2021届高考生物人教通用一轮复习方略课件：9.1　种群的特征和数量的变化 .ppt

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1、,第九单元生物与环境第1课种群的特征和数量的变化,内容索引,核心素养测评,考点一种群的特征【必备知识速填】1.种群的概念:种群是生活在一定的_,同种生物的_。2.种群的数量特征:(1)内容:_是最基本的数量特征,是种群在_中的个体数。出生率和死亡率:单位时间内_的个体数目占该种群个体总数的比率。,自然区域内,全部个体,种群密度,单位面积或单位体积,新产生或死亡,迁入率和迁出率:单位时间内_的个体数目占该种群个体总数的比率。年龄组成:种群中各年龄期的个体数目的比例。性别比例:种群中_的比例。,迁入或迁出,雌雄个体数目,(2)种群数量特征之间的相互关系:,直接决定种群密度的是_。年龄组成和性别比例

2、不直接决定种群密度,年龄组成通过影响种群的_,从而预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的_间接影响种群密度。,出生率和死亡率、迁出率和迁入率,出生率,和死亡率,出生率,3.种群的空间特征:(1)概念:组成种群的个体,在其生活空间中的_。(2)类型:,位置状态或布局,均匀分布,随机分布,集群分布,【秒判正误】1.一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。()2.由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。()3.种群出生率增加,种群密度一定增大。()分析:种群密度受出生率、死亡率、迁出率和迁入率等多种因素影响。,4.性别比例是通过影响种群的出生率和死亡率间接影响种群密度的。()分析:性别

3、比例只影响出生率,不影响死亡率。5.每毫升水中有9个大肠杆菌,属于种群的空间特征。()分析:每毫升水中有9个大肠杆菌,表示种群密度,属于种群的数量特征。,【重点难点讲透】1.种群年龄组成的类型及图形总结:(1)统计图:,(2)曲线图和柱状图:,(3)各图示共性及判断技巧。无论何种图形,均应注意各年龄段个体的比例。增长型中的幼年个体多、老年个体少;稳定型中的各年龄段个体比例适中;衰退型中的幼年个体少、老年个体多。,2.种群密度的调查方法:(1)种群密度调查方法的比较:,(2)样方法中样方的选择分析。随机取样:常用五点取样法(如图1)和等距取样法(如图2)。,大小适中:乔木100m2、灌木16m2

4、、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)。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。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,两邻边及其夹角”的原则(如图)。,(3)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。由上式分析可知:若由于某种原因(如标志物易脱落、被标记个体的被捕获机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食)造成b偏小,则A偏大。若由于某种原因(如被标记个体放回后还未充分融入该

5、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。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。,【教材命题源】教材原文:必修3P60_“在调查分布范围较小、个体较大的种群时,可以逐个计数。但是,在多数情况下,逐个计数非常困难,需要采取估算的方法。”命题角度:在用标志重捕法估算种群密度时,做好标记释放后,立即进行二次捕获,数据准确吗?为什么?提示:不准确,这些个体尚未完全融入以前的种群。,【典例示范】(2017全国卷)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,

6、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】选B。样方法估算种群密度时采用直接计数的方法,由于该植物个体数量较少,分布相对稀疏,不需要将个体标记后计数,A项错误;在使用样方法调查种群密度时,应该适当增加样方面积,保证每个样方之内该植物的数量差异较小,B项正确;样方法常用的取样方法有等距取样法和五点取样法,为了减少调查误差,若采用等距取样法,应适当增加样方数量;若采用五点取样法,应适当扩大样方面积,C项、D项错误。,【素养新命题】(1)用样方法进行估算种群密度时,如何选择取样方法?(科学探究:制订并实施方案)提示:五点取样法:适用于方形地块

7、。可在四角和中心位置分别取样,共五个样方。等距取样法:适用于长条形的调查区域,如公路沿线、铁路沿线、河流等。,(2)样方法获得的结果,是不是真实的种群密度?为什么?(科学思维:比较与分类)提示:不是。该方法是对该植物的种群密度进行估算,调查结果与实际数值存在差异。,【热考角度通关】角度一种群的特征1.(2019淄博模拟)下列选项中,不属于对种群数量特征描述的是()A.2019年底,某市常住人口性别比例为1.071B.近年来,淄博市65岁及以上的人口比例增大C.橡树种子散布能力差,常在母株附近形成集群D.外来物种的入侵导致某松树种群死亡率升高,【解析】选C。种群数量特征包括种群密度、出生率、死亡

8、率、迁入率、迁出率、年龄组成和性别比例,选项A、B、D依次表示性别比例、年龄组成和死亡率,都属于种群的数量特征;而选项C涉及的是种群的空间特征。,角度二种群密度的调查方法2.下列关于种群密度的调查方法的相关叙述正确的是()A.对于活动能力强、活动范围广的动物可用标志重捕法精确统计种群密度B.采用样方法调查植物种群密度时,差距大的样方内数值应舍弃C.标志重捕法调查种群密度时,两次捕捉的间隔时间越长统计结果越准确D.标志重捕法调查种群密度时,标志物不能影响被调查动物的生命活动,【解析】选D。对于活动能力强、活动范围广的动物最好采用标志重捕法调查种群密度,但所计算的数值为估算值,A项错误;为保证调查

9、结果的准确性,采用样方法调查植物种群密度时,差距大的样方内数值也应如实记录,不应舍弃,B项错误;若两次捕捉的间隔时间过长,标记个体可能会死亡,标记个体被再次捕捉的几率降低,则计算出的种群密度可能比实际值偏大,C项错误;标志重捕法调查种群密度时,标志物不能影响被调查动物的生命活动,以保证重捕时被标记个体与不被标记的个体被捕获的几率相同,D项正确。,【方法技巧】“两看法”选择种群密度的调查方法,3.某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查,所调查样方的总面积为2hm2(1hm2=10000m2),统计所捕获的田鼠数量、性别等,进行标记后放归,3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如表:,以下是某同学

10、对数据的分析结果,你认为正确的是()A.此调查方法可以用来调查土壤中小动物的物种丰富度B.若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,则统计的种群密度比实际低C.综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(/)约为72D.该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2,【解析】选D。因土壤中小动物具有较强的活动能力,且身体微小,不适合用标志重捕法调查,且利用标志重捕法可以调查种群密度,不能调查物种丰富度,A项错误;标志重捕法理论计算公式N(种群个体数)=M(标志个体数),若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,即m值减小,N值会增大,B项错误;通过两次捕获情况,不能确定该田鼠种群的性别比例(捕获次数过少,偶然性较大),

11、C项错误;该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2,D项正确。,【加固训练】1.下列有关调查种群密度的说法,错误的是()A.五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式B.调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度,通常采用样方法C.标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映D.将M只鹿标记后释放,在重捕获的n只鹿中有m只被标记,则该鹿群约有(Mn)m只,【解析】选B。样方法的取样常用方式是五点取样和等距取样,A项正确;调查古树木和蝗虫幼虫常采用样方法,调查某种蛇的种群密度常采用标志重捕法,B项错误;标志重捕法调查得到的种群密度是估算值,C项正确;假设种群数量为N,捕获并标记的个体数为

12、M,重捕的n只中被标记的有m只,则该鹿群约有(Mn)m只,D项正确。,2.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,结果如表。,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_的动物的种群密

13、度。,【解析】(1)种群的年龄组成包括增长型、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,0+、1+、2+的个体总数为400,3+8+的个体总数及9+及大于9+的个体总数均为400,幼年、成年和老年3个年龄组的个体数的比例为111。推知该鱼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。答案:(1)增长型、稳定型、衰退性111保持稳定(2)活动能力强、活动范围广,考点二种群的数量变化【必备知识速填】1.种群数量变化的研究方法:(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

14、,用适当的_对事物的性质进行表达检验或修正。,数学,假设,数学形式,2.种群数量增长的“J”型曲线:(1)“J”型增长曲线:,(2)形成原因:_条件充裕、气候适宜、无敌害等。(3)数学公式:Nt=N0t,食物和空间,3.“S”型曲线:(1)“S”型曲线图:,(2)形成原因:_有限。(4)K值含义:即_,是指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_数量。种群数量达到最大值(K值)以后保持_。,食物、空间,环境容纳量,最大,相对稳定,4.影响种群数量变化的因素:(1)变化类型:增长、波动和下降。(2)影响因素:内因。a.起始种群个体数量。b.导致种群数量增加的因素:_。c.导致种群数

15、量减少的因素:_。,出生率和迁入率,死亡率和迁出率,外因。a.自然因素:气候、_、天敌、_等。b.人为因素:种植业、养殖业发展,砍伐森林,猎捕动物,_等。,食物,传染病,环境污染,【秒判正误】1.在理想条件下,影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量。()分析:理想条件下无环境容纳量。2.不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。()分析:K值随环境条件的改变而发生变化。3.在相对稳定的生态系统中,种群数量在K值上下波动,主要是由气候、食物、天敌等因素调节的。()分析:由于气候、食物、天敌等因素会影响出生率和死亡率,因此在相对稳定的生态系统中,种群数量在K值上下波动。,4.为有效防治蝗

16、灾,应在种群数量为K/2时及时控制种群密度。()分析:对害虫的防治应该越早越好。5.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。()6.在“S”型增长曲线中,当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,其对应的年龄组成为衰退型。()分析:在“S”型增长曲线中,当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,其对应的年龄组成为增长型。7.研究种群数量的变化有利于对有害动物的防治以及对野生生物资源的保护和利用。(),【重点难点讲透】1.种群增长率和增长速率:(1)含义。增长率:单位时间内新增加的个体数与初始数量的比例,即增长率=100%。增长速率:单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的

17、斜率),即增长速率=一定时间内增长的数量/时间。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)/N0100%(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:,2.“J”型增长曲线中和增长率的关系: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%=(N0t+1-N0t)/N0t100%=(-1)100%。,(1)1时,种群密度增大,如图中OA段(增长率不

18、变)和AB段(不包括B点)。(2)=1时,种群密度保持稳定,如图中B、D点。(3)1,且不变,种群数量呈“J”型增长,B项正确;乙种群在t2之后,种群数量还有一段时间在减少,因此乙种群在t2时种群数量不是最少的,C项错误;甲种群在t3后Nt+1/Nt1,且不变,种群数量呈“J”型增长,D项错误。,2.在决定鲸的捕捞量时,需研究如图。该图表示了生殖数量、死亡数量与种群大小的关系。图中哪条线表示生殖的数量,P点代表什么(),A.曲线1表示生殖数量,P代表各种群的最大数量B.曲线2表示生殖数量,P代表各种群的最大数量C.曲线1表示生殖数量,P代表环境的负载能力D.曲线2表示生殖数量,P代表环境的负载

19、能力【解析】选C。随种群数量的增加,由于密度因素导致死亡速率上升,生殖速率下降,所以曲线1表示生殖数量。P点是死亡速率和生殖速率相等,即代表环境已达到负载能力时的情况,C项正确。,考点三探究培养液中酵母菌种群数量的变化【必备知识速填】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。(3)检测酵母菌的方法:_。,成分,pH,J,S,抽样检测法,2.实验流程:,【秒判正误】1.实验时应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无氧的条

20、件下培养。()分析:酵母菌的繁殖需要在有氧的条件下进行。2.培养液中酵母菌数量的增长只受培养液的成分、温度等环境因素的影响。()分析:培养液中酵母菌数量的增长还受到自身因素的影响,如种群的个体数量。,3.在该实验中,先滴培养液,再盖盖玻片,计数结果将偏小。()分析:计数时,一般先盖盖玻片,再滴培养液,若先滴培养液,再盖盖玻片,计数结果将偏大。4.一定容积的培养液中酵母菌在一定时期内其数量增长呈“S”型。()分析:在一定的环境条件下种群会呈“S”型增长。,【重点难点讲透】1.实验操作的注意事项:(1)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。

21、(2)制片时,先将盖玻片放在计数室上,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。(3)之后,应稍待片刻,待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部,再用显微镜进行观察、计数。,2.实验计数的注意事项:(1)计数原则:显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则计数。(2)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,以每个小方格内含有45个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释,便于计算。,3.血细胞计数板及相关计算(1)血细胞计数板(如图所示):,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

22、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,中央大方格以双线等分为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。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以25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1mL菌液中的总菌数。设5个中方格中总菌数为a,菌液稀释倍数为b,则0.1mm3菌液中的总菌数为(a/5)25b。已知1mL=1cm3=1000mm3,1mL菌液的总菌数=(a/5)25100010b=50000ab。,【典例示范

23、】(2019全国卷)某实验小组用细菌甲(异养生物)作为材料来探究不同条件下种群增长的特点,设计了三个实验组,每组接种相同数量的细菌甲后进行培养,培养过程中定时更新培养基,三组的更新时间间隔分别为3h、10h、23h,得到a、b、c三条种群增长曲线,如图所示。下列叙述错误的是(),A.细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物B.培养基更换频率的不同,可用来表示环境资源量的不同C.在培养到23h之前,a组培养基中的营养和空间条件都是充裕的D.培养基更新时间间隔为23h时,种群增长不会出现J型增长阶段,【解析】选D。本题考查种群的数量变化。细菌甲为异养生物,能够将培养基中的有机物分解成无机物,A项正

24、确;培养基更换频率越快,细菌可利用的资源就越多,所以培养基更换频率的不同,可用来表示环境资源量的不同,B项正确;在培养到23h之前,a组培养基中的细菌呈J型增长,说明培养基中的营养和空间条件都是充裕的,C项正确;题图中三组起始段曲线是重合的,c组曲线在种群数量达到K/2之前,其增长曲线符合J型增长,种群增长出现J型增长阶段,D项错误。,【素养新命题】(1)若长时间封闭培养,细菌数量会如何变化?为什么?(科学探究:获取证据或数据)提示:先呈“S”型增长,后下降。因为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)调查培养液中细菌的种群密度应该用什么方法?(科学

25、思维:分析与综合)提示:抽样检测法。,【热考角度通关】1.下列关于“探究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()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,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、计数计数时,压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其夹角上的早期培养不需取样,培养后期每天取样一次A.B.C.D.【解析】选D。培养酵母菌时,不需要去除培养液中的溶解氧;中

26、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。,2.(2020聊城模拟)将10mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养,并于不同时间内等量均匀取样4次,分别测定样品中酵母菌的数量和pH,结果如表所示。据表分析不正确的是(),A.培养过程中酵母菌始终出生率死亡率B.样品的取样先后次序为2、4、1、3C.对酵母菌而言,10mL该培养液的环境负荷量可能为1.21107个D.若进行第5次均匀取样,10mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21107个,【解析】选A。将10mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养,可根据培养液pH的变化来确定取样顺序,因为酵母

27、菌的代谢活动消耗营养物质,不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降,因此正确的取样顺序为2、4、1、3。从表中数据分析可见,达到稳定时期时,酵母菌数量达到最大值,说明10mL该培养液的环境负荷量为1.21107个。继续培养,随着环境条件的极度恶化,种群生长进入衰退期,出生率会小于死亡率,种群数量将不断下降,所以继续取样,酵母菌的种群数量有可能低于1.21107个。,3.(2019全国卷)回答下列与种群数量有关的问题。(1)将某种单细胞菌接种到装有10mL液体培养基(培养基M)的试管中,培养并定时取样进行计数。计数后发现,试管中该种菌的总数达到a时,种群数量不再增加。由此可知,该种群增长曲线

28、为_型,且种群数量为_时,种群增长最快。,(2)若将该种菌接种在5mL培养基M中,培养条件同上,则与上述实验结果相比,该种菌的环境容纳量(K值)_(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍,则与增加前相比,K值_(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_。,【解析】(1)试管中该种单细胞菌的总数达到a时,数量不再增加,这说明达到了该种群的环境容纳量,所以该种群的增长曲线为“S”型,在种群数量为环境容纳量的一半(a/2)时,种群增长速率最大,即增长最快。(2)试管中培养液的体积由10mL变为5mL,该菌的生活空间和物质来源均减少,其环境容纳量会下降;种群的环境容纳

29、量决定于环境资源量,与接种量无关,由于培养液体积不变,虽然接种量增加一倍,但是该条件下种群的环境容纳量保持不变。答案:(1)Sa/2(2)减小不变K值是由环境资源量决定的,与接种量无关,【加固训练】1.某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,同样实验条件下分别在4支试管中进行培养(见表),均获得了“S”型增长曲线。根据实验结果判断,下列说法错误的是(),A.4支试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B.4支试管内的种群同时达到K值C.试管内种群的K值与试管不同D.试管内的种群数量先于试管开始下降,【解析】选B。在培养初期,酵母菌之间不因数量较多而存在生存斗争,酵母菌呈“J”型增

30、长,A项正确;培养液的体积不同时,K值也不同,由于培养液体积不同,接种的微生物数不同,所以不能同时达到K值,B项错误;试管与试管相比,试管中培养液体积少,酵母菌数量先达到K值,C项正确;试管与试管中培养液体积相同,但试管内起始酵母菌数多,所以营养物质消耗快,其种群数量先下降,D项正确。,2.(2019宜春模拟)如图表示在一个10mL封闭培养体系中酵母细胞数量的动态变化。下列关于酵母细胞数量的叙述,正确的是(),A.培养至60h时,增长速率最大B.继续培养下去,K值不会发生变化C.酵母菌种群数量的调查不能用标志重捕法D.种群自然增长率随着种群密度的增长而增长【解析】选C。酵母菌的种群增长呈“S”型,培养至60h时,种群数量达到最大,培养至30h左右时增长速率最大;继续培养下去,随营养物质的减少和代谢产物的积累,K值会下降;酵母菌种群数量的调查一般用抽样检测法,不能用标志重捕法;种群自然增长率随着种群密度的增长而降低。,