第38讲 种群及其动态-2025届高考生物一轮高效复习优质课件

第38讲　 种群及其动态 1. 种群的数量特征和种群密度的调查方法 2. 种群数量的变化(“J”形、“S”形)及影响因素 3. 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 大本260 1.种群的数量特征及相互关系 (1)__________ 是种群最基本的数量特征。 (2)直接决定种群密度的因素是________________、________________。 (3)年龄结构和性别比例不直接决定种群密度，年龄结构通过影响种群的________________，从而预测种群数量的变化趋势，性别比例能够影响种群的________间接影响种群密度。 种群密度 种群的数量特征 种群在__________或__________中的个体数就是种群密度； 种群密度种群__________数量特征 单位面积 单位体积 最基本的 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 出生率 种群的数量特征 大本260 增长型 稳定型 衰退型 年龄结构 性别比例 出生率 死亡率 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 年龄结构 影响 性别比例 影响 预测变化趋势 间接影响 决定（直接影响） (1) 是种群最基本的数量特征。 (2) 是决定种群密度发生变化的直接因素。 (3) 是预测种群密度未来变化趋势的主要依据。 (4)性别比例通过影响 在一定程度上影响种群密度。 (5)年龄结构通过影响_______和_______来影响种群密度； 种群密度 出生率和死亡率、迁入率和迁出率 出生率 年龄组成 出生率 死亡率 1.决定种群密度的直接因素: 出生率、死亡率、迁入率、迁出率 2.决定种群密度的间接因素: 年龄组成、性别比例 种群的数量特征 大本260 1．下图是有关种群数量特征的概念图，据图分析下列问题： (1)图中①～⑤分别代表的种群特征是________ ___________________________________________。 (2)春运期间，影响北京、广州等大城市人口 数量变化的主要因素是_____________________。 (3)某生物学家对某地的蝗虫种群进行研究后大胆预测：不久后蝗灾会更加严重。他得出此结论的依据最可能是_________________________________________________。 2．在荒原变林海的过程中，林场建设者施用人工合成的性引诱剂以降低害虫的出生率，其原理是____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 种群密度、出生率、死亡率、年龄结构、性别比例 迁入率和迁出率 蝗虫的年龄结构为增长型 用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，改变了害虫种群正常的性别比例，就会使很多雌性个体不能完成交配，影响出生率，从而使该种害虫的种群密度明显降低 大本261 属于生物防治 大本262 (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)利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率； (4)将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。 种群数量变化的特殊实例 跳出题海 2.(2023·江苏徐州期末)下列对种群特征的分析，正确的是(　　) A.种群最基本的数量特征是迁入率、迁出率 B.种群数量在不断增长的过程中，没有死亡率才能导致其数量增长 C.预测种群数量未来变化趋势的主要依据是年龄结构 D.任何种群中雄性和雌性的数量比例均为1∶1 C 大本262 如雌雄同株的植物，没有性别比例 种群密度的调查方法 大本260-261 分布范围较小，个体较大的种群 分布范围较大，个体较小的种群，逐个计数困难的种群  1.逐个计数法： 2.估算法： 准确 植物、活动能力弱的动物(如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等) 具有趋光性的昆虫 活动能力强，活动范围大的动物 样方法： 标记重捕法： 黑光灯诱捕法： 抽样检测法： 培养液中的微生物(调查培养液中酵母菌种群数量的变化) 种群密度的调查方法 大本260 样方法 种群密度的调查方法 大本260 样方法 名师解读 ①样方大小确定方法为根据被调查生物的种类和分布情况确定样方的大小。 ②样方法调查时要强调“随机”取样，原因是为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实的情况。 ③调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能就较大；一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。　　　 种群密度的调查方法 大本260 样方法 种群密度的调查方法 大本261 样方法 种群密度的调查方法 大本261 标记重捕法 种群密度的调查方法 大本261 黑光灯诱捕法 对于有趋光性的昆虫，还可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法调查种群密度。 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。 提醒　调查种群数量的其他方法： ①用红外触发相机拍摄照片和视频； ②根据动物的粪便特征计数； ③通过动物的声音特征进行计数。 种群密度的调查方法 大本260-261 分布范围较小，个体较大的种群 分布范围较大，个体较小的种群，逐个计数困难的种群  1.逐个计数法： 2.估算法： 准确 植物、活动能力弱的动物(如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等) 具有趋光性的昆虫 活动能力强，活动范围大的动物 样方法： 标记重捕法： 黑光灯诱捕法： 抽样检测法： 培养液中的微生物(调查培养液中酵母菌种群数量的变化) 大本262 “两看法”选择合适的种群密度调查方法 跳出题海 3.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。 (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”)，理由是什么？___________________________________________ ___________________________________________________________________ ________________________________________________。 88 偏高 该鼠被捕捉一次之后不易再被捕捉，再次捕获的 估算的种群数量会变大，即估算值大于实际的种群密度 大本261 3.(2023·福建福州联考)某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查，所调查样方的总面积为2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归，3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表：   捕获数/只 标记数/只 雌性个体数/只 雄性个体数/只 初捕 50 50 28 22 重捕 50 10 32 18 D 以下是某同学对数据的分析结果，你认为正确的是(　　) A.此调查方法可以用来调查田中小麦的种群密度 B.若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，统计的种群密度比实际低 C.综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7∶2 D.该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2 大本262 捕获次数过少，无法确定，且两次比例不一 (1)在互花米草相对集中的区域选取样方以估算其在入侵地的种群密度。( ) 提示　应随机取样，不能在相对集中的区域选取样方。 (2)采用五点取样法能精确调查荷塘中蜻蜓目昆虫的种类数。( ) 提示　昆虫活动能力强、活动范围广，且样方法属于估算法，无法精确调查。 × × (3)五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。( ) 提示　应采用等距取样法。 (4)调查身体微小、活动力强的土壤小动物数量常用标记重捕法。( ) 提示　调查身体微小、活动力强的土壤小动物数量常采用取样器取样法进行采集、调查。 (5)黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度。( ) × × √ 大本263 B 4.(2021·山东等级考试，11)调查1公顷范围内某种鼠的种群密度时，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。标记物不影响鼠的生存和活动并可用于探测鼠的状态，若探测到第一次标记的鼠在重捕前有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡，但因该段时间内有鼠出生而种群总数量稳定，则该区域该种鼠的实际种群密度最接近于(结果为整数)(　　) A.66只/公顷 B.77只/公顷 C.83只/公顷 D.88只/公顷 大本263 5.(2022·全国乙卷，31)某研究小组借助空中拍照技术调查草原上地面活动的某种哺乳动物的种群数量，主要操作流程是选取样方、空中拍照、识别照片中该种动物并计数。回答下列问题： (1)为保证调查的可靠性和准确性，选取样方时应注意的主要事项有__________________________________ (答出3点即可)。 (2)已知调查区域总面积为S，样方面积为m，样方内平均个体数为n，则该区 域的种群数量为________。 随机取样、样方的大小、样方的数目 (3)与标记重捕法相比，上述调查方法的优势有____________________________________________(答出2点即可)。 误差小，准确度高；操作更便捷，避免资源浪费 种群数量变化的研究方法 大本263 【知识链接】 必修1 P57“科学方法”：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述；模型分为 (如DNA双螺旋结构模型)、 (如种群数量特征的关系图示)和 (如“J”形曲线、“S”形曲线，公式、表格等)。 数学模型 物理模型 物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征 概念模型 概念模型：以文字表达或概念图来抽象概括出事物本身特征的模型 建立数学模型 (1)研究方法： 【辨析】 1、沃森和克里克构建的DNA 双螺旋结构模型 。 物理模型 2、用计算机制作的真核细胞三维结构模型属于 。 物理模型 3、科学家用电子显微镜拍摄的细胞膜亚显微结构照片属于 。 不属于模型！！！ 4、以下属于物理模型的是 ，属于概念模型的是 ，属于数学模型的是 。 图1 图2 图3 图2 图1 图3 种群数量变化的研究方法 大本263 (2)一般步骤 合理的假设 数学形式 建立数学模型 (1)研究方法： 数学模型的表达形式 ①数学公式：科学、准确，但不够 。 ②曲线图：直观，但不够 。 直观 精确 种群数量变化——种群的“J”形增长 大本263 如：①实验室条件下 ②当一个种群刚迁入到一个新的适宜环境时 种群数量变化——种群的“J”形增长 种群数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍 【思考】当λ满足什么条件时，种群数量呈“J”形增长？ 项目 种群数量变化 年龄结构 λ>1     λ＝1     λ<1     增加 增长型 相对稳定 稳定型 减少 衰退型 λ >1 λ <1 λ =1 种群数量 时间 0 只有λ＞1且为定值时，种群增长才为“J”形增长 【思考】当λ＞1时，种群一定呈“J”形增长吗？ 大本263 种群数量变化——种群的“J”形增长 名师解读 ①a段——λ>1且恒定，种群数量呈“J”形增长。 ②b段——λ尽管下降，但仍大于1，此段种群出生率大于死亡率，则数量一直增长。 ③c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。 ④d段——λ<1，种群数量逐年下降。 ⑤e段——虽然λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。　　　 大本263 种群数量变化——种群的“J”形增长 大本263 增长率 增长率＝λ-1 = λ-1 增长率= (今年个体数-去年个体数) 去年个体数 (Nt - Nt-1) Nt-1 = （λ>1，且为定值） “J”形 0 = λ-1 Nt Nt-1 Nt-1 - Nt-1 = 种群数量变化——种群的“J”形增长 增长率 增长速率 含义 计算 公式 举例 一个种群有1000个个体，一年后增加到1100，则该种群的增长速率为: 一个种群有1000个个体，一年后增加到1100，则该种群的增长率为: ×100% 1100-1000 1000 =100 个/年 1100-1000(个) 1(年) 单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例 单位时间内增加的个体数量 ①增长率= (现有个体数-原有个体数) 原有个体数 增长速率= (现有个体数-原有个体数) 单位时间 =10% ②增长率＝出生率－死亡率 种群数量变化——种群的“S”形增长 【实例】生态学家高斯的实验 在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫，每隔24h统计一次大草履虫的数量。 经反复实验，结果如下图所示：　 像这样，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”形。这种类型的种群增长称为“S”形增长 这是由于随着大草履虫数量的增多，它们对食物和空间的竞争也趋于激烈，导致出生率降低，死亡率升高。 种群数量变化——种群的“S”形增长 出生率=死亡率 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值 大本263-264 种群增长速率 种群增长速率 种群数量 02 种群数量 种群增长率 λ-1 定值 种群增长率 J形 S形 在“J”形曲线中: 种群增长速率 逐渐增大 在“S”形曲线中: 种群增长速率 先增大后减小 当种群数量为k/2时，增长速率达到最大 “J”形和“S”形相关曲线 大本263 “J”形和“S”形相关曲线 大本264 “S”形曲线中，有一段时期近似“J”形曲线，这一段是否等同于“J”形曲线？为什么？ 不等同，已经存在环境阻力 (1)K值的四种表示方法 跳出题海 (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。 大本265 种群数量的波动 (1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群爆发。 (2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的下降。 (3)当一个种群数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等原因而衰退、消亡。 大本264 影响种群数量变化的因素 提醒　食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为密度制约因素； 气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为非密度制约因素。 大本264 例如：春夏时节动植物种群普遍迅速增长，除气温升高外，日照延长、降水增多也是重要原因，而对于动物来说，食物日益充足也是导致种群增长的重要因素 B 1.(2020·山东卷，11)为研究甲、乙两种藻的竞争关系，在相同条件下对二者进行混合培养和单独培养，结果如下图所示。下列说法错误的是(　　) A.单独培养条件下，甲藻数量约为1.0×106个时种群增长最快 B.混合培养时，种间竞争是导致甲藻种群数量在10～12天增长缓慢的主要原因 C.单独培养时乙藻种群数量呈“S”形增长 D.混合培养对乙藻的影响较大 大本265 A.t0～t1之间种群数量小于K/2时，由于资源和空间相对充裕，出生率大于死亡率，种群数量增长较快 B.t1～t2之间，由于资源和空间有限，当种群密度增大时，种内竞争加剧，天敌数量增加，种群增长速率下降 C.t2时，种群数量达到K值，此时出生率等于死亡率，种群增长速率为0 D.在t1时控制有害生物最有效 D 2.(2023·河北保定调研)下列关于图中曲线的叙述，错误的是(　　) 大本265 3.(2023·江苏南通调研)下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述，错误的是 (　　) A.林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越多 B.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的 C.地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度制约因素 D.影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等 A 大本266 C 4.(2023·广东东莞调研)如图是某种群数量增长的曲线，下列有关叙述错误的是(　　) A.该种群数量增长方式是“S”形，达到K值后其数量也是波动的 B.限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天敌等 C.若该种群是鱼塘中的某种鱼，则在种群数量为K/2时捕捉，最有利于持续获得最大的年捕获量 D.若该种群是森林中的一种鸟，调查其种群数量时也要统计雏鸟的数量 大本266 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 大本266 1．实验原理 工具：血细胞计数板 血细胞计数板 大本267 大方格 16(中格)×25(小格)型 25(中格)×16(小格)型 不管计数室是哪一种规格， 大方格都是由16×25=25×16=400个小方格组成 放大 血细胞计数板 大本267 大方格的长和宽各为1mm，深度为0.1mm 大方格容积为： 1mm×1mm×0.1mm =0.1mm3 =1×10-4ml 1mL培养液中细胞个数： =每个小方格细胞平均数量 =每个中方格细胞平均数量 =大方格细胞数量 ×400 ×104 ×稀释倍数 ×25(或16) ×104 ×稀释倍数 ×104 ×稀释倍数 血细胞计数板 大本267 【例题】若使用的血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)每个计数室分为25个中方格，每个中方格又分为16个小方格，将样液稀释100倍后计数，发现计数室四个角及中央共5个中方格内的酵母菌总数为20个，则培养液中酵母菌的密度为 个/mL。 1×108 解析 ：根据公式：（20÷5)×25×10 000×100＝1×108 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 血细胞计数板及相关计算 (1)血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成，其中央有两个计数室。每个计数室划分为9个大方格(如上图A所示)，每个大方格的面积为1 mm2，加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此，每个大方格的容积为0.1 mm3=1×10-4mL。另外，中央大方格以细线等分为25个中方格(如上图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格，供细胞计数用。 大本267 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 血细胞计数板及相关计算 (2)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＝1 000 mm3，1 mL菌液的总菌数＝(A/5)×25×10 000×B＝50 000A·B。 大本267 全部沉降到计数室 底部 均匀 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 大本266 2．实验流程 液体 无菌 保证计数室得到固定体积培养液的酵母菌 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 大本266 2．实验流程 曲线 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 大本266 实验注意事项及分析 (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。 【情境推理·探究】 1.酿酒和做面包都需要酵母菌，当酵母菌数量为________时，最适宜分离获得菌种；K值之后，种群数量减少的原因主要是__________________________ __________________________________________________ K/2 代谢产物的积累导致酵母菌繁 殖受影响(或答“营养物质的消耗”或“pH改变”)。 大本264 B 1.(2020·江苏卷，10)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，错误的是(　　) 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 大本267 A 2.(2023·山西太原五中质检)某小组将100 mL酵母菌液放在适宜温度、一定营养条件下培养，在不同时间取样，用台盼蓝染色后，对酵母菌进行计数并得出增长速率曲线，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A.可用血细胞计数板对酵母菌进行计数 B.种群数量在B点达到最大，C点后营养物质减少，有害代谢产物增加 C.若某成员测出的活菌数比真实数据少，则原因一定是取样时未振荡 D.用台盼蓝染色的依据是活细胞膜的通透性增加，可被台盼蓝染成蓝色 大本267 1.(2022·全国甲卷，5)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是(　　) D A.甲、丙、乙 B.乙、甲、丙 C.丙、甲、乙 D.丙、乙、甲 重温真题 经典再现 大本268 2.(2021·广东卷，6改编)如图所示为某“S”形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是(　　) B A.a B.b C.c D.d 重温真题 经典再现 大本268 3.(2021·湖北卷，14)20世纪末，野生熊猫分布在秦岭、岷山和小相岭等6大山系。全国已建立熊猫自然保护区40余个，野生熊猫栖息地面积大幅增长。在秦岭，栖息地已被分割成5个主要活动区域；在岷山，熊猫被分割成10多个小种群；小相岭山系熊猫栖息地最为破碎，各隔离种群熊猫数量极少。下列叙述错误的是(　　) A.熊猫的自然种群个体数量低与其繁育能力有关 B.增大熊猫自然保护区的面积可提高环境容纳量 C.隔离阻碍了各种群间的基因交流，熊猫小种群内会产生近亲繁殖 D.在不同活动区域的熊猫种群间建立走廊，可以提高熊猫的种群数 D 重温真题 经典再现 大本268 4.(2021·重庆卷，19)若某林区的红松果实、某种小型鼠(以红松果实为食)和革蜱的数量变化具有如下图所示的周期性波动特征。林区居民因革蜱叮咬而易患森林脑炎。据此分析，下列叙述错误的是(　　) C A.曲线③和①不能明显体现捕食关系，推测是小型鼠繁殖能力强所致 B.通过曲线②与③的关系推断小型鼠与革蜱不是互利共生关系 C.曲线③在K值上下波动，影响K值的主要因素是小型鼠的出生率、死亡率、迁入率和迁出率 D.林区居民森林脑炎发病率会呈现与曲线②相似的波动特征 大本268 5.(2022·全国甲卷，31)为保护和合理利用自然资源，某研究小组对某林地的动植物资源进行了调查。回答下列问题： (1)调查发现，某种哺乳动物种群的年龄结构属于增长型，得出这一结论的主要依据是发现该种群中______________________________________________。 (2)若要调查林地中某种双子叶植物的种群密度，可以采用的方法是________；若要调查某种鸟的种群密度，可以采用的方法是____________。 幼年个体数较多、成年个体数适中、老年个体数较少　 样方法 标记重捕法 (3)调查发现该林地的物种数目很多。一个群落中物种数目的多少称为____________。 (4)该林地中，植物对动物的作用有_______________________________________ _____________________________________ (答出2点即可)；动物对植物的作用有_________________________________________________________________ ___________________________________ (答出2点即可)。 物种丰富度 为动物提供食物和栖息空间；植物进行光 合作用产生的O2为动物有氧呼吸提供原料 对植物的传粉和种子传播具有重要作用；动物能够通过呼吸作用分解有机 物产生CO2为植物光合作用提供原料 重温真题 经典再现 大本268 被标记的个体数减少，由种群数量＝eq \f(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， Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$