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第九单元 生物与环境 种群及其动态
一、什么是种群？
种群：
是指在一定自然区域内的同种生物的全部个体的总和。
种群1
种群2
种群3
一个物种
例：判断下列是否属于种群：
（1）一个菜市场里的全部鲤鱼
（2）一个池塘中的全部鱼
（3）一块农田中全部长出种子的玉米
（4）一块朽木上的全部真菌
（5）一片草地上的所有灰喜鹊
（6）一块地里的所有三倍体无子西瓜
×
×
×
×
×
√
二、种群密度调查方法
逐个计数法：调查分布范围较小，个体较大的种群
估算法
黑光灯诱捕法（对象： ）
样方法（对象： ）
标记重捕法（对象： ）
五点取样法
等距取样法
取样方法
调
查
方
法
趋光性昆虫
植物、活动能力弱，活动范围小的动物
活动能力强、活动范围大的动物
注意随机取样
种群密度：种群在单位面积或单位体积内的个体数。
种群数量(N)
首次被标记个数(M)
重捕数(n)
重捕中被标记个数(m)
=
1．齐云山国家级自然保护区有众多特色植物群落，其中长苞铁杉（喜阳植物）为活化石植物。下列有关说法错误的是（ ）
A．长苞铁杉属于生产者，流经生态系统的总能量主要是生产者固定的太阳能
B．长苞铁杉有较高科研价值可体现生物多样性的直接价值
C．长苞铁杉为喜阳树种，与生活在树下的耐阴灌木间不存在竞争关系
D．可以使用样方法调查长苞铁杉的种群密度
c
真题再现
2．为研究和保护我国秦岭地区的野生动物资源，研究人员在动物栖息地布设了若干台红外触发相机，恒温动物一靠近，就会触发相机自动拍照，利用此技术获得了该地区某些野生动物资源的相应数据，为生态学研究提供相关依据。下列说法错误的是（ ）
A．与标志重捕法相比，该方法对所调查动物的生活影响较小
B．通过分析处理数据，也可以了解该地区动物的种群密度
C．保护某种濒危动物最好的措施是就地保护
D．除此方法外，还可以根据动物粪便的不同特征或者声音的个体差异来获取种群数量的信息
c
真题再现
3.下列关于种群的数量特征相关问题描述正确的是（ ）
A．一般用标记重捕法调查国家级野生保护动物大熊猫的种群密度
B．加拿大一枝黄花在A、B两地分别为约8000株和约20000株，说明B地被加拿大一枝黄花入侵更严重
C．若秋天过早降温，许多蝗虫在产卵前死亡，则第二年很可能由于出生率下降使该地区蝗虫种群密度下降
D．我国通过法律禁止“非医学需要的胎儿性别鉴定”是由于我国人口老龄化严重，呈现衰退型的年龄结构
c
真题再现
（多选）下列关于标记重捕法的叙述，正确的是（ ）
A.标记重捕法常用于调查活动能力强、活动范围广的动物的种群密度
B.跳蝻种群密度的调查只能采用标记重捕法
C.标记重捕法中，从做上标记到进行重捕，需要间隔一段时间
D.调查种群密度时，若被捕捉过的田鼠更难捕捉，则估算的种群密度偏低
E.用标记重捕法调查时，部分被标记个体的标记物脱落，将会导致调查结果较实际值偏小
F.标记重捕法调查得到的种群密度一般都是比较精准的现实反映
G.运用标记重捕法调查时，个体被捕捉的概率应相等，而与标记状况、年龄和性别无关
ACG
注：标志重捕法误差分析
三、种群的其它数量特征
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）
出生率、死亡率、迁入率、迁出率 —— 决定种群密度
1.出生率与死亡率
单位时间内新产生、死亡的或迁入、迁出的个体数目占该种群个体总数的比率。
死亡对种群来说未必是坏事，只有老的个体不断离去，新的个体不断产生，才能保持种群的遗传多样性，使种群不断适应变化着的环境。
三、种群的其它数量特征
2.迁入率与迁出率
①迁入率和迁出率在研究城市人口变化中具有重要意义
②促进同一物种 不同种群之间的基因交流
3.年龄组成(年龄结构)——预测种群数量变化趋势
种群的年龄结构是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例
增长型
稳定型
衰退型
三、种群的其它数量特征
年龄结构为稳定型的种群，种群数量在近期一定能保持稳定吗？
6.(2016·浙江，5)下列是表示蝉在夏季的年龄结构示意图(甲、乙、丙分别代表生殖前期、生殖期和生殖后期)，其中正确的是
A
真题再现
生殖前期特别长，生殖期极短，生殖后期等于零
种群中雄雌个体数目的比例。
4.性别比例（性比）--通过影响出生率影响种群密度
（1）利用性外激素诱捕雄蛾，影响雌雄蛾正常交尾的目的是？
（2）若某动物的婚配制为一雌一雄，生殖期个体的雌雄比越接近1∶1，则出生率越 。
使蛾的性别比例失调，降低出生率，使其种群密度下降
雌蜂中只有蜂王（1只）能繁殖。
高
（3）一窝蜜蜂中，虽然只有几只雄蜂，但性别比例却是雄性多于雌性。原因是 。
三、种群的其它数量特征
拓展：种群的空间特征
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。种群的空间分布一般可概括为三种基本类型：随机分布、均匀分布和集群分布
种群的数量特征
种群密度
迁出率
迁入率
死亡率
出生率
年龄结构
性别比例
基本特征
取决于
影响
影响
影响
黑光灯诱捕法
样方法
标记重捕法
调查方法
小结
种群的空间特征
随机
分布
均匀分布
集群分布
一、种群数量变化的研究方法
1.种群数量变化的研究（增长、波动、下降、稳定）
模型构建法（数学模型）——公式或图标曲线
观察研究对象，提出问题。
提出合理的假设。
根据实验数据，用适当的数学。
形式对事物的性质进行表达。
通过进一步实验或观察，对模型进行检验或修正。
步骤：
方法：
图表曲线图直观，但不够精确；数学公式精确，但不够直观。
1.曲线图
（1）产生条件：
“S”形
食物和空间充裕，气候适宜，没有天敌和其他竞争物种。
存在环境阻力，包括资源空间有限、种内竞争、有天敌制约等。
（2）增长特点：
种群的数量以一定的倍数增长，无K值。（注意公式的内涵）
经过一定时间的增长后，种群数量趋于稳定，有K值
（3）增长速率
或增长率：
自然条件下
二、种群数量的增长
实验条件、种群新迁入初期
“J”形
二、种群数量的增长
2.增长率≠增长速率:
增长速率＝
Nt－No(个)
T(年)
×100％
增长率＝
Nt－No
No
增长率是指新增加的个体数占原来个体数的比例；
增长速率是指新增加的个体数与时间的比值，即dN／dt。
①“J”型曲线反映的种群增长率是一定的,而增长速率逐渐增加;
②“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。
对点训练：下列关于“J”形曲线和“S”形曲线的说法，正确的是
A.呈“J”形曲线增长的种群受环境的影响，而呈“S”形曲线增长的种
　群不受环境的影响
B.两条曲线的斜率分别代表各自的增长率
C.呈“J”形曲线增长的种群其增长速率不断增大，而呈“S”形曲线增
　长的种群的增长速率有最大值
D.从外地迁入的物种，其种群数量一定会以“J”形曲线模式增长
C
二、种群数量的增长
2.增长率≠增长速率
拓展归纳
①a段——λ>1且恒定，种群数量呈
“J”形增长。
②b段——λ尽管下降，但仍大于1，
此段种群出生率大于死亡率，则种
群数量一直增长。
③c段——λ＝1，种群数量维持相对稳定。
④d段——λ<1，种群数量逐年下降。
⑤e段——尽管λ呈上升趋势，但仍未达到1，故种群数量逐年下降。
准确分析“λ”曲线
3.聚焦K值
在环境条件不受破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为环境容纳量，又称K值。
二、种群的数量的增长
①K值并不是种群数量的最大值
②K值不是一成不变的(影响因素)
资源、空间、捕食者等环境因素
t1对应K/2值，
t2对应K值，
捕食者和被捕食者的K值分别为：____________________。
M2和N2
3.聚焦K值
二、种群的数量的增长
4.“S”形曲线的应用
二、种群数量的增长
思考：
从环境容纳量（K值）的角度思考：
（1）对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？
（2）对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？
可实现“既有较大收获量又保持种群高速增长”。
建立自然保护区，
改善栖息环境
获得最大日捕捞量呢？
5.J型增长与S型增长比较
J型
S型
环境阻力
1.与自然选择学说的综合
2.与种群特征（种群密度、出生率和死亡率、年龄结构（三类型））的综合
3.与捕鼠、捕蝗、养鱼、养牛等综合
二、种群数量的增长
1.(2021·广东，6)如图所示为某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.b C.c D.d
B
真题再现
2.(2021·山东，19改编)种群增长率是出生率与死亡率之差，若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法正确的是
A.水蚤的出生率随种群密度增加而升高
B.水蚤种群密度为1个/cm3时，种群数量增长最快
C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加
　而降低
D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养，其种群的增长率会为负值
D
真题再现
3.(2021·浙江6月选考，21改编)某森林中，高密度的某昆虫幼虫取食落叶松，影响松树的生长，最大松针长度减小，来年幼虫的食物质量变差，导致该昆虫密度下降，使松树得到恢复。反过来随着食物质量的提高，幼虫数量又有所增加。幼虫的密度(虚线)与落叶松的最大松针长度(实线)变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.该昆虫幼虫的种群数量呈周期性波动
B.食物是该昆虫幼虫种群数量的密度制约因素
C.该昆虫幼虫与落叶松处于同一捕食食物链中
　的不同环节
D.该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素是落叶松的种群数量
D
真题再现
考向二　种群数量的变化及应用
3.生物有两种繁殖策略模式：速度策略(r－策略)和环境容纳量策略(K－策略)。采取r－策略的生物通常是一些小型生物如果蝇、鼠等，适应食物或温度这些波动因素。下列说法不正确的是
A.r－策略的生物能在短时间内产生较多的后代，以便在特定的环境中占据
　优势
B.r－策略的种群常受到非生物因素的控制，其种群数量通常不能维持在K
　值附近
C.只要将沙漠蝗虫的数量控制在K/2之内，就能有效地控制近期危害非洲的
　蝗灾
D.虎属于K－策略的生物，其有效保护措施是改善它们的栖息环境以提高K值
C
(1)大多数生物的种群数量总是在　　中。处于　　状态的种群，在某些特定条件下可能出现种群　　。
(2)当种群长久处于不利条件下，种群数量会出现持续性的或急剧的　　。
(3)当一个种群的数量过少，种群可能会由于　　　　　等原因而______
　　。
波动
波动
爆发
下降
近亲繁殖
衰退、
消亡
三、种群数量的波动
三、影响种群数量变化的因素
考向三　影响种群数量变化的因素
5.下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述，不正确的是
A.林冠层的郁闭度越大，地面得到的阳光越多
B.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的
C.地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关，属于非密度
　制约因素
D.影响种群数量的因素有很多，如气候、食物、天敌、传染病等
A
6.研究人员将S1与S2两个种群放在一起培养，在环境温度为T1与T2条件下，测得种群数量变化如图a、b所示。下列相关叙述中，错误的是
A.S1和S2之间的竞争力大小会受到温度的影响
B.图c中的S1换成S2，其种群数量也会出现波动性变化
C.如果将S1在T1温度下培养，则会呈现“J”形增长
D.将S2在T1温度下单独培养，其数量要比与S1共同培养时多
C
(1)源于选择性必修2 P16“小字部分”：食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的，称为　　　　　　，而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害，对种群的作用强度与该种群的密度无关，称为　　　　　　　。
(2)源于选择性必修2 P17“思维训练”：据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性：______________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
密度制约因素
非密度制约因素
自然生态系统中猎物增多会导致捕
食者增多，捕食者增多会使猎物数量减少，猎物减少会引起捕食者数量减少，最终使猎物和捕食者在一定水平上动态平衡
三、培养液中酵母菌种群数量的变化
1.调查方法——抽样检测法（显微计数），使用血细胞计数板。
2.要点：
①菌体浓度高，溶液需要进行定量稀释；
②先振荡试管再取样，使酵母菌分布均匀，减少误差；
③先盖上盖玻片，再吸取培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入；制好装片后，应静置一会，待酵母菌全部沉降到计数室底部再观察；
④需连续多天在相同时间取样计数。
⑤本实验不需设置对照实验，不同时间形成自身对照；需要做重复实验，目的是尽量减小误差，应对每个样品计数三次，取其平均值。
实验过程注意事项
三、培养液中酵母菌种群数量的变化
血细胞计数板及相关计算
2.计算公式
①先统计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。则1 mL菌液的总菌数＝(a/5)×25×b×10 000＝50 000 a·b。
培养液中酵母菌种群数量的变化
两种不同计数室的取样方法不同
规格一（25×16）：
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×25×104 ×稀释倍数
规格二（16×25）：
1 mL培养液中细胞个数＝？（你能计算吗）
1 mL培养液中细胞个数＝中方格中酵母菌数量的平均值×16×104 ×稀释倍数
三、培养液中酵母菌种群数量的变化
实验分析
3.实验分析
（1）用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响
（2）开始一段时间内，酵母菌的增长
符合“S”形曲线增长模型。
（3）de段曲线下降的原因可能有
营养物质随着消耗逐渐减少，有害产物逐渐积累，培养液的pH等理化性质发生改变等
考向一　实验过程和结果分析
7.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具，下列有关叙述正确的是
A.血细胞计数板可以用于调查酵母菌、病毒、细菌等生物的种群密度
B.需在盖玻片一侧滴加样液，在另一侧用吸水纸吸引，使样液充分渗入
　计数室
C.防止观察细胞沉降到计数室底部影响计数，加样后需立即在显微镜下
　观察计数
D.使用后用自来水冲洗、晾干并镜检，若有残留或沉淀物需要重新清洗
D
三、培养液中酵母菌种群数量的变化
8.某研究性学习小组将一定数量的酵母菌接种到装有100 mL培养液的密闭容器中进行培养，接种后不再更换或添加培养液，实验结果如图所示。下列叙述正确的是
A.酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液
　的体积无关
B.向培养液中通入无菌空气将会使酵母菌种群
　达到K值所用时间延长
C.0～8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率导致种群增长速率一直增大
D.8～10 h酵母菌种群数量下降的原因可能是营养物质减少和代谢产物积累
D
考向二　实验的拓展与应用
9.某课题小组利用无菌培养液培养酵母菌，探究不同条件下酵母菌种群数量的变化规律。实验人员抽取每种条件下的酵母菌培养液各1 mL，分别稀释10倍后，用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm，计数室为25×16型)进行计数，测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量，实验结果见下图。下列相关叙述正确的是
A.依据20 ℃、24 h条件下酵母菌种群数量
　值，可推算所用血细胞计数板中格中酵
　母菌的数量平均为31个
B.温度是该实验的自变量，酵母菌菌种、
　酵母菌数量、培养液成分等为无关变量
C.酵母菌种群数量变化过程中出现了“S”
　形增长，达到K值后稳定时间的长短与
　培养液中营养物质的含量有关
D.酵母菌在15 ℃环境中存活的时间最长，
　15 ℃是酵母菌种群数量增长的最适温度
C
10.如图表示在锥形瓶中用不同方式培养酵母菌时的种群增长曲线。图中曲线⑤是对照组，其余曲线代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液及不换培养液但保持pH恒定，4种不同情况下酵母菌种群增长曲线。下列有关叙述不正确的是
A.①②③分别代表每3 h、12 h、24 h换一次培养
　液的种群增长曲线
B.在保持培养液的更换频率不变的情况下，曲
　线①将保持“J”形增长
C.造成曲线⑤ K值较小的原因可能是代谢产物的积累、pH变化、溶解氧
　不足等
D.若用血细胞计数板统计细胞数量，不能直接从静置的培养瓶中取出培
　养原液进行计数
B

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