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2019-2020年高三生物總復(fù)習(xí) 第35講 種群的特征和數(shù)量變化教案 【考綱要求】 種群和群落 考綱要求 （1）種群的特征 （2）種群的數(shù)量變化 （3）群落的結(jié)構(gòu)特征 （4）群落的演替 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 【考點分析】 知識點 試卷類型 分值 題型 （1）種群的特征 （2）種群的數(shù)量變化 xx 重慶 2 選擇題 xx 浙江 2 選擇題 xx 四川 2 選擇題 xx 寧夏 4 選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 廣東 2 選擇題 xx 安徽 2 選擇題 【考點預(yù)測】 本知識點事學(xué)習(xí)群落和生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，單獨出現(xiàn)試題的可能性比較小，主要是與群落和生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)合考察，主要考察的是種群的特征以及種群增長的曲線，主要是以選擇題的形式呈現(xiàn)。 【知識梳理】 一、 種群 二、 種群的特征 1、 種群密度 2、 出生率和死亡率 3、 遷入率和遷出率 4、 年齡組成和性比 三、 種群的數(shù)量變化 1、“S”型增長曲線 2、“J”型增長曲線 3、意義 【重點解析】 一、 種群的特征 種群的特征包括數(shù)量特征、空間布局和遺傳特征等。種群的數(shù)量特征主要有種群的密度、出生率和死亡率、年齡結(jié)構(gòu)和性別比例。 1、種群密度：是指單位面積或體積內(nèi)某一種群全部個體的數(shù)量，它是種群最基本的參數(shù)。不同物種的種群密度，在同樣的環(huán)境條件下差異很大；同一物種的種群密度是可變的，在不同環(huán)境條件下也有差異。 調(diào)查種群密度常用的方法是樣方法和標(biāo)志重捕法。 （1）樣方法：是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境內(nèi)隨機選取若干個樣方，通過計數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度。這種方法常適用于對植物種群密度的取樣調(diào)查。 （2）標(biāo)志重捕法：是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境中，捕獲一部分個體，將這些個體進(jìn)行標(biāo)志后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一定期限后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕中標(biāo)志個體占總捕獲數(shù)的比例，來估計該種群的數(shù)量。這種方法適用于不斷移動位置的動物種群的調(diào)查。假設(shè)該種群的總數(shù)為N，則 N= 重捕總個體數(shù)當(dāng)初標(biāo)記的動物數(shù)目 重捕動物中有標(biāo)記的個體數(shù) 2、年齡組成：是指一個種群中各年齡段的個體數(shù)目的比例。種群的年齡組成主要有三種類型： 類型 種群構(gòu)成特點 發(fā)展趨勢 圖示 增長型 幼年個體很多,老年個體很少 種群密度會越來越大 穩(wěn)定型 各年齡期的個體數(shù)目比例適中 種群密度在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定 衰退型 老年個體很多,幼年個體很少 種群密度會越來越小 （1）增長型：種群中幼體個體很多，老年個體很少。這樣的種群正處于發(fā)展時期，種群的密度會越來越大。 （2）穩(wěn)定型：種群中各年齡期的個體數(shù)目比例適中，這樣的種群正處于穩(wěn)定時期，種群密度在一段時間內(nèi)會保持穩(wěn)定。 （3）衰退型：種群中幼年個體較少，而老年個體較多，這樣的種群正處于衰退時期，種群密度會越來越小。種群的年齡組成提供了種群未來動態(tài)的信息。 3、性別比例：指種群中具有生殖能力的雌雄個體數(shù)目的比例。在不同的物種中，性別比例有3種類型：雌雄相當(dāng)，如高等動物中的黑猩猩、猩猩等；(2)雌多于雄，如人工養(yǎng)殖的雞、鴨等；(3)雄多于雌，如螞蟻、蜜蜂等。在蜜蜂家族中，只有雄峰是雄性，而雌蜂和工蜂都是雌性，而工蜂卻是沒有生殖能力的。性別比例在一定程度上影響著種群密度。 4、出生率和死亡率： 出生率是指種群在單位時間內(nèi)新產(chǎn)生的個體數(shù)量。它反映了生物產(chǎn)生新個體的能力。而死亡率是指種群在單位時間內(nèi)死亡的個體數(shù)目。出生率和死亡率是決定種群大小和種群密度的最直接因素。 例1 下圖為A、B兩個地區(qū)的人口年齡組成示意圖。設(shè)A地區(qū)的人口增長率為a，B地區(qū)的人口增長率為b,那么，a與b的數(shù)量關(guān)系是 （ ） A、a＞b B、a＜b C、a＝b D、a≈b 解析：種群的年齡組成是指一個種群中各年齡段個體數(shù)目的比例。種群的年齡組成大致可以分為增長型、穩(wěn)定型和衰退型三種類型。一個國家或一個地區(qū)的人口可以看做是一個種群。將兩個地區(qū)的人口年齡組成示意圖進(jìn)行比較，分析各年齡段人口年占比例，就可以對這兩個地區(qū)的人口增長率的高低進(jìn)行判斷。圖A所示人口中，各年齡段人口比例適中，人口增長正處于穩(wěn)定時期；圖B所示人口中，年幼者和青壯年人數(shù)都大大超過中老年人數(shù)，其年齡組成屬于增長型，人口密度會越來越大，人口增長率會高于圖A所示的人口增長率。 答案：B 二、 種群的數(shù)量變化 1．“J”型曲線是在食物(養(yǎng)料)和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害、沒有疾病的理想條件下形成的，種群增長率保持穩(wěn)定不變，種群數(shù)量連續(xù)增長(無K值)。“J”型數(shù)量增長的兩種情形:a．實驗室條件下；b．當(dāng)一個種群剛遷入一個新的適宜環(huán)境中時。 2．種群增長的“S”型曲線：雖然物種具有巨大的增長潛力，但在自然界中，種群卻不能無限制地增長。因為隨著種群數(shù)量的增長，環(huán)境的制約因素的作用也在增大，環(huán)境中制約種群增長的因素稱為環(huán)境阻力(見下圖)。它包括同種個體之間對食物和空間的競爭加劇、疾病蔓延、捕食者因捕食對象的增多而增多等，從而導(dǎo)致死亡率增長、出生率降低，最終趨向平衡。因此，在自然環(huán)境中，種群的增長曲線是一個“S”形曲線。種群達(dá)到環(huán)境所能負(fù)擔(dān)的最大值，稱為環(huán)境的滿載量或負(fù)載能力，用K 表示。 3．兩種增長曲線比較如下表： “S”型曲線 “J”型曲線 前提條件 環(huán)境資源有限 環(huán)境資源無限 種群增長率 隨種群密度上升而下降 保持穩(wěn)定 有無K值 有K值 無K值，持續(xù)增加 4．兩曲線圖比較 (1)種群數(shù)量增長的“s”型曲線能反映或體現(xiàn)達(dá)爾文自然選擇中的生存斗爭。通過種群數(shù)量增長的“J”型曲線與“S”型曲線的比較(如圖)，可以知道陰影部分就是生存斗爭中淘汰的個體。 (2)對“S”型曲線，要注意進(jìn)行分段分析：每一段的增長率不同，a段——基本呈指數(shù)增長，在K／2附近增長率最大；b段——增長速度較慢，增長率下降；C段——基本保持在環(huán)境容量(環(huán)境負(fù)荷)的水平，增長率基本不變。 5. 種群數(shù)量變化規(guī)律的意義在于為人類合理開發(fā)利用生物資源提供理論依據(jù)。其應(yīng)用:a．種群數(shù)量變化的規(guī)律在魚類的捕撈、放養(yǎng)中的應(yīng)用。如在湖泊中放養(yǎng)魚蝦，如果一次性放養(yǎng)的幼苗過多或延遲捕撈，由于環(huán)境的負(fù)載能力限制，都不能達(dá)到增產(chǎn)的目的；相反，如果大肆捕撈，使魚蝦數(shù)量大大減少，降到K／2值以下時，其種群往往要經(jīng)過相當(dāng)長的延滯期才能進(jìn)人指數(shù)增長期，對生產(chǎn)極為不利。b．在害蟲、害獸防治方面的應(yīng)用。 例2自然界中生物種群增長常表現(xiàn)為“S”型增長曲線。下列有關(guān)種群“S”型增長的正確說法是 A、“S”型增長曲線表示了種群數(shù)量和食物的關(guān)系 B、 種群增長率在各個階段是不同的 C、“S”型增長曲線種群數(shù)量與時間無關(guān) D、種群增長不受種群密度制約 解析 當(dāng)種群在一個有限的環(huán)境中增長時，隨著種群密度的上升，個體間對有限的空間、食物和其他生活條件的種內(nèi)競爭加劇，以該種群生物為食物的捕食者的數(shù)量也會增加，這就會使這個種群的出生率降低，死亡率增加，從而使種群數(shù)量的增長率下降，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到環(huán)境條件所允許的最大時，種群數(shù)量將停止增長而保持相對穩(wěn)定。可見，種群增長率在各個階段是不相同的。 答案：B 例3 下圖為w、x、Y、z四種條件下細(xì)菌種群的生長曲線，這四種條件是： W——不斷提供食物、水、氧氣、除去廢物 X——隨時間延續(xù)食物耗盡，有害廢物積累 Y——隨時間延續(xù)食物耗盡，無害物質(zhì)積累 Z——隨時間延續(xù)食物耗盡，由于突變的原因出現(xiàn)了新的菌株，它們能代謝原有菌種產(chǎn)生的有害廢物。 以上四種生長條件w、x、Y、z和四種生長曲線l、2、3、4的對應(yīng)關(guān)系是下列的( )．。 A．W一1 X一2 Y一3 Z一4 B．X一1 Y—2 Z一3 W一4 C．Y一1 Z一2 W一3 X一4 D．X一1 Y一2 W一3 Z一4 解析：本題主要考察種群數(shù)量變化規(guī)律的知識。經(jīng)分析四種生長條件和四種生長曲線可知，W：由于不斷提供食物、水、氧氣并除去廢物，種群的數(shù)量會不受限制地連續(xù)增長，形成“J”型曲線，即曲線3；X：隨著時間的延續(xù)食物逐漸耗盡，細(xì)菌繁殖率下降。又由于有害物質(zhì)的積累，大量細(xì)菌死亡，因此當(dāng)種群增長到一定數(shù)量后會逐漸下降，形成曲線4； Y：當(dāng)種群繁殖到一定數(shù)量后，食物逐漸耗盡，細(xì)菌繁殖率下降，但由于未產(chǎn)生有害物質(zhì)，所以種群數(shù)量會保持相對穩(wěn)定，形成“S”型曲線，即曲線 l；z：雖然食物耗盡，也產(chǎn)生有害廢物，但由于出現(xiàn)了突變的新菌株，可利用除菌種產(chǎn)生的代謝廢物維持生活，因而種群數(shù)量在一段時間的穩(wěn)定之后會呈上升趨勢，即形成曲線2。注意：既使食物耗盡，細(xì)菌也不會被“餓死”，而是以休眠狀態(tài)的芽孢形式存在。 答案：C 【實戰(zhàn)訓(xùn)練】 （09安徽卷）1．用牛奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結(jié)果如下表： 時間（天） 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 成蟲數(shù)（只） 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341 根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)果正確的是 A．第13-25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快。 B．第17-29天，成蟲增長率上升，死亡率下降 C．第21-37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關(guān) D．第1-37天，成蟲數(shù)量成“J”型增長 答案：C 解析：第13-25天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是營養(yǎng)豐富、環(huán)境條件適宜；第17-29天，成蟲增長率下降，第21-37天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變（第37天種群密度達(dá)到最大）有關(guān)，第1-37天，成蟲數(shù)量成“S”型增長，所以C正確。（09山東卷）6.右圖曲線a,b表示兩類生物種群密度與存活率之間的關(guān)系。下列分析錯誤的是 A. 曲線a代表的種群個體一般體型較大，營養(yǎng)級較高 B. 依據(jù)曲線b，人工養(yǎng)蜂時種群密度中等最好 C. 對大型動物遷地保護(hù)，遷移的種群密度不宜過大 D. 種群密度為d時，曲線b代表的種群個體間競爭最劇烈 答案：D 解析：本題通過數(shù)學(xué)曲線圖的形式反映了種群密度和存活率之間的關(guān)系，要求學(xué)生具備能夠從圖示中獲取相關(guān)信息的能力。依據(jù)曲線b,種群密度中等時存活率最大，故B正確。曲線a表示的大型動物，由圖可知，種群密度越大存活率越低，故而對大型動物遷地保護(hù)，遷移的種群密度不宜過大，所以A、C錯誤。D項中種群密度越大，種群個體間競爭越劇烈，故而d點不是競爭最劇烈的點。 （09廣東理基）2．太平洋一個小島上的某野兔種群數(shù)量變化如下表： 年份（年） 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 數(shù)量（百只） 130 200 398 990 1350 1290 1190 該種群變化率最大的時期為 A．1925年～1930年 B．1930年～1935年 C．1940年～1945年 D．1945年～1950年 答案：B 解析：種群變化率是單位時間內(nèi)種群數(shù)量變化的情況。從表中可以看出在1930年一1935年內(nèi)種群變化率是（990-398）/（1935-1930）=118．4，1925年～1930年為14，1940年～1945年與1945年～1950年 均為負(fù)值。 （09廣東卷）3．下列敘述中，不屬于種群空間特征描述的是 A．斑馬在草原上成群活動 B．每毫升河水中有9個大腸桿菌 C．稗草在稻田中隨機分布 D．木棉樹在路旁每隔5米種植 答案：B 解析：組成種群的個體在其生活空間中的位置狀態(tài)或空間布局叫做種群的空間特征或分布型。種群的空間分布一般可概括為三種基本類型：隨機分布、均勻分布和集群分布。B項為種群密度，不屬于空間特征。 【名師點撥】 影響種群密度變化各因素間的關(guān)系 (1)出生率和死亡率、遷入率和遷出率是直接決定種群密度變化的因素。 (2)預(yù)測種群密度的變化趨勢，首先依據(jù)的應(yīng)該是年齡組成情況，其次是性別比例，由此推導(dǎo)預(yù)測出出生率與死亡率的關(guān)系，從而確定種群密度的變化情況(預(yù)測一個國家的 人口變化情況也基本如此)。