1、第11单元 种群和群落,第1讲 种群的特征 种群数量的变化,-3-,1.种群的特征()。 2.种群的数量变化()。 3.实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化。,-4-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,种群的特征 1.种群 (1)种群的概念:种群是指在一定的 自然区域内 ,同种生物的 全部个体 。 (2)对种群的理解:种群应具备“三同”与“一全”,即同一时间、同一 地区 、同一 物种 的全部个体。同一物种的生物常因 地理隔离 划分为不同种群;不同物种间则存在 生殖隔离 。,-5-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.种群各数量特征之间的关系,-6-,核心梳理,提能探究,考向感悟
2、,归纳总结,(1) 种群密度 是种群最基本的数量特征。 (2) 出生率和死亡率 、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 预测 种群数量变化趋势, 性别比例 能够间接影响种群个体数量的变动。,-7-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(4)年龄组成类型(填“”“”或“”),教材深挖为什么种群的年龄组成可以预测种群未来的发展趋势? 提示:因为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。,-8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.种群的空
3、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(连线),-9-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.种群密度的调查方法,-10-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)一座山上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群。( ) (2)年龄大小、随机分布、种群密度均属于种群的数量特征。( ) (3)橡树种子常在母株附近形成集群是空间特征,薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。( ) (4)种群出生率增加,种群密度一定增大。( ) (5)稳定型的种群的种群数量在任何情况下都能保持稳定。( ) (6)寒假期间某大学城人口数量变化取决于迁入率和迁出率。( )
4、 (7)田鼠的种群密度是由种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。( ),-11-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(8)用标志重捕法调查某动物的种群密度时,若被标记的动物经过一次捕捉,再次被捕捉到的概率减小,将会导致被调查的种群的数量较实际值偏小。( ) (9)用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时,要选择植物生长茂盛处取样。( ),-12-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.人们常利用性外激素诱杀雄性害虫,这是通过哪种途径控制害虫的种群密度? 提示:该措施通过改变害虫的性别比例来降低出生率,从而降低种群密度。,-13-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2
5、.下图是有关种群特征的概念图,据图回答下列问题。(1)图中分别代表种群的什么特征? 提示: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)预测种群数量变化趋势的主要依据是图中的哪个特征? 提示:预测种群数量变化趋势的主要依据是图中的年龄组成。,-14-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.兔子容易受惊吓,被重捕的可能性很小,则利用标志重捕法所得其种群密度与实际值相比发生了怎样的变化?说出你的理由。 提示:种群密度偏大。由于重捕个体中被标记的个体减少,所以重捕个体中被标记个体所占比例比实际情况小, 导致计算所得
6、的种群密度偏大。,-15-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 种群的基本特征及其关系 1.下图表示种群数量特征之间的关系,下列有关叙述正确的是( )A.a为出生率和死亡率,b为迁入率和迁出率 B.c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 C.d为年龄组成,主要通过影响出生率来影响种群密度 D.种群特征包括遗传特征、数量特征和空间特征,答案,解析,-16-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向2 种群密度的调查 2.(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
7、,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,解析,-17-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.(2016全国卷)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度,下列做法正确的是( ) 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,答案,解析,-1
8、8-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.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2 hm2(1 hm2=10 000 m2),统计所捕获的田鼠的数量、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下表:下列是某同学对数据的分析结果,你认为正确的是 ( ) A.此调查方法可以用来调查草地中跳蝻的种群密度 B.若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.综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(/)约为72 D.该地区田鼠的种群密度约为125只/hm2,答案,解析,-19-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.种群年龄组成的类型
9、及判断技巧 (1)统计图,-20-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(2)曲线图和直方图,(3)各图示共性及判断技巧 无论何种图示,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。,-21-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.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B/A=b/a,得A=aB/b。 由上式分析可知: (1)若由于某种原因(如标志物易脱落、被标记个体被重捕机会降低、标志物导致被标记个体易于被捕食、被标记
10、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,也会造成估算出现较大误差。,-22-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.样方法的计数原则 同种生物个体无论大小都要计数,若有正好处在边界线上的,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,如下图:注:图甲为方形样方,图乙为圆形样方,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。,-23-,核心梳理,提能探究,
11、考向感悟,归纳总结,种群的数量变化及应用 1.种群数量变化的研究 (1)研究方法:建构 数学 模型。 (2)一般步骤: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 数学形式 对事物的性质进行表达检验或修正。,-24-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线,-25-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,-26-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,3.环境容纳量 (1)概念:在环境条件 不受破坏 的情况下,一定空间中所能维持的 种群最大数量 称为环境容纳量。 (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
12、增大 ;环境条件恶化,K值可能会 变小 。 教材深挖自然环境中,种群的数量一定低于K值吗?说出你的理由。 提示:不一定。自然环境中,大多数种群的数量围绕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。,-27-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.种群数量变化的特点 大多数种群数量总是在 波动 中;在不利的条件下,种群数量还会 急剧下降 ,甚至 消亡 。 5.影响种群数量变化的因素,-28-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(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。( ) (2)在相对稳定的生态系统中,种群数量围绕K值上下波动,主要是由气候、食物、天
13、敌等因素调节的。( ) (3)不同种生物的K值各不相同,但同种生物的K值固定不变。( ) (4)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。( ) (5)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。( ) (6)种群数量的变化就是种群数量的增长和波动。 ( ),-29-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(7)为有效防治蝗灾,应在种群数量为K/2时及时控制种群密度。( ) (8)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。( ) (9)“J”型增长曲线的增长率是一定的,而增长速率逐渐增大。( ),-
14、30-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,下图表示两种增长方式的增长速率变化,据图回答下列问题。(1)甲和乙分别表示哪种增长方式? 提示:甲表示的是种群的“J”型增长;乙表示的是种群的“S”型增长。 (2)图乙中在哪个时刻增长速率最大?在t1t2时段内,种群数量是不是逐渐减少? 提示:图乙中,在t1时刻增长速率最大;在t1t2时段内,种群数量仍然增多,只是增长的速率减缓。,-31-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,考向1 “J”型增长和“S”型增长 1.(2018江西九江一模)下图表示某一种群在有限环境中增长的曲线。下列有关此曲线的描述,正确的是( ) A.K值是环境条件所允许达
15、到的种群数量 最大值,其数值是恒定不变的 B.在K值之前,种群的数量逐渐增大,年龄组 成由增长型逐渐转为衰退型 C.如果不考虑迁入、迁出等其他因素,在K值时出生率死亡率 D.假设这是某种鱼的种群,当种群数量达到K/2时开始捕捞,可持续获得最高产量,答案,解析,-32-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.下图为种群数量增长曲线,下列有关叙述错误的是 ( )A.改善空间和资源条件有望使K值提高 B.BC段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率 C.A到C的变化过程中,其天敌捕食的成功率将会变大 D.曲线y表明种群数量的增长受环境阻力的制约,答案,解析,-33-,核心梳理,提能探究,考向感
16、悟,归纳总结,考向2 种群数量变化规律的应用 3.(2017全国卷)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长,该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如右图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜,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,答案,解析,-34-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,4.研究人员用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化,结果如下图所示。下列叙述正确的是( ),-35-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,A.1972年北点地梅个体间
17、生存斗争程度较1975年低 B.1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段 C.统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值 D.由于环境条件的限制,5年间该种群数量呈“S”型增长,答案,解析,-36-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,5.图甲表示某生物种群出生率和死亡率的关系(表示出生率,表示死亡率),图乙表示该生物一段时间内种群增长速率变化的曲线。请回答下列问题。,-37-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,(1)种群密度受多种因素的影响,直接影响该生物种群密度的因素除图甲中的因素外,还有 。 (2)根据图甲给出的信息,该生物的种群密度将会 (填“增
18、大”“不变”或“减小”)。该生物种群在图甲所示时间内,数量增长模型为 ,图乙中 时间段内种群数量的增长与此类似。 (3)若一段时间后,图甲中的发生重合,表明此时该生物种群数量达到 值,对应图乙上的 点。 (4)若该生物为某种经济鱼类,种群增长速率维持在图乙的 点可提供最大的持续产量。若图甲的分别代表同种生物的两个种群在相似生态系统中的增长率,这两个种群在各自生态系统的适应性高低可描述为 。,-38-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,答案:(1)迁入率和迁出率 (2)增大 J型 AB (3)最大(K) C (4)B 种群的适应性高于种群,-39-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,
19、解析:(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度的重要因素。(2)图甲显示,出生率死亡率,所以该生物的种群密度将会增大,其数量增长模型为“J”型。图乙中,在AB时间段内,增长速率不断增大,与图甲所示种群数量的增长类似。(3)若一段时间后,图甲中发生重合,此时出生率=死亡率,种群的增长速率为0,说明种群数量达到环境容纳量,即K值,与图乙上的C点相对应。(4)在B点时种群的增长速率最大,此时种群的数量为K/2,所以若该生物为某种经济鱼类,种群增长速率维持在图乙的B点可获得种群最大的持续产量。若图甲的分别代表同种生物的两个种群在相似生态系统中的增长率,则种群的增长率大于种群,说明种群的适应性
20、高于种群。,-40-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,1.“S”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。,-41-,核心梳理,提能探究,考向感悟,归纳总结,2.K值与K/2在实践中的应用,-42-,核心梳理,归纳总结,(实验) 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1
21、.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 成分、空间、pH、温度 等因素的影响。 (2)在理想的环境条件下,酵母菌种群数量呈 “J”型 曲线增长;在有环境阻力的条件下,酵母菌种群数量呈 “S”型 曲线增长。 (3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法 显微计数 法。,-43-,核心梳理,归纳总结,2.实验流程,(3)观察并计数每天将含有酵母菌的培养液滴在 计数板 上,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数 (4)重复(2)(3)步骤连续观察 7 d,统计数量 (5)绘图分析将所得数值用曲线图表示出来,得出酵母菌种群数量变化规律,-44-,核心梳理,
22、归纳总结,3.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 均匀分布 ,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 平均值 。 (4)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。 稀释 的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每个小方格内含有45个酵母细胞为宜。,-45-,核心梳理,归纳总结,(5)每天计数酵母菌数量的时间要 固定
23、。结果记录最好用记录表,如下:,-46-,核心梳理,归纳总结,典例下页左上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3 h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.若在曲线所示条件下培养140 h后,调节pH至适宜并继续培养,种群数量将一直维持恒定,答案,解析,-47-,核心梳理,归纳总结,强化训练1下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化
24、”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 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,若有酵母菌压在小方格界线上,应计数相邻两边及其顶角上的 早期培养不需取样,培养后期每天取样一次 A. B. C. D.,答案,解析,-48-,核心梳理,归纳总结,强化训练2在“探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”实验中,观察到血球计数板(图1,规格为
25、1 mm1 mm0.1 mm)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.实验中被龙胆紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞 C.该血球计数板上有2个计数室,玻片厚度为0.1 mm D.制片时,先用吸管滴加样液,再将盖玻片放在计数室上,答案,解析,-49-,核心梳理,归纳总结,探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验的注意事项 (1)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,且我们不能准确计数,只能估算。 (3)在用显微镜计数时,对于压在
26、小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角上的。 (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。,-50-,通关记,通关辨,通关练,1.种群的数量特征包括种群密度、年龄组成、性别比例、出生率与死亡率及迁入率与迁出率。种群密度是种群最基本的数量特征。 2.“J”型增长曲线的形成条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。其特点是种群的数量每年以一定的倍数(倍)增长(数学模型:Nt=N0t)。 3.“S”型增长曲线的成因:资源和空间条件有限,随种群密度增大,种内斗争加剧,天敌数量增多,从而使出生率降
27、低,死亡率升高,直至平衡。 4.在自然界中,气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量,故大多数种群的数量总处于波动中。,-51-,通关记,通关辨,通关练,1.种群的数量特征 (1)种群和群落 种群和群落都强调一定自然区域中的生物成分。 种群专指这个区域内的同种生物个体之和。 群落则泛指生活在此区域内的所有动物、植物及微生物,因此群落囊括了该区域的所有种群。 (2)种群的空间特征和数量特征 种群的空间特征表明种群在空间中的分布情况,而数量特征则表示种群数量的变化。 (3)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其虫卵,也可用样方法调查。,-52-,通关记,通关辨,通关练,2.
28、种群的数量变化 (1)种群数量变化与种群数量增长 种群数量变化包括增长、波动和下降等,“J”型曲线和“S”型曲线研究的只是种群数量的增长情况。 (2)对“”的理解 Nt=N0t,表示该种群数量是一年前种群数量的倍数,不是增长率。 (3)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;反之,K值会上升。 (4)增长率增长速率 “J”型曲线中,种群增长率是一定的,而增长速率逐渐增加。 “S”型曲线中,种群增长率逐渐降低,而种群增长速率是先逐渐增大后逐渐减小的。,-53-,通关记,通关辨,通关练,(5)“S”型增长曲线的开始部分不是“J”型增长曲线 “J”型增长曲线
29、是一种理想条件下的种群数量增长曲线,某种群迁入后,种群数量马上呈指数形式增长,不存在适应过程,种群增长率始终保持不变。而“S”型增长曲线的前段是种群对新环境的一个适应阶段,始终存在环境阻力,如食物、空间有限等,种群增长率一直下降。,-54-,通关记,通关辨,通关练,1.某地区曾做过一项实验,将大量的鸭子引入农田捕食水稻蝗虫,结果仅需2 000只鸭就能对4 km2农田里的蝗虫进行有效控制。为研究蝗虫种群数量变化规律,该实验还建立了如下图所示的两个模型甲、乙。下列有关说法正确的是( ),-55-,通关记,通关辨,通关练,A.影响该地区蝗虫种群密度变化的直接因素主要是出生率和死亡率 B.图甲模型属于
30、物理模型,曲线变化反映了鸭和蝗虫间存在的负反馈调节机制 C.图乙OA时间段,若蝗虫每天增加3%,并呈“J”型增长,最初有N0只,则t天后种群数量为N00.03t只 D.利用昆虫信息素诱捕蝗虫防治蝗灾,属于化学防治方法,答案,解析,-56-,通关记,通关辨,通关练,2.(2017全国卷)林场中的林木常遭到某种山鼠的危害。通常,对于鼠害较为严重的林场,仅在林场的局部区域(苗圃)进行药物灭鼠,对鼠害的控制很难持久有效。回答下列问题。 (1)在资源不受限制的理想条件下,山鼠种群的增长曲线呈 型。 (2)在苗圃进行了药物灭鼠后,如果出现种群数量下降,除了考虑药物引起的死亡率升高这一因素外,还应考虑的因素是 。 (3)理论上,除药物灭鼠外,还可以采取生物防治的方法控制鼠害,如引入天敌。天敌和山鼠之间的种间关系是 。 (4)通常,种群具有个体所没有的特征,如种群密度、年龄组成等。那么,种群的年龄组成是指 。,-57-,通关记,通关辨,通关练,答案:(1)J (2)苗圃中山鼠种群中个体的迁出 (3)捕食 (4)种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例 解析:(1)在理想条件下,种群的增长曲线呈“J”型。(2)药物灭鼠导致种群数量下降的原因有死亡率升高及环境恶化导致的个体迁出等。(3)天敌和山鼠之间的种间关系为捕食。(4)年龄组成是指种群中各年龄期的个体在种群中所占的比例。,
