2027 届人教版高三一轮复习讲义选二专题一种群
2026-08-18
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摘要:
该高中生物学高考复习讲义聚焦种群专题,覆盖种群密度调查、数量特征、数量变化及酵母菌实验等核心考点,按“概念-方法-规律-实验”逻辑构建知识体系。通过考点梳理(如样方法与标记重捕法对比)、方法指导(误差分析与K值判断)、真题训练(2023-2026年考向题),帮助学生建立生态观,突破难点,体现复习系统性与针对性。
资料以科学思维和探究实践为亮点,如用“数量稳定法”识别K值、“作辅助线法”分析λ曲线,结合酵母菌实验(计数板操作与数据处理)培养实验能力。设置分层练习(基础到综合),配合即时反馈,确保高效复习,助力学生提升应考能力,为教师把控复习节奏提供清晰指引。
内容正文:
种群
姓名:
2027高考专题
1
学科网(北京)股份有限公司
考点一 种群密度及其调查方法
1.种群: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。
2.种群密度
(1)概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。。
(2)意义:种群密度是种群最基本的数量特征,反映了种群在一定时期的数量
3.种群密度的调查方法
(1)样方法
(2)标记重捕法
调查对象
活动能力强、活动范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等
调查过程
确定调查对象→初捕M只并全部标记→放回原处一段时间后,重捕n只,记录带标记的m只,再计算种群数量N(种群密度再除以面积或体积)
调查原理及条件
根据均匀分布原理,重捕前后标记个体数所占比例相同来估计种群数量,再除以面积或体积即为种群密度。即=—→N=
调查期间,调查区域不能有较多个体出生、死亡、迁入或迁出;标记物对所调查动物的生命活动无影响;标记物不能太醒目,且不易脱落
误差分析
估算值偏小(m偏大):①被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获;②在被标记个体密集处捕获。
估算值偏大(m偏小):①标记物脱落;②被标记个体的被捕机会降低;③标记物导致被标记个体易于被天敌发现;④在被标记个体稀少处捕获
(3)黑光灯诱捕法:对于趋光性的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕调查相对种群密度。
(4)抽样检测:可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。
(5)其他方法
考向
1.(2024·湖北联考)为调查内蒙古某草原老鼠的种群密度,科研人员随机划定1 hm2的样方并封闭,连续6天捕鼠并灭鼠,每天捕获数分别为19、16、10、12、9、7,当捕获数为0时,累计捕获数即为调查样方内的种群数量N(估计值)。科研人员根据6天的捕鼠情况绘制出图示并得出计算公式。下列叙述错误的是( )
A.内蒙古草原的优势物种是草本植物,均可用样方法调查种群密度
B.调查样方内的老鼠种群密度接近110只/hm2
C.用该方法调查老鼠种群数量比标记重捕法得到的结果更精准,操作更方便
D.调查样方的面积尽可能大且相同,调查样方的数量越多,结果越准确
2.(2025·河南,12)样方法是种群密度调查的常用方法,下列类群中最适用该方法调查种群密度的是( )
A.跳蝻、蕨类植物、挺水植物
B.灌木、鱼类、浮游植物
C.蚜虫、龟鳖类、土壤小动物
D.鸟类、酵母菌、草本植物
3.(2023·新课标,4)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是( )
A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量
。
4.(2025·河南名校三模)某兴趣小组利用样方法调查某样地狼尾草的种群密度,其操作如图所示。下列叙述正确的是( )
A.双子叶植物通常为丛生或蔓生,难以辨别是一株还是多株
B.压在样方边缘上的狼尾草,无需都计入总数
C.该实验主要在狼尾草密集处取样,调查结果有说服力
D.该方法还适用于调查水生植物、森林中的大型动植物等种群的密度
考点二 种群的其他数量特征
种群的其他数量特征及其与种群密度之间的关系
(1)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。
(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出生率和死亡率,从而预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的出生率,间接影响种群密度。
(3)年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期不一定(填“一定”或“不一定”)能保持稳定。理由:出生率和死亡率不完全决定于年龄结构,还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外,种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度,其原理是性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,改变了害虫种群正常的性别比例,就会使更多雌性个体不能完成交配,从而降低种群的出生率,使该害虫的种群密度明显降低。
(5)春运期间,影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是迁入率和迁出率。
考向
1.(2025·武汉二模)山铜材是我国Ⅱ级重点保护植物,研究人员调查某地山铜材种群的生存状况,统计结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该山铜材种群的年龄结构为增长型
B.幼龄个体的生存能力强于老龄个体
C.第Ⅲ龄级个体的出生率接近死亡率
D.干旱等密度制约因素会影响种群生存
2.小麂常栖息在林中,野外很难直接观察,婚配制为一雄多雌。为了解某自然保护区小麂种群资源的现状,科研人员沿着一定线路观察记录两侧足迹和粪便形态确定种群密度,通过采集粪便、分析SSR分子标记(微卫星DNA分子标记)进行个体识别。下列叙述正确的是( )
A.随着海拔高度的增加,设置的样带宽度(观察两侧的距离)应增加
B.小麂主要栖息在海拔600~800 m的区域,夏季有向低海拔迁徙的趋势
C.结合SSR和Y染色体DNA的分析,可以调查种群数量和性别比例
D.保持雌雄性别比例为1∶1左右,有利于提高小麂种群的出生率
3(2026·成都阶段检测)据调查某市境内的珍稀百年古银杏(胸径≥50 cm)共有282株,其中a区远离海岸,古银杏分布最多(97株),b区靠近海岸,且古银杏分布最少(9株)。将该市的古银杏按照胸径进行统计,结果如图所示(每个龄级胸径间隔20 cm)。下列叙述正确的是( )
A.该市境内古银杏的种群数量是通过样方法调查获取的
B.b区古银杏分布最少可能与靠近海岸,成陆较晚有关
C.据Ⅰ至Ⅷ龄级的数量分析,全市银杏年龄结构为增长型
D.不同龄级的古银杏具有的高度落差形成了群落的垂直结构
考点三 种群数量的变化及其影响因素
1.建构种群增长模型的方法
(1)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)建构方法和实例
(3)表达形式
①数学公式:科学、准确,但不够直观。
②曲线图:直观,但不够精确。
2.种群数量的增长
(1)种群的“J”形增长
[提醒]
①增长率与增长速率的区分
增长率=×100%=(λ-1)×100%(无单位)。
增长速率=。
②“J”形曲线中λ≠增长率,增长率=λ-1
(2)种群的“S”形增长
[提醒] ①环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,并不是种群数量达到的最大值。
②K值大小取决于环境阻力,所以K值会随环境的改变而发生变化。如图,由于环境阻力变大,K值由K2变为K1。
③“J”形增长曲线中不存在K值,“S”形增长曲线中增长速率最大时对应的种群数量为K/2,增长率或增长速率为0时对应的种群数量为K。
3.种群数量的波动
(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群,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)当一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。
4.影响种群数量变化的因素
[提醒] 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,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,称为非密度制约因素。
种群数量变化曲线的分析
1.用“数量稳定法”快速识别不同数学模型中的K值
K值为图甲t2、图乙t2、图丙t2、图丁t2时对应的种群数量;此外,K/2为图甲t1、图乙t1、图丙t1时对应的种群数量。
[总结] K值时——出生率等于死亡率,增长率为0,种群增长速率为0,但不一定是种群所达到的最大数量;K/2时——种群增长速率达到最大值。
2.用“作辅助线法”快速解决有关“λ”问题
(1)a段:λ>1,且恒定,种群数量呈“J”形增长。
(2)b段:λ>1,在变化,种群数量呈“S”形增长。
(3)c段:λ=1,种群数量维持相对稳定,年龄结构为稳定型。
(4)d段:λ<1,种群数量逐年下降,年龄结构为衰退型。
(5)e段:种群数量仍在下降。
(6)λ<1时,曲线的最低点,并不是种群数量的最小值。
考向
1.(2024·沈阳三模)科研人员通过对某地区松墨天牛(一种松树害虫)的长期监测,发现其在林间活动期主要是4—11月,2023年的部分监测结果如图。下列推测正确的是( )
A.在4月喷洒农药杀死该种群部分个体,其K值会增大
B.防治松墨天牛的最佳时期应在5月中旬
C.7月时该种群的出生率与死亡率基本相等
D.8—11月该种群的年龄结构为增长型
2.科研人员对某湿地生态系统中的甲种群和乙种群进行多年的跟踪调查,根据统计结果,计算出甲种群的增长速率变化曲线和乙种群的λ(λ表示当年种群数量与一年前种群数量的比值)随时间变化的曲线(如图)。下列叙述正确的是( )
A.O~t1和t4~t5,乙种群的数量均呈“J”形增长
B.t5时,甲种群的数量大约是t3时数量的2倍
C.t1~t4,乙种群的年龄结构由衰退型转向增长型
D.t5之后,甲种群的数量将维持在环境容纳量不变
3.(2025·淮安二模)如图表示一生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列叙述错误的是( )
A.t3时甲种群的数量可能大于t5时乙种群的数量
B.t3~t5(不含t3、t5)时间内,甲、乙两种群的年龄结构不同
C.t2~t4时间内,甲种群的死亡率升高,种群数量先增大后减小
D.若乙种群为养殖的草鱼,在t4时进行捕捞有利于持续获得较大鱼产量
4.(2025·开封三模)某草地上的山羊种群初始密度与种群增长速率之间具有如图所示的对应关系。下列叙述错误的是( )
A.山羊种群初始密度介于O~a时,增长速率<0,种群数量会降低
B.山羊种群初始密度介于a~b时,种群数量变化不符合“S”形增长曲线
C.山羊种群初始密度介于c~d时,虽然出生率大于死亡率,但增长速率逐渐下降
D.山羊种群密度为c对应的数量时,种群会在一段时间内维持数量的相对稳定
5.(2025·甘肃,12)种群数量受出生率、死亡率、迁入率和迁出率的影响,任何能够引起这些特征变化的生物和非生物因素,如光照、水分、温度、食物、年龄结构和性别比例等,都会影响种群的数量。下列叙述正确的是( )
A.自然种群中的个体可以迁入和迁出,种群数量的变化不受种群密度的制约
B.光照、水分、温度和食物等因子的变化都能够引起种群环境容纳量的变化
C.幼年、成年和老年个体数量大致相等的种群,其种群数量可以保持稳定增长
D.种群中不同年龄个体的数量和雌雄比例都能影响种群的出生率和死亡率
6.(2025·秦皇岛模拟)在某草原上爆发了蝗灾后,研究者对蝗虫以及植物的种群数量进行了调查,结果如图1所示。为控制蝗虫的数量,工作人员引入了蝗虫的天敌。图2表示随种群数量变化,种群单位时间内的增长量(ΔN/Δt)的变化情况。下列有关说法正确的是( )
A.图1中甲、乙分别表示蝗虫与植物
B.蝗虫天敌被引入后的初期,其种群数量最可能呈现图2曲线b所示变化
C.图2曲线a、b分别对应“J”形和“S”形种群增长曲线
D.图1的乙柱状图说明,种群数量可以较长时间超过环境容纳量
考点三 培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
2.血细胞计数板及计数方法
血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。血细胞计数板由四条下凹的槽构成三个平台。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。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。计数室的长和宽各为 1 mm,深度为 0.1 mm,容积为0.1mm3。
血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格而言,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的规格而言,计四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量,如图2所示。
计算公式:1 mL培养液中细胞个数=×400×104×稀释倍数。
3.实验流程
4.结果分析
(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。
5.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,减小估算误差。
(2)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成自身对照;需要做重复实验,目的是尽量减小误差,应对每个样品计数三次,取其平均值。
(3)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,以每个小方格内含有4~5个酵母细胞为宜。
(4)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。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(6)使用血细胞计数板时,若先滴加样液,再盖盖玻片会使计数结果偏大,因为液滴表面张力的存在,使计数实际体积大于计数室体积。
考向
1.(2025·信阳开学考试)下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作,正确的有几项( )
①培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧
②将适量酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中,在适宜条件下培养
③将培养液振荡摇匀后,用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液
④在血细胞计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片,并用滤纸吸去边缘多余培养液
⑤待酵母菌全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台中央,在显微镜下观察、计数
⑥计数时,压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角上的
⑦实验人员抽取某条件下的酵母菌培养液1 mL,稀释10倍后,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,计数室为25中格×16小格型)进行计数,计算出每毫升培养液中酵母菌的数量为7.5×107个,可推算所用血细胞计数板每中格的酵母菌数量平均为30个
A.三项 B.四项 C.五项 D.六项
2.(2024·新课标,6)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
3.(2025·绵阳模拟)在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,某同学将1 mL酵母菌液稀释了100倍后,进行一系列操作观察到如图所示a、b、c、d、e 5个中方格共80个小方格内共有酵母菌50个。下列叙述正确的是( )
A.该血细胞计数板规格是16×25方格型,该型计数板适合细胞较小的样品
B.在所有操作流程正确的情况下,该实验测定的活菌数跟实际值相比会偏小
C.为了减少实验误差,可加台盼蓝染液染色后,只对蓝色的细胞进行计数
D.1 mL该样品的酵母菌数量大约为2.5×108个
4.(2024·荆州月考)某生物兴趣小组的同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,将培养至第5天的酵母菌培养液,取10 mL加入90 mL无菌水中,然后将稀释后的培养液与台盼蓝染液等体积混合均匀,规范操作置入血细胞计数板中进行计数,结果观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56,其中被台盼蓝着色的细胞占20%,则10 mL酵母菌培养液中活菌数约为( )
A.4.48×108 B.2.24×108
C.1.02×108 D.0.7×108
$
种群
姓名:
2027高考专题
1
学科网(北京)股份有限公司
考点一 种群密度及其调查方法
1.种群: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。
2.种群密度
(1)概念:种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度。。
(2)意义:种群密度是种群最基本的数量特征,反映了种群在一定时期的数量
3.种群密度的调查方法
(1)样方法
(2)标记重捕法
调查对象
活动能力强、活动范围大的动物,如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类和昆虫等
调查过程
确定调查对象→初捕M只并全部标记→放回原处一段时间后,重捕n只,记录带标记的m只,再计算种群数量N(种群密度再除以面积或体积)
调查原理及条件
根据均匀分布原理,重捕前后标记个体数所占比例相同来估计种群数量,再除以面积或体积即为种群密度。即=—→N=
调查期间,调查区域不能有较多个体出生、死亡、迁入或迁出;标记物对所调查动物的生命活动无影响;标记物不能太醒目,且不易脱落
误差分析
估算值偏小(m偏大):①被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获;②在被标记个体密集处捕获。
估算值偏大(m偏小):①标记物脱落;②被标记个体的被捕机会降低;③标记物导致被标记个体易于被天敌发现;④在被标记个体稀少处捕获
(3)黑光灯诱捕法:对于趋光性的昆虫,还可以用黑光灯进行灯光诱捕调查相对种群密度。
(4)抽样检测:可采用抽样检测法调查培养液中酵母菌的种群密度。
(5)其他方法
考向
1.(2024·湖北联考)为调查内蒙古某草原老鼠的种群密度,科研人员随机划定1 hm2的样方并封闭,连续6天捕鼠并灭鼠,每天捕获数分别为19、16、10、12、9、7,当捕获数为0时,累计捕获数即为调查样方内的种群数量N(估计值)。科研人员根据6天的捕鼠情况绘制出图示并得出计算公式。下列叙述错误的是( )
A.内蒙古草原的优势物种是草本植物,均可用样方法调查种群密度
B.调查样方内的老鼠种群密度接近110只/hm2
C.用该方法调查老鼠种群数量比标记重捕法得到的结果更精准,操作更方便
D.调查样方的面积尽可能大且相同,调查样方的数量越多,结果越准确
答案 A
解析 单子叶草本植物常常是丛生或蔓生的,从地上部分难以辨别是一株还是多株,因此并不是所有草本植物都适合用样方法调查种群密度,A错误;依据题干信息,当捕获数为0时,累计捕获数即为调查样方内的种群数量N(估计值),故调查样方内的老鼠种群数量N=18.72÷0.17≈110(只),调查样方面积为1 hm2,所以调查样方内的老鼠种群密度接近110只/hm2,B正确;由于老鼠活动迅速,多在夜间活动,又常居地下,难以捕捉和标记,因此用该方法调查老鼠种群数量比标记重捕法得到的结果更精准,操作更方便,C正确;调查样方的面积尽可能大且相同,调查样方的数量越多,取平均值时的结果越准确,D正确。
2.(2025·河南,12)样方法是种群密度调查的常用方法,下列类群中最适用该方法调查种群密度的是( )
A.跳蝻、蕨类植物、挺水植物
B.灌木、鱼类、浮游植物
C.蚜虫、龟鳖类、土壤小动物
D.鸟类、酵母菌、草本植物
答案 A
解析 样方法适合调查活动能力弱、活动范围小的动物(如跳蝻、蚜虫)或个体数目易于辨别的植物(如蕨类植物、挺水植物、双子叶草本植物)的种群密度;鱼类、龟鳖类、鸟类的活动能力强,不适合用样方法,可用标记重捕法调查种群密度;部分土壤小动物活动能力较强,且身体微小,一般采用取样器取样法进行调查;酵母菌是微生物,一般采用抽样检测法进行调查。综上所述,A符合题意。
3.(2023·新课标,4)为了研究和保护我国东北地区某自然保护区内的野生哺乳动物资源,研究人员采用红外触发相机自动拍摄技术获得了该保护区内某些野生哺乳动物资源的相应数据,为生态学研究提供了相关依据。下列叙述错误的是( )
A.通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种丰富度
B.与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小
C.采用红外触发相机拍摄技术可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度
D.该技术能调查保护区内东北豹种群中成年个体数量,不能调查幼年个体数量
答案 D
解析 红外触发相机自动拍摄技术监测野生动物的方法是一种新型调查手段,特别适用于对行踪隐秘的大中型、珍稀兽类、鸟类的记录。通过对数据的分析和处理,可以了解保护区内大型野生哺乳动物的物种数目的多少,即物种丰富度,A正确;标记重捕法需要捕捉动物并标记后再次捕捉,故与标记重捕法相比,采用该技术进行调查对野生哺乳动物的生活干扰相对较小,B正确;采用红外触发相机自动拍摄技术可得到保护区内东北豹种群数量和分布情况,即可调查生活在该自然保护区内东北豹的种群密度,C正确;该技术能调查保护区内东北豹种群中各年龄段的个体数量,D错误。
4.(2025·河南名校三模)某兴趣小组利用样方法调查某样地狼尾草的种群密度,其操作如图所示。下列叙述正确的是( )
A.双子叶植物通常为丛生或蔓生,难以辨别是一株还是多株
B.压在样方边缘上的狼尾草,无需都计入总数
C.该实验主要在狼尾草密集处取样,调查结果有说服力
D.该方法还适用于调查水生植物、森林中的大型动植物等种群的密度
答案 B
解析 单子叶植物通常为丛生或蔓生,难以辨别是一株还是多株,A错误;对于压在样方边缘上的个体,一般计数相邻两边及其顶角的个体,无需都计入总数,B正确;利用样方法调查种群密度时,应该做到随机取样,C错误;样方法适合调查植物和活动能力弱、活动范围小的动物的种群密度,森林中的大型动物活动能力强、活动范围大,不适合用样方法调查其种群密度,D错误。
考点二 种群的其他数量特征
种群的其他数量特征及其与种群密度之间的关系
(1)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。
(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出生率和死亡率,从而预测种群数量变化趋势,性别比例能够影响种群的出生率,间接影响种群密度。
(3)年龄结构为稳定型的种群,种群数量在近期不一定(填“一定”或“不一定”)能保持稳定。理由:出生率和死亡率不完全决定于年龄结构,还会受到食物、天敌、气候等多种因素的影响。此外,种群数量还受迁入率和迁出率的影响。
(4)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体会降低害虫的种群密度,其原理是性引诱剂诱杀害虫的雄性个体,改变了害虫种群正常的性别比例,就会使更多雌性个体不能完成交配,从而降低种群的出生率,使该害虫的种群密度明显降低。
(5)春运期间,影响北京、广州等大城市人口数量变化的主要因素是迁入率和迁出率。
考向
1.(2025·武汉二模)山铜材是我国Ⅱ级重点保护植物,研究人员调查某地山铜材种群的生存状况,统计结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该山铜材种群的年龄结构为增长型
B.幼龄个体的生存能力强于老龄个体
C.第Ⅲ龄级个体的出生率接近死亡率
D.干旱等密度制约因素会影响种群生存
答案 B
解析 年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例,而图中并未显示,A错误;依据题图可知,幼龄个体的生存率高于老龄个体,死亡率低于老龄个体,说明幼龄个体的生存能力强于老龄个体,B正确;依据题图可知,第Ⅲ龄级个体的生存率约为0.4,死亡率约为0.6,不能得出生率接近死亡率的结论,C错误;干旱等气候因素属于非密度制约因素,D错误。
2.小麂常栖息在林中,野外很难直接观察,婚配制为一雄多雌。为了解某自然保护区小麂种群资源的现状,科研人员沿着一定线路观察记录两侧足迹和粪便形态确定种群密度,通过采集粪便、分析SSR分子标记(微卫星DNA分子标记)进行个体识别。下列叙述正确的是( )
A.随着海拔高度的增加,设置的样带宽度(观察两侧的距离)应增加
B.小麂主要栖息在海拔600~800 m的区域,夏季有向低海拔迁徙的趋势
C.结合SSR和Y染色体DNA的分析,可以调查种群数量和性别比例
D.保持雌雄性别比例为1∶1左右,有利于提高小麂种群的出生率
答案 C
解析 调查小麂种群密度,应选择相同宽度的样带,设置的样带宽度不应随着海拔高度的增加而增加,A错误;由柱形图可知,小麂主要栖息在海拔600~800 m的区域,夏季有向高海拔迁徙的趋势,B错误;微卫星DNA分子标记具有高度特异性,只有雄性个体有Y染色体,因此根据SSR和Y染色体DNA的分析,可以调查种群数量和性别比例,C正确;小麂的婚配制为一雄多雌,保持雌雄性别比例为1∶1左右,不利于提高小麂种群的出生率,D错误。
3(2026·成都阶段检测)据调查某市境内的珍稀百年古银杏(胸径≥50 cm)共有282株,其中a区远离海岸,古银杏分布最多(97株),b区靠近海岸,且古银杏分布最少(9株)。将该市的古银杏按照胸径进行统计,结果如图所示(每个龄级胸径间隔20 cm)。下列叙述正确的是( )
A.该市境内古银杏的种群数量是通过样方法调查获取的
B.b区古银杏分布最少可能与靠近海岸,成陆较晚有关
C.据Ⅰ至Ⅷ龄级的数量分析,全市银杏年龄结构为增长型
D.不同龄级的古银杏具有的高度落差形成了群落的垂直结构
答案 B
解析 此处调查的为某市境内的珍稀百年古银杏,其数量少,应为逐个计数法,A错误;图中信息为百年古银杏的胸径统计数量,没有包括全市的全部银杏,不能据此判断全市银杏的年龄结构为增长型,C错误;垂直结构是群落的特征,此处只探究古银杏树,D错误。
考点三 种群数量的变化及其影响因素
1.建构种群增长模型的方法
(1)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)建构方法和实例
(3)表达形式
①数学公式:科学、准确,但不够直观。
②曲线图:直观,但不够精确。
2.种群数量的增长
(1)种群的“J”形增长
[提醒]
①增长率与增长速率的区分
增长率=×100%=(λ-1)×100%(无单位)。
增长速率=。
②“J”形曲线中λ≠增长率,增长率=λ-1
(2)种群的“S”形增长
[提醒] ①环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量,并不是种群数量达到的最大值。
②K值大小取决于环境阻力,所以K值会随环境的改变而发生变化。如图,由于环境阻力变大,K值由K2变为K1。
③“J”形增长曲线中不存在K值,“S”形增长曲线中增长速率最大时对应的种群数量为K/2,增长率或增长速率为0时对应的种群数量为K。
3.种群数量的波动
(1)大多数生物的种群数量总是在波动中。处于波动状态的种群,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)当一个种群的数量过少,种群可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡。
4.影响种群数量变化的因素
[提醒] 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,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,称为非密度制约因素。
种群数量变化曲线的分析
1.用“数量稳定法”快速识别不同数学模型中的K值
K值为图甲t2、图乙t2、图丙t2、图丁t2时对应的种群数量;此外,K/2为图甲t1、图乙t1、图丙t1时对应的种群数量。
[总结] K值时——出生率等于死亡率,增长率为0,种群增长速率为0,但不一定是种群所达到的最大数量;K/2时——种群增长速率达到最大值。
2.用“作辅助线法”快速解决有关“λ”问题
(1)a段:λ>1,且恒定,种群数量呈“J”形增长。
(2)b段:λ>1,在变化,种群数量呈“S”形增长。
(3)c段:λ=1,种群数量维持相对稳定,年龄结构为稳定型。
(4)d段:λ<1,种群数量逐年下降,年龄结构为衰退型。
(5)e段:种群数量仍在下降。
(6)λ<1时,曲线的最低点,并不是种群数量的最小值。
考向
1.(2024·沈阳三模)科研人员通过对某地区松墨天牛(一种松树害虫)的长期监测,发现其在林间活动期主要是4—11月,2023年的部分监测结果如图。下列推测正确的是( )
A.在4月喷洒农药杀死该种群部分个体,其K值会增大
B.防治松墨天牛的最佳时期应在5月中旬
C.7月时该种群的出生率与死亡率基本相等
D.8—11月该种群的年龄结构为增长型
答案 C
解析 在4月喷洒农药杀死该种群部分个体,其K值不会增大,因为环境容纳量由该种群所处的环境决定,A错误;防治松墨天牛的最佳时期应在5月中旬之前,且越早越好,B错误;8—11月该种群的种群数量处于相对稳定状态,因而其年龄结构为稳定型,D错误。
2.科研人员对某湿地生态系统中的甲种群和乙种群进行多年的跟踪调查,根据统计结果,计算出甲种群的增长速率变化曲线和乙种群的λ(λ表示当年种群数量与一年前种群数量的比值)随时间变化的曲线(如图)。下列叙述正确的是( )
A.O~t1和t4~t5,乙种群的数量均呈“J”形增长
B.t5时,甲种群的数量大约是t3时数量的2倍
C.t1~t4,乙种群的年龄结构由衰退型转向增长型
D.t5之后,甲种群的数量将维持在环境容纳量不变
答案 B
解析 λ-1>0表示增长率,“J”形增长时增长率不变,而当λ等于1时,种群数量稳定;可见O~t1和t4~t5,乙种群的数量均不呈“J”形增长,A错误。由题图可知,甲为“S”形增长,t3时增长速率最大,达到1/2K,t5时种群增长速率为0,达到K值,故t5时甲种群的数量大约是t3时数量的2倍,B正确。由题图可知,乙种群的λ(λ表示当年种群数量与一年前种群数量的比值)随时间变化趋势是先增后减再增,在t1~t2段乙种群数量增加,t2~t4段乙种群数量减少,C错误。t5之后,甲种群的数量将在环境容纳量处维持动态平衡,D错误。
3.(2025·淮安二模)如图表示一生物群落中甲、乙两个种群的增长速率随时间变化的曲线。下列叙述错误的是( )
A.t3时甲种群的数量可能大于t5时乙种群的数量
B.t3~t5(不含t3、t5)时间内,甲、乙两种群的年龄结构不同
C.t2~t4时间内,甲种群的死亡率升高,种群数量先增大后减小
D.若乙种群为养殖的草鱼,在t4时进行捕捞有利于持续获得较大鱼产量
答案 D
解析 t3时甲种群的增长速率为0,此时种群数量最大,t5时乙种群的增长速率为0,种群数量最大,但不知道初始值,无法比较甲和乙的种群数量,即t3时甲种群的数量可能大于t5时乙种群的数量,A正确;甲种群在t3~t5(不含t3、t5)时间内,种群增长速率为负值,种群数量减少,种群的年龄结构为衰退型,乙种群在t3~t5(不含t3、t5)时间内,种群增长速率为正值,种群数量增加,种群的年龄结构为增长型,B正确;t2~t3时间内,甲种群的增长速率为正值,种群数量呈现增加趋势,t3后甲种群的种群增长速率为负值,种群数量减少,出生率和死亡率决定种群密度,因此t2~t4时间内,甲种群的死亡率升高,C正确;若乙种群为养殖的草鱼,则在t4时,种群增长速率最大,容易恢复减少的种群数量,因此捕捞后使种群数量处于t4对应的种群数量有利于持续获得较大鱼产量,即应在超过t4时捕捞,使捕捞后的种群数量维持在t4时,D错误。
4.(2025·开封三模)某草地上的山羊种群初始密度与种群增长速率之间具有如图所示的对应关系。下列叙述错误的是( )
A.山羊种群初始密度介于O~a时,增长速率<0,种群数量会降低
B.山羊种群初始密度介于a~b时,种群数量变化不符合“S”形增长曲线
C.山羊种群初始密度介于c~d时,虽然出生率大于死亡率,但增长速率逐渐下降
D.山羊种群密度为c对应的数量时,种群会在一段时间内维持数量的相对稳定
答案 D
解析 初始密度介于a~b时,增长速率<0,种群出生率小于死亡率,种群数量不断减少,种群数量变化不符合“S”形增长曲线,B正确;初始密度介于c~d时,增长速率>0,种群数量上升,种内竞争加剧,出生率降低,死亡率升高,虽然出生率大于死亡率,但增长速率却逐渐下降,C正确;由题图可知,初始密度为c时,该种群增长速率达到最大值,种群数量增长最快,种群数量不会维持相对稳定,D错误。
5.(2025·甘肃,12)种群数量受出生率、死亡率、迁入率和迁出率的影响,任何能够引起这些特征变化的生物和非生物因素,如光照、水分、温度、食物、年龄结构和性别比例等,都会影响种群的数量。下列叙述正确的是( )
A.自然种群中的个体可以迁入和迁出,种群数量的变化不受种群密度的制约
B.光照、水分、温度和食物等因子的变化都能够引起种群环境容纳量的变化
C.幼年、成年和老年个体数量大致相等的种群,其种群数量可以保持稳定增长
D.种群中不同年龄个体的数量和雌雄比例都能影响种群的出生率和死亡率
答案 B
解析 自然种群中的个体可以迁入和迁出,种群数量的变化会受种群密度的制约,当种群密度过大时,种内竞争加剧,会影响出生率、死亡率、迁入率和迁出率,从而影响种群数量,A错误;环境容纳量(K值)由资源、空间、气候等非生物因素和天敌等生物因素共同决定,光照、水分、温度和食物等因子的变化会直接改变资源供给或生存条件,从而引起K值变化,B正确;幼年、成年和老年个体数量大致相等的种群,其年龄结构为稳定型,种群数量保持相对稳定,而不是稳定增长,C错误;种群中不同年龄个体的数量(年龄结构)能影响种群的出生率和死亡率,性别比例主要影响种群的出生率,一般不影响死亡率,D错误。
6.(2025·秦皇岛模拟)在某草原上爆发了蝗灾后,研究者对蝗虫以及植物的种群数量进行了调查,结果如图1所示。为控制蝗虫的数量,工作人员引入了蝗虫的天敌。图2表示随种群数量变化,种群单位时间内的增长量(ΔN/Δt)的变化情况。下列有关说法正确的是( )
A.图1中甲、乙分别表示蝗虫与植物
B.蝗虫天敌被引入后的初期,其种群数量最可能呈现图2曲线b所示变化
C.图2曲线a、b分别对应“J”形和“S”形种群增长曲线
D.图1的乙柱状图说明,种群数量可以较长时间超过环境容纳量
答案 C
解析 根据题意可知,为控制蝗虫的数量,引入了蝗虫的天敌,说明蝗虫的实际数量应该大于环境容纳量,导致形成了蝗灾,故图1中乙表示蝗虫的种群数量,甲应该为植物的种群数量,A错误;图2中曲线a表示种群单位时间内的增长量一直增加,而曲线b表示种群单位时间内的增长量先增加后减少,最后为0,因此曲线a表示“J”形增长曲线,曲线b表示“S”形增长曲线。蝗虫天敌被引入后的初期由于食物充足、空间充裕、气候适宜、缺少天敌等,可表现为“J”形增长,因此种群数量最可能呈现曲线a所示变化,B错误,C正确;图1中乙柱状图的实际数量显著大于环境容纳量,但由于种群数量的增长存在负反馈调节,因此种群数量不会较长时间超过环境容纳量,D错误。
考点三 培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
2.血细胞计数板及计数方法
血细胞计数板是一块比普通载玻片厚的特制玻片。血细胞计数板由四条下凹的槽构成三个平台。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。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。计数室的长和宽各为 1 mm,深度为 0.1 mm,容积为0.1mm3。
血细胞计数板有两种规格,对于16×25的规格而言,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的规格而言,计四角和正中间的5个中方格共计80个小方格中的个体数量,如图2所示。
计算公式:1 mL培养液中细胞个数=×400×104×稀释倍数。
3.实验流程
4.结果分析
(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。
5.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,减小估算误差。
(2)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成自身对照;需要做重复实验,目的是尽量减小误差,应对每个样品计数三次,取其平均值。
(3)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,以每个小方格内含有4~5个酵母细胞为宜。
(4)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。
(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
(6)使用血细胞计数板时,若先滴加样液,再盖盖玻片会使计数结果偏大,因为液滴表面张力的存在,使计数实际体积大于计数室体积。
考向
1.(2025·信阳开学考试)下列关于“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关操作,正确的有几项( )
①培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧
②将适量酵母放入装有一定浓度葡萄糖溶液的锥形瓶中,在适宜条件下培养
③将培养液振荡摇匀后,用吸管从锥形瓶中吸取一定量的培养液
④在血细胞计数板中央滴一滴培养液,盖上盖玻片,并用滤纸吸去边缘多余培养液
⑤待酵母菌全部沉降到计数室底部,将计数板放在载物台中央,在显微镜下观察、计数
⑥计数时,压在小方格界线上的酵母菌应计数相邻两边及其顶角上的
⑦实验人员抽取某条件下的酵母菌培养液1 mL,稀释10倍后,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,计数室为25中格×16小格型)进行计数,计算出每毫升培养液中酵母菌的数量为7.5×107个,可推算所用血细胞计数板每中格的酵母菌数量平均为30个
A.三项 B.四项 C.五项 D.六项
答案 C
解析 酵母菌是兼性厌氧微生物,探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验不用除去培养液中的溶解氧,①错误;在制作临时装片时,应该先将盖玻片放在计数室上,然后将吸取的培养液滴于盖玻片边缘,让培养液自行渗入,④错误。
2.(2024·新课标,6)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
解析 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。
3.(2025·绵阳模拟)在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验中,某同学将1 mL酵母菌液稀释了100倍后,进行一系列操作观察到如图所示a、b、c、d、e 5个中方格共80个小方格内共有酵母菌50个。下列叙述正确的是( )
A.该血细胞计数板规格是16×25方格型,该型计数板适合细胞较小的样品
B.在所有操作流程正确的情况下,该实验测定的活菌数跟实际值相比会偏小
C.为了减少实验误差,可加台盼蓝染液染色后,只对蓝色的细胞进行计数
D.1 mL该样品的酵母菌数量大约为2.5×108个
答案 D
解析 该血细胞计数板每个中方格含有16个小方格,因此规格是25×16方格型,该型计数板适合细胞较大的样品,对于细胞较小的如细菌需要使用细菌计数板,A错误;显微镜下看到的菌体既有活菌又有死菌,因此在所有操作流程正确的情况下,该实验测定的活菌数跟实际值相比会偏大,B错误;台盼蓝可将死细胞染色,为了计数活菌数量,可加台盼蓝染液染色后,只对未被染色的细胞进行计数,C错误;已知5个中方格共80个小方格内共有酵母菌50个,则每个小方格平均含有菌体数量为50÷80(个),计数室共有400个小方格,因此含有的菌体数量为50÷80×400,计数室的体积是0.1 mm3,稀释倍数为100倍,因此1 mL该样品的酵母菌数量大约为50÷80×400÷(0.1×10-3)×100=2.5×108(个),D正确。
4.(2024·荆州月考)某生物兴趣小组的同学在进行“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时,将培养至第5天的酵母菌培养液,取10 mL加入90 mL无菌水中,然后将稀释后的培养液与台盼蓝染液等体积混合均匀,规范操作置入血细胞计数板中进行计数,结果观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56,其中被台盼蓝着色的细胞占20%,则10 mL酵母菌培养液中活菌数约为( )
A.4.48×108 B.2.24×108
C.1.02×108 D.0.7×108
答案 A
解析 由“观察到视野中五个中格(共80个小格)内的细胞总数为56”可知,每个小格内的平均酵母菌数为56÷80=0.7(个),则计数室中的细胞数为400×0.7=280(个)。死细胞的细胞膜失去选择透过性,能被台盼蓝染液染成深色,被台盼蓝着色的细胞占20%,说明活菌数占80%,因此活菌数为280×0.8=224(个),又因为观察之前取10 mL酵母菌培养液加入90 mL无菌水中,相当于稀释10倍,稀释后的培养液与台盼蓝染液进行等体积混合,这相当于将培养液进行了二等分,因此混合前培养液中的酵母菌活菌数为224×2=448(个),每个计数室的体积为0.1 mm3,经换算可以得到10 mL酵母菌培养液中酵母菌活菌数约为448÷0.1×1 000×10×10=4.48×108(个),A正确。
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