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1、第4章 种群和群落考纲内容能力要求2013 年高考风向标1.种群的特征2种群的数量变化3群落的结构特征4群落的演替实验：(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)中群落的演替结合生态系统、代谢、遗传变异等，考查本章基础内容第1、2节一、种群的特征种群的特征、种群数量的变化 1种群的概念：在一定自然区域内的_生物的全部个体。同种种群密度概念 种群在单位面积或单位体积中的个体数意义 是种群最基本的_特征调查方法样方法(_法和_法)和标志重捕法出生率、死亡率概念单位时间内新产生或死亡的个体数目占该种群个体_的比率意义 是决定种群大小和_的重要因素
2、迁入率、迁出率概念单位时间内迁入或迁出的个体占该种群个体总数的比率意义 决定种群大小和种群密度的因素年龄组成概念 一个种群中各年龄期的个体数目的比例类型 类型有：_、稳定型和_意义 可预测种群数量的_性别比例种群中雌雄个体数目的比例2种群的数量特征总数种群密度数量五点取样法等距取样法增长型衰退型变化趋势计划生育政策、利用性外激素诱捕雄蛾都能控制种群密度，两者分别通过什么来控制种群密度的？答案：出生率和性别比例二、种群数量的变化1研究方法构建数学模型的步骤：观察研究对象提出问题_根据实验数据用适当的数学形式表达_。提出合理的假设检验或修正2“J”型曲线(1)条件：理想环境。(2)公式：_。NtN
3、0t3“S”型曲线(1)条件：有限环境。(2)定义：种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定的增长曲线。环境容纳量最大数量(3)K 值：又称_，在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持种群的_。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 值会在平均值附近上下波动。()2当环境遭受破坏时，K 值下降；当生物生存环境改善时，K 值上升。()考点种群特征之间的关系1各种群特征的相互关系(1)种群密度是最基本的特征。种群密度越高，一定范围内种群的个体数量越多，即种群密度与种群数量呈正相关。(2)从年龄组成上看，幼年个体较多时，预示着将来种群密度要增大；而
4、老年个体较多时，种群密度将会减小。(3)出生率、死亡率则是决定种群大小的最直接因素。(4)从性别比例上看，因各种原因造成性别比例失调，必然导致生殖上的混乱，引起种群个体数量的变动。如利用人工合成的性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，就会使许多的雌性个体不能完成交配，从而使害虫的种群密度明显降低。2影响种群数量变化的因素(1)决定(直接)因素：出生率和死亡率、迁入率和迁出率。出生率高、迁入数量多时，种群数量增加；反之，种群数量减少。(2)间接因素：年龄组成和性别比例是通过影响出生率和死亡率间接影响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。年龄组成增长型：出生率死亡率种群
5、密度增大稳定型：出生率死亡率种群密度基本不变衰退型：出生率死亡率种群密度减小性别比例：增长快；相对稳定；增长慢。【典例1】(2011 年广州联考)下列结合种群特征的概念图所做的分析，错误的是()A利用性引诱剂诱杀害虫会影响B种群密度是种群最基本的数量特征C预测种群数量变化的主要依据是D春运期间，广州人口数量变化主要取决于图中的解题思路第一步分析概念图中种群特征之间的关系：种群密度直接取决于种群的出生率、死亡率、迁入率和迁出率，而出生率直接与种群的性别比例和年龄组成有关，死亡率与种群的年龄组成有直接关系，因此，图中代表死亡率，代表出生率，代表性别比例，代表年龄组成。第二步分析选项：利用性引诱剂诱
6、杀雄性个体，影响害虫的性别比例；年龄组成能预测种群数量变化；春运期间，广州人口数量变化主要取决于迁入率与迁出率。答案D考点对应练1海洋渔业生产中，合理使用网眼尺寸较大的网具进行捕捞，有利于资源的可持续利用。下列不正确的解释是()DA更多幼小的个体逃脱，得到生长和繁殖的机会B减少捕捞强度，保持足够的种群基数C维持良好的年龄结构，有利于种群数量的恢复D改变性别比例，提高种群出生率解析：网眼尺寸只影响捕捞鱼类的大小，与性别无关。考点调查种群密度的常用方法1样方法调查植物种群密度的常用方法(1)原则随机取样。计算样方内种群密度的平均值，即为该种群密度的估计值。(2)适用范围：植物和活动范围小的动物(如
7、蚯蚓)，同时调查某种昆虫卵、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等也可用样方法。(3)常用的取样方法点状取样法：如五点取样法，这种方法适用于调查植物个体分布比较均匀的情况。等距取样法：当调查对象的总体分布为长条形时，可采用等距取样法。(4)用样方法调查草地中植物种群密度的关键调查关键：植物的识别和随机取样。样方的选取a样方数目、大小的确定。b选取样方的个数要依总面积的大小而定，总面积大的选取的样方应多些。计数时，处理样方边缘上的个体的方法：一般而言，样方顶边、左边及左角处的个体统计在内，其他边缘不作统计(取上不取下，取左不取右)。2标志重捕法调查动物种群密度的常用方法(1)适用范围：活动能力强、活
8、动范围大的动物。(2)标志重捕法中的标志技术标志物和标志方法必须对动物的身体不产生伤害。标志不能过分醒目原因：过分醒目的个体，在自然界中有可能改变与捕食者之间的关系，最终有可能改变样本中标志个体的比例而导致结果失真。标志符号必须能够维持一定的时间，在调查研究期间不能消失。(3)根据重捕样本中标志者的比例，估计该区域的种群总数，可计算出某种动物的种群密度：种群总数标志个体数重捕个体数/重捕中的标志个体数。标志重捕法样方法对象活动范围大的动物个体，如鼠、鸟等植物或活动范围小的动物注意问题调查时没有迁入和迁出、出生和死亡标志物不能过分醒目，不能影响标志对象的正常生理活动，且不易脱落随机取样样方大小适
9、中样方数量不宜太少3标志重捕法和样方法的比较分类取样调查种群密度的计算公式植物种群密度样方法所有样方内种群密度和/样方数动物种群密度标志重捕法个体总数 N 再次捕获个体数 n初次捕获标志数 M 重捕的标志个体数 m微生物种群密度显微计数法(计数板计数)1mL 菌液的总菌数(A/5)2510 000B(A 为 5 个中方格总菌数，B 为稀释倍数，25 为中方格数)或：1mL 菌液的总菌数(A/5)40010 000B(A 为 5个小方格总菌数，B 为稀释倍数，400 为小方格数)4.植物、动物、微生物取样调查方法简单比较【典例2】(2011 年合肥一模)下列探究实验不能达到实验目的的是()A通过
10、取样器取样的方法可以采集、调查土壤中小动物的种类和数量，如鼠妇、蚯蚓等B随机选取若干样方，通过计数样方内某种双子叶植物的个体数，可以求得该种群密度C在蚜虫活动的范围内，可以用标志重捕法估算蚜虫的种群密度D通过对酵母菌培养液抽样检测的方法，可以估算培养液中酵母菌的总数解题思路土壤中的小动物(如鼠妇、蚯蚓等活动能力弱，范围小)，其种类和数量可通过取样器取样的方法采集、调查；植物可通过样方法调查，并求得该种群密度的估计值，调查过程中要做到随机选取样方；蚜虫活动的范围小，个体小，可用样方法调查，不能用标志重捕法估算蚜虫的种群密度。答案C考点对应练2(2011 年北京)在生态学研究中，下列方法与研究目的
11、不相符的是()DA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用标志重捕法调查乌尔黄鼠的丰富度解析：丰富度是群落特征，而不是种群特征。项目“J”型曲线“S”型曲线前提条件食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等理想状态受空间、食物、天敌等制约的有限的自然状态种群增长率增长率为常数(无限增长)随种群密度上升而下降；0 和 K 时的增长率为 0，K/2 时增长率最大考点“J”J”型曲线和“S”S”型曲线的差异及在生产中的应用1曲线的比较项目“J”型曲线“S”型曲线K 值的有无无 K 值有 K 值曲线形成的原因无种内斗争，缺少天敌种内斗争加
12、剧，天敌的数量增多联系两种增长曲线的差异主要是环境阻力的大小不同从而导致对种群增长的影响不同续表2.种群数量变化规律在生产中的应用(1)一定面积的草原所能承载的放牧量是一定的，过度放牧就会使环境的稳定性受到破坏，使环境容纳量进一步下降，于是形成了另一种种群数量变化曲线突跃下降曲线(如下图所示)。该曲线对于控制人口增长、害虫防治、环境的治理保护等方面具有指导作用。注意事项灭鼠捕鱼K/2(最大增长率)不可盲目减少，以至于获得 K/2最大限度利用，维持K/2K(最大环境容纳量)降低 K 值，改变环境，使之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件，尽量提升 K 值性别比例使某一性别不育不能单一捕捉某一性别年龄
13、组成尽量减少幼体尽量保护幼体(2)保护珍稀动物必须从根本上保护其生存环境不受破坏和改变，使其更好地生长，提高动物的环境容纳量。(3)灭鼠和捕鱼的具体应用【典例3】下图表示种群在理想环境中呈“J”型增长，在有环境阻力条件下呈“S”型增长，下列关于种群在某环境中数量增长曲线的叙述，正确的是()A当种群数量到达 e 点后，种群数量增长率为 0B种群增长过程中出现环境阻力是在 d 点之后C图中阴影部分表示克服环境阻力生存下来的个体数量D若该种群在 c 点时数量为 100，则该种群的 K 值是 400解题思路在种群数量变化曲线中，a、e 点的增长率为0，c 点的增长率最高；从 c 点后就出现了环境阻力，
14、随着数量的增长，环境阻力也增大；图中阴影部分表示环境阻力下被淘汰的个体数量；若该种群在c 点时数量为100，则该种群的 K 值是200。答案A考点对应练3(2011 年宁波统考)下图表示某一生物种群在有限环境中)的增长曲线。下列有关叙述，正确的是(K 值是环境条件所允许达到的种群数量的最大值在 K 值时，种群的增长率最大如果不考虑迁入迁出等其他因素，在 K 值时出生率等于死亡率建立自然保护区是为了降低野生生物的 K 值ACBD解析：在K 值时，种群的增长率为0；建立自然保护区是为了增大野生生物的 K 值。答案：C探究培养液中酵母菌数量的动态变化1实验目的(1)通过探究培养液中酵母菌种群数量的变
15、化，尝试建构种群增长的数学模型。(2)用数学模型解释种群数量的变化。(3)学会使用血球计数板进行计数。2实验原理(1)在含糖的液体培养基(培养液)中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。(2)养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。酵母菌在一定体积培养液中的增长如下图所示：试管编号ABC培养液/mL1010无菌水/mL10酵母液/mL0.10.10.1温度条件/285283方法步骤(1)提出问题：在不同温度条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液中酵母菌种群数量增长的情况如何？(2)作
16、出假设(根据上述问题，大胆提出合理的假设)酵母菌种群数量增大与温度呈正相关。酵母菌种群数量增长受培养液种类的影响。(3)设计实验(4)酵母菌计数方法：抽样检测法。4注意事项(1)显微镜计数时，对于压线的酵母菌，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，需将试管轻轻振荡数次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。(3)每天计算酵母菌数量的时间要固定。(4)溶液要进行定量稀释。【典例】(2011 年肇庆一模)某生物兴趣小组为了“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”，按如下左图装置进行了实验，并使用如右图所示的血球计数板对培养液中的酵母菌进行计数。请分析回答相关
17、问题。(1)排气口的胶管设计成长而弯曲的目的是_。(2)实验的最初阶段，由于_、_、_，酵母菌的种群数量呈“J”型增长。(3)在上图所示的计数室中，如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施是_。(4)本实验没有另设置对照实验，原因是_。为提高实验的准确性，实验时应进行_。(5)请你设计表格记录实验数据。时间次数1234567123解题思路酵母菌的种群数量在开始阶段呈“J”型增长，但由于代谢废物的积累、营养物质的消耗等，酵母菌的种群数量呈“S”型增长；本实验为自身对照，其实验的前后形成对照。重复实验(取样)(4)该实验时间上形成前后自身对照(5)见下表答案(1)防止空气中的杂菌污染(
18、2)温度等条件适宜 营养物质充足 没有敌害和竞争(3)使酵母菌分布均匀(增加稀释倍数)1(2012 年汕头统考)下列生物学研究中所选择的技术(方法)恰当的是()CA用纸层析法提取叶绿体色素B用显微镜观察染色体确认基因突变C用标志重捕法调查鼠的种群密度D用18O标记H2O和CO2证明CO2是光合作用的原料解析：用纸层析法是分离叶绿体色素，而不是提取叶绿体色素；基因突变不能用显微镜观察；用18O标记H2O和CO2证明O2是来自于H2O而不是来自于CO2。2(2011 年东莞联考)下列有关种群增长的 S 型曲线的叙述，错误的是()CA通常自然界中的种群增长曲线最终呈 S 型B达到 K 值时种群增长率
19、为零C种群的增长速率逐步降低D种群增长受自身密度的影响解析：种群的增长速率一般是从低到高再下降。3(2011年韶关二模)有关种群和群落的叙述，正确的是()A图中种群开始呈“J”型增长，达到 K 值后呈“S”型增长B图中种群在时间相对值为 2 时的年龄组成为稳定型C用标志重捕法调查某草原中田鼠的种群密度D因为植物群落有分层现象，所以种植农作物时要合理密植解析：分析图示曲线，此种群数量为“S”型增长，A 错；时间相对值为 13 时，年龄组成均为增长型，B 错；田鼠的活动能力较强，调查其种群密度要用标志重捕法；合理密植跟利用光合作用的原理有关，而不是因为植物群落的分层现象，D 错。答案：C4(201
20、0 年茂名一模)在不同温度和湿度条件下，蝗虫种群数量的变化如下图所示，正确的叙述是()A温度为 32.5时，蝗虫对湿度的适应范围最窄B温度为 35时，相对湿度为 90%时更有利于蝗虫的生存C在一定范围内，蝗虫生活的最适湿度随温度升高而升高D温度与湿度对蝗虫种群数量的影响效果相同解析：温度为32.5 时，蝗虫对湿度的适应范围最宽；温度为35 时，相对湿度为95%时更有利于蝗虫的生存。答案：C5(2010 年深圳三模双选)利用标志重捕法调查某丘陵地区 4 km2 区域中刺猬的种群密度，第一次捕获并标记 50 只刺猬，第二次捕获 40 只刺猬，其中有标记的有 5 只。正确的说法是()BCA标记个体与
21、未标记个体被捕获的概率有较大差异B迁入率和迁出率影响该种群数量变化C标记符号过分醒目可能增大刺猬被捕食的概率D该种群的密度大约是 400 只/km2解析：标记个体与未标记个体被捕获的概率有较大差异会影响统计的准确性；该种群的密度大约是5040/5400 只/4 km2。6(2010 年深圳三模)在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，需利用计数板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 2516400 个小室组成，容纳液体总体积为 0.1 mm3。某同学操作时将 1 mL 酵母菌样品加 99 mL 无菌水稀释，用无菌吸管吸取少许使其自行
22、渗入计数室，盖上盖玻片并用滤纸吸去多余菌液，进行观察计数。(1)在实验中，某学生的部分实验操作过程是这样的：从静置试管中吸取酵母菌培养液加入计数板进行计数，记录数据；把酵母菌培养液放置在冰箱中；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 3 处错误：_。_。_。(2)在实验前应该对计数板、吸管等器具进行_处理。应将试管轻轻震荡几次再吸取酵母菌培养液进行计数应将酵母菌培养液放置在适宜温度下培养应连续七天，每天观察、取样计数并记录数据灭菌(3)如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应采取的措施是_。适当稀释(4)如果观察到上图所示 a、b、c、d、e 5 个大格共 80 个小室内共有酵母菌 48 个，则上述 1mL 酵母菌样品中约有酵母菌_个；要获得较为准确的数值，减少误差，你认为该怎么做？_。多次计数，求平均值2.4108(4852510 000100)