2024高考生物一輪復(fù)習(xí)第九單元生物與環(huán)境第30講種群的特征和數(shù)量的變化教案新人教版

PAGE14-第30講種群的特征和數(shù)量的變更考點一種群的特征及種群密度的調(diào)查方法1.種群的數(shù)量特征(1)種群密度①概念:種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù)。②調(diào)查方法a.樣方法Ⅰ.適用對象:植物或活動范圍小的動物。Ⅱ.調(diào)查程序確定調(diào)查對象選取樣方計數(shù)計算種群密度:全部樣方種群密度的平均值b.標(biāo)記重捕法Ⅰ.適用對象:活動實力強、活動范圍大的動物。Ⅱ.調(diào)查程序確定調(diào)查對象↓捕獲并標(biāo)記個體,計數(shù)為M↓重捕,計數(shù)為n,其中被標(biāo)記個體數(shù)為m↓種群密度估算公式如下:N(種群數(shù)量)=(2)年齡組成①概念:一個種群中各年齡期的個體數(shù)目的比例。②類型、特點及種群密度的變更(連線)提示:A—c—ⅠB—b—ⅢC—a—Ⅱ(3)誕生率和死亡率、遷入率和遷出率及性別比例項目定義特點或意義誕生率(死亡率)單位時間內(nèi)新產(chǎn)生(死亡)的個體數(shù)目占該種群個體總數(shù)的比率確定種群大小和種群密度遷入率(遷出率)單位時間內(nèi)遷入(遷出)的個體,占該種群個體總數(shù)的比率性別比例種群中雌雄個體數(shù)目的比例在肯定程度上影響種群密度2.種群的空間特征[糾誤診斷](1)每毫升河水中有9個大腸桿菌,屬于種群的空間特征。(×)提示:每毫升河水中有9個大腸桿菌,屬于種群的數(shù)量特征。(2)若某動物的婚配制為一雌一雄,生殖期個體的雌雄比越接近1∶1,則誕生率越高。(√)(3)田鼠的種群密度是由誕生率和死亡率、遷入率和遷出率確定的。(√)(4)五點取樣法適合調(diào)查灌木類行道樹上蜘蛛的種群密度。(×)提示:行道樹灌木叢為長方形,調(diào)查其中蜘蛛的種群密度應(yīng)實行等距取樣法。(5)某小組用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度時,應(yīng)選擇植物生長茂密處取樣。(×)提示:調(diào)查該種群密度時,應(yīng)做到隨機取樣。(6)從理論上講,其次次被捕獲時動物躲避捕獲的實力增加,所以調(diào)查的種群數(shù)量比實際數(shù)量要偏小。(×)提示:標(biāo)記重捕法的計算公式:種群數(shù)量=第一次捕獲的數(shù)量×其次次捕獲的數(shù)量/其次次捕獲的被標(biāo)記的個體數(shù)量,其次次捕獲的被標(biāo)記的個體數(shù)量偏小,調(diào)查的種群數(shù)量比實際數(shù)量要偏大。1.種群的數(shù)量特征之間的關(guān)系可用下圖表示,據(jù)圖回答有關(guān)問題:(1)圖中②、④分別表示種群的什么特征?提示:②表示誕生率和死亡率、遷入率和遷出率,④表示性別比例。(2)年齡組成可預(yù)料種群數(shù)量變更趨勢,說明理由。提示:因為不同年齡組成的種群中,老年、成年、幼年的個體數(shù)不同,因此可預(yù)料其將來的誕生率與死亡率,進而可預(yù)料種群數(shù)量將來的變更趨勢。2.人們常利用性外激素誘殺雄性害蟲,這是通過哪種措施限制害蟲的種群密度?提示:該措施是通過變更害蟲性別比例來降低誕生率,從而降低種群密度。題型一種群的數(shù)量特征及關(guān)系分析1.某島嶼上生活著一種動物,其種群數(shù)量多年維持相對穩(wěn)定。該動物個體從誕生到性成熟須要6個月,如圖為某年該動物種群在不同月份的年齡結(jié)構(gòu)(每月最終一天統(tǒng)計種群各年齡組的個體數(shù))。關(guān)于該種群的敘述,錯誤的是(B)A.天敵的遷入可影響該種群的年齡結(jié)構(gòu)B.該種群10月份的誕生率不行能為零C.該種群年齡結(jié)構(gòu)隨季節(jié)的更替而變更D.大量誘殺雄性個體會影響該種群密度解析:遷入的天敵對不同年齡段個體的捕食可能具有選擇性,從而影響該種群的年齡結(jié)構(gòu);由圖可知,未成熟個體從2月底到6月漸漸增多,從6月到12月漸漸削減至12月變?yōu)?,而該動物個體從誕生到性成熟須要6個月,因此該種群誕生時間也許為2月底到6月,到12月都成熟,10月份誕生率可能為0;且該種群的年齡結(jié)構(gòu)隨著季節(jié)更替而變更;大量誘殺某種動物的雄性個體,會導(dǎo)致性別比例的失調(diào),導(dǎo)致誕生率明顯降低,種群的密度減小。2.(2024·全國Ⅰ卷)種群密度是種群的數(shù)量特征之一,下列敘述錯誤的是(D)A.種群的S型增長是受資源因素限制而呈現(xiàn)的結(jié)果B.某林場中繁殖力極強老鼠種群數(shù)量的增長會受密度制約C.魚塘中某種魚的養(yǎng)殖密度不同時,單位水體該魚的產(chǎn)量有可能相同D.培育瓶中細菌種群數(shù)量達到K值前,密度對其增長的制約漸漸減弱解析:當(dāng)空間、資源有限時,種群數(shù)量呈S型增長;林場空間、資源有限,老鼠種群數(shù)量的增長會由于密度增加而漸漸減慢;魚塘中某種魚的養(yǎng)殖密度不同時,由于魚的大小不同等,單位水體中該魚產(chǎn)量有可能相同;培育瓶中細菌種群數(shù)量達到K值前,由于環(huán)境阻力漸漸增大,密度對其增長的制約漸漸增加。與種群特征有關(guān)的3個易錯點(1)種群數(shù)量不等于種群密度種群數(shù)量不等于種群密度:種群密度是種群在單位面積或單位體積中的個體數(shù),強調(diào)“單位面積或單位體積”,即種群數(shù)量增加,種群密度不肯定增加。(2)年齡組成不確定種群密度的變更年齡組成并不確定種群密度的變更:年齡組成只是預(yù)料種群密度的變更趨勢,但該趨勢不肯定能夠?qū)崿F(xiàn),還要看影響種群密度變更的其他因素,如天敵等。(3)年齡組成穩(wěn)定≠種群數(shù)量穩(wěn)定誕生率和死亡率不完全取決于年齡組成,還與氣候、食物、天敵等因素有關(guān),譬如遇到猛烈的氣候變更,可使種群數(shù)量急劇削減。種群數(shù)量還與遷入率、遷出率干脆相關(guān)。題型二種群密度的調(diào)查方法3.(2024·全國Ⅱ卷)假如采納樣方法調(diào)查某地區(qū)(甲地)蒲公英的種群密度,下列做法中正確的是(C)A.計數(shù)甲地內(nèi)蒲公英的總數(shù),再除以甲地面積,作為甲地蒲公英的種群密度B.計數(shù)全部樣方內(nèi)蒲公英總數(shù),除以甲地面積,作為甲地蒲公英的種群密度C.計算出每個樣方中蒲公英的密度,求出全部樣方蒲公英密度的平均值,作為甲地蒲公英的種群密度D.求出全部樣方蒲公英的總數(shù),除以全部樣方的面積之和,再乘以甲地面積,作為甲地蒲公英的種群密度解析:用樣方法調(diào)查植物種群密度時,要先計算出各樣方中該植物的種群密度,再求出全部樣方中該植物種群密度的平均值。4.(2024·山東濟南期末)下列關(guān)于種群密度的調(diào)查方法的相關(guān)敘述,正確的是(D)A.對于活動實力強、活動范圍廣的動物可用標(biāo)記重捕法精確統(tǒng)計種群密度B.采納樣方法調(diào)查植物種群密度時,差距大的樣方內(nèi)數(shù)值應(yīng)舍棄C.標(biāo)記重捕法調(diào)查種群密度時,兩次捕獲的間隔時間越長統(tǒng)計結(jié)果越精確D.標(biāo)記重捕法調(diào)查種群密度時,標(biāo)記物不能影響被調(diào)查動物的生命活動解析:對于活動實力強、活動范圍廣的動物最好采納標(biāo)記重捕法調(diào)查種群密度,但所計算的數(shù)值為估算值;為保證調(diào)查結(jié)果的精確性,采納樣方法調(diào)查植物種群密度時,差距大的樣方內(nèi)數(shù)值也應(yīng)照實記錄,不應(yīng)舍棄;若兩次捕獲的間隔時間過長,標(biāo)記個體可能會死亡,標(biāo)記個體被再次捕獲幾率降低,則計算出的種群密度可能比實際值偏大。利用標(biāo)記重捕法估算種群密度的誤差分析設(shè)種群數(shù)量為A只,第一次捕獲B只并標(biāo)記,其次次捕獲了a只,其中有b只被標(biāo)記,依據(jù)公式=,得A=。由上式分析可知:(1)若由于某種緣由(如標(biāo)記物易脫落、被標(biāo)記個體的被捕機會降低、標(biāo)記物導(dǎo)致被標(biāo)記個體易于被捕食、被標(biāo)記個體放回后還未充分融入該種群中就再次捕獲且在被標(biāo)記個體稀有處捕獲等)造成b偏小,則A偏大。(2)若由于某種緣由(如被標(biāo)記個體放回后還未充分融入該種群中就再次捕獲且在被標(biāo)記個體密集處捕獲等)造成b偏大,則A偏小。(3)若在調(diào)查期間,調(diào)查區(qū)域有較多個體誕生和死亡或遷入和遷出,也會造成估算中出現(xiàn)較大誤差?？键c二種群的數(shù)量變更及應(yīng)用1.種群數(shù)量變更的探討(1)方法:構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。(2)步驟:視察探討對象,提出問題→提出合理的假設(shè)→依據(jù)試驗數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進行表達→通過進一步試驗或視察等,對模型進行檢驗或修正。2.種群數(shù)量增長的兩種類型(1)種群增長的“J”型曲線,如圖A。①前提條件:食物和空間充裕、氣候相宜、無敵害等。②數(shù)學(xué)模型Nt=N0λt③曲線特點:種群數(shù)量每年是以肯定的倍數(shù)連續(xù)增長,無(填“有”或“無”)K值。(2)種群增長的“S”型曲線,如圖B。①前提條件:食物、空間有限,受其他生物制約。②曲線特點3.環(huán)境容納量(1)概念:在環(huán)境條件不受破壞的狀況下,肯定空間中所能維持的種群最大數(shù)量。(2)形成緣由(3)與環(huán)境條件的關(guān)系環(huán)境條件改善,K值可能會增大;環(huán)境條件惡化,K值可能會減小。(4)K值與K/2的應(yīng)用野生生物資源的愛護與利用有害生物的防治K值(最大環(huán)境容納量)愛護野生生物生活的環(huán)境,減小環(huán)境阻力,增大K值增大環(huán)境阻力(如為防鼠害而封鎖糧食、清除生活垃圾、愛護鼠的天敵等),降低K值K/2(最大增長速率)捕撈后,使魚的種群數(shù)量維持在K/2,魚的種群數(shù)量會快速回升務(wù)必剛好限制種群數(shù)量,嚴(yán)防達K/2值處(若達K/2值處,可導(dǎo)致該有害生物成災(zāi))4.影響種群數(shù)量的變更因素種群的數(shù)量變更包括增長、波動、穩(wěn)定、下降等。其影響因素主要有:(1)內(nèi)因①起始種群個體數(shù)量。②導(dǎo)致種群數(shù)量增加的因素:誕生率和遷入率。③導(dǎo)致種群數(shù)量削減的因素:死亡率和遷出率。(2)外因①自然因素:氣候、食物、天敵、傳染病等。②人為因素:種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展,砍伐森林,獵捕動物,環(huán)境污染等。[糾誤診斷](1)志向條件下種群數(shù)量呈現(xiàn)“S”型增長,無環(huán)境容納量。(×)提示:志向條件下,種群數(shù)量呈現(xiàn)“J”型增長,無環(huán)境容納量。(2)種群數(shù)量變更不僅受外部因素的影響也受自身內(nèi)部因素的影響。(√)(3)種群數(shù)量變更的全部內(nèi)容就是“J”型和“S”型增長。(×)提示:“J”型和“S”型增長曲線只是種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式,種群數(shù)量的變更包括增長、波動、穩(wěn)定、下降等。(4)“S”型增長中,種群數(shù)量為K/2時增長最快。(√)(5)合理密植會增加種群數(shù)量并提高K值。(×)提示:若空間資源不增加,僅僅合理密植,并不會提高K值。(6)不同種生物的K值各不相同,但同種生物的K值固定不變。(×)提示:K值為最大環(huán)境容納量,環(huán)境容納量受食物、天敵等多種環(huán)境因素影響,同種生物的K值隨著環(huán)境的變更會發(fā)生變更。1.如圖表示兩種增長方式的增長速率變更,依圖回答下列問題。(1)甲和乙分別表示哪種增長方式?提示:甲表示的是種群的“J”型增長;乙表示的是種群的“S”型增長。(2)若圖乙為鱸魚的增長速率隨時間變更的曲線,某養(yǎng)殖基地捕魚后常將鱸魚的種群數(shù)量保持在K/2左右,這樣做的目的是什么?提示:此時鱸魚增長速度最快,有利于鱸魚的種群數(shù)量增長。(3)t2～t3時間段,種群的誕生率和死亡率具有怎樣的大小關(guān)系?提示:t2～t3時間段,該種群的增長速率下降,但其數(shù)量還在增加,因此其誕生率大于死亡率。2.調(diào)查某地烏鴉連續(xù)20年的種群數(shù)量變更,如圖所示,圖中λ表示該種群數(shù)量是一年前種群數(shù)量的倍數(shù),請思索:(1)前4年種群數(shù)量應(yīng)為增大、減小還是基本不變?提示:基本不變(因為λ=1)。(2)第9年調(diào)查烏鴉的年齡組成,最可能表現(xiàn)為何種類型?為什么?提示:穩(wěn)定型。第10年時,種群的λ等于1,說明第10年種群數(shù)量與第9年相同,因此第9年年齡組成為穩(wěn)定型。(3)圖中第4年和第10年的烏鴉種群數(shù)量是否相同?圖中顯示第8年種群數(shù)量最少,對嗎?提示:不相同。在第4年到第10年間,λ<1,說明種群數(shù)量在削減,到第9或第10年種群數(shù)量最少,而不是第8年最少。(4)第16～20年烏鴉種群數(shù)量將如何增長?為什么?提示:“J”型增長,因為λ>1且恒定。題型一種群數(shù)量增長曲線的分析1.(2024·全國Ⅰ卷)某試驗小組用細菌甲(異養(yǎng)生物)作為材料來探究不同條件下種群增長的特點。設(shè)計了三個試驗組,每組接種相同數(shù)量的細菌甲后進行培育,培育過程中定時更新培育基,三組的更新時間間隔分別為3h、10h、23h,得到a、b、c三條種群增長曲線,如圖所示。下列敘述錯誤的是(D)A.細菌甲能夠?qū)⑴嘤械挠袡C物分解成無機物B.培育基更換頻率的不同,可用來表示環(huán)境資源量的不同C.在培育到23h之前,a組培育基中的養(yǎng)分和空間條件都是充裕的D.培育基更新時間間隔為23h時,種群增長不會出現(xiàn)J型增長階段解析:細菌甲是異養(yǎng)生物,通過分解培育基中的有機物產(chǎn)生無機物,給自身供應(yīng)給分;更換培育基,為細菌供應(yīng)了新的養(yǎng)分物質(zhì)并除去了代謝廢物,因此,培育基更換頻率的不同,可用來表示環(huán)境資源量的不同;依據(jù)題圖可知,在23h前,a組細菌甲的生長曲線呈現(xiàn)J型增長,說明a組培育基中資源和空間足夠;由題圖曲線可知,培育基更新時間間隔為23h時,種群在早期會出現(xiàn)J型增長階段。2.(2024·全國Ⅰ卷)假設(shè)某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈“S”型增長,該種群的增長率隨種群數(shù)量的變更趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜,則應(yīng)在種群數(shù)量合適時起先捕獲,下列四個種群數(shù)量中合適的是(D)A.甲點對應(yīng)的種群數(shù)量 B.乙點對應(yīng)的種群數(shù)量C.丙點對應(yīng)的種群數(shù)量 D.丁點對應(yīng)的種群數(shù)量解析:曲線中,種群增長率最大時所對應(yīng)的種群數(shù)量為維持種群數(shù)量的最適值,此時種群增長率最大,短時間內(nèi)可復(fù)原種群數(shù)量;丁點所對應(yīng)的種群數(shù)量高于最適值,此時進行捕獲,可獲得肯定量的捕獲量,同時不影響種群數(shù)量的復(fù)原;其他三點所對應(yīng)的種群數(shù)量均低于最適值,若進行捕獲,則導(dǎo)致種群數(shù)量增長減慢。故不應(yīng)在甲、乙、丙點對應(yīng)的種群數(shù)量時起先捕獲。題型二種群數(shù)量變更規(guī)律及應(yīng)用分析3.下列關(guān)于種群數(shù)量波動的敘述,正確的是(D)A.種群數(shù)量的波動只與環(huán)境條件的變更有關(guān)B.只要波峰之間的峰值相同就可稱為周期波動C.種群數(shù)量波動的探討對象位于正在演替的群落中D.種群數(shù)量波動是指種群中的個體數(shù)量隨時間在環(huán)境容納量的上下波動解析:種群數(shù)量的波動除了與環(huán)境條件的變更有關(guān),還與種群自身密度有關(guān);周期波動指從一個波峰到另一個波峰,也可以從一個波谷到另一個波谷;種群數(shù)量波動的探討對象不肯定是位于正在演替的群落中;種群數(shù)量波動是指種群中的個體數(shù)量隨時間在環(huán)境容納量的上下波動。4.如圖所示為鱷魚種群數(shù)量變更的四種狀況,其中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處于三種不同的自然條件下,而曲線Ⅳ處于志向狀態(tài)下。不考慮天災(zāi),下列相關(guān)敘述中錯誤的是(C)A.志向狀態(tài)下,鱷魚種群的增長率大小與種群密度的大小沒有關(guān)聯(lián)B.若鱷魚的棲息地在a點被嚴(yán)峻破壞,則將出現(xiàn)曲線Ⅰ的下降趨勢C.出現(xiàn)曲線Ⅲ的變更趨勢,源于在b點人為捕殺了肯定數(shù)量的鱷魚D.若在b點沒有任何人為干擾,則鱷魚的種群數(shù)量將在K1上下波動解析:曲線Ⅲ的種群數(shù)量大量削減,且K值維持在較低水平,說明鱷魚的環(huán)境容納量發(fā)生了變更,即鱷魚的生存環(huán)境有肯定程度的破壞,而人為捕殺了肯定數(shù)量的鱷魚不會變更鱷魚種群的環(huán)境容納量。考點三試驗:探究培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更1.試驗原理(1)用液體培育基培育酵母菌,種群的增長受培育液的成分、空間、pH、溫度等因素的影響。(2)在志向的環(huán)境中,酵母菌種群的增長呈“J”型曲線;在有限的環(huán)境下,酵母菌種群的增長呈“S”型曲線。2.試驗步驟(1)液體培育基,無菌條件(2)酵母菌勻稱分布于培育基中(3)(4)連續(xù)視察7天,統(tǒng)計數(shù)目(5)繪圖分析3.試驗結(jié)果及結(jié)論在肯定容積的液體培育基中酵母菌種群數(shù)量前期表現(xiàn)出“S”型增長。但后期,表現(xiàn)為漸漸下降趨勢。1.留意事項(1)溶液要進行定量稀釋,每天計數(shù)酵母菌數(shù)量的時間要固定。(2)從試管中吸出培育液進行計數(shù)前,需將試管輕輕振蕩幾次,目的是使培育液中的酵母菌勻稱分布,減小誤差。(3)制片時,先將蓋玻片放在計數(shù)室上,用滴管吸取培育液,滴于蓋玻片邊緣,讓培育液自行滲入,多余培育液用濾紙吸去。(4)制好裝片后,應(yīng)稍等片刻,待酵母菌細胞全部沉降到計數(shù)室底部,再用顯微鏡進行視察、計數(shù)。2.結(jié)果分析(1)計數(shù)異樣分析①統(tǒng)計結(jié)果偏小的緣由:取液時未搖勻,吸取的培育液中酵母菌偏少;在計數(shù)時,未計邊緣的酵母菌等。②統(tǒng)計結(jié)果偏大的緣由:取液時未搖勻,吸取了表層的培育液;在計數(shù)時統(tǒng)計了四周邊緣的酵母菌等。(2)該探究不需設(shè)置比照試驗,但要獲得精確的試驗數(shù)據(jù),必需進行重復(fù)試驗,求得平均值。題型一試驗過程分析1.下列關(guān)于“培育液中酵母菌種群數(shù)量的變更”試驗的相關(guān)操作,正確的是(D)A.先將培育液滴在血細胞計數(shù)板上,輕蓋蓋玻片防止氣泡產(chǎn)生B.培育酵母菌時,必需去除培育液中的溶解氧C.早期培育不需取樣,培育后期每天取樣一次D.計數(shù)時,壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)計相鄰兩邊及其頂角解析:制片時,應(yīng)先將蓋玻片放在計數(shù)室上,再將培育液滴于蓋玻片邊緣,讓培育液自行滲入;酵母菌主要進行有氧呼吸,所以在培育酵母菌時,不能去除培育液中的溶解氧;早期培育和培育后期每天都須要在固定時間取樣一次。題型二試驗結(jié)果分析2.將10mL酵母菌培育液放在相宜的溫度下培育,并于不同時間內(nèi)等量勻稱取樣4次,分別測定樣品中酵母菌的數(shù)量和pH,結(jié)果如表所示。據(jù)表分析不正確的是(A)樣品酵母菌數(shù)量(個/mm3)pH112104.828205.4312103.7410005.0A.培育過程中酵母菌始終誕生率>死亡率B.樣品的取樣先后次序為2、4、1、3C.對酵母菌而言,10mL該培育液的環(huán)境負(fù)荷量可能為1.21×107個D.若進行第5次勻稱取樣,10mL樣品中的酵母菌數(shù)量可能低于1.21×107個解析:由圖可知,培育過程中酵母菌不是始終誕生率>死亡率;將10mL酵母菌培育液放在相宜溫度下培育,可依據(jù)培育液pH的變更來確定取樣依次,因為酵母菌的代謝活動消耗養(yǎng)分物質(zhì),不斷產(chǎn)生CO2等代謝產(chǎn)物,使培育液pH不斷下降,因此正確的取樣依次為2、4、1、3;從表中數(shù)據(jù)分析可見,