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-1-第1讲种群的特征和种群密度的调查方法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1.种群属于生命系统，具有性别比例、年龄组成等特征。(生命观念)2.构建种群增长数学模型。(科学思维)3.用样方法调查某种双子叶植物的种群密度；探究培养液中酵母菌数量的动态变化。(科学探究)种群的特征及种群密度的调查方法1．种群的数量特征(1)种群密度：种群在单位面积或单位体积中的个体数。(2)出生率和死亡率、迁入率和迁出率①出生率和死亡率的概念：单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。②迁入率和迁出率的概念：单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群个体总数的比率。(3)年龄组成①概念：种群中各年龄期的个体数目的比例。②类型(如图)-2-③根据如图，将各年龄组成类型、特点及种群密度的变化趋势用线连起来。(4)性别比例：种群中雌雄个体数目的比例。2．种群的空间特征(1)概念：组成种群的个体，在其生活空间中的位置状态或布局。(2)类型——均匀分布：如稻田中水稻的空间分布—随机分布：如田野中杂草的空间分布—集群分布：如瓢虫的空间分布3．种群密度的调查方法(1)样方法①适用范围：植物、活动范围小的动物，如蚯蚓、跳蝻。②调查过程：确定调查对象→选取样方→计数→计算种群密度并取平均值。③取样关键：随机取样。④常用取样法：五点取样法、等距取样法。⑤计算种群密度：某植物种群密度＝所有样方内种群密度的平均值。(2)标志重捕法①适用范围：活动能力强、活动范围大的动物。②调查过程：确定调查对象→捕获并标记→重捕、计数→密度估算。③密度估算公式：种群数量＝初次捕获个体数×再次捕获个体数再次捕获的被标记的个体数。1．每毫升河水中有9个大肠杆菌，属于种群的空间特征。(×)提示：每毫升河水中有9个大肠杆菌，属于种群的数量特征。2．若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。(√)-3-3．田鼠的种群密度是由出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定的。(√)4．大量诱杀雄性个体不会影响种群密度。(×)提示：大量诱杀雄性个体会破坏种群的性别比例，降低种群的出生率，进而影响该种群的密度。5．可以用标志重捕法调查某老房屋中壁虎的种群密度。(√)6．从理论上讲，第二次被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。(×)提示：标志重捕法的计算公式：种群数量＝第一次捕捉的数量×第二次捕捉的数量/第二次捕捉中被标记的个体数量，第二次捕捉中被标记的个体数量偏小，调查的种群数量比实际数量要偏大。1．种群数量特征之间的关系(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。2.种群密度调查方法中的4个关键点(1)关键点1：样方法中样方的选择要合适①大小适中：乔木100m2、灌木16m2、草本1m2；样方数量不宜太少；一般选易辨别的双子叶植物(叶脉一般呈网状)。②数量合适：样方太少，误差偏大；样方过多，工作量增大，因此要选择合适的数量。(2)关键点2：样方法中的计数要准确，同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。(3)关键点3：标志重捕法中标记物要合适，不能过于醒目；不能影响被标记对象的正常生理活动；标记物不易脱落，能维持一定时间。-4-(4)关键点4：标志重捕法中两次捕捉间种群数量要稳定：被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。1．有人认为年龄组成为衰退型的种群，种群数量在近期一定减少，你认为呢？请说明理由。提示：不一定。种群数量不只是受年龄组成的影响，还受迁入率和迁出率、食物、天敌、气候等因素的影响。2．请用箭头及简洁的文字建构种群各数量特征之间关系的模型。提示：3．某同学为了模拟标志重捕法，用若干粒黄玉米种子代表一定区域内某动物种群个体总数，用50粒白玉米种子代表被标记的个体，尝试用简要文字和箭头写出最接近自然条件下种群个体总数和实际操作的模拟步骤。提示：取出50粒黄玉米种子→剩余黄玉米种子倒入烧杯→加入50粒白玉米种子→混合均匀→随机抓取→统计白粒与黄粒数→计算烧杯中黄粒总数→重复3～5次→计算每次总数的平均值。种群的数量特征及关系分析1．(2019·河南省高三模拟)如图表示某种卵胎生蜥蜴孕期在不同温度条件下产生幼仔的性别比例。下列有关分析错误的是()-5-A．该种蜥蜴的性别受环境温度的影响B．图示3种温度下，25℃时该种蜥蜴幼仔的雌雄比例最接近C．若有10只蜥蜴在32℃的环境中出生，则可能全为雄性D．在自然状态下，该种蜥蜴的雌雄比例一定是大致相当D[由于在自然状态下所处的温度未知，该种蜥蜴的雌雄比例无法确定，D错误。]2．下列为种群数量特征的两个概念图，有关分析错误的是()图1图2A．图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是bB．图1中的c为种群最基本的数量特征C．图2中丁与图1中的a表示的含义相同D．图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度C[图1中预测种群数量未来变化趋势的主要依据是b(年龄组成)，A正确；图1中的c表示种群密度，为种群最基本的数量特征，B正确；图2中丁表示年龄组成与图1中的b表示的含义相同，图2中丙表示性别比例与图1中的a表示的含义相同，C错误；图2中丙为性别比例，主要通过影响出生率来间接影响种群密度，D正确。]种群密度的调查方法3．如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是()A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度C[利用样方法调查甲地蒲公英的种群密度时，应是计数每个样方内蒲公英总数，再除以每个样方的面积，获得每个样方的种群密度，再以所有样方种群密度的平均值作为甲地蒲公英种群密度的估计值，C项正确，D项错误。计数甲地内蒲公英的总数的实际操作不可行，-6-通常采用样方法，A项错误。由于所有样方面积之和只是甲地面积的一部分，若用所有样方内蒲公英总数除以甲地面积，则所得结果会低于实际种群密度，B项错误。]4．(2019·福建市高三质检)下列有关种群密度调查方法的说法，正确的是()A．标志重捕法研究期间，种群最好没有迁入和迁出B．调查森林中乔木和灌木的种群密度，两者的样方大小必须一致C．标志重捕法必须保证所标记种群在整个调查区域内是均匀分布的D．进行湖泊中水禽的数量调查时，样方应设置在近岸浅水、水草丰富的区域A[选取样方面积既能保证物种数较全，又能保证面积最小，取样方便，调查不同的植物类型时样方面积不同，由于乔木体积大，所以样方面积要比调查灌木植物种群密度时的样方面积大，B错误；标志重捕法所标记的种群在整个调查区域内不一定是均匀分布的，C错误；样方法调查时，取样的关键是要做到随机取样，不能掺入主观因素，D错误。]种群数量的变化及应用1．种群数量变化的研究(1)方法：构建数学模型。(2)步骤：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．“J”型增长(1)形成原因：食物和空间条件充裕、气候适宜、无敌害等。(2)数学公式：Nt＝N0λt。N0：该种群的起始数量t：时间Nt：t年后该种群的数量λ：该种群数量是一年前种群数量的倍数(3)曲线特点：种群的数量以一定的倍数连续增长。-7-3．“S”型增长(1)形成原因：食物、空间有限。(2)曲线特点种群数量达到K/2时，增长速率最大种群数量达到环境容纳量即K值后，将相对稳定4．环境容纳量(1)概念：在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所维持的种群最大数量。(2)形成原因5．影响种群数量的变化因素种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。其影响因素主要有：(1)内因①起始种群个体数量。②导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。③导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。(2)外因①自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。②人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物、环境污染等。-8-1．种群数量变化不仅受外部因素的影响也受自身内部因素的影响。(√)2．种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长。(×)提示：种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等。3．不同种生物的K值各不相同，但同种生物的K值固定不变。(×)提示：同种生物的K值不是固定不变的，还要受到环境因素的影响等。4．在“S”型增长曲线中，种群数量超过K/2后，种群增长速率减小，其对应的年龄组成为衰退型。(×)提示：在“S”型增长曲线中，种群数量超过K/2后，种群增长速率减小，其对应的年龄组成应为增长型。5．合理密植会增加种群数量并提高K值。(×)提示：若空间资源不增加，仅仅合理密植，并不会提高K值。1．种群“S”型增长曲线的分析及应用(1)曲线分析(2)应用b点的应用消灭害虫应尽早进行，将种群数量控制于加速期(b点之前)，严防种群增长进入加速期c点(K/2值)的应用①对有害生物：严防种群数量达到该点，如灭鼠达到K/2时，鼠害将难以控制②对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则e点(K值)的应用①对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量②对有益生物：改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区，保护大熊猫2.对K值(环境容纳量)的解读-9-(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)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的前提下所能维持的种群最大数量，如图所示：(3)在环境不遭受破坏的情况下，K值会在平均值附近上下波动。当种群偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。1．如图是某自然区域中甲、乙两个种群的数量比随时间变化的曲线图。据图分析以下问题：(1)0～t2，甲、乙两种群的数量均呈“S”型曲线增长吗？说明理由。(2)t1时刻，甲、乙两种群的死亡率相同吗？说明理由。提示：(1)在有限的环境条件下，乙种群最终呈现“S”型增长。随时间的推移，甲、乙数量的比先增加后减少，最后在t2时刻降为零，说明甲种生物的数量先增后减，最终被淘汰。(2)不相同。t1时刻，甲、乙两种群的数量比为1，但是0～t1时间段内，甲种群的数量在不断增加，而乙种群在此时间段内在竞争中受到抑制，因此甲种群的死亡率较低，而乙种群的死亡率较高，故二者死亡率不同。2．某学习小组进行“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”的探究实验，本实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：①把酵母菌培养液放置在适宜的环境中培养，第7天开始取样计数；②用无菌吸管从静置试管中吸取酵母菌培养液少许；③加入血细胞计数板计数室，再盖上盖玻片，并用滤纸吸去多余菌液。请纠正该同学实验操作中的三个错误。提示：①第一天开始取样计数，连续7天；②取样前振荡试管；③先盖上盖玻片，再加入血细胞计数板计数室。-10-种群数量增长曲线的分析1．(2019·广东省高考模拟)某生物的种群数量随时间的变化情况如图所示。下列叙述正确的是()A．曲线乙表示该生物的种群数量呈指数形式增长B．a～b段，种群出生率与死亡率不再发生变化C．若该生物种群为农业害虫种群，则在a点时对其进行捕杀效果较好D．若b点时环境发生变化，则形成丙曲线的环境更适合该生物种群生存D[由图可知曲线乙数量是先增加，然后增加到一定程度后不再增加而下降，符合“