2020版新一線高考生物（蘇教版）一輪復習教學案：必修3第9單元第1講　種群的特征和數量的變化-學案下載-教習網

第1講　種群的特征和數量的變化
[考綱展示]　1.種群的特征(Ⅰ)　2.種群的數量變化(Ⅱ)　3.實驗：探究培養(yǎng)液中酵母菌數量的動態(tài)變化
考點一| 種群的特征

1．種群的概念
在一定時間內占據一定空間的同種生物的所有個體。
2．種群的特征
(1)種群的數量特征及相互關系

①種群最基本的數量特征是種群密度。其概念為種群在單位面積或單位體積中的個體數。
②直接決定種群密度的是出生率和死亡率、遷入率和遷出率。
③年齡組成和性別比例不直接決定種群密度，年齡組成通過影響種群的出生率和死亡率，從而預測種群數量變化趨勢，性別比例能夠影響種群的出生率間接影響種群密度。
④年齡組成是指一個種群中各年齡期的個體數目的比例。
(2)種群的空間特征
①概念：組成種群的個體，在其生活空間中的位置狀態(tài)或布局。
②空間特征類型

3．種群密度的調查方法
(1)樣方法
①適用范圍：植物、活動范圍小的動物，如蚯蚓、跳蝻。
②調查過程：確定調查對象→選取樣方→計數→計算種群密度取平均值。
③取樣關鍵：隨機取樣。
④常用取樣法：五點取樣法、等距取樣法。
⑤計算種群密度：某植物種群密度＝所有樣方內種群密度的平均值。
(2)標志重捕法
①適用范圍：不斷移動位置的動物種群。
②調查過程：確定調查對象→捕獲并標記→重捕、計數→密度估算。
③標志重捕法的依據：重捕取樣中的被標志的個體所占的比例與樣地個體總數中被標志個體比例相等。
④密度估算公式：
種群數量＝。

1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)若某動物的婚配制為一雌一雄，生殖期個體的雌雄比越接近1∶1，則出生率越高。(√)
(2)田鼠的種群密度是由出生率和死亡率、遷入和遷出決定的。(√)
(3)在調查分布范圍較小、個體較大的種群時，可采取逐個計數法調查其種群密度。(√)
(4)某小組用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度時，應選擇植物生長茂盛處取樣。(×)
提示：調查該種群密度時，應隨機取樣。
(5)從理論上講，第二次被捕捉時動物躲避捕捉的能力增強，所以調查的種群數量比實際數量要偏小。(×)
提示：標志重捕法的計算公式：種群數量＝第一次捕捉的數量×第二次捕捉的數量÷第二次捕捉中被標記的個體數量，第二次捕捉中被標記的個體數量偏小，調查的種群數量比實際數量要偏大。
(6)每毫升河水中有9個大腸桿菌，不屬于種群的空間特征。(√)
提示：每毫升河水中有9個大腸桿菌表示的是種群密度，屬于種群的數量特征之一。
2．思考回答(規(guī)范表述)
長江中的胭脂魚曾經由于人為濫捕導致數量下降，為調查其種群恢復情況，一般采取標志重捕法，調查時需避開其繁殖期，目的是什么？
提示：避免調查期間多個個體出生，造成調查結果偏離真實值。

1．有關種群特征的實際應用歸納
(1)城市人口的劇增——遷入率＞遷出率造成的。
(2)中國人口的增長——出生率＞死亡率造成的，不能單純說是出生率高造成的。
(3)計劃生育政策——控制出生率，使增長率下降。
(4)利用性外激素誘捕雄蛾——改變性別比例來降低出生率。
(5)將性外激素釋放到大田里，干擾雌雄蛾正常交尾——降低出生率。
2．種群密度調查方法中的4個關鍵點
(1)關鍵點1：樣方法中樣方的選擇要合適
①大小適中：喬木100 m2、灌木16 m2、草本1 m2；樣方數量不宜太少；一般選易辨別的雙子葉植物(葉脈一般呈網狀)。
②數量合適：樣方太少，誤差偏大；樣方過多，工作量增大，因此要選擇合適的數量。
(2)關鍵點2：樣方法中的計數要準確：同種生物個體無論大小都要計數，若有正好在邊界線上的，應遵循“計上不計下，計左不計右”的原則。
(3)關鍵點3：標志重捕法中標記物要合適，不能過于醒目；不能影響被標記對象的正常生理活動；標記物不易脫落，能維持一定時間。
(4)關鍵點4：標志重捕法中兩次捕捉間種群數量要穩(wěn)定：被調查個體在調查期間沒有大量遷入和遷出、出生和死亡的現(xiàn)象。

◎考法1　考查種群數量特征及其相互關系
1．(2018·淄博模擬)下列選項中，不屬于對種群數量特征描述的是(　　)
A．2016年底，某市常住人口性別比例為1.07∶1
B．近年來，我市65歲及以上的人口比例增大
C．橡樹種子散布能力差，常在母株附近形成集群
D．外來物種的入侵導致某松樹種群死亡率升高
C　[種群數量特征包括種群密度、出生率、死亡率、遷入率、遷出率、年齡組成和性別比例，選項A、B、D依次表示性別比例、年齡組成和死亡率，都屬于種群的數量特征，而選項C涉及的是種群的空間特征。]
2．(2018·河南鄭州二模)下圖是種群數量特征的概念模型，以下分析正確的是(　　)

A．種群密度能夠反映種群的數量變化趨勢
B．春節(jié)前后，我國南部沿海城市人口數量變化主要取決于①、②
C．預測未來種群數量變化的主要依據是④
D利用人工合成的性引誘劑誘殺某種害蟲的雄性個體來控制特征④，進而影響種群數量
C　[①～④分別表示死亡率、出生率、性別比例和年齡結構，能夠預測種群數量變化趨勢的是種群的年齡結構，A錯誤、C正確；春節(jié)前后，我國南部沿海城市人口數量變化主要取決于遷入率和遷出率，B錯誤；人工合成的性引誘劑誘殺害蟲雄性個體是控制③性別比例，D錯誤。]
◎考法2　考查種群密度的調查方法
3．(2016·全國卷Ⅱ)如果采用樣方法調查某地區(qū)(甲地)蒲公英的種群密度，下列做法中正確的是(　　)
A．計數甲地內蒲公英的總數，再除以甲地面積，作為甲地蒲公英的種群密度
B．計數所有樣方內蒲公英總數，除以甲地面積，作為甲地蒲公英的種群密度
C．計算出每個樣方中蒲公英的密度，求出所有樣方蒲公英密度的平均值，作為甲地蒲公英的種群密度
D．求出所有樣方蒲公英的總數，除以所有樣方的面積之和，再乘以甲地面積，作為甲地蒲公英的種群密度
C　[利用樣方法調查甲地蒲公英的種群密度時，應是計數每個樣方內蒲公英總數，再除以每個樣方的面積，獲得每個樣方的種群密度，再以所有樣方種群密度的平均值作為甲地蒲公英種群密度的估計值。計數甲地內蒲公英的總數實際操作不可行，通常采用樣方法，A項錯誤；由于所有樣方面積之和只是甲地面積的一部分，若用所有樣方內蒲公英總數除以甲地面積，則所得結果會低于實際種群密度，B項錯誤；對照上面的總體分析，C項正確；求出所有樣方蒲公英的總數，除以所有樣方的面積之和后，即為甲地蒲公英的種群密度的估計值，不應再乘以甲地面積，D項錯誤。]
4．某研究機構對某區(qū)域的一種田鼠進行了調查，所調查樣方的總面積為2 hm2(1 hm2＝10 000 m2)，統(tǒng)計所捕獲的田鼠數量、性別等，進行標記后放歸，3日后進行重捕與調查。所得到的調查數據如下表：
項目
捕獲數(只)
標記數(只)
雌性個體數(只)
雄性個體數(只)
初捕
50
50
28
22
重捕
50
10
32
18
以下是某同學對數據的分析結果，你認為正確的是(　　)
A．此調查方法可以用來調查土壤中小動物的物種豐富度
B．若田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，則統(tǒng)計的種群密度比實際低
C．綜合兩次捕獲情況，該田鼠種群的性別比例(♀/♂)約為7∶2
D．該地區(qū)田鼠的平均種群密度約為125 只/hm2
D　[因土壤中小動物具有較強的活動能力，且身體微小，不適合用標志重捕法調查其物種豐富度，A項錯誤；標志重捕法理論計算公式N(種群個體數)＝M(標志個體數)×，若田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，即m值減小，N值會增大，B項錯誤；通過兩次捕獲情況，不能確定該田鼠種群的性別比例(捕獲次數過少，偶然性較大)，C項錯誤；該地區(qū)田鼠的平均種群密度約為125只/hm2，D項正確。]
[規(guī)律總結] “兩看法”選擇合適的種群密度調查方法

考點二| 種群數量的變化

1．種群數量變化的研究
(1)方法：構建數學模型。
(2)步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的假設→根據實驗數據，用適當的數學形式對事物的性質進行表達→通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正。
2．種群數量的變化

①　　　　　　　　　　②
(1)種群增長的“J”型曲線，如圖①。
①產生原因：在食物和空間條件充裕、氣候適宜和沒有敵害等條件下。
②數學模型：Nt＝N0λt(N0為其種群的起始數量，t為時間，Nt為t年后該種群的數量，λ代表該種群數量是前一年種群數量的倍數)。
③曲線特點：種群的數量每年以一定的倍數增長。
(2)種群增長的“S”型曲線，如圖②。
①產生原因：環(huán)境條件的制約，包括資源、空間、食物和天敵等。
②曲線特點：種群數量達到環(huán)境條件所允許的最大值(K值)后將停止增長，有時在K值左右保持相對穩(wěn)定。
3．影響種群數量的變化因素
種群的數量變化包括增長、波動、穩(wěn)定、下降等。其影響因素主要有：
(1)內因
①起始種群個體數量。
②導致種群數量增加的因素：出生率和遷入率。
③導致種群數量減少的因素：死亡率和遷出率。
(2)外因
①自然因素：氣候、食物、天敵、傳染病等。
②人為因素：人類過度捕獵、種群棲息地破壞等。
[判斷與表述]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)環(huán)境容納量指種群的最大數量。(×)
提示：環(huán)境容納量是指在一定范圍內所能維持的種群最大數量，并非種群的最大數量。
(2)一個物種引入新的地區(qū)后，一定呈“J”型增長。(×)
提示：一個物種引入新的地區(qū)后，如果不適應該環(huán)境將逐漸減少甚至滅亡，如果適應該環(huán)境，在開始一段時間內會呈“J”型增長，但是由于環(huán)境資源是有限的，最終會呈現(xiàn)“S”型曲線增長。
(3)在自然條件下，種群的環(huán)境容納量(即K值)是固定不變的。(×)
提示：環(huán)境容納量與環(huán)境有關，環(huán)境條件改善則環(huán)境容納量增加，反之環(huán)境容納量降低。
(4)影響種群數量變化的因素可能來自外部，也可能來自種群內部。(√)
(5)“S”型增長中，種群數量為K/2時增長最快。(√)
(6)合理密植會增加種群數量并提高K值。(×)
提示：若空間資源不增加，僅僅合理密植，并不會提高K值。
2．思考回答(規(guī)范表述)
如圖表示兩種增長方式的增長速率變化，依圖回答下列問題。

甲　　　　　　　　　　乙
(1)甲和乙分別表示哪種增長方式？
提示：甲表示的是種群的“J”型增長；乙表示的是種群的“S”型增長。
(2)若圖乙為鱸魚的增長速率隨時間變化的曲線，某養(yǎng)殖基地捕魚后常將鱸魚的種群數量保持在K/2左右，這樣做的目的是什么？
提示：此時魚類增長速度快，有利于魚類的種群數量維持。
(3)乙圖中t2～t3時段，種群的出生率為什么大于死亡率？
提示：t2～t3時段，該種群的增長速率下降，但其數量還在增加，因此其出生率大于死亡率。

1．“J”型曲線和“S”型曲線的聯(lián)系

(1)陰影部分只能代表環(huán)境阻力，同一時間兩條曲線的差值代表生存斗爭中被淘汰的個體。
(2)兩種增長曲線的差異主要是由環(huán)境阻力的有無造成的，它們可以發(fā)生轉化：
“J”型曲線“S”型曲線
2．K值和K/2值在實踐中的應用
(1)K值與K/2值的分析

(2)K值與K/2值的應用
K值減小環(huán)境阻力→增大K值→保護有益資源草原最大載畜量不超過K值→合理確定載畜量增大環(huán)境阻力→降低K值→防治有害生物
K/2值漁業(yè)捕撈后的種群數量要在K/2處K/2前防治有害生物，嚴防達到K/2處注：對家鼠等有害動物的控制，應通過打掃衛(wèi)生、做好糧食儲存、飼養(yǎng)天敵等來降低其環(huán)境容納量(K值)。

◎考法1　考查種群數量增長曲線及其分析
[解題指導] “S”型曲線的解讀和分析方法

圖甲　　　　　　　圖乙　　　　　　　圖丙
(1)三圖對比分析解讀：(1)t1之前，種群數量小于K/2，由于資源和空間相對充裕，種群數量增長較快，當種群數量為K/2時，出生率遠大于死亡率，種群增長速率達到最大值。
(2)在t1～t2時間內，由于資源和空間有限，當種群密度增大時，種內斗爭加劇，天敵數量增加，種群增長速率下降。
(3)t2時，種群數量達到K值，此時出生率等于死亡率，種群增長速率為0。
1．(2018·孝義模擬)圖1表示某種群數量變化的相關曲線圖，圖2是在理想環(huán)境和自然條件下的種群數量增長曲線。下列有關敘述錯誤的是(　　)

圖1　　　　　　　　　　　圖2
A．圖2中曲線X可表示圖1中前5年種群數量的增長情況
B．圖1中第10年種群數量對應圖2中曲線Y上的C點
C．圖2中B點時種群增長速率最大
D．圖1中第15年種群數量最少
D　[分析圖中曲線知，圖1中前5年的λ>1，且保持不變，因此呈“J”型增長，對應圖2中的曲線X；圖1中的第10年λ＝1且達到了最大值，因此對應圖2中曲線Y的C點；圖2中B點相當于K/2時，其種群增長速率最大；圖1中10到20年之間λ