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第九单元生物与环境第30讲种群的特征种群数量的变化第九单元生物与环境[考纲点击]1.种群的特征(Ⅰ)2.种群的数量变化(Ⅱ)3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化一、种群的特征1．调查种群密度的方法(1)样方法①适用范围：植物、的动物。②取样关键：。③常用取样法：五点取样法、。活动范围小随机抽样等距取样法(2)标志重捕法①适用范围：、活动范围大的动物。②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)。活动能力强N＝M×n/m2．种群的数量特征(1)出生率和死亡率：单位时间内的个体数目占该种群个体总数的比率。(2)迁入率和迁出率：单位时间内的个体数目占该种群个体总数的比率。新产生或死亡迁入或迁出(3)各年龄组成的类型①写出图中各年龄组成的类型A：，B：，C：。增长型稳定型衰退型②根据上图分析各年龄组成类型的特点以及种群密度变化的趋势。类型各年龄分布种群密度变化趋势A幼年个体多、老年个体少_______B各年龄个体比例适中基本不变C幼年个体少、老年个体多______增大减小(4)性别比例：种群中数目的比例。雌雄个体3．种群空间特征[连一连]二、种群的数量变化1．“J”型曲线①产生原因：__________条件充裕、气候适宜、没有敌害②数学公式：③特点：增长率Nt＝N0λt食物和空间保持不变2．“S”型曲线①产生原因：自然界的是有限的②特点：种群增长速率③K值：又称，一定环境条件下所能维持种群的最大数量环境容纳量资源和空间先增大后减小3．影响种群数量变化的因素(1)变化类型：增长、波动和。(2)影响因素：气候、食物、天敌、传染病等以及人类活动。下降4．研究种群数量变化的意义对的防治、野生生物资源的，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有重要意义。有害动物保护和利用1．种群的5个特征种群密度，出生率和死亡率，年龄组成，性别比例，迁入率和迁出率。2．年龄组成的3种类型①增长型。②稳定型。③衰退型。3．种群密度的2种调查方法①标志重捕法。②样方法。4．种群数量增长的2种类型(1)“J”型增长曲线①产生原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。②曲线特点：种群数量以一定的倍数连续增长。(2)“S”型增长曲线①产生原因：受环境条件，如空间、食物、天敌等的制约。②曲线特点：种群数量达到环境容纳量(即K值)后，将停止增长，达到K/2时，增长速率最大。考法一种群的特征及种群密度的调查方法1．种群数量特征的分析(1)种群密度是种群最基本的数量特征。(2)出生率、死亡率和迁入率、迁出率是决定种群密度变化的直接因素。(3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成在一定程度上能预测种群数量变化趋势，性别比例能够间接影响种群个体数量变动：①年龄组成增长型：出生率死亡率→增加稳定型：出生率≈死亡率→不变衰退型：出生率死亡率→减小种群密度②性别比例♀→增长快♀≈→相对稳定♀→增长慢种群密度(4)有关种群特征的实际应用归纳。①城市人口的剧增——迁入率迁出率造成的。②中国人口的增长——出生率死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。③计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。④利用性外激素诱捕雄蛾——通过改变性别比例来降低出生率。⑤将性外激素释放到大田里，通过干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。2．种群密度的调查方法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比较项目样方法标志重捕法调查程序确定调查对象↓选取样方五点取样法等距取样法↓计数↓计算种群密度(取平均值)确定调查对象↓捕获并标记捕获数N标记数N1↓重捕、计数捕获数N2标记数N0↓计算种群密度NN1＝N2N0比较项目样方法标志重捕法注意事项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种群年龄组成的类型及判断(1)图示类型示例①模式图②统计图③曲线图④柱形图(2)判断方法：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。视角1►以基础判断或图形分析的形式，考查种群的特征及其关系1．(原理判断类)(2016·北京海淀模拟)下列选项中，不属于对种群数量特征描述的是()A.2015年底北京市常住人口性别比例为1.28∶1B．近年来，北京市65岁及以上的人口比例增大C．橡树种子散布能力差，常在母株附近形成集群D．薇甘菊的入侵，导致松树种群死亡率升高C解析：种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄组成等。A选项描述的是性别比例，B选项描述的是年龄组成，D选项描述的是死亡率，C选项描述的是种群的空间特征。2．(柱状图和曲线图综合类)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是()DA．该种群10月份的出生率可能为零B．天敌的迁入可影响该种群的年龄结构C．该种群的年龄结构随着季节更替而变化D．大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度解析：解答本题的关键是理解各种因素对种群数量的影响。据图可知，不同月份种群的年龄结构不同，其中4至10月份，个体逐渐发育到性成熟，12月份没有未成熟个体，表明在10月份种群的出生率可能为零，A、C两项正确。天敌迁入后，会捕食该种群中年幼或弱小的个体，影响种群的年龄结构，B项正确。大量诱杀雄性个体会降低种群的出生率，从而对种群的密度产生影响，D项错误。3．(概念模型类)(2016·河北邯郸摸底)下列结合种群特征的概念图所作的分析，错误的是()A．利用性引诱剂诱杀害虫会影响③B．种群密度是种群最基本的数量特征C．预测种群数量变化的主要依据是④D．春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的①②D解析：由图分析可知，①为死亡率，②为出生率，③为性别比例，④为年龄组成。利用性引诱剂诱杀雄性害虫会直接影响种群的性别比例，即图中③，A正确；种群密度是种群最基本的数量特征，B正确；预测种群数量变化的主要依据是年龄组成，即图中④，C正确；春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的迁入率和迁出率，D错误。4．(表格信息类)(2015·高考北京卷)大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区，各处理区均设7个10m×10m的观测点，每个观测点中设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见表。视角2►以案例分析的形式，考查种群密度的调查方法对本研究的实验方法和结果分析，表述错误的是()A．小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长B．采集实验数据的方法是样方法C．大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围D．土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围A处理区小蚂蚁出现率的变化(%)定时灌溉不驱走大蚂蚁增加35驱走大蚂蚁增加70不灌溉不驱走大蚂蚁减少10驱走大蚂蚁减少2解析：由题意可知，本实验采集数据的方法为样方法，故B项正确。通过观察图表可知，本实验研究的是两个自变量(灌溉和大蚂蚁)对因变量(小蚂蚁出现率的变化)的影响，只考虑灌溉与否，可以看出定时灌溉会使小蚂蚁数量增多，不灌溉会使小蚂蚁数量减少，说明土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围，故D项正确。只考虑有无大蚂蚁存在，可知定时灌溉和不灌溉两种情况下，不驱走大蚂蚁与驱走大蚂蚁相比较，驱走大蚂蚁后小蚂蚁数量多，故认为大蚂蚁的存在会使小蚂蚁离开而导致其数量减少，A项错误、C项正确。5．(原理判断类)标志重捕法和样方法是调查种群密度的两种常用方法。下列有关说法不正确的是()A．随机取样方n个，每个样方的生物个体数量为X1、X2…Xn，则样方内生物个体数量的平均值为(X1＋X2＋…＋Xn)/nB．调查动物的种群密度时一般采用标志重捕法C．计数时同种生物个体无论大小都要计数D．标志重捕法中种群数量的估算公式是：标记个体数×重捕标记个体数/重捕个体数D解析：样方法调查植物种群密度时，求所有样方的平均值作为最终的数值；调查动物的种群密度时一般用标志重捕法；计数时与个体的大小和年龄无关，同种生物个体都应计入总数；标志重捕法中种群数量的估算公式是：标记个体数×重捕个体数/重捕标记个体数。考法二以数学模型为依托，考查种群数量的变化1．种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线项目“J”型曲线“S”型曲线增长模型项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件增长率和增长速率理想状态：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、受其他生物制约项目“J”型曲线“S”型曲线K值有无联系无K值有K值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2.K值分析(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)在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。(3)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前提下所能容纳的最大值；种群所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短，因为环境已遭到破坏。3．K值与K/2值在实践中的应用不同曲线中K值的表示方法下图中A、B、C、D对应的种群数量即为K值，A′、C′、D′对应的种群数量为K/2。视角1►依托模型或图表信息的形式，考查对种群数量增长的理解及应用1．(模型分析类)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。调查发现某种一年生植物(当年播种、当年开花结果)的种群中存在下列情形：①因某种原因导致该植物中大约只有80%的种子能够发育成成熟植株；②该植物平均每株可产生400粒种子；③该植物为自花传粉植物。目前种子数量为a，则m年后该植物的种子数量N可以表示为()A．400a·0.8mB．0.8a·400mC．a·320mD．320·amC解析：据题意可知：该种群一年后种子的数量为a×80%×400，则两年后种子的数量为a×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)2，三年后种子的数量为a×80%×400×80%×400×80%×400＝a×(80%×400)3，以此类推，m年后种子的数量为a×(80%×400)m＝a×320m。2．(坐标曲线类)(2016·湖南长沙高三联考)下列关于图中种群数量变化的说法错误的是()BA．种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现B．种群呈“S”型增长过程中，在达到K值之前就是“J”型增长C．自然状态下种群数量达到600时，种群的增长率为0D．环境条件变化时，种群的K值也会发生相应变化解析：种群“S”型曲线是在资源、空间有限的条件下种群的数量变化趋势，在达到K值之前由于存在环境阻力，所以与“J”型曲线不同。3．(表格信息类)(2016·江苏南通模拟)为探究pH对草履虫种群数量增长的影响，科研人员用不同pH的稻草培养液培养草履虫，培养的起始密度为5个·mL－1，培养时间为2d，结果如下表。相关叙述错误的是()pH3.04.05.06.07.08.09.010.0种群密度/个·mL－100153160168172133125BA．须保证每组的温度、培养液体积等条件相同B．每组培养液中草履虫数量都呈“S”型增长C．增加培养液的量，可改变草履虫种群K值D．草履虫对碱的耐受性较强，适宜生活在弱碱性的环境中解析：依题意，该实验的自变量为稻草培养液的不同pH，因变量是草履虫种群数量的变化，温度、培养液体积等条件为无关变量，应控制相同且适宜，A正确；表中数据显示，pH为3.0和4.0的两组，草履虫的数量为0，据此说明每组培养液中草履虫数量并不都是呈“S”型增长，B错误；增加