届高三生物一轮复习第9单元第1讲种群的特征和数量的变化讲义.docx
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届高三生物一轮复习第9单元第1讲种群的特征和数量的变化讲义
第九单元生物与环境
全国卷5年考情导向
考点
考题
考频
1.种群的特征（Ⅰ）
2012·课标卷T6，2013·全国卷ⅠT5，2013·全国卷ⅡT31
2015·全国卷ⅠT31，2016·全国卷ⅡT5
5年5考
2.种群的数量变化（Ⅱ）
2012·课标卷T6，2015·全国卷ⅡT31
5年2考
3.群落的结构特征（Ⅰ）
2013·全国卷ⅠT32，2013·全国卷ⅡT31，2014·全国卷ⅡT31
2014·全国卷ⅠT6，2015·全国卷ⅠT4，2016·全国卷ⅢT31
5年6考
4.群落的演替（Ⅰ）
2013·全国卷ⅠT32，2014·全国卷ⅠT30
5年2考
5.生态系统的结构（Ⅰ）
2013·全国卷ⅡT31，2013·全国卷ⅠT5，2014·全国卷ⅡT31
2016·全国卷ⅢT5
5年4考
6.生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及应用（Ⅱ）
2014·全国卷ⅠT31，2015·全国卷ⅠT31，2015·全国卷ⅡT31
2016·全国卷ⅠT5，2016·全国卷ⅢT5，2016·全国卷ⅢT31
5年6考
7.生态系统的信息传递（Ⅱ）
2014·全国卷ⅡT31
5年1考
8.生态系统的稳定性（Ⅱ）
2013·全国卷ⅠT32
5年1考
9.人口增长对生态环境的影响（Ⅱ）
无考题
5年0考
10.全球生态环境问题（Ⅰ）
无考题
5年0考
11.生物多样性保护的意义和措施（Ⅰ）
无考题
5年0考
12.实验：
（1）探究培养液中酵母菌数量的动态变化
（2）土壤中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
无考题
5年0考
第1讲种群的特征和数量的变化
考点一|种群的特征和种群密度的调查
1.种群的数量特征
（1）种群密度
①概念
种群在单位面积或单位体积中的个体数，是种群最基本的数量特征。
②调查方法
a.样方法：
Ⅰ.适用对象：
植物或活动范围小的动物。
Ⅱ.调查程序
确定调查对象
↓
选取样方
↓
计数
↓
计算种群密度：
所有样方种群密度的平均值
b.标志重捕法：
Ⅰ.适用对象：
活动能力强、活动范围大的动物
Ⅱ.调查程序
确定调查对象
↓
捕获并标记个体，计数为M
↓
重捕，计数为n，其中被标记个体为m
↓
密度估算公式如下：
N（种群数量）＝
×M（标记数）
（2）出生率和死亡率、迁入率和迁出率
①出生率和死亡率：
单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体总数的比率。
②迁入率和迁出率：
单位时间内迁入或迁出的个体数目占该种群个体总数的比率。
（3）年龄组成
①概念：
种群中各年龄期的个体数目的比例。
②类型（如图）
abc
Ⅰ.写出上图中各年龄组成的类型：
a．增长型，b.稳定型，c.衰退型。
Ⅱ.各年龄组成类型的特点及种群密度的变化趋势：
类型
年龄组成的特点
种群密度的变化趋势
a
幼年个体多，老年个体少
增大
b
各年龄段个体比例适中
基本不变
c
幼年个体少，老年个体多
减小
（4）性别比例
种群中雌雄个体数目的比例。
2．种群的空间特征
1．判断有关种群特征叙述的正误。
（1）每毫升河水中有9个大肠杆菌，不属于种群的空间特征。
（√）
（2）若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越高。
（√）
（3）田鼠的种群密度是由出生率和死亡率、迁入和迁出决定的。
（√）
（4）五点取样法适合调查灌木类行道树上蜘蛛的种群密度。
（×）
【提示】行道树灌木丛为长方形，调查其中蜘蛛的种群密度应采取等距取样法。
（5）某小组用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，应选择植物生长茂盛处取样。
（×）
【提示】调查该种群密度时，应随机取样。
（6）可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度。
（√）
2．种群数量特征间的关系（如图）。
（1）其中a、b、c、d分别是性别比例、年龄组成、种群密度、迁入率与迁出率。
（2）调查种群最基本数量特征常用的方法：
样方法和标志重捕法。
（3）预测种群数量变化发展趋势的主要依据是图中的哪个特征？
图中的b年龄组成。
（4）春运期间，影响北京、广州等大城市人口数量的主要因素是什么？
（用字母及名称表述）
图中的d迁入率和迁出率。
1．各数量特征间的关系（如图）
（1）最基本的数量特征——种群密度。
（2）决定种群密度的直接因素——出生率和死亡率、迁入率和迁出率。
（3）决定种群密度的间接因素——年龄组成和性别比例。
（4）主要预测种群数量的变化趋势——年龄组成。
种群密度
（5）有关种群特征的实际应用归纳。
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。
2．种群密度调查成功的关键点
（1）样方法的关键点
计数原则：
同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则，即只计数相邻两边及顶角上的个体。
图1图2
（2）标志重捕法的关键点
①被调查个体在调查期间没有大量迁入和迁出、出生和死亡的现象。
②标记物不能过于醒目。
③不能影响被标记对象的正常生理活动。
④标记物不易脱落，能维持一定时间。
视角___1考查种群的特征及其内在关系
1．（2017·德州市模考）下列关于种群特征的描述，正确的是（）
A．种群数量的增长主要取决于出生率
B．斑马在草原上成群活动属于种群空间特征
C．出生率和死亡率是种群最基本的数量特征
D．年龄组成为稳定型的种群，种群数量不再发生波动
B[种群数量的变化主要取决于迁入率、迁出率、出生率和死亡率，A错误；斑马在草原上成群活动，即种群在空间上呈集群分布，B正确；种群密度是种群最基本的数量特征，C错误；年龄组成为稳定型的种群，若受到气候、传染病等因素的影响，种群数量会发生波动，D错误。
]
2．（2017·河南郑州二模）下图是种群数量特征的概念模型，以下分析正确的是（）
A．种群密度能够反映种群的数量变化趋势
B．春节前后，我国南部沿海城市人口数量变化主要取决于①、②
C．预测未来种群数量变化的主要依据是④
D．利用人工合成的性引诱剂诱杀某种害虫的雄性个体来控制特征④，进而影响种群数量
C[①～④分别表示死亡率、出生率、性别比例和年龄组成，能够预测种群数量变化趋势的是种群的年龄组成，A错误、C正确；春节前后，我国南部沿海城市人口数量变化主要取决于迁入率和迁出率，B错误；人工合成的性引诱剂诱杀害虫雄性个体是控制③性别比例，D错误。
]
与种群特征有关的3个易错点
1．年龄组成并不决定种群密度的变化。
2．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。
3．出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。
视角___2考查种群密度的调查
3．（2017·江西吉安一中期中）下列有关调查种群密度的说法错误的是（）
A．五点取样和等距取样是样方法取样的常用方式
B．调查古树木、蝗虫的幼虫、某种蛇的种群密度，通常采用样方法
C．标志重捕法调查得到的种群密度一般不是最精确的现实反映
D．将M只鹿标记后释放，在重捕获的n只鹿中有m只被标记，则该鹿群约有（M×n）÷m只
B[样方法应做到随机取样，常采用五点取样法和等距取样法，A正确；种群密度的调查对于植物和活动范围较小、活动能力弱的动物如蚜虫、跳蝻等采用样方法，对于活动能力强和活动范围大的动物则采用标志重捕法，故对于蛇应采用标志重捕法，B错误；标志重捕法是一种对种群密度的估算方法，结果与现实有一定的偏差，C正确；根据
＝
，可计算出该鹿群的总数，D正确。
]
4．（2016·全国甲卷）如果采用样方法调查某地区（甲地）蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是（）
A．计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
B．计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C．计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度
D．求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度
C[利用样方法调查甲地蒲公英的种群密度时，应是计数每个样方内蒲公英总数，再除以每个样方的面积，获得每个样方的种群密度，再以所有样方种群密度的平均值作为甲地蒲公英种群密度的估计值。
计数甲地内蒲公英的总数实际操作不可行，通常采用样方法，A项错误。
由于所有样方面积之和只是甲地面积的一部分，若用所有样方内蒲公英总数除以甲地面积，则所得结果会低于实际种群密度，B项错误。
对照上面的总体分析，C项正确。
求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和后，即为甲地蒲公英的种群密度的估计值，不应再乘以甲地面积，D项错误。
]
考点二|种群数量的变化
1．种群数量增长的两种类型
AB
（1）种群增长的“J”型曲线，如图A。
①形成原因：
食物和空间充裕、气候适宜、无敌害。
②数学模型
Nt＝N0λt
③曲线特点：
种群数量是以一定的倍数连续增长。
（2）种群增长的“S”型曲线，如图B。
①形成原因：
食物、空间有限
②曲线特点
③应用
建立卧龙自然保护区→改善大熊猫栖息环境
↓
保护大熊猫←提高环境容纳量
2．影响种群数量的变化因素
种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。
其影响因素主要有：
（1）内因
①起始种群个体数量。
②导致种群数量增加的因素：
出生率和迁入率。
③导致种群数量减少的因素：
死亡率和迁出率。
（2）外因
①自然因素：
气候、食物、天敌、传染病等。
②人为因素：
种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。
1．判断下列有关种群数量变化叙述的正误。
（1）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。
（×）
【提示】理想条件下为“J”型增长，无环境容纳量。
（2）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。
（√）
（3）种群数量变化的全部内容就是“J”型和“S”型增长。
（×）
【提示】种群数量的变化包括增长、波动、稳定、下降等。
（4）外来入侵物种进入一个新环境中必定表现为“J”型增长。
（×）
【提示】只有环境条件适宜时才表现为“J”型增长。
2．审读种群数量变化的曲线图，回答以下有关问题：
（1）甲图中b线的形成过程中何时出现了环境阻力？
曲线a、b哪条更符合自然界的种群数量变化实况？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
（2）调查某地乌鸦连续20年的种群数量变化，如乙图所示，图中λ表示该种群数量是一年前种群数量的倍数，请思考：
①前4年种群数量应为增大、减小还是基本不变？
_____________________________________________________________。
②第9年调查乌鸦的年龄组成，最可能表现为何种类型？
为什么？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
③图中第4年和第10年的乌鸦种群数量是否相同？
图中显示第8年种群数量最少，对吗？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
④第16～20年乌鸦种群数量将如何增长？
为什么？
_____________________________________________________________。
【答案】
（1）b曲线自始至终存在环境阻力，此类曲线更符合自然界的种群数量变化实况
（2）①基本不变（因λ＝1）
②稳定型。
第10年时，种群的λ等于1，说明第10年种群数量与第9年相同，因此第9年年龄组成为稳定型
③不相同。
在第4年到第10年间，λ<1，说明种群数量在减少，到第9或第10年种群数量最少，而不是第8年最少
④“J”型增长，因λ>1且恒定
1．辨析种群增长的2类曲线
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
前提条件
理想状态：
资源无限、空间无限、不受其他生物制约
现实状态：
资源有限、空间有限、受其他生物制约
增长模型
增长率和增长速率
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
K值
无K值
有K值
2.解读两类经典模型
（1）种群增长的两种曲线比较
阴影部分也可表示达尔文自然选择学说中被淘汰的个体数。
（2）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，K值在平均值附近上下波动；当种群偏离平均值的时候，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，K值上升。
3．在实践中合理利用K值和K/2值
（1）K值含义：
即环境容纳量，是指在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。
种群数量达到最大值（K值）以后保持相对稳定。
（2）应用
①K值：
a．对野生生物资源的保护措施：
如对于大熊猫，要保护其生活环境，应尽量减少环境阻力，增大K值。
b．对有害生物的防治措施：
如对于家鼠，要封存粮食、清理垃圾等，增大环境阻力，降低K值。
②K/2值：
a．对资源开发与利用的措施：
如捕鱼后使鱼种群数量保留在K/2值处，种群增长速率最大，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，符合可持续发展的原则。
b．对有害生物防治的措施：
如灭鼠时及时控制种群数量，严防达到K/2值，若达到该值，会导致该有害生物成灾。
视角___1种群数量变化曲线分析
1．（2017·山西师大附中检测）下图是某种鱼迁入一生态系统后，种群增长速率随时间的变化曲线，下列叙述正确的是（）
A．t2时种群年龄组成为稳定型
B．t4时是捕获该鱼的最佳时间
C．t0～t4时间段内种群数量先增大后减小
D．影响t1和t3增长速率变化的因素不同
D[t2时种群的数量还在增加，种群年龄组成为增长型，A错误；捕获该鱼的最佳时间是：
超过K/2即可，捕获该鱼后，使其种群数量降至K/2，以保持最大的增长速率，B错误；t0～t4时间段内，种群的增长率先增大后减小，种群数量一直在增大，C错误；影响t1时刻增长速率变化的因素是种群密度太小，影响t3增长速率变化的因素是种群密度的加大，生存空间有限，食物有限等，故影响t1和t3增长速率变化的因素不同，D正确。
]
2．（2017·九江市一中高三统考）科研小组对某地两个种群的数量进行了多年的跟踪调查，并研究Nt＋1/Nt随时间的变化趋势，结果如图所示（图中Nt表示第t年的种群数量，Nt＋1表示第t＋1年的种群数量）。
下列分析正确的是（）
A．甲种群在0～t3段的年龄结构为增长型
B．乙种群在0～t1段的种群数量呈“J”型增长
C．乙种群在t2时数量最少
D．甲种群在t3后数量相对稳定可能是生存条件得到了改善
B[甲种群在Nt＋1/Nt<1时，年龄结构为衰退型，Nt＋1/Nt>1时，年龄结构为增长型，A错误；乙种群在0～t1段的Nt＋1/Nt>1，且保持不变，种群数量呈“J”型增长，B正确；乙种群在t3时数量最少，C错误；t3后甲种群的Nt＋1/Nt>1，则种群的数量会增加，D错误。
]
“S”型曲线的分析解读
图甲图乙图丙
三图对比分析解读：
（1）t1之前，种群数量小于K/2，由于资源和空间相对充裕，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。
视角___2种群数量变化规律的应用分析
3．下图甲和乙两条曲线代表两种生物数量Nt和一年后的种群数量Nt＋1之间的关系，直线p表示Nt＝Nt＋1，下列有关说法不正确的是（）
A．对于甲种群而言，B点时其种群数量表现为增长
B．东北虎等珍稀濒危动物，容易灭绝，其变化曲线比较类似于甲曲线
C．乙曲线可表示家鼠等繁殖力强的动物，在种群密度低时也能迅速回升
D．对于乙种群而言，F点表示种群增长速率最快时其种群的数量
D[分析曲线图可知，甲曲线上的A、B、C三点分别表示Nt＋1＝Nt、Nt＋1>Nt、Nt＋1Nt，种群数量容易回升，因此乙曲线可表示家鼠等繁殖力强的动物，在种群密度低时也能迅速回升，C项正确；对于乙种群而言，F点时Nt＋1＝Nt，表示种群增长速率为零，D项错误。
]
考点三（实验）|探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
1．原理
（1）用液体培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。
（2）在理想的无限环境中，酵母菌种群呈“J”型增长；自然界中资源和空间总是有限的，酵母菌种群呈“S”型增长。
（3）计算酵母菌数量可用抽样检测的方法——显微计数法。
2．步骤
（1）
↓
（2）
↓
（3）―→
↓
（4）―→
↓
（5）―→
3．计数方法
血细胞计数板有两种方格网，对于16×25的方格网而言，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的方格网而言，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，如图所示。
酵母菌数量测定的两点提醒
（1）操作提醒。
①溶液要进行定量稀释，每天计数酵母菌数量的时间要固定。
②结果最好用记录表记录，如下表所示：
时间（天）
1
2
3
4
5
6
……
数量（个）
……
（2）计数提醒。
①计数原则：
显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应遵循“计相邻两边及其夹角”的原则计数。
②结果异常的原因：
a．统计结果偏小的原因：
取液时未摇匀，吸取的培养液中酵母菌偏少；在计数时，未计边缘的酵母菌等。
b．统计结果偏大的原因：
取液时未摇匀，吸取了表层的培养液；在计数时统计了四周边缘的酵母菌等。
1．判断下列叙述的正误。
（1）培养液中酵母菌数量的增长只受一些环境因素（如培养液成分、温度等）的影响。
（×）
【提示】也受自身因素的影响。
（2）一定容积的培养液中酵母菌的数量增长呈“S”型。
（√）
（3）在取样液前要将培养基振荡，目的是使酵母菌均匀分布。
（√）
（4）酵母菌的数量随时间的变化情况只能用“S”型曲线的形式表示。
（×）
【提示】用表格、柱形图等表示也可以。
（5）重复实验次数可以减少实验的误差。
（√）
2．从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
3．该探究需要设置对照及重复实验吗？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
4．若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
【答案】2.使酵母菌均匀分布，计数准确
3．酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。
但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值
4．可增大稀释倍数后再计数
视角___1考查实验的操作方法及结果分析
1．某同学对培养液中酵母菌种群数量的变化实验进行了相关的操作，得到了如图所示的结果。
在该实验中下列操作或结果分析科学的是（）
A．培养酵母菌前，加热去除培养液中的溶解氧
B．用吸管从静置的锥形瓶中吸取一定量的培养液滴在血细胞计数板的中央进行计数
C．图中c点和d点相比，d点的生存环境更恶劣
D．e点和f点种群数量相同，两点对应的出生率和死亡率均相同
C[培养酵母菌时，不能去除培养液中的溶解氧，酵母菌初期进行有氧呼吸，繁殖速度快，A错误；吸取培养液前应先振荡，使培养液中的酵母菌分布均匀，B错误；随培养的进行，酵母菌产生的代谢废物增多，使酵母菌的生存环境恶化，不利于酵母菌的生长，C正确；f点与e点时对应的种群数量相同，但前者种群数量处于增长时期，即出生率大于死亡率，而后者则处于种群衰退时期，即出生率小于死亡率，D错误。
]
2．将10mL酵母菌培养液放在适宜的温度下培养，并于不同时间内等量均匀取样4次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如下表所示。
据表分析不正确的是（）
样品
酵母菌数量（个/mm3）
pH
1
1210
4.8
2
820
5.4
3
1210
3.7
4
1000
5.0
A.培养过程中酵母菌始终出生率＞死亡率
B．样品的取样先后次序为2、4、1、3
C．对酵母菌而言，10mL该培养液的环境负荷量可能为1.21×107个
D．若进行第5次均匀取样，10mL样品中的酵母菌数量有可能低于1.21×107个
A[将10mL酵母菌培养液放在适宜温度下培养，可根据培养液pH的变化来确定取样顺序，因为酵母菌的代谢活动消耗营养物质，不断产生CO2等代谢产物使培养液pH不断下降，因此正确的取样顺序为2、4、1、3。
从表中数据分析可见，达到稳定时期时，酵母菌数量达到最大值，说明10mL该培养液的环境负荷量为1.21×107个。
继续培养，随着环境条件的极度恶化，种群生长进入衰退期，出生率会小于死亡率，种群数量将不断下降，所以继续取样，酵母菌的种群数量有可
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