内容正文:
第八单元 生物与环境
第26课 种群及其动态
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
一、种群的概念
在一定的______范围内,______生物所有个体的集合。
空间
同种
二、种群密度
1.概念:种群在单位面积或单位体积中的________。种群密度是种群________的数量特征。
个体数
最基本
2.意义:反映种群在一定时期的数量。
3.种群密度的调查方法
种群密度的调查方法有__________法和______法。__________法适用于调查分布范围较小、个体较大的种群。当一个种群分布范围大、个体数量较多时,则宜采用______法。
估算种群密度常用的方法有______法和__________法。例如,对于有______性的昆虫,可以用黑光灯进行灯光诱捕的方法来估算它们的种群密度。
逐个计数
估算
逐个计数
估算
样方
标记重捕
趋光
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二、种群密度
3.种群密度的调查方法
(1) 样方法
① 概念:在被调查种群的分布范围内,______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________作为该种群密度的________。
随机
平均值
估算值
② 适用范围:______或活动能力____、活动范围____的动物,如昆虫卵、蚜虫、跳蝻等。
植物
弱
小
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二、种群密度
③ 调查步骤:
确定调查对象
选取样方
______取样法
______取样法
五点
等距
3.种群密度的调查方法
(1) 样方法
计数:计数每个样方内所调查对象的数量,并记录
计算种群密度:计算各个样方的种群密度,以所有样方种群密度的________作为该种群的种群密度估算值
平均值
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二、种群密度
(2) 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______后再放回_____的环境,经过一段时间后进行重捕,根据重捕到的动物中______个体数占____个体数的比例来估算种群密度。
标记
原来
标记
总
② 适用范围:活动能力____、活动范围____的动物种群
强
大
③调查步骤:
确定调查对象→ 捕获部分个体,标记后放回:在该种群生存的环境中,均匀设置捕获点,捕获一部分个体 (M),对其进行标记后,再将其放回原来的环境→重捕并计数:一段时间后,在原来的捕获点再次捕获一部分个体,并记录个体数 (n) 及其中被标记的个体数 (m) →计算种群密度
3.种群密度的调查方法
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二、种群密度
④计算公式:
(2) 标记重捕法
3.种群密度的调查方法
根据公式可计算出种群个体总数 ,进而根据调查区域面积或空间的大小来估算种群密度。
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三、种群的其他数量特征
1.出生率和死亡率
(1) 概念:出生率是指在单位时间内________的个体数目占该种群个体______的比值,死亡率是指在单位时间内______的个体数目占该种群个体______的比值。
新产生
总数
死亡
总数
(2) 计算公式:出生率=
(3) 意义:直接______种群大小和种群密度的重要因素。
决定
新产生
总数
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三、种群的其他数量特征
2.迁入率和迁出率
(1) 概念:迁入率或迁出率是指单位时间内______或______的个体占该种群个体总数的比值。
迁入
迁出
(2) 计算公式:
迁入率
迁出率
(3) 意义:直接______种群大小和种群密度的重要因素。
决定
迁入
迁出
总数
总数
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三、种群的其他数量特征
3.年龄结构和性别比例
(1) 年龄结构
① 概念:指一个种群中__________的个体数目的比例。
各年龄期
② 类型:
增长型
稳定型
衰退型
幼年个体指生殖前期的个体,成年个体指生殖期的个体,老年个体指生殖后期的个体
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三、种群的其他数量特征
图示
类型 ________ ________ ________
年龄
特征 幼年个体多,老年个体少 各年龄期个体数目相当 幼年个体少,老年个体多
发展
趋势 出生率____死亡率,种群密度将______ 出生率___死亡率,种群密
度将______________ 出生率____死亡率,种群密度将______
增长型
稳定型
衰退型
>
变大
≈
保持相对稳定
<
变小
③ 意义:______种群数量未来变化趋势的主要依据。
预测
3.年龄结构和性别比例
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三、种群的其他数量特征
(2) 性别比例
① 概念:指种群中______个体数目的比例。
雌雄
②类型:
a.雌雄相当:多见于高等动物,如鸟类和哺乳类动物。
b.雌多于雄:多见于人工控制的种群,如鸡、鸭等。
c.雄多于雌:多见于营社会性生活的昆虫,如白蚁、蜜蜂等。
③ 意义:性别比例通过影响种群的________间接对__________产生一定的影响。例如,利用人工合成的__________(信息素)诱杀某种害虫的雄性个体,改变了害虫种群正常的______比例,会使很多雌性个体不能完成交配,从而降低该种害虫的种群密度。
出生率
种群密度
性引诱剂
性别
3.年龄结构和性别比例
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四、建构种群增长模型的方法
1.数学模型:用来描述一个______或它的______的数学形式。
系统
性质
2.类型:数学公式、曲线图、柱形图等。
3.方法步骤:以教材第7页“问题探讨”中细菌种群数量增长的素材为例。
项目 研究实例 研究方法
提出
问题 细菌每 20 min 分裂一次,怎样计算细菌繁殖 n 代后的数量? 观察研究对象,提出问题
作出
假设 在资源和生存空间没有限制的条件下,细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响 提出合理的假设
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四、建构种群增长模型的方法
项目 研究实例 研究方法
建立
模型 (1)数学公式模型:Nn=2n 。N 代表______________, n 表示________。
(2)数学曲线图模型:计算一个细菌产
生的后代在不同时期的数量并填入下表。
根据实验数据,用适当的_________形式对事物的性质进行表达,即建立______模型
细菌数量
第几代
2
4
8
16
32
64
128
256
512
数学
数学
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四、建构种群增长模型的方法
项目 研究实例 研究方法
建立
模型 根据计算结果在坐标图中画出细菌种群的增长曲线:
根据实验数据,用适当的_________形式对事物的性质进行表达,即建立______模型
检验、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 通过进一步____________等对模型进行检验或修正
数学
数学
实验或观察
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五、种群的“J”形增长
1.模型假设(条件):在____________条件充裕、______适宜、没有______和其他__________等条件下,种群数量每年以一定的倍数增长,第二年的数量是第一年的____倍。
食物和空间
气候
天敌
竞争物种
λ
2.建立模型:
(1) 数学公式模型:t 年后种群数量为__________。
模型中各参数的意义:Nt 表示 t 年后____________,t 为时间,N0 为种群的__________,___表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
Nt=N0λt
种群的数量
起始数量
(2)坐标曲线模型:以时间为横坐标,种群数量为纵坐标,根据上面的数学公式绘出的种群曲线大致呈“ J ”形,如图所示。
λ
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六、种群的“S”形增长
1.形成条件:自然界的______和______总是有限的。
资源
空间
2.坐标曲线模型:种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定,如图所示。
3.对模型形成原因的分析
(1)a 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
(2)ab 段是快速增长期,种群数量快速增长,_____时增长速率达到最大,此时____________相对充裕,______数量较少。
K/2
食物、空间
天敌
(3)bc 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______。达到___值时,种群出生率等于死亡率,种群数量保持相对稳定。
加剧
K
4. K 值的含义:又称为____________,是指一定的环境条件所能维持的_______________________。
环境容纳量
种群最大数量
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七、种群数量的波动
1.在自然界,有的种群能够在一段时期内维持数量的__________。例如,某地野牛、狮的种群数量。但对于大多数生物的种群来说,种群数量总是在______中。处于______状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群爆发,如蝗灾。
相对稳定
波动
波动
2.当种群长久处于不利条件下,如遭遇人类__________和________破坏,种群数量会出现持续性的或急剧的______。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__________等原因而衰退、消亡。因此,对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。
乱捕滥杀
栖息地
下降
近亲繁殖
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八、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.提出问题:__________________________________________________?
培养液中酵母菌的种群数量是怎样随时间变化的
2.作出假设:培养液中的酵母菌数量开始一段时间呈_________增长,随着时间的推移,由于营养物质的______、有害代谢产物的______、 pH 的______,酵母菌数量呈_____形增长。
“ J”形
消耗
积累
降低
“ S”
3.探究步骤
(1)将 10 mL 无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。
(2) 将酵母菌______到试管中的培养液内,振荡使其混合均匀。
接种
(3) 将试管放在______条件下连续培养7天。
28℃
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八、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
(4) 每天取样计数酵母菌数量,用______________计数。
对一支试管中的培养液(可定为 10 mL )中的酵母菌逐个计数是非常困难的,可以采用__________的方法:先将________放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于________边缘,让培养液自行渗入。多余的培养液用滤纸吸去。稍待片刻,待酵母菌全部沉降到________底部,将计数板放在载物台的中央,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中的酵母菌总数。
血细胞计数板
抽样检测
盖玻片
盖玻片
计数室
3.探究步骤
10 mL 培养液中酵母菌的初始种群数量为 N0,连续观察7天,记录每天的数值,结果用下面的表格记录。
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八、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
时间
次数 1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
平均
(5) 分析数据:画出曲线,______作为横坐标,____________作为纵坐标。分析曲线走势,揭示酵母菌种群数量的变化规律。
时间
酵母菌数量
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八、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
4.实验结果与结论
(1)所得酵母菌种群数量变化曲线图,如图所示。
(2) 实验初始阶段,酵母菌种群数量呈近似__________增长,由于培养液容积是恒定的,酵母菌种群最终呈_________增长,并且在达到 K 值后,还会转而______。
“ J ”形
“ S ”形
下降
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九、非生物因素对种群数量变化的影响
1.______:如森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度(森林中林冠层遮蔽地面的程度),即主要取决于林下植物受到的__________。
阳光
光照强度
2.______:如在温带和寒温带地区,许多植物的种子在春季萌发,蚊类等昆虫在寒冷季节到来时全部死亡。
温度
3.____:__________会使许多植物种群的死亡率升高,动物种群在寻找水源的过程中也常常会发生个体的死亡,而__________正是东亚飞蝗种群爆发式增长的主要原因。
注意:非生物因素对种群数量变化的影响往往是________的。如,春夏时节动植物普遍迅速增长,除气温升高外,日照延长、降水增多也是重要原因。
水
干旱缺水
气候干旱
综合性
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十、生物因素对种群数量变化的影响
1.种群内部生物因素
(1) 种群自身密度:随着种群的增长和种群密度的增大,__________会加剧,从而使种群的增长受到限制。
种内竞争
(2) ________________、________________直接决定种群数量的变化。
出生率和死亡率
迁入率和迁出率
(3) __________、__________对种群数量变量也会产生影响。
年龄结构
性别比例
2.其他生物因素
在自然界,任何一个种群都与其他种群有着密切的关系,如______关系、_______关系、______关系、互利共生关系等都会影响种群数量的变化。
捕食
竞争
寄生
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十、生物因素对种群数量变化的影响
一般来说,制约种群数量变化的因素可分为:
(1) ______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的相关的。如,种群密度越高,该种群受食物短缺的影响就越大。
密度
(2) ________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。如,遭遇寒流时,有些昆虫无论种群密度高低,所有个体都会死亡。
非密度
十一、种群研究的应用
研究种群的特征和数量变化的规律,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。
1.在濒危动物保护上,为制定合理的保护对策提供依据。
2.在渔业上,为确定合适的捕捞量提供依据。
3.在有害生物的防治上,为制定合理有效的防控措施提供依据。
1.调查种群数量较少的陆生植物种群密度时,应随机取样,并适当扩大样方的面积。( )
2.可以用标记重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度。( )
3.如果采用样方法调查甲地蒲公英的种群密度,计数甲地内蒲公英的总数,再除以甲地面积即可。( )
4.五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。( )
5.大量诱杀雄性个体不会影响种群的密度。( )
6.种群的“ S ”形增长是受资源因素限制而呈现的结果。( )
7.环境容纳量是指种群的最大数量。( )
8.不同种生物的 K 值各不相同,但同种生物的 K 值固定不变。( )
9.一个物种引入新地区后,一定呈“ J ”形增长。( )
10.种群“ J ”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变。( )
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
×
√
√
×
×
×
√
×
×
×
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
1.种群的数量特征及相互关系:
(1)图例:
注:“+”“-”分别表示增加、减少,“⟶”“⇢”分别表示直接作用、间接作用
(2)分析
①种群最基本的数量特征是种群密度。
②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。
③预测种群数量变化趋势的数量特征是年龄结构。
④性别比例通过影响种群的出生率间接影响种群密度。
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
2.样方法与标记重捕法的比较与误差分析:
(1)样方法与标记重捕法的比较:
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
(2)样方法与标记重捕法的误差分析
①样方法误差归纳
a.未做到“随机”取样。
b.未找到“分布比较均匀”的地块,导致数量“过密”或“过稀”。
c .未对“多个”样方取平均值。
d.样方边线上的个体未做到“计上不计下,计左不计右”,而是全部统计。
2.样方法与标记重捕法的比较与误差分析:
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
(2)样方法与标记重捕法的误差分析
②标记重捕法误差分析:
2.样方法与标记重捕法的比较与误差分析:
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
方法技巧:关于种群数量特征的三个易错点
(1)种群数量不等于种群密度
种群密度强调“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)年龄结构并不决定种群密度的变化
年龄结构只是预测种群密度的变化趋势,但该趋势不一定能够实现,还要看影响种群密度变化的其他因素,如气候、食物、天敌、传染病等。
(3)样方法并非只适用于植物
对于活动能力弱、活动范围小的动物或某种昆虫卵也可用样方法调查。
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
方法技巧:种群的空间特征
概念:组成种群的个体,在其生活空间中的位置状态或布局叫做种群的空间特征。
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
方法技巧:调查种群数量的其他方法
①红外触发相机
②动物粪便—微卫星DNA分子标记
③动物声音监测仪
动物的声音可以作为一种非损伤、低干扰的标记,用于对不同个体进行识别,进而进行种群数量的监测。
大熊猫粪便中含的大熊猫种群多样化数据,通过特殊仪器可以得到大熊猫的DNA信息,分析这些DNA信息,就可以了解大熊猫的性别,年龄亲缘关系,种群数等。
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
典例1 种群是在一定自然区域内同种个体的集合,它具有相关的特征。
(1) 请完成下面概念图
出生率
迁出率
年龄结构
性别比例
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题型突破,真题体验
考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
(2) 调查牧场植物种群密度时常用的方法是________,调查田鼠种群密度时常用的方法是____________。
样方法
标记重捕法
(3) 进行种群数量调查在生产上具有重要的应用价值。请举出两个实例:____________________________________________。
农林害虫的检测和预报;渔业上捕捞强度的确定
(4) 下面为三个种群的年龄组成曲线图,在下列三个种群中种群密度将减少的是___。
C
典例1 种群是在一定自然区域内同种个体的集合,它具有相关的特征。
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考向一 种群的数量特征与种群密度的调查
变式训练1 某陆生植物种群的个体数量较少,若用样方法调查其密度,下列做法合理的是 ( )
A.将样方内的个体进行标记后再计数
B.进行随机取样,适当扩大样方的面积
C.采用等距取样法,适当减少样方数量
D.采用五点取样法,适当缩小样方面积
[解析] 解答本题的关键是明确“调查对象的个体数量较少”。减小样方数量、缩小样方面积,都会导致调查结果误差增大。样方法不是标记重捕法,调查种群密度不需要对调查对象进行标记。
B
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考向二 种群数量变化
1.建构种群增长模型的方法
(1)建构种群增长的数学模型,关键是找出数量变化规律,并用适当的数学形式对事物的性质进行表达。
(2)建构种群增长的坐标曲线模型,则需基于所得数据,遵循建立合理坐标→描点→连线的步骤进行。
时间(min) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
分裂次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
数量(个) 2 4 8 16 32 64 128 216 512
指数形式
理想条件下细菌数量增长曲线
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考向二 种群数量变化
2.种群增长的“ J ”形曲线和“ S”形曲线的比较:
项目 “J”形曲线 “ S ”形曲线
增长模型
形成条件 理想状态:食物和空间资源充裕,气候适宜,没有天敌和其他竞争物种,不受自身密度的制约等 现实状态:资源和空间有限,受其他物种和自身密度的制约
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考向二 种群数量变化
项目 “ J”形曲线 “S”形曲线
特点 种群数量以恒定倍数连续增长,即 Nt=N0λt 种群数量经历慢→快→慢的增长过程,最终达到 K 值时保持相对稳定
K 值有无 无 K 值 有 K 值
形成原因 无种内竞争,缺少天敌 种内竞争随着种群密度的增大而加剧,天敌数量增多
2.种群增长的“ J ”形曲线和“ S”形曲线的比较:
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考向二 种群数量变化
联系 二者都表示种群数量随时间变化的关系,都只能研究种群数量变化中的增长问题;据图分析,当种群数量趋近于0时,表示资源几乎全部尚未利用,则种群数量接近于“ J”形增长;当种群数量趋近于 K 值时,表示资源几乎全部被利用,种群数量呈“ S ”形增长;当种群数量由0逐渐增大到 K 值时,表示种群增长的“剩余资源”逐渐缩小,种群的增长潜能就会降低,这种抑制种群增长的效应称为环境阻力。所以,两种增长曲线的差异主要是因环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同
回顾课本,梳理考点
判断正误,测试基础
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题型突破,真题体验
考向二 种群数量变化
1.种群的“ J ”形增长在理论上是存在的,一般在实验室条件下或当一个种群刚迁入新环境时可能出现,但在自然生态系统中几乎是不可能存在的,因为自然生态系统中资源、空间和食物不可能是无限的。
2.种群的“ J ”形增长表现为种群数量的持续增长,没有上限,它主要反映种群增长的潜力或者趋势。
方法技巧
凤眼莲(水葫芦)
加拿大一枝黄花
回顾课本,梳理考点
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题型突破,真题体验
考向二 种群数量变化
典例2 数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。调查发现某种一年生植物(当年播种,当年开花结果)的种群中存在下列情形:①因某种原因导致该植物中大约只有 80% 的种子能够发育成成熟植株;②该植物平均每株可产生400粒种子;③该植物为自花传粉植物。目前种子数量为 a ,则 m 年后该植物的种子数量 N 可以表示为( )
A.400a ∙ 0.8m B. 0.8a ∙ 400m C. a ∙ 320m D. 320m
[解析] 解答本题的关键是明确题意,找出数据规律。第1年可发育成植株的数量为a×80%,可结种子数量为 a×80%×400=a×320。第二年可发育成植株的数量为 a×320×80%,可结种子数量为 a×320×80%×400=a×320×320⋯,据此推理即可得到 N=a⋅320m。
C
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题型突破,真题体验
考向二 种群数量变化
变式训练2 下列对种群的数量变化的描述中,正确的是( )
A.种群数量变化就是“ J ”形增长或“ S ”形增长
B.外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“ J ”形增长
C.在理想条件下,影响种群数量增长的因素主要是环境容纳量
D.种群数量变化不仅受外部因素的影响,也受自身内部因素的影响
[解析] 种群数量变化的“ J ”形增长或“ S ”形增长仅用来描述种群数量增长与时间关系的问题,种群数量变化还包括波动,稳定等,A错误;外来入侵物种在一个新环境中能否呈现“ J ”形增长,还取决于新环境是否适合其生长繁殖,B错误;在理想条件下,出生率和死亡率才是影响种群增长的主要因素,C错误。
D
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例析考向,总结方法
题型突破,真题体验
考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
1. K 值与 K/2 值的分析
K 值:一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
K/2:种群数量为该值时增长速率最大。
2. K 值与 K/2 值的应用
(1)濒危动物及野生资源的保护:建立自然保护区,提高 k 值。
(2)野生资源的利用:渔业捕捞应在 K/2 以后,捕捞后鱼的种群数量维持在 K/2。
(3)有害动物的防治:降低 K 值,在 K/2 之前捕杀。
(4)合理确定载畜量:草原放牧、鱼的养殖等,最大量不能超过 K 值。
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
3.明确 K 值的三个易错点
(1) 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 值可能会下降;当环境条件状况改善时, K 值可能会上升。
(2)在环境条件稳定, K 值一定的情况下,种群数量也不是一成不变的: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。
(3) K 值并不是种群数量的最大值: K 值是环境容纳量,即在保证环境条件不受破坏的前提下,一定空间中所能维持的种群最大数量;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,因为环境条件已遭到破坏。
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
典例3 如图甲、乙分别表示种群在理想环境中和有环境阻力条件下的增长曲线,下列有关种群数量增长曲线的叙述中正确的是( )
A.图甲为“ J ”形增长曲线,每年增加的个体数量始终不变
B.图乙为“ S ”形增长曲线, G 点时增长速率达到最大值
C.防治蝗灾应在害虫数量达到 F 点时进行
D.渔业捕捞后剩余量应该在 E 点左右
[解析] 曲线的斜率代表种群的增长速率,即单位时间内种群个体增加的数量。由图中曲线特征可以看出,在不同的时间点,曲线的斜率不同。图乙 G 点时曲线斜率为0,即增长速率为0。图乙中 E 点种群数量为K/2,防治蝗灾应严防蝗虫数量达到K/2,在K/2之前进行防治,而渔业捕捞则要保证每次捕捞之后的剩余量保持在K/2左右。
D
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
1.种群增长率与增长速率
(1)增长率不同于增长速率。计算公式如下:
增长率
增长速率
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
(2)种群数量的“ J ”形增长和“ S ”形增长的增长率曲线与增长速率曲线的比较
项目 “ J ”形增长 “ S ”形增长
种群增长率曲线
种群增长速率曲线
1.种群增长率与增长速率
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
2.种群“ J ”形增长模型:Nt=N0λt, λ 表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。其规律为:
项目 种群数量变化 种群密度变化 年龄结构
𝜆>1 且不变 增长呈“ J ”形 增大 增长型
𝜆>1 有变化 增长 增大 增长型
𝜆=1 稳定 不变 稳定型
0<𝜆<1 下降 下降 衰退型
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
3.几种不同曲线图中 K 值与 K/2 值的确定方法
图中A、B、C、D对应的种群数量为 K 值, A′ 、C′、D′ 对应的种群数量为 K/2 值。
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考向三 K 值与 K/2 值的分析与应用
变式训练3 研究人员调查了某草原8年间野兔种群数量的变化情况,并据此绘制了如图所示的 λ 值变化曲线,以下叙述正确的是( )
A.决定种群密度的因素是年龄结构和性别比例
B.第2~4年兔种群的年龄结构为增长型
C.8年间兔种群数量呈“ S ”形增长
D.第8年末兔种群密度小于起始种群密度
D
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.用于探究酵母菌种群数量变化的培养基必须是液体培养基。
实验原理:
(2)用液体培养基(培养液)培养酵母菌,种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度和代谢废物等因素的影响。
(3)采用抽样检测的方法,进行显微镜计数,通过血细胞计数板可以测定酵母菌种群的数量。
(1)在理想环境中,酵母菌种群的增长呈“J”形曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”形曲线。在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后,还会转而下降直至全部死亡。
(4)以时间为横坐标,酵母菌的数量为纵坐标,探究酵母菌种群数量的变化曲线。
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
2.实验注意事项及分析
(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。
(2)显微镜计数时,对于压在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。
(3)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。
(4)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应将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,要待酵母细胞全部沉到计数室底部后再计数。
(6)先将盖玻片放在血细胞计数板的计数室上,用吸管吸取培养液,滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入。
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
典例4 将酵母菌接种到装有 10 mL 培养液的试管中,培养并定时计数。计数后发现,试管中酵母菌的总数达到 a 时,种群数量不再增加。下列叙述正确的是 ( )
A.计数时可用抽样检测法,取样时试管中培养液需先静置
B.培养液中酵母菌呈“ S ”形增长,达到 a 时种群增长最快
C.若将原培养液体积增至 20 mL ,则酵母菌将呈“ J ”形增长
D.若将原培养液中酵母菌接种量减半,则种群 K 值不变
D
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
单细胞的计数方法(血细胞计数板计数法)
1.血细胞计数板
血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。它由四条凹槽构成三个平台。中间的平台较宽,它的中间被一个短横槽隔为两半,每个半边上刻有一个方格网(如图A)。每个方格网上有9个大方格,其中只有中间的一个大方格为计数室,供计数用。这个大方格长和宽各为 1 mm,深度为 0.1 mm ,容积为 0.1 mm3。
方法技巧
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
计数室通常有两种规格,一种是大方格分为25个中方格,每个中方格又分为16个小方格;另一种是大方格分为16个中方格,每个中方格又分为25个小方格。这两种规格的计数室,每个大方格都由400个小方格组成。
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
2.计算公式
(1)以25(中方格) ×16 (小方格)的血细胞计数板为例,计数时其计数图B中颜色加深的5个中方格(共80个小方格)内的酵母菌。对正好位于边界线上的酵母菌,在计数时应只计数相邻两边及其顶角上的酵母菌(常见的是“计上不计下,计左不计右”)。
按照公式计算 1 mL 培养液中的酵母菌数量:
1 mL 培养液中酵母菌数量 稀释倍数。
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
方法技巧
培养液中酵母菌种群的数量前期呈“S”形增长,后期数量下降。
(1)开始培养时,营养、空间相对充足,条件适宜,酵母菌大量繁殖种群数量呈“S” 形增长;
(2)随酵母菌数量不断增加,营养不断消耗,代谢产物积累、pH变化、空间不足等导致酵母菌的生存条件恶化,种群的死亡率高于出生率,从而使种群数量下降。
实验结果:
影响酵母菌种群数量增长的因素: 培养液的成分、空间、pH、温度、代谢产物等。
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
变式训练4 为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某研究性学习小组按下表完成了有关实验,并定期对培养液中酵母菌进行检测计数。请回答:
装置编号 A B C D
装置容器内的溶液 无菌马铃薯葡萄糖溶液 /mL 10 10 5 5
无菌水 /mL - - 5 5
活化酵母菌液 /mL 0.1 0.1 0.1 0.1
温度 /℃ 25 10 25 10
(1) 该研究性学习小组所探究的课题是
_________________________________________________________________。
探究酵母菌在不同营养、不同温度条件下种群数量的动态变化
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考向四 探究培养液中酵母菌种群数量的变化
(2) 此实验中无关变量有_________________________________________________(至少列举2个)。
培养液的量、酵母菌液的量、培养液的pH、溶氧量等
(3) 实验中对酵母菌计数可采用__________法,在吸取培养液计数前需振荡试管,目的是______________________________。
抽样检测
使酵母菌在培养液中分布均匀
(4) 在用血细胞计数板【规格:XB−K−25】对某一稀释50倍的样品进行计数时,发现在一个大方格内酵母菌平均数为16个,据此估算 10 mL培养液中有酵母菌________个。
8×107
(5) 实验结束后,血细胞计数板的清洗方法是________________。
浸泡后冲洗
变式训练4 为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化,某研究性学习小组按下表完成了有关实验,并定期对培养液中酵母菌进行检测计数。请回答:
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考向五 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
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。
(1)阳光主要影响植物的光合作用进而影响植物的生长发育和繁殖,从而影响植物种群的数量;植物作为动物食物和能量的来源,进而影响动物种群的数量。
(2)温度主要影响生物体内酶的活性,而影响生物的生存,进而影响种群的数量。
(3)水与细胞代谢密切相关,不同生物对水的需求不同,因此,水能影响种群的数量且对不同种群的影响不同。
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考向五 影响种群数量变化的因素
2.生物因素对种群数量的变化的影响
(1)一个种群的出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例都会对种群数量和种群密度产生影响。
(2)在生态系统中,与一个种群有直接或间接关系的其他生物可能通过形成捕食、竞争、寄生或互利共生等种间关系而影响种群数量和种群密度。
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考向五 影响种群数量变化的因素
典例5 我国有句古语“大树之下,寸草不生”影响树下草本植物种群密度的主要非生物因素及原因分析正确的是( )
A.光照强度,因为大树林冠层郁闭度高
B.温度,因为大树下温度低
C.水分,因为大树根系分布广,吸水能力强
D.矿质元素,因为大树根系分布广,吸收矿质元素的能力强
[解析] 大树地上部分枝叶茂盛,林冠层郁闭度高,树下光照强度低,草本植物获得的光照不足,光合作用制造的有机物不足以满足生长发育的需要。
A
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考向五 影响种群数量变化的因素
变式训练5 2022年6月,云南省金平县的红河蝴蝶谷内箭环蝶幼虫在短时间内大量羽化成蝶,形成了1.5亿只蝴蝶飞舞的美丽奇观。下列相关叙述错误的是 ( )
A.统计红河蝴蝶谷内箭环蝶种群的数量,可采用标记重捕法进行估算
B.茂密的竹林为箭环蝶提供了充足食物,可使其种群一直呈 J 形曲线增长
C.当箭环蝶种群数量超过环境承载力一段时间后,其死亡率会增加,出生率会下降
D.由于气温较往年偏低,箭环蝶幼虫羽化推迟,说明生物的生长发育受环境因素影响
B
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