙种动物丙种动物这一食物链中，乙种动物同化的能量_(填“大于”“等于”或“小于”)丙种动物同化的能量。2.2头/km22头/km2由于乙种动物以甲种植物为食，丙种动物的数量增加导致乙种动物的数量减少，从而导致甲种植物数量增加大于5(2015新课标，31)某生态系统总面积为250km2，假设该生态系统的食物链为甲种植物乙种动物丙种动物，乙种动物种群的K值为1000头，回答下列问题：【解析】(1)种群密度种群数量/生态系统面积，故该生态系统中乙种动物的种群密度为550/2502.2(头km2)。当种群数量为K值的一半时，种群的增长速度最快，即乙种动物为500头时，其增长速度最快，此时的种群密度为500/2502(头km2)。(2)丙种动物以乙种动物为食，丙种动物数量增加，乙种动物数量减少。乙种动物以甲种植物为食，乙种动物数量减少，甲种植物数量增加。(3)能量沿着食物链单向流动，逐级递减；乙种动物的同化量用于满足自身的生长、发育、繁殖和呼吸作用消耗等。丙种动物以乙种动物为食，其能量来自乙种动物用于生长、发育和繁殖中的一部分，故其同化的能量小于乙种动物同化的能量。1种群的种群的5个特征个特征种群密度，出生率和死亡率，年龄组成，性别比例，迁入率和迁出率。2年龄组成的年龄组成的3种类型种类型增长型。稳定型。衰退型。3种群密度的种群密度的2种调查方法种调查方法标志重捕法。样方法。4种群数量增长的种群数量增长的2种类型种类型(1)“J”型增长曲线产生原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。曲线特点：种群数量以一定的倍数连续增长。(2)“S”型增长曲线产生原因：受环境条件，如空间、食物、天敌等的制约。曲线特点：种群数量达到环境容纳量(即K值)后，将停止增长，达到K/2时，增长速率最大。易错点易错点1误认为误认为“动物种群密度调查动物种群密度调查”都不能用样方法，只有都不能用样方法，只有植物才用此方法植物才用此方法【点拨】【点拨】适合用样方法进行种群密度调查的并不是只有植物，动物的虫卵、活动能力弱的蚯蚓、蝗虫的幼虫、跳蝻及蚜虫等都可采用该方法。易错点易错点2年龄组成稳定年龄组成稳定种群数量稳定种群数量稳定【点拨】【点拨】(1)出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。易错点3误认为种群增长率增长速率【点拨】种群增长率【点拨】种群增长率增长速率增长速率(1)增长率。(2)增长速率一定时间内增长的数量/时间。(3)“J”型曲线与“S”型曲线的增长率和增长速率曲线：易错点易错点4对对“S型型”曲线的几个关键点和关键区段认识不到位曲线的几个关键点和关键区段认识不到位【点拨】【点拨】种群“S”型曲线辨析种群“S”型增长曲线分析：(1)潜伏期(对环境的适应期)：个体数量很少，增长速率很慢，害虫防治最好应在此期进行。(2)加速期(对数期)和转折期：个体数量快速增加，K/2时，增长速率达到最高，为资源利用黄金点，害虫防治严防到达此期。(3)减速期和饱和期：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加剧，同时天敌数量也增加，种群增长速率下降。当数量达到环境条件允许的最大值(K)时，种群停止生长，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，有的种群数量呈锯齿状波动。