内容正文:
第1课时 种群的数量特征
【课标要求】1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。2.了解种群密度的调查方法。
考点1 种群密度及其调查方法
整合必备知识
1.种群的概念
在一定的空间范围内,同种生物所有个体形成的集合。
[提醒]
(1)一“全”:指全部个体,包括各个年龄段的个体,有性别差异的生物包括雌雄个体。
(2)二“单”:指基本单位,种群是生物繁殖的基本单位,也是生物进化的基本单位。
(3)三“同”:指同一物种、同一时段、同一区域的全部个体。种群具有一定的时间和空间限制,离开一定的时间和空间的种群是不存在的。
2.种群密度
(1)概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数。
(2)意义:种群密度是种群最基本的数量特征,反映了种群在一定时期的数量,但不能反映种群数量的变化趋势。
3.调查种群密度的方法
(1)逐个计数法:分布范围较小、个体较大的种群,可以逐个计数,如调查某山坡上的珙桐密度。
(2)估算法
①样方法
②标记重捕法
调查
对象
活动能力强、活动范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等
调查
程序
注意
事项
调查期间,被调查个体没有迁入和迁出、出生和死亡;标记物不能过于醒目,不能影响标记对象正常的生命活动;标记物不易脱落,要能维持一定时间
[提醒] 标记重捕法主要适用于活动能力强、活动范围大的动物,活动能力差的动物被标记后不能与其他动物充分混合,会导致重捕时误差较大。如果标记物不牢固而导致标记物脱落,则估算数据要比实际数据大。
③黑光灯诱捕法:对于有趋光性的昆虫,可以用黑光灯进行灯光诱捕调查种群密度。
[深挖教材]
(选择性必修2 P6“生物科技进展”)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。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)用样方法调查植物的种群密度时,要选择生长茂盛处取样。(×)
提示:用样方法调查植物的种群密度时,要做到随机取样。
(2)调查作物植株上蚜虫和跳蝻的种群密度时,都可以采用样方法。(√)
(3)种群密度大的种群在未来的种群数量也一定较大。(×)
提示:种群密度不能反映种群数量的变化趋势。
落实素养题组
1.东北鼢鼠会在其生活的洞穴中挖掘土壤并推至地表,形成土丘,造成草地退化。研究人员使用无人机航拍和地面人工实地调查相结合的方法,在不同飞行高度进行拍摄,以确定无人机在进行种群密度调查时的最佳航拍高度。结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.此调查法基于东北鼢鼠数量与土丘数量相等的前提
B.人工调查结果是无人机航拍结果准确程度的参照
C.无人机进行种群密度调查时的最佳航拍高度为200 m
D.依据调查得出的种群密度可以预测东北鼢鼠种群数量的变化趋势
解析:选B。此调查法是根据东北鼢鼠在地表形成的土丘来间接调查东北鼢鼠的数量,所以此调查法基于东北鼢鼠数量与土丘数量成一定比例的前提,A错误;人工调查结果是实际值,无人机航拍结果属于估算值,所以人工调查结果是无人机航拍结果准确程度的参照,B正确;土丘识别度最高的应为无人机进行种群密度调查时的最佳航拍高度,所以最佳航拍高度为30 m,C错误;种群密度不能预测种群数量的变化趋势,年龄结构可预测种群数量的变化趋势,D错误。
2.(2024·湖南长沙一模)种群密度的调查方法有很多,比如样方法、标记重捕法等,对于某些隔离带的稳定种群比如某些昆虫,可以通过连续捕捉一定次数,根据捕获量的减小来估计种群大小,这就是去除取样法。由于每次捕获后不放回,理论上种群数量应当越来越少,因此,我们把每次捕获数加到前面所捕获的总数上,得到捕获积累数,以推算种群数量。以捕获积累数为x轴,每次捕获数为y轴,根据数据描点作直线向右延伸与x轴的交点即为种群估计数。假如在某田块(120平方米)连续捕虫8次,估算出的种群密度大约是( )
捕获次数
1
2
3
4
5
6
7
8
每次捕获数/只
72
63
44
32
23
17
16
15
捕获积累数/只
72
135
179
211
234
251
267
282
A.3只/平方米 B.7只/平方米
C.15只/平方米 D.22只/平方米
解析:选A。根据数据描点作直线向右延伸与x轴的交点在360左右,所以种群密度约为360/120=3只/平方米。
考点2 种群的其他数量特征
整合必备知识
种群的其他数量特征与种群密度之间的关系
(1)直接决定种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
(2)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出生率和死亡率,从而预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的出生率,间接影响种群密度。
(3)年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期一定能保持稳定吗?衰退型的种群又会如何?
提示:不一定;因为出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,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。年龄结构为衰退型的种群,一般来说种群数量会越来越小,但也不排除由于食物充足、缺少天敌、迁入率提高等原因而使种群数量增长的情况。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度,原理是性引诱剂诱杀害虫会导致害虫的性别比例失调,从而降低出生率,导致种群密度明显降低。
(5)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迁入率和迁出率。
(6)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该蝗虫种群的年龄结构为增长型。
[深挖教材]
(选择性必修2 P3“旁栏思考”)一般来说,繁殖能力强的种群出生率高,这是它们的种群数量出现较快增长的内因。
【易错辨析】 ////////////////////////////////
(1)种群的年龄结构可以预测未来一段时间内该种群数量的变化趋势。(√)
(2)性别比例会影响出生率和死亡率,进而影响种群密度。(×)
提示:性别比例只影响出生率。
(3)出生率和死亡率不完全取决于年龄结构,还与气候、食物、天敌等因素相关。(√)
落实素养题组
1.(2023·山东烟台模拟)滨鹬是一种小型涉禽,生活于湿地生态系统,食性较杂。由于人们环保意识的增强,湿地生态系统的面积及滨鹬的数量均稳步增加。下列关于滨鹬种群数量的说法,错误的是( )
A.滨鹬数量增加说明滨鹬的种群密度增大
B.滨鹬数量增加最可能是滨鹬的出生率高于死亡率
C.可用标记重捕法估算滨鹬的种群数量
D.滨鹬种群的年龄结构最可能是增长型
解析:选A。滨鹬的数量增加,但由于湿地生态系统的面积也增大,不能确定滨鹬的种群密度是否增大,A错误;滨鹬数量增加最可能是滨鹬的出生率高于死亡率,B正确;滨鹬的活动力强、活动范围广,可用标记重捕法估算滨鹬的种群数量,C正确;由于滨鹬的数量稳步增加,故滨鹬种群的年龄结构最可能是增长型,D正确。
2.白尾鹿不喜结群,生殖季节需要摄入大量营养物含量高的嫩叶,营养不足会导致胚胎死亡和吸收。调查甲~丁四地白尾鹿种群相关数据,结果如图所示。下列叙述错误的是( )
A.甲地雌鹿怀胎率低可能由雌雄相遇机会少引起
B.乙地白尾鹿的种群数量不一定会维持相对稳定
C.适当捕猎丁地老龄白尾鹿,可提高种群出生率
D.四地白尾鹿的种群密度均可用标记重捕法调查
解析:选D。分析题图,在甲~丁四地中,甲地的雌鹿怀胎率最低,而甲地的雌鹿平均排卵个数和平均怀胎个数都很高,故推测其怀胎率低的原因可能是雌雄相遇机会少,交配可能性低,A正确;据图可知,乙地的雌鹿怀胎率是50%,而孕鹿平均怀胎个数是2个,若胚胎顺利发育且出生,则子代出生率约为1,但子代数量还与营养物等有关,营养不足会导致胚胎死亡和吸收,故乙地白尾鹿的种群数量不一定会维持相对稳定,B正确;丁地的雌鹿怀胎率是100%,适当捕猎丁地老龄白尾鹿,可减少其与孕期雌鹿对于嫩叶的争夺,从而提高种群出生率,C正确;据图可知,甲地种群密度小,且由于白尾鹿不喜结群,故不适合用标记重捕法调查其种群密度,D错误。
[高考真题·感悟试做]
1.(2023·山东高考)对某地灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察,并统计了这些灰松鼠的存活情况,结果如图。下列说法正确的是( )
A.所观察的这些灰松鼠构成一个种群
B.准确统计该年出生的所有灰松鼠数量需用标记重捕法
C.据图可推测出该地的灰松鼠种内竞争逐年减弱
D.对灰松鼠进行保护时应更加关注其幼体
解析:选D。种群是指一定时间内生活在同一区域内同种生物的全部个体,根据题意“对某地灰松鼠群体中某年出生的所有个体进行逐年观察,并统计了这些灰松鼠的存活情况”可知,观察的并非是该地的全部灰松鼠,A错误。标记重捕法是调查种群密度的一种估算法,若要准确统计该年出生的所有灰松鼠数量,可采用逐个计数法,B错误。图示为某年出生的所有灰松鼠的逐年存活情况,由图可知,随着灰松鼠年龄的增大,其存活率逐渐下降。但当地灰松鼠的种群数量未知,不能推断其种内竞争的情况,C错误。由图可知,灰松鼠幼体的存活率较其成体的存活率低,故对灰松鼠进行保护时应更加关注其幼体,D正确。
2.(2023·新课标卷)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是( )
A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量
解析:选D。红外触发相机监测野生动物方法是一种新型调查手段,特别适用于对活动隐秘的大中型珍稀兽类、鸟类的记录。通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种数目的多少,即物种丰富度,A正确;标记重捕法需要捕捉动物并标记,后再次捕捉,故与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小,B正确;采用红外触发相机拍摄技术可得到保护区内东北豹种群数量和分布情况,即可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度,C正确;该技术能调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量,D错误。
3.(2023·天津高考)人口老龄化将对种群密度产生影响,下列数量特征与此无关的是( )
A.出生率 B.死亡率
C.年龄结构 D.性别比例
解析:选D。人口老龄化会导致出生率降低、死亡率升高,还会导致人口的年龄结构成为衰退型。理论上性别比例是1∶1,人口老龄化一般不会影响性别比例,D符合题意。
4.(2022·山东高考)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了1 000条鱼售卖,第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布,则该鱼塘中鱼的初始数量约为( )
A.2×104条 B.4×104条
C.6×104条 D.8×104条
解析:选A。由题“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”,假设该种群总数为x,则有1 000/x=950/(x-1 000),计算得出x=2×104,即该鱼塘中鱼的初始数量为2×104条,A正确。
5.(2021·山东高考)调查一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(结果取整数)( )
A.66 只/公顷
B.77 只/公顷
C.83 只/公顷
D.88 只/公顷
解析:选B。调查一公顷范围内某种鼠的种群密度时,第一次捕获并标记39只鼠中有5只由于竞争、天敌等自然因素死亡,故可将第一次标记的鼠的数量视为39-5=34(只),第二次捕获34只鼠,其中有标记的鼠 15 只,设该区域该种鼠的种群数量为x只,则根据计算公式可知,(39-5)/x=15/34,解得x≈77.07,面积为一公顷,故该区域该种鼠的实际种群密度最接近于77 只/公顷。B符合题意。
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