2025届高三生物一轮复习课件第一讲 种群的特征及数量变化

高考生物一轮复习 讲 考纲考情 讲 核心素养 构 思维导图 真题再现 知识总结 内容导航 第九单元 种群和群落 第一讲 种群的特征及数量变化 讲考纲考情 2.最近考情 2021全国卷甲(6)、2021全国卷乙(30) 2020全国卷Ⅰ(6)、2020全国卷Ⅱ(6) 2020全国卷Ⅲ(9)、2019全国卷Ⅰ(6、31) 2019全国卷Ⅲ(31)、2018全国卷Ⅰ(5) 2018全国卷Ⅲ(6)、2017全国卷Ⅰ(5) 2017全国卷Ⅱ(31)、2017全国卷Ⅲ(5) 1.最新考纲 （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 课堂目标 听课问题 1.列举种群的特征 2.尝试用样方法调查种群密度 3.说明构建种群增长模型的方法 4.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试构建种群增长的数学模型 5.用数学模型解释种群数量的变化 6.关注人类活动对种群数量变化的影响 1.使用样方法和标志重捕法调查种群密度时应注意什么问题 2.种群的数量特征之间有怎样的关系 3.种群的数量增长的“J”型与“S”型曲线有何不同 4.如何将环境容纳量(K值)应用于现实生活中 3.目标要求 讲核心素养 1.生命观念——结构与功能观：种群属于生命系统，具有性别 比例、年龄组成等特征； 生物与环境观：分析种群数量变化， 2.科学思维——建立模型：构建种群增长数学模型； 3.科学探究——制定并实施方案：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； 4.社会责任——归纳总结种群数量变化在实践中的应用； 构思维导图 2 1 3 4 种群数量的变化及应用 种群的特征及种群密度的调查方法 实验探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 真题再现 第一讲 种群的特征及数量变化 知识总结 一、种群的数量特征【生命观念、科学探究】 1.种群及种群特征 （1）基本概念 种群：在一定的___________，_______生物的______个体。 种群密度：种群在单位面积或单位体积内的个体数。 （2）种群的数量特征及相互关系 自然区域内 全部 同种 可可西里全部的藏羚羊 四川所有的大熊猫 知识总结 一、种群的数量特征【生命观念、科学探究】 （2）种群的数量特征及相互关系 单位体积 最基 本 个体总数 决定 迁入 或迁出 决定 各年龄期 预测 雌雄个体 影响 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 调查方法 适用对象 逐个计数法 分布范围小、个体大的生物 估算法 样方法 植物和活动能力弱、范围小的动物 标志重捕法 活动能力强、范围大的动物 黑光灯诱捕法 趋光性的昆虫 2.种群密度的估算方法 （1）选择合适的种群密度调查方法 2.种群密度的估算方法 (2)样方法 并非只适用于植物 ①适用对象：植物或活动范围____、活动能力____的动物(或昆虫卵)。 ②取样方法：五点取样法和____________。 ③取样关键：__________。 小 弱 等距取样法 随机取样 ④样方法调查种群密度应注意的问题 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 活动范围____、活动能力____的动物。 2.种群密度的估算方法 (3)标志重捕法 调查期间无迁入和迁出、出生和死亡；标记物对所调查动物生命活动无影响，不能太过醒目、不易脱落 ②适用对象： 大 强 ④标志重捕法调查种群密度误差分析 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 ①注意事项 ③计算公式： 2.种群密度的估算方法 (4)黑光灯诱捕法 对于有________的昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。 (5)抽样检测法 对于酵母菌等微生物可以用抽样检测法调查种群密度。 注意：在调查分布范围较小，个体较大的种群时，可以逐个计数。 趋光性 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 【知识拓展】（一）样方法和标志重捕法的比较 项目 样方法 标志重捕法 方法 步骤 ①随机取样 ②计数每个样方个体数 ③求解所有样方种群密度的平均值即是该种群的种群密度 ①在被调查范围内捕获一些个体并做标记。后放回（初捕标志数） ②一段时间后重捕（统计重捕数和重捕标志数） ③按公式计算 注意 事项 ①随机取样（关键） ②多次取样 ③样方大小适宜 ④计数：记相邻两边及夹角 ①调查期内没有新的出生和死亡，没有迁入和迁出 ②标志物不能过分醒目，标志物和标志方法必须对动物没有伤害 【知识拓展】（二）标志重捕法导致种群总数出现误差的原因 偏大：1.标志物脱落 2.被标记个体捕获机会降低 3.标志物导致标记个体易被捕食 4.被标记个体死亡 偏小：被标记个体放回后未融入原种群，导致密度过大 （例如重捕时间间隔过短） 3.四率：单位时间内新产生（死亡、迁入或迁出）的个体数目占 该种群个体总数（原有总数）的比率。 公式： 出生率 = 单位时间内新产生个体数 原种群个体总数 ×100% 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 4.年龄组成：一个种群中各年龄期的个体数目的比率。 增长型：幼年个体 ＞ 老年个体，出生率 ＞ 死亡率， 种群密度将增大。 稳定型：幼年个体 ≈ 老年个体，出生率 ≈ 死亡率， 种群密度将相对稳定。 衰退型：幼年个体 ＜ 老年个体，出生率 ＜ 死亡率， 种群密度将减小。 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 年龄组成的类型及判断技巧 1）统计图 4.年龄组成：一个种群中各年龄期的个体数目的比率。 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 增长型 稳定型 衰退型 2）曲线图和柱形图 5.性别比例种群中雌雄个体数目的比率。 1.主要计数有生殖能力的雌雄个体； 2.并非所有生物的雌雄比都为1:1（例如：蜜蜂、狮子） 3.破坏性别比例平衡后，将影响种群出生率，进而影响种群密度。 注意 知识总结 （一）种群的数量特征【生命观念、科学探究】 【知识拓展】（一）各数量特征的意义 种群密度：种群最基本的数量特征； 四率：种群数量的决定因素，直接影响种群大小和种群密度； 年龄组成：通过影响出生率和死亡率，预测种群密度（数量） 未来变化趋势； 性别比例：通过影响出生率，间接影响种群密度。 【知识拓展】（二）各数量特征之间的关系 种群密度 种群的数量特征 最基本特征 出生率 死亡率 迁入率 迁出率 年龄组成 影响 性别比例 影响 预测变化趋势 间接影响 决定（直接影响） [注意]　(1)____________是种群最基本的数量特征。 (2)直接决定种群密度的是__________________、____________________。 (3)年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，年龄组成通过影响种群的__________________，从而________种群数量变化趋势，性别比例能够影响 种群的_________间接影响____________。 种群密度 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 出生率和死亡率 预测 出生率 种群密度 1.用样方法调查草地中某种植物种群密度时宜选择双子叶草本植物的原因是 ___________________________________________________________________。 单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的，从地上部分难以辨别是一株还是多株 【知识拓展】（三）教材深挖拓展 2.在对某种鼠的调查中，调查范围为1公顷，第一次捕获并标记39只鼠，第二次捕获34只鼠，其中有标记的鼠15只。 1）这个种群中鼠的种群密度大约是_____只/公顷。 88 2）若捕捉后该鼠不易再被捕捉，则估算的种群密度会_______（填“偏高”或“偏低” ），理由是_________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________。 偏高 该鼠被捕捉一次之后不易再被捕捉，再次捕获的被标记的个体数减少，由种群数量＝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可知，种群数量变大，即估算值大于实际的种群密度 3.年龄组成为稳定型的种群，种群数量在近期_________（填“一定”或“不一定”）能保持稳定，其理由是___________________________________________ ________________________________________________________________________________。 不一定 出生率和死亡率不完全决定于年龄组成，还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外，种群数量还受迁入率和迁出率的影响 知识总结 均匀分布：如农田、行道树等 随机分布：如草地上的狗尾草、蒲公英等 集群分布：如树上的蚜虫、狼群、鱼群等 二、种群的空间特征【生命观念】 ①含义：种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。 2 1 3 4 种群数量的变化及应用 种群的特征及种群密度的调查方法 实验探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 真题再现 第一讲 种群的特征及数量变化 知识总结 一、种群数量变化的研究【科学思维】 1.研究内容：增长、波动、下降、稳定 2.方法：模型构建法（数学模型） 3.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，即建立数学模型。 通过进一步实验或观察， 对模型进行检验或修正。 4.数学模型： N0:该种群的起始数量 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 t:时间 5.“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.产生情形： 实验室条件下 种群刚迁入一个适宜的环境时 3.特点：种群数量连续增长，无K值 知识总结 二、“J”型增长曲线（理想状态）【科学思维】 Nt＝N0λt 知识总结 1.产生原因：资源和空间条件有限，存在敌害等。 2.产生情形：自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内斗争就会加剧，天敌的数量也会增加，使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增高到与出生率相等时，种群增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。 5.环境容纳量：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，又称K值。 （K值不是一成不变的，它会随着环境的改变而改变。） 4.曲线特点：种群数量达到K/2时，增长速率最大，种群数量达到环境条件所允许的环境容纳量（即K值）后， 将停止增长。 3.“S”型曲线 ＜K，出生率 ＞ 死亡率，增长率 ＞ 0 ≈K，出生率 ≈ 死亡率，增长率 ≈ 0 ＞K，出生率 ＜ 死亡率，增长率 ＜ 0 三、“S”型增长曲线（现实状态）【科学思维】 6.K值的表示方法及变化 (1)K值的四种表示方法 知识总结 (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，当环境遭到破坏时，K值会下降；当环境条件改善时，K值会上升。 三、“S”型增长曲线（现实状态）【科学思维】 7.种群“S”型增长曲线的分析方法 1）t1之前：种群数量小于K/2，由于资源和空间条件相对充裕，种群数量增长较快，当种群数量为K/2时，出生率远大于死亡率，种群增长速率达到最大值。 2）t1～t2：由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内斗争加剧，种群增长速率下降。 3）t2时：种群数量为K值，达到最大值，出生率等于死亡率。 知识总结 三、“S”型增长曲线（现实状态）【科学思维】 提醒　K值≠种群的最大数量。 ①种群数量能达到的最大值是种群在某一时间点出现的，这个值可能大于环境容纳量。 ②在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在K值上下波动；当种群数量偏离K值的时候，生态系统会通过负反馈调节使种群数量回到一定范围内。 项目 曲线 模型 前提 条件 曲线 特点 增长 率 增长 速率 K值 联系 “J”型增长曲线 理想状态 种群数量以一定倍数连续增长 无 两种增长曲线的差异主要时环境阻力大小不同，因而对种群数量增长的影响不同 “S”型增长曲线 现实状态 种群数量达到K/2时，增长速率最大；种群数量达到K值后，将保持相对稳定 有 四、种群的“J”型增长和“S”型增长曲线比较 知识总结 内因：种群起始数量、四率 自然因素：气候、食物、天敌、传染病等 外因 人为因素：各种人类活动及环境污染等 知识总结 五、影响种群数量的因素【科学思维】 知识总结 六、种群研究的应用——K值与K/2值的应用【社会责任】 知识总结 六、种群研究的应用——K值与K/2值的应用【社会责任】 1.K值与K/2值的比较 K值：出生率 ＝ 死亡率，增长率＝0，增长速率＝0。 K/2值：出生率 ＞ 死亡率，增长速率最大。 2.曲线 t1对应K/2值，t2对应 K 值 3.农业生产中的应用 （1）濒危动物和野生资源的保护 （2）渔业或林业资源开发 （3）有害生物防治 知识总结 六、种群研究的应用——K值与K/2值的应用【社会责任】 建立自然保护区 增大K值 开发越接近K值越好 开发后种群数量维持在K/2 K/2前防治，严防达到K/2 增大环境阻力，降低K值 （例如：减少生活空间，增加天敌） 4.最大捕捞量和最大日捕捞量 最大捕捞量：种群数量达到K/2时及时捕捞可以获得可持续利用的 最大捕捞量。 最大日捕捞量：种群数量在K值时可获得最大日捕获量。 【知识拓展】（一）增长率和增长速率 1.概念 ①增长率：单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数，即增长率＝单位时间内增长的数量/初始数量×100%=出生率-死亡率。 ②增长速率：单位时间内新增加的个体数（即种群数量增长曲线的斜率），即增长速率＝一定时间内增长的数量/时间。 增长率＝（末数－初数）/初数×100%＝（Nt－N0）/N0×100%（无单位）； 增长速率＝（末数－初数）/时间＝（Nt－N0）/t（有单位，如个/年）。 假设某一种群的数量在某一时间t（如一年）内，由初始数量N0增长到数量Nt，则该种群的增长率和增长速率的计算公式分别为： 2.曲线 K K 【知识拓展】（二）λ和增长率的关系 1、λ≠增长率 种群“J”型增长的数学模型：Nt＝N0λt，λ代表某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。增长率＝(末数－初数)/初数×100%＝(N0λt＋1－N0λt)/N0λt×100%＝(λ－1)×100%。 2、关于λ的曲线分析 ①λ＞1：种群增长率＞0，种群属于增长型，数量将增加。若λ保持不变（0—t1），则种群呈“J”型增长，如图中AB段（不包括B点）； ②λ＜1：种群增长率＜0，种群属于衰退型， 数量将逐渐减少，t3时种群增长率最小，t4时种群数量最小，如图中BC、CD段（不包括B、D点）； ③λ＝1：种群增长率＝0，种群属于稳定型，数量基本不变，如图中B、D点。 ④种群的最大数量在B点；种群的最小数量在D点。 【知识拓展】（三）教材深挖拓展 1.种群数量呈“J”型增长的原因有哪些？ 提示：食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等。 2.从环境容纳量的角度思考，对家鼠等有害动物的控制，应采取什么措施？ 提示：可以降低其环境容纳量，如减少食物来源、养殖其天敌等。 3.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，其对应的年龄组成一定为衰退型吗？ 提示：不是。在“S”型增长曲线中，当种群数量超过K/2后，其增长速率减小，但其对应的年龄组成为增长型。达到K值以后，属于稳定型。 4.合理密植会增加种群数量并提高K值吗？ 提示：若空间资源不增加，仅仅合理密植，并不会提高K值。 5. 种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长吗？ 提示：不是，种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等。 2 1 3 4 种群数量的变化及应用 种群的特征及种群密度的调查方法 实验探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 真题再现 第一讲 种群的特征及数量变化 知识总结 探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 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_______________________ 等因素的影响。 2）在理想的环境条件下，酵母菌种群的增长呈________曲线； 在有环境阻力的条件下，酵母菌种群的增长呈________曲线。 3）计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——___________法。 成分、空间、pH、温度 “J”型 “S”型 显微计数 2.计数工具：血球计数板、显微镜等 3.要点： （1）菌体浓度高，溶液需要进行定量稀释； （2）先振荡试管再取样，使酵母菌分布均匀，减少误差； （3）先盖上盖玻片，再吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入； 制好装片后，应静置一会，待酵母菌全部沉降到计数室底部再观察； （4）需连续多天在相同时间取样计数。 4.实验流程 液体 无菌 均匀 计数板上盖玻片边缘 全部沉降到计数室 底部 7 曲线 知识总结 探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 3.计数方法：血球计数板计数法 知识总结 探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 用血细胞计数板 血细胞计数板有两种规格，对于16×25的规格而言，计四角的4个中方格共计100个小方格中的个体数量；而对于25×16的规格而言，计四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量，如图所示。 酵母菌细胞个数/ml= 所数小方格中细胞总数 所数的小方格数 计数室 知识总结 探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 4.种群密度计算方法： ×400×104×稀释倍数 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，就得出一个大方格中的总菌数，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＝1000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(a/5) ×25×b×10000＝50000 a·b。 (1)显微镜计数时，对于压在方格界线上的酵母菌，应遵循“计上不计下，计左不计右”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)本实验不需要设置对照实验，因不同时间取样已形成对照；需要做重复实验，目的是尽量减少误差，需对每个样品计数三次，取其平均值。 (4)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数。 (5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 5.实验注意事项及分析 知识总结 探究培养液中酵母菌种群数量的变化【科学探究】 时间/d 1 2 3 4 5 6 …… 数量/个 (7）酵母菌的培养应用液体培养基，在无菌条件下进行。 (6)结果记录最好用记录表，如下： 能力素养提升 考向 实验分析与应用 1. 下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作，正确的是( ) ①培养酵母菌时，必须去除培养液中的溶解氧 ②将适量干酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中，在适宜条件下培养 ③将培养液振荡摇匀后，用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液 ④在血细胞计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去边缘多余培养液 ⑤待酵母菌全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，在显微镜下观察、计数 ⑥计数时，压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角 ⑦早期培养不需取样，培养后期每天取样一次 A. ①②③④⑥ B. ②③④⑥⑦ C. ①②③⑥ D. ②③⑤⑥ D 2. [2020山东济南期末]某实验小组研究了接种量对培养液中酵母菌种群密度变化的影响，结果如图所示。相关分析正确的是 ( ) A. 实验中酵母菌计数应采用平板划线法 B. 0～2 h，酵母菌数量因种内斗争剧烈而增长缓慢 C. 8～10 h，接种量为1.5 mL的酵母菌种群密度减少的原因可能是培养液pH降低 D. 8～10 h，接种量为0.5 mL的酵母菌种群的出生率低于死亡率 C 2 1 3 4 种群数量的变化及应用 种群的特征及种群密度的调查方法 实验探究 培养液中酵母菌种群数量的变化 真题再现 第一讲 种群的特征及数量变化 真题再现 A．将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数 B．从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数 C．每天定时取样，测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线 D．营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一 B 真题再现 A．酵母菌种群增长所需的能量全部来自马铃薯培养液 B．若要估算培养液中酵母菌的数量，可借助显微镜进行 C．培养液被分成上述两组时其中的酵母菌种群密度是不同的 D．给营养充足的培养液通入O2有利于酵母菌种群数量的增加 C 真题再现 A．细菌甲能够将培养基中的有机物分解成无机物 B．培养基更换频率的不同，可用来表示环境资源量的不同 C．在培养到23 h之前，a组培养基中的营养和空间条件都是 充裕的 D．培养基更新时间间隔为23 h时，种群数量不会出现“J”型增长阶段 D 真题再现 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的老鼠种群数量的增长会受种群密度制约 C．鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时，单位水体中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，种群密度对其增长的制约逐渐减弱 D 真题再现 5. [2021浙江1月选考，16，2分]大约在1800年，绵羊被引入到塔斯马尼亚岛，绵羊种群呈“S”形（型）曲线增长，直到1860年才稳定在170万头左右。下列叙述正确的是( ) A. 绵羊种群数量的变化与环境条件有关，而与出生率、死亡率变动无关 B. 绵羊种群在达到环境容纳量之前，每单位时间内种群增长的倍数不变 C. 若绵羊种群密度增大，相应病原微生物的致病力和传播速度减小 D. 若草的生物量不变而种类发生改变，绵羊种群的环境容纳量可能发生变化 D 真题再现 6.(2020·海南卷，24)用4种不同方式培养酵母菌，其他培养条件相同，酵母菌种群数量增长曲线分别为a、b、c、d，如图所示。 回答下列问题。 (1)培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右，原因是__________________。 最适合酵母菌繁殖 (2)曲线a所示的种群数量增长最快，主要原因是种群增长所需的____________最丰富。 (3)曲线d为对照组，对照组的培养方式是________________。该组酵母菌数量增长到一定程度后，种群增长逐渐变慢，其限制因素有____________________________________________ (答出2点即可)。 (4)随着培养时间延长，在有限的空间中，每组酵母菌种群数量都会达到环境容纳量。环境容纳量是指______________________________________________。 营养物质 不换培养液 营养物质的消耗、有害代谢产物的积累 一定的环境条件所能维持的种群最大数量 谢谢观看! $$