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第1讲种群和群落[考纲要求]1.种群的特征(Ⅰ)。2.种群的数量变化(Ⅱ)。3.群落的结构特征(Ⅰ)。4.群落的演替(Ⅰ)。1．种群(1)判断种群的三要素a．同一地点：个体间不存在地理隔离。b．同种生物：个体间没有生殖隔离。以上两个要素保证了种群内个体间能进行基因交流，具有同一个基因库。c．全部个体：具有年龄组成和性别比例等特征。(2)种群是生物进化的基本单位，也是生物繁殖的基本单位。(3)种群的特征包括数量特征(种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、性别比例、年龄组成等)和空间特征(集群型分布、随机型分布和均匀型分布等)。(4)种群密度的调查方法有多种，对于数量少的种群可以采取直接计数法，对于数量很多的种群可以采取估算法。样方法和标志重捕法都是估算法，得出的不是真实值。(5)不是所有种群都有全部的五大数量特征，如：没有性别分化的生物种群不具有性别比例特征；封闭的海岛上的生物种群不具有迁入(出)率特征。(6)种群数量的变化包括增长、波动和下降等多种形式，其中种群数量的增长模型包括不受密度制约的“J”型增长和受密度制约的“S”型增长。2．群落(1)判断群落的三要素：同一时间、同一地点、全部生物。(2)群落水平上研究的问题包括群落的范围和边界、物种组成(丰富度、优势种)、种间关系、空间结构、群落演替等。(3)群落的物种组成是区别不同群落的重要特征，优势种是群落命名的重要依据。(4)群落内的各种生物间通过复杂的种间关系形成一个有机的整体。种间关系包括种间斗争(寄生、竞争、捕食等)和种间互助(互利共生等)。(5)群落的垂直结构是不同垂直方向上生活着不同的生物种群，提高了群落利用阳光等环境资源的能力；水平结构是水平方向上不同生物种群呈镶嵌分布。(6)群落的演替不是一个无休止的过程：任何环境下的演替都要最终达到一个成熟阶段，这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。此时物种与环境之间高度协调，能量和物质的利用率高，生态系统抵抗力稳定性也高。(7)群落演替并不是“取而代之”：演替过程中一些种群取代另一些种群，是一种“优势取代”而非“取而代之”，如形成森林后，乔木虽占据优势地位，但森林中仍有灌木、草本植物、苔藓等。1．用样方法调查估算种群密度时，取样的关键是要做到“随机取样”，而且应以所有样方种群密度的平均值作为种群密度估计值()2．用性引诱剂诱杀雄性害虫，破坏的是种群的年龄组成()3．从理论上讲，第二次捕捉时动物躲避捕捉的能力增强，所以调查的种群数量比实际数量要偏小()4．环境条件适宜时，物种入侵后的初期，种群数量增长方式类似于“J”型增长()5．“J”型增长中，种群的年龄组成都是增长型，在“S”型增长中，当种群数量达到K值时种群的年龄组成为稳定型()6．一个生态系统中所有的生产者和消费者构成了这个生态系统中的生物群落()7．单位面积或体积中某物种的个体数量多少称为物种丰富度()8．乔木层的疏密程度不会影响草本层的水平结构()9．旅游可能使岛上的群落演替按照不同于自然演替的速度进行()10．某池塘中，某种成年鱼生活在底层，取食多种底栖动物，而该种鱼的幼体生活在水体上层，滤食浮游动物和浮游藻类。该种成年鱼及其幼体在水中的分布构成群落的垂直结构()答案1.√2.×3.×4.√5.√6.×7.×8.×9.√10.×1．种群密度的直接决定因素有出生率和死亡率、迁入率和迁出率。2．群落中植物垂直分层的意义：植物的种类数多，并且有较为复杂的分层现象，提高了群落利用光能等环境资源的能力，也能为动物提供复杂的栖息空间和食物条件。3．次生演替比初生演替时间短的原因是次生演替的原有土壤条件基本保留，甚至还保留了植物的种子或其他繁殖体。考点一种群的特征和数量变化1．种群的特征及相互关系(1)性别比例只影响种群的出生率，不影响死亡率。(2)年龄组成是预测种群发展趋势的重要依据，但不能直接决定种群密度。2．调查种群密度的两种估算方法(1)适用条件①标志重捕法：适用于活动能力强、活动范围大的动物。②样方法：适用于植物或者活动能力弱、活动范围较小的动物(跳蝻、蚜虫、昆虫的卵)。(2)样方法误差归纳①未做到“随机”取样。②未找到“分布比较均匀”的地块，导致数量“过密”或“过稀”。③未对“多个”样方取平均值。④样方边线上的个体未做到“计上不计下，计左不计右”，而是全部统计。(3)标志重捕法误差分析①调查值比实际值偏高原因一：标记个体不易被重捕。原因二：标志物在调查期间脱落。②调查值比实际值偏低原因一：标志物对个体会产生伤害，导致个体易被重捕。原因二：标志物过分醒目，导致个体易被重捕。3．种群的增长规律及其应用(1)图示(2)K值与K/2值的分析与应用①K值与K/2值的分析种群实际数量有可能超过K值，只不过是超过K值后，在环境承载量的限制下，种群数量会再降下来，最终在K值上下波动，处于动态平衡中。②K值与K/2值的应用科学思维不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”图中A、B、C、D时间所对应的种群数量为K值，A′、C′、D′时间所对应的种群数量为K/2值。考向一种群的特征及相互关系辨析1．下列关于种群特征的叙述中，错误的是()A．同一物种的种群密度是不会发生变化的B．不同物种的种群密度往往差异较大C．年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例D．出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一答案A解析同一物种的种群密度受食物、空间、天敌等的影响，会发生变化，A项错误；不同物种的种群密度往往差异较大，如同一区域的大象和蚂蚁等，B项正确；年龄组成是指种群中各年龄期的个体数目的比例，一般可分为幼年个体、成年个体、老年个体的比例，C项正确；出生率和死亡率是种群大小和种群密度的决定因素之一，D项正确。2.利用稻田养鲤鱼，既可获得鲤鱼，又可利用鲤鱼吃掉稻田中的害虫和杂草，排泄粪便肥田，为水稻生长创造良好条件。下列有关稻田生态系统的叙述正确的是()A．出生率、死亡率、年龄组成和性别比例决定了鲤鱼的种群密度B.若稻田中生产者固定的太阳能过多地流入害虫等消费者体内，则该生态系统不能处于稳态C．该生态系统中，物质可被循环利用，而不依赖于系统外的供应D．利用鲤鱼吃掉杂草，可以提高能量的传递效率，使人们获得更多能量答案B解析种群密度的决定因素有出生率、死亡率、迁入率和迁出率，A项错误；若生产者固定的太阳能大部分流入害虫等消费者体内，表明该生态系统处于衰退状态，B项正确；稻田生态系统是人工生态系统，不能实现完整的物质循环，如稻种会流出生态系统，而矿质元素需不断补充等，C项错误；利用鲤鱼吃掉杂草，可以改变能量的流动方向，只能提高能量利用率，但不能提高能量的传递效率，D项错误。考向二种群的数量的变化分析3．(2018·全国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答案D解析种群的S型增长条件是资源和环境等条件有限，因此种群的S型增长是受资源因素限制而呈现的结果，A正确；老鼠的繁殖力强，但是也受到空间大小的限制，种群数量的增长会导致个体之间的斗争加剧，因此老鼠种群数量的增长会受种群密度制约，B正确；鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，由于鱼的大小不同等，单位水体中产量有可能相同，C正确；培养瓶中细菌种群数量达到K值前，由于环境阻力逐渐增大，种群密度对其增长的制约也逐渐增强，D错误。4．如图表示某物种迁入新环境后，种群数量增长速率(平均值)随时间(单位：年)的变化关系。经调查在第5年时该种群的种群数量为200只。下列有关叙述正确的是()A．由图可知，该物种迁入新环境后，其种群数量一直呈“J”型增长B．理论上该种群在此环境中的环境容纳量约为400只C．由于天敌、有限的生活空间和资源等，导致第5年到第9年种群数量减少D．如果该种群为东方田鼠，则将其数量控制在200只左右可有效防治鼠患答案B解析由图可知，该物种迁入新环境后，种群的增长速率先增加后减少，其种群数量呈“S”型增长，A错误；环境容纳量(K值)是在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，在第5年时种群增长速率最大，处于K/2，种群数量为200只，则K值约为400只，B正确；导致第5年到第9年这段时间内种群数量增长速率下降的原因主要包括天敌、有限的生活空间和资源等，虽然种群的增长速率下降，但种群增长速率仍大于0，说明种群的数量仍在增加，C错误；防治鼠害时，要在数量达到200只之前处理，200只左右时种群增长速率最大，会出现鼠患，D错误。5．(2019·全国Ⅲ，31)回答下列与种群数量有关的问题：(1)将某种单细胞菌接种到装有10mL液体培养基(培养基M)的试管中，培养并定时取样进行计数。计数后发现，试管中该种菌的总数达到a时，种群数量不再增加。由此可知，该种群增长曲线为________型，且种群数量为________时，种群增长最快。(2)若将该种菌接种在5mL培养基M中，培养条件同上，则与上述实验结果相比，该种菌的环境容纳量(K值)________(填“增大”“不变”或“减小”)。若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值________(填“增大”“不变”或“减小”)，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Sa/2(2)减小不变K值是由环境资源量决定的，与接种量无关解析(1)由题意可知，试管中该种群个体数量达到环境条件所允许的最大值a(K值)时，种群个体数量不再增加，因此该种群数量增长曲线为“S”型。当种群数量为a/2(即K/2)时，种群增长最快。(2)该种菌的K值不是固定不变的，改变空间和营养条件等会使其K值发生变化，培养基的体积变小，该种菌的K值也减小。K值是由环境资源量决定的，与接种量无关，若在5mL培养基M中接种该菌的量增加一倍，则与增加前相比，K值不变。6．“植物A→动物B→动物C”是某草原的一条食物链，生态学家对该草原生态系统进行以下几方面的研究。请回答下列问题：(1)调查动物B的种群密度：在1hm2范围内，第一次捕获72只，标记并放归；几天后第二次捕获了60只，其中有9只带有标记，则该种群密度是________只/hm2。若被标记的动物更容易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏______(填“大”或“小”)。(2)研究人员调查并绘制动物C种群的年龄组成如图甲。2016年6月C种群的年龄组成是____________型。可以预测，2017年6月后C种群数量的变化趋势最可能是__________，直接原因是种群的____________________。(3)研究人员监测了C种群几年间的数量变化并绘制出数量变化曲线，如图乙。监测过程中为控制C种群的数量，引入了以C为食的种群D。据图分析，D最可能是在图中________点对应的时间引入，该时间点________(填“是”或“不是”)控制C种群数量增长的最佳时期。答案(1)480大(2)增长下降出生率小于死亡率(3)b不是解析(1)根据标志重捕法计算公式可得出该种群密度是480只/hm2；若被标记的动物更容易被天敌捕食，则动物B种群密度估算值比种群密度实际值偏大。(2)据图可知，2016年6月C种群的生殖前期和生殖期的个体数较多，生殖后期个体数较少，可推知C种群的年龄组成是增长型；而2017年6月C种群的情况正好相反，可推知其年龄组成是衰退型，所以该种群在2017年6月后的出生率小于死亡率，种群数量变化趋势最可能是下降。(3)据图分析，D最可能是在图中b点对应的时间引入；控制C种群数量增长的最佳时期