届高考生物一轮复习精品导学案专题91 种群的特征和数量的变化解析版.docx
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届高考生物一轮复习精品导学案专题91种群的特征和数量的变化解析版
1.种群的特征(Ⅰ)。
2.种群的数量变化(Ⅱ)。
3.实验:
探究培养液中酵母菌数量的动态变化。
一、种群的数量特征及种群密度的调查方法
1.种群的特征
(1)种群的概念:
种群是在一定的自然区域内,同种生物的全部个体。
(2)种群的数量特征
项目
定义
特点或意义
种群
密度
种群在单位面积或单位体积中的个体数
①不同物种,种群密度不同;
②同一物种,种群密度可变
出生率、
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
决定种群大小和种群密度
迁入率、
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
年龄
组成
一个种群中各年龄期的个体数目的比例
①类型
②意义:
可预测种群数量变化趋势
性别比例
种群中雌雄个体数目的比例
在一定程度上影响种群密度
(3)完善种群数量特征之间的关系图解
①种群密度是种群最基本的特征。
②直接决定种群密度的是出生率和死亡率、迁出率和迁入率。
③年龄组成是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的,性别比例是通过影响出生率间接影响种群密度的。
2.种群的空间特征
(1)含义:
种群中的个体在其生活空间中的位置状态或布局。
(2)类型:
均匀分布、随机分布、集群分布。
3.种群密度的估算方法
(1)样方法
①适用对象:
植物、昆虫卵、作物植株上的蚜虫、跳蝻等密度的调查。
②过程:
确定调查对象→取样→计数每个样方个体数→以所有样方种群密度的平均值作为种群密度估计值。
③取样的方法:
五点取样法和等距取样法;取样的关键:
随机取样。
(2)标志重捕法
①适用生物:
活动能力强、活动范围大的动物。
②密度估算公式
=
。
二、种群数量的变化及应用
1.“J”型增长和“S”型增长的比较
项目
“J”型曲线
“S”型曲线
曲线
模型
形成
条件
资源无限的理想条件
资源有限的自然条件
增长率
不变
越来越小
有无
K值
无K值,持续增加
有K值,可在K值
附近上下波动
2.两种增长方式的增长速率的比较
下图中甲表示的是“J”型增长中的种群增长速率变化,乙表示的是“S”型增长中的种群增长速率变化。
由乙图可知,在种群数量为K/2时种群数量增长最快,在K值时种群增长速率为0。
3.两个经典曲线分析
(1)甲图中的阴影部分代表环境的阻力或被环境所淘汰的个体数目。
(2)乙图表示一个种群的K值不是恒定不变的,可以使原来的环境容纳量(K2)变成新的环境容纳量(K1)的是①②④⑤(填数字)。
①过度放牧对某种牧草种群的影响②硬化地面、管理好粮食对鼠种群的影响③增加水中的溶氧量对鱼种群的影响④大量引进外来物种对本地物种的影响⑤引进某种害虫的天敌对害虫种群的影响
三(实验)、探究培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理
(1)用液体培养基培养酵母菌,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,酵母菌种群的增长呈“J”型曲线;在有限的环境条件下,酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。
2.实验流程
高频考点一种群的基本特征及其关系的辨析
例1.下列对种群特征的概念图(如图)分析正确的是()
A.种群最基本的数量特征是出生率、死亡率
B.“J”型增长的种群中没有死亡率和迁出
C.预测种群数量未来变化的主要依据是b
D.种群数量达到K值时,c也达到最大并保持不变
【答案】
【变式探究】图甲表示某一经济鱼类的种群特征,图乙是某时期该鱼类种群的年龄组成曲线。
下列分析正确的是()
A.图乙为c点后该经济鱼类年龄组成曲线
B.在b点时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量
C.估算一个种群的出生率和死亡率,即可确定种群密度的大小
D.d点时种群数量达到最大值
【答案】D
【解析】由图甲可以看出:
b点时,出生率大于死亡率,且出生率与死亡率的差值最大,此时种群的增加速率最大;d点时,出生率与死亡率相等,种群数量达到最大。
图乙代表衰退型年龄组成,而c点时,出生率大于死亡率,此时种群仍表现为数量增加。
在b点时有利于该种群的持续增长,在d点时捕捞鱼类得到的日捕获量最大。
出生率和死亡率是决定种群密度和种群数量的直接因素,此外,性别比例、迁入率和迁出率等也影响着种群密度和种群数量,因此,仅估算一个种群的出生率和死亡率,并不能确定种群密度的大小。
高频考点二种群密度的调查方法的选择和分析
例2.某研究机构对某区域的一种田鼠进行了调查,所调查样方的总面积为2hm2(1hm2=10000m2),统计所捕获的鼠数量、性别等,进行标记后放归,3日后进行重捕与调查。
所得到的调查数据如下表:
捕获数(只)
标记数(只)
雌性个体数(只)
雄性个体数(只)
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同学对数据的分析结果,你认为正确的是()
A.此调查方法可以用来调查土壤中小动物物种的丰富度
B.若田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉,统计的种群密度比实际低
C.综合两次捕获情况,该田鼠种群的性别比例(♀/♂)约为7∶2
D.该地区田鼠的平均种群密度约为125只/hm2
【答案】D
【变式探究】用样方法调查蒲公英种群密度的过程是()
①随机选取一个该种群的长方形地块,将该地按照长度分成10等份,在每份的中央划一个大小为1m2的样方②选取一个该种群分布比较密集的长方形地块,将该地
按照长度分成10等份,在每份的中央划一个大小不同的样方③计数每个样方内该种群数量,取其最大值作为该种群密度的估计值④计数每个样方内该种群数量,取其平均值作为该种群密度的估计值
A.①③B.①④C.②③D.②④
【答案】B
【解析】用样方法调查蒲公英的种群密度应在调查种群的分布范围内,随机选取10个样方,求得每个样方的种群密度,以样方种群密度的平均值作为蒲公英种群密度的估计值,B正确。
高频考点三、“J”型增长和“S”型增长的比较
例3.关于图中种群数量变化的说法,错误的是()
A.种群“J”型曲线只有在理想条件下才能出现
B.种群呈“S”型增长过程中,在达到K值之前就是“J”型增长
C.自然状态下种群数量达到600时,种群的增长率为0
D.环境条件变化时,种群的K值也会发生相应变化
【答案】B
【变式探究】图1和图2表示出生率、死亡率、净补充量(为出生率、死亡率之差)和种群密度的关系。
下列有关叙述正确的是()
A.图1中曲线a代表死亡率,曲线b代表出生率
B.海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在图1的E点
C.图2中在F点控制有害动物最有效
D.图2中G点代表种群的环境容纳量
【答案】D
【解析】图1中曲线a代表出生率,曲线b代表死亡率,A错误;海洋鱼类捕捞应使鱼类的数量保持在K/2时,E点为K值,B错误;在F点时种群数量增长最快,不利于控制有害动物的数量,C错误;图2中的G点对应图1中的E点,均表示种群的环境容纳量,D正确。
高频考点四种群数量变化规律的应用分析
例4.在农田生态系统害虫防治中,害虫种群密度变化情况示意图(经济阈值是指害虫种群密度影响农田经济效益的最低值)如下。
在A、B、C、D、E点进行了农药防治或引入了天敌进行生物防治。
下列有关叙述正确的是()
A.在农药的作用下,害虫的抗药性基因突变率在D点显著高于B点
B.E点是生物防治,A、B、C、D点是药物防治
C.害虫种群的年龄组成为衰退型
D.食物的短缺降低了害虫的存活率
【答案】B
【变式探究】资源的合理使用是使产量最大化,又不影响资源的持久利用。
自然种群增长呈“S”型曲线,假设种群的K值为200,N表示种群数量,据表分析正确的是()
曲线上的点
N
(K-N)/K
S1
20
0.90
S2
50
0.75
S3
100
0.50
S4
150
0.25
S5
180
0.10
A.环境阻力对种群增长的影响出现在S4点之后
B.防治蝗虫应在蝗虫数量达到S3点时进行
C.渔业捕捞后需控制剩余量在S3点
D.(K-N)/K值为0.9时,种群增长速率最大
【答案】C
【解析】在种群数量变化的“S”型曲线中,环境阻力始终存在,A错误;根据表中数据可知,在S3点时该种群(K-N)/K值为0.5,增长速率最大,即为K/2值,对蝗虫等害虫的防治,需将其数量控制在K/2值(S3点)以下,最好是S1,B错误;为了获得最大效益,渔业捕捞量应控制剩余量在K/2值,C正确;(K-N)/K值为0.5,增长速率最大,D错误。
高频考点五(实验)探究培养液中酵母菌种群数量的变化
例5.下图为在等容积容器中,用不同条件培养酵母菌时,其种群增长的曲线。
三种条件分别为:
不更换培养液;不更换培养液但定时调节pH使酸碱度恒定且适宜;每3h定期更换培养液。
下列有关叙述正确的是()
A.曲线①是不更换培养液但定量调节pH条件下的种群增长曲线
B.该实验表明特定空间的环境容纳量是可以改变的
C.该实验中酵母菌种群数量变化与种群密度、捕食者无关
D.若在曲线③所示条件下培养140h后,调节pH至适宜并继续培养,种群数量将一直维持恒定
【答案】B
【变式探究】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,正确的是()
①培养酵母菌时,必须去除培养液中的溶解氧②将适量干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将计数板放在载物台中央,待酵母菌沉降到计数室底部,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早期培养不需取样,培养后期每天取样一次
A.①②③④⑥B.②③④⑥⑦
C.①②③⑥D.②③⑤⑥
【答案】D
【解析】①培养酵母菌时,不要去除培养液中的溶解氧;④中不是先在血细胞计数板中央滴培养液,再盖上盖玻片,应该是盖上盖玻片之后再滴培养液;⑦早期培养也要取样观察。
1.(2019海南卷.22)下列有关群落的叙述,错误的是
A.群落有垂直结构和水平结构
B.演替是生物群落的特征之一
C.群落中物种之间是相互联系的
D.群落是由空气、水和生物组成的
【答案】D
【解析】群落的空间结构包括垂直结构和水平结构;群落特征包括物种丰富度、种间关系、空间结构、群落演替等;群落是一定自然区域内所有生物个体的总和,不包括无机环境。
2.(2019新课标2卷.5)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
【答案】C
3.(2019海南卷.28)雀科某种鸟有9个地理隔离的种群,其中A种群因被过度捕杀而仅存6只雄鸟。
研究人员为了拯救A种群,在繁殖策略、遗传性状保持、野生种群恢复等方面开展了工作。
回答下列问题:
(1)拯救A种群时,应在其他地理隔离群中选择与6只雄鸟遗传性状相近的雌鸟作母本,与这6只雄鸟进行_________来繁殖后代,在子代中选择与A种群表型相近的雌鸟继续与6只雄鸟繁殖后代,并按类似的方法继续进行下去。
上述做法的目的是使A种群所携带的______能够传递下去。
(2)将通过上述方法建立的“人工A种群”放归原栖息地的时候,考虑到某些种间关系会对弱小种群的生存产生不利影响,通常要采用人工方法对A种群的______者和_______者的种群数量进行控制。
在放归一段时间后,若要估计“人工A种群”的密度,可以采用的调查方法是________。
【答案】(9分)
(1)杂交(1分,其他合理答案可酌情给分)基因(2分,其他合理答案可酌情给分)
(2)竞争捕食标志重捕法(每空2分,共6分,其他合理答案可酌情给分)
【解析】
(1)A种群因被过度捕杀而仅存6只雄鸟,因此只能在其他地理隔离种群中选择与6只雄鸟遗传性状相近的雌鸟作母本,与这6只雄鸟进行杂交来繁殖后代,目的是使A种群所携带的基因能够传递下去。
(2)建立的“人工A种群”属于弱小种群,应采用人工方法对A种群的竞争者和捕食者的种群数量进行控制。
可采用标志重捕法调查“人工A种群”的密度。
1.(2019·浙江卷.5)在沙漠的一个灌木群落中,某种基于种子繁殖的灌木,其分布型随着生长进程会发生改变,幼小和小灌木呈集群分布,中灌木呈随机分布,大灌木呈均匀分布,下列叙述错误的是()
A.这种改变使群落的水平结构发生变化
B.这种改变是群落演替所引起的结果
C.均匀分布的形成原因主要是种内竞争
D.集群分布主要是由于种子不能远离母株所致
【答案】B
2.(2019·江苏卷.22)研究人员在不同季节对一小型湖泊水体进行采样,调查浮游藻类的数量和种类,结果如下图所示。
下列叙述符合生态学原理的是()
A.温度是影响该水体中藻类种群变化的重要因素
B.如果该水体发生富营养化,藻的种类会有所增加
C.夏季可能是该湖泊中浮游动物种类最多的季节
D.浮游藻类中的氧元素会有10%~20%进入浮游动物
【答案】AC
3.(2019·北京卷.4)大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域,研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带设4种处理区。
各处理区均设7个10m×10m的观测点,每个观测点设有均匀分布的25处小蚂蚁诱饵投放点。
在开始实验后的第1天和第85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率进行比较,结果见表。
处理区
小蚂蚁出现率的变化(﹪)
定时灌溉
不驱走大蚂蚁
增加35
驱走大蚂蚁
增加70
不灌溉
不驱走大蚂蚁
减少10
驱走大蚂蚁
减少2
对本研究的试验方法和结果分析,表述错误的是()
A.小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长B.采集实验数据的方法是样方法
C.大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围D.土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围
【答案】A
【解析】通过题干表述可以知道,对小蚂蚁出现率的研究方法为样方法,B正确;由表格中的数据分析可以得到,定时灌溉会导致小蚂蚁出现率增加,说明灌溉后土壤含水量在一定程度上会有利于小蚂蚁的出现,即D正确;而驱走了大蚂蚁,在相同条件下小蚂蚁出现率则增加,说明大蚂蚁的存在对小蚂蚁的活动范围有一定的影响,即大蚂蚁的存在会抑制小蚂蚁的出现率,所以C正确,A错。
4.(2019·广东卷.4)图1表示在一个10ml的密闭培养体系中酵母菌细胞数量的动态变化,关于酵母菌数量的叙述,正确的是
A种内斗争导致初始阶段增长缓慢B可用数学模型Nt=N0λt表示
C可用取样器取样法计数DK值约为120000个
【答案】D
1.(2019·四川卷)下列有关实验方法或检测试剂的叙述,正确的是()
A.用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化
B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布
C.用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品
D.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度
【答案】A
【解析】改良苯酚品红染液是观察细胞分裂时染色体形态的优良染色剂,可用于染色体数目的观察,A项正确。
健那绿是活细胞中线粒体染色的专一性染料,B项错误。
纸层析法可用来分离色素,而不能提取色素,C项错误。
土壤小动物由于个体小,活动力强,不宜用标志重捕法,常用取样器取样的方法进行采集、调查,D项错误。
2.(2019·浙江卷)下列关于环境容纳量的叙述,正确的是()
A.环境容纳量是指种群的最大数量
B.种群的内源性调节因素不会改变环境容纳量的大小
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.植食动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以冬季最大
【答案】B
【解析】环境容纳量是指长时期内环境所能维持的种群最大数量的平均值,不是种群的最大数量,A项错误。
内源性调节因素包括行为调节和内分泌调节,这个调节具有使种群的数量下降不至于过度增长等功能,但不会改变环境容纳量,B项正确。
理想条件下,种群的数量可以无限增长,该种群无环境容纳量,C项错误。
冬季因温度的影响,植物数量相对较少,则植食动物的食物来源缺乏,导致其数量减少,D项错误。
3.(2019·江苏卷)下列关于种群和群落的叙述,错误的是()
A.一片草地上的所有灰喜鹊是一个灰喜鹊种群
B.可以用标志重捕法调查老房屋中壁虎的种群密度
C.演替达到相对稳定的阶段后,群落内物种组成不再变化
D.洪泽湖近岸区和湖心区不完全相同的生物分布,构成群落的水平结构
【答案】C
4.(2019·四川卷)将某稻田等分为互不干扰的若干小区,均种上水稻苗(28株/m2)和3种杂草(均为1株/m2),随机向不同小区引入不同密度的福寿螺(取食水生植物)。
一段时间后,测得各物种日均密度增长率如下图所示。
(1)本实验的自变量是__________,用样方法调查水花生种群密度时,常用的取样方法有__________________。
(2)稻田生态系统中的福寿螺属于________,它和鸭舌草之间构成________关系。
(3)实验期间,中密度处理小区福寿螺种群的出生率________死亡率,高密度处理小区的水花生种群数量呈______型增长。
(4)若实验结束后停止人工管理,低密度处理小区将经历________演替,时间足够长,最可能演替为以________为主的水生植物群落。
(5)若实验结束后除去福寿螺和杂草,该生态系统的________稳定性将降低。
【答案】
(1)福寿螺的密度五点取样法和等距取样法
(2)消费者捕食(3)大于S
(4)次生狐尾草(5)抵抗力
(4)在原有群落基础上进行的演替为次生演替;由图中可看出,狐尾草的日均密度增长率最大,并对环境的变化不敏感,更能适应环境,将成为水生植物中的优势种。
(5)除去福寿螺和杂草后,生物种类减少,食物网变简单,该生态系统的自我调节能力变弱,抵抗力稳定性降低。
5.(2019·山东卷)6月8日是世界海洋日。
海洋是生物圈的重要组成部分,与人类的生存和发展息息相关。
甲
乙
(1)根据图甲分析,要获得最大持续捕捞量,捕捞后大黄鱼种群数量应处于________点。
用标志重捕法调查大黄鱼种群密度时,若标记个体更易于被捕食,则种群密度的估计值________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2)海洋鱼类生活在不同的水层,这体现了生物群落的__________结构。
新建码头的桩柱表面很快被细菌附着,随后依次出现硅藻、藤壶、牡蛎等,该过程称为________。
(3)图乙表示某海域能量流动简图,A、B、C、D表示生态系统的组成成分。
图中________和________(填字母)在碳循环过程中起着关键作用;能量在第一营养级和第二营养级之间的传递效率为________。
(4)海洋会受到石油、工业废水、生活污水等污染。
如果污染超过海洋生态系统的____________,海洋生态系统就很难恢复到原来的状态。
【答案】
(1)b偏高
(2)垂直(群落的)演替(或初生演替)(3)AB(注:
两空可颠倒)20%
(4)自我调节能力(或自净能力)
(3)图乙中A、B、C、D分别表示生产者、分解者、次级消费者、初级消费者。
其中,生产者和分解者是生态系统中的必要成分,在碳循环中起着关键作用。
能量在第一、二营养级间的传递效率为1.5×106÷7.5×106×100%=20%。
(4)生态系统稳定性依赖于其自我调节能力,如果外界干扰超过一定限度时,该能力被破坏,生态系统就到了难以恢复的程度。
6.(2019·福建卷)研究人员用样方法调查了某地北点地梅(一年生草本植物)的种群数量变化,结果如图所示。
下列叙述正确的是()
A.1972年北点地梅个体间生存斗争程度较1975年低
B.1971年种子萌发至幼苗阶段的死亡率高于幼苗至成熟植株阶段
C.统计种群密度时,应去掉采集数据中最大、最小值后取平均值
D.由于环境条件的限制,5年间该种群数量呈“S”型增长
【答案】B
7.(2019·福建卷)为研究汽车尾气中可吸入颗粒物对人成熟T淋巴细胞的影响,用含不同浓度颗粒物的培养液培养T淋巴细胞,48h后检测Na+K+ATP酶活性及细胞活力。
实验结果如下:
组别
颗粒物浓度
(μg·mL-1)
Na+K+ATP
酶活性(U·mgpro-1)
细胞活力
(相对值)
A
0
35.8
1
B
50
30.6
0.98
C
100
20.5
0.87
D
200
12.4
0.48
SDH是有氧呼吸的关键酶。
细胞活力通过测定各组细胞SDH总活性来表示,用于反映颗粒物对细胞的毒性,SDH总活性由该组细胞数及每个细胞SDH酶活性共同决定。
(1)根据表中相关信息将柱状图补充完整。
汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞
Na+K+ATP酶活性的影响
(2)细胞培养时,需使用血细胞计数板进行计数。
请用方框在下面血细胞计数室图中标出计数区域。
(3)本实验毒性评价指标所反映的颗粒物对T淋巴细胞的毒性,或表现为杀伤作用致细胞数减少,或表现为抑制了细胞的________(生理过程)。
实验数据表明,随着颗粒物浓度的增加,颗粒物对T淋巴细胞的毒性________。
(4)汽车尾气中含有的多种致癌因子会损伤DNA,使________基因和原癌基因表达异常。
长期汽车尾气暴露的人群,其T淋巴细胞执行的________免疫功能障碍,导致识别、攻击癌细胞能力降低,癌症发病风险提高。
【答案】
(1)如图所示
汽车尾气中可吸入颗粒物对T淋巴细胞
Na+K+ATP酶活性的影响
(2)如图所示
(3)有氧呼吸增大(4)抑癌细胞
(4)环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞;T淋巴细胞执行的是细胞免疫的功能。
8.(2019·广东卷)在一稳定生态系统中,灰线小卷蛾幼虫以落叶松松针为食,幼虫摄食对松树的代谢活动有一定影响,进而影响下一年幼虫食物的质和量,幼虫密度与最大松针长度的变化如图所示。
以下叙述错误的是()
A.幼虫密度呈周期性波动
B.幼虫摄食改变了落叶松的丰富度
C.可利用样方法调查幼虫的密度
D.幼虫摄食对松针长度的影响具有滞后性
【答案】B
9.(2019·江苏卷)机场飞行跑道及场内小路旁多是大片草地,有多种动物栖息。
下图是某机场生态系统食物网的主要部分。
请回答下列问题:
(1)此食物网中,小型猛禽分别处于__________营养级。
(2)机场内的小鸟初遇稻草人十分惊恐,这种反应属于________反射。
(3)工作人员根据生态系统中________信息传递的特点,释放训练过的猎鹰来驱赶小鸟。
(4)为了进一步驱鸟,某机场先铲除原有杂草,而后引种了虫和鸟都不