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第九单元 生物与环境 第29讲 种群的特征和数量的变化,考情分析备考导航,知识梳理 自主学习 夯实基础,1.种群的数量特征 (1)调查种群密度的方法 样方法 a.适用范围:植物、 的动物,如蚯蚓、跳蝻。 b.取样关键: 。 c.常用取样法:五点取样法、 。 d.计算种群密度:某植物种群密度= 。 e.计数原则:同种植物个体无论大小都要计数,在边界线上的,应遵循“计 的个体”的原则。,考点一 种群的特征,活动范围小,随机取样,等距取样法,相邻两边及其夹角上,标志重捕法 a.适用范围: 。 b.计算公式: (N为种群数量,M为标记个体数,n为第一次捕捉并标记数量,m为重捕个体中被标记个体数)。 c.公式成立条件:标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等,在调查期内没有新个体的出生和死亡,没有迁入和迁出。 (2)年龄组成类型、特点及种群密度的变化连线,活动能力强、活动范围大的动物,N=Mn/m,答案：,(3)出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例,个体总数,个体总数,雌雄,【深挖教材】 (1)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。 (2)性别比例是如何影响种群密度的? 提示:性别比例通过改变种群的出生率,进而改变种群密度。,2.种群的空间特征,均匀,随机,重点透析 剖析考点 拓展深化,种群数量特征之间的关系,(1)最基本的数量特征种群密度。 (2)决定种群密度的直接因素出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在具体环境中的种群要根据实际情况分析。 (3)决定种群密度的间接因素年龄组成和性别比例。其中年龄组成既能影响出生率,又能影响死亡率,而性别比例只能影响出生率。 (4)预测种群数量的变化趋势年龄组成,但这种趋势不一定能实现,如气候、天敌、食物等环境因素发生改变。 【易错点拨】 (1)种群数量大,其种群密度不一定大 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”,所以种群数量大的种群,其种群密度不一定大。 (2)种群的出生率(或迁入率)大,其种群密度不一定大 种群密度是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定的,所以种群的出生率(或迁入率)大,其种群密度不一定大。,题组例练 分类例练 提炼方法,题组一,种群数量特征的分析与判断,1.(2016湖南衡阳一模)下列对种群特征的描述中,错误的是( ) A.某田鼠种群中,雌雄比例约为11 B.某市近三年迁入的人口约为31万人,约占总人口的5% C.橡树种子散布能力差,常在母株附近形成集群 D.某池塘生物种类繁多,据统计含有150多种生物,D,解析:某田鼠种群中,雌雄比例约为11,属于种群特征的性别比例;B选项描述的是迁入率,属于种群特征;橡树种子散布能力差,常在母株附近形成集群,是种群的空间分布,属于种群的空间特征;某池塘生物种类繁多,这属于群落的丰富度。,2.下列对种群特征的概念图分析正确的是( ) A.种群最基本的数量特征是出生率、死亡率 B.“J”型增长的种群中没有死亡和迁出 C.预测种群数量未来变化的主要依据是b D.种群数量达到K值时,c也达到最大并保持不变,解析:种群最基本的数量特征是种群密度;“J”型增长是在食物和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下,种群的数量持续增长,具有一定的增长率,但是并不是没有死亡和迁出;b年龄组成能预测种群数量未来变化趋势;种群数量达到K值时,c种群密度也达到最大并保持相对稳定而不是保持不变。,C,题组二,种群密度调查方法的应用,3.(2016全国卷,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( ) 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,C,解析:用样方法调查植物种群密度时,要先计算出各样方中该植物的种群密度,再求出所有样方中该植物种群密度的平均值。,4.(2016安徽六安期末)某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2 hm2(1 hm2=10 000 m2)。在调查区内,放置100个捕鼠笼,在一夜间对布氏田鼠进行初捕,将捕获的鼠经标记后在原地释放。3日后,在同一地方再放置同样数量的捕鼠笼进行重捕,结果如下表所示。下列有关叙述错误的是( ),B,A.该草地布氏田鼠的平均种群密度为144只/hm2 B.事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏低 C.综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(/)为8/9 D.如经调查某草原的田鼠种群属于增长型,可以预测该草原鼠害将会严重,必须做好防治准备工作,解析:该草地中布氏田鼠的平均密度为323642=144(只/hm2);由于田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,这样使得第二次捕获的个体随机性差一些,故计算所得的平均种群密度比实际的高;根据两次捕获的田鼠中雌雄个体数可得种群中性别比例为/=(14+18)(18+18)=32/ 36=8/9;若田鼠种群属于增长型,则田鼠种群密度将会增加,该草原鼠害将会严重。,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。,方法突破,知识梳理 自主学习 夯实基础,1.种群数量变化的研究 (1)方法: 。 (2)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 表达检验或修正。,考点二 种群数量的变化及应用,构建数学模型,数学形式,2.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线,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,资源,空间,资源,空间,无,有,3.K值与K/2值在实践中的应用 (1)K值含义:即环境容纳量,是指在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能 的种群 数量。种群数量达到最大值(K值)以后保持 。如图中,K值为K2而非K1。,维持,最大,相对稳定,(2)应用: K值: a.对野生生物资源保护的措施:如对于大熊猫,要保护其生活环境,应尽量 环境阻力, K值。 b.对有害生物防治的措施:如对于家鼠,要封存粮食、清理垃圾等, 环境阻力, K值。 K/2值: a.对资源开发与利用的措施:如捕鱼后保留在 值处,种群增长速率最大,可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”,符合可持续发展的原则。 b.对有害生物防治的措施:如灭鼠时及时控制种群数量,严防达到 值,若达到该值,会导致该有害生物成灾。,减少,增大,增大,降低,K/2,K/2,4.影响种群数量变化的因素 (1)内因: 起始种群个体数量。 导致种群数量增加的因素: 。 导致种群数量减少的因素: 。 (2)外因: 自然因素:气候、食物、天敌、传染病等。 人为因素:种植业、养殖业发展,砍伐森林,猎捕动物,环境污染等。 【深挖教材】 “S”型增长曲线的开始部分就是“J”型增长曲线吗?为什么? 提示:不是,“J”型增长曲线是一种理想条件下的种群数量增长曲线,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。“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。,出生率死亡率,迁入率迁出率,出生率死亡率,迁入率迁出率,重点透析 剖析考点 拓展深化,对K值(环境容纳量)的解读 (1)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;当环境条件状况改善时,K值会上升。 (2)K值并不是种群数量的最大值。K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大值,如图所示: (3)在环境不遭受破坏的情况下,K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候,会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。,【易错点拨】 (1)区分种群增长率和增长速率 增长率= 增长速率= (2)区分K值与K/2值的应用 由于种群数量在K/2时种群的增长速率最大,因此保证生物资源的可持续发展应使捕获后的种群数量维持在K/2,K值时种群数量最大,此时可获得最大日收获生物量。,题组例练 分类例练 提炼方法,题组一,种群增长相关曲线的分析,1.(2016江西宜春模拟)如图表示种群在有环境阻力的条件下的“S”型增长曲线,下列有关种群数量增长曲线及其应用的叙述中错误的是( ) A.d点时种群的年龄组成为增长型 B.当种群数量到达e点后,增长速率为0 C.b到c变化过程中,其天敌捕食成功率将会增加 D.cd段种群增长速率逐渐下降,出生率小于死亡率,D,解析:d点时种群的数量没有达到K值,仍在增多,所以年龄组成为增长型;到达e点后,种群数量达到K值,此时出生率等于死亡率,故增长速率为0;b到c变化过程中,种群的数量在增多,所以其天敌捕食成功率将会增加;cd段种群增长速率逐渐下降,但数量仍在增多,所以出生率大于死亡率。,2.(2016山东烟台期末)如图表示某种群迁入该生态系统一段时间内,种群的(=当年某种群的个体数/一年前该种群个体数量)和时间的关系。下列说法正确的是( ) A.由图可知,种群密度在第50年时,达到种群的环境容纳量(K值) B.当种群密度在第1030年时期内,种内斗争变化趋势是逐渐增强 C.该种群的出生率和迁入率决定值的大小 D.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,B,解析:由图可知,种群密度在第40年时,达到种群的环境容纳量(K值);当种群密度在第1030年时期内,大于1,种群数量不断增加,因此导致种内斗争变化趋势逐渐增强;值的大小受多种因素的影响如出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄组成等;在理想条件下,无环境容纳量。,题组二,种群数量变化规律的应用分析,3.(2016湖北黄冈模拟)如图为自然环境中生物种群数量变化曲线,下列有关叙述错误的是( ) A.d处波动可能是因为出生率和死亡率变动所致 B.“涸泽而渔”会使鱼的数量下降至b以下,使生态系统发展停滞甚至崩溃 C.灭鼠时如果仅杀死一定数量的老鼠,可能效果适得其反 D.要开发利用动植物资源,最好要等到c点之后,D,解析:d处波动可能是因为环境变化导致出生率和死亡率变动所致;“涸泽而渔”的做法会严重影响鱼的种群数量,导致生态系统发展停滞甚至崩溃;灭鼠时如果仅杀死一定数量的老鼠,可能会使老鼠的数量维持在K/2处,这时鼠种群的增长速率最大,效果会适得其反;种群数量维持在b点,此时种群的增长速率最大,增长得最快,可获得最大收益。,4.图甲和图乙表示出生率、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.图甲中曲线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甲的E点 C.图乙中在F点控制有害动物最有效 D.图乙中G点代表种群的环境容纳量,D,解析:图甲中曲线a代表出生率,曲线b代表死亡率;海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在K/2时,E点为K值;在F点时种群数量增长最快,不利于控制有害动物的数量;图乙中的G点对应图甲中的E点,均表示种群的环境容纳量。,有关“S”型种群的三种曲线的分析方法,方法突破,三图对比分析如下:(1)图甲t1之前,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,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)图乙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)图丙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。,考点三 实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化,实验基础 吃透原理 掌握步骤,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成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的环境中,酵母菌种群的增长呈“ ”型曲线;在有限的环境下,酵母菌种群的增长呈“ ”型曲线。,J,S,2.实验步骤,(1) 酵母菌培养 培养基,无菌条件,(2) 振荡培养基 使酵母菌 分布于培养基中,(3) 取样观察 并计数,每天用吸管吸取含有酵母菌的培养液并滴在计数板上,计数 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天,统计数目,(5) 绘图分析 ,将所得数值用曲线表示出来,得出酵母菌种群 规律,液体,均匀,一个,数量变化,3.实验结果及结论 在一定容积的液体培养基中酵母菌种群数量前期表现出 增长。但后期,表现为逐渐 。,S型,下降,1.本实验中为什么先盖盖玻片后加酵母菌培养液? 透析:目的是让培养液自行渗入计数室,以免产生较大误差,若先加培养液后盖盖玻片,会导致计数结果偏大。 2.从试管中吸取培养液进行计数之前,为什么将试管振荡几次? 透析:目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减少误差。 3.本实验需要设计对照实验吗?为什么? 透析:该实验不需要设置对照实验,因为实验前后自身形成对照。 4.为什么每天取样计数的时间要固定? 透析:控制无关变量,减小实验误差。,透析实验 积累技能 理解方法,1.在“探究酵母菌种群数量的变化”的实验中,相关结果分析正确的是( ) A.先滴培养液,再盖盖玻片,计数结果将偏小 B.取样计数前试管未振荡,计数结果将偏小 C.对压线个体全部计数,计数结果将偏大 D.未稀释直接计数,对计数结果无影响,技能训练 巩固演练 技能提升,解析: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;取样计数前应先振荡试管,取样计数前试管未振荡,若取样部位酵母菌数量多,则计数结果偏大;对压线个体计数,正常是计算相邻的两边,若全部计数,计数结果将偏大;未稀释直接计数,计数结果将不准。,C,2.(2015广东卷,4)如图表示在一个10 mL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.种内竞争导致初始阶段增长缓慢 B.可用数学模型Nt=N0t表示 C.可用取样器取样法计数 D.K值约为120 000个,D,解析:酵母菌种群在培养初期需经过一段时间的调整适应,故增长缓慢,在接近K值时,种内斗争加剧,增长速率变小;在封闭培养体系中培养的酵母菌数量呈“S”型增长,不适用“J”型增长的数学模型;酵母菌的计数方法是抽样检测法;由图知,K值为121 00010=120 000(个)。,3.为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某研究性学习小组按下表完成了有关实验。,(1)该实验探究的是 对酵母菌种群数量变化的影响。,解析:(1)根据记录表中的数据分析可知,该实验各组中存在的变量是温度及营养成分,所以实验探究的是营养、温度对酵母菌种群数量变化的影响。 答案:(1)营养、温度,(2)本实验中,某学生的部分实验操作过程如下: a.将A、B、C三支试管放置在表中相应的温度、其他条件适宜的环境中培养,第一天开始取样计数,连续七天; b.用无菌吸管从静置试管中吸取酵母菌培养液少许; c.加入血细胞计数板计数室,再盖上盖玻片,并用滤纸吸去多余菌液。 请纠正该同学实验操作中的两个错误。 ; 。,解析:(2)实验操作中,为避免误差,步骤b中应在取样前振荡试管;步骤c中应先盖上盖玻片,再将培养液加入血细胞计数板计数室。 答案:(2)取样前振荡试管 先盖上盖玻片,再加入血细胞计数板计数室,解析:(3)调查培养液中酵母菌种群密度的常用方法为抽样检测法;统计样方中的酵母菌数量时,中方格内部的酵母菌全部计数,边上的酵母菌计数本着计上不计下,计左不计右的原则,顶角的酵母菌只计数左上角一个顶角的个体数,所以图中中方格酵母菌数为15个。如果计数的中方格酵母菌平均数为18个,则1 mL培养液中酵母菌的总数为1840025104100=2.88108 (个)。 答案:(3)抽样检测法 15 2.88108,(3)估算培养液中酵母菌种群密度的常用方法称为 ,若吸取酵母菌样液1 mL并稀释100倍,采用血细胞计数板(规格为1 mm1 mm0.1 mm,由400个小格组成)计数,如图表示一个中方格中酵母菌的分布情况,以该图中方格为一个样方,计数结果是酵母菌有 个。如果计数的中方格酵母菌平均数为18个,则1 mL培养液中酵母菌的总数为 个。,构建知识网络 强化答题语句,知识网络,填充: . . . . .,样方法,标志重捕法,出生率,年龄组成,性别比例,迁出率,“J”型曲线,“S”型曲线,气候、食物、天敌、传染病等,要语强记,1.一个必清 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。 2.两种增长模型 (1)“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)无K值。 (2)“S”型增长曲线成因: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,从而使出生率降低、死亡率升高,直至平衡,存在K值。 3.一个原因 在自然界中,气候、食物、天敌、传染病等均会影响种群数量,故大多数种群数量总处于波动中。,
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