内容正文:
第一章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
考点1:种群密度及其调查方法
一、种群密度
1.含义:种群在单位面积或单位体积中的个体数。计算方法: 。
2.表示方法:
(1)小范围的水生生物—— 如:每立方米水体中鲫鱼的数量
(2)大范围及陆生生物—— 如:一块草地中每平方米的面积内蒲公英的数量。
3.特点:种群最基本的数量特征。
一般而言,不同物种的种群密度是不同的,同一种群在不同的时期种群密度也是不同的。种群密度反映了种群在一定时期的数量,但仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。
4.意义:濒危动物保护、农田杂草状况调查、渔业上捕捞强度的确定、农林害虫的监测和预报等。
二、调查种群密度的方法
1.逐个计数法:调查对象— 。
2.估算法:调查对象— 。
—双子叶植物、昆虫卵、蚜虫、跳蝻等。
—活动范围较大的动物。
—具有趋光性的昆虫。
(1) 样方法:
①调查方法:在被调查种群的分布范围内, 选取 个 ,通过计数每个样方的个体数,求得每个样方的种群密度,以 作为该种群的种群密度估算值。
②取样方法:调查总体为非长条形时,选择 ;调查总体为长条形时,选择 。
等距取样法
五点取样法
(3) 标记重捕法
①概念:在被调查种群的活动范围内,捕获 个体,做上标记后再 ,经过一段时间后进行 ,根据 中 ,来估算种群密度;
②计算公式: (M为第一次捕获数量,N为调查种群的数量 ,m为第二次捕获中的带标记的数量,n为第二次捕获数量),均是部分/整体。
③适用范围:活动能力强,活动范围大的动物。
④注意事项:标志物不能过分醒目;标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动;标志物不易脱落;标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕,保证在重捕时被捕的概率相等;确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡;
考点2:出生率和死亡率
1.概念:在单位时间内 的个体数目占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率)。
2.意义:是决定种群数量和种群密度的 。
(1)出生率>死亡率,种群密度 ;
(2)出生率≈死亡率,种群密度 ;
(3)出生率<死亡率,种群密度 。
考点3:迁入率和迁出率
1.概念:在单位时间内 的个体数目占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率)。
2.意义:是决定种群数量和种群密度的 。
(1)迁入率>迁出率,种群密度 ;
(2)迁入率≈迁出率,种群密度 ;
(3)迁入率<迁出率,种群密度 。
考点4:年龄结构和性别比例
一、年龄结构
1.年龄结构的类型:
类型
增长型
稳定型
衰退型
年龄特征
幼年个体 ,
老年个体 。
各年龄期个体数
幼年个体 ,
老年个体
发展趋势
出生率>死亡率,种群密度
出生率≈死亡率,种群密度
出生率<死亡率,种群密度
图示
2.意义:可预测种群密度和数量的变化趋势。
二、性别比例
1.概念:种群中雌雄个体数目的比例。
2.应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫破坏害虫种群正常的性别比例,从而达到杀虫效果。
第二节 种群数量的变化
考点1:种群的“J”型增长
1.含义:在 条件下,以时间为横坐标, 为纵坐标,画出的种群增长曲线大致呈“J”形。
2.适用对象:
(1) ;
(2) 。
3.数学模型:
4.曲线特点:种群数量以一定的倍数连续增长。
考点2:种群的“S”形增长
1. “S”形增长含义
资源和空间有限,天敌的制约等(即存在环境阻力),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。
2. 适用对象:
3. 环境容纳量(K值):一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为 ,又称K 值。
4.“S”型曲线分析
(1)AB 段:出生率 死亡率,种群数量增加。
(2)B点(K/2):出生率与死亡率差值 ,种群增长速率 。
(3)BC段:出生率仍 死亡率,但差值在减小,种群增长速率 。
(4)C点(K值):出生率 死亡率,种群增长速率为 ,种群数量达到 ,趋于稳定。
A
B
C
考点3:种群数量的波动
1.种群数量的相对稳定:在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的 。
2.种群数量的波动:对于大多数生物种群来说,种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下,种群的数量总是围绕着 上下波动。
3.种群数量的爆发:处在波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
第三节 影响种群数量变化的因素
考点1:非生物因素
1.在自然界,种群的数量变化受到 等非生物因素的影响。
2.非生物因素对种群数量变化的影响机理
因素
举例
影响因素
阳光
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的
光照强度会影响植物的光合作用强度
温度
在温带和寒温带地区, 许多植物种子在春季萌发;蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。
种子萌发主要是受气温升高的影响;蚊类等昆虫死亡主要是受气温降低的影响。温度会影响酶的活性
水
干旱缺水使许多动植物种群的死亡率升高;气候干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长。
细胞内许多生物化学反应都需要水的参与;土壤湿度会影响蝗虫产卵和孵化,同时会使青蛙等天敌死亡率上升。
3. 各因素之间的联系:非生物因素对种群数量变化的影响往往是 的。
考点2:生物因素
1.种群内部生物因素:随着种群的增长, 会加剧,从而使种群的增长受到限制。
2.种群外部生物因素: 等都会影响种群数量。
考点3:种群研究的应用
1. 濒危动物的保护
2.渔业:中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在 左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治
(1)在鼠害发生时,既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量,才能使鼠害得到有效防治。
(2)农林害虫的防治:有效保护或引入天敌生物,有利于将害虫数量控制在较低的水平。
疑难点1:种群密度≠种群数量
种群的个体数量大,种群密度不一定大,种群密度还和种群分布的面积或体积有关。
疑难点2:样方法的计数原则
同种植物无论大小都应计数,若有正好在边界线上的个体,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,即只计数样方相邻两条边及其顶点上的个体。(如图实心圆表示需统计的个体)
疑难点3:标记重捕法误差分析
A.若被标记个体变得更难被调查者捕捉,则估算值偏大;
B.若被标记个体易被天敌捕食,则估算值偏大;
C.若被标记个体的标志脱落,则估算值偏大;
D.若因个体间相互接触,未被标记的个体也沾上了标记颜料,则估算值偏小;
E.如果标记的个体因标记过于醒目,易被调查者发现,则估算值偏小。
疑难点4:种群数量特征间的关系
1.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。
2.年龄结构通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度。
3.性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
疑难点5:存活曲线
存活曲线为生态学依照物种的个体从幼年到老年所能存活的比率,所做出的统计曲线。以存活数量的对数值为纵坐标,以年龄为横坐标作图,把种群的死亡—存活情况绘成一条曲线,这条曲线即存活曲线。
I型(凸型):大多数个体都能活到平均生理年龄,但达到这一年龄后,短期内几乎全部死亡,如人类和一些大型哺乳动物等。
Ⅱ型(对角线型):种群各年龄期的死亡率基本相同,如水螅、一些鸟类和小型哺乳动物。
Ⅲ型(凹型):生命早期有极高的死亡率,但是一旦活到某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定,如牡蛎、树蛙等。
疑难点6:增长率和增长速率
1. 增长率:
(1) 概念:单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例。
(2) 公式:增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数×100%
(3) “J”型曲线增长率:增长率=λ-1;增长率>0,且不变。
“J”型曲线增长率
(4) “S”型曲线增长率:受种群密度制约,密度越大,增长率越小。
“S”型曲线增长率
2. 增长速率:
(1) 概念:单位时间内增加的个体数量。
(2) “J”型曲线的增长速率
(3) “S”型曲线的增长速率
疑难点7:K 值不是种群数量的最大值
K值是种群在一定环境条件下所能维持(允许达到)的种群最大数量,在环境条件没有变化的情况下,种群数量在K值上下波动,动态平衡。
疑难点8:同一种群的K 值是固定不变的吗?
同一种群的K 值不是固定不变的,会受到环境因素的影响。生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
疑难点9:“S”形曲线中K值与K/2值的分析与应用
1.对K值的理解:同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。当环境受到破坏时,K值会下降;当环境得到改善时,K值会上升。
K/2值
K值
原理
K/2值时,种群增长速率最大,资源再生能力最强
即环境容纳量,K值是可变的,与生存环境有关
应用举例
灭鼠
灭鼠后,防止鼠的种群数量在K/2值左右,若在K/2值左右,鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果
降低K值,改变环境条件,使之不适合鼠生存
捕鱼
捕捞后,使鱼的种群数量维持在K/2值左右,这样鱼的种群数量会迅速回升
保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值
疑难点10: 血细胞计数板及计数方法
1.血细胞计数板:血细胞计数板有两个方格网(图1),每个方格网刻有9个大方格,其中中间的一个大方格为计数室(图2)。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,计数室的容积为0.1 mm3(10-4 mL)。计数室通常有两种规格:16个中方格×25个小方格或者25个中方格×16个小方格(图3),两种规格的计数室均分成400个小方格。
2.计数方法(以25×16型为例):可用五点取样法统计图3中5个中方格中的总菌数,结合以下公式计算。
疑难点11:密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因素
非密度制约因素
概念
对种群数量的作用强度与该种群密度相关的因素,如食物和天敌等生物因素
对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素,如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
举例
同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大
在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其密度高低,所有个体都会死亡
1. 种群的数量特征:该考点主要内容包括种群的数量特征以及种群密度的调查方法,考题以选择题为主,重点考查种群的几种数量特征之间的区别与联系、不同生物种群密度调查方法的选择。
2. 种群的数量变化:该考点主要内容包括“J”形曲线和“S”形曲线增长模型、探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验以及影响种群数量变化的因素。考题以选择题为主,重点考查两种增长模型的适用条件、增长率与增长速率的区别以及K值与K/2值的应用。
【真题在再现】
1.(2024·浙江·高考真题)黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行年龄及性别的鉴定,结果如下表。
生长期
体长(cm)
尾数
雌性
雄性
尾数
比例(%)
尾数
比例(%)
Ⅰ龄
≤30.0
656
633
96.5
8
1.2
Ⅱ龄
30.1~50.0
512
327
63.9
116
22.7
Ⅲ龄
50.1~55.0
6
2
33.3
4
66.7
Ⅳ龄
≥55.1
4
0
0.0
4
100.0
下列叙述正确的是( )
A.该黄鳝种群的年龄结构为衰退型
B.种群中雄黄鳝的平均年龄大于雌性
C.随年龄增长雄黄鳝数量逐渐增加
D.该黄鳝种群的雌雄比例约为1∶1
2.(2024·广东·高考真题)Janzen-Connel假说(詹曾-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是( )
A.亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B.鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡
C.中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低
D.我国农业实践中采用的水旱轮作,可减少农药的使用量
3.(2024·贵州·高考真题)酵母菌W是一种产果胶酶工程菌。为探究酵母菌W的果胶酶产量与甲醇浓度(Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ)的关系。将酵母菌W以相同的初始接种量接种到发酵罐,在适宜条件下培养,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵罐中接种量越高,酵母菌W的K值越大
B.甲醇浓度为Ⅲ时,酵母菌W的果胶酶合成量最高
C.72h前,三组实验中,甲醇浓度为Ⅱ时,产果胶酶速率最高
D.96h后,是酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期
4.(2024·全国·高考真题)用一定量的液体培养基培养某种细菌,活细菌数随时间的变化趋势如图所示,其中Ⅰ~Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是( )
A.培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖
B.Ⅱ期细菌数量增长快,存在“J”形增长阶段
C.Ⅲ期细菌没有增殖和死亡,总数保持相对稳定
D.Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏
5.(2023·浙江·高考真题)东亚飞蝗是我国历史上发生大蝗灾的主要元凶,在土壤含水率<15%的情况下,85%以上的受精卵可以孵化,一旦食物(植物幼嫩的茎、叶)等条件得到满足,很容易发生大爆发。下列因素中,对东亚飞蝗的繁衍、扩散起阻碍作用的是( )
A.充沛的降水 B.肥沃的土壤
C.连片的麦田 D.仅取食种子的鸟类
6.(2023·广东·高考真题)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是( )
A.密度制约因素导致出生率下降
B.密度制约因素导致死亡率上升
C.非密度制约因素导致出生率下降
D.非密度制约因素导致死亡率上升
7.(2023·浙江·高考真题)在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情,先后两次(间隔3天)对该种群展开了调查,前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。
在两次调查间隔期内,该昆虫种群最可能遭遇到的事件为( )
A.受寒潮侵袭 B.遭杀虫剂消杀 C.被天敌捕杀 D.被性外激素诱杀
8.(2023·天津·高考真题)人口老龄化会影响人口增长率,与此推论无关的种群数量特征是 ( )
A.出生率 B.死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
二、多选题
9.(2024·山东·高考真题)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型
10.(2023·山东·高考真题)某种动物的种群具有阿利效应,该动物的种群初始密度与种群增长速率之间的对应关系如图所示。其中种群增长速率表示单位时间增加的个体数。下列分析正确的是( )
A.初始密度介于0~a时,种群数量最终会降为0
B.初始密度介于a~c时,种群出生率大于死亡率
C.将种群保持在初始密度c所对应的种群数量,有利于持续获得较大的捕获量
D.若自然状态下该动物种群雌雄数量相等,人为提高雄性占比会使b点左移
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第一章 种群及其动态
第1节 种群的数量特征
考点1:种群密度及其调查方法
一、种群密度
1.含义:种群在单位面积或单位体积中的个体数。计算方法:种群密度=种群的个体数量/空间大小(面积或体积)。
2.表示方法:
(1)小范围的水生生物——单位体积 如:每立方米水体中鲫鱼的数量
(2)大范围及陆生生物——单位面积 如:一块草地中每平方米的面积内蒲公英的数量。
3.特点:种群最基本的数量特征。
一般而言,不同物种的种群密度是不同的,同一种群在不同的时期种群密度也是不同的。种群密度反映了种群在一定时期的数量,但仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势。
4.意义:濒危动物保护、农田杂草状况调查、渔业上捕捞强度的确定、农林害虫的监测和预报等。
二、调查种群密度的方法
1.逐个计数法:调查对象—分布范围较小,个体较大。
2.估算法:调查对象—分布范围较大,个体较小。
样方法—双子叶植物、昆虫卵、蚜虫、跳蝻等。
标记重捕法—活动范围较大的动物。
黑光灯诱捕法—具有趋光性的昆虫。
(1) 样方法:
①调查方法:在被调查种群的分布范围内,随机选取若干个样方,通过计数每个样方的个体数,求得每个样方的种群密度,以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
②取样方法:调查总体为非长条形时,选择五点取样法;调查总体为长条形时,选择等距取样法。
等距取样法
五点取样法
(3) 标记重捕法
①概念:在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,做上标记后再放回原来的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例,来估算种群密度;
②计算公式:N=n×M/m(M为第一次捕获数量,N为调查种群的数量 ,m为第二次捕获中的带标记的数量,n为第二次捕获数量),均是部分/整体。
③适用范围:活动能力强,活动范围大的动物。
④注意事项:标志物不能过分醒目;标志物和标志方法不能影响标志对象正常的生理活动;标志物不易脱落;标志个体需与未标志个体混合均匀后再重捕,保证在重捕时被捕的概率相等;确保调查期间没有个体的迁入、迁出、出生、死亡;
考点2:出生率和死亡率
1.概念:在单位时间内新产生(或死亡)的个体数目占该种群个体总数的比值即出生率(死亡率)。
2.意义:是决定种群数量和种群密度的直接因素。
(1)出生率>死亡率,种群密度增大;
(2)出生率≈死亡率,种群密度相对稳定;
(3)出生率<死亡率,种群密度减小。
考点3:迁入率和迁出率
1.概念:在单位时间内迁入(或迁出)的个体数目占该种群个体总数的比值即迁入率(迁出率)。
2.意义:是决定种群数量和种群密度的直接因素。
(1)迁入率>迁出率,种群密度增大;
(2)迁入率≈迁出率,种群密度相对稳定;
(3)迁入率<迁出率,种群密度减小。
考点4:年龄结构和性别比例
一、年龄结构
1.年龄结构的类型:
类型
增长型
稳定型
衰退型
年龄特征
幼年个体多,
老年个体少。
各年龄期个体数比例相当
幼年个体少,
老年个体多
发展趋势
出生率>死亡率,种群密度增大
出生率≈死亡率,种群密度不变
出生率<死亡率,种群密度减小
图示
2.意义:可预测种群密度和数量的变化趋势。
二、性别比例
1.概念:种群中雌雄个体数目的比例。
2.应用:利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫破坏害虫种群正常的性别比例,从而达到杀虫效果。
第二节 种群数量的变化
考点1:种群的“J”型增长
1.含义:在理想条件下,以时间为横坐标,种群数量为纵坐标,画出的种群增长曲线大致呈“J”形。
2.适用对象:
(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 。
3.数学模型:Nt=N0λt
4.曲线特点:种群数量以一定的倍数连续增长。
考点2:种群的“S”形增长
1. “S”形增长含义
资源和空间有限,天敌的制约等(即存在环境阻力),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。
2. 适用对象:一般自然种群的增长
3. 环境容纳量(K值):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。
4.“S”型曲线分析
(1)AB 段:出生率大于死亡率,种群数量增加。
(2)B点(K/2):出生率与死亡率差值最大,种群增长速率最大。
(3)BC段:出生率仍大于死亡率,但差值在减小,种群增长速率下降。
(4)C点(K值):出生率等于死亡率,种群增长速率为0,种群数量达到最大(K 值),趋于稳定。
A
B
C
考点3:种群数量的波动
1.种群数量的相对稳定:在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的相对稳定。
2.种群数量的波动:对于大多数生物种群来说,种群数量总是在波动中。在K值不变的情况下,种群的数量总是围绕着K值上下波动。
3.种群数量的爆发:处在波动状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发。如蝗灾、鼠灾、赤潮等。
第三节 影响种群数量变化的因素
考点1:非生物因素
1.在自然界,种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响。
2.非生物因素对种群数量变化的影响机理
因素
举例
影响因素
阳光
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度
光照强度会影响植物的光合作用强度
温度
在温带和寒温带地区, 许多植物种子在春季萌发;蚊类等昆虫在寒冷季节到来时一般会全部死亡。
种子萌发主要是受气温升高的影响;蚊类等昆虫死亡主要是受气温降低的影响。温度会影响酶的活性
水
干旱缺水使许多动植物种群的死亡率升高;气候干旱可使东亚飞蝗种群爆发式增长。
细胞内许多生物化学反应都需要水的参与;土壤湿度会影响蝗虫产卵和孵化,同时会使青蛙等天敌死亡率上升。
3. 各因素之间的联系:非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
考点2:生物因素
1.种群内部生物因素:随着种群的增长,种内竞争会加剧,从而使种群的增长受到限制。
2.种群外部生物因素:捕食、种间竞争、寄生等都会影响种群数量。
考点3:种群研究的应用
1. 濒危动物的保护
2.渔业:中等强度的捕捞(捕捞后使鱼的种群数量处在K/2左右)有利于持续获得较大的鱼产量。
3.有害生物的防治
(1)在鼠害发生时,既适当采用化学和物理的方法控制现存害鼠的种群数量,又通过减少其获得食物的机会等方法降低其环境容纳量,才能使鼠害得到有效防治。
(2)农林害虫的防治:有效保护或引入天敌生物,有利于将害虫数量控制在较低的水平。
疑难点1:种群密度≠种群数量
种群的个体数量大,种群密度不一定大,种群密度还和种群分布的面积或体积有关。
疑难点2:样方法的计数原则
同种植物无论大小都应计数,若有正好在边界线上的个体,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则,即只计数样方相邻两条边及其顶点上的个体。(如图实心圆表示需统计的个体)
疑难点3:标记重捕法误差分析
A.若被标记个体变得更难被调查者捕捉,则估算值偏大;
B.若被标记个体易被天敌捕食,则估算值偏大;
C.若被标记个体的标志脱落,则估算值偏大;
D.若因个体间相互接触,未被标记的个体也沾上了标记颜料,则估算值偏小;
E.如果标记的个体因标记过于醒目,易被调查者发现,则估算值偏小。
疑难点4:种群数量特征间的关系
1.出生率和死亡率、迁入率和迁出率直接决定种群密度。
2.年龄结构通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度。
3.性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
疑难点5:存活曲线
存活曲线为生态学依照物种的个体从幼年到老年所能存活的比率,所做出的统计曲线。以存活数量的对数值为纵坐标,以年龄为横坐标作图,把种群的死亡—存活情况绘成一条曲线,这条曲线即存活曲线。
I型(凸型):大多数个体都能活到平均生理年龄,但达到这一年龄后,短期内几乎全部死亡,如人类和一些大型哺乳动物等。
Ⅱ型(对角线型):种群各年龄期的死亡率基本相同,如水螅、一些鸟类和小型哺乳动物。
Ⅲ型(凹型):生命早期有极高的死亡率,但是一旦活到某一年龄,死亡率就变得很低而且稳定,如牡蛎、树蛙等。
疑难点6:增长率和增长速率
1. 增长率:
(1) 概念:单位时间内净增加的个体数占原来个体数的比例。
(2) 公式:增长率=(现有个体数-原有个体数)/原有个体数×100%
(3) “J”型曲线增长率:增长率=λ-1;增长率>0,且不变。
“J”型曲线增长率
(4) “S”型曲线增长率:受种群密度制约,密度越大,增长率越小。
“S”型曲线增长率
2. 增长速率:
(1) 概念:单位时间内增加的个体数量。
(2) “J”型曲线的增长速率
(3) “S”型曲线的增长速率
疑难点7:K 值不是种群数量的最大值
K值是种群在一定环境条件下所能维持(允许达到)的种群最大数量,在环境条件没有变化的情况下,种群数量在K值上下波动,动态平衡。
疑难点8:同一种群的K 值是固定不变的吗?
同一种群的K 值不是固定不变的,会受到环境因素的影响。生物自身的遗传特性和食物、栖息场所、天敌及其他生存条件均会影响动物的环境容纳量。
疑难点9:“S”形曲线中K值与K/2值的分析与应用
1.对K值的理解:同一种生物的K值不是固定不变的,会受到环境的影响。当环境受到破坏时,K值会下降;当环境得到改善时,K值会上升。
K/2值
K值
原理
K/2值时,种群增长速率最大,资源再生能力最强
即环境容纳量,K值是可变的,与生存环境有关
应用举例
灭鼠
灭鼠后,防止鼠的种群数量在K/2值左右,若在K/2值左右,鼠的种群数量会迅速增加,无法达到灭鼠效果
降低K值,改变环境条件,使之不适合鼠生存
捕鱼
捕捞后,使鱼的种群数量维持在K/2值左右,这样鱼的种群数量会迅速回升
保证鱼生存的环境条件,尽量提升K值
疑难点10: 血细胞计数板及计数方法
1.血细胞计数板:血细胞计数板有两个方格网(图1),每个方格网刻有9个大方格,其中中间的一个大方格为计数室(图2)。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,计数室的容积为0.1 mm3(10-4 mL)。计数室通常有两种规格:16个中方格×25个小方格或者25个中方格×16个小方格(图3),两种规格的计数室均分成400个小方格。
2.计数方法(以25×16型为例):可用五点取样法统计图3中5个中方格中的总菌数,结合以下公式计算。
疑难点11:密度制约因素和非密度制约因素
密度制约因素
非密度制约因素
概念
对种群数量的作用强度与该种群密度相关的因素,如食物和天敌等生物因素
对种群的作用强度与该种群的密度无关的因素,如气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害
举例
同样是缺少食物,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大
在遭遇寒流时,有些昆虫种群不论其密度高低,所有个体都会死亡
1. 种群的数量特征:该考点主要内容包括种群的数量特征以及种群密度的调查方法,考题以选择题为主,重点考查种群的几种数量特征之间的区别与联系、不同生物种群密度调查方法的选择。
2. 种群的数量变化:该考点主要内容包括“J”形曲线和“S”形曲线增长模型、探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验以及影响种群数量变化的因素。考题以选择题为主,重点考查两种增长模型的适用条件、增长率与增长速率的区别以及K值与K/2值的应用。
【真题在再现】
1.(2024·浙江·高考真题)黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性。研究人员对洞庭湖周边某水域捕获的1178尾野生黄鳝进行年龄及性别的鉴定,结果如下表。
生长期
体长(cm)
尾数
雌性
雄性
尾数
比例(%)
尾数
比例(%)
Ⅰ龄
≤30.0
656
633
96.5
8
1.2
Ⅱ龄
30.1~50.0
512
327
63.9
116
22.7
Ⅲ龄
50.1~55.0
6
2
33.3
4
66.7
Ⅳ龄
≥55.1
4
0
0.0
4
100.0
下列叙述正确的是( )
A.该黄鳝种群的年龄结构为衰退型
B.种群中雄黄鳝的平均年龄大于雌性
C.随年龄增长雄黄鳝数量逐渐增加
D.该黄鳝种群的雌雄比例约为1∶1
【答案】B
【分析】种群的年龄结构是指种群中各年龄期个体数目的比例。性别比例是指种群中雄性个体和雌性个体数量的比例。
【详解】A、由表中信息可知:该黄鳝种群幼年(Ⅰ龄期)的个体多,老年(Ⅳ龄期)的个体少,说明该黄鳝种群的年龄结构为增长型,A错误;
B、由题意“黄鳝从胚胎期到产卵期都是雌性,产卵过后变为雄性”可推知:种群中雄黄鳝的平均年龄大于雌性,B正确;
C、分析表中信息可知:Ⅱ龄期雄黄鳝数量最多,Ⅰ龄期、Ⅲ龄期和Ⅳ龄期雄黄鳝数量非常少,C错误;
D、表中信息显示:各年龄期雌性个体的总数明显大于雄性性个体的总数,说明该黄鳝种群的雌雄比例不是1∶1,D错误。
故选B。
2.(2024·广东·高考真题)Janzen-Connel假说(詹曾-康奈尔假说)认为,某些植物母株周围会积累对自身有害的病原菌、昆虫等,从而抑制母株附近自身种子的萌发和幼苗的生长。下列现象中,不能用该假说合理解释的是( )
A.亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大
B.鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡
C.中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低
D.我国农业实践中采用的水旱轮作,可减少农药的使用量
【答案】B
【分析】种内关系包括种内互助和种内斗争。种间关系包括种间竞争、捕食、互利共生、寄生和原始合作。
【详解】A、亚热带常绿阔叶林中楠木幼苗距离母株越远,其密度越大,说明幼苗距离母株越远,植物母株的抑制作用越弱,A符合题意;
B、鸟巢兰种子远离母株萌发时,缺少土壤共生菌,幼苗死亡,说明距离母株越远,植物母株的抑制作用越强,B不符合题意;
C、中药材三七连续原地栽种,会暴发病虫害导致产量降低,说明距离越近,抑制作用越显著,C符合题意;
D、我国农业实践中采用的水旱轮作,可减少农药的使用量,说明水旱轮作可以抑制病虫害,D符合题意。
故选B。
3.(2024·贵州·高考真题)酵母菌W是一种产果胶酶工程菌。为探究酵母菌W的果胶酶产量与甲醇浓度(Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ)的关系。将酵母菌W以相同的初始接种量接种到发酵罐,在适宜条件下培养,结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.发酵罐中接种量越高,酵母菌W的K值越大
B.甲醇浓度为Ⅲ时,酵母菌W的果胶酶合成量最高
C.72h前,三组实验中,甲醇浓度为Ⅱ时,产果胶酶速率最高
D.96h后,是酵母菌W用于工业生产中收集果胶酶的最佳时期
【答案】C
【分析】由图可知,图中曲线属于S形曲线,当甲醇浓度为Ⅱ时,酵母菌W的果胶酶合成量最高,72h前,产果胶酶速率最高,即相应曲线的斜率最大。
【详解】A、K值与接种量无关,与空间、资源等因素有关,A错误;
B、由图可知,甲醇浓度为Ⅱ时,酵母菌W的果胶酶合成量最高,B错误;
C、72h前,三组实验中,甲醇浓度为Ⅱ时,产果胶酶速率最高,即相应曲线的斜率最大,C正确;
D、据图可知,96h后,果胶酶的产量下降,因此收集果胶酶的最佳时机应在96h之前,D错误。
故选C。
4.(2024·全国·高考真题)用一定量的液体培养基培养某种细菌,活细菌数随时间的变化趋势如图所示,其中Ⅰ~Ⅳ表示细菌种群增长的4个时期。下列叙述错误的是( )
A.培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖
B.Ⅱ期细菌数量增长快,存在“J”形增长阶段
C.Ⅲ期细菌没有增殖和死亡,总数保持相对稳定
D.Ⅳ期细菌数量下降的主要原因有营养物质匮乏
【答案】C
【分析】分析题图:细菌种群增长开始时呈现S曲线,达到K值后,由于营养物质消耗、代谢产物积累,种群数量逐渐下降。
【详解】A、有丝分裂是真核细胞的增殖方式,细菌是原核细胞,进行二分裂,所以培养基中的细菌不能通过有丝分裂进行增殖,A正确;
B、Ⅱ期由于资源充足,细菌经过一段的调整适应,种群增长可能会短暂出现“J”形的增长,B正确;
C、Ⅲ期细菌的增殖速率和死亡速率基本相等,总数保持相对稳定,C错误;
D、Ⅳ期培养基中营养物质含量减少和代谢产物积累,细菌种群数量会下降,D正确。
故选C。
5.(2023·浙江·高考真题)东亚飞蝗是我国历史上发生大蝗灾的主要元凶,在土壤含水率<15%的情况下,85%以上的受精卵可以孵化,一旦食物(植物幼嫩的茎、叶)等条件得到满足,很容易发生大爆发。下列因素中,对东亚飞蝗的繁衍、扩散起阻碍作用的是( )
A.充沛的降水 B.肥沃的土壤
C.连片的麦田 D.仅取食种子的鸟类
【答案】A
【分析】分析题干可知在土壤含水率<15%的情况下大多数受精卵可以孵化,所以降水太多对东亚飞蝗的繁衍、扩散起阻碍作用。
【详解】A、干旱的环境对蝗虫的繁殖、生长发育和存活有许多益处。因为蝗虫将卵产在土壤中。土壤比较坚实,含水量在10%~20%时最适合它们产卵,所以降水太多不利于其繁衍扩散,A符合题意;
B、肥沃的土壤有利于作物生长,为其提供食物(植物幼嫩的茎、叶)等条件,B不符合题意;
C、连片的麦田为蝗虫提供充足的食物等条件,C不符合题意;
D、仅取食种子的鸟类不能造成蝗虫缺乏天敌,只是这部分鸟对蝗虫的繁衍扩散未起到有效的阻碍,D不符合题意。
故选A。
6.(2023·广东·高考真题)某地区蝗虫在秋季产卵后死亡,以卵越冬。某年秋季降温提前,大量蝗虫在产卵前死亡,次年该地区蝗虫的种群密度明显下降。对蝗虫种群密度下降的合理解释是( )
A.密度制约因素导致出生率下降
B.密度制约因素导致死亡率上升
C.非密度制约因素导致出生率下降
D.非密度制约因素导致死亡率上升
【答案】C
【分析】一般来说,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,这些因素称为密度制约因素;而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,因此被称为非密度制约因素。
【详解】气温对种群的作用强度与该种群的密度无关,因此被称为非密度制约因素;蝗虫原本就会在秋季死亡,降温使它们死亡前没有产生后代,导致出生率下降,所以C正确,ABD错误。
故选C。
7.(2023·浙江·高考真题)在我国江南的一片水稻田中生活着某种有害昆虫。为了解虫情,先后两次(间隔3天)对该种群展开了调查,前后两次调查得到的数据统计结果如图所示。
在两次调查间隔期内,该昆虫种群最可能遭遇到的事件为( )
A.受寒潮侵袭 B.遭杀虫剂消杀 C.被天敌捕杀 D.被性外激素诱杀
【答案】D
【分析】(1)据图分析,第2次调查较第1次调查结果比较生殖期昆虫的性别比例变化较大。
【详解】A、若昆虫种群受寒潮侵袭,则各日龄阶段昆虫侵袭程度应一致,A错误;
B、若昆虫种群遭杀虫剂消杀,则各日龄阶段昆虫消杀程度应一致,B错误;
C、若昆虫种群被天敌捕杀,则应是低日龄阶段昆虫被影响较大,C错误;
D、性引诱剂可以吸引交配期的雄性个体,进行诱杀,因此生殖期和生殖后期雄性昆虫数量变化较大,D正确。
故选D。
8.(2023·天津·高考真题)人口老龄化会影响人口增长率,与此推论无关的种群数量特征是 ( )
A.出生率 B.死亡率 C.年龄结构 D.性别比例
【答案】D
【分析】种群的数量特征包括种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成(年龄结构)和性别比例。其中种群密度是最基本的数量特征,出生率和死亡率、迁入率和迁出率决定种群密度的大小,性别比例直接影响种群的出生率,年龄组成(年龄结构)预测种群密度变化。
【详解】AB、人口老龄化会导致出生率降低、死亡率升高,AB不符合题意;
C、老龄化会导致人口的年龄结构成为衰退型,C不符合题意;
D、理论上男女比例是1∶1,人口老龄化一般不会影响性别比例,D符合题意。
故选D。
二、多选题
9.(2024·山东·高考真题)种群增长率等于出生率减死亡率。不同物种的甲、乙种群在一段时间内的增长率与种群密度的关系如图所示。已知随时间推移种群密度逐渐增加,a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度;甲、乙中有一个种群个体间存在共同抵御天敌等种内互助。下列说法正确的是( )
A.乙种群存在种内互助
B.由a至c,乙种群单位时间内增加的个体数逐渐增多
C.由a至c,乙种群的数量增长曲线呈“S”形
D.a至b阶段,甲种群的年龄结构为衰退型
【答案】AC
【分析】由图可知,横坐标是种群密度,纵坐标是种群增长率,随种群密度增加,甲种群增长率逐渐下降,乙种群增长率先增大后逐渐下降。
【详解】A、a为种群延续所需的最小种群数量所对应的种群密度,而由a至c,乙种群的种群增长率先增大后减小,说明其存在种内互助,避免种群灭绝,A正确;
B、由a至c,乙种群种群增长率先增大后减小,说明呈S形增长,增加的个体数目先增大后减小,B错误;
C、由a至c,乙种群的种群增长率先增大后逐渐下降为0,增长率变为0时,种群数量达到最大,故乙种群数量增长曲线呈“S”形,C正确;
D、a至b阶段,甲种群增长率大于0,即出生率大于死亡率,其年龄结构为增长型,D错误。
故选AC。
10.(2023·山东·高考真题)某种动物的种群具有阿利效应,该动物的种群初始密度与种群增长速率之间的对应关系如图所示。其中种群增长速率表示单位时间增加的个体数。下列分析正确的是( )
A.初始密度介于0~a时,种群数量最终会降为0
B.初始密度介于a~c时,种群出生率大于死亡率
C.将种群保持在初始密度c所对应的种群数量,有利于持续获得较大的捕获量
D.若自然状态下该动物种群雌雄数量相等,人为提高雄性占比会使b点左移
【答案】AC
【分析】阿利效应,群聚有利于种群的增长和存活,但过分稀疏和过分拥挤都可阻止生长,并对生殖发生负作用,每种生物都有自己的最适密度。许多小种群不稳定,一旦种群密度低于某一水平,种群的相互作用就会消减。
【详解】A、初始密度介于0~a时,即种群密度小于种群生长的最适密度,对种群的生长起到阻止作用,因而种群数量最终会降为0,A正确;
B、初始密度介于a~c时,应分两段来分析。在种群数量小于b时,其死亡率大于出生率,当种群数量大于b时,其出生率大于死亡率,表现为种群数量上升,B错误;
C、将种群保持在初始密度c所对应的种群数量,此时种群增长速率最大,同时在种群密度高于c时进行捕获并保留在c,有利于持续获得较大的捕获量,C正确;
D、自然状态下雌雄数量相等,从性别比例上看最有利于种群繁殖,此时人为提高雄性比例,会造成一定程度上的性别比例失调,不利于种群密度增长,使种群增长速率减小;即人为提高雄性比例时,需要更大的种群密度才能弥补,使种群增长率维持到0而不为负,即此时b点右移,D错误。
故选AC。
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