1、第1、2节种群的特征种群数量的变化一、种群特征1.调查种群密度的方法(1)样方法：适用范围植物、_取样关键_常用取样法五点取样法、_活动范围小的动物随机取样等距取样法(2)标志重捕法：适用范围：_、活动范围大的动物。计算公式：_(N为种群数量，M为标记个体数，捕捉数量为n，被捕捉个体中被标记个体数为m)。2.出生率和死亡率、迁入率和迁出率(1)概念：单位时间内新产生或死亡或迁入或迁出的个体数目占_的比率。(2)意义：决定种群大小和_的重要因素。活动能力强N=Mn/m该种群个体总数种群密度3.年龄组成和性别比例(1)写出上图中各年龄组成的类型。_，_，_。增长型稳定型衰退型(2)根据上图分析，将
2、各年龄组成类型、特点及种群密度的变化趋势用线连起来。(3)性别比例：种群中_数目的比例。雌雄个体4.种群特征均匀分布 种群密度 随机分布出生率、死亡率 集群分布年龄组成 性别比例将上述序号填在合适的横线上：(1)属于种群数量特征的是：_。(2)属于种群空间特征的是：_。二、种群数量的变化1.A图为_曲线(1)产生原因：_、气候适宜、_等。(2)曲线特点：种群数量_。“J”型食物和空间条件充裕无敌害以一定的倍数连续增长2.B图为_曲线(1)产生原因：受环境条件如_的制约。(2)曲线特点：种群数量达到环境条件所允许的_(K值)后，将停止增长。3.决定因素_。4.影响因素(1)自然因素：气候、食物、
3、被捕食、传染病。(2)人为因素：受_的种群数量不断增加，野生动植物_不断减少。“S”型空间、食物、敌害环境容纳量出生率和死亡率、迁入率和迁出率人工控制种群数量1.(2011北京T2C)用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系。()【分析】固着在岩礁上的贝类活动范围小，可以用样方法研究它们的种群关系。2.(2010海南T18D)某同学拟调查一个面积为100 hm2的草地上某种双子叶草本植物的种群密度，可设计在该种植物密集处设置1 m2样方若干，计数每个样方中该种植物的个体数目的方案。()【分析】该草地的面积为100 hm2，为测定如此大面积草地上草本植物的种群密度，可以采取样方法，随机选取若干1
4、m2样方，计数每个样方中该种植物的个体数目，然后取其平均值即可。3.出生率、死亡率及迁入率、迁出率都直接影响种群数量的变化。()【分析】种群的各个特征对种群的数量变动都有一定的作用，但种群密度、性别比例、年龄组成这三者只是在一定程度上影响种群的个体数量或者对种群的未来发展有一定的作用，而出生率、死亡率及迁入率、迁出率则是直接影响种群个体数量的多少，对种群的个体数量变动起决定作用。4.(2011海南T2C)培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长。()【分析】在培养早期，外界环境对酵母菌的生存非常有利，食物、生存空间无限，无天敌，因此早期可以看做是“J”型增长。5.对于“S”型曲线，同一
5、种群的K值是固定不变的，与环境因素无关。()【分析】种群的K值，即环境容纳量，是某一特定环境下的种群最大数量，环境改变，环境容纳量即随之改变。6.气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素。()【分析】影响种群数量变化的外界因素主要是种群生存所需的资源和空间，还受气候、天敌和传染病等因素的影响。考点 一 种群的特征及种群密度的调查方法1.各数量特征之间的关系(1)图解：(2)分析：种群密度是种群最基本的数量特征。出生率、死亡率以及迁入率、迁出率是决定种群大小和种群密度的直接因素。出生率、迁入率高时，种群数量增加；反之，种群数量减少。年龄组成和性别比例则是通过影响出生率和死亡率而间
6、接影响着种群密度和种群数量的，年龄组成是预测种群密度(数量)未来变化趋势的重要依据。a.年龄组成b.相同年龄组成情况下，如假设增长型种群的性别比例为：增长快 增长相对稳定 死亡率增长稳定型：出生率死亡率基本不变衰退型：出生率死亡率减小种群密度2.种群密度的调查方法【高考警示】(1)年龄组成并不决定种群密度的变化：只是预测种群密度的变化趋势，但该趋势不一定能够实现，还要看影响种群密度变化的其他因素，如气候、食物、天敌等。(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。考查角度1 种群特征之间的相互关系【典
7、例1】(2012新课标全国卷)某岛屿上生活着一种动物，其种群数量多年维持相对稳定。该动物个体从出生到性成熟需要6个月。下图为某年该动物种群在不同月份的年龄结构(每月最后一天统计种群各年龄组的个体数)。关于该种群的叙述，错误的是()A.该种群10月份的出生率可能为零B.天敌的迁入可影响该种群的年龄结构C.该种群的年龄结构随着季节更替而变化D.大量诱杀雄性个体不会影响该种群的密度【解析】选D。由图所给信息可以直接看出，6月份10月份个体逐渐发育到性成熟，而且12月份没有未成熟个体，表明在10月份内可能没有新的个体出生，该月份种群的出生率可能为0。天敌会捕食该种群中年幼或弱小的个体，影响种群的年龄结
8、构。在不同的月份中，各年龄组的个体数会有变化，表明种群的年龄结构会随着季节更替而变化。大量诱杀雄性个体，种群的出生率会降低，种群的密度也将降低。【互动探究】(1)B项中的影响因素对该种群一定是不利的吗？为什么？提示：不一定。当天敌捕食弱小的个体后，有利于该种群的进化。(2)D项所涉及的因素影响该种群密度的途径是什么？提示：通过改变性别比例进而降低出生率，从而影响种群密度。【变式训练】(2013盐城模拟)如图是对某地区某种动物种群结构的调查结果，其种群发展趋势是()A.总量将增加B.环境阻力不变C.种群密度下降D.保持稳定型增长【解析】选C。根据坐标中种群年龄组成直方图可知：该种群中幼年个体少、
9、老年个体多，属于衰退型种群，由此可预测该动物种群的种群密度会逐渐下降。考查角度2 影响种群密度的因素【典例2】(2012四川高考改编)为防治农田鼠害，研究人员选择若干大小相似、开放的大豆田，在边界上每隔一定距离设置适宜高度的模拟树桩，为肉食性猛禽提供栖息场所。设桩一段时间后，测得大豆田中田鼠种群密度的变化如图所示。请回答下列问题：(1)该生态系统中田鼠的种群密度是由_决定的；b点以后田鼠种群密度大幅上升，从田鼠生存环境变化的角度分析，其原因是_。(2)与曲线相比，曲线所示环境中猛禽的密度_。【解析】(1)决定该生态系统中种群密度变化的直接因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率。由于农田中食物增多
10、提供了生活保障，株冠形成提供了合适的生存环境，所以b点以后田鼠种群密度增加。(2)与曲线相比，曲线田鼠的种群密度较小，则猛禽的种群密度较大。答案：(1)出生率和死亡率、迁入率和迁出率株冠形成有利于躲避天敌，食物增加(2)较大【变式训练】农业科技人员在对草原鼠害进行调查时，随机选定某区域，第一次放置了100只鼠笼，捕获68只鼠，标记后原地放回。一段时间后在相同位置放置了100只鼠笼，捕获54只鼠，其中标记的鼠有12只。下列有关说法中错误的是()A.该区域中鼠的种群数量较大，约为306只，必须积极进行防治B.这种调查方法称为样方法C.草原上鼠与牛、羊等是竞争关系，鼠害会严重影响畜牧业发展D.如果在
11、两次捕鼠期间发生草原大火，则统计结果是不准确的【解析】选B。对草原田鼠进行种群密度调查的方法为标志重捕法；该区域中鼠的种群数量为(6854)12=306，由于种群数量较大，必须积极进行防治；草原上鼠与牛、羊等是竞争关系，鼠害严重后，会造成牛、羊等的食物匮乏，进而影响畜牧业发展；利用标志重捕法确定种群密度时，要求在此期间没有大量个体出生、死亡、迁入和迁出等现象发生，如果在两次捕鼠期间发生草原大火，则统计结果是不准确的。考点二 种群数量的变化1.“J”型曲线和“S”型曲线2.K值和K/2值在实践中的应用(1)K值的应用：野生生物资源保护：保护野生生物生活的环境，减小环境阻力，增大K值。有害生物的防
12、治：增大环境阻力(如为防鼠害而封锁粮食、清除生活垃圾、保护鼠的天敌等)，降低K值。(2)K/2值的应用：资源开发与利用：种群数量达环境容纳量的一半时种群增长速率最大，再生能力最强把握K/2值处黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现“既有较大收获量又可保持种群高速增长”，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。有害生物防治：务必及时控制种群数量，严防达K/2值处(若达K/2值处，可导致该有害生物成灾)。【高考警示】(1)K值不是一成不变的：K值会随着环境的改变而发生变化，当环境遭到破坏时，K值会下降；反之，K值会上升。(2)增长率增长速率：“J”型曲线反映的种群增长率是一定的
13、，而增长速率逐渐增加；“S”型曲线反映的种群增长率逐渐降低，而种群增长速率是先逐渐增大后逐渐减小的。【典例3】(2012重庆高考)如图为某地东亚飞蝗种群数量变化示意图，下列叙述错误的是()A.为有效防治蝗灾，应在a点之前及时控制种群密度B.ab段，该种群的增长率与种群密度之间呈正相关C.利用性引诱剂诱杀雄虫改变性别比例可防止c点出现D.控制种群数量在de水平，有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性【解析】选B。据图分析可知，a点表示东亚飞蝗的种群数量增加最快，应该在a点以前控制种群密度，由此判断A正确；东亚飞蝗的增长模式为“S”型增长，增长率与时间呈负相关，又因a点以后种群数量增加，种群密度随时
14、间逐渐增大，由此判断B错误；因为c点表示种群数量达到最大，用性引诱剂诱杀雄虫，可防止c点出现，由此判断C正确；东亚飞蝗属于害虫，应将其数量控制在最低水平，即de段有利于维持该地生态系统的抵抗力稳定性，由此判断D正确。【变式训练】种群在理想环境中呈“J”型曲线增长(如图甲曲线)；在有环境阻力条件下，呈“S”型曲线增长(如图乙曲线)。下列有关种群增长曲线的叙述，正确的是()A.若乙表示草履虫种群增长曲线，当种群数量达到e点后，增长速率为0B.种群中出现环境阻力是在d点之后C.若乙表示蝗虫种群增长曲线，则对害虫的防治应在c点之后D.K值是环境的最大容纳量，不随环境的变化而改变【解析】选A。当种群数量
15、达到最大值时，基本稳定，此时增长速率为0；种群数量达到环境所允许的最大数量的一半时，增长速率最快，但是种群所需要的资源(食物、空间等)是有限的，随着资源的枯竭，环境阻力将随着种群的增长而增加，种群增长速率逐渐缓慢下来，直到停止增长；对害虫的防治应在害虫个体数到达K/2以前进行；环境的最大容纳量随环境的变化而变化。考点三 探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验1.实验原理(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
16、显微计数法。2.实验过程(1)将500 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液注入锥形瓶中。(2)将0.1 g活性干酵母投入锥形瓶的培养液中混合均匀，并置于适宜的条件下培养。(3)每天定时取样计数酵母菌数量，采用抽样检测方法测定1 mL培养液中酵母菌个体的平均数。(4)分析结果、得出结论：将所得数值用曲线图表示出来，分析实验结果，得出酵母菌种群数量的变化规律。3.注意事项(1)显微计数时，对于压在小方格边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。(2)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，减小误差。(3)结果记录最好用记录表，如下：(4)每天
17、计数酵母菌数量的时间要固定。(5)培养和记录过程要尊重事实，不能主观臆造。【典例4】某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(如表)，均获得了“S”型增长曲线。根据预测的实验结果从理论上分析，下列说法错误的是()A.4个试管内的种群在K/2时增长最快B.4个试管内的种群达到K值的时间=C.试管内种群的K值与试管不同D.试管内的种群数量先于试管开始下降【解析】选B。当种群迁入一个新环境时，若环境适宜生存，由于起初种群数量不多，环境条件(食物、空间)优越，天敌少，环境阻力小，种群表现出种群增长速率加快。一段时间后，种群数量增多，环境阻力使种群增长
18、速率减缓，种群表现为“S”型增长，在K/2时4个试管内的种群数量增长最快。K值指的是环境容纳量，到达K值的时间与环境阻力的大小呈正相关，因此4个试管内的种群达到K值的时间不同，号试管内的环境阻力最大，因此最先达到K值并积累有毒物质，导致种群数量最先开始下降，所以4个试管内的种群达到K值所用的时间=。【变式训练】(2013安庆模拟)为探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化，某同学进行了如下操作。其中操作错误的是()A.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B.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C.在血球计数板中央滴一滴培养液，盖上盖玻片，并用滤纸吸去
19、边缘多余的培养液D.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【解析】选C。探究酵母菌种群数量变化时，应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；进行酵母菌计数时，从试管中吸取培养液之前，应将试管振荡几次，以便使酵母菌均匀分布，提高计数准确性；在使用计数板对酵母菌进行计数时，应先对培养液进行稀释，滴液前应先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；将计数板放在载物台中央，待酵母菌沉降到计数室底部，然后在显微镜下观察、计数。1.近几年来，我国南方沿海如深圳、广州、珠海等城市人口急剧增长，造成这一现象的主要原因是
20、()A.年龄组成为增长型B.性别比例发生变化C.迁入率大于迁出率D.出生率大于死亡率【解析】选C。发达城市人口急剧增长，不是由于本地人口出生率大于死亡率，而是人口大量迁入的结果。2.下列关于种群的正确叙述是()内蒙古草原上全部的牛是一个种群种群内的雌雄个体间可以自由交配完成生殖过程在种群内常因争夺食物而发生竞争年龄组成是预测种群密度的重要因素性别比例也会影响种群密度出生率和死亡率是决定种群密度的重要因素迁出率和迁入率是决定种群密度的重要因素A.B.C.D.【解析】选D。种群是生活在同一区域的同一物种的总和，而内蒙古草原上全部的牛不属于同一物种。种群内个体不存在生殖隔离，故能自由交配。竞争不属于
21、种内关系而属于种间关系。种群的特征中，出生率、死亡率及迁出率、迁入率都是直接决定种群密度的因素，年龄组成可以预测未来种群密度的变化趋势。3.(2013南京模拟)在一个玻璃容器内，装入一定量的符合小球藻生活的营养液，接种少量的小球藻，每隔一段时间测定小球藻的个体数量，绘制成曲线，如图所示。下图中能正确表示小球藻种群数量增长速率随时间变化趋势的曲线是()【解析】选D。由于小球藻的增长曲线为“S”型，其增长速率应有较大变化，即随种群对环境的适应，种群数量上升至时，增长速率最大，之后随种群密度增大、种内斗争加剧、天敌增多等，从而导致增长速率下降，至环境所容纳的最大值K处时增长速率变为0。4.自然界中生
22、物种群增长曲线常表现为“S”型增长曲线，下列有关种群“S”型增长曲线的说法正确的是()A.“S”型增长曲线表示了种群数量和食物的关系B.“S”型增长曲线表示了种群数量与时间无关C.种群增长在各阶段是不相同的D.种群增长不受种群密度制约【解析】选C。种群的“S”型增长曲线是指种群在一个有限环境中由于空间、食物和其他生活条件影响，随种群密度的增加，种内斗争等加剧而出现的增长曲线。由于种群数量受环境条件的影响，在不同时间有所不同，因而其种群增长在不同阶段各不相同。5.(2013合肥模拟)下列有关生物种群数量调查的方法中，正确的是()A.调查蝗虫幼虫跳蝻，用标志重捕法B.调查马尾松，小样方划分为1 m
23、2左右C.调查蒲公英，只计数小样方内的个体数D.调查趋光性农业害虫，可用定位设置灯光诱捕、定时计数法【解析】选D。调查蝗虫幼虫跳蝻的种群密度，用样方法，A项错误。一般而言，北温带地区每个样方的大小，乔木为100 m2，灌木为16 m2，草本为1 m2，所以调查马尾松，小样方划分为100 m2左右，B项错误。调查蒲公英，除计数小样方内的个体数外，还要把样方两个相邻的边及顶角处的个体统计在内，其他边缘不作统计，C项错误。6.如图为三个种群的年龄组成曲线图，请据图回答：(1)三个种群密度增大趋势由大到小依次是_。(2)据统计，70年代初，我国人口年龄组成与图A相似，所以在这以后一段时间内的发展趋势是
24、_。因此我们要认真执行人口的_政策。(3)利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，最终使害虫种群年龄组成变为三图中_类型。(4)东海渔场因捕捞过度造成产量下降，现在当地政府采取控制网眼大小来“抓大放小”，一段时间后，年龄组成会变成图_所示类型。【解析】A曲线表示幼年个体多而老年个体少，为增长型。我国70年代时人口年龄组成就属于A型，表现为人口大幅增长。B曲线中表示各年龄段的个体数比例相当，属于稳定型。C曲线中老年个体相对较多，属于衰退型。用性引诱剂干扰害虫正常交尾，使幼虫数量锐减，害虫年龄组成将成为衰退型。在渔业中只有通过合理的措施使种群的数量稳定，才能实现可持续捕捞。在渔场中采用“抓大放小
25、”的措施，会使幼年个体所占比例上升，年龄组成将成为增长型。答案：(1)A、B、C (2)人口密度越来越大计划生育(3)C (4)A7.(2011北京高考)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】选D。要探究海龟的洄游路线，可以给海龟安装示踪器，以确定它的行程；大雁活动范围大，要调查大雁迁徙路线需要给大雁佩戴标志环；固着在岩礁上的贝类活动范围小，可以用样方法研究它们的种群关系；达乌尔黄鼠属于同一种生物，即为一个种群的动物，可用标志
26、重捕法调查达乌尔黄鼠的种群密度。丰(富)度的调查针对的是群落中的不同种群的生物。8.(2011海南高考)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】选B。酵母菌是真核生物，含有线粒体和细胞核，因此含有核基因和线粒体基因；酵母菌无氧呼吸的产物有酒精和CO2，它们通过细胞的方式为自由扩散，不是主动运输；在培养早期，外界环境对酵母菌生存非常有利，食物充足、生存空间无限、无天敌，因此早期可以看做是“J”型增长；环境容纳量(
27、即K值)与食物(碳源)有关，因此环境中的营养物质不同，K值就不同。9.(2010江苏高考)单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华，受到广泛关注。下面是有关铜绿微囊藻的研究，请回答问题：(1)利用配制的X培养液培养铜绿微囊藻8 d，每天定时测定其细胞数量，发现铜绿微囊藻数量呈指数增长，短时间内产生大量个体，这是因为铜绿微囊藻具有_等特性。(2)有人提出假设：粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长。请利用下列实验材料用具，完成实验设计，探究该假设是否成立。材料用具：铜绿微囊藻，粉绿狐尾藻，用于配制X培养液的各种无机盐，500 mL锥形瓶，蒸馏水，显微镜，血球计数板，盖玻片，玻璃缸，微孔滤膜(可以
28、除菌)等。实验步骤：材料准备：在装有7 000 mL蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻，在适宜条件下培养8 d。准备接种用的铜绿微囊藻。培养液配制：_。实验分组：取锥形瓶6只，分为两组，_。接种与培养：_。观察与统计：每天定时用血球计数板对6只锥形瓶内铜绿微囊藻细胞进行计数，计算平均值，比较两组间的差异。(3)若(2)中假设成立，则实验结果是_。【解析】(1)因铜绿微囊藻数量呈指数增长，短时间内产生大量个体(繁殖速度快)，则说明铜绿微囊藻具有个体小、世代周期短、无性生殖等特性。(2)本实验属于典型的对照实验，其中自变量为粉绿狐尾藻能否产生化学物质，因变量是铜绿微囊藻的生长情况，
29、则对照组应为空白对照，加入的是用蒸馏水配制的X培养液，实验组是用滤液配制的X培养液，其他影响实验的变量(如铜绿微囊藻数量、生长条件等)为无关变量，在对照实验中，无关变量必须保持相同。(3)对照组中，铜绿微囊藻不受抑制，种群数量呈指数增长；实验组中，铜绿微囊藻受抑制，种群数量不呈指数增长。答案：(1)个体小、世代周期短、无性生殖(2)用蒸馏水配制X培养液；用微孔滤膜过滤玻璃缸中的水，用滤液代替蒸馏水配制X培养液在对照组的3只锥形瓶中分别加入150 mL用蒸馏水配制的X培养液，在实验组的3只锥形瓶中分别加入150 mL用滤液配制的X培养液在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻，并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养8 d(3)对照组铜绿微囊藻呈指数增长，实验组受抑制
