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第30课　种群及其动态
内容要求 学业要求
1.列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征 2.尝试建立数学模型解释种群的数量变动 3.举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征 4.实验:探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 运用数学模型表现种群数量变化的规律,分析和解释影响这一变化规律的因素,并应用于相关实践活动中(生命观念、科学思维、社会责任)
在一定的空间范围内，同种生物的所有个体形成的集合
在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合
在一定空间内，由生物群落与它的非生物因素互相作用而形成的统一整体
地球上的全部生物及其非生物环境的综合，构成地球上最大的生态系统
生物圈
生态系统
群落
种群
考点一　种群的数量特征 明概念
P1
P22
P48
P48
种群密度是种群最基本的数量特征。
※种群密度的调查方法 P2,P3,P6
种群密度的调查方法
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
适用范围
有趋光性的昆虫
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物
其他方法
航拍法、红外触发相机、粪便、声音等
②调查程序：P5

1)样方法
随机取样，样方大小适中，样方数量不宜太少。
③取样:
①概念: P2
计上不计下,计左不计右
在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。
双子叶植物的种群密度
乔木一般为100 m2，灌木为16 m2，草本植物为1 m2
活动范围大，活动能力强的动物
在被调查种群的活动范围内，捕获一部份个体，做上标记（M）后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕（n） ，根据重捕到的动物中标记个体数（m）占总数的比例，来估计种群密度。
估算种群密度偏大/偏小
适用对象
计算公式
方法
误差分析
N=
m（重捕中标记数）
╳M(总标记数）
n（重捕个体数）
标记重捕法
P3
利用标记重捕法估算种群数量的误差分析
①标记物脱落，则估算值偏___；
②被标记个体的被捕机会降低，则估算值偏___；
③标记物导致被标记个体易于被天敌发现，则估算值偏___;
④在被标记个体稀少处捕获，则估算值偏___；
⑤被标记个体放回后还未充分融入该种群中就再次被捕获，则估算值偏___；
⑥在被标记个体密集处捕获，则估算值偏___；
⑦如果标记的个体因标记过于醒目，易被调查者发现，则估算值偏____；
大
大
大
大
重捕获的标记个体数(m)偏小
小
小
小
重捕获的标记个体数(m)偏大
N=
m（重捕中标记数）
╳M(总标记数）
n（重捕个体数）
各数量特征之间的关系
种群密度
种群的数量特征
最基本特征
出生率
死亡率
迁入率
迁出率
年龄结构
影响
性别比例
影响
预测变化趋势
间接影响
决定（直接影响）
①决定种群密度的直接因素:
出生率和死亡率、迁入率和迁出率
②决定种群密度的间接因素:
年龄结构和性别比例
项目 定义 特点或意义
年龄 结构 ①类型
②意义:
性别 比例
一个种群中 的个体数目的比例。
种群中雌雄个体数目的比例
可预测种群数量变化趋势
年龄结构通过影响_______和_______来间接影响种群密度；
出生率
死亡率
通过影响_______，间接影响种群密度；
出生率
注意: 不是所有种群都有性别比例，如某些雌雄同株的植物；
各年龄期
P4
1.种群密度是种群最基本的数量特征。
6.如果研究一座城市人口的变化,迁入率和迁出率更是不可忽视的因素。
5. 性别比例通过影响出生率间接影响种群密度。
3.年龄结构在一定程度上能预测种群数量变化趋势。
2.出生率和死亡率、迁入率和迁出率是决定种群密度变化的直接因素。
4.年龄结构是通过影响出生率和死亡率间接影响种群密度的。
7.调查种群密度时，为保证调查结果的准确性，差距大的样方内数值也应如实记录，不应舍弃。
[易错考点]
考向1| 种群密度的调查
1．(2022·山东卷)根据所捕获动物占该种群总数的比例可估算种群数量。若在某封闭鱼塘中捕获了 1 000条鱼售卖，第2天用相同方法捕获了950条鱼。假设鱼始终保持均匀分布，则该鱼塘中鱼的初始数量约为(　 　)
A．2×104条 B．4×104条
C．6×104条 D．8×104条
A
考点一　种群的特征 P284 案例导引
2．科研团队找到推算雪豹种群密度的方法——照片重复取样法。在祁连山某区域内布设了60台红外相机，这些相机在海拔2 100～4 100 m的深山中连续拍摄了3个多月，研究人员确定研究区域约有 20只雪豹。根据数学模型推算，估测在这个区域内每100 km2生活有3只雪豹。下列有关叙述不正确的是(　 　)
A．雪豹的种群密度调查可采用标记重捕法，不适合采用样方法
B．决定雪豹种群密度的因素是出生率和死亡率、迁入率和迁出率
C．利用照片重复取样法可用于调查一些大型稀少野生动物的种群密度
D．若研究区域有120只雪豹，则估测该区域的种群密度是16只/100 km2
D
考点一　种群的特征 P284 案例导引
【方法规律】“两看法”选择合适的种群密度调查方法
考向2| 种群特征及其相互关系
3．(2022·海南卷)某学者提出，岛屿上的物种数取决于物种迁入和灭亡的动态平衡。图中曲线表示面积大小不同和距离大陆远近不同的岛屿上物种的迁入率和灭亡率，S1、S2、S3和S4表示迁入率和灭亡率曲线交叉点对应的平衡物种数，即为该岛上预测的物种数。下列有关叙述错误的是(　 　)
A．面积相同时，岛屿距离大陆越远，预测的物种数越多
B．与大陆距离相同时，岛屿面积越大，预测的物种数越多
C．物种数相同情况下，近而大的岛，迁入率高；远而小的岛，迁入率低
D．物种数相同情况下，小岛上的物种灭亡率高于大岛
A
考点一　种群的特征 P284 案例导引
A．甲地Ⅲ径级个体可能在幼年期经历了干旱等不利环境
B．乙地阳坡的种群密度比甲地阳坡的种群密度低
C．甲、乙两地阳坡的种群年龄结构分别为稳定型和衰退型
D．甲、乙两地阴坡的种群增长曲线均为“S”形
4．(2022·重庆卷)乔木种群的径级结构(代表年龄结构)可以反映种群与环境之间的相互关系，预测种群未来发展趋势。研究人员调查了甲、乙两地不同坡向某种乔木的径级结构，结果见下图。下列叙述错误的是(　 　)
B
考点一　种群的特征 P284 案例导引
注：Ⅰ和Ⅱ为幼年期，Ⅲ和Ⅳ为成年期，Ⅴ和Ⅵ为老年期
一、建构种群增长模型的方法
观察研究对象,提出问题
2. 一般步骤:
数学模型
1. 方法:
Nn＝２n
数学公式：
曲线图：
通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正
根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达,即建立数学模型
提出合理的假设
考点二　种群的数量变化及其应用
P7
P8
二、种群的“J”形和“S”形增长
(3)曲线特点:
Nt = N0 λt
N0：某种动物种群的起始数量；
t：时间；
Nt：t年后该种群的数量；
λ：该种群数量是一年前种群数量的倍数，代表种群数量
增长倍数,不是增长率。
λ>1时,种群密度增大;λ=1时,种群密度保持稳定;λ<1时,种群密度减小。
(2)数学模型：
(1)形成原因:
1. “J”形曲线（ 曲线A） P8
食物和空间条件充裕、气候适宜、无敌害等
种群数量是以一定的倍数连续增长的。
(4)拓展：
2. “S”形曲线（曲线B）P9
(4)图中阴影部分为环境阻力,按自然选择学说,就是在生存斗争中被淘汰的个体数。
②种群数量达到K/2时，增长速率最大
①种群数量达到环境容纳量（即K值）后，将停止增长
(3) “S”形增长速率曲线
资源、空间总是有限的,种内竞争对种群数量起调节作用。
(1)形成原因:
种群增长速率
时间
t0
t1
t2
(2)曲线特点：
拓展1：K值(环境容纳量)、K/2
K
K/2
种群
数量
时间
K值
一定的环境条件所能维持的种群最大数量
K值时种群增长速率为0，即出生率和死亡率相等
K/2值
种内竞争最激烈
（1）分析
K值
保护野生生物资源：减少环境阻力→增大K值
防治有害生物：增大环境阻力→降低K值
合理确定载畜量：草原最大载畜量不超过K值
K/2值
渔业捕捞后的种群数量要在K/2处
K/2前防治有害生物，严防达到K/2处
（2）应用
→种群增长速率最大
(3)K值不是一成不变的。当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
(4)K值并不是种群数量的最大值。在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离平均值的时候,会通过负反馈调节机制使种群数量回到一定范围内。
思考：K值是不不是一成不变的？
一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
拓展2： “λ”与“增长率”
增长率=(末数-初数)/初数×100%=[(N0λt+1-N0λt)/N0λt]×100%=(λ-1)×100%。
λ代表某时段结束时种群数量为初始数量的倍数,不是增长率。
种群“J”形增长的数学模型: Nt=N0λt
(1)辨析“λ”与“增长率”
①a段—
②b段—
③c段—
④d段—
⑤e段—
(2)曲线分析
尽管λ呈上升趋势,但仍小于1,故种群数量逐年下降
λ<1,种群数量逐年下降;
λ=1,种群数量维持相对稳定;
λ仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,则种群数量一直增长
λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长;
拓展3：种群增长率和种群增长速率
(1)种群增长率
指单位数量的个体在单位时间内新增加的个体数,无单位。
计算公式
概念
增长率= ———————————х100%
一定时间内增长的数量
初始数量
(2)种群增长速率
指单位时间内新增加的个体数(即种群数量增长曲线的斜率),有单位,如:个/年。
计算公式
概念
增长速率= ——————————
一定时间内增长的数量
时间
“J”形曲线 “S”形曲线
条件
曲线
种群增长 率曲线
种群增长 速率曲线
有无K值
“S”形曲线和“J”形曲线增长率、增长速率
有K值
无K值
环境资源有限
环境资源无限
考向1| “J”形增长和“S”形增长曲线1．(2021·广东卷)图示某“S”形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时，其对应的种群数量是(　 　)
A．a B．bC．c D．d
B
考点二　种群的数量变化及其应用 P287 案例导引
A、B、C、D对应的种群数量为K值
A′、C′、D′对应的种群数量为K/2值
【归纳总结】不同曲线模型中的“K值”与“K/2值”
考点二　种群的数量变化及其应用 P287 案例导引
2．(2022·全国甲卷)在鱼池中投放了一批某种鱼苗，一段时间内该鱼的种群数量、个体重量和种群总重量随时间的变化趋势如图所示。若在此期间鱼没有进行繁殖，则图中表示种群数量、个体重量、种群总重量的曲线分别是(　 　)
A．甲、丙、乙
B．乙、甲、丙C．丙、甲、乙
D．丙、乙、甲
考向2| 种群数量的变化及应用
D
考点二　种群的数量变化及其应用 P287 案例导引
3．(2023·广东汕头模拟)蚜虫是麦田危害最严重的害虫之一，为了更好地防治蚜虫，研究人员建立小型麦田种植蛇床草(能够为瓢虫提供保育所)，研究种植蛇床草对蚜虫和异色瓢虫(蚜虫的天敌，具有迁飞习性)数量的影响，结果如下图(5月25日—6月24日为蚜虫爆发期)。相关叙述错误的是(　 　)
A．可分别用样方法和标记重捕法调查蚜虫和异色瓢虫的种群密度B．种植蛇床草可为异色瓢虫提供繁殖场所，从而提高异色瓢虫的种群密度C．5月25日—6月9日期间气温升高导致蚜虫爆发，种群数量呈“J”形增长D．麦田种植蛇床草既能较好地防治蚜虫又能减少农药的使用，提高经济效益
C
非生物
因素
阳光
温度
水
森林中林下植物的种群密度主要取决于林冠层的郁闭度
许多植物种子春季萌发受气温升高影响
昆虫寒冷季节死亡受气温降低影响
干旱缺水使植物种群死亡率升高
动物种群在寻找水源的过程发生个体的死亡
气候干旱是飞蝗种群爆发式增长的主要原因
非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的。
P14
影响种群数量变化的因素有哪些？
生物
因素
种内
竞争
种间
捕食
竞争
寄生
随种群的增长，种内竞争加剧，使种群的增长受到限制
食物
天敌
植物竞争阳光和养分
动物竞争食物
引起传染病影响种群出生率和死亡率进而影响种群数量
密度制约因素
食物短缺、天敌
非密度制约因素
气候因素：气温、干旱
自然因素：地震、火灾
P14
P16
种群研究的应用
野生生物资源的合理利用和保护
有害生物的防治
保护濒危动物
渔业捕捞
鼠害防治
农业害虫防治
化学、物理方法
降低环境容纳量
农药防治
生物防治
中等强度（K/2）捕捞
P16
1.实验原理：
（1）用液体培养基培养酵母菌，种群的数量增长受培养液的成分、培养空间、PH、温度等因素的影响。
（2）在恒定培养液中当酵母菌种群数量达到K值后，会转而下降直至死亡（营养物质消耗、代谢产物积累及PH变化所致）
（3）采用抽样检测法对酵母菌进行计数。
考点三　实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化
(4)计数方法：用血细胞计数板进行显微计数
2．实验流程
液体
无菌
均匀
计数板
上盖玻片边缘
计数室底
部
7
曲线
3.实验注意事项:
(1) 如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每个小方格内含有5~10个酵母细胞为宜。
(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)制片时,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,多余培养液用滤纸吸去。
(4)制好装片后,应稍等片刻,待酵母菌全部沉降到计数室底部,再用显微镜进行观察、计数。
(5)该探究不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成对照;要获得准确的实验数据,必须进行重复实验,求得平均值。
(6)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
4. 血细胞计数板及相关计算
血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成,其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格(如图A所示),每个大方格的面积为1 mm2,加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此,每个大方格的容积为0.1 mm3。另外,中央大方格(计数室底部)以双线等分为25个中方格(如图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格,供细胞计数用。
(1)血细胞计数板(如图所示)
4. 血细胞计数板及相关计算
①在计数时,先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数,求得每个中方格的平均值再乘以25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。
②设5个中方格中总菌数为a,菌液稀释倍数为b,则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL=1 cm3=1000 mm3,
1 mL菌液的总菌数=(a/5)×25×b×10 000=50 000 a·b
(2)计算公式
考点三　实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化 P289 案例导引
考向1| 实验方法与过程1．在探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验中，观察到血细胞计数板(图1，规格为1 mm×1 mm×0.1 mm)计数室的某一个方格中酵母菌如图2分布。下列有关叙述正确的是(　 　)
A．该方格中酵母菌的数量应计为9个B．实验中被甲紫溶液染成紫色的酵母菌为死细胞C．该血细胞计数板上有2个计数室，玻片厚度为0.1 mmD．制片时，先用吸管滴加样液，再将盖玻片放在计数室上
B
考点三　实验:探究培养液中酵母菌种群数量的变化 P289 案例导引
考向2| 实验拓展与应用2．某小组开展酵母菌培养实验，下图是摇瓶培养中酵母菌种群变化曲线。下列相关叙述正确的是(　 　)
A．培养初期，酵母菌因种内竞争强而生长缓慢B．培养后期，酵母菌的呼吸场所由胞外转为胞内C．该实验中酵母菌计数应采用取样器取样法D．转速为150 r/min时，预测种群增长曲线呈“S”形
D
2．(科学实验和探究情境)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，错误的是( 　　)
A．将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数
B．从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数
C．每天定时取样，测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线
D．营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一
B
P290

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