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第二十七讲种群的特征和数量变化[回扣基础]一、种群的特征1．种群各数量特征及其之间的关系2．种群特征的类型[连一连]【解惑】种群密度是种群最基本的数量特征。年龄组成通过影响出生率和死亡率而间接影响种群密度和种群数量。性别比例只影响出生率。二、种群数量的变化1．“J”型曲线2．“S”型曲线[优化落实]一、种群的特征1．[判一判](1)种群密度越大，种群数量就越多。(×)(2)调查动物种群密度只能用标志重捕法。(×)(3)出生率、死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群数量的变化。(√)(4)年龄组成和性别比例能预测种群数量未来发展变化趋势。(√)(5)1000个人的村庄一年出生10个小孩，则出生率为10/(1000＋10)×100%＝0.99%。(×)(6)年龄组成有增长型、稳定型和衰退型三种类型。(√)(7)样方法只适用于调查双子叶植物的种群密度。(×)二、种群数量的变化2．[判一判](1)气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素。(√)(2)种群数量的变化包括种群数量的增长、波动和下降等。(√)(3)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。(√)[关键点击]1．观察下图中种群各特征的关系，回答相关问题。种群数量特征(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)出生率和死亡率及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但能够预测和影响种群密度的变化趋势。(4)除以上条件外，气候、食物、天敌、传染病等都影响种群密度的变化。2．种群空间特征(1)含义：种群中的个体在生活空间中的位置状态或布局。(2)类型：①均匀分布；②随机分布；③集群分布。比较项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小的动物活动范围大的动物3．比较两种种群密度的调查方法调查程序注意事项①随机取样②样方大小适中③样方数量不宜太少④宜选用双子叶植物①标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相同②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰[误区警示]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。(1)种群专指这个区域内的同种生物个体之和。(2)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．种群空间特征和数量特征种群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则可用样方法调查。【解题技巧】种群年龄组成的类型及判断技巧1．明确图示类型(1)模式图(2)统计图(3)曲线图(4)柱形图2.年龄组成类型的判断[演练提升]1．如图甲表示某一经济鱼类的种群特征，图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。下列分析正确的是()A．图乙为C点后该经济鱼类年龄组成曲线B．在B点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量C．估算一个种群的出生率和死亡率，即可确定种群密度的大小D．D点时种群数量达到最大值D[由图甲可以看出：B点时，出生率大于死亡率，且出生率与死亡率的差值最大，此时种群的增加量最大；D点时，出生率与死亡率相等，种群数量达到最大。图乙代表衰退型年龄组成，而C点时，出生率大于死亡率，此时种群仍表现为数量增加。在B点有利于该种群的持续增长，在D点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大。出生率和死亡率是决定种群密度和种群数量的直接因素，此外性别比例、迁入率和迁出率等也影响着种群密度和种群数量，因此，仅估算一个种群的出生率和死亡率，并不能确定种群密度的大小。]2．(2014·洛阳模拟)农业科技人员对草原鼠害进行调查时，在1公顷范围内随机选定某区域，第一次放置了100只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地放回，一段时间后在相同位置又放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记鼠有12只。下列有关说法中，错误的是()A．草原上鼠与牛、羊是竞争关系，鼠害会严重影响畜牧业的发展B．这种随机选定区域进行调查的方法称为样方法C．该区域中鼠的种群密度较大，约为306只/公顷，必须积极防治D．如果在两次捕鼠期间发生草原大火，统计结果则是不准确的B[植物种群密度的调查常采用样方法，动物常采用标志(记)重捕法。估算种群密度可利用如下关系：N∶第一次捕获并标志鼠数＝第二次捕获鼠数∶第二次捕获鼠中的标志鼠数，根据题意可知：N∶68＝54∶12，N＝306。如果在两次捕鼠期间发生草原大火，个体被捕捉的概率就不相等，统计结果就不准确。][关键点击]1.种群数量变化的内容及影响因素(1)种群数量变化内容：包括增长、波动、稳定和下降等。(2)种群数量变动的影响因素：影响种群密度的因素有很多，主要有气候、食物、天敌、传染病等。种群的数量变化2．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、空间有限、不受其他生物制约现实状态：资源有限、空间无限、受其他生物制约K值有无无K值有K值种群增长(速)率变化曲线形成原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加剧，天敌数量增多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3.K值变动的示意图4．应用(在渔业捕捞方面)当环境中种群数量大于K/2时，即可采取适量捕捞等手段合理利用，但捕捞后数量应为K/2，因为此时种群增长速率最大，有利于提高生物利用的总量。[误区警示]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”型曲线只研究的是种群数量的增长阶段。2．K值不是一成不变的K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭受破坏时，K值会下降；当生存环境改善后，K值会上升。3．对“λ”的理解Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。λ1时，种群密度增大；λ＝1时，种群密度保持稳定；λ1时，种群密度减小。【解题技巧】种群“S”型增长曲线分析[演练提升]3．如图所示为种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下，呈“S”型增长。下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是()A．当种群数量达到e点后，种群数量增长速率为0B．种群增长过程中出现环境阻力是在d点之后C．图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D．若该种群在c点时数量为100，则该种群的K值为400A[当种群数量到达e点后，种群数量不再增加，因此增长速率为0；环境阻力在d点之前就已出现；阴影部分表示被淘汰的个体数量。]4．对某地区新引入一种鸟的种群增长率[增长率＝(出生率－死亡率)]1～7年的调查研究，得到的数据如下表。下列对该鸟种群描述正确的是()年份第1年第2年第3年第4年第5年第6年第7年增长率0.661.242.813.672.941.650.03A．种群的年龄组成为稳定型B．种群数量呈曲线“J”型增长C．种群增长受种群密度的制约D．第3～4年中种内斗争最激烈C[在调查期间，该种群增长率始终大于零，说明该种群为增长型。因种群增长率不是定值，而是呈由小→大→小的趋势，故种群数量变化曲线应呈“S”型；种群增长受种群密度、天敌、食物、气候等因素的影响；种内斗争的激烈程度与种群密度呈正相关，因此在第7年种内斗争最激烈。]实验二十七培养液中酵母菌种群数量的变化[关键点击]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)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。2．实验流程(1)酵母菌培养类型、条件，液体培养基，无菌条件↓(2)振荡培养基目的，酵母菌均匀分布于培养基中↓(3)观察并计数→↓(4)重复（2）、（3）步骤→连续观察7天，统计数目↓(5)绘图分析→[误区警示](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)结果的记录最好用记录表。(4)每天计数酵母菌数量的时间要固定。(5)溶液要进行定量稀释。(6)计算1mL菌液的数量。[演练提升]1．某同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，根据实验的结果绘制出了如图所示的酵母菌种群数量变化曲线图，下列有关实验分析错误的是()A．在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率B．当种群数量达到K值时，其年龄组成为稳定型C．de段种群的增长速率为负值，其主要原因是营养物质的缺乏D．本实验中不存在对照，酵母菌个体数常用抽样检测法获得D[增长速率是指单位时间内增加的个体数，在酵母菌种群数量增长的不同阶段，可能具有相同的增长速率；在K值时，种群数量相对稳定，种群的年龄组成为稳定型；de段种群个体数量下降，其主要原因是营养物质被过度消耗，此时种群的增长速率为负值；本实验在前后之间形成自身对照。]2．酵母菌生长的适宜温度在20～30℃，能在pH值为3～7.5的范围内生长，在氧气充足的环境中主要以出芽生殖的方式快速增殖，大约每1.5～2h增殖一代。某研究性学习小组据此探究酵母菌种群在不同的培养液浓度和温度条件下种群密度的动态变化，进行了如下实验，实验操作步骤如下：第一步：配制无菌马铃薯葡萄糖培养液和活化酵母菌液。第二步：利用相同多套装置，按下表步骤操作。装置编号ABCD装置容器内的溶液无菌马铃薯葡萄糖培养液/mL101055无菌水/mL－－55活化酵母菌液/mL0.10.10.10.1温度(℃)525525第三步：用血细胞计数板计数装置中起始酵母菌数目，做好记录。第四步：将各装置放在其他条件相同且适宜的条件下培养。第五步：连续7天，每天随机抽时间取样计数，做好记录。回答下列问题：(1)改正实验操作步骤中的一处错误______________________________________________________________________。(2)某同学第5天在使用血细胞计数板计数时做法如下：①振荡摇匀试管，取1mL培养液并适当稀释(稀释样液的无菌水中加入了几滴台盼蓝染液)。②先将________________________________放在计数室上，用吸管吸取稀释后的培养液滴于其边缘，让培养液自行渗入，多余培养液______________________________，制作好临时装片。③显微镜下观察计数：在观察计数时只记_________________(被、不被)染成蓝色的酵母菌。(3)如所使用的血细胞计数板有16个中方格，每1个中方格中有25个小方格，每1个小方格容积为0.1mm3(1mL＝1000mm3)。请推导出1毫升培养液中酵母菌细胞的计算公式：酵母细胞个数/mL＝_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)实验中要注意遵循单一变量和对照原则，该实验中要注意在每天同一时间取样，否则由于时间不同而影响结果准确性。(2)计数室的刻度一般有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，而每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格；而每个中方格又分成16个小方格。但无论是哪种规格的计数板，每一个大方格中的小方格数都是相同的，即16×25＝400个小方格。每一个大方格边长为1mm，则每一大方格的面积为1mm2，盖上盖玻片后，载玻片与盖玻片之间的高度为0.1mm，所以计数室的容积为0.1mm3。在计数时，通常数五个中方格的总菌数，然后求得每个中方格的平均值，再乘上16或25，就得一个大方格中的总菌数，然后再换算成1mL菌液中的总菌数。(3)计数时，如果使用16格×25格规格的计数室，要按对角线位，取左上、右上、左上、右下4个中格(即100个小格)的酵母菌数。如果规格为25格×16格