第43讲 种群及其动态-【高效备考】备战2025年高考生物一轮复习精品课件

第43课时 种群及其动态 一、 种群的数量特征 二、 种群数量的变化及影响因素 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 课标要求 核心素养 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．尝试建立数学模型解释种群的数量变动。 3．举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。 4．探究培养液中某种酵母菌种群数量的动态变化。 1.生命观念：通过分析生长素的发现过程和分析植物激素间的相互作用，建立普遍联系的观点。 2.科学思维：通过植物向性运动的结果、生长素生理作用的两重性曲线及对两重性实例的分析，通过学习其他植物激素的种类及作用，培养用逻辑思维解决问题的能力。 3.科学探究：通过“生长素类调节剂促进插条 生根的最适浓度”及“与植物激素相关的实验设计”的实验，掌握实验设计及对实验结果的分析与评价能力。 4.社会责任：通过其他植物激素在农业生产方面的应用，形成关注社会、关注人体健康的理念。 一、 种群的数量特征 种群的概念： 在一定的自然区域内的同种生物的全部个体。 种群的数量特征 (1)种群密度 (2)出生率和死亡率 (3)迁入率和迁出率 (4)年龄结构 (5)性别比例 (最基本的数量特征) 数量特征 概念 意义 种群密度 出生率、 死亡率 迁入率、 迁出率 年龄组成 性别比例　　　 种群在单位面积或单位体积中的个体数 种群密度是种群 最基本的数量特征 单位时间内新产生的个体(死亡的个体)数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率 直接决定种群密度的因素。要控制人口过度增长，必须降低出生率 在单位时间内迁入(迁出)的个体数目占该种群个体总数(年初个体总数)的比率 直接决定种群密度的因素 种群中各年龄期的个体数目比例 可预测种群密度的变化 种群中雌雄个体数目的比例 对种群密度也有一定的影响 通过影响出生率影响种群密度 一、 种群的数量特征 1.种群的数量特征 一、 种群的数量特征 2.种群的数量特征之间的相互关系 种群密度 死亡率 迁入率 出生率 迁出率 性别比例 年龄结构 种群密度 = 种群的个体数量 / 面积或体积 注意：种群数量不等于种群密度，即种群数量多，种群密度不一定大 易错提醒：年龄组成并不能决定种群的数量，只是预测种群密度的变化趋势。但这种趋势不一定能实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等环境因素的变化。 (1)直接决定种群密度的因素是________________、________________。 (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________________，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。 一、 种群的数量特征 2.种群的数量特征之间的相互关系 增长型　 稳定型 衰退型　 年龄结构 出生率 死亡率 性别比例 出生率和死亡率 迁入率和迁出率 出生率和死亡率 出生率 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 种群密度的 调查方法 逐个计数法 估算法 (适用于分布范围较大， 难以逐个计数的种群) (适用于分布范围较小，个体较大的种群) ①样方法 ②标记重捕法 ③黑光灯进行灯光诱捕法 ④抽样检测法 (适用于植物或活动范围小的动物，如调查某种昆虫卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等) 适用于活动能力强、活动范围大的动物，如鸟类、哺乳类等 (适用于有趋光性的昆虫) (适用于酵母菌等微生物) [易错提醒]　调查种群数量的其他方法：用红外触发相机拍摄照片和视频；根据动物的粪便特征计数；通过动物的声音特征进行计数。 调查大熊猫、东北虎、东北豹的种群密度 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 (1)样方法： 确定调查对象 选择容易辨别个体数目的 叶草本植物,不选丛生或蔓生，难以辨认”的 叶草本植物 双子 单子 取样 取样关键：__________。 随机取样 常用取样方法 五点取样法 等距取样法 适用于非长条形样方 适用于长条形样方 计数 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 (1)样方法： 计数 同种生物个体无论大小都要计数，若正好在边界线上，应“计上不计下，计左不计右” ，即只计数相邻两边及夹角上的个体。 计算 某植物种群密度＝______________________________。 各个样方种群密度的平均值 [易错提醒]　 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。草本植物样方的大小一般以 1m2 的正方形为宜，如果该种群个体数较少，样方面积可适当扩大。如乔木的样方面积为 100m2，灌木为 16m2。 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。 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 (1)样方法： 第1次12只 第2次捕获10只有标记的4只 多少只 30只 12 4 10 = 总数 种群数量(N) 首捕标记数(M) 重捕总数(n) 重捕中标记数(m) = 公式： 捕获 标记 放回 重捕 步骤： N只 M只 n只:其中m只带标记 (2)标记重捕法： 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 误差分析 若被标记个体变得更难被调查者捕捉，则估算值偏_____； 若被标记个体易被天敌捕食，则估算值偏___； 若被标记个体的标志脱落，则估算值偏___； 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____； 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____； 大 大 大 小 小 初次捕获并标记数(M) 个体总数(N) 重捕获的标记个体数(m) 再次捕获的个体数(n) = (2)标记重捕法： 3.种群密度的调查方法 一、 种群的数量特征 (1)种群数量越多，种群密度就越大(　　) (2)用样方法调查植物的种群密度时，要选择生长茂盛处取样(　　) (3)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(　　) (4)种群密度大的种群在未来的种群数量也一定较大(　　) (5)出生率和死亡率及迁入率和迁出率都直接影响种群密度的改变(　　) (6)年龄结构为增长型的种群，种群数量一定会越来越大(　　) (7)性别比例会影响出生率和死亡率，进而影响种群密度(　　) (8)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(　　) (9)等距取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛卵的种群密度( ) (10)池塘中变形虫、草履虫这些单细胞动物的种群密度的调查可用抽样检测法( ) 4. 种群数量的波动和下降 种群数量的变化 种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线 二、 种群数量的变化及影响因素 二、 种群数量的变化及影响因素 1.种群数量变化的研究方法 建立______模型。 (1)研究方法： 数学 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_____________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_______________。 数学形式 检验或修正 (2)研究步骤： [易错提醒]　数学模型一般以方程式、公式、曲线和柱形图等形式呈现。 二、 种群数量的变化及影响因素 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 (1)种群的“J”形增长： ①模型   种群数量 时间 增长速率 时间 增长率 时间 ②原因 食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和其他竞争物种等 ③公式 N0 ：为起始数量； t：为时间； Nt ：表示t年后该种群的数量； λ ：表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。 [易错提醒]　 λ≠增长率： λ为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%。 二、 种群数量的变化及影响因素 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 (1)种群的“J”形增长： 1-4年，种群数量__________ 4-5年，种群数量__________ 5-9年，种群数量__________ 9-10年，种群数量_______ 10-11年，种群数量_____________ 11-13年，种群数量_____________________ 前9年，种群数量第_______年最高 9-13年，种群数量第______年最低 呈“J”形增长 增长 相对稳定 下降 下降 11-12年下降，12-13年增长 5 12 据图说出种群数量如何变化 二、 种群数量的变化及影响因素 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 (1)种群的“J”形增长： 二、 种群数量的变化及影响因素 又称__________,指一定的环境条件所能维持的____________。 (2)种群的“S”形增长 ①模型 ②K值 环境容纳量 种群最大数量 概念： 原因： 种内竞争 出生率 死亡率 出生率 死亡率 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 K值的表示方法 K值与K/2的应用 K/2值 渔业捕捞后的种群数量要在K/2处 K/2前防治有害生物，严防达到K/2处 K值 减小环境阻力→增大K值→保护野生生物资源 增大环境阻力→降低K值→防治有害生物 草原最大载畜量不超过K值→合理确定载畜量 二、 种群数量的变化及影响因素 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 ①K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 坏的前提下所能容纳的最大值；种群 所达到的最大值会超过K值，但这个值存在的时间很短,因为环境会遭到破坏。 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。 ③在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动,当种群数量偏 离K值的时候，会通过负反馈调节使种群数量回到K值。 二、 种群数量的变化及影响因素 2.种群的“J”形增长和“S”形增长 K值不是一成不变的 “J”形增长 “S”形增长 K值 联系 比较种群的“J”形和“S”形增长,完成下表： 任务一 种群“J”形增长曲线表明生物种群具有过度繁殖潜能。 种群“S”形增长是生物在自然界环境阻力作用下的必然结果。 阴影表示环境阻力，两条曲线数量差表示被淘汰的个体数。 环境阻力减小，K 值增大； 环境阻力增大，K 值减小。 环境阻力 食物不足 空间有限 种内斗争 天敌捕食 气候不适 传染病等 种群数量 1 2 3 4 5 6 7 400 时间/d 300 200 100 0 K值 无K值 有K值 22 二、 种群数量的变化及影响因素 3.种群数量变化的影响因素 生物因素： 外部的生物因素 内部的生物因素: 种间竞争 捕食 寄生 非生物因素： 阳光 温度 水等 捕食者与被捕食者之间往往体现出循环因果关系。循环因果关系对维持稳态有重要作用。 影响出生率、死亡率、迁人率、迁出率、年龄结构、性别比例等种群特征 种群数量 种内竞争 (非密度制约因素) (密度制约因素) (非生物因素为非密度制约因素， 但光照等非生物因素为密度制约因素) (1)密度制约因素: ①概念: 一般来说，_____________等___________对种群数量的作用强度与该种群密度是______的； ②举例: 同样是缺少食物，种群密度______，该种群受食物短缺的影响就_____； (2)非密度制约因素: ①概念: ___________等_________以及___________等________，对种群的作用强度与种群密度_______； ②举例: 在遭遇寒流时, 有些昆虫种群不论其密度______，所有个体都会死亡。 食物和天敌 相关 越高 越大 气温和干旱 生物因素 气候因素 地震、火灾 自然灾害 无关 高低 (生物因素的特点) 【思考】生物因素都是密度制约因素,非生物因素都是非密度制约因素( ) (生物因素一般都是密度制约因素) (非生物因素为非密度制约因素， 但光照等非生物因素为密度制约因素) 二、 种群数量的变化及影响因素 3.种群数量变化的影响因素 × 误认为种群数量最大值为K值或误认为种群数量不会超过K值 K值即环境容纳量，它是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。种群在某些时段，可能由于环境条件变化或内部因素的影响，其数量偶尔超过K值或偶尔在K值以下，即在K值上下波动，故K值并非任一时刻种群的最大值，如下图甲中A、B均非K值， 下图甲模型中: 猎物种群数量超过 ，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过 ，则引起猎物种群数量减少，两者相互作用，使猎物和捕食者的数量分别在 和 水平上保持动态平衡。从而判断猎物和捕食者的K值分别为 和 。 P3 P2 P1 猎物 捕食者 猎物种群数量/N 捕食者种群数量/P N2 P3 N3 P2 N2 P1 N1 P2 N2 P3 N2 P2 N2 P2 N2 P2 误认为种群数量最大值为K值或误认为种群数量不会超过K值 (1)环境容纳量是指种群的最大数量( ) (2)一个物种引入新地区后，一定呈“J”形增长( ) (3)“J”形曲线是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式(　　) (4)在理想条件下，影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量(　　) (5)不同种生物种群的K值各不相同，但同种生物种群的K值固定不变(　　) (6)林下光照较弱会使所有林下植物的种群数量下降(　　) (7)林冠层的郁闭度越大，林下植物获得的光照强度越大(　　) (8)气温、干旱、传染病等都属于非密度制约因素( ) (9)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的(　　) (10)降低农林害虫的K值是防治害虫的最根本措施，杀虫效果最好的时期是在害虫种群数量达到K值时(　　) 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 理想的无限环境中呈“_____”形曲线 有限环境条件下呈“_____”形曲线。 培养液的_____、空间、____ 、温度等因素的影响。 1.实验原理 成分 pH J S 抽样检测法 培养基种类： 种群增长影响因素： 增长规律： 检测方法： 液体培养基培养酵母菌 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 2.实验过程 酵母菌培养： 振荡培养液： 取样观察并计算： 重复(2)(3)步骤： 液体培养基，无菌条件 目的是使酵母菌均匀分布于培养基中 ①将含有酵母菌的培养液滴在血细胞计数板上盖波片边缘，让培养液自行渗入，用滤纸吸去多余的培养液 ②静置数分钟,待细胞全部沉降到计数室底部,将计数板放在在载物台中央,计数一个小方格内酵母菌数量 ③估算10mL培养液中酵母菌总数 连续测定7天,汇图分析 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 (1)开始一段时间内，酵母菌的增长符合“________”形曲线增长模型。 (2)de段曲线下降的原因可能有______________________________________ ____________________________________________。 S　 营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等 3.结果分析 (2)显微镜计数时，对于压在小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。 (1)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前后自身对照 (4)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 (5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。 (6)接种后需立即进行第一次抽样检测计数(测起始数据） 4.实验注意事项及分析 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 (7)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤 纸吸去。 (8)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数。 (9)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，以每小方格内含有 4～5 个酵母细胞为宜。稀释培养液时要进行定量稀释，便于计算。 (10)血细胞计数板必须保持干燥，否则培养液将不能渗入计数室。 (11)清洗血细胞计数板的正确方法是浸泡和冲洗，不能用试管刷或抹布擦洗。冲洗干净后不能用纱布或吸水纸擦干，应自然晾干或烘干或用吹风机吹干。 4.实验注意事项及分析 三、 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 规格一：25×16型 A1 A2 A3 A4 A5 规格二：16×25型 A1 A3 A2 A4 酵母菌计数 33 滴液处 1.每个大方格的面积为: 1 mm2 已知加盖玻片后的深度为0.1 mm; 2.每个大方格的容积为: 0.1 mm3= 思考: (10-4mL) 1mL=103 mm3 酵母菌计数 将样液稀释100倍，采用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)计数，观察到的计数室中细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是___________个/ mL。 1×108 5 4 3 4 4 1 mL培养液中细胞个数＝[A/(16×5)]×400× 104 ×稀释倍数 (注:5个中方格中总菌数为A) 1 mL培养液中细胞个数＝(20/16×5)×400× 104 ×100=1×108 = 100 ×400×104×稀释倍数 A1+A2+A3+A4 16×25型 A1 A2 A4 A3 1mL样品中酵母菌数= A1、A2、A3、A4分别为四个中方格中的酵母菌数。 A1+A2+A3+A4 100 ×400÷0.1mm3×稀释倍数 1mm3=10-3mL 抽样检测法估算试管中的酵母菌总数 酵母菌计数 (1)制片时，先将盖玻片放在计数室上，用吸管将培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去(　　) (2)制好装片后，应稍待片刻，待酵母菌全部沉降到计数室底部，再用显微镜进行观察、计数(　　) (3)本实验可以不设置对照实验，但需要设置重复实验,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。( ) √ 1.(2022·高考全国卷甲)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右图所示。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(　　)  A．甲、丙、乙 B．乙、甲、丙 C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲 经典真题 √ 2．(2022·山东等级考)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：由题干信息“根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量”，可假设该种群总数为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符合题意。 经典真题 √ 3．(2020·江苏选择考)下列关于探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”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 经典真题 4.(2023·山东等级考)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，结果如右图。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 √ 经典真题 5．(2022·高考全国卷乙)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)。 解析：调查动物的个体数量和活动范围等不同，样方的多少、样方大小也应不同；选取样方时，要做到随机取样，不能掺入主观因素。 确定样方的多少、确定样方面积的大小、做到随机取样　 经典真题 (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____________。 解析：样方内的种群密度应该与调查区域中的种群密度大致相等；该区域的种群数量＝样方内的种群密度×区域总面积＝(n/m)×S，即nS/m。  (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)。 解析：与标记重捕法相比，题述调查方法不需要捕捉并标记调查动物，避免捕捉、标记等对动物造成的影响；调查周期短。 nS/m　 不需要捕捉并标记调查动物，避免捕捉、标记等对动物造成的影响；调查周期短 经典真题 $$