2026届高三生物一轮复习课件1.种群及其动态

1.种群及其动态 1.1 种群的数量特征 1.2 种群数量的变化 1.3影响种群变化的因素 种群的概念： 生活在同一区域内，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） （种群是 的基本单位，是 的基本单位） 繁殖 进化 1. 种群密度 （1）定义： 种群在单位面积或单位体积中的个体数。 种群个体总数 面积或体积 种群密度 = 陆生生物 水生生物 （2）种群密度的调查方法： 逐个计数法 估算法 ①样方法 ②标记重捕法 ③黑光灯诱捕法 ④抽样检测法 其他方法 适用于分布范围较小，个体较大的种群。（如珙桐） 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 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。 ①样方法 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。 确定调查对象 选择容易辨别个体数目的双子叶草本植物,不选丛生或蔓生，难以辨认”的单子叶草本植物。 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 样方大小：__________。 一般为1m2正方形 样方内的全部计数，边界线上的个体只计相邻两边及其夹角顶点上的个体。 “计上不计下，计左不计右” 计数 计算 ①样方法 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：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。如乔木的样方面积可以为 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。 ①样方面积适宜 ②随机取样 ③样方数量适宜 ②标记重捕法 在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记（M个）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（n个）中标记个体数（m个）占总个体数的比例，来估算种群密度。 第1次12只 第2次捕获10只有标记的4只 12 4 10 = 总数 捕获 标记 放回 重捕 N只 M只 n只:其中m只带标记 种群数量(N) 首捕标记数(M) 重捕总数(n) 重捕中标记数(m) = × ①标记物意外消失、脱落 ②标记对动物造成伤害、死亡 ③被标记个体被再次捕获的机会降低 种群密度估算值偏大 种群密度估算值偏小 ①标记过于醒目，导致更容易被研究者重捕 ②被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获（在被标记个体密集处被捕获） ②标记重捕法 数量特征 概念 种群密度 出生率、 死亡率 迁入率、 迁出率 年龄结构 性别比例　　　 种群在单位面积或单位体积中的个体数 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 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 （研究城市人口变化时，不可忽视） 种群中各年龄期的个体数目比例 可预测种群密度的变化 通过影响出生率和死亡率从而影响种群密度 种群中雌雄个体数目的比例 通过影响出生率从而影响种群密度 2. 种群的其他数量特征 2. 种群的其他数量特征 如图为种群数量特征间的相互关系，请据图判断各字母代表的含义。 A.　　　　，B.　　　　，C.　　　　　，D.　　　　　，E.　　　　，F.　　　　。 迁入率 出生率 性别比例 年龄结构 迁出率 死亡率 年龄结构 稳定型 衰退型 增长型 稳定型 增长型 衰退型 稳定型 增长型 衰退型 稳定型 增长型 P4思考·讨论2：年龄结构为稳定型的种群，种群数量近期一定能保持稳定吗？原因是? 不一定。出生率和死亡率不完全取决于年龄结构，还受食物、天敌、气候等多种因素影响，且种群数量还受迁入和迁出的影响。 P4：用行引诱剂降低害虫种群密度的原理是什么？ 性引诱剂诱杀雄性个体，改变了害虫种群的正常性别比例，使很多雌性不能完成交配，从而降低害虫种群的出生率，最终降低种群密度。 比较：黑光灯诱捕昆虫和性外激素诱杀害虫的原理相同吗？分别属于生态系统中的何种信息传递？ 原理不同。前者利用了昆虫的趋光性，后者利用了昆虫之间通过化学物质传递信息的原理。前者属于物理信息，后者属于化学信息。 1.种群及其动态 1.1 种群的数量特征 1.2 种群数量的变化 1.3影响种群变化的因素 种群数量的波动和下降 种群数量的变化 种群的“J”形增长 种群的“S”形增长 种群数量的增长 数学模型: 表现形式: 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 数学方程式 曲线坐标图 建模步骤： 观察研究对象，提出问题 细胞每20min分裂一次，n代后细菌数量为多少？ 提出合理的假设 资源空间无限多，细菌种群的增长不受种群密度增加的影响 根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达 ①数学方程：Nn＝２n ②坐标曲线： 通过进一步的实验或观察等，对模型进行检验或修正 观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正 建立数学模型 （优缺点：更直观，不够精确） （优缺点：更精确，不够直观） 种群数量变化的研究方法：构建数学模型 1. 种群数量的“J形”增长 （1）前提条件（形成原因） 理想状态：①食物充足；②空间不限；③气候适宜；④没有天敌和其他竞争物种等 （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的环境时。 （3）数学公式： Nt＝N0λt N0： t： Nt： λ： 种群起始数量 时间 t年后种群的数量 该种群数量是一年前种群数量的倍数 ①当λ=1时，种群数量如何变化？ ②当λ＞1时，种群数量如何变化？ ③当λ＜1时，种群数量如何变化？ 种群数量不变(相对稳定) 种群数量增长 种群数量下降 综上，当λ＞1且为定值时，种群增长为“J”形增长 种群数量变化符合数学公式：Nt＝N0λt时，种群增长曲线一定是“J”形吗？并说明理由。 关注1：λ的含义 关注1：λ的含义 ① 1～4年，种群数量_______________ ② 4～5年，种群数量_______________ ③ 5～9年，种群数量_______________ ④ 9～10年，种群数量______________ ⑤ 10～11年，种群数量_____________ ⑥ 11～13年，种群数量_____________ 。 ⑦ 前5年，种群数量第_______年最高 ⑧ 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下降， 5 12 12～13增长 据图说出种群数量如何变化 关注2：种群的增长速率和增长率 1. 种群增长速率：单位时间内新增加的个体数。 种群增长速率即种群数量-时间变化曲线的斜率 种群增长速率=(Nt－N0)/t 种群的“J”形增长中，增长速率增大 2. 种群增长率：单位数量个体在单位时间内新增个体数。 种群增长率 ＝ (Nt－Nt-1)/Nt-1×100%=出生率-死亡率 种群的“J”形增长中，增长率不变 λ-1 综上，在种群的“J”形增长中，增长速率增大，增长率不变。 2. 种群数量的“S形”增长 （1）前提条件（形成原因） （2）数学曲线模型： 食物和空间资源有限、存在天敌和竞争，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定。 ab 段：种群基数小，需要适应新环境，增长较缓慢。 bc段：资源和空间丰富，种群数量增长迅速。 c点：种群数量为K/2，种群增长速率达到最大。 cd段：资源和空间有限，种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低，死亡率升高，种群增长减缓； de段：出生率约等于死亡率，种群数量达到K值（环境容纳量），且维持相对稳定。 关注1： 增长速率和增长率 在“S”形增长中，种群的增长速率先增大后减小，在种群数量为K/2时增长速率最大，在种群数量为K时增长速率为0。 随时间的推移，环境阻力越来越大，增长率越来越小直至为0。 关注2： K值 ①K值的内涵 思考1：同种生物的 K 值是固定不变的吗？ 思考2：环境条件不变的情况下，种群数量达到 K 值后是否不再变化？ 思考3：K值是种群数量能达到的最大值吗？ K 值不是固定不变的，其随环境的改变而改变，当环境遭到破坏时 K 值会下降，当环境改善时，K值会上升。 种群数量稳定时，在K值附近波动（动态平衡）。 K值≠种群数量能达到的最大值。种群数量在K值附近波动过程中某些时间点会超过K值，但是这个最大值存在的时间很短，不能长时间维持。 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。 关注2： K值 ②K值的表示方法 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。 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 增大K值→保护野生生物资源 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 ③K值与K/2值的实践应用 种群数量为K/2时种群增长速率最大，再生能力最强，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。 “J”形增长 “S”形增长 前提条件 K值 曲线 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理想条件。 资源和空间有限、受气候变化影响、受其他生物制约。 时间(t) 种群数量 时间 种群数量 t/2 t 无 有K值（环境容纳量） 图中两曲线间的阴影部分代表环境阻力，即在生存斗争中被淘汰的个体数量。 环境阻力增大，K值减小；环境阻力减小，K值增大。 某地区东亚飞蝗种群数量的波动 （1）对于大多数生物种群来说，种群数量总是在波动中，处于波动状态的种群，在某些特定情况下可能出现种群爆发。 2. 种群数量的波动、下降 （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。如遭遇人类乱捕滥杀和栖息地破坏。 ▲对于那些已经低于种群延续所需要的最小种群数量的物种，需要采取有效的措施进行保护。 种群的延续需要有一定的个体数量为基础。当一个种群的数量过少，种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。 实验：培养液中酵母菌种群数量的变化 在理想条件下呈“J”形增长，在有限条件下呈“S”形增长。 酵母菌种群数量的增长受培养液的成分、空间、pH 、温度等影响。 抽样检测法 种群增长影响因素： 检测酵母菌种群数量（密度）的方法： 1. 实验原理 预测增长规律： 变量分析： 自变量是时间，因变量是酵母菌的数量。温度、成分等为无关变量。 2. 主要用具 血细胞计数板（对应的计数方法称为显微计数法） 计数区的面积为1mm2，深度为0.1mm，因此盖上盖玻片后计数区容积为0.1mm3 25×16型 16×25型 1mL培养液中细胞个数： =小方格中细胞数量的平均值×400 ×104×稀释倍数 =中方格中酵母菌数量的平均值×25×104 ×稀释倍数 =中方格中酵母菌数量的平均值×16×104 ×稀释倍数 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＝(20/16×5)×400× 104 ×100=1×108 液体 无菌 均匀 计数板 计数室底 7 曲线 部 上盖玻片边缘 3. 实验过程 保证计数体积一定，避免因菌液过多顶起盖玻片使计数室体积改变。 否则要么能看清酵母菌但看不清格线，要么能看清格线但看不清酵母菌。 【注意事项】 1. 先盖盖玻片，再滴含酵母菌的培养液 2. 需让酵母菌沉降到底部再计数 思考1：本探究需要设置对照吗？如果需要，请讨论对照组应怎样设计和操作；如果不需要，请说明理由。 思考2：要做重复实验吗？为什么？ 需要重复实验，对每个样品可计数三次，再取平均值，以提高实验数据的准确性。 思考3：你所观察到的都是活细胞吗？如果有死细胞如何区分？ 可以用亚甲基蓝染色，死细胞倍染成蓝色，活细胞不被染色。 不需要, 在时间上形成自身前后对照。 如果不染色直接计数，计算出来的数值比实际活菌数值偏大。 结果分析：开始一段时间内，酵母菌的增长符合____形曲线增长模型。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 1.种群及其动态 1.1 种群的数量特征 1.2 种群数量的变化 1.3影响种群变化的因素 影响种群变化的因素 ①郁闭度：森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度。 1. 非生物因素影响种群数量实例 ②许多种子在春季萌发，主要是受气温升高的影响。 ③缺水会使许多动植物死亡率升高，但对于东亚飞蝗，气候干旱是其爆发式增长的主要原因。 ④非生物因素对种群数量的影响往往是综合的。 2. 生物因素影响种群数量实例 ②种间竞争会影响种群的数量 双方竞争力悬殊，种群数量呈现“你死我活”的变化特点。 ①种内竞争会影响种群的数量 cd段由于种内竞争加剧，出生率降低死亡率升高，种群增长减慢，直至到达K值维持相对稳定。 2. 生物因素影响种群数量实例 ③捕食关系会影响种群的数量 猎物和捕食者数量变化具有循环因果关系，使得双方数量能够维持相对稳定。 种群数量变化特点：捕食关系双方呈现“先增加者先减少”的周期性变化，且猎物比捕食者数量早达到峰值。 例：科学家通过研究种间捕食关系，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。下列叙述错误的有（ ） A. 甲图所示模型能解释捕食者和猎物的种群数量均能维持相对稳定 B. 甲图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. 甲图中①②③④种群数量变化与乙图中abcd依次对应 D. 乙图中H为猎物的种群数量，P为捕食者的种群数量 E. 捕食者和猎物的种群数量增加或减少是同步的 F. 捕食者和猎物的数量总是此消彼长的 密度制约因素：对种群数量影响的强度随种群密度而变化，如食物和天敌等生物因素。 非密度制约因素：对种群数量的影响强度与该种群的密度无关，如气温、干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害。 【注意】 环境容纳量 种群密度 年龄结构 数量变化 生存状态 数量变化趋势 K/2 种群研究的应用 例1：该同学用长和宽为2mm，深度为0.1mm的血球计数板，用五点取样法读取酵母菌有40个，其中稀释了10倍，则1mL菌液中所含的酵母菌个数为________ 5×106 例2：（2024·贵州高考）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 C 例3：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”)。 例4：如图是某自然区域中甲、乙两个种群的数量比随时间变化的曲线图。据图分析以下问题： (1)0～t2，甲、乙两种群的数量均呈“S”形曲线增长吗？理由是 在有限的环境条件下，乙种群最终呈现“S”形增长，随时间的推移，甲、乙数量的比先增加后减少，最后在t2时刻降为零，说明甲种生物的数量先增加后减少，最终被淘汰 1．(2023·山东卷)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 √ A．可采用标记重捕法对研究区高原鼢鼠的种群密度进行估算 B．温度、降水等气候因素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 C．种群数量在2019年秋季达到峰值，依据种群数量可推测出当年高原鼢鼠的出生率 D．高原鼢鼠种群数量在不同季节表现出了一定的规律性 √ 4．(2024·河北石家庄高三模拟)科学家研究了某种群数量与种群瞬时增长量的变化规律，结果如图所示。下列有关分析不正确的是 A．该种群瞬时增长量大于0时，种群数量将上升 B．该种群数量为40万时，种群瞬时增长量最大 C．该种群数量大于80万后呈现下降趋势 D．该种群数量达到K值时，种内竞争最剧烈 √ 10．(2023·山东卷，改编)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，种群数量最终不会降为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 √ 11．(2023·山东聊城校考)生活史对策指生物在生存斗争 中获得的生存对策，如r对策和K对策，r对策生物通常 个体小、寿命短、生殖力强但存活率低；K对策生物通 常个体大、寿命长、生殖力弱但存活率高。如图所示， K对策生物种群数量变化曲线有两个平衡点，即稳定平 衡点S和灭绝点X，r对策生物只有一个稳定平衡点而没有灭绝点。下列叙述不正确的是 A．K对策生物X点比S点的增长率大 B．东亚飞蝗属于r对策生物，易受非密度制约因素的影响 C．r对策生物即使在种群密度较低时也能迅速回升到稳定平衡点S D．S点为该环境下种群的环境容纳量，指该环境所能维持的种群最大数量 √ 12．(2023·江苏盐城开学考试)普氏野马是 国家一级保护动物，是家马的祖先，也是 世界上唯一生存的野马，属世界濒危物种。 右图为甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护 区内普氏野马的数量及增长率变化曲线， 引起普氏野马死亡的因素主要有疾病、外 伤、恶劣气候、狼袭等。下列有关分析错 误的是 A．建立自然保护区进行就地保护，是保护濒危物种最有效的方法 B．1999－2005年，普氏野马种群数量先增长后下降，2005年普氏野马数量最低 C．2015年以后，安西保护区普氏野马的种群数量呈“J”形增长 D．普氏野马在长期狼袭的情况下会与狼发生协同进化 √ $