高三生物一轮复习知识点归纳与总结21 种群的特征和数量的变化.docx
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高三生物一轮复习知识点归纳与总结21种群的特征和数量的变化
第二单元 生物与环境
最新考纲
一、种群和群落
1．种群的特征正Ⅰ
2．种群的数量变化Ⅱ
3．群落的结构特征Ⅰ
4．群落的演替Ⅰ
5．生态系统的结构Ⅰ
6．生态系统中物质循环和能量流动的基本规律及应用Ⅱ
7．生态系统中的信息传递Ⅱ
8．生态系统的稳定性Ⅱ
9．人口增长对环境的影响Ⅱ
10．全球性的环境问题Ⅰ
11．生物多样性保护的意义和措施Ⅰ
二、实验
1．探究培养液中酵母菌数量的动态变化
2．土壤中小动物类群丰富度的研究
3．探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替
考纲解读
1．掌握种群密度的调查方法
2．分析种群的特征之间的内在联系
3．掌握“J”型曲线和“S”型曲线形成的条件及特征
4．列举“S”型曲线在实践中的应用
5．进行群落中各种生物之间的相互关系探究
6．了解群落中的分层现象及影响因素
7．明确群落演替的类型及过程
8．进行人类活动对群落演替影响的探究
9．尝试生态系统中各成分作用的探究
10．说出生态农业的设计原理和特点
11．尝试合理利用物质循环的特点设计生态瓶
12．探究生态系统中信息传递的作用
13．分析生态系统抵抗力稳定性与恢复力稳定性的关系
14．进行人口增长对环境污染的实验探究
15．说出温室效应的形成及对环境造成的影响
16．理解生物多样性的保护和应用价值
第1讲 种群的特征和数量的变化
知识点一 种群的概念及其数量特征
议一议：
标志重捕法的适用条件是什么？
知识点二 种群数量的变化
思一思：
自然界中生物种群的增长常表现“S”型增长的实质是什么？
判断正误
1．两个池塘中的鲤鱼应属一个种群（ ）。
2．同一物种在不同区域可因地理隔离形成多个种群，但一个种群内的个体一定属于同一物种（ ）。
3．种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位（ ）。
4．动物种群密度调查都不能用样方法（ ）。
5．年龄组成只是预测种群密度的变化趋势，但该趋势不一定能实现，因为影响种群数量变化的因素还有气候、食物、天敌等（ ）。
6．性别比例失调，不会引起种群数量改变（ ）。
7．不同种生物K值各不相同，但同种生物的K值固定不变（ ）。
8．城市人口增长的决定因素是出生率和死亡率（ ）。
9．种群在空间分布上只有均匀分布和随机分布（ ）。
10．种群数量的变化包括种群数量的增长、波动和下降等（ ）。
学习笔记：
自我校对：
①同种 ②数量 ③较小 ④较大 ⑤随机 ⑥所有样方种群密度的平均值 ⑦强 ⑧大 ⑨总数
种群密度 ⑪增长型 ⑫衰退型 ⑬变化趋势 ⑭增长 ⑮稳定 ⑯充裕 ⑰连续增长 ⑱环境条件 ⑲环境容纳量 ⑳K值
出生率
人工控制
想一想：
种群必须具备“三同”，即同一时间、同一地点、同一物种；物种主要是看在自然条件下能否相互交配并产生可育后代。
议一议：
①标志个体在整个调查种群中分布均匀；②未标志个体和被标志个体都有同样被捕获的机会；③调查期中没有迁入和迁出；④调查期中没有新个体的出生和死亡；⑤活动能力强，活动范围大的动物。
看一看：
当刚迁入时，食物和空间条件充裕，种群增长速率较快，接近“J”型曲线；当繁殖到一定程度后，环境中的容纳量接近饱和，种群增长减缓，呈“S”型曲线，最后种群数量趋于稳定。
思一思：
种群的增长速率在各个阶段不相同所致。
判断正误：
1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.× 7.× 8.× 9.× 10.√
种群数量特征之间的关系分析
1．各数量特征之间的关系
（1）图解
（2）析图
①种群密度是种群最基本的数量特征。
②出生率和死亡率以及迁入率和迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。
③年龄组成和性别比例不直接决定种群密度，但是能够用来预测和影响种群密度的变化趋势。
④除图中影响因素外，气候、天敌、传染病等都影响种群密度的改变。
2．种群的年龄组成图解及分析
（1）模式图
①图解
②析图
种群
年龄组成情况
出生率和
死亡率情况
种群数量
变化趋势
所属
类型
A
幼年多，老年少
>
增加
增长型
B
各年龄期比例适中
＝
波动
稳定型
C
幼年少，老年多
<
降低
衰退型
提醒 年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。
因为出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。
此外，种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。
（2）曲线图
①图解
②析图
图甲幼年个体多，老年个体少，出生率>死亡率，种群数量增加，属增长型；而图乙相反，应为衰退型。
（3）柱形图
①图解
②析图
图A中幼年个体少，老年个体多，为衰退型。
图B中幼年个体多，老年个体少，为增长型。
图C中各年龄段比例适中，应为稳定型。
3．种群密度调查
标志重捕法
样方法
适用对象
活动范围大、活动能力强的动物个体，如鼠、鸟类等
植物或活动范围小、活动能力弱的动物，如蚯蚓和虫卵等
统计方法
利用公式
＝
计算出N，即为该种群密度的估计值。
（N1为标志个体数，N2为重捕数，N0为重捕个体中带标志数）
计算各样方内种群密度的平均值为该种群的种群密度的估计值
注意问题
1调查时没有迁入和迁出、出生和死亡
②标志物不能过于醒目，不能影响标志对象正常生理活动，且不易脱落
1随机取样
②样方大小适中
③样方数量不宜太少
提醒
（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）计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。
（4）利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。
（5）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。
（6）性别比例中，♂多于♀的如蚂蚁等；♀多于♂的如人工控制的种群——牛、鸡等。
★ 种群的特征与种群的数量变化密切相关，因此，在高考中对该部分内容的考查，既可以单独进行考查，也可以与种群的数量变化结合起来考查。
出题形式可以是选择题或非选择题。
【典例1】►（2011·南昌模拟）下列关于右侧概念图中序号所表达的含义，说法错误的是（ ）。
A．序号1代表种群密度
B．迁入率由序号4或序号5代表
C．序号2代表出生率或死亡率
D．序号6、7依次代表年龄组成、性别比例
解析 种群最基本的数量特征是种群密度，种群密度直接受出生率、死亡率、迁入率和迁出率等的影响。
另外，年龄组成也能通过影响出生率与死亡率来间接影响种群的数量，性别比例通过影响出生率来间接影响种群的数量。
2代表出生率、3代表死亡率。
答案 C
【训练1】►（2011·安徽江南十校联考）有关种群的说法不正确的是（ ）。
A．稻田中秧苗的均匀分布有利于产量提升
B．通常自然界中的种群增长曲线呈“S”型，达到K值时种群数量往往表现出明显上下波动，因此K值总是固定不变的
C．池塘养鱼过程中为保持鲫鱼种群的增长需持续投放饲料等
D．预测一个国家或地区人口数量未来动态的信息主要来自现有居住人口的年龄组成
解析 通常自然界中的种群增长曲线呈“S”型，达到K值时种群数量在一定范围内波动；稻田秧苗的均匀分布（即合理密植），可以达到对光能、水、肥等的充分利用，从而提高产量；因人工鱼塘中生产者固定的能量不足以满足鱼类的需求，故需投放饲料保证鱼正常的能量需求；年龄组成是预测一个国家或地区人口数量变化趋势的主要依据。
答案 B
种群数量增长的“J”型与“S”型曲线模型比较
1．两种曲线模型比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
增长模型
前提条件
理想状态：
资源无限、空间无限、不受其他生物制约（无种内斗争，缺少天敌）
现实状态：
资源有限、空间有限、受其他生物制约（种内斗争加剧，捕食者数量增加）
种群增长速率
种群增长率
K值有无
无K值
有K值
曲线形
成原因
无种内斗争，缺少天敌
种内斗争加剧，天敌数量增多
联系
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
2.K值与
在实践中的应用
灭 鼠
捕 鱼
（最大增长速率）
灭鼠后，鼠的种群数量在
附近，这时鼠的种群数量会迅速增加，无法达到灭鼠效果
使鱼的种群数量维持在
，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升
K值（环境容纳量）
改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存
保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值
3.K值变动的示意图
（1）同一种生物的K值不是固定不变的，会受到环境的影响。
在环境不遭受破坏的情况下，种群数量会在平均值附近上下波动；当种群数量偏离平均值的时候，会通过负反馈调节机制使种群密度回到一定范围内。
（2）环境遭受破坏，K值会下降；当生物生存的环境改善时，K值会上升。
提醒
（1）最大捕捞量≠最大日捕获量，如
时捕捞可持续获得最大捕捞量，但不能获得最大日捕获量——最大日捕获量应处于种群密度最大时。
（2）增长率≠增长速率。
★★ 种群数量变化是高考中的一个高频考点。
种群数量的变化中考点多，可以考查对增长率、增长速率、λ、K值、
值等概念的理解和有关概念之间的联系，也可以考查对“J”型增长和“S”型增长曲线的分析，还可以考查
值在生产实践中的应用等。
题中信息一般多以图文结合的形式呈现。
【典例2】►（2011·江苏卷）在野外试验站，研究棉蚜发生期开放和封闭条件下，不同初始密度（1和20头/叶）的棉蚜种群密度变化，各实验组均放置规格、数量相同的棉叶，结果如下图。
有关叙述正确的是（多选）（ ）。
A．初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下衰退，可能与迁出有关
B．初始密度相同的种群开放条件下先于封闭条件下达到密度峰值，可能与迁入有关
C．开放封闭条件下种群数量均在达到K值时开始衰退
D．开放和封闭条件下种内斗争均在种群衰退时开始减弱
解析 由曲线可知，初始密度相同的种群，开放条件下的先达到峰值也先衰退，与封闭条件相比，开放条件下存在迁入和迁出的现象；因各组棉叶的规格、数量相同，则理论上K值应相同，但图示可见只有开放条件下初始密度较大的种群在达到K值时开始衰退，其余都是在未达到K值时就开始衰退，种内斗争是指一区域的同种个体为争夺有限的资源和空间而发生斗争的现象，在种群衰退时虽然种群个体数量减少，但因棉叶被食用量也在减少，故种内斗争不一定减弱。
答案 AB
思维深化 “S”型曲线辨析：
种群“S”型增长曲线分析：
（1）潜伏期（对环境的适应期）：
个体数量很少，增长速率很慢，害虫防治最好应在此期进行。
（2）加速（对数期）：
个体数量快速增加，
时，增长速率达到最高资源利用黄金点，害虫防治严防达此期。
（3）减速期和饱和期：
随着种群密度增加，个体因食物、空间和其他生活条件的斗争加剧，同时天敌数量也增加，种群增长速率下降。
当数量达到环境条件允许的最大值（K）时，种群停止生长，种群增长速率为零，即出生率＝死亡率，但种群数量达到最大。
到达K值后，有的种群呈锯齿状波动。
【训练2】►假定当年种群数量是一年前种群数量的λ倍，右图表示λ值随时间的变化曲线。
下列相关叙述错误的是（ ）。
A．O～a年，种群数量不变，其年龄组成是稳定型
B．a～b年，种群数量下降，其年龄组成是衰退型
C．b～c年，种群数量增加，种群呈“S”型增长
D．c～d年，种群数量增加，种群呈“J”型增长
解析 由题意可知，当λ值小于1时，种群数量减少，故选C项。
答案 C
种群数量变化的实验探究（以培养液中酵母菌种群变动为例）
知识归纳
1．探究原理
酵母菌可以用液体培养基来培养。
培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。
我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴作曲线，从而掌握酵母菌的种群数量变化情况。
2．探究目的
初步学会酵母菌等微生物的计数以及种群数量变化曲线的绘制。
3．探究步骤
（1）将10mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。
（2）将酵母菌接种到试管中的培养液中。
（3）将试管放在25℃条件下培养。
（4）每天取样计数酵母菌数量。
（5）分析数据，画出曲线。
4．表达和交流
（1）根据实验数据可得右图所示曲线。
增长曲线的总趋势是先增加再降低。
原因是在开始时培养液的营养充足、空间充裕、条件适宜，因此酵母菌大量繁殖，种群数量剧增；随着酵母菌数量的不断增多，营养消耗，pH变化等，生存条件恶化，酵母菌死亡率高于出生率，种群数量下降。
（2）影响酵母菌种群数量的因素可能有养分、温度、pH及有害代谢废物等。
高考对本考点的考查着重于抽样检测法测定微生物数量的计数方法、装片制作、实验操作程序等，题型既有选择题，也有非选择题。
【典例】►依据探究“培养液中酵母菌种群的数量变化”的实验过程和要求，回答下列问题。
（1）某学生的部分实验操作过程是这样的：
①从静置试管中吸取酵母菌培养液进行计数，记录数据；
②把酵母菌培养液放置在冰箱中培养；
③第七天再取样计数，记录数据，统计分析绘成曲线。
请纠正该同学实验操作中的错误。
（2）利用计数板可在显微镜下对微生物细胞进行直接计数。
计数板是一个特制的可在显微镜下观察的玻片，样品就滴在计数室内。
计数室由25×16＝400个小室组成，容纳液体的总体积为0.1mm3。
现将1mL酵母菌样品加99mL无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许滴在盖玻片边缘，使其自行渗入计数室，并用滤纸吸去多余菌液。
现观察到图中所示a、b、c、d、e5个中方格80个小室内共有酵母菌44个，则上述1mL酵母菌样品中约有菌体________个。
为获得较为准确的数值，减少误差，你认为可采取的做法是________。
解析 要理解实验过程中各个步骤的要求及其原因，才能更好地理解实验的原理。
在实验过程中，对酵母菌的总数进行计算是很难的，所以要采用抽样检测法，每次从试管中吸出培养液时，都要进行振荡，目的是让酵母菌在培养液中分布均匀，减少计数的误差；培养酵母菌时，要提供酵母菌生活的最适条件，包括温度、无菌条件等，所以不应该放在冰箱里进行培养；7天中，酵母菌种群数量是不断变化的，所以连续7天都要取样、观察、计数，而不是仅在第7天进行计数。
在显微镜下观察时，要注意多取样，取平均值，尽量减少误差，计算酵母菌总数时，要先计算出每个计数室中酵母菌的数量，然后乘以酵母菌总体积。
所以上述1mL酵母菌样品中的总数为：
×400×100×1000÷0.1＝2.2×108个。
答案
（1）①应将试管轻轻振荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数；②应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养；③应连续七天，每天观察、取样计数并记录数据。
（2）2.2×108 多取样、取平均值
【训练】►（2009·江苏）某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养（见下表），均获得了“S”型增长曲线。
根据实验结果判断，下列说法错误的是（ ）。
试管号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
培养液体积/mL
10
5
10
5
起始酵母菌数/103个
10
5
5
10
A.4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长
B．4个试管内的种群同时达到K值
C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同
D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降
解析 A项中，4个试管中最初环境适宜，所以都经历了“J”型增长；B项中，最初的条件不同，达到K值不会同时；C项中，培养液体积Ⅱ和Ⅲ不同，试管Ⅲ内种群的K值应大于试管Ⅱ；D项中，Ⅱ和Ⅳ中培养液相同，Ⅳ中起始酵母菌数大于Ⅱ，所以先于试管Ⅱ开始下降。
答案 B
种群的概念、特征及种群密度调查
1．（2011·北京理综，2）在生态学研究中，下列方法与研究目的不相符的是（ ）。
A．给海龟安装示踪器调查其洄游路线
B．给大雁佩戴标志环调查其迁徙路线
C．用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系
D．用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰（富）度
解析 达乌尔黄鼠是一个种群，用标志重捕法可调查该种群的密度；采用给海龟安装示踪器、给大雁佩戴标志环的方法，可对其移动路线进行调查；样方法研究的对象为相对固定的生物，如固着在岩礁上的贝类。
答案 D
2．（2010·海南卷）某同学拟调查一个面积为100hm2草地上某种双子叶草本植物的种群密度，设计了四个调查方案，其中最可行的是（ ）。
A．计数该草地上该种植物的全部个体数目
B．设置1个1m2样方，计数样方中该种植物的个体数目
C．随机设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
D．在该种植物密集处设置1m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目
解析 采用样方法调查双子叶草本植物的种群密度时，只对样方内的所有个体进行计数即可；取样时，需要随机取多个大小相同的样方，计算每个样方中该植物的个体数，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。
取样关键是做到随机取样，不能掺入主观因素，因此不应在植物密集处设置样方，否则会导致数据偏大。
答案 C
3．（2010·海南卷）甲、乙、丙是同一物种的三个种群，其年龄组成见表。
三个种群年龄结构的类型为（ ）。
年龄期
个体数
甲
乙
丙
幼年期
600
400
200
成年期
400
400
400
老年期
200
400
600
A.甲是增长型，乙是稳定型，丙是衰退型
B．甲是稳定型，乙是增长型，丙是衰退型
C．甲是增长型，乙是增长型，丙是衰退型
D．甲、乙、丙三个种群都是稳定型
解析 甲种群幼年个体较多，老年个体较少，其年龄组成为增长型；乙种群各年龄段个体数量相当，其年龄组成为稳定型；丙种群幼年个体较少，老年个体较多，其年龄组成为衰退型。
答案 A
4．（2010·福建卷26）棉蚜虫体型微小，能附着于棉花植株上生活繁殖，以吸取棉花汁液为食。
为了对棉蚜虫害进行监测。
科研小组从某年6月10日开始对某棉田棉蚜种群数量进行调查。
调查结果如下图：
调查日期（月－日）
6－10
6－15
6－20
6－25
6－30
7－5
7－10
7－15
7－20
棉蚜数量（只/株）
0.42
4.79
41.58
261.73
1181.94
1976.96
2175.63
2171.46
2173.23
（1）棉蚜与棉花的种间关系是________。
（2）调查棉蚜种群数量可采用________法。
据表分析调查期间棉蚜种群数量的增长曲线呈________型，在________（日期）左右棉蚜种群增长量最大。
（3）若长期使用农药防治棉蚜，会导致棉蚜种群的抗药基因频率________（增大、不变、减小）。
解析 本题主要考查种群密度调查法、种群数量变化、种间关系和现代生物进化理论。
判断寄生关系有两点：
①寄生虫必须生活在寄主体内或体表；②必须从寄主体内获取营养。
以上两点棉蚜虫与棉花植株都满足。
样方法主要适用于植物和活动能力弱的动物。
从上表数据中得知到7月10日种群增长就停止了，说明达到了环境容纳量即K值。
由此可知棉蚜种群数量的增长曲线呈“S”型，当种群数量达到
时，种群增长量最大，应在6月30日。
长期使用农药，不断挑选出具有抗药性的棉蚜虫，淘汰没有抗药性的棉蚜虫，最终导致棉蚜种群的抗药基因频率增大。
答案
（1）寄生
（2）样方 “S” 6－30 （3）增大
种群数量变化规律
5.（2011·海南单科，2）关于酵母菌的叙述，错误的是（ ）。
A．酵母菌既含有核基因，又含有线粒体基因
B．酵母菌无氧呼吸的终产物经主动运输运到细胞外
C．培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长
D．碳源充足和不充足的培养液中酵母菌种群的K值不同
解析 酵母菌属于真核生物，既含有核基因，线粒体中又含有质基因；酵母菌无氧呼吸的终产物是CO2和酒精，两者均通过自由扩散运出细胞；用培养液培养酵母菌的早期，资源和空间充足，酵母菌的种群数量呈“J”型增长；碳源充足的培养液中酵母菌种群的K值大于碳源不充足的培养液中酵母菌种群的K值。
答案 B
6．（2011·浙江卷）下表是调查野山羊种群生存的原始数据。
若把表中数据转换为种群存活曲线图并进行分析，下列叙述错误的是（ ）。
年龄
年
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
存活数/只
1000
801
789
776
764
734
688
640
571
439
252
96
6
3
死亡数/只
199
12
13
12
30
46
48
69
132
187
156
90
3
3
A.存活曲线图中横坐标采用的数据来源于年龄，纵坐标的来源于存活数
B．该种群的存活曲线呈凹形（类型Ⅲ）
C．该种群中大多数个体在平均生理年龄后死亡
D．分析存活曲线可知该种群对环境有较强的适应能力
解析 本题考查有关种群数量变化相关知识。
存活曲线图横坐标是年龄，纵坐标可以是存活数也可以是死亡数，所以A正确；该种群的存活曲线呈Ⅲ型（凸型）：
绝大多数个体都能活到生理年龄，早期死亡率极低，但一旦达到一定生理年龄时，短期内几乎全部死亡，如人类、野山羊和其他一些哺乳动物等。
Ⅰ型（凹型）：
生命早期有极高的死亡率，但是一旦活到某一年龄，死亡率就变得很低而且稳定，如鱼类、很多无脊椎动物等。
Ⅱ型（直线型）：
种群各年龄的死亡率基本相同，如水螅、小型哺乳动物、鸟类的成年阶段等。
所以B选项是错误的。
答案 B
7.（2010·浙江卷，3）某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。
若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，下列关于该种群个体数量变化的叙述，错误的是（ ）。
A．若A点时环境因素发生变化，但食物量不变，则A点以后个体数量变化不符合逻辑斯谛增长
B．若该种群出生率提高，个体数量的增加也不会大幅超过B点
C．天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降，下降趋势与B～C段相似
D．年龄结构变动会导致该种群个体数量发生波动，波动趋势与C～D段相似
解析 本题考查生态系统中影响种群数量波动的因素，从图中个体数量随着季节的变化在K值附近波动可以看出，该生
态系统是一个相对稳定的生态系统，具有一定的自我调节能力，当外界环境改变、出生率和死亡率的变化、天敌的捕食、年龄结构的变动，种群个体数量还是在K值附近左右波动，所以A点时环境因素发生变化时，个体数量变化还是符合逻辑斯谛增长，所以答案是A。
答案 A
8.（2010·山东高考理综）右图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是（ ）。
A．在
时控制有害动物最有效
B．图示规律可作为控制人口增长的依据
C．该图可用于实践中估算种
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