2025届高三生物一轮复习知识清单：种群及其动态

第28讲 种群及其动态 考点一 种群的数量特征 一、种群：定义：在一定空间范围内，同种生物所有个体形成的集合就是种群。 注意: (1)种群是生物进化的基本单位，也是物种繁殖的基本单位(即同一个种群内的个体要能相互交配产生后代)。 (2)种群的两个“要素”与两个“条件”： ①两个要素：“同种”和“全部”(包括这一种生物的所有幼年、成年及老年个体)。 ②两个条件：“时间”和“空间”，即种群具有一定的时空限制，离开一定的空间和时间的种群是不存在的。 (3)个体、种群和物种的关系 ①个体与种群：种群不是同种个体简单相加，而是通过种内关系组成的一个有机整体。 ②种群与物种：种群是物种的存在形式，是物种在自然界存在的基本单位，同一物种可以形成许多个种群。 二、种群特征：种群有的但个体没有的特征 （一）种群密度：是种群最基本的数量特征 1、定义:种群在单位面积或单位体积中的个体数量就是种群密度; ①小范围的水生生物——单位体积； ②大范围及陆生生物——单位面积。 注意：种群数量不等于种群密度 种群密度是种群在单位面积或单位体积中的个体数，强调“单位面积或单位体积”，即种群数量增加，种群密度不一定增加。 2、 调查种群密度的方法 (1)逐个计数法：调查分布范围较小，个体较大的种群时。 (2)估算法： ①样方法；②标记重捕法；③黑光灯诱捕法； ①样方法： A、适用范围：多用于植物、活动能力弱的动物。如：调查植物种群密度、昆虫卵的密度、蚜虫、跳蝻的密度等。 B、含义：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，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计值。样方大小以1m2为宜。 C、常用的取样方法：五点取样法、等距取样法；（对于方形地块常用五点取样法(如图甲)，狭长地块常用等距取样法(如图乙) D、 调查程序： 确定调查对象→随机选取若干个样方→计数每个样方内的个体数→求每个样方的种群密度→求所有样方种群密度的平均值（注意：计算的方法，先计算每个样方的种群密度，再计算所有样方种群密度的平均值） 注意：调查对象要选熟悉的又容易计数的植物。例如一般不选丛生或蔓生的单子叶草本植物,而选择个体数目容易辨别的双子叶草本植物。 注意: I、随机取样（关键)； II、选取样方的个数要依总面积的大小而定，总面积大的选取样方要多些； III、植物的大小不同，样方面积也应不同。如乔木一般为100m2，灌木一般为16m2，草本植物一般为1m2。 E、样方法及误差分析（见右侧） ②标记重捕法 A、 适用范围：活动能力强的动物； B、含义：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，估算种群密度。 注意: I、标记个体与未标记个体在重捕时被捕获的概率相等； II、调查时没有迁入和迁出、出生和死亡； III、标志物不能过于醒目，不能影响标记对象的正常生理活动，且标志物不易脱落； C、计算方法： 设某种群的总数为N ，第一次捕获标记的个体为M，第二次重捕的个体数为n，其中已标记的为m，则：N:M=n:m，可得： E、 利用标记重捕法估算种群密度的误差分析； ③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。 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。 ④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。 （二）出生率和死亡率 １、定义（注意计算的方法）： 出生率：是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。通常以a％表示。 死亡率：是指单位时间内种群的死亡个体数与种群个体总数的比值。 例：1983年，我国平均每千人生出18.62人，我国人口在这一年的出生率是多少？（1.862%） 2、 意义：出生率和死亡率是决定种群密度的直接原因； 3、 与种群密度的关系： Ａ、出生率>死亡率：种群密度增加； Ｂ、出生率<死亡率：种群密度降低； （三)迁入率和迁出率 １、定义：某种群单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率，分别称为迁入率或迁出率。 ２、意义：迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义。迁入率和迁出率也直接决定种群密度的大小。 注意：决定种群密度变化的直接因素:出生率和死亡率、迁入率和迁出率。在具体环境中的种群要根据实际情况分析。 （四)年龄结构 1、定义： 指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。 ２、类型 ３、年龄结构的三种图示 ４、意义:年龄结构对于预测种群密度的变化趋势具有重要意义。 注意： ①年龄结构可以预测种群数量的变化趋势，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。 ②年龄结构通过影响种群的出生率和死亡率来影响种群密度； ③年龄结构稳定≠种群数量稳定： 　　出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还与气候、食物、天敌等因素有关，如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。 （5） 性别比例 １、定义：性别比例是指种群中雄性个体和雌性个体数目的比例。 ２、意义：性别比例可以影响种群密度的变动(通过影响出生率间接影响种群密度)； ３、应用： 利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体，破坏害虫种群正常的性别比例，从而达到杀虫效果。 三、注意： １、重要结论： ①直接反映种群的繁荣与衰退的特征是种群密度。 ②能够直接决定种群大小变化的特征是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。 ③能够预测种群变化方向的特征是年龄结构,年龄结构是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。 ④能够间接影响种群个体数量变动的特征是性别比例,性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。 ２、五大特征之间的相互关系： ３、种群数量变化的特殊实例 (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。 考点二　种群数量的变化及影响因素 1、种群数量变化的研究方法。 (1)研究方法:建构数学模型。 (2)常见形式：数学公式（准确，不直观）、曲线图（直观，不够准确）等; (3)一般步骤: ①观察研究对象,提出问题→②提出合理的假设→③根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达→④通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正。 3、 种群的“J”形增长 注意： 1、种群“J”形增长的数学方程式模型：Nt＝N0λt，λ代表种群数量增长倍数，不是增长率。 (1)λ＞1时，种群密度增大，如图中AB段(不包括B点)。 (2)λ＝1时，种群密度保持稳定，如图中B、D点。 (3)λ＜1时，种群密度减小，如图中BD段(不包括B、D点)。 (4)种群的最大数量在B点；种群的最小数量在D点。 2、种群增长率和增长速率 (1)含义 ①增长率：单位时间内新增加的个体数占原有个体数的比例，即： 增长率＝×100%。 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。 假设某一种群的数量在某一单位时间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： 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)/单位时间＝(Nt－N0)/t(有单位，如个/年)。 3、λ≠增长率 (1)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。 (2)增长率＝[(末数－初数)/初数]×100%＝[(N0λt＋1－N0λt)/N0λt]×100%＝(λ－1)×100%。 4、 种群的“S”形增长 注意： 1、 对“S”形曲线的分析： ①a点以前是生物对环境的适应期，种群数量增长较慢的原因是个体数量 少，因此增长速率很小。 ②ab段是快速增长期，种群数量快速增长，K/2时增长速率达到最大，此 时食物、空间相对充裕，天敌数量少。 ③bc段，随着种群密度的增加，个体间因食物、空间和其他生活条件的争 夺而导致种内竞争加剧，使种群出生率降低，死亡率升高。 ④达到K值时，种群出生率等于死亡率，种群数量保持相对稳定。 2、S型曲线特点： 增长率是变化的；种群的数量有最大值(即K值）； A、 不要认为种群数量不会超过K值(实际数量有可能超过K值）； B、不要错误的认为S型曲线的开始部分为J型增长； C、要区分种群数量的变化与种群数量的增长；变化包括增长、波动、稳定、下降等；而J型和S型曲线只是研究种群数量的增长； 3、有关K值(环境容纳量)的分析 (1)K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。 4、“S”型增长曲线的解读和分析方法 (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，天敌数量增加，种群增长速率下降。 (3)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。 5、K值的四种表示方法 图中t1时所对应的种群数 量为K/2,t2时所对应的种 群数量为K值。 6、种群“S”形增长曲线在实践中的应用 （1）曲线分析 b点的应用 控制害虫数量应尽早进行，将种群数量控制于加速期(b点)之前，严防种群增长进入加速期 c点(K/2值)的 应用 对有害生物：严防种群数量达到该点，如灭鼠达到K/2时，鼠害将难以控制 对有益资源：黄金利用点，当资源利用后维持于该点时将具最强更新能力，符合可持续发展原则 e点(K值)的应用 对有害生物：限制生存条件，降低环境容纳量，如封存粮食、硬化地面以限制鼠的种群数量 对有益生物：改善生存条件，尽量提升K值，如建立自然保护区，保护大熊猫 （2）实践应用 注意：K值与K/2的应用 应用(以大熊猫为例)： (1)大熊猫锐减的重要原因 大熊猫栖息地遭到破坏后，由于食物的减少和活动范围的缩小，其K值会变小。 (2)保护（应对）措施 建立自然保护区，改善它们的栖息环境，从而提高环境容纳量，是保护大熊猫的根本措施。 7、下图表示的是种群数量增长曲线,据图分析: ①图中b曲线的形成过程中何时出现了环境阻力? 提示　始终存在环境阻力。 ②曲线a、b哪类更符合自然界种群数量变化的实际情况? 提示　b类。 ③图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。 8、 最大捕捞量≠最大日捕获量 及时捕捞可持续获得最大捕捞量，但不能获得最大日捕获量——最大日捕获量应对应种群密度最大时。 9、增长率、增长速率、λ值的辨析 (1)在“J”形曲线中增长率不变；在“S”形曲线中增长率逐渐减小。不能认为“S”形曲线的开始部分是“J”形曲线。 (2)在“J”形曲线中种群增长速率不断增大；在“S”形曲线中种群增长速率先增大，在K/2时达到最大，然后逐渐减小。 (3)λ值为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。在“J”形曲线中增长率和λ的关系是：λ＝增长率＋1。 10、种群数量的波动 (1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动中的种群,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。 11、 误认为种群数量最大值为K值或误认为种群数量不会超越K值 K值即环境容纳量，它是指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。 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，其数量偶尔超越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。 图乙的“捕食者—猎物”模型中最可能代表猎物和捕食者K值的数据分别为N2和P2。分析该模型不难发现，猎物种群数量超过N2，则引起捕食者种群数量增加；捕食者种群数量超过P2，则引起猎物数量减少，两者相互作用，使猎物和捕食者的数量在N2和P2水平上保持动态平衡。 例题：1、(2022·山东烟台调研)科学家通过研究捕食关系，构建了捕食者—猎物模型，如图甲所示(图中箭头所指方向代表曲线变化趋势)；图乙为相应的种群数量变化曲线。下列叙述错误的是(D) A.图甲所示模型能表示捕食者和猎物的种群数量均能维持相对稳定 B.图甲中曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节 C.图甲中①②③④种群数量变化与图乙中a、b、c、d依次对应 D.图乙中P为猎物的种群数量，H为捕食者的种群数量 【解析】据图甲分析，由于负反馈调节，捕食者和猎物的种群数量均能维持相对稳定，A正确；图甲中曲线变化趋势反映了生态系统中普遍存在的负反馈调节，即猎物的种群数量增加，捕食者的种群数量也增加，使猎物的种群数量增加受到抑制，B正确；图甲中①区域表示猎物种群数量增加引起捕食者的种群数量增加，对应图乙中a；②区域猎物种群数量减少，捕食者种群数量继续增加，对应图乙中b；③区域表示随着猎物种群数量减少，捕食者种群数量减少，对应图乙中的c；④区域表示捕食者数量继续减少，而猎物种群数量开始增加，对应图乙中的d，C正确；数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的非同步性变化，属于捕食关系，因此图乙中后变化的P为捕食者的种群数量，先变化的H为猎物的种群数量，D错误。 2、生态策略是生物在种群水平上对环境变化的适应策略。其中r对策生物通常个体小，寿命短，生殖力强但存活率低，亲代对后代缺乏保护；K对策生物通常个体大，寿命长，生殖力弱但存活率高，亲代对后代有很好的保护。 图甲两条曲线分别表示K、r对策生物当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt＋1)之间的关系，虚线表示Nt＋1＝Nt。 (1)据图甲分析，K对策物种的动态曲线有两个平衡点，即稳定平衡点S和绝灭点X，当种群数量高于X时，种群数量可以回升到S，因此种群通常能稳定在一定数量水平上，该数量水平被称为____________________。但种群数量一旦低于X就会走向绝灭，这正是东北虎等濒危动物所面临的状况。为了保护东北虎，最有效的措施是____________________________。 (2)据图甲比较分析，r对策物种的曲线特点是___________________________，这正是人们消除有害生物的危害所面临的状况。家鼠的寿命只有两年，几乎全年均可繁殖，种群数量每天可增加1.47%，在种群密度极低时也能迅速回升，最终形成________形增长曲线。 (3)图乙曲线Ⅱ是在草原中投放了一定数量的蛇，缓解草原的鼠患。曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是________(用图中字母表示)。若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡，则图中α的角度将会________。调查草原鼠的种群密度时，采用了标记重捕法，得到的结果是N只/km2。鼠被捕获一次以后更难捕捉到，由此推测该调查结果与真实结果相比________(填“偏大”“相等”或“偏小”)。 提示：(1)环境容纳量(K值)　就地保护(建立自然保护区)　(2)只有一个稳定平衡点而没有绝灭点　S　(3)ef　增大　偏大 考点三 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 1、实验原理 (1)用液体培养基培养酵母菌时，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。 (2)在理想的环境中，酵母菌种群呈“J”形增长；自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”形增长。 (3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法。 2、血细胞计数板及其使用 (1)血细胞计数板：通常有两种规格，一种是一个大方格分成16个中方格，每个中方格又分成25个小方格；另一种是一个大方格分成25个中方格，每个中方格又分成16个小方格。但无论哪种规格的计数板，每个大方格都有16×25＝400个小方格。一个大方格长和宽各为1 mm，深度为0.1 mm，容积为0.1 mm3。 (2)计数方法：对于16×25的计数板而言，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的计数板而言，计四角和正中间的(共5个)中方格共计80个小方格中的个体数量。(如下图所示) (3)计算方法： ①16×25型的计数板：酵母细胞个数/mL＝(100个小方格中细胞总数/100)×400×10 000×稀释倍数。 ②25×16型的计数板：酵母细胞个数/mL＝(80个小方格中细胞总数/80)×400×10 000×稀释倍数。 注意：也可以采用比例来计算 3、操作过程 4、结果及分析 (1)开始一段时间内,酵母菌的增长符合“S”形曲线增长模型。 (2)de段曲线下降的原因可能有：①营养物质随着消耗逐渐减少； ②有害产物逐渐积累；③培养液的pH等理化性质发生改变等。 5、实验注意事项 (1)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。 (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)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。 (4)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。 (5)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。 (6)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，以每个小方格内含有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。 (7)每天计数酵母菌数量的时间要固定。结果的记录最好用记录表，如： 时间/d 1 2 3 4 5 6 …… 数量/个 …… 考点四　影响种群数量变化的因素 1、非生物因素对种群数量变化的影响。 (1)非生物因素的种类:主要包括阳光、温度、水等。 (2)影响实例。 ①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（指林冠层遮蔽地面的程度）,即主要取决于林下植物受到的光照强度。 ②温度:春季植物种子的萌发以及寒冷季节蚊类等昆虫的死亡。 ③水分:干旱缺水会使植物和动物的死亡率升高,但会导致东亚飞蝗种群爆发式增长。 (3)非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。 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。 2、生物因素对种群数量变化的影响。 (1)种内关系:随种群数量增长种内竞争加剧,会影响种群数量进一步增长。 (2)种间关系。 ①竞争和捕食都会影响种群数量变化。 ②作为宿主的动物被寄生虫寄生,细菌或病毒引起的传染病也会影响种群数量变化。 3、密度制约因素和非密度制约因素。 (1)密度制约因素: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。 (2)非密度制约因素: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。 4、种群研究的应用。 (1)在野生生物资源的合理利用和保护、有害生物的防治等方面都有重要意义。 (2)指导农牧业和渔业生产,如捕捞量在K/2左右中等强度的捕捞有利于持续获得较大的鱼产量。 5 学科网（北京）股份有限公司 $$