2019-2020年高二生物 生物群落的基本单位——种群知识精讲 苏教版.doc

2019-2020年高二生物 生物群落的基本单位种群知识精讲 苏教版【本讲教育信息】一、教学内容：生物群落的基本单位种群 二、良好开端本节重点：种群的特征、尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化本节难点：样方的选择和确定、建构种群增长的数学模型三、成功之旅【知识点1】种群的特征（一）种群的概念：生态学上把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群。（二）种群的特征：包括数量特征、空间特征和遗传特征种群的数量特征主要有种群密度、出生率和死亡率、年龄结构和性别比例等。1、种群密度是指单位面积或体积内某一种群全部个体的数量。它是种群密度最基本的参数。通常单位面积或体积内种群个体数量越多，种群的密度就越高。测定种群密度常用的方法是样方法和标记重捕法植物种群密度的调查方法样方法种群密度取样调查中的两个概念 样方：也叫样本，从研究对象的总体中，抽取出来的部分个体的集合，就叫样方。 随机取样：在抽样时，如果总体中每一个个体被抽选的机会相等，且每一个个体被选与其他个体间无任何牵连，那么，这种既满足随机性，又满足独立性的抽样，就叫随机取样。随机取样不允许掺入任何主观性，否则，就难以避免调查人员想获得调查属性的心理作用，往往使调查结果偏大。常用的取样方法 点状取样法。点状取样法中常用的为五点取样法。调查的总体为非长条形时，可用此法取样。这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。 等距取样法。当调查的总体为长条形时，可用此法。动物种群密度的调查方法标记重捕法标记重捕法又称“捉放法”。即在被调查种群的样地中，捕获一部分个体，将这些个体进行标记后再放回到原来的环境中，经过一段时间后进行重捕，根据重捕取样中的标记比例与样地总数中的标记比例相等的假定，来估算该种群内的个体数量（N）。即：该方法的前提是，标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等。其次，标记的技术也极为重要。此法的应用比较广泛，适用于哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等动物。昆虫类种群密度的调查调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等，也可以采用样方法。对于有趋光性的昆虫，还可以用黑光灯诱捕的方法调查它们的种群密度。2、出生率和死亡率种群内个体数量的变动主要受出生率和死亡率的影响。出生率是指种群在单位时间内新产生的个体数量。死亡率是指种群在单位时间内死亡的个体数量。出生率和死亡率是决定种群密度的最直接因素。凡是影响种群出生率和死亡率的因素都将直接影响到该种群的密度。如阳光、温度、水分、食物、天敌等。此外，种群数量也会由于个体的迁入或迁出发生改变。通常把单位时间内迁入某种群的个体数量占该种群个体总数的比率称为迁入率，而把单位时间内迁出某种群的个体数占该种群个体总数的比率称为迁出率。许多生物种群都存在因个体迁入或迁出导致种群数量发生变化的现象。例如，每年春天或秋天不同城市的候鸟会发生数量的增加或减少，就是由于鸟类的迁入或迁出造成的。3、年龄结构种群的年龄结构是指一个种群中各年龄段的个体数量的比例，它对种群数量的变化有很大影响。种群的年龄结构从生态学的角度可分为：增长型、稳定型和衰退型3种类型。增长型：种群中幼年个体较多，老年个体较少，出生率大于死亡率，种群密度会在一段时间内越来越大。稳定型：种群中各年龄段的个体数目比例相当，出生率和死亡率大致相等，种群密度会在一段时间内保持相对的稳定。衰退型：种群中幼年个体较少，中老年个体较多，这样的种群处于衰退时期，死亡率大于出生率，种群密度会越来越小。总的来说，年龄结构在一定程度上可以预测该种群的密度变化趋势。4、性别比例种群的性别比例是指种群中雌雄个体数量的比例。大体分为3种类型：（1）雌雄相当：高等动物（2）雌多于雄：人工控制的种群 （3）雄多于雌：社会性昆虫由各种原因造成具有生殖能力的雌雄个体数量的比例失调，都将引起种群内个体数量的变动，在一定程度上也影响着种群密度的变化。种群数量特征之间的关系可归纳如下：决定种群个体数目变动的关系图例题1. 下列选项中，不属于对种群数量特征描述的是A. 我国的人口将逐渐步入老龄化阶段B. xx年，广东省人口的出生率为1.329%C. 橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群D. 由于薇甘菊入侵，松树种群死亡率较高解析：这是xx年广东高考题的第11题，分值为2分。该题主要考查种群的数量特征：种群密度、出生率和死亡率、年龄结构和性别比例。只有C选项所提到的内容与种群的特征无关。答案：C【知识点2】种群数量的增长规律建构种群增长模型的方法建立数学模型课题：探究“酵母菌种群大小的动态变化”原理：略目的：略探究步骤：（1）将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中 （2）将酵母菌种接入试管中的培养液内混合均匀 （3）将试管在28条件下连续培养7天 （4）每天取样计数酵母菌数量，采用抽样检测的方法时间/天1234567数量/个（5）分析所得数值并用曲线图表示出来， 分析图形得出酵母菌种群数量变化规律建立动植物种群动态变化的数学模型是为了阐明自然种群动态变化的规律及其调节机制。研究表明，在食物（养料）和空间条件充裕、气候适宜和没有敌害等理想条件下，种群内个体数量往往会持续增长。即：1、种群增长的“J”型曲线指数式增长环境条件：没有任何限制因素。出生率远大于死亡率。数量增长公式：设N0为种群起始数量，每年增长率不变，且第二年种群数量是第一年的倍，则第t年的种群数量为Nt=N0t。这一增长方式在数学上称为指数式增长，它的数学曲线呈“J”型，如下图所示：2、种群增长的“S”型曲线生物个体的增多，需要食物和空间等条件，而这些条件往往是有限的，因此，种群不可能呈指数式无限增长。当种群在一个有限的环境中增长时，随着种群密度的增加，个体间由于空间、食物和其他生活条件的斗争必将加剧，而天敌生物也会增加，这就会使种群的实际增长率小于出生率，从而使增长率下降，当种群数量达到环境条件所允许的最大值（以K表示）时，种群将停止增长，有时会在K值左右保持相对稳定，就会呈“S”型。3、研究种群数量变化的意义研究种群的数量变化规律，不仅具有一定的理论意义，而且具有重大的实践意义。开展种群特征调查对于珍稀濒危生物的保育、有害生物的监测、预报和有效控制，以及人口数量的监控等均具有重要的实践意义。例如，在对待鱼类的捕捞问题上，人们总是希望每年既能捕到较多的鱼，又不危及鱼类种群以后的持续生存，也就是希望长期获得较高的鱼产量，这就需要研究捕捞量与种群数量变化之间的关系，调查种群的现有数量，对种群的数量变化作出预测，等等。因此，种群的数量变化规律是种群研究的核心问题。例题2. 下列有关种群增长的S型曲线的叙述，错误的是A. 通常自然界中的种群增长曲线最终呈S型 B. 达到K值时种群增长率为零C. 种群增长受自身密度的影响 D. 种群的增长速度逐步降低解析：该题出自xx年全国卷，深入考查对S型增长曲线的理解。种群数量的变化曲线和种群增长率的变化曲线这两者为易混概念。S型增长曲线是自然界中常见的种群增长模式，通常种群的增长最终呈S型。种群的增长速度开始时较低，随着种群逐渐适应环境，种群增长速度越来越快，K/2时种群的增长速度达到最大值。随后由于种群内斗争加剧，天敌数目增多等因素又使种群出生率下降，死亡率上升，导致种群增长率下降，当达到K值时，出生率等于死亡率，其增长速率为零。答案：D四. 考点分析从考查内容上：重点考查种群的基本特征、种群数量的增长规律（即“J”型增长和“S”型增长）；从考查形式上：选择题、简答题均有出现，往往以坐标曲线图的形式出现，如xx年全国第30题。今后的命题趋向于种群数量变动的不同数学表达方式的考核，如以直方图形式出现。以数学曲线题为主要形式，往往与其他学科综合，考查方式灵活、多变。解题的关键：在识记种群的基本特征的基础上理解各个特征之间的关系，有助于掌握种群数量变化规律。五. 小结1、种群的概念生态学上把在一定时间内占据一定空间的同种生物的所有个体称为种群2、种群的特征：数量特征、空间特征和遗传特征。其中数量特征是种群的重要特征，它包括：种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例。3、种群密度的调查方法：样方法和标记重捕法4、种群数量的增长规律“J”型曲线和“S”型曲线5、研究种群数量变化的意义指导实践【模拟试题】（答题时间：40分钟）一、选择题1. 用标记重捕法来估计某个种群的数量，例如在对某种鼠群的种群密度的调查中，第一次捕获并标记39只，第二次捕获34只，其中有标记鼠15只，则对该种群的数量估计，下列哪一项是不正确的 （ ） A. 种群数量可用N表示 B. 种群数量大约为88只C. 该种群数量大约为100只 D. N3934152、人口数量变化趋势主要由下列哪一项预测A. 种群数量和种群密度 B. 种群年龄组成C. 种群性别比例 D. 出生率和死亡率3、利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，破坏了种群正常的性别比例，该害虫种群密度将 （ ）A. 明显增大 B. 明显减小 C. 先减后增 D. 相对稳定4、下图是依据我国三次人口普查数据绘制的人口年龄组成图。下面对三图的描述，完全正确的是 （ ） A. 图甲是增长型，从图丙可以看出计划生育政策初见成效B. 图甲、图乙、图丙都是衰退型C. 图乙是典型的稳定型，可以看出计划生育政策初见成效D. 图甲、图乙、图丙都是稳定型5、按一对夫妇一两个孩子计算，人口学家统计和预测，墨西哥等发展中国家的人口翻一番大约需2040年，美国需要4080年，瑞典人口将会相对稳定，德国人口将减少。预测人口的这种增减动态主要决定于A. 种群数量和密度 B. 种群年龄结构 C. 种群性别比例 D. 出生率和死亡率6、决定种群个体数量变动的因素，主要是种群密度和出生率、死亡率 年龄组成和性别比例 出生数量和死亡数量迁出和迁入数量A. B. C. D. 7、我国的计划生育政策为“提倡一对夫妇只生一个孩子”，从种群特征看，这种措施直接调节（ ）A. 种群密度 B. 年龄组成 C. 性别比例D. 出生率8、下图表示某种群年龄组成示意图，下列有关叙述正确的是 A. 该种群一定是生活在稳定的生态系统中B. 该种群的出生率一定大于死亡率C. 该种群一定能适应所生活的环境D. 该种群属于稳定型，种群密度在一段时间内会保持稳定9、用“样方法”调查蒲公英种群密度的过程是选取一个该种群分布比较均匀的长方形地块，将该地按照长度划成10等份，在每份的中央划一个大小为1m2的样方选取一个该种群分布比较密集的长方形地块，将该地按照长度划成10等份，在每份的中央划一个大小不同的样方计数每个样方内该种群数量，取其最大值作为该种群密度的估计值计数每个样方内该种群数量，取其平均值作为该种群密度的估计值A. B. C. D. 10、下列有关种群“S”型增长曲线的正确说法是（ ）A. “S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系 B. 种群增长率在各阶段是不相同的C. “S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关 D. 种群增长不受种群密度制约11、从理论上分析，草原灭鼠应注意避免鼠群增长曲线处于“S”型曲线的A. 即将增长的水平 B. 1/4K的水平 C. 1/2K的水平 D. K的水平12、生态学家以年龄为横坐标，以存活数量的对数值为纵坐标，绘制出种群的存活曲线。某野生鱼类和人类的存活曲线分别属于A.和 B.和 C.和 D.和13、某细菌种群随时间延续营养物耗尽，由于突变的原因出现了新菌株，它们能够利用原来菌种产生有害的代谢废物。以下各图中能反映上述菌种发展趋势的是（ ）（注：M代表菌种的数量） 14、xx年我国又在近海海域实行“伏季休渔”，其目的是（）A.控制捕鱼的大小和数量，实现渔业的可持续发展 B.检测渔船和捕鱼器械，节省燃料C. 防止“赤潮”的出现和海水污染恶化 D.实施分区管理，避免渔事纠纷15、下图中能正确表示“J”型、“S”型种群数量增长率随时间变化趋势的曲线分别是（ ）（ ） 16、（多选）下列哪些情况会导致种群的密度越来越小 A. 种群处于稳定期 B. 种群内雄性趋于不育C. 种群死亡率超过出生率 D. 种群迁出率超过迁入率二、非选择题：17、试根据下列“我国人口年龄、性别构成图”回答：（1）图形的左右两边大致对称，表明男女人数基本平衡，出现这一现象的自然生理原因是_ 。（2）图中I阶段表明当时我国人口发展的特点_ _。（3）图中阶段表明我国人口发展的主要特点是_，产生这一结果的主要原因是_ _。18、如图为某种群在不同生态环境中的增长曲线，请仔细分析图中曲线后回答下列问题：（1）如果种群处在一个理想的环境中，没有资源和空间的限制，种群内个体增长曲线是_，用达尔文进化的观点分析，这是由于生物具有_特性。（2）种群置于有限制的自然环境中，种群内的增长曲线是_ _，用达尔文的进化观点分析图中的阴影部分表示_。（3）影响种群密度的主要因素是种群的图_ 、_ _、_ 和 _。（4）当我们迁入刚建的新村美居，可恶的老鼠也一同悄悄“潜来”，它们咬坏衣物、偷吃粮食、毁坏家具、传播疾病在对其进行种群密度的调查中，请从a、b曲线的理论上存在的条件，推测有效灭鼠的措施_，降低环境_量，使鼠群的_曲线变化，转变成_ _ 曲线。19、如图是反映人与环境关系的三种模式图，请分析回答：（1）下列对“环境容量”的理解错误的是（多选） A. 环境容量是指生态系统对人口的承载能力B. 随着生产的发展，环境容量在不断加大C. 人类可以局部地改造环境，从而使人口数量 超越环境容量D. 生态环境的平衡是人类生存的前提和人类改造自然的基础（2）按照人与环境关系的理想程度排列，三种模式的顺序依次为 A. I、 B. 、I、 C. 、I D. I、（3）环境对人类社会的发展有很大的制约作用，保护环境十分重要。下列解决环境问题的四条思路中你最赞成的是 A. 发展经济和保护环境二者并不矛盾，应该走边发展边治理之路B. 发展中国家经济相对落后，走先发展后治理的路子势在必行C. 环境效益比经济效益更为重要，必须把保护环境放在优先发展的地位上D. 地球自身有充分自我调节的能力，听其发展，顺其自然（4）如果按照人们对保护环境的重视程度排列，（3）的顺序是 20、人口的数量常常随环境资源的改变而发生波动。下图为人口自动调控图（注：环境中的人口容纳量是指环境资源能承载的最大人口数量）。请据图回答下列问题：（1）在自然界中，人口数量不可能无限增长，理由是 （2）由图可以看出，当人口数量大于人口容纳量时，人类生存的环境阻力将随之_（3）长期以来，我国人口的出生率一直高于死亡率，人口增长过快，因此控制我国人口的关键是控制人口的 ，我国采取控制人口增长的政策是_ _。21、生态工作者从东到西对我国北方A、B、C三种类型的草原进行调查。下表是不同调查面积的物种数量统计结果：（1）A、B、C三种类型的草原对放牧干扰的抵抗力稳定性由强到弱的顺序是 。导致这三种类型的草原物种数量不同的关键生态因素是 。如果将A草原与我国东北针叶林相比，两者之间恢复力稳定性较强的是 。（2）调查B草原某种双子叶草本植物种群密度时，设计如下调查步骤：选取40cm40cm为最佳样方面积。在该物种分布较密集的地方取5个样方。计数每个样方内该植物的个体数。若计数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。【试题答案】一. 选择题：题号12345678答案CBBABDDD题号910111213141516答案BBCCBAA、CBCD二. 非选择题：17. 提示：解答本题应综合运用生物学科内知识。如性别决定、种群特征等。本题为应用型题目，由于人口发展问题涉及环境、历史、地理、政治等社会内容，必将成为综合试题的热点，理应引起足够重视所以对各学科知识的学习，既要有所侧重，又要平衡发展。根据遗传学知识和种群变化的知识分析判断，图形左右两边大致对称，表明男女人数基本平衡，造成这种现象的原因是由于男性产生 X 、 Y 两种精子数目相等，且两种精子与卵细胞结合机会相等； 阶段年轻的个体数量较多，说明出生率增加；阶段年龄小的个体较少，年龄大的个体多，说明出生率在不断下降，产生这一结果的主要原因是推行计划生育取得实效。答案：（1）男性产生两种比例相等的精子（X和Y两种）（2）出生率高 （3）出生率在不断下降 推行计划生育取得了实效18. （1）a 过度繁殖 （2）b 通过生存斗争被淘汰的个体数量 （3）年龄组成 性别比例 出生率 死亡率 （4）在进行灭鼠时，要清除垃圾，严密储存食物 容纳 a（或J型） b（或S型）19. （1）BC （2）A （3）C （4）CABD20. （1）受到食物、生存空间等因素的限制 （2）增加 （3）出生率 计划生育 21. （1）A、B、C 水 A草原（2） 选取的样方面积不对。应取物种数量达到稳定的最小面积100cm100cm。取样方法不对。应在B草原中随机取样。 对种群密度值的估计方法不对。应以调查样方的单位面积中种群个体数量的均数作为种群密度的估计值。