【生物】2021届一轮复习人教版种群的特征和数量变化教案（湖北专用） 16页

第27讲　种群的特征和数量变化 课程内容 核心素养——提考能 ‎1.列举种群特征 ‎2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动 ‎3.探究培养液中酵母菌数量的动态变化 生命观念 种群具有的数量特征和空间特征与其所处的环境相适应 科学思维 构建种群增长的数学模型 科学探究 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 社会责任 归纳种群数量变化在实践中的应用，养成关注社会实践、学以致用的习惯 考点一　种群的特征 ‎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.种群的数量特征之间的关系 ‎(1)图解 ‎(2)析图 ‎①种群密度是种群最基本的数量特征。‎ ‎②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。‎ ‎③年龄组成在一定程度上能预测种群数量变化趋势。年龄组成是通过影响 出生率和死亡率间接影响种群密度的。‎ ‎④性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。‎ ‎⑤除图中影响因素之外，气候、天敌、食物、传染病等都会影响种群密度的变化。‎ ‎3.种群的空间特征 ‎(1)含义：种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。‎ ‎4.种群密度的估算方法 ‎(1)“两看法”选择合适的种群密度调查方法 ‎(2)样方法与标志重捕法的比较 样方法 标志重捕法 对象 植物或活动范围小、活动能力弱的动物(昆虫卵、蚜虫、跳蝻等)‎ 活动范围大、活动能力 强的动物 调查程序 注意事项 ‎①随机取样 ‎②样方大小适中 ‎③样方数量不宜太少 ‎①调查期间无迁入和迁出、出生和死亡 ‎②标志物对所调查动物生命活动无影响 种群年龄组成的类型及判断技巧 ‎(1)统计图 ‎(2)曲线图和柱形图 增长型 稳定型 衰退型 曲线图 柱形图 ‎(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。‎ 教材高考 ‎1.真题重组与判断 ‎(1)黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度(2018·全国卷Ⅲ，6C)(　　)‎ ‎(2)如果采用样方法调查甲地蒲公英的种群密度，计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积即可(2016·全国卷Ⅱ，5A)(　　)‎ ‎(3)天敌鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度(2013·全国卷Ⅰ，5A)(　　)‎ ‎(4)大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度(2012·全国卷Ⅱ，6D)(　　)‎ 提示　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×‎ ‎2.深挖教材 ‎(1)(人教版必修3P61“探究”)使用样方法调查植物种群密度时，取样方法如何选择？‎ 提示　五点取样法适用于近似圆形、方形的地块；等距取样法适用于长条形的调查区域，如公路沿线、河流沿线。‎ ‎(2)(人教版必修3P59“种群概念”)谈谈你对种群概念的理解。‎ 提示　(1)地点要素：属于同一种群的生物必须生活在同一自然区域中，例如，同一鱼塘中的鲤鱼是一个种群，两个鱼塘中的鲤鱼分别属于两个种群。‎ ‎(2)时间要素：同一种群中的生物必须是生活在同一时间的同种生物，彼此之间能够进行基因交流(从另一个角度表明，同一种群中的生物应生活在同一个时代)。‎ ‎(3)数量要素：种群必须包括一定自然区域内同种生物的全部个体，种群具有数量特征和空间特征。‎ ‎　结合种群的基本特征及其内在联系，考查分析问题能力 ‎1.(2018·4月浙江选考改编)下列关于种群特征的叙述，正确的是(　　)‎ A.种群密度越大种群数量增加越快 B.性别比例对种群密度的影响在生殖前期最大 C.自然增长率小于1时种群的数量即开始减少 D.年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例 解析　在呈“J”型增长过程中，种群密度越大种群数量增加越快，但在呈“S”型增长过程中由于存在阻力，增长速率呈现先增大后减小现象，A错误；性别比例对种群密度的影响在生殖期最大，B错误；自然增长率＝出生率－死亡率，因此只要自然增长率大于0即可增长，C错误；年龄金字塔表示取样期间各年龄组个体数量在种群中的比例，D正确。‎ 答案　D ‎2.(2018·4月浙江选考)在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数量进行了调查之后，又开展了连续4年的跟踪调查，计算其L值(L＝当年末种群个体数量/前一年末种群个体数量)，结果如图所示。下列关于这4年调查期间的种群数量变化的叙述，错误的是(　　)‎ A.第1年末甲乙两种群的增长速率不一定相等 B.第2年末乙种群数量不一定大于甲 C.第3年末乙种群数量达到了最大值 D.这4年中甲种群每年增加的数量是相等的 解析　本题考查的是种群数量变化。由于甲乙两个种群内个体的初始数量均未知，第一年末甲种群的L＝1.5，乙种群的L值稍大于1.0，两种群具体增加的个体数量无法得知，故两种群的增长速率不一定相等，A正确；由于甲乙两个种群内个体的初始数量均未知，第二年末乙种群数量不一定大于甲，B正确；第3年末乙种群L＝1.0，且在接下来的第3～4年内L小于1.0，即种群数量在减少，故第3年末时为乙种群数量的最大值，C正确；这4年中甲种群L值均为1.5，每年增加的数量都较前一年多，D错误。‎ 答案　D ‎　围绕种群密度的取样调查，考查科学探究能力 ‎3.(2018·海南卷，29)某小组为了研究某混交林的群落结构，选择了若干样地进行调查。其中A、B、C三种乔木的调查结果如表。‎ 乔木树种 老年树 成年树 幼年树 密度/‎ ‎(株·hm－2)‎ ‎/%‎ 密度/‎ ‎(株·hm－2)‎ ‎/%‎ 密度/‎ ‎(株·hm－2)‎ ‎/%‎ A ‎1267‎ ‎100.00‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0‎ B ‎50‎ ‎31.06‎ ‎55‎ ‎34.16‎ ‎56‎ ‎34.78‎ C ‎50‎ ‎4.95‎ ‎80‎ ‎7.92‎ ‎880‎ ‎87.13‎ ‎(1)据表可知：　　　　种群属于增长型种群，　　　　种群属于衰退型种群，‎ ‎　　　　种群属于稳定型种群。‎ ‎(2)该小组采用的种群密度调查方法是样方法，取样时要做到随机取样，其目的是____________________________________________________________________。‎ 若要调查群落中松鼠种群的密度，则应采用　　　　法，理由是______________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(3)随着时间的推移，如果该群落被另一个群落代替，则发生代替的可能原因是______________________________________________________________________(答出两点即可)。‎ 解析　(1)由表中数据可知，A乔木树种只存在老年树，种群属于衰退型种群；B乔木树种老年树、成年树和幼年树的数量基本相同，种群属于稳定型种群；C乔木树种幼年树多，老年树少，种群属于增长型种群。‎ ‎(2)为了减少人为或机器造成的样本差异误差，保证调查结论可靠，所以取样时要做到随机取样。松鼠活动能力强，活动范围大，调查其种群密度时采用标志重捕法。‎ ‎(3)如果该混交林群落被另一个群落代替，说明后一个群落中的物种在竞争中处于优势，比如植株越来越高，占据了更大的空间，能进行更强的光合作用；也可能是前一个群落创造了不良的生活环境，使原来的群落解体，为后一个群落中的物种的生存提供了有利条件，从而引起演替；另外，由于群落中植物种群特别是优势种的发育而导致群落内光照、温度、水分状况的改变，也可为演替创造条件。‎ 答案　(1)C　A　B ‎(2)保证调查结论可靠　标志重捕　松鼠活动能力强，活动范围大 ‎(3)后一个群落中的物种竞争能力强；前一个群落为后一个群落的产生提供了良好的环境 考点二　种群数量的变化及应用 ‎1.研究方法　构建数学模型。‎ 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→通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正。‎ ‎2.种群数量变动的影响因素 主要有气候、食物、天敌、传染病等 ‎3.种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线 项目 ‎“J”型曲线 ‎“S”型曲线 增长模型 前提条件 理想状态：资源无限、空间无限、不受其他生物制约 现实状态：资源有限、空间有限、受其他生物制约 K值有无 无K值 有K值 增长率和增长速率 适用范围 实验条件下或理想条件下 自然种群 联系 两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同，对种群增长的影响不同 ‎1.种群“J”型增长的数学模型：Nt＝N0λt，λ代表种群数量是一年前种群数量的倍数，不是增长率。‎ ‎(1)λ>1时，种群密度增大，如图中AB段。‎ ‎(2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。‎ ‎(3)λ<1时，种群密度减小，如图中BD段。‎ ‎2.K值与K/2的应用 ‎(1)用“坐标曲线图”表示“K值”的方法 图中A、B、C、D对应的种群数量为K值，A′、C′、D′对应的种群数量为K/2。‎ ‎(2)K值与K/2值在实践中的应用 ‎　结合“J”型增长和“S”型增长曲线分析，考查科学思维能力 ‎1.(2017·全国卷Ⅰ，5)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长，该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽，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 ‎[慧眼识图　获取信息]‎ 答案　D ‎2.(2019·河北衡水中学月考)如图为银鱼种群增长速率随时间的变化曲线。下列相关叙述中正确的是(　　)‎ A.Q时，银鱼的种群增长倍数λ为0‎ B.Q时是捕获银鱼的较为适宜时期 C.在L～M时段，该种群数量呈“J”型增长 D.增长速率大于0时，银鱼种群的出生率大于死亡率 解析　Q点时，银鱼的种群数量达到K值，种群数量相对稳定，此时种群的增长倍数λ为1，A错误；N～P段捕鱼后能使种群数量迅速回升，该时间段是捕获银鱼的较为适宜时期，而P～Q段种群增长速率较低，捕鱼后种群数量不易回升，B错误；图示曲线表示的是呈“S”型增长的种群的增长速率，C错误；增长速率大于0时，说明种群数量在增加，银鱼种群的出生率大于死亡率，D正确。‎ 答案　D ‎　巧借种群数量变化规律的应用，考查社会责任 ‎3.(2018·全国卷Ⅰ，5)种群密度是种群的数量特征之一。下列叙述错误的是(　　)‎ A.种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果 B.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约 C.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体该鱼的产量有可能相同 D.培养瓶中细菌种群数量达到K值前，密度对其增长的制约逐渐减弱 解析　自然界的资源总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，致使种群的出生率降低，死亡率增高，出现S型增长，A正确；老鼠较强的繁殖力极有可能导致其种群密度快速增加，进而致使种内竞争加剧，种群数量的增长随之受到限制，B正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度较低时，单条鱼的重量较大，当养殖密度较高时，单条鱼的重量较小，故单位水体该鱼的产量有可能相同，C正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，随着种群密度的加大，密度对种群数量增长的制约逐渐增强，D错误。‎ 答案　D ‎4.(2019·湖北武汉市调研)种群在理想环境中呈“J”型增长(如曲线甲)，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长(如曲线乙)。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是(　　)‎ A.若曲线乙表示草履虫种群增长曲线，E点后种群中衰老个体的数量将基本维持稳定 B.图中C点时，环境阻力最小，种群增长速率最大 C.若曲线乙表示酵母菌种群增长曲线，通过镜检统计的结果比实际值低，因为其中有死亡的酵母菌个体 D.K值具有物种特异性，所以田鼠的种群增长曲线在不同环境下总是相同的 解析　若曲线乙表示草履虫种群增长曲线，E点后种群出生率与死亡率基本相等，衰老个体的数量将基本维持稳定，A正确；图中C点时，种群增长速率最大，但是环境阻力不是最小，C点之前种群数量较少，环境阻力较小，B错误；通过镜检统计酵母菌种群数量的结果比实际值低，原因可能是取样时没有混匀等，酵母菌个体死亡会使镜检统计的结果比实际值高，C错误；种群数量受环境变化影响，生存条件不同时，环境容纳量不同，D错误。‎ 答案　A 考点三　(实验)探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ‎1.实验原理 ‎2.实验流程 ‎1.血球计数板及相关计算 ‎(1)血细胞计数板(如下图所示)：‎ 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9个大方格(如上图A所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3。另外，中央大方格以细线等分为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：‎ ‎①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，就得出一个大方格的总菌数，然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。‎ ‎②设5个中方格中总菌数为A，菌液稀释倍数为B，则0.1 mm3菌液中的总菌数为(A/5)×25×B。已知1 mL＝1 cm3＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝‎ ‎(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。‎ ‎2.实验成功关键点 ‎(1)溶液要进行定量稀释，每天计数酵母菌数量的时间要固定。‎ ‎(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)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。‎ ‎(4)制好装片后，应稍等片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。‎ ‎3.结果分析 ‎(1)计数异常分析 ‎①统计结果偏小的原因：取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等。‎ ‎②统计结果偏大的原因：取液时未摇匀，吸取了表层的培养液；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。‎ ‎(2)该探究不需要设置对照实验，但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。‎ ‎　结合酵母菌种群数量的变化分析，考查科学探究的能力 ‎1.(2018·山西太原五中质检)以下关于探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验，正确的说法是(　　)‎ A.该实验是利用逐个计数的方法对培养液中的酵母菌进行计数的 B.吸取培养液于计数室后盖盖玻片观察 C.为保证结果可靠，需多次重复实验并计算平均值 D.压在方格边上的酵母菌只计数相邻两边及其顶角的个数 解析 ‎　对培养液中酵母菌种群数量进行计数通常采用抽样检测法，A错误；实验过程中，应该先盖上盖玻片，然后在盖玻片的边缘滴加培养液，B错误；为保证结果可靠，需要多次取样，求各组实验的平均值以减小实验误差，C错误；显微镜计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌，D正确。‎ 答案　D ‎2.(2019·广东江门质检)为了探究酵母菌种群数量的动态变化，某同学按下表完成了有关实验，并定期对酵母菌进行计数，其中1号试管第5天时数量达到最大，第6天实验结束。下列叙述正确的是(　　)‎ 试管编号 培养液/mL 无菌水/mL 酵母菌母液/mL 温度/℃‎ ‎1‎ ‎10‎ ‎－‎ ‎0.1‎ ‎28‎ ‎2‎ ‎10‎ ‎－‎ ‎0.1‎ ‎5‎ ‎3‎ ‎－‎ ‎10‎ ‎0.1‎ ‎28‎ A.该同学研究的课题是温度对酵母菌种群数量变化的影响 B.pH、取样时间都属于无关变量，对实验没有影响 C.第5天时，1号试管种群的出生率＝死亡率 D.实验中1、2、3号试管种群都呈现“S”型增长 解析　根据表格可知，实验的自变量为温度和营养物质，因此该同学研究的课题是温度和营养物质对酵母菌种群数量变化的影响，A错误；pH、取样时间等都属于无关变量，应相同且适宜，B错误；1号试管第5天时数量达到最大，此时种群的出生率＝死亡率，C正确；实验中1、2号试管内加入的是培养液，能为酵母菌的生长繁殖提供营养物质，因此1、2号试管中的种群都会经历“S”型增长，3号试管内加入的是无菌水，不能为酵母菌提供营养，酵母菌会因营养物质缺乏而死亡，不会经历“S”型增长，D错误。‎ 答案　C ‎3.(2019·福建泉州市联考)在“探究培养液中酵母菌种群数量动态变化”实验中，观察到血细胞计数板(图1，规格为1 mm×1 mm×0.1 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.该血细胞计数板上有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 解析　该方格中酵母菌的数量应计为7个，只计数该方格内部和相邻两边及其夹角处的酵母菌，A错误；由于细胞膜的选择透过性，实验中被龙胆紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞，B正确；血细胞计数板盖玻片下液体的厚度为0.1 mm，C错误；在制片时，先将盖玻片放在计数室上，再用吸管滴加样液，D错误。‎ 答案　B 澄清易错易混·强化科学思维 ‎[易错易混]‎ 易错点1　年龄组成为增长型的种群，其数量是否一定增加？‎ 点拨　年龄组成并不能决定种群的数量，只是预测种群密度的变化趋势。由于受气候、食物、天敌等因素的影响，原先年龄组成为增长型的种群，其数量可能会下降。另外，种群数量还受到迁入率、迁出率的直接影响。‎ 易错点2　对K值理解不透 点拨　(1)K值即环境容纳量，它是指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。‎ ‎(2)M不是环境容纳量，因为种群数量不能在M附近波动；‎ ‎(3)K1和K2是不同环境条件下的环境容纳量。同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境变化的影响。当生物生存环境得到改善后，K值会上升(如图中从K1到K2)；而当生物生存环境遭到破坏时，K值会下降。‎ 易错点3　“S”型增长曲线的开始部分并非就是“J”型增长曲线 点拨　“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。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。‎ ‎[深度纠错]‎ ‎1.下列关于种群数量变化的叙述，正确的是(　　)‎ A.种群数量的变化就是种群的增长 B.一个物种引入新地区后，一定呈“J”型增长 C.年龄组成若为增长型，则种群数量必将增加 D.影响种群数量变化的因素有气候、食物、天敌、传染病等 解析　种群数量的变化包括种群数量的增长、下降或波动，不单纯指种群的增长，A错误；影响种群数量变化的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等，一个物种引入新的地区后，可能因不适应环境的变化而被淘汰，B错误，D正确；年龄组成若为增长型，种群数量可能因气候食物等因素影响而不增加，C错误。‎ 答案　D ‎2.如图所示为某野生绵羊种群在1800年被引入某岛屿后的种群数量变化曲线。下列对该种群的相关描述错误的是(　　)‎ A.1840年前种群数量的增长趋势与气候适宜、食物和空间条件较充裕有关 B.该野生绵羊种群的环境容纳量会因环境的破坏而改变 C.种群数量达到环境容纳量后，从总体来看，出生率和死亡率基本相等 D.该岛屿上野生绵羊的环境容纳量(即K值)约为2 400千只 解析　1840年前，该野生绵羊种群呈现“J”型增长，说明该野生绵羊种群处于较为理想的环境中，A正确；环境容纳量与环境条件有关：环境改善，环境容纳量增大；环境被破坏，环境容纳量减小，B正确；种群数量达到环境容纳量后，种群增长速率基本为0，说明在1860年～1940年，总体来看种群的出生率和死亡率基本相等，C正确；从图中可以看出种群数量最终在1 700千只左右波动，说明该岛屿能容纳的野生绵羊的最大种群数量约为1 700千只，D错误。‎ 答案　D ‎3.(2019·河北沧州联考)如图为种群数量增长曲线的模型，下列有关说法正确的是(　　)‎ A.迁入新环境中的种群一定呈现“J”型增长 B.呈现“S”型增长的种群，随着时间的推移，种群增长速率越来越小 C.在自然界中，种群数量增长曲线一般是“S”型曲线 D.种群K值只受生物的生存能力等遗传因素影响，不受环境影响 解析　迁入新环境中的种群不一定呈现“J”型增长，A错误；“S”型增长的种群，种群增长速率先增大后减小，B错误；在自然界中，由于受环境条件限制，种群数量增长曲线一般是“S”型曲线，C正确；种群的K值既受生物的生存能力等遗传因素影响，也受环境影响，D错误。‎ 答案　C